DE102012200229A1

DE102012200229A1 - Fahrzeugklimatisierungssystem

Info

Publication number: DE102012200229A1
Application number: DE102012200229A
Authority: DE
Inventors: Koji Ota; Michio Nishikawa; Nobuharu Kakehashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-08-09
Also published as: US20120180989A1; JP5533685B2; JP2012144222A

Abstract

Ein Heizanwendungswärmetauscher, der einen ersten Heizungskern, der Wärme zwischen einer ersten Flüssigkeit und Luft, die in einen Fahrgastraum geblasen werden soll, austauscht, und einen zweiten Heizungskern, der Wärme zwischen einer zweiten Flüssigkeit mit höherer Temperatur und kleinerem Durchsatz als die erste Flüssigkeit und geblasener Luft austauscht, die von dem ersten Heizungskern geheizt wird, umfasst, wird in dem Klimaanlagengehäuse derart gehalten, dass ein einlassseitiger Behälterteil an der Unterseite ist und ein ausgangsseitiger Behälterteil an der Oberseite ist und die Rohrlängsrichtung geneigt ist. Aufgrund dessen wird die zweite Flüssigkeit mit hoher Temperatur, die in den zweiten Heizungskern strömt, im Inneren des einlassseitigen Behälterteils über die gesamte Stapelrichtung der mehreren Rohre in einem Bereich über den rohreinlassseitigen Enden gelagert und strömt dann in die mehreren Rohre.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugklimatisierungssystem, das einen Heizanwendungswärmetauscher umfasst, der Luft heizt, die in einen Fahrgastraum geblasen wird.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Fahrzeugklimatisierungssysteme als solches sind die in US-A-5 337 704 und der europäischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 1008471 beschriebenen.
In dem in US-A-5 337 704 beschriebenen System sind als Kühlwasserkanäle im Inneren des Motors der zylinderkopfseitige Kanal, der den Zylinderkopf kühlt, und der zylinderblockseitige Kanal, der den Zylinderblock kühlt. Das Kühlwasser, das den zylinderkopfseitigen Kanal durchläuft, ist ausgelegt, um in einen einzigen Heizanwendungswärmetauscher zu strömen.
In dem in der europäischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 1008471 beschriebenen System sind zwei Heizanwendungswärmetauscher zum Heizen von Luft bereitgestellt. Das Kühlwasser, das aus dem einzelnen Kühlwasserausgang, der an dem Motor bereitgestellt ist, strömt, wird verzweigt und dazu gebracht, zu den Heizanwendungswärmetauschern zu strömen.
Zusammenfassung der Erfindung
In dieser Hinsicht wird von den Motoren, die in Fahrzeugen montiert werden, in den letzten Jahren erwartet, dass die die erforderliche Ausgangsleistung bereitstellen, während ihre Größe kleiner gemacht wird. Wenn dies realisiert wird, indem das Verdichtungsverhältnis erhöht wird oder der Ladedruck in einem aufgeladenen Motor erhöht wird, ist er anfällig für das Auftreten von Motorklopfen, so ist es notwendig die Antiklopfleistung zu verbessern. Um daher die Antiklopfleistung zu verbessern, kann überlegt werden, den Zylinderkopf zwangsweise zu kühlen.
Um jedoch eine Zunahme der Reibung im inneren des Motors für den Zylinderblock zu verringern, ist es notwendig, eine vorgegebene Temperatur oder mehr aufrecht zu erhalten. Aus diesem Grund kann überlegt werden, als den Kühlwasserkanal im Inneren des Motors einen zylinderkopfseitigen Kanal und einen zylinderblockseitigen Kanal bereitzustellen, und den Kühlwasserdurchsatz des zylinderkopfseitigen Kanals größer als den Kühlwasserdurchsatz des zylinderblockseitigen Kanals zu machen.
In diesem Fall wird jedoch die Kühlwassertemperatur nach dem Kühlen des Zylinderkopfs niedriger als die zum Heizen erforderliche minimale Temperatur. Wenn, wie in der in dem US-Patent Nr. 5337704 beschriebenen Technik das Heizen der in den Fahrgastraum geblasenen Luft nur unter Verwendung des Kühlwassers, das den Zylinderkopf gekühlt hat, als eine Wärmequelle erfolgt, entsteht das Problem, dass die Lufttemperatur nicht ausreichend erhöht werden kann. Beachten Sie, dass in der Vergangenheit die Kühlwassertemperatur nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 80 bis 90°C betrug. Dies überstieg die zum Heizen erforderliche minimale Temperatur, so entstand dieses Problem nicht.
Daher kann als ein Heizanwendungswärmetauscher einer betrachtet werden, der einen ersten Wärmeaustauschteil, der Wärme zwischen dem Kühlwasser, das den Zylinderkopf gekühlt hat und der geblasenen Luft austauscht, und einen zweiten Wärmeaustauschteil, der Wärme zwischen dem Kühlwasser, das den Zylinderblock gekühlt hat, und der geblasenen Luft, die an dem ersten Wärmeaustauschteil geheizt wurde, umfasst.
Dementsprechend verwendet der erste Wärmeaustauschteil das Kühlwasser, das den Zylinderblock gekühlt hat, als die Wärmequelle um die geblasene Luft zu heizen, dann verwendet der zweite Wärmeaustauschteil das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderblocks, dessen Temperatur höher als des Kühlwassers nach dem Kühlen des Zylinderkopfs ist, als die Wärmequelle, um die geblasene Luft, die von dem ersten Wärmeaustauschteil geheizt wurde, weiter zu heizen, so ist es möglich, die Lufttemperatur nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers ausreichend zu erhöhen.
Jedoch ist in diesem Fall der Kühlwasserdurchsatz des zylinderblockseitigen Kanals kleiner als der Kühlwasserdurchsatz des zylinderkopfseitigen Kanals, so wird der Durchsatz des Kühlwassers, das in den zweiten Wärmeaustauschteil strömt, kleiner als des Kühlwassers, das in den ersten Wärmeaustauschteil strömt. Aus diesem Grund, wurde, wie vorstehend erklärt, erfahren, dass in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers schließlich eine Temperaturverteilung mit einer großen Temperaturdifferenz in der Links-Rechts-Richtung entsteht.
Das heißt, der zweite Wärmeaustauschteil umfasst mehrere Rohre, die miteinander gestapelt sind, einen einlassseitigen Behälterteil, der in seiner Längsrichtung mit ersten Endseiten der mehreren Rohre verbunden ist und der eine Kühlwassereinlassseite bildet, und einen ausgangsseitigen Behälterteil, der in seiner Längsrichtung mit den anderen Endseiten der mehreren Rohre verbunden ist und der eine Kühlwasserausgangsseite bildet. Es wurde gelernt, dass, wenn der zweite Wärmeaustauschteil, der an dem Klimaanlagengehäuse gehalten wird, so dass der einlassseitige Behälterteil an der Unterseite positioniert ist und der ausgangsseitige Behälterteil an der Oberseite positioniert ist, und das Kühlwasser im Inneren des zweiten Wärmeaustauschteils von unten nach oben fließt, das Phänomen schließlich darin endet, dass das meiste des Kühlwassers, das in den einlassseitigen Behälterteil strömt, durch die Rohre nahe an dem Kühlwassereinlass strömt und das Kühlwasser es schwer hat, die Rohre weit von dem Kühlwassereinlass hoch zu strömen.
Dies liegt an dem folgenden Grund. Wenn es einen Hochtemperaturteil auf der Unterseite des Inneren einer Flüssigkeit gibt, steigt der Hochtemperaturteil aufgrund seines Auftriebs im Allgemeinen nach oben. Ferner strömt in dem zweiten Wärmeaustauschteil das Kühlwasser durch das Innere der Rohre, während es Wärme mit der Luft austauscht. Das Kühlwasser, das in den einlassseitigen Behälterteil strömt, hat eine höhere Temperatur als das Kühlwasser im Inneren des auslassseitigen Behälterteils. Aus diesem Grund wird das Hochtemperaturkühlwasser, das in den einlassseitigen Behälterteil strömt, durch den Auftrieb beeinflusst. Wenn außerdem die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das in den zweiten Wärmeaustauschabschnitt strömt, eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit mit einem Durchsatz wird, der kleiner als des Kühlwassers ist, das in den ersten Wärmeaustauschteil strömt, wird diese Wirkung des Auftriebs noch größer.
Wenn die klimatisierte Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauscher schließlich zum Beispiel mit einer Temperaturverteilung mit einer großen Temperaturdifferenz in der Links-Rechts-Richtung endet, endet die klimatisierte Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauchers mit dem Verzweigen auf die eine Seite und die andere Seite in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung. Wenn klimatisierte Luft aus einem fahrerseitigen Luftloch und einem fahrgastseitigen Luftloch ausgeblasen wird, entsteht schließlich eine Differenz in der Belüftungslufttemperatur auf der Fahrerseite und der Fahrgastseite.
Beachten Sie, dass ein derartiges Problem nicht auf den Fall beschränkt ist, in dem der erste Wärmeaustauschteil das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderkopfs als eine Wärmequelle verwendet und in dem der zweite Wärmeaustauschteil das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderblocks als eine Wärmequelle verwendet. Es ist ein Problem, das entsteht, wenn der erste Wärmeaustauschteil eine erste Flüssigkeit als eine Wärmequelle verwendet und wenn der zweite Wärmeaustauschteil eine zweite Flüssigkeit mit einer höheren Temperatur und einem kleineren Durchsatz als die erste Flüssigkeit als eine Wärmequelle verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird unter Berücksichtigung des vorstehenden Punkts gemacht und hat als ihre Aufgabe die Bereitstellung eines Fahrzeugklimatisierungssystems, das die Temperaturdifferenz in der Links-Rechts-Richtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen eines Heizanwendungswärmetauschers auftritt, verringern kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugklimatisierungssystem bereit, wobei ein zweiter Wärmeaustauschteil (20) eine zweite Flüssigkeit, die in einen einlassseitigen Behälterteil (22) strömt und deren Temperatur höher als die einer Flüssigkeit in einem ausgangsseitigen Behälterteil (23) ist, im Inneren von Flüssigkeitslagerteilen (71, 72, 73, 74) im Inneren eines einlassseitigen Behälterteils quer über eine Stapelrichtung der mehreren Rohre (21) lagert und es dann in die mehreren Rohre (21) laufen lässt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es durch Verwenden eines derartigen Aufbaus, selbst wenn die zweite Flüssigkeit, die durch den zweiten Wärmeaustauschteil strömt, eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit als die erste Flüssigkeit, die durch den ersten Wärmeaustauschteil strömt, hat, möglich, die Temperaturdifferenz des Kühlwassers, das durch die mehreren Rohre strömt, zu verringern, und möglich, die Temperaturdifferenz, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers in der Links-Rechts-Richtung auftritt, zu verringern.
In der vorliegenden Erfindung kann der zweite Wärmeaustauschteil (20) geneigt gemacht werden, um einen Flüssigkeitslagerteil (71) im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) in einem Bereich über einlassseiteigen Enden (21a) der Rohre (21) zu bilden.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung ein Teil einer Wand (91), die den einlassseitigen Behälterteil (22) bildet, gefertigt werden, um von den anderen Teilen nach außen gewölbt zu sein, um einen Flüssigkeitslagerteil (72) zu bilden.
Ferner kann in der vorliegenden Erfindung eine Einbaulänge (84) von Rohren (21), die an dem einlassseitigen Behälterteil (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) eingebaut sind, länger als eine Einbaulänge (85) von Rohren (11) gemacht werden, die an dem einlassseitigen Behälterteil (12) der ersten Wärmeaustauschteils (20) eingebaut sind, um einen Flüssigkeitslagerteil (74) im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (10) in einem Bereich in der Schwerkraftrichtung über den einlassseitigen Enden (21a) der Rohre (21) auszubilden.
Wenn in dieser Beziehung die Endöffnung (20a) eines Flüssigkeitseinleitungswegs in eine Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils (22) in den einlassseitigen Behälterteil (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) vorsteht, wenn die Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs direkt unter den Einlässen der Rohre (21) positioniert ist, steigt die Hochtemperaturflüssigkeit, die in den einlassseitigen Behälterteil strömt, aufgrund des Auftriebs auf; wenn folglich Hochtemperaturflüssigkeit in den einlassseitigen Behälterteil strömt, strömt die Hochtemperaturflüssigkeit am Ende in die Rohre, die über der einströmenden Flüssigkeit positioniert sind.
Daher ist in der vorliegenden Erfindung wenigstens ein Teil der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs vorzugsweise an einer anderen Position als in der Schwerkraftrichtung direkt unter den Einlässen der Rohre (21) angeordnet.
Dementsprechend ist ein Teil der Endöffnung des Flüssigkeitseinleitungswegs außerhalb des Bereichs direkt unter den Rohren, so ist es möglich, einen Teil der zweiten Hochtemperaturflüssigkeit, die von der Endöffnung des Flüssigkeitseinleitungswegs eingeströmt ist, zuverlässig zu dem Flüssigkeitslagerteil zu leiten.
Als der Aufbau, in dem wenigstens ein Teil der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs anders als direkt unter den Einlässen der Rohre (21) positioniert ist, kann die vorliegende Erfindung einen Aufbau verwenden, in dem wenigstens ein Teil der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien (81, 82) positioniert ist, die von den Innenwänden (21b) der Rohre (21) an den einlassseitigen Enden (21a) der Rohre (21) parallel in der Schwerkraftrichtung gezogen sind. Ferner ist es auch möglich, einen Aufbau zu verwenden, in dem wenigstens ein Teil der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs über einer imaginären Linie (83) positioniert ist, die durch die einlassseitigen Endflächen (21a) der Rohre (21) geht. Beachten Sie, dass es auch möglich ist, die beiden Aufbauten zu verwenden.
Ferner ist in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Teil von 35% oder mehr der Gesamtfläche der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs anders als in der Schwerkraftrichtung direkt unter den Einlässen der Rohre (21) positioniert. Aufgrund dessen ist es möglich, die Temperaturdifferenz der Links-Rechts-Lüftungsluft von dem Heizanwendungswärmetauscher, wie in der später erklärten 10 gezeigt, besonders zu verringern.
Ferner ist der zweite Wärmeaustauschteil (20) in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in einem geneigten Zustand in einem Fahrzeug montiert, so dass die zweite Flüssigkeit von einer Endeseite des einlassseitigen Behälterteils (22) in dessen Längsrichtung strömt und so dass die obere Wand des einlassseitigen Behälterteils (22) derart angeordnet ist, dass eine erste Endseite des einlassseitigen Behälterteils (22) in der Längsrichtung in der Schwerkraftrichtung über der anderen Endseite in der Längsrichtung angeordnet ist. Aufgrund dessen ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem die obere Wand des einlassseitigen Behälters horizontal ist, möglich, die Hochtemperaturflüssigkeit, die durch den Flüssigkeitslagerteil zu der ersten Endseite des einlassseitigen Behälterteils in der Längsrichtung strömt, leicht zu leiten.
Ferner ist es in der vorliegenden Erfindung auch möglich, im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) eine Strömungsgeschwindigkeits-Erhöhungseinrichtung (92) zum Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die zu dem einlassseitigen Behälterteil (22) strömt, bereit zu stellen
Dementsprechend ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die in den einlassseitigen Behälterteil strömt, nach dem Durchlaufen der Strömungsgeschwindigkeits-Erhöhungseinrichtung (92) im Vergleich zu vor dem Durchlaufen zu erhöhen; folglich ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem keine Einrichtung zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers bereitgestellt wird, möglich, Kühlwasser von dem zweiten Flüssigkeitseinlass weg bis zu der Seite des einlassseitigen Behälterteils laufen zu lassen. Folglich ist es gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem Fall des Ausbildens des Flüssigkeitslagerteils außerdem möglich, die Temperaturdifferenz des Kühlwasser, das durch die mehreren Rohre strömt, zu verringern, und möglich, die Temperaturdifferenz in der Links-Rechts-Richtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers auftritt, zu verringern.
Ferner ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, die Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) kleiner als die des ersten Wärmeaustauschteils (10) zu machen, möglich, die Kanalschnittfläche eines Flüssigkeitseinleitungswegs, der die zweite Flüssigkeit zu dem einlassseitigen Behälterteil (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) leitet, kleiner als die des ersten Wärmeaustauschteils (10) zu machen, und möglich, beide Aufbauten zu verwenden.
Auf diese Weise ist es durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die in den einlassseitigen Behälterteil strömt, möglich, Kühlwasser weg von dem zweiten Flüssigkeitseinlass bis hoch zu der Seite des einlassseitigen Behälterteils laufen zu lassen.
Ferner stellt ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugklimatisierungssystem bereit, das im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) eine Strömungsgeschwindigkeits-Erhöhungseinrichtung (92) zum Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die in den einlassseitigen Behälterteil (22) strömt, bereitstellt.
Dementsprechend ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die in den einlassseitigen Behälterteil strömt, nach dem Durchlaufen der Strömungsgeschwindigkeits-Erhöhungseinrichtung (92) im Vergleich zu vor dem Durchlaufen zu erhöhen; folglich ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem keine Einrichtung zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers bereitgestellt wird, möglich, das Kühlwasser von dem zweiten Flüssigkeitseinlass weg zu der Seite des einlassseitigen Behälterteils laufen zu lassen. Folglich ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Temperaturdifferenz des Kühlwassers, das durch die mehreren Rohre strömt, zu verringern, und möglich, die Temperaturdifferenz in der Links-Rechts-Richtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers auftritt, zu verringern.
In der vorliegenden Erfindung wird die Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die durch den einlassseitigen Behälterteil (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) strömt, vorzugsweise gleich oder gleich groß wie die Strömungsgeschwindigkeit der ersten Flüssigkeit, die durch den einlassseitigen Behälterteil (12) des ersten Wärmeaustauschteils (10) strömt, gemacht.
Beachten sie, dass die Bezugszeichen in Klammern nach den in diesem Abschnitt beschriebenen Einrichtungen die Entsprechung mit spezifischen Einrichtungen, die in den später erklärten Ausführungsformen beschrieben werden, zeigen.
Die vorliegende Erfindung kann aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, wie nachstehend dargelegt, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen besser verstanden werden
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen:
1 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Fahrzeugklimatisierungssystems einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine Seitenansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in 1 in dem in einem Klimaanlagengehäuse gehaltenen Zustand;
3 ist eine Vorderansicht des Heizanwendungswärmetauschers in 1;
4 ist eine Vorderansicht eines zweiten Heizungskerns, die die Strömung von Kühlwasser in der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine Vorderansicht eines zweiten Heizungskerns, die die Strömung von Kühlwasser in dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt;
6 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer zweiten Ausführungsform;
7 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer dritten Ausführungsform;
8 ist eine Seitenansicht eines Heizanwendungswärmetauschers 2 zum Erklären eines Neigungswinkels θ1 des zweiten Heizungskerns 20 in der dritten Ausführungsform;
9 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Temperaturdifferenz der linken und rechten Lüftungsluft von dem Heizanwendungswärmetauscher 2 und dem in 8 gezeigten Neigungswinkel θ1 zeigt;
10 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Temperaturdifferenz der linken und rechten Lüftungsluft von dem Heizanwendungswärmetauscher 2 und dem Verhältnis einer Fläche eines Teils an einer anderen Position als direkt unter den Einlässen der Rohre 21 in Bezug auf die Gesamtfläche des Kühlwassereinlasses 20a zeigt;
11 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer vierten Ausführungsform;
12 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer fünften Ausführungsform;
13 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer sechsten Ausführungsform;
14 ist eine Vorderansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer siebten Ausführungsform;
15 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel θ2 des Heizanwendungswärmetauschers in der siebten Ausführungsform und der Links-Rechts-Lüftungstemperaturdifferenz zeigt;
16 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer achten Ausführungsform;
17 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer neunten Ausführungsform;
18A ist eine Seitenansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer zehnten Ausführungsform;
18B ist eine Vorderansicht des Heizanwendungswärmetauschers in der zehnten Ausführungsform;
19 ist eine Seitenansicht eines Heizanwendungswärmetauschers in einer elften Ausführungsform;
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen erklärt. Beachten Sie, dass in den folgenden Ausführungsformen den gleichen oder äquivalenten Teilen die gleichen Bezugszeichnen zugewiesen sind und Erklärungen weggelassen werden.
Erste Ausführungsform
1 zeigt den schematischen Aufbau eines Fahrzeugklimatisierungssystems in der vorliegenden Ausführungsform. Das Fahrzeugklimatisierungssystem der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Hybridfahrzeug montiert, das die Antriebsleistung zum Antreiben des Fahrzeugs von einem Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine) und einem Elektromotor für die Antriebsanwendung erhält.
Das Fahrzeugklimatisierungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem Heizanwendungswärmetauscher 2 versehen, der Wärme zwischen Kühlwasser eines Verbrennungsmotors 30 und in einen Fahrgastraum geblasener Luft austauscht, um die in den Fahrgastraum geblasene Luft zu heizen. Beachten Sie, dass das Kühlwasser, Wasser oder Wasser, das hinzugefügte Zutaten enthält, ist.
Der Heizanwendungswärmetauscher 2 hat einen ersten Heizungskern 10 und einen zweiten Heizungskern 20. Die beiden sind integral ausgebildet. Der erste Heizungskern 10 und der zweite Heizungskern 20 entsprechen jeweils dem ersten Wärmeaustauschteil und dem zweiten Wärmeaustauschteil des Heizanwendungswärmetauschers in der vorliegenden Erfindung.
Der erste Heizungskern 10 wird durch Kühlwasser, das den Zylinderkopf 31 des Verbrennungsmotors 30 gekühlt hat, betrieben, während der zweite Heizungskern 20 durch Kühlwasser betrieben wird, das den Zylinderblock 32 des Verbrennungsmotors 30 gekühlt hat. Der erste Heizungskern 10 ist in der Luftströmung auf der strömungsaufwärtigen Seite positioniert, während der zweite Heizungskern 20 in der Luftströmung auf der strömungsabwärtigen Seite positioniert ist.
Hier ist der Zylinderblock 32 in dem Verbrennungsmotor 30 ein Blockelement, das Zylinderbohrungen (säulenförmige Löcher) bildet, durch die Kolben sich hin und her bewegen. Der Zylinderkopf 31 ist ein Blockelement, das die Öffnungen an der oberen Totpunktseite der Zylinderbohrungen schließt, um Verbrennungskammern zu bilden.
Auf der Seite des Zylinderkopfes 31 des Verbrennungsmotors 30 sind ein erster Kühlwassereinlass 31a und ein erster Ausgangsteil, der aus einem Kühlwasserausgang 31b besteht, bereitgestellt. Im Inneren des Zylinderkopfs 31 ist ein zylinderkopfseitiger Kühlwasserkanal, durch den Kühlwasser strömt, das den Zylinderkopf 31 kühlt, ausgebildet. Das Kühlwasser, das von dem ersten Kühlwassereinlass 31a strömt, strömt durch das Innere des Zylinderkopfs 31 und strömt dann aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b aus.
Auf die gleiche Weise sind auf der Seite des Zylinderblocks 32 des Verbrennungsmotors 30 ein zweiter Kühlwassereinlass 32a und ein zweiter Ausgangsteil, der aus einem zweiten Kühlwasserausgang 32b besteht, bereitgestellt. Im Inneren des Zylinderblocks 32 ist ein zylinderblockseitiger Kühlwasserkanal ausgebildet, durch den Kühlwasser strömt, das den Zylinderblock 32 kühlt. Das Kühlwasser, das von dem zweiten Kühlwassereinlass 32a strömt, strömt durch das Innere des Zylinderblocks 32 und strömt dann aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b. Auf diese Weise strömt in der vorliegenden Ausführungsform das Kühlwasser, das den Zylinderblock 32 gekühlt hat, aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b aus, ohne sich mit dem Kühlwasser, das den Zylinderkopf 31 gekühlt hat, zu vermischen.
Auf diese Weise hat der Verbrennungsmotor 30 der vorliegenden Ausführungsform zwei Kühlsysteme. Ferner wird zur Zeit des stationären Betriebs des Verbrennungsmotors 30 der Kühlwasserdurchsatz des zylinderkopfseitigen Kühlwasserkanals höher als der Kühlwasserdurchsatz des zylinderblockseitigen Kühlwasserkanals gemacht, um den Zylinderkopf 31 bestimmter als den Zylinderblock 32 zu kühlen. Dies dient dazu, die Temperatur des Zylinderkopfs 31 niedriger zu machen, um die Antiklopfleistung zu verbessern und den Zylinderblock 32 auf einer hohen Temperatur zu halten und die niedrige Viskosität des Motoröls aufrecht zu erhalten, um die Zunahme der Reibung im Inneren des Verbrennungsmotors zu unterdrücken.
In dem Heizanwendungswärmetauscher 2 ist der Kühlwassereinlass 10a des ersten Heizungskerns 10 durch eine Rohrleitung mit dem ersten Kühlwasserausgang 31b auf der Seite des Zylinderkopfs 31 des Verbrennungsmotors 30 verbunden. Das Kühlwasser, das von dem ersten Kühlwasserausgang 31b ausströmt, strömt zu dem ersten Heizungskern 10. Andererseits ist der Kühlwassereinlass 20a des zweiten Heizungskerns 20 durch eine Rohrleitung mit einem zweiten Kühlwasserausgang 32b auf der Seite des Zylinderblocks 32 des Verbrennungsmotors 30 verbunden. Das Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b strömt, strömt in den zweiten Heizungskern 20.
Daher strömt in der vorliegenden Ausführungsform Niedertemperaturkühlwasser mit hohem Durchsatz in den ersten Heizungskern 10, während Hochtemperaturkühlwasser mit niedrigem Durchsatz in den zweiten Heizungskern 20 strömt. Insbesondere sind die Temperatur und der Durchsatz des Kühlwassers, das in den ersten Heizungskern 10 strömt, im Bereich von 30 bis 60°C und 5 bis 15 l/min, während die Temperatur und der Durchsatz des Kühlwassers, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt, im Bereich von 40 bis 90°C und 0,2 bis 3 l/min sind.
Der erste Heizungskern 10 und der zweite Heizungskern 20 haben, wie später beschrieben, unabhängige Wärmeaustauschkernteile. Aus diesem Grund tauscht das Kühlwasser, das in den ersten Heizungskern 10 strömt, an dem Wärmeaustauschkernteil des ersten Heizungskerns 10 Wärme mit der Luft aus, ohne mit dem Kühlwasser vermischt zu werden, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt. Auf die gleiche Weise tauscht das Kühlwasser, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt, Wärme mit der Luft an dem Wärmeaustauschkernteil des zweiten Heizungskerns 20 aus, ohne mit dem Kühlwasser vermischt zu werden, das in den ersten Heizungskern 10 strömt. Ferner werden die Ströme des Kühlwassers, das die Wärmeaustauschkernteile durchlaufen hat, vereinigt und strömen dann aus einem gemeinsamen Kühlwasserausgang 2b, der an dem Heizanwendungswärmetauscher 2 bereitgestellt ist, aus.
Das Kühlwasser, das aus dem Kühlwasserausgang 2b des Heizanwendungswärmetauschers 2 strömt, wird an dem Verzweigungsteil 41 verzweigt und strömt dann zu dem ersten Kühlwassereinlass 31a und dem zweiten Kühlwassereinlass 32a des Verbrennungsmotors 30.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Wasserpumpe 42 in der Mitte des Kühlwasserkanals zwischen dem Kühlwasserausgang 2b des Heizanwendungswärmetauschers 2 und dem Verzweigungsteil 41 angeordnet. Die Wasserpumpe 42 ist eine Einrichtung, die einen Strom von Kühlwasser bildet, und eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Kühlwasserdurchsatzes. Die Wasserpumpe 42 ist eine elektrische Pumpe. Wie nicht gezeigt ist, wird eine Steuervorrichtung verwendet, um ihre Drehzahl zu steuern, um dadurch den Kühlwasserdurchsatz zu steuern.
Beachten Sie, dass der Verbrennungsmotor 30 mit einem nicht gezeigten Strahler in Verbindung steht. Kühlwasser, das aus dem Zylinderkopf 31 strömt, strahlt an einem Strahler Wärme ab. Nach dem Abstrahlen der Wärme kann das Kühlwasser in den Zylinderkopf 32 strömen. Das Kühlwasser, das aus dem Zylinderblock 32 strömt, strahlt an dem Strahler Wärme ab. Nach dem Abstrahlen von Wärme kann das Kühlwasser zu dem Zylinderblock 32 strömen.
Als nächstes werden Details des Heizanwendungswärmetauschers 2 erklärt. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Heizanwendungswärmetauschers 2 in dem Zustand, in dem er an dem Klimaanlagengehäuse 51 gehalten wird, während 3 eine Vorderansicht des Heizanwendungswärmetauschers 2 von der strömungsabwärtigen Seite des Luftstroms aus gesehen zeigt. Beachten Sie, dass die Oben- und Unten-Richtungen in den Figuren die Oben-Unten-Richtung parallel zu der Schwerkraftrichtung in dem in einem Fahrzeug montierten Zustand zeigen. Das Gleiche gilt für andere Zeichnungen. Das Fahrzeug ist zu dieser Zeit auf einer horizontalen Oberfläche, keiner geneigten Oberfläche, positioniert.
Wie in 2 und 3 gezeigt, sind die ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 des Heizanwendungswärmetauschers 2 beide mit mehreren gestapelten Flachrohren 11, 21, einlassseitigen Behälterteilen 12, 22, die an einer Endseite in der Längsrichtung mit den mehreren Rohren 11, 21 in Verbindung stehen und die die Kühlwassereinlassseite werden, und ausgangsseitigen Behälterteilen 13, 23, die an der anderen Endseite in der Längsrichtung mit den mehreren Rohren 11, 21 in Verbindung stehen und die die Kühlwasserausgangsseite werden, versehen.
Der Heizanwendungswärmetauscher 2 wird zusammen mit einem nicht gezeigten Gebläse, das in das Innere des Fahrgastraums gerichtete Blasluft bildet, in dem Klimaanlagengehäuse 51 untergebracht und dann in einem Fahrzeug montiert. Insbesondere, wie in 2 gezeigt, wird der Heizanwendungswärmetauscher 2 in einem geneigten Zustand in dem Klimaanlagengehäuse 51 gehalten, so dass der zweite Heizungskern 20 auf der strömungsabwärtigen Seite in der Luft von dem ersten Heizungskern 10 positioniert ist. „In dem geneigten Zustand” bedeutet einen Zustand, in dem die Ausströmungs-/Einströmungsoberflächen des Heizanwendungswärmetauschers 2 weder zu der Vertikalrichtung noch der Horizontalrichtung parallel sind und in dem der von den Ausströmungs-/Einströmungsoberflächen und der Vertikalrichtung gebildete Winkel einen spitzen Winkel bildet. Ferner stimmt die Orientierung der Ausströmungs-/Einströmungsoberflächen des Heizanwendungswärmetauschers 2 mit der Längsrichtung der Rohre 21 überein, wenn der Heizanwendungswärmetauscher 2 von der Seitenrichtung betrachtet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Heizanwendungswärmetauscher 2 geneigt, so dass der zweite Heizungskern 20 über dem ersten Heizungskern 10 positioniert ist. Aus diesem Grund sind Richtungen von Luftströmen, die die ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 durchlaufen, aufwärts geneigte Richtungen.
Beachten Sie, dass in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, der Heizanwendungswärmetauscher 2 in dem Fahrzeug montiert ist, so dass die obere Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 parallel zu der Horizontalrichtung wird, wenn der zweite Heizungskern 20 von vorn betrachtet wird.
Das Klimaanlagengehäuse 51 ist versehen mit einem nicht gezeigten Umleitungsluftdurchgang, durch den Blasluft strömt, die den Heizanwendungswärmetauscher 2 umgeht, und einer Luftmischklappe, die das Mischverhältnis der Luft nach dem Durchlaufen des Umleitungsluftdurchgangs und Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 einstellt. Beachten Sie, dass der Luftkanal, durch den Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 strömt, an seiner Unterseite mit den Fußluftlöchern und an seiner Oberseite mit den Entfrosterluftlöchern und Gesichtsluftlöchern verbunden ist.
Die einlassseitigen Behälterteile 12, 22 der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 bestehen aus einem einzelnen einlassseitigen Behälter 61, der durch eine Trennwand 62 zweigeteilt ist. Sie sind mit Kühlwassereinlässen 10a, 20a versehen. Die Kühlwassereinlässe 10a, 20a sind Öffnungen, die in den Wänden ausgebildet sind, die die einlassseitigen Behälterteile 12, 22 bilden. Sie sind Endöffnungen des Kühlwassereinleitungswegs, die dem inneren der einlassseitigen Behälterteile 12, 22 zugewandt sind und die Kühlwasser zu den einlassseitigen Behälterteilen 12, 22 einleiten. Diese Kühlwassereinlässe 10a, 20a sind auf einer Endseite der einlassseitigen Behälterteile 12, 22 in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung (Links-Rechts-Richtung in 3) angeordnet.
Die ausgangsseitigen Behälterteile 13, 23 der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 bestehen aus einem einzelnen ausgangsseitigen Behälter 63. Dieser ausgangsseitige Behälter 63 ist mit einem einzelnen Kühlwasserausgang 2b versehen. Aus diesem Grund vereinigen sich im Inneren des ausgangsseitigen Behälters 63 das Kühlwasser, das in den ersten Heizungskern 10 strömt, und das Kühlwasser, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt. Das vereinigte Kühlwasser strömt von einem einzigen Kühlwasserausgang 2b aus. Beachten Sie, dass der Kühlwasserausgang 2b auf einer Endseite in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung, die gleich wie die der Kühlwassereinlässe 10a, 20a ist, angeordnet ist.
Auf diese Weise sind in der vorliegenden Ausführungsform der ausgangsseitige Behälterteil der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 zu einem gemeinsamen Teil gemacht, und der Kühlwasserausgang 2b des Heizanwendungswärmetauschers 2 ist zu einem einzigen Ausgang gemacht, es ist aber auch möglich, jeden der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 mit einem ausgangsseitigen Behälterteil und Kühlwasserausgang zu versehen. Unter dem Standpunkt der Reduzierung der Rohrleitungen, die den Heizanwendungswärmetauscher 2 und den Verbrennungsmotor 30 verbinden, und der Verringerung der Anzahl von später erklärten Wasserpumpen wird diese Ausführungsform bevorzugt.
Die einlassseitigen Behälterteile 12, 22 der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 sind an der Unterseite positioniert, während die ausgangsseitigen Behälterteile 13, 23 der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 auf der Oberseite positioniert sind. Aus diesem Grund strömt sowohl in dem ersten Heizungskern 10 als auch dem zweiten Heizungskern 20 das Kühlwasser von unten nach oben.
An beiden, dem ersten und zweiten Heizungskern 10, 20, erstrecken sich die mehreren Rohre 11, 21 in eine Richtung. Sie sind derart gestapelt, dass sie in eine Richtung vertikal zu dieser Richtung, das heißt, in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung, in Reihen angeordnet sind. Die einlassseitigen Behälterteile 12, 22 und ausgangsseitigen Behälterteile 13, 23 sind derart geformt, dass sie sich in den Stapelrichtungen der Rohre 11, 21 langgestreckt erstrecken. Daher entspricht die „Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung” den Stapelrichtungen der Rohre 11, 21 und den Längsrichtungen der einlassseitigen Behälterteile 12, 22.
Die ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 sind mit gewellten Wärmeleitungslamellen 14, 24 versehen, die mit den Außenoberflächen der Rohre 11, 21 verbunden sind. An den ersten und zweiten Heizungskernen 10, 20 sind aufgrund der gestapelten Strukturen der Rohre 11, 21 und der Wärmeleitungslamellen 14, 24 erste und zweite Wärmeaustauschkernteile 15, 25 vom vollkommenen Durchlasstyp, das heißt Ein-Richtungsströmungstyp, ausgebildet.
Der erste Heizungskern 10 und der zweite Heizungskern 20 haben die gleiche Größe in den Links-Rechts- und Oben-Unten-Richtungen, wenn sie in der Richtung des Luftstroms betrachtet werden. Aufgrund dessen durchläuft die gesamte Luft, die den ersten Heizungskern 10 durchläuft, den zweiten Heizungskern 20.
Ferner unterscheiden sich der erste Heizungskern 10 und der zweite Heizungskern 20 in der Richtung der Luftströmung in der Dicke. Insbesondere wenn man die Breiten in der Richtung des Luftstroms der Rohre 11, 21 und der Wärmeleitungslamellen 14, 24 vergleicht, ist der erste Heizungskern 10 länger als der zweite Heizungskern 20. Aus diesem Grund wird die Wärmeaustauschfläche der Luft und des Kühlwassers an dem ersten Heizungskern 10 größer als an dem zweiten Heizungskern 20.
Ferner ist die Kanalschnittfläche der Rohre 11 des ersten Heizungskerns 10 größer als die Kanalschnittfläche der Rohre 21 des zweiten Heizungskerns 20, und daher ist der Strömungswiderstand in dem ersten Heizungskern 10 niedriger als der Strömungswiderstand in dem zweiten Heizungskern 20. Aus diesem Grund wird der Durchsatz des durch das Innere strömenden Kühlwassers des ersten Heizungskerns 10 höher als des zweiten Heizungskerns 20.
Als nächstes wird der Betrieb des Fahrzeugklimatisierungssystems der vorliegenden Ausführungsform 1 erklärt.
Eine nicht gezeigte Steuervorrichtung des Fahrzeugklimatisierungssystems 1 steuert das Gebläse, um eine Blasrate entsprechend der Ziellüftungslufttemperatur TAO zur Zeit der Heizung zu erhalten, und steuert die Luftmischklappe, um die gewünschte Position zu erhalten. Die Ziellüftungslufttemperatur TAO wird entsprechend der Klimatisierungsheizlast berechnet, die durch die Temperaturfestlegung und Umgebungsbedingungen bestimmt wird, und ist eine Zieltemperatur der Luft, die aus den Luftlöchern ins Innere das Fahrgastraums belüftet wird.
Aufgrund dessen wird in dem ersten Heizungskern 10 der Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31 verwendet, um die geblasene Luft zu heizen. Das Kühlwasser kühlt nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31 sicher den Zylinderkopf 31 und hat so eine niedrigere Temperatur als die minimale Temperatur, die zum Heizen erforderlich ist, hat aber einen höheren Durchsatz als das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderblocks 32 und hat einen hohen Wärmegehalt. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform, um so viel von dem Wärmegehalt des Kühlwassers nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31 wie möglich herauszuholen, der Kühlwasserdurchsatz im Inneren des ersten Heizungskerns 10 im Vergleich zu dem zweiten Heizungskern 20 erhöht, und der Wärmeleitungskoeffizient der Luft und des Kühlwassers wird erhöht. Aus diesem Grund ist es in dem ersten Heizungskern 10 möglich, die geblasene Luft mit einem hohen Wärmegehalt aus dem Kühlwasser mit hohem Durchsatz nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31 zu liefern. Als ein Ergebnis wird die Temperatur der Luft nach dem Durchlaufen des ersten Heizungskerns 10 eine Temperatur nahe der Kühlwassertemperatur vor dem Strömen in den ersten Heizungskern 10 (Einlasswassertemperatur des ersten Heizungskerns).
Ferner wird in dem zweiten Heizungskern 20 der Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderblocks 32 verwendet, um die geblasene Luft nach dem Durchlaufen des ersten Heizungskerns 10 zu heizen. Das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderblocks 32 hat eine höhere Temperatur als das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31, so ist es möglich, die Temperatur der geblasenen Luft nach dem Durchlaufen des zweiten Heizungskerns 20 auf eine Temperatur zu erhöhen, die noch höher als die geblasene Luft nach dem Durchlaufen des ersten Heizungskerns 10 ist.
In dieser Hinsicht wird im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform, wie in US-A-5 337 704 beschrieben, nur das Kühlwasser, das den Zylinderkopf 31 kühlt, als eine Wärmequelle zum Heizen der Luft verwendet, so kann die Lufttemperatur nicht ausreichend erhöht werden, und das Heizen kann nicht erreicht werden. Wenn man ferner schließlich mit dem Vermischen des gesamten Kühlwassers nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31, das von dem Verbrennungsmotor ausströmt, und des Kühlwassers nach dem Kühlen des Zylinderblocks 32 endet, wird die Kühlwassertemperatur nach dem Vermischen niedriger als die minimale Temperatur, die zum Heizen erforderlich ist. Aus diesem Grund wird der Wirkungsgrad der Energieübertragung von dem Kühlwasser auf die Luft niedriger, selbst wenn so das Kühlwasser nach dem Mischen als die Wärmequelle zum Heizen der Luft verwendet wird, ist es nicht möglich, die Lufttemperatur ausreichend zu erhöhen, und das Heizen kann nicht erreicht werden.
Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Ausführungsform der Verbrennungsmotor 30 mit dem ersten Kühlwasserausgang 31b und dem zweiten Kühlwasserausgang 32b versehen, das niedertemperaturseitige Kühlwasser wird nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31 dazu gebracht, aus dem ersten Kühlwasserausgang auszuströmen, und das hochtemperaturseitige Kühlwasser wird nach dem Kühlen des Zylinderblocks 32 dazu gebracht, aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b auszuströmen. Ferner wird, ohne zuzulassen, dass die zwei Kühlwasserströme sich vermischen, das niedertemperaturseitige Kühlwasser, das aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b strömt, dazu gebracht, zu dem ersten Heizungskern 10 zu strömen, und das hochtemperaturseitige Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b strömt, wird dazu gebracht, zu dem zweiten Heizungskern 20 zu strömen.
Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform in dem zweiten Heizungskern 20 das hochtemperaturseitige Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b strömt, als eine Wärmequelle verwendet, um die in den Fahrgastraum geblasene Luft zu heizen, so ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem nur das niedertemperaturseitige Kühlwasser, das aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b strömt, als eine Wärmequelle verwendet wird, und dem Fall, in dem vermischtes Wasser aus dem niedertemperaturseitigen Kühlwasser und dem hochtemperaturseitigen Kühlwasser, die miteinander vermischt sind, verwendet wird, möglich, die Lufttemperatur nah dem Heizen an dem zweiten Heizungskern 20 zu erhöhen.
Außerdem verwendet der Heizungskern 10 in der vorliegenden Ausführungsform das niedertemperaturseitige Kühlwasser als eine Wärmequelle, um die geblasene Luft zu heizen, dann wird diese geheizte Luft an dem zweiten Heizungskern 20 unter Verwendung des hochtemperaturseitigen Kühlwassers als eine Wärmequelle geheizt, so ist es möglich, die Wärmegehalte sowohl des niedertemperaturseitigen Kühlwassers als auch des hochtemperaturseitigen Kühlwassers effektiv zu nutzen.
Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem eine Mischung des Kühlwassers, das sowohl aus den ersten als auch zweiten Kühlwasserausgangsteilen 31b, 32b strömt, als Ganzes als eine Wärmequelle zum Heizen der in den Fahrgastraum geblasenen Luft durch einen einzigen Heizungskern verwendet wird, möglich, den Wirkungsgrad der Energieübertragung von dem Kühlwasser auf die Luft in dem Kühlwasser an dem Heizungskern als ein Ganzes zu erhöhen. Als ein Ergebnis ist es, selbst wenn die Blasrate des Gebläses hoch ist, möglich, die Luft auf eine ausreichend hohe Temperatur zu erhöhen, und möglich, das Heizen zu erreichen.
Als nächstes werden die Hauptmerkmale des Fahrzeugklimatisierungssystems der vorliegenden Erfindung 1 erklärt.
4 und 5 zeigen die Ströme von Kühlwasser in dem zweiten Heizungskern 20 jeweils in der vorliegenden Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel 1. Das Vergleichsbeispiel 1 legt das Klimaanlagengehäuse 51 vertikal fest, so dass der Heizanwendungswärmetauscher 2 eine Lufteinströmungsoberfläche parallel zu der Vertikalrichtung hat. Wenn ferner in dem Vergleichsbeispiel 1 der Kühlwassereinlass 20a in der Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht, ist der gesamte Teil des Kühlwassereinlasses 20a des einlassseitigen Behälterteils 22 direkt unter dem einlassseitigen Ende 21a des Rohrs 21. Das Hochtemperaturkühlwasser wird nicht in dem Flüssigkeitslagerteil gelagert.
Wenn das Kühlwasser, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt, eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit und einen niedrigeren Durchsatz als das Kühlwasser hat, das in der ersten Heizungskern 10 strömt, tritt in dem in 5 gezeigten Vergleichsbeispiel 1 schließlich das Phänomen auf, das der größte Teil des Hochtemperaturkühlwassers, das in den einlassseitigen Behälterteil 22 strömt, durch die Rohre nahe dem Kühlwassereinlass strömt und es für das Kühlwasser schwierig ist, die Rohre hoch weit weg von dem Kühlwassereinlass zu strömen.
Im Gegensatz dazu wird der zweite Heizungskern 20 in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, geneigt gemacht, so wird in dem Bereich des einlassseitigen Behälterteils 22, der über den einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 ist, ein Flüssigkeitslagerteil 71, in dem das Hochtemperaturkühlwasser gelagert wird, quer über den gesamten Bereich der mehreren Rohre 21 in der Stapelrichtung gebildet. Dieser Flüssigkeitslagerteil 71 ist zu einem Eckteil ausgebildet, der an der höchsten Position in dem Eckteil des einlassseitigen Behälterteils 22 ausgebildet ist.
Aus diesem Grund wird, wie in 4 gezeigt, das Kühlwasser, das zu dem einlassseitigen Behälterteil 22 strömt und das eine höhere Temperatur als das Kühlwasser im Inneren des ausgangsseitigen Behälterteils hat, aufgrund der Auftriebswirkung in dem Flüssigkeitslagerteil 71 gelagert und strömt dann aus diesem Flüssigkeitslagerteil 71 zu den mehreren Rohren.
Insbesondere wird, wenn in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, der Kühlwassereinlass 20a außerhalb in der Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils 22 (Richtung vertikal zu der Papieroberfläche in 2) vorsteht, ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a von einer Rohrinnenverlängerungslinie (imaginäre Linie) 81, die von den Rohrinnenwänden 21b der Rohre 21 an dem einlassseitigen Ende 21a parallel in der Schwerkraftrichtung gezogen ist, positioniert.
Wenn hier der Kühlwassereinlass 20a in der Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht, wenn der gesamte Kühlwassereinlass 20a des einlassseitigen Behälterteils 22 direkt unter den Einlässen der Rohre 21 in der Schwerkraftrichtung positioniert ist, wird das Hochtemperaturkühlwasser, das in den einlassseitigen Behälterteil 22 strömt, aufgrund des Auftriebs steigen; wenn so das Hochtemperaturkühlwasser von dem Kühlwassereinlass 20a zu dem einlassseitigen Behälterteil 22 einströmt, wird das Hochtemperaturkühlwasser schließlich damit enden, in die Rohre 21 zu strömen, die über dem einströmenden Kühlwasser positioniert sind.
Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a anders als direkt unter den Einlässen der Rohre 21 positioniert, so kann ein Teil des Hochtemperaturkühlwassers, das von dem Kühlwassereinlass 20a einströmt, zuverlässig zu dem Flüssigkeitslagerteil 71 geleitet werden.
Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel 1 möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechtsrichtung des Kühlwassers, das durch den Wärmeaustauschkernteil 25 strömt, zu verringern. Folglich ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung, die durch die klimatisierte Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 verursacht wird, zu verringern.
Wenn die klimatisierte Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 auf die eine Seite und die andere Seite in der Fahrzeug-Links-Rechtsrichtung verzweigt wird und klimatisierte Luft von den fahrerseitigen Luftlöchern und den fahrgastseitigen Luftlöchern belüftet wird, wird die Temperaturdifferenz der belüfteten Luft auf der Fahrerseite und der Fahrgastseite in dem Fahrgastraum als ein Ergebnis verringert.
Ferner nimmt die wesentliche Wärmeaustauschfläche an dem Wärmeaustauschkernteil 25 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel 1 zu, so dass der Wärmegehalt, der aus dem Kühlwasser an dem Wärmeaustauschkernteil 25 entnommen werden kann, verbessert wird und die Wärmeaustauschleistung verbessert wird.
Zweite Ausführungsform
6 ist eine Querschnittansicht des Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. 6 ist eine Ansicht, die entlang der gleichen Richtung wie 2 betrachtet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Heizungskern 20, wie in 6 gezeigt, ebenfalls geneigt, so wird ein Flüssigkeitslagerteil 71 in dem Bereich des einlassseitigen Behälterteils 22 über den einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 gebildet.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform die Positionsbeziehung zwischen dem Kühlwassereinlass 20a und den Rohren 21 an dem einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 wie folgt: Das heißt, wenn, wie in 6 gezeigt, der Kühlwassereinlass 20a in der Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht, ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (nicht schraffierter Bereich in 6) unter den einlassseitigen Enden der Rohre 21 (untere Endfläche) 21a positioniert.
Ferner ist der Hauptteil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 6) außerhalb des Zwischenraums der zwei imaginären Linien 81, 82 positioniert, die von den Rohrinnenwänden 21b der Rohre 21 an den einlassseitigen Enden 21a in der Schwerkraftrichtung parallel gezogen werden. Hier bedeutet, „der Hauptteil des Kühlwassereinlasses 20a” einen Teil, der 50% oder mehr der Fläche des Kühlwassereinlasses 20a ausmacht. Ferner ist die Position auf der Unterseite von den Einlässen der Rohre 21 zwischen den zwei imaginären Linien 81, 82 eine Position direkt unter den Einlässen der Rohre 21.
Auf diese Weise stehen in der vorliegenden Ausführungsform 50% oder mehr der Gesamtfläche des Kühlwassereinlasses 20a, das heißt, der Hauptteil, von dem Bereich zwischen den zwei imaginären Linien 81, 82 zu der Außenseite vor, so ist es möglich, wenigstens die Hälfte des Kühlwassers, das von dem Kühlwassereinlass 20a zu dem Flüssigkeitslagerteil 71 einströmt, zu leiten.
Dritte Ausführungsform
7 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. 7 ist eine entlang der gleichen Richtung wie 2 betrachtete Ansicht.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, ist der zweite Heizungskern 20 ebenfalls geneigt. In der gleichen Weise wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen ist ein nicht gezeigter Flüssigkeitslagerteil in dem einlassseitigen Behälterteil 22 in dem Bereich über den einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 ausgebildet.
Ferner ist die Positionsbeziehung zwischen dem Kühlwassereinlass 20a und den Rohren 21 an dem einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 wie folgt:
Das heißt, wenn, wie in 7 gezeigt, der Kühlwassereinlass 20a in der Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht, ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (nicht schraffierter Bereich in 7) direkt unter den einlassseitigen Enden (untere Endflächen) 21a der Rohre 21 positioniert. Der Rest des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Teil in 7) ist anders als direkt unter den Rohren 21 positioniert. Insbesondere ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 7 mit der Richtung der Schraffur von oben links nach unten rechts) außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien 81, 82 positioniert, die von den Rohrinnenwänden 21b der Rohre 21 an dem einlassseitigen Ende 21b in der Schwerkraftrichtung parallel gezogen werden. Außerdem ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 7 mit der Richtung der Schraffur von oben rechts nach unten links) an der Oberseite der imaginären Linie 83 positioniert, die sich in einer Linie mit den einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 erstreckt, während ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a die Rohre 21 in einer Positionsbeziehung überlappt. Beachten Sie, dass das „einlassseitige Ende 21a, durch das die imaginäre Linie 83 geht, die einlassseitige Endfläche der Rohre 21 ist, wenn der Kühlwassereinlass 20a in der Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht. Ferner bedeutet „an der Oberseite der imaginären Linie 83 positioniert” auf der anderen Endseite der Rohre 21 in der Längsrichtung als die imaginäre Linie 83 positioniert.
Wenn im Übrigen wie bei dem ersten Heizungskern 10 das einströmende Kühlwasser einen hohen Durchsatz hat, wenn der ein Teil des Kühlwassereinlasses an der Oberseite von den einlassseitigen Endflächen der Rohre positioniert wird und ein Teil des Kühlwassereinlasses die Rohre in einer Positionsbeziehung überlappend gemacht wird, entsteht das Problem, dass der Druckverlust zunimmt, wenn das Kühlwasser durch den einlassseitigen Behälterteil 22 strömt; so kann diese Positionsbeziehung nicht verwendet werden. Wenn im Gegensatz dazu wie bei dem zweiten Heizungskern 20 das einströmende Kühlwasser einen kleinen Durchsatz hat, entsteht das Problem der Zunahme des Druckverlusts nicht; so kann eine Positionsbeziehung, in der ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a die Rohre 21 überlappt, verwendet werden.
Auf diese Weise kann durch Positionieren des Kühlwassereinlasses 20a außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien 81, 82, die in der Schwerkraftrichtung parallel sind, und ferner auch durch sein Positionieren an der Oberseite von der einlassseitigen Endfläche der Rohre 21 ein Teil des Hochtemperaturkühlwassers, das von dem Kühlwassereinlass 20a einströmt, zuverlässig zu dem Flüssigkeitslagerteil 71 geleitet werden. Als ein Ergebnis ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 auftritt, zu verringern.
Hier werden die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Fläche des Teils des Kühlwassereinlasses 20a, der anders als direkt unter den Einlässen der Rohre 21 positioniert ist, in Bezug auf die Gesamtfläche (auf die nachstehend einfach als das „Flächenverhältnis” Bezug genommen wird) und die Wirkung der Verringerung der Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 auftritt, erklärt.
8 ist eine Seitenansicht des Heizanwendungswärmetauschers 2 zum Erklären des Neigungswinkels θ1 des zweiten Heizungskerns 20. 9 zeigt die Ergebnisse der Auswertung, die die Beziehung zwischen der Links-Rechts-Lüftungslufttemperaturdifferenz von dem Heizanwendungswärmetauscher 2 und dem in 8 gezeigten Neigungswinkel θ1 zeigt. 10 zeigt die Ergebnisse der Auswertung, wenn die Abszisse in 9 von dem Neigungswinkel θ1 auf das Flächenverhältnis geändert wird. Der Neigungswinkel θ1 ist, wie in 8 gezeigt, der Winkel, der durch die Längsrichtung der Rohre 21 und die Vertikalrichtung gebildet wird, wenn der Heizanwendungswärmetauscher 2 von der Seite betrachtet wird. Die „Links-Rechts-Lüftungslufttemperaturdifferenz von dem Heizanwendungswärmetauscher 2” ist die Differenz (Betrag) zwischen der mittleren Temperatur der Lüftungsluft von einer Hälfte des Heizanwendungswärmetauschers 2 in der Links-Rechts-Richtung und der mittleren Temperatur der Lüftungsluft von der anderen Hälfte.
In dem in 8 gezeigten Heizanwendungswärmetauscher 2 ist der Kühlwassereinlass 20a in der gleichen Weise wie bei dem in 3 gezeigten Heizanwendungswärmetauscher an dem Ende auf einer Seite in der Links-Rechts-Richtung bereitgestellt. Ferner ist der Durchmesser des Kühlwassereinlasses 20a in dem in 8 gezeigten Heizanwendungswärmetauscher 2 in der Richtung des Luftstroms im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Rohrs 21, die Mitte des Kühlwassereinlasses 20a und die Mitte der Rohre 21 sind an der gleichen Position, und ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a ist an der Oberseite von der einlassseitigen Endfläche der Rohre 21 positioniert.
Wenn sich in einem derartigen Heizanwendungswärmetauscher 2 der Neigungswinkel θ1 ändert, ändert sich auf das Flächenverhältnis. Insbesondere entspricht der Neigungswinkel θ1 in 9 von 0, 10, 20, 50 und 90 Grad einem Flächenverhältnis in 10 von 8, 25, 35, 65 und 100%. Wenn der Neigungswinkel θ1 0 Grad ist, wird die Fläche des Teils des Kühlwassereinlasses 20a, die außerhalb des Zwischenraums der zwei imaginären Linien 81, 82 parallel in der Schwerkraftrichtung ist (siehe schraffierter Bereich von 7 mit der Richtung von oben links nach unten rechts) minimal. Wenn der Neigungswinkel θ1 vergrößert wird, nimmt die Fläche des Kühlwassereinlasses 20a des Teils, der außerhalb des Zwischenraums der imaginären Linien 81, 82, die parallel zu der Schwerkraftrichtung sind, positioniert ist, wie in 7 gezeigt, zu. Wenn der Neigungswinkel θ1 90 Grad ist, werden die einlassseitigen Endflächen der Rohre 21 parallel zu der Vertikalrichtung, so überlappen sich die imaginären Linien 81, 82 zu einer. Es gibt keinen Bereich der Rohre 21 direkt unter dem Einlass, so wird das Flächenverhältnis 100%. Beachten Sie dass die Fläche des Teils, wo der Kühlwassereinlass 20a die Rohre 21 überlappt, ungeachtet des Neigungswinkels θ konstant ist.
Wie in 9 und 10 gezeigt, neigt die Temperaturdifferenz der Links-Rechts-Lüftungsluft von dem Heizanwendungswärmetauscher 2 dazu, kleiner zu werden, wenn der Neigungswinkel θ1 größer wird, das heißt, das Flächenverhältnis zunimmt. Insbesondere kommt die Temperaturdifferenz der Links-Rechts-Lüftungsluft, wenn der Neigungswinkel θ1 20 Grad oder mehr ist, das heißt, das Flächenverhältnis 35% oder mehr ist, nahe an die Temperaturdifferenz, wenn der Neigungswinkel θ1 90 Grad ist, das heißt, das Flächenverhältnis 100% ist. Um daraus insbesondere die Temperaturdifferenz der Links-Rechtslüftungsluft von dem Heizanwendungswärmetauscher 2 zu verringern kann es als bevorzugt gelten, dass das Flächenverhältnis 35% oder mehr gemacht wird.
Ferner überlappt in der vorliegenden Ausführungsform der Teil des Kühlwassereinlasses 20a in der Positionsbeziehung mit dem Rohr 21. Wie aus einem Vergleich des einlassseitigen Behälterteils 22 in 6, der in der zweiter Ausführungsform erklärt wurde, verstanden wird, kann die Abmessung des einlassseitigen Behälterteils 22 in der Rohrlängsrichtung verringert werden.
Beachten Sie, dass in der vorliegenden Ausführungsform, um zu ermöglichen, dass ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 7) anders als direkt unter den Rohren 21 positioniert wird, ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien 81, 82 parallel in der Schwerkraftrichtung positioniert ist und auf der Oberseite von der imaginären Linie 83, die sich in einer Linie mit den einlassseitigen Enden der Rohre 21 erstreckt, positioniert ist. Das heißt, es werden zwei Aufbauten verwendet, aber es ist auch möglich, nur einen zu verwenden. In diesen Fällen wird das Flächenverhältnis in der gleichen Weise wie die vorliegende Ausführungsformen vorzugsweise zu 35% oder mehr gemacht.
Vierte Ausführungsform
11 ist eine Querschnittansicht des Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. 11 ist eine Ansicht aus der gleichen Richtung wie 2 gesehen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Fahrzeugmontagestellung des Heizanwendungswärmetauschers 2 im Gegensatz zu den ersten bis dritten Ausführungsformen zu einer Stellung gemacht, in der die Luftausströmungs-/Einströmungsoberflächen parallel zu der Vertikalrichtung sind. Das heißt, der Heizanwendungswärmetauscher 2 wird in dem Klimaanlagengehäuse in einer Orientierung mit den Längsrichtungen der Rohre 11, 21 parallel zu der Vertikalrichtung gehalten.
In dem zweiten Heizungskern 20 wölbt sich ein Teil 91 der Wand, der den einlassseitigen Behälterteil 22 bildet, von den anderen Teilen nach außen. Aufgrund dieses gewölbten Teils 91 wird ein Flüssigkeitslagerteil 72, in dem das Hochtemperaturkühlwasser gelagert wird, ausgebildet. Beachten Sie, dass der Flüssigkeitslagerteil 72 der vorliegenden Ausführungsform auch ein Bereich des einlassseitigen Behälterteils 22 über den einlassseitigen Enden 21a der Rohre ist.
Insbesondere besteht der einlassseitige Behälterteil 22, der nicht gezeigt ist, aus einer Kernplatte, in die die Rohre 21 eingesetzt sind, und einem Behälterkörper, die miteinander verbunden sind. Der Teil 91 der Kernplatte der Wand der Oberseite, die den einlassseitigen Behälterteil 22 bildet, wölbt sich nach außen.
Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform die Positionsbeziehung zwischen dem Kühlwassereinlass 20a und den Rohren 21 in dem einlassseitigen Behälterteil 22 ebenfalls wie folgt:
Das heißt, wie in 11 gezeigt, ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (nicht schraffierter Bereich in 11) unter den einlassseitigen Enden (untere Endflächen) 21a der Rohre 21 positioniert. Ferner ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 11) außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien 81, 82 positioniert, die von den Rohinnenwänden 21b an den einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 parallel in der Schwerkraftrichtung gezogen sind.
Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a anders als direkt unter den Einlässen der Rohre 21 positioniert, so kann das Hochtemperaturkühlwasser, das von dem Kühlwassereinlass 20 einströmt, zuverlässig zu dem Flüssigkeitslagerteil 72 geleitet werden. Ferner ist es möglich, Hochtemperaturkühlwasser von diesem Flüssigkeitslagerteil 72 zu den mehreren Rohren 21 laufen zu lassen, so ist es möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung des Kühlwassers, das durch den Wärmeaustauschkern strömt, zu verringern, und es ist möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung zu verringern, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 auftritt. Beachten Sie, dass in der vorliegenden Erfindung in der gleichen Weise wie in der dritten Ausführungsform das Flächenverhältnis ebenfalls vorzugsweis zu 35% oder mehr gemacht wird.
Fünfte Ausführungsform
12 zeigt eine Querschnittansicht des Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. 12 ist eine Ansicht, die aus der gleichen Richtung wie 2 gesehen ist.
Die vorliegende Ausführungsform ändert die Orientierung des in der dritten Ausführungsform erklärten Heizanwendungswärmetauschers 2 in der gleichen Weise wie die vierte Ausführungsform in eine Orientierung, in der die Längsrichtung der Rohre 11, 21 parallel zu der Vertikalrichtung ist. Jedoch ist in der vorliegenden Ausführungsform der einlassseitige Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 nicht mit dem gewölbten Teil 91 in 11 versehen, der in der vierten Ausführungsform erklärt wurde.
Wie insbesondere in 12 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls ein Flüssigkeitslagerteil 73 in dem einlassseitigen Behälterteil 22 in dem Bereich über den einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 ausgebildet.
Wenn ferner der Kühlwassereinlass 20a in der Längsrichtung des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht, ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (nicht schraffierter Bereich in 12) unter den einlassseitigen Enden (untere Endflächen) 21a der Rohre 21 positioniert.
Ferner ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 12 mit der Schraffur, die von oben links nach unten rechts orientiert ist), außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien 81, 82 positioniert, die von den Rohrinnenwänden 21b der Rohre 21 an dem einlassseitigen Ende 21a in der Schwerkraftrichtung parallel gezogen sind. Außerdem ist ein Teil des Kühlwassereinlasses 20 (schraffierter Bereich in 12, wobei die Schraffur von oben rechts nach unten links orientiert ist) an der Oberseite von einer imaginären Linie 83, die sich in einer Linie mit den einlassseitigen Endflächen der Rohre 21 erstreckt, positioniert.
Daher zeigt sich in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls eine der dritten Ausführungsform ähnliche Wirkung. Beachten Sie, dass in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls, in der gleichen Weise wie in der dritten Ausführungsform, das Flächenverhältnis vorzugsweise 35% oder mehr gemacht wird.
Ferner ist es unter dem Gesichtspunkt der Sicherstellung des Volumens des Flüssigkeitslagerteils 73 wie in der später beschriebenen sechsten Ausführungsform vorzuziehen, dass die Einsatzlänge der Rohre 21, die in den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 eingesetzt sind, im Vergleich zu einem allgemeinen Wärmetauscher, verlängert ist.
Sechste Ausführungsform
13 ist eine Querschnittansicht eines Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. 13 ist eine aus der gleichen Richtung wie 2 betrachtete Ansicht.
Wie in 13 gezeigt, wird der Heizanwendungswärmetauscher 2 der vorliegenden Ausführungsform wie die vierten und fünften Ausführungsformen im Inneren des Klimaanalgengehäuses gehalten, wobei die Längsrichtungen der Rohre 11, 21 parallel zu der Vertikalrichtung orientiert sind.
Ferner ist die Einsatzlänge 84 der Rohre 21, die in den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 eingesetzt sind, länger als die Einsatzlänge 85 der Rohre 11, die in den einlassseitigen Behälterteil 12 des ersten Heizungskerns 10 eingesetzt sind. Die „Einsatzlängen 84, 85” sind die Längen von den Innenwänden der einlassseitigen Behälterteile 22, 12 zu den einlassseitigen Enden 21a, 11a der Rohre 21, 11. Aufgrund dessen wird das Volumen des Flüssigkeitslagerteils 74, der in dem Bereich des einlassseitigen Behälterteils 22 über den einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 ausgebildet ist, vergrößert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist in der Positionsbeziehung zwischen dem Kühlwassereinlass 20a und den Rohren 21 an dem einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 der Hauptteil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 13) an der Oberseite von der imaginären Linie 83 positioniert, die die Einlassseitenenden (einlassseitige Endflächen) 21a der Rohre in der Horizontalrichtung parallel gezogen in einer Linie verlängert. Hier hat der Hauptteil des Kühlwassereinlasses 20a wie bei der Erklärung in der dritten Ausführungsform vorzugsweise ein Flächenverhältnis von 35% oder mehr.
Beachten Sie, dass wie in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Einsatzlänge 84 der Rohre 21, die an dem einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 eingesetzt sind, lang ist, es äußerst wünschenswert ist, dass die Position 20a1 des unteren Endes des Kühlwassereinlasses 20a die gleiche Position wie die einlassseitigen Enden 21a der Rohre 21 oder eine Position über derselben ist. Das heißt, es ist am besten, wenn in der Positionsbeziehung 100% der Fläche des Kühlwassereinlasses 20a die Rohre 21 überlappt. Aufgrund dessen ist es möglich, das gesamte Hochtemperaturkühlwasser, das von dem Kühlwassereinlass 20a zu dem Flüssigkeitslagerteil 74 strömt, zu leiten.
Siebte Ausführungsform
14 ist eine Vorderansicht eines Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ändert die fahrzeugmontierte Stellung des in 12 gezeigten Heizanwendungswärmetauschers 2, der in der fünften Ausführungsform erklärt ist, so dass die Luftausströmungs-/Einströmungsoberflächen parallel zu der Vertikalrichtung sind und ferner so dass der einlassseitige Behälterteil 22 in der Schwerkraftrichtung von dem Kühlwassereinlass 20a hinunter zu den tiefen Teilen aufwärts geneigt ist. Der Rest des Aufbaus ist ähnlich dem der fünften Ausführungsform.
Insbesondere hat der einlassseitige Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20, wie in 14 gezeigt, den Kühlwassereinlass 20a an einem Seitenende des einlassseitigen Behälterteils 22 in der Längsrichtung (Links-Rechts-Richtung). Kühlwasser strömt von einem Seitenende des einlassseitigen Behälterteils 22 in der Längsrichtung. Wenn ferner der zweite Heizungskern 20 von der Vorderseite betrachtet wird, ist der zweite Heizungskern 20 in einem geneigten Zustand, so dass die obere Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 derart positioniert ist, dass eine Endseite des einlassseitigen Behälterteils 22 in der Längsrichtung in der Schwerkraftrichtung weiter aufwärts positioniert ist als die andere Endseite in der Längsrichtung. Zu dieser Zeit hat der zweite Heizungskern 20 einen Winkel, der von der oberen Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 und der Horizontalrichtung gebildet wird, als den Neigungswinkel θ2 und hat einen vorgegebenen Neigungswinkel θ2.
Hier ist die „obere Wand” des einlassseitigen Behälterteils 22 die Kernplatte, wenn der einlassseitige Behälterteil 22 aus einer Kernplatte, in die die Rohre 21 eingesetzt sind, und einem Behälterkörper, der den Behälterteil bildet, besteht. Ferner kann der vorgegebene Neigungswinkel θ2 bis auf 1 bis 1,5 Grad gleich dem Standardformextraktrionsgradienten für die Formextraktion gemacht werden, der an dem Halteteil eines Heizanwendungswärmetauschers eines Klimaanalgengehäuses zur Zeit des Formens eines Klimaanlagengehäuses aus Kunststoff bereitgestellt wird, aber eine Größe darüber, zum Beispiel 3 Grad oder mehr wird bevorzugt. Der zweite Heizungskern 20 wird in dem Fahrzeug montiert, während er im Inneren des Klimaanlagengehäuses 51 in diesem geneigten Zustand gehalten wird.
Auf diese Weise ist es, indem die obere Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 geneigt gemacht wird, so dass der tiefe Teil an der Oberseite von dem Kühlwassereinlass 20a positioniert ist, möglich, das Hochtemperaturkühlwasser, das durch den Flüssigkeitslagerteil strömt, entlang der oberen Wand laufen zu lassen, um ihm zu ermöglichen, im Vergleich zu dem Fall, in dem die obere Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 horizontal ist, leichter zu der tiefen Seite des einlassseitigen Behälterteils 22 weit weg von dem Kühlwassereinlass 20a geleitet zu werden. Als ein Ergebnis gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es im Vergleich zu der fünften Ausführungsform, in der die obere Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 horizontal ist, möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechtsrichtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 auftritt, zu verringern.
15 zeigt die Ergebnisse der Auswertung der Beziehung des Neigungswinkels θ2 und der Links-Rechts-Lüftungslufttemperaturdifferenz. Wie aus 15 verstanden wird, neigt die Links-Rechts-Lüftungslufttemperaturdifferenz in dem Bereich des Neigungswinkels θ2 von 0 bis 12 Grad, dazu, zu fallen, wenn der Neigungswinkel θ2 größer wird, aber in dem Bereich des Neigungswinkels θ2, der 12 Grad übersteigt, neigt die Links-Rechts-Lüftungslufttemperaturdifferenz dazu zu steigen, wenn der Neigungswinkel θ2 größer wird. Daher wird als die Obergrenze des Neigungswinkels θ2 19,5 Grad mit der gleichen Links-Rechts-Lüftungslufttemperaturdifferenz (Betrag) wie wenn der Neigungswinkel θ2 3 Grad ist, bevorzugt.
Beachten Sie, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Heizanwendungswärmetauscher 2 als ein Ganzes geneigt ist, um den Winkel, der von der oberen Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 und der Horizontalrichtung gebildet wird, zu einem vorgegebenen Neigungswinkel θ2 zu machen, aber anstatt den Heizanwendungswärmetauscher 2 als Ganzes zu neigen, kann die Form des einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 zu einer Form gemacht werden, bei der die obere Wand des einlassseitigen Behälterteils 22 geneigt ist.
Ferner ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf die fünfte Ausführungsform beschränkt und kann auch auf die vierten und sechsten Ausführungsformen, in denen die Luftausströmungs-/Einströmungsoberflächen parallel zu der Vertikalrichtung gemacht sind, und die ersten bis dritten Ausführungsformen, in denen die Luftausströmungs-/Einströmungsoberflächen geneigt gemacht sind, angewendet werden.
Achte Ausführungsform
In den vorstehenden Ausführungsformen ist ein Flüssigkeitslagerteil zum Lagern von Hochtemperaturkühlwasser im inneren des einlassseitigen Behälterteils 22 ausgebildet, aber die vorliegende Ausführungsform erhöht die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers an der Kühlwassereinlassseite des einlassseitigen Behälterteils 22.
16 ist eine Vorderansicht des zweiten Heizungskerns 20 in der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 16 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Kühlwassereinlassseite im Inneren des einlassseitigen Behälterteils 22 als eine Strömungsgeschwindigkeits-Erhöhungseinrichtung zum Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das in den einlassseitigen Behälterteil 22 strömt, mit einem plattenförmigen Element 92 versehen, das ein Verbindungsloch 91 mit einer kleineren Kanalschnittfläche als der einlassseitige Behälterteil 22 hat.
Wenn zum Beispiel die Abmessungen des Verbindungslochs 91 betrachtend der Durchmesser des Inneren des einlassseitigen Behälterteils 22 16 mm ist, wird der Durchmesser des Verbindungslochs 91 zu 5 mm oder weniger gemacht. Auf diese Weise wird der Durchmesser des Verbindungslochs 91 etwa 1/3 oder weniger des Durchmessers des einlassseitigen Behälterteils 22 gemacht.
Aufgrund dessen ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers nach dem Durchlaufen des Verbindungslochs 91 im Vergleich zu der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers vor dem Durchlaufen des Verbindungslochs 91 zu erhöhen.
Wenn, wie in der ersten Ausführungsform erklärt, das Kühlwasser, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt, einen kleinen Durchsatz hat, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch den einlassseitigen Behälterteil 22 strömt, niedrig ist, entsteht am Ende das Phänomen, dass es für das Kühlwasser schwer wird, nach oben zu den Rohren weit weg von dem Kühlwassereinlass zu strömen.
Im Gegensatz dazu ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das in den einlassseitigen Behälterteil 22 strömt, zu erhöhen; folglich ist es im Vergleich dazu, wenn die Einrichtung zum Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers nicht bereitgestellt wird, möglich, Kühlwasser tief in den einlassseitigen Behälterteil 22 laufen zu lassen.
Folglich ist es in der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung des durch den Wärmeaustauschkernteil 25 strömenden Kühlwassers zu verringern, und möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 auftritt, zu verringern.
Beachten Sie, dass in der vorliegenden Ausführungsform die in der ersten bis siebten Ausführungsform erklärten Flüssigkeitslagerteile nicht ausgebildet sind, es aber auch möglich ist, die Flüssigkeitslagerteile in der gleichen Weise wie in den ersten bis siebten Ausführungsformen auszubilden. Das heißt, die Ausführungsform kann mit den ersten bis siebten Ausführungsformen kombiniert werden. Durch die Kombination kann eine höhere vorteilhafte Wirkung erzielt werden.
Neunte Ausführungsform
17 ist eine Querschnittansicht des Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. 17 ist eine aus der gleichen Richtung wie 2 gesehene Ansicht. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Öffnungsfläche des Kühlwassereinlasses 20a des zweiten Heizungskerns 20 und die Kanalschnittfläche des nicht gezeigten Kühlwassereinleitungswegs im Vergleich zu dem in 12 gezeigten Heizanwendungswärmetauscher 2, der in der fünften Ausführungsform erklärt ist, kleiner als die des ersten Heizungskerns 10 gemacht, um die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 strömt, zu erhöhen. Hier bedeutet der „Kühlwassereinleitungsweg” die Rohrleitung, die mit dem Kühlwassereinlass 20 zum Leiten von Kühlwasser zu dem einlassseitigen Behälterteil 22 in Verbindung steht.
Aus diesem Grund ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu dem Fall, in dem die Öffnungsfläche des Kühlwassereinlasses 20a des zweiten Heizungskerns 20 und die Kanalschnittfläche des nicht gezeigten Kühlwassereinleitungswegs gleich denen des ersten Heizungskerns 10 sind, möglich, das Kühlwasser tief in den einlassseitigen Behälterteil 22 laufen zu lassen.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform die Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 kleiner als die Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils 12 des ersten Heizungskerns 10. Aufgrund dessen ist es im Vergleich zu dem Fall, in dem die Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 gleich der Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils 12 des ersten Heizungskerns 10 ist, möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 strömt, zu erhöhen, und möglich, Kühlwasser tief in den einlassseitigen Behälterteil 22 laufen zu lassen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 strömt, vorzugsweise erhöht, so dass sie gleich oder höher als die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers wird, das durch den einlassseitigen Behälterteil 12 des ersten Heizungskerns 10 strömt.
Beachten Sie, dass in der vorliegenden Ausführungsform sowohl die Öffnungsfläche des Kühlwassereinlasses 20a des zweiten Heizungskerns 20 und der Kanalschnittfläche des nicht gezeigten Kühlwassereinleitungswegs als auch die Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 kleiner gemacht sind, es aber auch möglich ist, nur eine zu verwenden, um die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch den einlassseitigen Behälterteils 22 des zweiten Heizungskerns 20 strömt, zu erhöhen. Ferner ist auf diese Weise der Aufbau zum Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 strömt, nicht auf die fünfte Ausführungsform beschränkt. Dies kann auch auf den Heizanwendungswärmetauscher angewendet werden, der in den anderen Ausführungsformen erklärt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ebenfalls ein Teil des Kühlwassereinlasses 20a (schraffierter Bereich in 17) außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien 81, 82 positioniert, die von den Rohrinnenwänden 21b an dem einlassseitigen Ende 21a der Rohre 21 parallel in der Schwerkraftrichtung gezogen sind. Aus diesem Grund kann ein Teil des Hochtemperaturkühlwassers, das von dem Kühlwassereinlass 20a strömt, zu dem Flüssigkeitslagerteil 73 geleitet werden.
Beachten Sie, dass es in der vorliegenden Ausführungsform durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, das durch den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 strömt, möglich ist, Kühlwasser tief in den einlassseitigen Behälterteil 22 laufen zu lassen, so kann der gesamte Kühlwassereinlass 20a direkt unter dem Einlass der Rohre 21 positioniert sein.
Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform die Behälterteile des ersten Heizungskerns 10 und des zweiten Heizungskerns 20 integral gemacht, und die Rohre 11, 21 des ersten Heizungskerns 10 und des zweiten Heizungskerns 20 sind integral gemacht, um den ersten Heizungskern 10 und den zweiten Heizungskern 20 zu fertigen. Die Rohre 11, 21 des ersten Heizungskerns 10 und des zweiten Heizungskerns 20 sind verbunden, aber die Kanäle im Inneren der Rohre 11, 21 sind an dem ersten Heizungskern 10 und dem zweiten Heizungskern 20 getrennt ausgebildet. Zu dieser Zeit können die Lamellen des ersten Heizungskerns 10 und des zweiten Heizungskerns 20 getrennt oder verbunden gemacht sein.
Zehnte Ausführungsform
18A ist eine Seitenansicht eines Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform, während 18B eine Vorderansicht eines zweiten Heizungskerns 20 in 18A ist.
Die vorliegende Ausführungsform ist in der Struktur des Heizanwendungswärmetauschers 2 die gleiche wie die erste Ausführungsform, unterscheidet sich aber in der Oben-Unten-Beziehung des Heizanwendungswärmetauschers 2 von der ersten Ausführungsform. Das heißt, die einlassseitigen Behälterteile 12, 22 der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 sind an der Oberseite positioniert, während die ausgangsseitigen Behälterteile 13, 23 der ersten und zweiten Heizungskerne 10, 20 an der Unterseite positioniert sind. Ferner wird der Heizanwendungswärmetauscher 2 in dem Klimaanlagengehäuse gehalten, wobei die Längsrichtung der Rohre 11, 21 parallel zu der Vertikalrichtung orientiert ist.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 18B gezeigt, Kühlwasser zu dem einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 strömt, wird aus diesem Grund Kühlwasser im Inneren des ausgangsseitigen Behälterteils 23 aufgrund der Auftriebswirkung in dem oberen Bereich 75 im Inneren des einlassseitigen Behälterteils 22 über die gesamte Stapelrichtung der mehreren Rohre 21 gelagert und strömt dann von diesem oberen Bereich 75 zu den mehreren Rohren. Ferner strömt das Hochtemperatur-Kühlwasser durch die mehreren Rohre 21 von oben nach unten. Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform der obere Bereich 75 im Inneren des einlassseitigen Behälterteils 22 der Flüssigkeitslagerteil.
Folglich ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung des Kühlwassers, das durch den Wärmeaustauschkern 25 strömt, zu verringern, und möglich, die Temperaturdifferenz in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung, die in der klimatisierten Luft nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2 auftritt, zu verringern.
Elfte Ausführungsform
19 ist eine Seitenansicht des Heizanwendungswärmetauschers 2 in der vorliegenden Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ändert die Oben-Unten-Beziehung des ersten Heizungskerns 10 in dem in 18A und 18B gezeigten Heizanwendungswärmetauscher 2, der in der zehnten Ausführungsform erklärt wird.
Wie insbesondere in 19 gezeigt, haben der erste Heizungskern 10 und der zweite Heizungskern 20 integrale Behälterteile auf der Einlassseite und der Auslassseite, wodurch die beiden in einer integralen Struktur ausgebildet sind.
Das Innere des Behälterteils 61 der oberen Seite, der an der Oberseite des Heizanwendungswärmetauschers 2 positioniert ist, ist durch die Trennwand 62 in den ausgangsseitigen Behälterteil 13 des ersten Heizungskerns 10 und den einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 unterteilt.
Ähnlich ist das innere des Behälterteils der Unterseite 63, der an der Unterseite des Heizanwendungswärmetauschers 2 positioniert ist, durch eine Trennwand 64 in den einlassseitigen Behälterteil 12 des ersten Heizungskerns 10 und den ausgangsseitigen Behälterteil 23 des zweiten Heizungskerns 20 unterteilt.
In dem ersten Heizungskern 10 strömt das Kühlwasser, das von dem Kühlwassereinlass 10a, der an dem einlassseitigen Behälterteil 12 bereitgestellt ist, der an der Unterseite positioniert ist, strömt, durch das Rohr 11 von unten nach oben, während es von dem Kühlwasserausgang 10b, der an dem ausgangsseitigen Behälterteil 13 bereitgestellt ist, der an der Oberseite positioniert ist, ausströmt.
Andererseits strömt in dem zweiten Heizungskern 20, das Kühlwasser, das von dem Kühlwassereinlass 20a, der an der Oberseite bereitgestellt ist, eingeströmt ist, durch die Rohre 21 von oben nach unten und strömt aus dem Kühlwasserausgang 20b, der an dem ausgangsseitigen Behälterteil 23, der an der Unterseite bereitgestellt ist, aus.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der einlassseitige Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 an der Oberseite positioniert, so werden vorteilhafte Ergebnisse ähnlich der achten Ausführungsform erhalten.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Strömungsrichtung des Kühlwassers im Inneren des ersten Heizungskerns 10 entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Kühlwassers im Inneren des zweiten Heizungskerns 20, so ist es möglich, die Oben-Unten-Temperaturverteilung nach dem Durchlaufen des Heizanwendungswärmetauschers 2, das heißt, die Temperaturdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite, zu verringern.
Andere Ausführungsformen

(1) In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Kühlwassereinlass 20a, der an dem einlassseitigen Behälterteil 22 des zweiten Heizungskerns 20 bereitgestellt ist, eine Öffnung, die in der Wand ausgebildet ist, die den einlassseitigen Behälterteil 22 bildet, aber es ist auch möglich, eine Rohrleitung in diese Öffnung einzusetzen, um einen Zustand zu erhalten, in dem eine Rohrleitung von der Innenwand des einlassseitigen Behälterteils 22 ins Innere des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht. In diesem Fell ist der vordere Endteil der Rohrleitung, der im Inneren des einlassseitigen Behälterteils 22 vorsteht, eine Endöffnung des Kühlwassereinleitungswegs, die dem Inneren des einlassseitigen Behälterteils zugewandt ist und Kühlwasser zu dem einlassseitigen Behälterteil 22 einleitet.
(2) In den vorstehenden ersten bis siebten und neunten bis elften Ausführungsformen ist der Kühlwassereinlass 20a des zweiten Heizungskerns 20 an einer Endseite des einlassseitigen Behälterteils 22 in der Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung angeordnet, aber er braucht nicht nur an einer Endseite angeordnet zu sein. Er kann an den zwei Endseiten angeordnet seit oder kann in der Mitte angeordnet sein. Selbst bei einer derartigen Anordnung kann gemäß der vorliegenden Erfindung Hochtemperaturkühlwasser in die Rohre 21, die weit weg von dem Kühlwassereinlass 20a positioniert sind, laufen.
(3) In den vorstehenden Ausführungsformen sind der erste Heizungskern 10 und der zweite Heizungskern 20 integral ausgebildet, aber der erste Kern 10 und der zweite Kern 20 können auch getrennte Elemente sein.

Außerdem ist in den vorstehenden Ausführungsformen die Orientierung der Strömung des Kühlwassers im Inneren des ersten Heizungskerns 10 die gleiche wie die Unten-Oben-Orientierung wie in dem zweiten Heizungskern 20, kann aber auch eine Oben-Unten-Orientierung entgegengesetzt zu dem zweiten Heizungskern 20 sein.

(4) In den vorstehenden Ausführungsformen ist das Kühlwasser, das aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b des Verbrennungsmotors 30 strömt, nur das Kühlwasser, das den Zylinderkopf 31 kühlt, kann aber auch Kühlwasser sein, das aus dem Kühlwasser besteht, das den Zylinderkopf 31 kühlt, in das ein Teil des Kühlwassers gemischt ist, das den Zylinderblock 32 kühlt. Kurz gesagt ist es ausreichend, dass hauptsächlich Kühlwasser, das den Zylinderkopf 31 kühlt, aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b des Verbrennungsmotors 30 strömt.

Ähnlich ist das Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b des Verbrennungsmotors 30 strömt, nur das Kühlwasser, das den Zylinderblock 32 kühlt, kann aber auch Kühlwasser sein, das aus dem Kühlwasser besteht, das den Zylinderblock 32 kühlt, in das ein Teil des Kühlwassers gemischt ist, das den Zylinderkopf 31 kühlt. Kurz gesagt strömt das Kühlwasser, das den Zylinderkopf 32 kühlt, hauptsächlich aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b des Verbrennungsmotors 30. Es ist ausreichend, dass das Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b strömt, eine höhere Temperatur hat als das Kühlwasser, das aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b strömt.
Jedoch wird das Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b des Verbrennungsmotors 30 strömt, auf eine höhere Temperatur gebracht als in dem Fall, in dem das gesamte Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderkopfs 31 und das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderblocks 32 miteinander vermischt werden. Aufgrund dessen ist es im Vergleich zu dem Fall des Mischens der gesamten Mengen der zwei Strömungen des Kühlwassers möglich, Kühlwasser mit höherer Temperatur aus dem Verbrennungsmotor 30 strömen zu lassen.

(5) In den vorstehenden Ausführungsformen ist das Kühlwasser, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt, genau das Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b des Verbrennungsmotors 30 strömt, aber ein Teil des Kühlwassers, das aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b strömt, kann ebenfalls hinein gemischt werden.

Kurz gesagt, reicht es aus, dass hauptsächlich Kühlwasser, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b strömt und eine höhere Temperatur hat als das Kühlwasser, das in den ersten Heizungskern 10 strömt, in den zweiten Heizungskern strömt. Jedoch wird die Temperatur des Kühlwassers, das in den zweiten Heizungskern 20 strömt, höher als die mittlere Temperatur, wenn die gesamten Mengen des Kühlwassers, das aus dem zweiten Kühlwasserausgang 32b strömt, und des Kühlwassers, das aus dem ersten Kühlwasserausgang 31b strömt, vermischt werden. Aufgrund dessen kann die Temperatur nach dem Heizen an dem zweiten Heizungskern 20 im Vergleich dazu, wenn die gesamten Mengen der zwei Kühlwasserströmungen vermischt werden, erhöht werden.

(6) In den vorstehenden Ausführungsformen verwendet der erste Heizungskern 10 das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderkopfs als die Wärmequelle, während der zweite Heizungskern 20 das Kühlwasser nach dem Kühlen des Zylinderblocks als die Wärmequelle verwendet, aber der erste Heizungskern 10 und der zweite Heizungskern 20 können auch andere Flüssigkeiten als die Wärmequellen verwenden. Wenn der erste Heizungskern 10 eine erste Flüssigkeit als eine Wärmequelle verwendet und der zweite Heizungskern 20 eine zweite Flüssigkeit mit einer höheren Temperatur und einem kleineren Durchsatz als die erste Flüssigkeit als die Wärmequelle verwendet, kann die vorliegende Erfindung angewendet werden.

Zum Beispiel ist es in einem Fahrzeugklimatisierungssystem, das in einem Hybridfahrzeug montiert ist, möglich, eine Kühllösung eines Inverters oder einer anderen elektrischen Vorrichtung als die erste Flüssigkeit zu verwenden und eine Kühllösung des Verbrennungsmotors als die zweite Flüssigkeit zu verwenden. Ferner ist es zum Beispiel in einem Fahrzeugklimatisierungssystem, das in einem Elektrofahrzeug montiert ist, möglich, eine Kühllösung eines Inverters oder einer anderen elektrischen Vorrichtung als die erste Flüssigkeit zu verwenden und eine Hochtemperaturflüssigkeit, die von der elektrischen Heizung oder einer anderen Heizeinrichtung geheizt wird, als die zweite Flüssigkeit zu verwenden. Auf diese Weise kann das Fahrzeugklimatisierungssystem der vorliegenden Erfindung auch auf andere Fahrzeuge als Hybridfahrzeuge angewendet werden.

(7) Die vorstehenden Ausführungsformen können in einem arbeitsfähigen Bereich kombiniert werden.

Während die Erfindung unter Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, die für Veranschaulichungszwecke ausgewählt wurden, sollte offensichtlich sein, dass von Fachleuten der Technik zahlreiche Modifikationen daran vorgenommen werden könnten, ohne von dem grundlegenden Konzept und Bereich der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5337704 A [0002, 0003, 0090]
EP 1008471 [0002, 0004]
US 5337704 [0007]

Claims

Fahrzeugklimatisierungssystem, das einen Heizanwendungswärmetauscher (2) umfasst, der eine erste Flüssigkeit und eine zweite Flüssigkeit mit euer höheren Temperatur und einem kleineren Durchsatz als die erste Flüssigkeit als Wärmequellen verwendet, um in einen Fahrgastraum geblasene Luft zu heizen, wobei der Heizanwendungswärmetauscher (2) einen ersten Wärmeaustauschteil (10), der Wärme zwischen der ersten Flüssigkeit und der geblasenen Luft austauscht, und einen zweiten Wärmeaustauschteil (20), der Wärme zwischen der zweiten Flüssigkeit und der geblasenen Luft, die von dem ersten Wärmeaustauschteil (10) geheizt wurde, austauscht, der zweite Wärmeaustauschteil (20) mehrere miteinander gestapelte Rohre (21), einen einlassseitigen Behälterteil (22), der mit ersten Endseiten der mehreren Rohre (21) in deren Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitseinlassseite bildet, und einen ausgangsseitigen Behälterteil (23), der mit den anderen Endseiten der mehreren Rohre (21) in der Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitsausgangsseite bildet, umfasst, der zweite Wärmeaustauschteil (20) in einem Klimaanlagengehäuse (51) gehalten wird, so dass der einlassseitige Behälterteil (22) in einer Schwerkraftrichtung auf einer tieferen Seite positioniert ist und so dass der ausgangsseitige Behälterteil (23) in einer Schwerkraftrichtung an einer Oberseite positioniert ist, und der zweite Wärmeaustauschteil (20) aufgebaut ist, um die zweite Flüssigkeit, die in den einlassseitigen Behälterteil (22) strömt und deren Temperatur höher als die der Flüssigkeit im Inneren des ausgangsseitigen Behälterteils (23) ist, in Flüssigkeitslagerteilen (71, 72, 73, 74) in dem einlassseitigen Behälterteil quer über die gesamte Stapelrichtung der mehreren Rohre (21) zu lagern und sie dann in die mehreren Rohre (21) freizugeben.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei der zweite Wärmeaustauschteil (20) in einem Fahrzeug montiert wird, während er in dem Klimaanlagengehäuse (51) in einem Zustand gehalten wird, so dass, wenn der zweite Wärmeaustauschteil (20) von der Seite betrachtet wird, der durch die Längsrichtung der Rohre (21) und die Vertikalrichtung gebildete Winkel einen spitzen Winkel bildet, und der Flüssigkeitslagerteil (71) im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) in einem Bereich über dem einlassseitigen Ende (21a) des Rohrs (21) ausgebildet ist, indem der zweite Wärmeaustauschteil (20) geneigt gemacht wird.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei der Flüssigkeitslagerteil (72) gebildet ist, indem ein Teil (91) der Wand, die den einlassseitigen Behälterteil (22) bildet, von den anderen Teilen nach außen gewölbt wird.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei der erste Wärmeaustauschteil (10) mehrere miteinander gestapelte Rohre (11), einen einlassseitigen Behälterteil (12), der mit ersten Endseiten der mehreren Rohre (11) in der Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitseinlassseite bildet, und einen ausgangsseitigen Behälterteil (13), der mit den anderen Endseiten der mehreren Rohre (11) in der Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitsausgangsseite bildet, umfasst, eine Einsatzlänge (84) der Rohre (21), die ins Innere des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) eingesetzt sind, länger als eine Einsatzlänge (85) der Rohre (11) ist, die in den einlassseitigen Behälterteil (12) des ersten Wärmeaustauschteils (10) eingesetzt sind, und der Flüssigkeitslagerteil (74) im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) in einem Bereich in der Schwerkraftrichtung über den einlassseitigen Enden (21a) der Rohre (21) ausgebildet ist.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei wenn eine Endöffnung (20a) eines Flüssigkeitseinleitungswegs, der die zweite Flüssigkeit in den einlassseitigen Behälterteil (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) in einer Längsrichtrung des einlassseitigen Behälterteils (22) einleitet, vorsteht, wenigstens ein Teil der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs in der Schwerkraftrichtung direkt unter den Einlässen der Rohre (21) positioniert ist.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 5 dargelegt, wobei wenigstens ein Teil der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs außerhalb des Zwischenraums von zwei imaginären Linien (81, 82) positioniert ist, die von den Innenwänden (21b) der Rohre (21) an den einlassseitigen Enden (21a) der Rohre (21) in der Schwerkraftrichtung parallel gezogen sind.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 5 dargelegt, wobei wenigstens ein Teil der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungsweg an einer Oberseite von einer imaginären Linie (83) positioniert ist, die sich in einer Linie mit den einlassseitigen Endflächen (21a) der Rohre 21) erstreckt.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 5 dargelegt, wobei ein Teil von 35% oder mehr der Gesamtfläche der Endöffnung (20a) des Flüssigkeitseinleitungswegs anders als in der Schwerkraftrichtung direkt unter den Einlässen der Rohre (21) positioniert ist.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei der zweite Wärmeaustauschteil (20) in ein Fahrzeug montiert wird, während er in dem Klimaanlagengehäuse (51) in einem geneigten Zustand gehalten wird, so dass die zweite Flüssigkeit von einer Endseite des einlassseitigen Behälterteils (22) in seiner Längsrichtung strömt und so dass eine obere Wand des einlassseitigen Behälterteils (22) mit einer Endseite des einlassseitigen Behälterteils (22) in der Längsrichtung im Vergleich zu der anderen Seite in der Schwerkraftrichtung aufwärts positioniert ist.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) eine Strömungsgeschwindigkeits-Erhöhungseinrichtung (92) bereitgestellt ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die zu dem einlassseitigen Behälterteil (22) strömt, steigen zu lassen.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei der erste Wärmeaustauschteil (10) mehrere miteinander gestapelte Rohre (11), einen einlassseitigen Behälterteil (12), der mit ersten Endseiten der mehreren Rohre (11) in deren Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitseinlassseite bildet, und einen ausgangsseitigen Behälterteil (13), der mit den anderen Endseiten der mehreren Rohre (11) in der Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitsausgangsseite bildet, umfasst, und eine Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) kleiner als die Kanalschnittfläche des einlassseitigen Behälterteils (12) des ersten Wärmeaustauschteils (10) ist.
Fahrzeugklimatisierungssystem, wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei der erste Wärmeaustauschteil (10) mehrere miteinander gestapelte Rohre (11), einen einlassseitigen Behälterteil (12), der mit ersten Endseiten der mehreren Rohre (11) in deren Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitseinlassseite bildet, und einen ausgangsseitigen Behälterteil (13), der mit den anderen Endseiten der mehreren Rohre (11) in der Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitsausgangsseite bildet, umfasst, und eine Kanalschnittfläche eines Flüssigkeitseinleitungswegs, der die zweite Flüssigkeit zu dem einlassseitigen Behälterteil (22) des zweiten Wärmeaustauschteils (20) einleitet, kleiner als eine Kanalschnittfläche eines Flüssigkeitseinleitungswegs, der die erste Flüssigkeit zu dem einlassseitigen Behälterteil (12) des ersten Wärmeaustauschteils (10) einleitet, ist.
Fahrzeugklimatisierungssystem, das einen Heizanwendungswärmetauscher (2) umfasst, der eine erste Flüssigkeit und eine zweite Flüssigkeit mit einer höheren Temperatur und einem kleineren Durchsatz als die erste Flüssigkeit als Wärmequellen verwendet, um in einen Fahrgastraum geblasene Luft zu heizen, wobei der Heizanwendungswärmetauscher (2) einen ersten Wärmeaustauschteil (10), der Wärme zwischen der ersten Flüssigkeit und der geblasenen Luft austauscht, und einen zweiten Wärmeaustauschteil (20), der Wärme zwischen der zweiten Flüssigkeit und der geblasenen Luft, die von dem ersten Wärmeaustauschteil (10) geheizt wurde, austauscht, der zweite Wärmeaustauschteil (20) mehrere miteinander gestapelte Rohre (21), einen einlassseitigen Behälterteil (22), der mit ersten Endseiten der mehreren Rohre (21) in deren Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitseinlassseite bildet, und einen ausgangsseitigen Behälterteil (23), der mit den anderen Endseiten der mehreren Rohre (21) in der Längsrichtung verbunden ist und der eine Flüssigkeitsausgangsseite bildet, umfasst, der zweite Wärmeaustauschteil (20) in einem Klimaanlagengehäuse (51) gehalten wird, so dass der einlassseitige Behälterteil (22) in einer Schwerkraftrichtung auf einer tieferen Seite positioniert ist und so dass der ausgangsseitige Behälterteil (23) in einer Schwerkraftrichtung an einer Oberseite positioniert ist, und im Inneren des einlassseitigen Behälterteils (22) eine Strömungsgeschwindigkeits-Erhöhungseinrichtung (92) bereitgestellt ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Flüssigkeit, die in den einlassseitigen Behälterteil (22) strömt, zu erhöhen.