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QUERVERWEIS ZU BEZOGENER ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Anmeldung Nr. 10-2011-0130552 , eingereicht am 7. Dezember 2011, deren gesamter Inhalt via Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühler für ein Fahrzeug (z. B. ein Kraftfahrzeug). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrzeugkühler, welcher die Kühleffizienz des Kühlmittels verbessert durch Erhalten des Kühlmittels darin nachdem Blasen, welche in dem Kühlmittel, welches von einem Motor abgegeben wird, von dem Kühlmittel abgesondert wurden.
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Beschreibung bezogener Technik
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Im Allgemeinen wird eine Mischung aus Treibstoff und Luft in einen Zylinder eines Motors eingespritzt, und die explosive Kraft, die erzeugt wird, wenn die Mischung verbrannt wird, wird an ein Antriebsrad in einem Fahrzeug übertragen. Dadurch fährt das Fahrzeug. Der Motor ist ausgestattet mit einer Kühlvorrichtung, wie beispielsweise einem Kühlwassermantel, zum Kühlen der wegen der Verbrennung der Mischung hohen Temperaturen des Motors, und Kühlmittel, dessen Temperatur erhöht wird, wenn es durch den Kühlwassermantel zirkuliert wird, wird durch einen Kühler gekühlt.
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Der Kühler ist unterteilt in einen luftgekühlten Kühler und einen wassergekühlten Kühler in Abhängigkeit von der Kühlweise und ist unterteilt in einen Querflusskühler und einen Abwärtsflusskühler in Abhängigkeit von der Fließrichtung des Kühlmittels.
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Der luftgekühlte Kühler ist ein Kühler, bei welchem das Kühlmittel durch Luft gekühlt wird, und er wird allgemein für kleine Motoren verwendet. Der wassergekühlte Kühler ist ein Kühler, bei welchem das Kühlmittel durch zusätzliches Kühlmittel gekühlt wird, und er wird für einen großen Motor verwendet.
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Der Querflusskühler und der Abwärtsflusskühler werden abhängig von der Fließrichtung des Kühlmittels bestimmt.
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Gemäß einem herkömmlichen Kühler sind ein Einlasstank, in den das Kühlmittel hineinfließt, und ein Auslasstank, von welchem das Kühlmittel abgegeben wird, voneinander entfernt angeordnet, und eine Mehrzahl von Rohren ist zwischen dem Einlasstank und dem Auslasstank montiert, um den Einlasstank und den Auslasstank fluidisch zu verbinden. Das Kühlmittel fließt in der Mehrzahl von Rohren und wird gekühlt, indem es Wärme mit Luft austauscht.
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Hierbei stellt der Querflusskühler einen Kühler dar, bei welchem der Einlasstank und der Auslasstank links und rechts angeordnet sind und die Rohre horizontal montiert sind. Darum fließt das Kühlmittel horizontal und wird in dem Querflusskühler gekühlt.
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Darüber hinaus stellt der Abwärtsflusskühler einen Kühler dar, bei welchem der Einlasstank und der Auslasstank an der Oberseite und der Unterseite angeordnet sind und die Rohre vertikal montiert sind. Darum fließt das Kühlmittel vertikal und wird in dem Abwärtsflusskühler gekühlt.
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Der Kühler ist in einem Motorraum des Fahrzeugs vorne bzw. nach vorne zeigend angeordnet, so dass das Kühlmittel Wärme mit kühler Luft austauschen kann, wenn das Fahrzeug fährt.
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In einem Fall, dass eine Blase in dem Kühlmittel, welches nach dem Kühlen des Motors abgegeben wird, enthalten ist, fließt jedoch gemäß einem herkömmlichen Kühler das Kühlmittel mitsamt der Blase, welche einen niedrigeren Wärmeleitkoeffizienten aufweist. Die Blase nimmt ein vorbestimmtes Volumen in einem Umlaufkreis des Kühlmittels ein und verschlechtert die Wärmeaustauschleistung. Darum kann die Kühlleistung des Kühlers verschlechtert sein.
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In einem Fall, dass die Kühleffizienz des Kühlers verschlechtert ist, wird das Kühlmittel dem Motor in einem Zustand zugeführt bzw. bereitgestellt, in dem es nicht auf eine geforderte Temperatur gekühlt ist. Darum kann der Motor nicht wie gewünscht gekühlt werden, und die Kühlleistung des Fahrzeugs kann verschlechtert sein.
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Die Information, die in diesem Hintergrundabschnitt bereitgestellt wird, dient nur dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds dieser Erfindung und sollte nicht so interpretiert werden, als würde hiermit anerkannt oder vorgeschlagen, dass diese Information den dem Fachmann bekannten Stand der Technik darstellt.
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ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung schaffen einen Kühler für ein Fahrzeug, welcher die Vorteile aufweist, die durch eine im Kühlmittel (Kühlwasser) enthaltene Blase verursachte Erhöhung des Fließwiderstands von Kühlmittel, welches durch einen Wärmetauscherabschnitt hindurchtritt, zu verhindern durch Trennen der Blase/der Blasen von dem Kühlmittel, das von einem Motor (Verbrennungsmotor zugeführt wird, und kontinuierliches Zuführen der Blase/Blasen an einen Reservetank.
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung schaffen einen Kühler für ein Fahrzeug, welcher darüber hinaus die Vorteile aufweist, die Kühlleistung eines Motors (z. B. eines Verbrennungsmotors) zu steigern, ohne das Fassungsvermögen des Kühlers zu erhöhen, eine Größe des Kühlers zu verringern, Herstellungskosten zu senken und eine Raumausnutzung in einem Motorraum zu verbessern, indem die Kühleffizienz des Kühlmittels verbessert wird, um das Kühlmittel auf eine geforderte Temperatur herunter zu kühlen.
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen einen Fahrzeugkühler bereit, welcher aufweisen kann einen Einlasstank, welcher ausgestaltet ist, Kühlmittel von einem Motor zu erhalten, einen Auslasstank, welcher entfernt von dem Einlasstank angeordnet ist und ausgestaltet ist, das Kühlmittel zurück an den Motor abzugeben, einen Wärmetauscherabschnitt, welcher den Einlasstank und den Auslasstank fluidisch (miteinander) verbindet und mit einer Mehrzahl von Rohren und Kühlrippen bzw. Strahlungsrippen, im Folgenden Kühlrippen, versehen ist, um das Kühlmittel, welches in den Rohren fließt, durch das Austauschen von Wärme mit Luft zu kühlen, und eine Blasenabsonderungseinheit, welche mit dem Einlasstank verbunden ist und ausgestaltet ist, eine in dem vom Motor abgegebenen Kühlmittel enthaltene Blase abzusondern bzw. zu trennen bzw. abzutrennen (kurz: abzusondern) und kontinuierlich bzw. fortlaufend das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert ist, in einen Reservetank abzugeben, um das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, dem Wärmetauscherabschnitt zuzuführen.
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Die Blasenabsonderungseinheit kann aufweisen einen Hauptkörper, welcher mit einer Zuflussöffnung versehen ist, welche an einer Seitenfläche davon ausgebildet und mit dem Motor mittels einer Verbindungsleitung, wie z. B. eines Verbindungsschlauchs, verbunden ist, und eine Abflussöffnung, welche an einer anderen Seitenfläche davon ausgebildet und mit einem am Einlasstank ausgebildeten Einlass verbunden ist, einen Blasenerzeugungsabschnitt, welcher an einem Innenumfang der Zuflussöffnung ausgebildet ist und ausgestaltet ist, um zu verursachen, dass das Kühlmittel rotiert und einen Strudel erzeugt, um die Blase von dem Kühlmittel zu trennen, wenn das Kühlmittel in die Zuflussöffnung fließt, und eine Blasenabflussöffnung, welche an einer Seitenfläche eines oberen Bereichs des Hauptkörpers ausgebildet ist und mit dem Reservetank verbunden ist, um die im Blasenerzeugungsabschnitt von dem Kühlmittel abgesonderte Blase zu dem Reservetank ausströmen zu lassen.
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Der Blasenerzeugungsabschnitt kann eine Wendelnut bzw. -kerbe sein, welche an einem Innenumfang der Zuflussöffnung mit einer Wendelform ausgebildet ist.
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Eine Montageposition der Zuflussöffnung kann höher bzw. weiter oben sein als die der Abflussöffnung.
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Die Abflussöffnung kann an einer anderen Seitenfläche ausgebildet sein, welche benachbart zu der Seitenfläche ist, an welcher die Zuflussöffnung ausgebildet ist.
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Der Kühler kann ferner aufweisen eine Kühlmittelergänzungsöffnung, welche integral an einem oberen Bereich des Einlasstanks ausgebildet ist, wobei das Kühlmittel aus dem Reservetank durch die Kühlmittelergänzungsöffnung ergänzt wird.
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Die Blasenabsonderungseinheit kann aufweisen eine Zuflussöffnung, welche integral auf einer Seite eines oberen Bereichs des Einlasstanks ausgebildet und mit dem Motor mittels einer Verbindungsleitung (z. B. eines eines Verbindungsschlauchs) verbunden ist, um das Kühlmittel von dem Motor zu empfangen, einen Blasenerzeugungsabschnitt, welcher an der Zuflussöffnung ausgebildet ist und ausgestaltet ist, um zu verursachen, dass das Kühlmittel rotiert und einen Strudel erzeugt, um die Blase von dem Kühlmittel zu trennen, wenn das Kühlmittel in die Zuflussöffnung fließt, einen Vorsprungsabschnitt, welcher von einem oberen Ende des Einlasstanks aus hervorsteht; und eine Blasenabflussöffnung, welche an einer Seite eines oberen Bereichs des Vorsprungsabschnitts ausgebildet und mit dem Reservetank verbunden ist, um die von dem Kühlmittel in dem Blasenerzeugungsabschnitt erzeugte Blase zu dem Reservetank ausströmen zu lassen.
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Der Blasenerzeugungsabschnitt kann eine Wendelnut bzw. -kerbe sein, welche an einem Innenumfang der Zuflussöffnung in einer Wendelform ausgebildet ist.
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Der Blasenerzeugungsabschnitt kann aufweisen einen Einsetzkörper, welcher in die Zuflussöffnung eingesetzt bzw. eingebracht und an einem Innenumfang der Zuflussöffnung befestigt ist, und eine Wendelnut bzw. -kerbe, welche an einem Innenumfang des Einsetzkörpers entlang einer Längsrichtung ausgebildet ist.
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Der Reservetank kann mit dem Motor verbunden sein.
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Ein Innendruck des Reservetanks kann so eingestellt bzw. beibehalten werden, dass er derselbe wie der des Motors ist.
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Der Kühler kann ferner aufweisen eine Kühlmittelergänzungsöffnung, welche entfernt von der Blasenabflussöffnung angeordnet und an einer Seite eines unteren Bereichs des Vorsprungsabschnitts ausgebildet und mit dem Reservetank verbunden ist, um das Kühlmittel zu ergänzen.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorzüge, welche anhand der beigefügten Zeichnungen ersichtlich sind, bzw. genauer erläutert werden. Zusammen mit der „Detaillierten Beschreibung” dienen sie der Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kühlers für ein Fahrzeug (Fahrzeugkühlers) gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Perspektivansicht einer bei einem Kühler für ein Fahrzeugverwendeten beispielhaften Blasenabsonderungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Querschnittansicht zum Darstellen des Betriebs eines beispielhaften Fahrzeugkühlers gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugkühlers gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht von 4.
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6 ist eine Querschnittansicht zum Darstellen des Betriebs eines beispielhaften Fahrzeugkühlers gemäß der vorliegenden Erfindung.
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7 ist eine Perspektivansicht einer bei einem Kühler für ein Fahrzeugverwendeten beispielhaften Blasenabsonderungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun detailliert Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Beispiele werden durch die beigefügten Zeichnungen und den Text unten erläutert. Auch wenn die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungen erläutert wird, wird damit in keiner Weise die Erfindung auf die Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Sondern die Erfindung soll abgesehen von den als Beispiel angeführten Ausführungsformen auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen abdecken, insofern innerhalb des von den Ansprüchen definierten Schutzumfangs liegend.
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1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugkühlers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Perspektivansicht einer bei einem Kühler für ein Fahrzeug verwendeten Blasenabsonderungseinheit gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen ist ein Fahrzeugkühler 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass er verhindert, dass der Fließwiderstand des Kühlmittels, welches durch einen Wärmetauscherabschnitt 130 hindurchtritt, wegen einer in dem Kühlmittel enthaltenen Blase ansteigt, und dass er die Kühlwirkung verbessert, indem die Blase von dem vom Motor 103 zugeführten Kühlmittel abgesondert wird und indem kontinuierlich bzw. fortlaufend die Blase bzw. die Blasen einem Reservetank 105 zugeführt wird bzw. werden; beispielsweise kann kontinuierlich eine Blase nach der anderen dem Reservetank zugeführt werden.
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Zu diesem Zweck weist der Fahrzeugkühler 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in 1 dargestellt, einen Einlasstank 110, einen Auslasstank 120 und einen Wärmetauscherabschnitt 130 auf.
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Der Einlasstank 110, in welchen das Kühlmittel einfließt, ist von dem Auslasstank 120, aus welchem das Kühlmittel abfließt, getrennt bzw. im Abstand angeordnet.
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Darüber hinaus ist der Wärmetauscherabschnitt 130 zwischen dem Einlasstank 110 und dem Auslasstank 120 angeordnet. Der Wärmetauscherabschnitt 130 verbindet eine Innenseite des Einlasstanks 110 und eine Innenseite des Auslasstanks 120 miteinander.
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Der Wärmetauscherabschnitt 130 weist eine Mehrzahl von Rohren 131 und Kühlrippen 133 auf, wobei das Kühlmittel, welches durch die Rohre 131 fließt, Wärme mit Luft austauscht.
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Der Fahrzeugkühler 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist darüber hinaus eine mit dem Einlasstank 110 verbundene Blasenabsonderungseinheit 140 auf. Die Blasenabsonderungseinheit 140 ist so ausgestaltet, dass sie eine in dem vom Motor 103 abgegebenen Kühlmittel enthaltenen Blase absondert bzw. trennt bzw. abtrennt bzw. separiert und fortlaufend das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, an einen Reservetank 105 abgibt, um das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, dem Wärmetauscherabschnitt 130 zuzuführen.
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Indes ist der Reservetank 105 mit dem Motor 103 verbunden und ein Innendruck des Reservetanks 105 ist so eingestellt bzw. wird so beibehalten, dass er derselbe wie der des Motors 103 ist.
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Der Reservetank 105 ist mit dem Motor 103 verbunden, und ein interner Druck des Reservetanks 105 wird auf dem gleichen Druck aufrechterhalten wie jener des Motors 103.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Blasenabsonderungseinheit 140, wie in 2 dargestellt, auf einen Hauptkörper 141, einen Blasenerzeugungsabschnitt 144 und eine Blasenabflussöffnung 145, wobei jede einzelne Komponente im Detail beschrieben wird.
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Ein oberes Ende und ein unteres Ende des Hauptkörpers 141 sind geschlossen. Eine Zuflussöffnung 142, welche mit dem Motor 103 mittels einer Verbindungsleitung, z. B. eines Verbindungsschlauchs, 107 verbunden ist, ist an einer Seitenfläche des Hauptkörpers 141 ausgebildet, und eine Abflussöffnung 143, welche mit einem am Einlasstank 110 ausgebildeten Einlass 111 verbunden ist, ist an einer anderen Seitenfläche des Hauptkörpers 141 ausgebildet.
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Eine Montageposition der Zuflussöffnung 142 ist höher bzw. weiter oben als die der Abflussöffnung 143.
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Darüber hinaus ist die Abflussöffnung 143 an einer anderen Seitenfläche ausgebildet, welche der Seitenfläche, wo die Zuflussöffnung 142 ausgebildet ist, benachbart ist.
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Der Hauptkörper 141 weist eine zylindrische Form auf, und das obere und das untere Ende des Hauptkörpers 141 können geschlossen sein.
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Darüber hinaus ist der Blasenerzeugungsabschnitt 144 an einem Innenumfang der Zuflussöffnung 142 ausgebildet. Wenn das Kühlmittel in die Zuflussöffnung 142 fließt, verursacht der Blasenerzeugungsabschnitt 144, dass das Kühlmittel rotiert und einen Strudel erzeugt, um die Blase von dem Kühlmittel zu trennen.
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Der Blasenerzeugungsabschnitt 144 kann eine Wendelnut bzw. -kerbe sein, welche an einem inneren Umfang der Zuflussöffnung 142 in einer Wendelform ausgebildet ist.
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Das heißt, das Kühlmittel fließt entlang der Wendelnut, welche in der Wendelform ausgebildet ist, und wird rotiert bzw. in Drehung versetzt, wenn das Kühlmittel in den Blasenerzeugungsabschnitt 144 fließt.
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Wenn das Kühlmittel entlang des inneren Umfangs des Blasenerzeugungsabschnitts 144 rotiert, wird der Strudel in einem mittleren Bereich des Blasenerzeugungsabschnitts 144 in einer Längsrichtung durch Zentrifugalkraft erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Blase bzw. werden die Blasen zu einem Mittelpunkt des Strudels befördert bzw. dort versammelt und von dem Kühlmittel abgesondert.
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Das Kühlmittel, von dem die Blase/Blasen abgetrennt sind, passiert durch die Zuflussöffnung 142 und strömt dann in den Hauptkörper 141, wo der Blasenerzeugungsabschnitt 144 nicht ausgebildet ist. Zu diesem Zeitpunkt bzw. an dieser Position ist/wird die Zentrifugalkraft schwach und die Rotation des Kühlmittels stoppt/wird gestoppt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die Blasenabflussöffnung 145 an einer Seitenfläche des Hauptkörpers 141 oberhalb der Zuflussöffnung 142 ausgebildet. Die Blasenabflussöffnung 145 ist mit dem Reservetank 105 verbunden, und die Blase, welche im Blasenerzeugungsabschnitt 144 von dem Kühlmittel abgesondert wurde, strömt durch die Blasenabflussöffnung 145 zum Reservetank 105 aus.
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Das heißt, dass die Zentrifugalkraft des Kühlmittels, von welchem die Blase abgesondert wurde, im Hauptkörper 141 schwach wird, und das Kühlmittel fließt durch die Abflussöffnung 143, welche unterhalb der Einflussöffnung 142 ausgebildet ist, ab. Da darüber hinaus die vom Kühlmittel abgesonderte Blase leichter ist als das Kühlmittel, bewegt sich die Blase in dem Hauptkörper 141 nach oben und strömt in den Reservetank 105 durch die Blasenabflussöffnung 145 aus.
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Da zu diesem Zeitpunkt der Innendruck des Reservetanks 105 derselbe ist wie der des Motors 103, ist der Druck der von dem Kühlmittel abgesonderten Blase höher als der Innendruck des Reservetanks 105.
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Darum strömt die abgesonderte Blase in dem Hauptkörper 141 kontinuierlich durch die Blasenabflussöffnung 145 zu einem Raum, welcher in einem oberen Bereich des Reservetanks 105 ausgebildet ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine Kühlmittelergänzungsöffnung 113 zum Ergänzen des Kühlmittels aus dem Reservetank 105 integral und/oder monolithisch in einem oberen Bereich des Einlasstanks 110 ausgebildet. Die Kühlmittelergänzungsöffnung 113 ist mit einem unteren Bereich des Reservetanks 105 verbunden.
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Wenn ein Mangel des Kühlmittels in dem Einlasstank 110 vorliegt, fließt das Kühlmittel, welches von den Reservetank 105 abgegeben wurde, durch die Kühlmittelergänzungsöffnung 113 in den Einlasstank 110, um das Kühlmittel des Einlasstanks 110 zu ergänzen.
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Hierin wird im Folgenden der Betrieb des Fahrzeugkühlers 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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3 ist eine Querschnittansicht zum Darstellen des Betriebs eines Fahrzeugkühlers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf die Zeichnung fließt das Kühlmittel, welches den Motor 103 kühlt, in die Zuflussöffnung 142 des Hauptkörpers 141 durch die Verbindungsleitung 107.
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Das Kühlmittel wird durch den Blasenerzeugungsabschnitt 144 mit Wendelnutform, welcher an der Einflussöffnung 142 ausgebildet ist, rotiert bzw. in Drehung versetzt und fließt in den Hauptkörper 141.
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Wenn das Kühlmittel entlang des inneren Umfangs des Blasenerzeugungsabschnitts 144 rotiert bzw. in Drehung versetzt wird, wird der Strudel in dem mittleren Bereich des Blasenerzeugungsabschnitts 144 in Längsrichtung durch Zentrifugalkraft erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Blase zum Mittelpunkt des Strudels und wird von dem Kühlmittel abgesondert.
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Wenn das Kühlmittel durch die Zuflussöffnung 142 hindurchtritt und in den Hauptkörper 141 fließt, wird die Zentrifugalkraft schwach und die Rotation bzw. Drehung des Kühlmittels wird gestoppt. Danach fließt das Kühlmittel in den Einlasstank 110 durch die Abflussöffnung 143.
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Da darüber hinaus die vom Kühlmittel abgesonderte Blase leichter ist als das Kühlmittel, bewegt sich die Blase zum oberen Bereich des Hauptkörpers 141 und fließt in den Reservetank 105 durch die Blasenabflussöffnung 145 ab.
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Da zu diesem Zeitpunkt der Druck der abgesonderten Blase höher ist als der Innendruck des Reservetanks 105, kann die abgesonderte Blase bzw. können die abgesonderten Blasen fortlaufend bzw. kontinuierlich an den Reservetank 105 abgegeben werden.
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Zusätzlich fließt das Kühlmittel, welches durch den Einlass 111 des Einlasstanks 110 in den Einlasstank 110 fließt, durch den Wärmetauscherabschnitt 130 und wird mittels Wärmeaustausch mit Luft gekühlt. Danach wird das Kühlmittel dem Motor wieder durch einen Auslass 121, welcher am Auslasstank 120 ausgebildet ist, zugeführt. Demzufolge kühlt das Kühlmittel den Motor 103.
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Der Fahrzeugkühler 100 ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass verhindert wird, dass der Fließwiderstand von Kühlmittel, welches durch einen Wärmetauscherabschnitt 130 hindurchtritt, durch eine Blase, welche in dem Kühlmittel enthalten ist, ansteigt und dass er die Kühleffizienz verbessert, indem die Blase von dem Kühlmittel, welches von einem Motor 103 zugeführt wird, abgesondert wird und indem die Blase kontinuierlich einem Reservetank 105 zugeführt wird.
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Zusätzlich ist der Fahrzeugkühler 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgestaltet, die Kühlleistung des Motors 103 zu steigern, ohne dass das Fassungsvermögen des Kühlers 100 erhöht wird, eine Größe des Kühlers 100 zu verringern, Herstellungskosten zu senken und eine Raumausnutzung in einem Motorraum zu verbessern, indem die Kühleffizienz des Kühlmittel verbessert wird und das Kühlmittel auf eine geforderte Temperatur heruntergekühlt wird.
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Zusätzlich kann Luftzufluss zum bzw. in den Kühler 100 reduziert werden und eine Absenkung des Wärmeleitkoeffizienten verringert werden, weil das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, gemäß verschiedenen Ausführungsformen in den Kühler 100 fließt.
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4 ist ein Schemadiagramm eines Fahrzeugkühlers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 5 ist eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht von 4.
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen ist ein Fahrzeugkühler 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, dass verhindert wird, dass der Fließwiderstands des Kühlmittels, welches durch einen Wärmetauscherabschnitt 230 hindurchtritt, wegen einer in dem Kühlmittel enthaltenen Blase ansteigt, und so ausgestaltet, dass die Kühlwirkung verbessert wird, indem die Blase von dem vom Motor 203 zugeführten Kühlmittel abgesondert wird, und indem kontinuierlich bzw. fortlaufend die Blase bzw. die Blasen einem Reservetank 205 zugeführt wird bzw. werden; beispielsweise kann kontinuierlich eine Blase nach der anderen dem Reservetank zugeführt werden.
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Zu diesem Zweck weist der Fahrzeugkühler 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in 4 dargestellt, einen Einlasstank 210, einen Auslasstank 220 und einen Wärmetauscherabschnitt 230 auf.
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Der Einlasstank 210, in welchen das Kühlmittel fließt, ist von dem Auslasstank 220, aus welchem das Kühlmittel abfließt, getrennt bzw. im Abstand angeordnet.
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Darüber hinaus ist der Wärmetauscherabschnitt 230 zwischen dem Einlasstank 210 und dem Auslasstank 220 angeordnet. Der Wärmetauscherabschnitt 230 verbindet eine Innenseite des Einlasstanks 210 und eine Innenseite des Auslasstanks 220.
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Der Wärmetauscherabschnitt 230 weist eine Mehrzahl von Rohren 231 und Kühlrippen 233 auf, wobei das Kühlmittel, welches durch die Rohre 231 fließt, Wärme mit Luft austauscht.
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Der Fahrzeugkühler 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist darüber hinaus eine mit dem Einlasstank 210 verbundene Blasenabsonderungseinheit 240 auf. Die Blasenabsonderungseinheit 240 ist so ausgestaltet, dass sie eine in dem vom Motor 203 abgegebenen Kühlmittel enthaltenen Blase absondert bzw. trennt bzw. abtrennt bzw. separiert und fortlaufend das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, an einen Reservetank 205 abgibt, um das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, dem Wärmetauscherabschnitt 230 zuzuführen.
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Indes ist der Reservetank 205 mit dem Motor 203 verbunden und ein Innendruck des Reservetanks 205 ist so eingestellt bzw. wird so beibehalten, dass er derselbe wie der des Motors 203 ist.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Blasenabsonderungseinheit 240, wie in 5 dargestellt, auf eine Zuflussöffnung 241, einen Blasenerzeugungsabschnitt 243, einen Vorsprungsabschnitt 245, eine Blasenabflussöffnung 247 und eine Kühlmittelergänzungsöffnung 249, wobei jede einzelne Komponente im Detail beschrieben wird.
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Die Zuflussöffnung 241 ist integral und/oder monolithisch auf einer Seite eines oberen Bereichs des Einlasstanks 210 ausgebildet und ist mit dem Motor 203 mittels einer Verbindungsleitung (z. B. eines Verbindungsschlauchs) 207 verbunden, um das vom Motor 203 abgegebene Kühlmittel in den Einlasstank 210 fließen zu lassen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der Blasenerzeugungsabschnitt 243 an der Zuflussöffnung 241 ausgebildet. Wenn das Kühlmittel in die Zuflussöffnung 241 hinein fließt, verursacht der Blasenerzeugungsabschnitt 243, dass das Kühlmittel rotiert bzw. sich dreht und einen Strudel erzeugt, um die Blase von dem Kühlmittel abzusondern.
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Der Blasenerzeugungsabschnitt 243 kann eine Wendelnut bzw. -kerbe sein, welche an einem inneren Umfang der Zuflussöffnung 241 mit einer Wendelform ausgebildet ist.
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Das heißt, das Kühlmittel fließt entlang der wendelförmigen Nut, welche mit der Wendelform ausgebildet ist, und wird rotiert bzw. in Drehung versetzt, wenn das Kühlmittel in den Blasenerzeugungsabschnitt 243 fließt.
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Wenn das Kühlmittel entlang des inneren Umfangs des Blasenerzeugungsabschnitts 243 rotiert, wird der Strudel in einem mittleren Bereich des Blasenerzeugungsabschnitts 243 in einer Längsrichtung durch Zentrifugalkraft erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Blase bzw. werden die Blasen zu einem Mittelpunkt des Strudels befördert bzw. dort versammelt und von dem Kühlmittel abgesondert.
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Das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, tritt durch die Zuflussöffnung 241 hindurch und fließt dann in den Einlasstank 210. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zentrifugalkraft in dem Einlasstank 210, welcher eine größere Querschnittsfläche als die Zuflussöffnung 241 aufweist, schwach und die Rotation bzw. Drehung des Kühlmittels wird gestoppt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen tritt der Vorsprungsabschnitt 245 an einem oberen Ende des Einlasstanks 210 hervor, und ein oberes Ende des ausgedehnten Abschnitts 245 ist geschlossen.
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Darüber hinaus ist die Blasenabflussöffnung 247 auf einer Seite eines oberen Bereichs des Vorspurngsabschnitts 245 ausgebildet und mit dem Reservetank 205 verbunden, um die vom Kühlmittel im Blasenerzeugungsabschnitt 243 abgesonderte Blase in den Reservetank 205 ausströmen zu lassen.
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Das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, fließt in den Einlasstank 210. Die Zentrifugalkraft wird schwach wegen des Unterschieds der Querschnittsflächen zwischen dem Einlasstank 210 und Zuflussöffnung 241, und die Rotation des Kühlmittels wird gestoppt. Danach fließt das Kühlmittel von dem Einlasstank 210 zu dem Wärmetauscherabschnitt 230 und tritt durch den Wärmetauscherabschnitt 230 hindurch zu diesem Zeitpunkt wird das Kühlmittel mittels Wärmeaustausch mit der Luft gekühlt.
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Da indes die von dem Kühlmittel abgesonderte Blase leichter ist als das Kühlmittel, bewegt sich die Blase zu dem Vorsprungsabschnitt 245, welcher an einem oberen Bereich des Blasenerzeugungsabschnitts 243 ausgebildet ist. Danach strömt die Blase zu dem Reservetank 205 durch die Blasenabflussöffnung 247, welche in einem oberen Bereich des Vorsprungsabschnitts 245 ausgebildet ist.
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Da der Innendruck des Reservetanks 205 derselbe ist wie der des Motors 203 ist der Druck der von dem Kühlmittel abgesonderten Blase höher als der Innendruck des Reservetanks 205.
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Darum fließt die in der Zuflussöffnung 241 abgesonderte Blase kontinuierlich durch die Blasenabflussöffnung 247 in einen oberen Bereich des Reservetanks 205 ab.
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Zusätzlich ist die Kühlmittelergänzungsöffnung 249 getrennt von der Blasenabflussöffnung 247 angeordnet und auf einer Seite eines unteren Bereichs des Vorsprungsabschnitts 245 ausgebildet. Die Kühlmittelergänzungsöffnung 249 ist mit einem unteren Bereich des Reservetanks 205 verbunden, um das Kühlmittel im Einlasstank 210 zu ergänzen.
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Wenn ein Kühlmittelmangel im Einlasstank 210 besteht, fließt vom Reservetank 205 abgegebenes Kühlmittel durch die Kühlmittelergänzungsöffnung 249 in den Einlasstank 210, um das Kühlmittel im Einlasstank 210 zu ergänzen.
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Hierin wird im Folgenden der Betrieb des Fahrzeugkühlers 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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6 ist eine Querschnittansicht, welche den Betrieb eines Fahrzeugführers gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezug nehmend auf die Zeichnung fließt das Kühlmittel, welches den Motor 203 kühlt, durch die Verbindungsleitung 207 in die Zuflussöffnung 241 des Einlasstanks 210 hinein.
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Das Kühlmittel wird rotiert durch den in Wendelnut gestalteten Blasenerzeugungsabschnitt 243, der an der Zuflussöffnung 241 ausgebildet ist, und strömt in den Einlasstank 210.
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Wenn das Kühlmittel entlang des inneren Umfangs des Blasenerzeugungsabschnitts 243 rotiert bzw. gedreht wird, wird der Strudel in einem mittleren Bereich des Blasenerzeugungsabschnitts 243 in Längsrichtung durch Zentrifugalkraft erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Blase zur Mitte des Strudels und wird von dem Kühlmittel abgesondert.
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Wenn das Kühlmittel durch die Zuflussöffnung 241 hindurchtritt und in den Einlasstank 210 fließt, wird die Zentrifugalkraft schwach und die Rotation des Kühlmittels wird gestoppt.
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Da zu diesem Zeitpunkt die von dem Kühlmittel abgesonderte Blase leichter ist als das Kühlmittel, bewegt sich die Blase zu dem Vorsprungsabschnitt 245, welcher an einem oberen Bereich des Einlasstanks 210 ausgebildet ist, und strömt zu dem Reservetank 205 durch die Blasenabflussöffnung 247.
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Da zu diesem Zeitpunkt der Druck der Blase, welche sich in dem ausgedehnten Abschnitt 245 bewegt, höher ist als der Innendruck das Reservetanks 205, kann die abgesonderte Blase bzw. können die abgesonderten Blasen kontinuierlich an den Reservetank 205 abgegeben werden, beispielsweise kann kontinuierlich eine Blase nach der anderen dem Reservetank zugeführt werden.
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Zusätzlich tritt das in den Einlasstank 210 fließende Kühlmittel durch den Wärmetauscherabschnitt 230 hindurch und wird mittels Wärmeaustauschs mit der Luft gekühlt. Danach wird das Kühlmittel wieder dem Motor durch einen am Auslasstank 220 ausgebildeten Auslass 221 zugeführt. Darum kühlt das Kühlmittel den Motor 203.
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7 ist eine Perspektivansicht eines Blasenerzeugungsabschnitts, welcher in einem Fahrzeugkühler gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Der Kühler 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist derselbe wie die oben beschriebenen, mit Ausnahme einer Struktur des Blasenerzeugungsabschnitts 343.
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Der Blasenerzeugungsabschnitts 343 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist, wie in 7 dargestellt, einen Einsetzkörper 343a und eine wendelförmige Nut 343b auf.
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Der Einsetzkörper 343a ist in die Zuflussöffnung 241 eingesetzt und an dem Innenumfang der Zuflussöffnung 241 befestigt.
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Der Einsetzkörper 343a ist mit einem zylinderförmigen Rohr ausgebildet, welches eine vorbestimmte Dicke aufweist.
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Zusätzlich weist die Wendelnut 343b die Wendelform auf und ist integral und/oder monolithisch an einem Innenumfang des Einsetzkörpers 343a in einer Längsrichtung ausgebildet.
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Das bedeutet, dass der Blasenerzeugungsabschnitt 343 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, anders als bei verschiedenen Ausführungsformen, getrennt von der Zuflussöffnung 241 ausgebildet ist. Der Blasenerzeugungsabschnitt 343 ist in die Zuflussöffnung 241 des Einlasstanks 210 eingesetzt und daran befestigt. Der Betrieb des Blasenerzeugungsabschnitts 343 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist derselbe wie der des Blasenerzeugungsabschnitts 243. Darum wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Der Fahrzeugkühler 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist so ausgestaltet, dass er verhindert, dass der Fließwiderstands des Kühlmittels, welches durch einen Wärmetauscherabschnitt 230 hindurchtritt, wegen einer in dem Kühlmittel enthaltenen Blase ansteigt, und dass er die Kühlwirkung verbessert, indem die Blase von dem vom Motor 203 zugeführten Kühlmittel abgesondert wird, und indem kontinuierlich bzw. fortlaufend die Blase bzw. die Blasen einem Reservetank 205 zugeführt wird bzw. werden.
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Zusätzlich ist der Fahrzeugkühler 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgestaltet, die Kühlleistung des Motors 203 zu steigern, ohne dass das Fassungsvermögen des Kühlers 200 erhöht wird, eine Größe des Kühlers 200 zu verringern, Herstellungskosten zu senken und eine Raumausnutzung in einem Motorraum zu verbessern, indem die Kühlleistung des Kühlmittel verbessert wird und das Kühlmittel auf eine geforderte Temperatur heruntergekühlt wird.
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Zusätzlich kann Luftzufluss zum bzw. in den Kühler 200 reduziert werden und eine Absenkung des Wärmeleitkoeffizienten verringert werden, weil das Kühlmittel, von welchem die Blase abgesondert wurde, gemäß verschiedenen Ausführungsformen in den Kühler 200 fließt.
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Wenn der Fahrzeugkühler 100 und 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert wird, wird durch ein Beispiel deutlich gemacht, dass der Blasenerzeugungsabschnitt 143, 243 und 343 der Blasenabsonderungseinheit 140 und 240 an der Zuflussöffnung 142 und 241 ausgebildet ist. Der Blasenerzeugungsabschnitt 143, 243 und 343 jedoch muss nicht an der Zuflussöffnung 142 und 241 ausgebildet sein. Der Blasenerzeugungsabschnitt, welcher mit der Wendelnut ausgebildet ist, kann an einem Innenumfang eines Endabschnitts der Verbindungsleitung 107 und 207, welcher mit der Zuflussöffnung verbunden ist, ausgebildet sein.
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Um die Erklärung zu vereinfachen und eine genaue Definition in den beigefügten Ansprüchen zu ermöglichen, werden die Begriffe „höher” oder „niedriger”, „vorne” oder „hinten”, „innen” oder „außen” etc. verwendet, um Elemente der beispielhaften Ausführung zu bezeichnen mit Bezug auf die Positionierung dieser Elemente wie in den Zeichnungen dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0130552 [0001]
