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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für ein Fahrzeug, welche zwei Radiatoren enthält, die in einer Strömungsrichtung von Kühlluft angeordnet sind.
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HINTERGRUND
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Herkömmlicherweise ist eine Wärmetauscheinrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die in Patentdokument 1 (
JP 9-030246A ) beschrieben ist. Die Wärmetauscheinrichtung enthält einen Kühllüfter, welcher Kühlluft bläst, einen Radiator, der stromaufwärts des Kühllüfters in einer Strömungsrichtung der Kühlluft angeordnet ist, um Kühlmittel eines Motors bzw. einer Maschine zu kühlen, und einen Kondensator, der stromaufwärts des Radiators in der Strömungsrichtung der Kühlluft angeordnet ist, um Kältemittel eines Luft-Klimatisierungs-Kältemittelkreises zu kühlen. Der Kondensator weist einen Kernteil (Kältemittelrohrteil) und ein Paar von Sammlertanks auf, und der Kernteil und zumindest einer der Sammlertanks befinden sich in einem Bereich eines Kernteils (Kühlmittelrohrteil) des Radiators, wenn dies von der Strömungsrichtung der Kühlluftrichtung aus betrachtet wird.
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Während des Kühlens eines Kältemittels in dem Kondensator, der in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ändert das Kältemittel seinen Phasenzustand von einem gasförmigen Zustand zu einem flüssigen Zustand. Somit ist eine Temperatur des Kältemittels annähernd gleichmäßig in einer Strömungsrichtung des Kältemittels in dem Kernteil (Kältemittelrohrteil) des Kondensators. Daher weist Kühlluft, welche aus dem Kernteil des Kondensators ausströmt, eine annähernd gleichmäßige Temperaturverteilung in der Strömungsrichtung des Kältemittels auf.
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Wenn ein anderer Radiator (erster Radiator), welcher einen Wärmeerzeuger kühlt, der sich von der Maschine unterscheidet, in dem Niedrigtemperaturkühlmittel verwendet wird, welches hinsichtlich der Temperatur niedriger als das Maschinenkühlmittel ist, stromaufwärts des Radiators (zweiter Radiator) anstelle des Kondensators angeordnet wird, und wenn das Niedrigtemperaturkühlmittel seinen Zustand (flüssiger Zustand) in dem ersten Radiator nicht ändert, kann eine Temperatur der Kühlluft in einer Strömungsrichtung des Niedrigtemperaturkühlmittels ungleichmäßig werden.
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Demgemäß wird Kühlluft mit ungleichmäßiger Temperaturverteilung zu dem Kernteil des zweiten Radiators zugeführt, und eine Kühlleistung in dem Kernteil des zweiten Radiators kann dadurch nicht hinreichend verbessert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kühleinrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche zwei Radiatoren aufweist, die in einer Strömungsrichtung von Kühlluft angeordnet sind, und welche in der Lage ist, eine Kühlleistung davon zu verbessern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kühlt eine Kühleinrichtung für ein Fahrzeug ein erstes Kühlmittel, welches in einem ersten Wärmeerzeuger in einem flüssigen Zustand zirkuliert, und kühlt ein zweites Kühlmittel, welches in einem zweiten Wärmeerzeuger zirkuliert. Die Kühleinrichtung enthält einen ersten Radiator und einen zweiten Radiator. Der erste Radiator enthält eine Mehrzahl von ersten Rohren, durch welche das erste Kühlmittel strömt, und der erste Radiator ist dahingehend gestaltet, das erste Kühlmittel über Wärmeaustausch mit Kühlluft zu kühlen. Die ersten Rohre sind dahingehend angeordnet, einen geschichteten Aufbau aufzuweisen. Der zweite Radiator enthält eine Mehrzahl von zweiten Rohren, durch welche das zweite Kühlmittel strömt, und der zweite Radiator ist dahingehend ausgestaltet, das zweite Kühlmittel über Wärmeaustausch mit der Kühlluft zu kühlen. Die zweiten Rohre sind dahingehend angeordnet, einen geschichteten Aufbau aufzuweisen. Der zweite Radiator ist stromabwärts des ersten Radiators in einer Strömungsrichtung der Kühlluft derart angeordnet, mit dem ersten Radiator in der Strömungsrichtung der Kühlluft zu überlappen. Die zweiten Rohre sind in einer Längsrichtung länglich bzw. erstrecken sich in einer Längsrichtung, die sich von einer Längsrichtung der ersten Rohre unterscheidet. Der zweite Radiator ist dahingehend ausgestaltet, eine Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels, welches jeweils in den zweiten Rohren strömt, zu veranlassen, bezüglich einer Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren strömt, allmählich vergrößert zu werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Offenbarung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen derselben aus der nachfolgenden Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und der begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
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1 eine schematische Vorderansicht ist, welche eine Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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2 eine schematische Vorderansicht ist, welche einen hinteren Radiator der Kühleinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ein Diagramm ist, welches eine Temperatur von Luft an einem Luftauslass eines vorderen Radiators der Kühleinrichtung zeigt, und welches eine Strömungsmenge von Kühlmittel in dem hinteren Radiator gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ein Diagramm ist, welches eine Kühlleistungs-Verbesserungsrate in der Kühleinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 eine schematische Vorderansicht ist, welche einen hinteren Radiator einer Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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6 eine schematische Vorderansicht ist, welche einen hinteren Radiator einer Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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7 eine schematische Vorderansicht ist, welche einen hinteren Radiator einer Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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8 eine schematische Querschnittsansicht ist, welche einen einlassseitigen Tank eines hinteren Radiators einer Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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9 eine schematische Querschnittsansicht ist, welche einen einlassseitigen Tank eines hinteren Radiators einer Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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10 eine schematische Querschnittsansicht ist, welche einen einlassseitigen Tank eines hinteren Radiators einer Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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11 eine schematische Querschnittsansicht ist, welche einen einlassseitigen Tank eines hinteren Radiators einer Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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12 eine schematische Vorderansicht ist, welche eine Kühleinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
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13 ein Diagramm ist, welches eine Kühlleistungs-Verbesserungsrate in der Kühleinrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen kann ein Teil, welches einem in einem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Gegenstand entspricht, mit der gleichen Bezugsziffer bezeichnet sein, und redundante Erläuterung für den Teil kann weggelassen sein. Wenn nur ein Teil einer Ausgestaltung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ein anderes vorhergehendes Ausführungsbeispiel auf die anderen Teile der Ausgestaltung angewandt werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsbeispiele können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht ausdrücklich beschrieben ist, dass die Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass kein Schaden bzw. Nachteil in der Kombination liegt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Eine Kühleinrichtung 10 für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
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Die Kühleinrichtung 10 kühlt mehrere Wärmeerzeuger, die beispielsweise in einem Elektrofahrzeug (EV), wie einem Brennstoffzellenfahrzeug, eingebaut sind. Ein erster Wärmeerzeuger in den mehreren Wärmeerzeugern ist beispielsweise eine EV-Einrichtung, welche einen Motor für Fahrzeugantrieb und einen Inverter enthält, welcher einen Betrieb des Motors steuert. Ein zweiter Wärmeerzeuger in den mehreren Wärmeerzeugern ist beispielsweise eine Brennstoffzelle, welche elektrischen Strom zu dem Motor zuführt.
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Die EV-Einrichtung weist einen EV-Einrichtungs-Kühlkreis auf, in welchem ein erstes Kühlmittel zirkuliert. In der EV-Einrichtungs-Kühleinrichtung ist ein erster Radiator 100 angeordnet, um das erste Kühlmittel zu kühlen. Das erste Kühlmittel ist auf eine Temperatur von etwa 65°C durch einen Betrieb des ersten Radiators 100 eingestellt. Das erste Kühlmittel wird in dem ersten Radiator 100 in einem flüssigen Zustand des ersten Kühlmittels gekühlt. Mit anderen Worten, ändert das erste Kühlmittel nicht seinen Phasenzustand von dem Gaszustand zu dem Flüssigzustand, während es in dem ersten Radiator 100 strömt, anders als beispielsweise Kältemittel, welches in einem Kondensor eines Luft-Klimatisierungs-Kältemittelkreislaufs gekühlt wird.
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Die Brennstoffzelle hat einen Brennstoffzellen-Kühlmittelkreis, in welchem zweites Kühlmittel zirkuliert. In dem Brennstoffzellen-Kühlmittelkreis ist ein zweiter Radiator 200 zum Kühlen des zweiten Kühlmittels angeordnet. Das zweite Kühlmittel ist in einem Temperaturbereich von 60 bis 95°C durch einen Betrieb des zweiten Radiators 200 eingestellt.
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Die EV-Einrichtung ist hinsichtlich der Wärmeerzeugungsmenge geringer als die Brennstoffzelle und eine Strömungsmenge des ersten Kühlmittels, welches in dem ersten Radiator 100 strömt, ist dahingehend eingestellt, kleiner als eine Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels zu sein, welches in dem zweiten Radiator 200 strömt. Beispielsweise ist die Strömungsmenge des ersten Kühlmittels in dem ersten Radiator 100 etwa 15 L/min, und die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in dem zweiten Radiator 200 ist von 100 bis 200 L/min.
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Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Fahrzeugkühleinrichtung 10 den ersten Radiator 100 und den zweiten Radiator 200. Der erste Radiator 100 ist rückseitig eines Grills in einem Motorabteil des Fahrzeugs in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs angeordnet, und der zweite Radiator 200 ist rückwärtig des ersten Radiators 100 angeordnet, so dass der erste Radiator 100 und der zweite Radiator 200 in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs einander überlappen. Mit anderen Worten, sind der erste Radiator 100 und der zweite Radiator 200 in der Fahrzeug-Vorwärts-/Rückwärts-Richtung in dieser Reihenfolge angeordnet. Nachfolgend werden der erste Radiator 100 und der zweite Radiator 200 jeweils als ein vorderer Radiator 100 und ein hinterer Radiator 200 bezeichnet.
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Ein nicht gezeigter Elektrolüfter ist hinter dem hinteren Radiator 200 vorgesehen, um Kühlluft zu den Kernteilen 110, 210 des vorderen und des hinteren Radiators 100, 200 von einer vorderen Seite zu einer hinteren Seite des Fahrzeugs zuzuführen. Mit anderen Worten, wird die Kühlluft zu dem vorderen Radiator 100 und dem hinteren Radiator 200 in dieser Reihenfolge zugeführt.
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Der vordere Radiator 100 enthält einen Kernteil 110, einen einlassseitigen Tank 120 und einen auslassseitigen Tank 130. Der Kernteil 110 ist ein Wärmetauschabschnitt und enthält erste Rohre 111 und Lamellen 112. Komponenten des vorderen Radiators 100 sind beispielsweise aus Aluminium oder Aluminiumlegierung hergestellt. Der vordere Radiator 100 wird beispielsweise in den nachfolgenden Schritten erhalten. Diese sind (i) die Komponenten des vorderen Radiators 100 werden vorläufig zusammengesetzt; (ii) die zusammengesetzten Komponenten werden in einem Ofen erhitzt; und (iii) die Komponenten werden zusammen verlötet.
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Jedes der ersten Rohre 111 ist ein Leitungselement mit einer im Querschnitt flachen Form und das erste Kühlmittel strömt durch das Innere der ersten Rohre 111. Die ersten Rohre 111 haben einen geschichteten Aufbau, so dass Hauptseiten der flachen Querschnittsformen von benachbarten zwei ersten Rohren 111 einander gegenüberliegen bzw. aufeinander zu weisen. Die ersten Rohre 111 sind so angeordnet, dass eine Längsrichtung davon parallel zu einer Horizontalrichtung ist und eine Schichtungsrichtung (Anordnungsrichtung) der ersten Rohre 111 parallel zu einer Vertikalrichtung ist. Zum Beispiel sind die ersten Rohre 111 durch Biegen eines Plattenelements und Verbinden von Endabschnitten der gebogenen Plattenelemente oder durch Extrusionsverfahren oder dergleichen ausgebildet.
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Die Lamellen 112 sind Wärmeübertragungsabschnitte und sind zwischen den ersten Rohren 111 zwischenliegend angeordnet, um eine Wärmeübertragungsfläche mit der Kühlluft zu vergrößern. Jede der Lamellen 112 ist beispielsweise aus einer gewellten Lamelle hergestellt, die durch Walzen eines Plattenelements erhalten wird, und Spitzenteile von jeder gewellten Lamelle 112 sind an die ersten Rohre 111 gelötet.
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Der einlassseitige Tank 120 leitet das erste Kühlmittel, welches aus dem EV-Einrichtungs-Kühlkreislauf strömt, dort hinein und verteilt das erste Kühlmittel auf die ersten Rohre 111. Der einlassseitige Tank 120 weist eine lange und dünne Form auf, welche sich in der Vertikalrichtung parallel zu der Schichtungsrichtung der ersten Rohre 111 erstreckt. Der einlassseitige Tank 120 weist Einsetzöffnungen an Positionen entsprechend den einen Endseiten (linke Seite in 1) der ersten Rohre 111 in der Längsrichtung der ersten Rohre 111 auf. Die einen Endseiten der ersten Rohre 111 sind in die Einsetzöffnungen des einlassseitigen Tanks 120 jeweils eingesetzt und Teile, an welchen die ersten Rohre 111 und die Einsetzöffnungen einander berühren, sind verlötet. Ein Inneres des einlassseitigen Tanks 120 ist mit dem Inneren der ersten Rohre 111 kommunizierend verbunden. Ein oberer Teil des einlassseitigen Tanks 120 in einer Längsrichtung davon weist einen Einlassabschnitt 121 auf, durch welchen das erste Kühlmittel in den einlassseitigen Tank 120 eingeleitet wird.
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Der auslassseitige Tank 130 empfängt und korrigiert das erste Kühlmittel, welches aus den ersten Rohren 111 strömt. Ähnlich zu dem einlassseitigen Tank 120 weist der auslassseitige Tank 130 eine lange und dünne Form auf, welche sich in der Vertikalrichtung parallel zu der Schichtungsrichtung der ersten Rohre 111 erstreckt. Der auslassseitige Tank 130 weist Einsetzöffnungen an Positionen entsprechend den anderen Endseiten (rechte Seiten in 1) der ersten Rohre 111 auf. Die anderen Endseiten der ersten Rohre 111 sind in die Einsetzöffnungen des auslassseitigen Tanks 130 jeweils eingesetzt und Teile, an welchen die ersten Rohre 111 und die Einsetzöffnungen sich einander berühren, sind verlötet, so dass ein Inneres des auslassseitigen Tanks 130 mit dem Inneren der ersten Rohre 111 kommunizierend verbunden ist. Ein unterer Teil des auslassseitigen Tanks 130, in einer Längsrichtung davon, weist einen Auslassabschnitt 131 auf, durch welchen das erste Kühlmittel aus dem auslassseitigen Tank 130 zu dem Äußeren (dem EV-Einrichtungs-Kühlmittelkreislauf) ausströmt.
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In dem vorderen Radiator 100 strömt das erste Kühlmittel in alle von den einen Endseiten der ersten Rohre 111 von dem einlassseitigen Tank 120 und strömt durch die ersten Rohre 111 in der Horizontalrichtung. Dann strömt das erste Kühlmittel aus den ersten Rohren 111 durch die anderen Endseiten der ersten Rohre 111 in der Längsrichtung davon, und strömt in den auslassseitigen Tank 130. Daher wird der vordere Radiator 100 als ein Einzelpfad-Querströmungs-Radiator verwendet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist der hintere Radiator 200 einen dem vorderen Radiator 100 ähnlichen Aufbau auf und enthält den Kernteil 210, einen einlassseitigen Tank 220 und einen auslassseitigen Tank 230. Der Kernteil 210 ist ein Wärmetauschabschnitt und enthält zweite Rohre 211 und Lamellen 212. Komponenten des hinteren Radiators 200 sind beispielsweise aus Aluminium oder Aluminiumlegierung hergestellt. Der hintere Radiator 200 wird beispielsweise in den nachfolgenden Schritten erhalten. Diese sind (i) die Komponenten des hinteren Radiators 200 werden vorläufig zusammengesetzt; (ii) die zusammengesetzten Komponenten werden in einem Ofen erhitzt; und (iii) die Komponenten werden zusammen verlötet.
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Jedes der zweiten Rohre 211 ist ein Leitungselement mit einer im Querschnitt flachen Form und das zweite Kühlmittel strömt durch das Innere der zweiten Rohre 211. Die zweiten Rohre 211 haben einen geschichteten Aufbau, so dass Hauptseiten der flachen Querschnittsformen von benachbarten zwei zweiten Rohren 211 einander gegenüberliegen. Die zweiten Rohre 211 sind dahingehend angeordnet, dass eine Längsrichtung davon parallel zu der Vertikalrichtung ist und eine Schichtungsrichtung (Anordnungsrichtung) der zweiten Rohre 211 parallel zu der Horizontalrichtung ist. Zum Beispiel sind die zweiten Rohre 211 durch Biegen eines Plattenelements und Verbinden von Endabschnitten der gebogenen Plattenelemente oder durch Extrusionsverarbeitung oder dergleichen ausgebildet.
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Die Lamellen 212 sind Wärmeübertragungsabschnitte und jede der Lamellen 212 ist zwischen zwei benachbarte zweite Rohre 211 zwischenliegend angeordnet, um die Wärmeübertragungsfläche mit der Kühlluft zu vergrößern. Jede der Lamellen 212 ist beispielsweise aus einer gewellten Lamelle hergestellt, die durch Walzen eines Plattenelements erhalten wird, und Spitzenteile von jeder gewellten Lamelle 212 sind an die zweiten Rohre 211 angelötet.
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Der einlassseitige Tank 220 leitet das zweite Kühlmittel von dem Brennstoffzellen-Kühlkreislauf dort hinein und verteilt das zweite Kühlmittel auf die zweiten Rohre 211. Der einlassseitige Tank 220 weist eine lange und dünne Form auf, die sich in der Horizontalrichtung parallel zu der Laminierungsrichtung (Anordnungsrichtung) der zweiten Rohre 211 erstreckt. Der einlassseitige Tank 120 weist Einsetzöffnungen an Positionen entsprechend den einen Endseiten (obere Seiten in 1 und 2) der zweiten Rohre 211 auf. Die einen Endseiten der zweiten Rohre 211 sind in die Einsetzöffnungen des einlassseitigen Tanks 220 jeweils eingesetzt und Teile, an welchen die zweiten Rohre 211 und die Einsetzöffnungen einander berühren, sind verlötet. Ein Inneres des einlassseitigen Tanks 220 ist mit dem Inneren der zweiten Rohre 211 kommunizierend verbunden.
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Der einlassseitige Tank 220 des hinteren Radiators 200 weist zwei Endabschnitte in einer Längsrichtung davon auf. Ein Endabschnitt 223 des einlassseitigen Tanks 220 des hinteren Radiators 200 befindet sich an einer ersten Endseite (linke Seite in 2), entsprechend einer stromaufwärtigen Seite in einer Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 des ersten Radiators 100 strömt. Der andere Endabschnitt des einlassseitigen Tanks 220 des hinteren Radiators 200 befindet sich an einer zweiten Endseite (rechte Seite in 2), entsprechend einer stromabwärtigen Seite in einer Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 des ersten Radiators 100 strömt. Ein Einlassabschnitt 221 ist in dem Endabschnitt 223 des einlassseitigen Tanks 220 vorgesehen, um das zweite Kühlmittel in den einlassseitigen Tank 220 einzuleiten. Demgemäß kann in dem hinteren Radiator 200, wie später im Detail beschrieben wird, die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels größer in den zweiten Rohren 211 an der zweiten Endseite (rechte Seite in 2), entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 des ersten Radiators 100 strömt, vorgesehen werden, als an der ersten Endseite (linke Seite in 2), entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 des ersten Radiators 100 strömt.
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Der auslassseitige Tank 230 empfängt das zweite Kühlmittel, welches aus den zweiten Rohren 211 strömt. Ähnlich zu dem einlassseitigen Tank 220 weist der auslassseitige Tank 230 eine lange und dünne Form auf, die sich in der Horizontalrichtung parallel zu der Schichtungsrichtung (Anordnungsrichtung) der zweiten Rohre 211 erstreckt. Der auslassseitige Tank 230 weist Einsetzöffnungen an Positionen entsprechend den anderen Endseiten (untere Seiten in 1 und 2) der zweiten Rohre 211 auf. Die anderen Endseiten der zweiten Rohre 211 sind in die Einsetzöffnungen des auslassseitigen Tanks 230 jeweils eingesetzt und Teile, an welchen die zweiten Rohre 211 und die Einsetzöffnungen einander berühren, sind verlötet, so dass ein Inneres des auslassseitigen Tanks 230 mit dem Inneren der zweiten Rohre 211 kommunizierend verbunden ist. Der auslassseitige Tank 230 weist zwei Endabschnitte in einer Längsrichtung davon auf. Ein Endabschnitt 233 des auslassseitigen Tanks 230 des hinteren Radiators 200 befindet sich an der ersten Endseite (linke Seite in 2), entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 des vorderen Radiators 100 strömt. Der andere Endabschnitt des auslassseitigen Tanks 230 des hinteren Radiators 200 befindet sich an der zweiten Endseite (rechte Seite in 2), entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 des vorderen Radiators 100 strömt. Ein Auslassabschnitt 231 ist in dem Endabschnitt 233 des auslassseitigen Tanks 230 vorgesehen, um das zweite Kühlmittel zu veranlassen, aus dem auslassseitigen Tank 230 nach außen (Brennstoffzellen-Kühlkreislauf) durch den Auslassabschnitt 231 auszuströmen.
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In dem hinteren Radiator 200 strömt das zweite Kühlmittel von dem einlassseitigen Tank 220 in alle von den einen Endseiten der zweiten Rohre 211 in der Längsrichtung der zweiten Rohre 211 und strömt durch die zweiten Rohre 211 in der Längsrichtung entsprechend der Vertikalrichtung. Dann strömt das zweite Kühlmittel aus den zweiten Rohren 211 durch die anderen Endseiten der zweiten Rohre 211 in der Längsrichtung der zweiten Rohre 211 und strömt in den auslassseitigen Tank 230. Daher wird der hintere Radiator 200 als ein Einzelpfad-Abwärtsströmungs-Radiator verwendet.
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Ein Betrieb der Fahrzeugkühleinrichtung 10 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
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In dem vorderen Radiator 100 strömt das erste Kühlmittel in den EV-Einrichtungs-Kühlkreislauf in den einlassseitigen Tank 120 durch den Einlassabschnitt 121 und strömt dann durch die ersten Rohre 111. Anschließend wird das erste Kühlmittel in dem auslassseitigen Tank 130 bevorratet und strömt aus dem auslassseitigen Tank 130 durch den Auslassabschnitt 131, um zu dem EV-Einrichtungs-Kühlmittelkreislauf zurückgeführt zu werden. Wie vorstehend beschrieben, wird Kühlluft zu dem Kernteil 110 durch den Elektrolüfter zugeführt und das erste Kühlmittel, welches durch die ersten Rohre 111 strömt, wird auf eine vorbestimmte erste Kühlmitteltemperatur (etwa 65°C) über Wärmeaustausch mit Kühlluft gekühlt.
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In dem hinteren Radiator 200 strömt das zweite Kühlmittel in dem Brennstoffzellen-Kühlmittelkreislauf in den einlassseitigen Tank 220 durch den Einlassabschnitt 221 und strömt dann durch die zweiten Rohre 211. Anschließend wird das zweite Kühlmittel in dem auslassseitigen Tank 230 bevorratet und strömt aus dem auslassseitigen Tank 230 durch den Auslassabschnitt 231 hindurch, um zu dem Brennstoffzellen-Kühlmittelkreislauf zurückgeleitet zu werden. Wie vorstehend beschrieben, wird Kühlluft zu dem Kernteil 210 durch den Elektrolüfter zugeführt und das zweite Kühlmittel, welches durch die zweiten Rohre 211 strömt, wird auf eine vorbestimmte zweite Kühlmitteltemperatur (von 60 bis 95°C) über Wärmeaustausch mit Kühlluft gekühlt.
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Da das erste Kühlmittel in dem flüssigen Zustand des ersten Kühlmittels ohne Phasenänderung gekühlt wird, sinkt eine Temperatur des ersten Kühlmittels in Übereinstimmung mit positioneller Veränderung bzw. Verschiebung von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite der ersten Rohre 111 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels. Daher wird in dem vorderen Radiator 100 ein Temperaturanstieg der Kühlluft beim Wärmeaustausch mit dem ersten Kühlmittel in Übereinstimmung mit der positionellen Verschiebung von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite der ersten Rohre 111 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels reduziert. Daher weist, wie in 3 gezeigt ist, die Kühlluft, die aus dem vorderen Radiator 100 strömt, d. h. die Kühlluft, die an einem Luftauslass des vorderen Radiators 100 strömt, eine Temperaturverteilung auf, in welcher eine Temperatur der Kühlluft, die an dem Luftauslass des vorderen Radiators 100 strömt, sich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels allmählich verringert.
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Da der hintere Radiator 200 stromabwärts des vorderen Radiators 100 in einer Strömungsrichtung der Kühlluft angeordnet ist, strömt die Kühlluft mit der oben beschriebenen Temperaturverteilung in den hinteren Radiator 200. Hier ist die Längsrichtung der zweiten Rohre 211 unterschiedlich von der Längsrichtung der ersten Rohre 111 gewählt. Darüber hinaus ist, wie in 1 bis 3 gezeigt ist, in dem hinteren Radiator 200 eine Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels, welches in den zweiten Rohren 211 strömt, dahingehend eingestellt bzw. gewählt, allmählich von der ersten Endseite zu der zweiten Endseite sich zu erhöhen. Das heißt, die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels, welches in den zweiten Rohren 211 strömt, wird allmählich bezüglich der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels erhöht, welches in den ersten Rohren 111 strömt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels größer in den zweiten Rohren 211 auf der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, als auf der ersten Endseite, entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels. Das zweite Kühlmittel, welches in den einlassseitigen Tank 220 durch den Einlassabschnitt 221 eingeleitet wird, strömt aus dem Endabschnitt 223 zu dem anderen Endabschnitt des einlassseitigen Tanks 220 in der Längsrichtung davon, dies unter Verwendung eines dynamischen Druckes des zweiten Kühlmittels selbst. Daher kann die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels aus dem einlassseitigen Tank 220 zu den zweiten Rohren 211 allmählich in Bezug auf die Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, erhöht werden. Wie in 3 gezeigt ist, ist eine durchschnittliche Strömungsmenge (Gesamtströmungsmenge/Anzahl der zweiten Rohre 211) des zweiten Kühlmittels, welches in den zweiten Rohren 211 strömt, als Vw definiert, und eine am weitesten erhöhte Menge des zweiten Kühlmittels in der zweiten Endseite der zweiten Rohre 211, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, ist als ΔVw definiert. Die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels, welches in den zweiten Rohren 211 auf der ersten Endseite, entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, strömt, ist kleiner als die durchschnittliche Strömungsmenge Vw.
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Da Kühlluft mit relativ niedriger Temperatur durch das zweite Rohr 211 auf der zweiten Endseite hindurchtritt, in welcher die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels relativ groß eingestellt ist, kann die Kühlluft mit der relativ niedrigen Temperatur dadurch eine große Menge des zweiten Kühlmittels kühlen. Deshalb kann eine Kühlleistung in dem hinteren Radiator 200 im Vergleich zu einem Fall verbessert werden, in welchem das zweite Kühlmittel in den zweiten Rohren 211 gleichmäßig bzw. einheitlich strömt.
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Wie in 4 gezeigt ist, kann ein Verhältnis einer größten Strömungsmenge (Vw + ΔVw) des zweiten Kühlmittels zu der durchschnittlichen Strömungsmenge Vw des zweiten Kühlmittels, welches in den zweiten Rohren 211 strömt, dahingehend eingestellt werden, von 1,3 bis 1,5 zu sein. In diesem Fall kann die Kühlleistung in dem hinteren Radiator 200 um die größte Menge verbessert werden, d. h. um ungefähr 1,5%.
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Die Strömungsmenge des ersten Kühlmittels, welches in dem vorderen Radiator 100 strömt, ist dahingehend eingestellt, kleiner als die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels, welches in dem hinteren Radiator 200 strömt, zu sein, und eine Strömungsmenge von Kühlluft, welche das erste Kühlmittel kühlt, ist äquivalent bzw. gleich einer Strömungsmenge von Kühlluft, welche das zweite Kühlmittel kühlt. Deshalb ist ein verringerter Grad einer Temperatur des ersten Kühlmittels beim Wärmetausch mit Kühlluft in dem ersten Radiator 100 höher als ein verringerter Grad einer Temperatur des zweiten Kühlmittels beim Wärmetausch mit Kühlluft in dem hinteren Radiator 200. In diesem Fall wird eine Temperaturdifferenz der Kühlluft zwischen Ausströmen aus einem stromaufwärtigen Teil des vorderen Radiators 100 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels und Ausströmen aus einem stromabwärtigen Teil des vorderen Radiators 100 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels groß. In diesem Fall wird die große Temperaturdifferenz der Kühlluft in dem vorderen Radiator 100 erzeugt. Jedoch kann, da die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in den zweiten Rohren 211 des hinteren Radiators 200 dahingehend eingestellt ist, sich allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels zu erhöhen, die Kühlleistung in dem hinteren Radiator 200 dadurch weiter verbessert werden.
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Eine Temperatur des ersten Kühlmittels in dem vorderen Radiator 100 ist dahingehend gewählt, niedriger als eine Temperatur des zweiten Kühlmittels in dem hinteren Radiator 200 zu sein. Demgemäß kann eine Temperaturdifferenz zwischen Kühlluft, welche in den vorderen Radiator 100 einströmt, und dem ersten Kühlmittel und eine Temperaturdifferenz zwischen Kühlmittel, welches in den hinteren Radiator 200 einströmt, und dem zweiten Kühlmittel jeweils in ausgewogener Weise sichergestellt werden. Daher kann die Kühlleistung in sowohl dem vorderen wie auch dem hinteren Radiator 100 und 200 verbessert werden. Im Ergebnis kann eine Kühlleistung in der Fahrzeugkühleinrichtung 100 insgesamt verbessert werden.
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Die Strömungsmenge des ersten Kühlmittels, welches in dem vorderen Radiator 100 strömt, ist dahingehend eingestellt, kleiner als die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels, welches in dem hinteren Radiator 200 strömt, zu sein. Darüber hinaus wird der vordere Radiator 100 als Einzelpfad-Querstrom-Radiator verwendet und der hintere Radiator 200 wird als Einzelpfad-Abwärtsstrom-Radiator verwendet. Somit kann die Anzahl der ersten Rohre 111 reduziert werden und Längen der ersten Rohre 111 können in dem vorderen Radiator 100 verlängert werden. Selbst wenn die Strömungsmenge des ersten Kühlmittels klein ist, kann die Kühlleistung in dem vorderen Radiator 100 durch Erhöhen einer Strömungsrate des ersten Kühlmittels verbessert werden, ohne dass dies erheblich durch Erhöhung eines Strömungswiderstandes beeinträchtigt wird.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Ein hinterer Radiator 200A eines zweiten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind Positionen des Einlassabschnittes 221 und des Auslassabschnittes 231, die in dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, in dem einlassseitigen Tank 220 und dem auslassseitigen Tank 230 geändert.
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Der einlassseitige Tank 220 hat einen Seitenoberflächenabschnitt 224 auf einer Seitenoberfläche des einlassseitigen Tanks 220 parallel zu der Ebene des Papiers von 5. Mit anderen Worten, ist der Seitenoberflächenabschnitt 224 auf der Oberfläche des einlassseitigen Tanks 220 parallel zu der Längsrichtung des einlassseitigen Tanks 220 und zu der Längsrichtung der zweiten Rohre 211 vorgesehen. Wie in 5 gezeigt ist, ist der Einlassabschnitt 221 in dem Seitenoberflächenabschnitt 224 an einer zweiten Endseite, entsprechend einer stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, vorgesehen. Der auslassseitige Tank 230 hat einen Seitenoberflächenabschnitt 234 auf einer Seitenoberfläche des auslassseitigen Tanks 230 parallel zu der Ebene des Papiers von 5. Mit anderen Worten, ist der Seitenoberflächenabschnitt 234 auf der Oberfläche des auslassseitigen Tanks 230 parallel zu der Längsrichtung des auslassseitigen Tanks 230 und zu der Längsrichtung der zweiten Rohre 211 vorgesehen. Wie in 5 gezeigt ist, ist der Auslassabschnitt 231 in dem Seitenoberflächenabschnitt 234 an der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, vorgesehen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt das zweite Kühlmittel in den einlassseitigen Tank 220 durch den Einlassabschnitt 221 und strömt durch die zweiten Rohre 211. Anschließend strömt das zweite Kühlmittel in den auslassseitigen Tank 230 und strömt aus dem auslassseitigen Tank 230 durch den Auslassabschnitt 231 aus. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel neigt eine große Menge von dem zweiten Kühlmittel dazu, durch einen Teil der zweiten Rohre 211 nahe des Einlassabschnitts 221 und des Auslassabschnitts 231 zu strömen, welche auf der zweiten Endseite angeordnet sind. Somit kann die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in den zweiten Rohren 211 allmählich in Bezug auf die Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, erhöht werden. Daher kann eine dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkung in dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
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Die Position des Auslassabschnitts 231 ist nicht auf die vorstehend beschriebene Position in der Längsrichtung des auslassseitigen Tanks 230 beschränkt und der Auslassabschnitt 231 kann in einer beliebigen Position des Seitenoberflächenabschnitts 234 in der Längsrichtung des auslassseitigen Tanks 230 angeordnet werden.
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Die Seitenoberflächenabschnitte 224, 234, in welchen der Einlassabschnitt 221 und der Auslassabschnitt 231 jeweils angeordnet sind, sind jeweils auf den Oberflächen der Tanks 220, 230 parallel zu der Ebene des Papiers von 5 angeordnet. Mit anderen Worten, sind die Seitenoberflächenabschnitte 224 und 234 jeweils auf den Seitenoberflächen des einlassseitigen Tanks 220 und des auslassseitigen Tanks 230 vorgesehen. Jedoch können die Seitenoberflächenabschnitte 224 und 234 auf einer Oberfläche vorgesehen sein, welche die Ebene des Papiers von 5 schneidet, zum Beispiel auf oberen Oberflächen oder unteren Oberflächen der Tanks 220, 230.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Ein hinterer Radiator 200B eines dritten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In dem dritten Ausführungsbeispiel ist eine Form des einlassseitigen Tanks 220 geändert und Positionen des Einlassabschnitts 221 und des Auslassabschnitts 231 sind geändert im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Der einlassseitige Tank 220 hat darin einen Strömungsdurchtritt, durch welchen das zweite Kühlmittel strömt und der Strömungsdurchtritt weist einen ungleichen Querschnitt in der Längsrichtung des einlassseitigen Tanks 220 auf. Zum Beispiel ist, wie in 6 gezeigt ist, eine Höhendimension des einlassseitigen Tanks 220 parallel zu der Längsrichtung der zweiten Rohre 211 allmählich von h1 zu h2 erhöht in Bezug auf die Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt. Mit anderen Worten, ist der Querschnitt des Strömungsdurchtritts des einlassseitigen Tanks 220 allmählich von der ersten Endseite, entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, zu der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, vergrößert. Demgemäß ist ein Strömungswiderstand in dem einlassseitigen Tank 220 gegen das zweite Kühlmittel allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels reduziert.
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Der Einlassabschnitt 221 ist ungefähr an einem Zentrum des Seitenoberflächenabschnitts 224 des einlassseitigen Tanks 220 in der Längsrichtung des einlassseitigen Tanks 220 vorgesehen. Der Auslassabschnitt 231 ist ungefähr in einem Zentrum des Seitenoberflächenabschnitts 234 des auslassseitigen Tanks 230 in der Längsrichtung des auslassseitigen Tanks 230 vorgesehen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel neigt das zweite Kühlmittel, welches in den einlassseitigen Tank 220 durch den Einlassabschnitt 221 eingeleitet wird, dazu, durch einen Teil des einlassseitigen Tanks 220 mit einem relativ niedrigen Strömungswiderstand zu strömen. Deshalb kann in den zweiten Rohren 211 die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in die ersten Rohre 111 strömt, erhöht werden. Daher kann eine zu dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkung in dem dritten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
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Die Seitenoberflächenabschnitte 224, 234, in welchen der Einlassabschnitt 221 und der Auslassabschnitt 231 jeweils angeordnet sind, sind auf den Oberflächen der Tanks 220, 230 jeweils parallel zu der Oberfläche des Papiers von 6. Mit anderen Worten sind die Seitenoberflächenabschnitte 224 und 234 auf den Seitenoberflächen des einlassseitigen Tanks 220 und des auslassseitigen Tanks 230 jeweils vorgesehen. Jedoch können die Seitenoberflächenabschnitte 224 und 234 auf einer Oberfläche vorgesehen werden, welche die Ebene des Papiers von 6 schneidet, zum Beispiel auf oberen Oberflächen oder auf unteren Oberflächen der Tanks 220, 230.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Ein hinterer Radiator 210 eines vierten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In dem vierten Ausführungsbeispiel sind im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel Positionen des Einlassabschnitts 221 und des Auslassabschnitts 231 geändert, und ein Einlassabschnitt 222 und ein Auslassabschnitt 232 sind zusätzlich vorgesehen.
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Der Einlassabschnitt 221 ist ungefähr an dem Zentrum des Seitenoberflächenabschnitts 224 des einlassseitigen Tanks 220 in der Längsrichtung des einlassseitigen Tanks 220 vorgesehen. Der Auslassabschnitt 231 ist ungefähr an dem Zentrum des Seitenoberflächenabschnitts 234 des auslassseitigen Tanks 230 in der Längsrichtung des auslassseitigen Tanks 230 vorgesehen.
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Zusätzlich ist der Einlassabschnitt 222 als ein zweiter Einlassabschnitt in dem Seitenoberflächenabschnitt 224 des einlassseitigen Tanks 220 an der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, vorgesehen. Ferner ist der Auslassabschnitt 232 als ein zweiter Auslassabschnitt in dem Seitenoberflächenabschnitt 234 des auslassseitigen Tanks 230 an der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels vorgesehen, welches in den ersten Rohren 111 strömt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt das zweite Kühlmittel in den einlassseitigen Tank 220 durch sowohl den Einlassabschnitt 221 wie auch den zweiten Einlassabschnitt 222 ein, und das zweite Kühlmittel strömt aus dem auslassseitigen Tank 230 durch sowohl den Auslassabschnitt 231 wie auch den zweiten Auslassabschnitt 232 aus. Wegen des zweiten Einlassabschnitts 222 und des zweiten Auslassabschnitts 232 kann die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in den zweiten Rohren 211 allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches durch die ersten Rohre 211 strömt erhöht werden. Daher kann ein zum ersten Ausführungsbeispiel ähnlicher Effekt in dem vierten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
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Das Setzen bzw. Vorsehen des zweiten Auslassabschnitts 232 ist nicht auf das Setzen bzw. Auswählen, wie es vorstehend beschrieben ist, eingeschränkt, und der zweite Auslassabschnitt 232 kann weggelassen sein.
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Der Seitenoberflächenabschnitt 224, in welchem die Einlassabschnitte 221, 222 vorgesehen sind und der Seitenoberflächenabschnitt 234, in welchem die Auslassabschnitte 231, 232 vorgesehen sind, sind auf einer Oberfläche parallel zu der Ebene des Papiers von 7 vorgesehen. Mit anderen Worten, sind die Seitenoberflächenabschnitte 224 und 234 in den Seitenoberflächen des einlassseitigen Tanks 220 und des auslassseitigen Tanks 230 jeweils vorgesehen. Jedoch können die Seitenoberflächenabschnitte 224 und 234 in einer Oberfläche vorgesehen sein, welche die Ebene des Papiers von 7 schneidet, zum Beispiel auf den oberen bzw. unteren Oberflächen der Tanks 220, 230.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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Ein hinterer Radiator 200D eines fünften Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. In dem fünften Ausführungsbeispiel sind im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel einsetzte Längen bzw. Einsetzlängen der zweiten Rohre 211 in dem einlassseitigen Tank 220 geändert.
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Die einen Endseiten der zweiten Rohre 211 sind in dem einlassseitigen Tank 220 dahingehend eingesetzt, an dem einlassseitigen Tank 220 angeschlossen (angelötet) zu werden. Hier werden die Abschnitte der zweiten Rohre 211, die in den einlassseitigen Tank 220 eingesetzt sind, als eingesetzte Abschnitte 211a bezeichnet. Eine Länge von jedem eingesetzten Abschnitt 211a in der Längsrichtung der zweiten Rohre 211 wird als eine Einsetzdimension bestimmt und die Einsetzdimension des zweiten Rohres 211 wird allmählich von a1 zu a2 bezüglich der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels verringert, welches in den ersten Rohren 111 strömt, wie in 8 gezeigt ist. Mit anderen Worten, ist eine hervorstehende Länge des zweiten Rohrs 211 in den einlassseitigen Tank 220 von der ersten Endseite, entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, zu der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt verringert. Demgemäß wird ein Strömungswiderstand in dem einlassseitigen Tank 220 gegen das zweite Kühlmittel allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels verringert.
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In diesem Fall sind die Position des Einlassabschnitts 221 des einlassseitigen Tanks 220 und die Position des Auslassabschnitts 231 des auslassseitigen Tanks 230 nicht spezifisch in den Längsrichtungen der Tanks 220 bzw. 230 eingeschränkt.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist in dem einlassseitigen Tank 220 ein zweites Rohr 211 mit einer relativ großen Einsetzdimension allgemein einen relativ hohen Strömungswiderstand gegen das zweite Kühlmittel auf. Somit ist es für das zweite Kühlmittel wahrscheinlich, in ein zweites Rohr 211 mit einer relativ kleinen Einsetzdimension zu strömen. Deshalb kann die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in den zweiten Rohren 211 allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels erhöht werden, welches in den ersten Rohren 211 strömt. Daher kann eine dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkung in dem fünften Ausführungsbeispiel erhalten werden.
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Die Einsetzdimension des zweiten Rohrs 211 kann dahingehend gewählt werden, in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels kontinuierlich eine nach der anderen allmählich verringert zu werden. Alternativ können die zweiten Rohre 211 in mehrere Gruppen mit einer vorbestimmten Anzahl der zweiten Rohre 211 aufgeteilt werden, und die Einsetzdimension des zweiten Rohres 211 kann dahingehend gewählt werden, allmählich in den mehreren Gruppen in der ersten Kühlmittelströmungsrichtung verringert zu werden. In diesem Fall kann in jeder Gruppe die Einsetzdimension des zweiten Rohres 211 dahingehend gewählt werden, gleich zu sein.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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Ein hinterer Radiator 200E eines sechsten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. In dem sechsten Ausführungsbeispiel weisen die zweiten Rohre 211 erweiterte Abschnitte 211b in dem einlassseitigen Tank 220 auf, und Erweiterungsdimensionen der erweiterten Abschnitte sind im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel geändert.
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Die erweiterten Abschnitte 211b der zweiten Rohre 211 werden durch Erweiterung von Querschnitten von den einen Endseiten der zweiten Rohre 211 in der Längsrichtung davon erhalten, die in dem einlassseitigen Tank 220 durch die Einsetzöffnungen eingesetzt sind. Wegen der erweiterten Abschnitte 211b ist ein Grad bzw. Ausmaß des Kontaktes zwischen den zweiten Rohren 211 und den Einsetzöffnungen verbessert, und die Leichtigkeit des Verlötens zwischen diesen ebenfalls verbessert. Eine Dimension von jedem der erweiterten Abschnitte 211b in einer Schichtungsrichtung der zweiten Rohre 211 wird als eine Erweiterungsdimension bezeichnet und die Erweiterungsdimension des zweiten Rohres 211 wird allmählich von b1 zu b2 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels vergrößert, welches in den ersten Rohren 111 strömt, wie in 9 gezeigt ist. Mit anderen Worten, wird ein Querschnitt eines Abschnitts des zweiten Rohres 211, in welches das zweite Kühlmittel einströmt, allmählich von der ersten Endseite, entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, das in den ersten Rohren 111 strömt, zu der zweiten Endseite erhöht, die der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels entspricht, das in den ersten Rohren 111 strömt. Daher kann ein Strömungswiderstand, der beim Einströmen des zweiten Kühlmittels in die zweiten Rohre 211 erzeugt wird, allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels verringert werden.
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In diesem Fall sind die Position des Einlassabschnitts 221 des einlassseitigen Tanks 220 und die Position des Auslassabschnitts 231 des auslassseitigen Tanks 230 nicht spezifisch in den Längsrichtungen der Tanks 220 bzw. 230 beschränkt.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel neigt in dem einlassseitigen Tank 220 das zweite Kühlmittel zum Einströmen in ein zweites Rohr 211 mit einer großen Erweiterungsdimension. Somit kann in den zweiten Rohren 211 die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels erhöht werden, welches in den ersten Rohren 111 strömt. Daher kann eine zu dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkung in dem sechsten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
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Die Erweiterungsdimension des zweiten Rohrs 211 kann dahingehend gewählt werden, sich allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels kontinuierlich eine nach der anderen zu erhöhen. Alternativ können die zweiten Rohre 211 in mehrere Gruppen mit einer vorbestimmten Anzahl der zweiten Rohre 211 aufgeteilt werden, und die Expansionsdimension des zweiten Rohres 211 kann dahingehend gewählt werden, sich in den mehreren Gruppen allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels zu erhöhen. In diesem Fall kann in jeder Gruppe die Erweiterungsdimension des zweiten Rohres 211 dahingehend gewählt werden, gleich zu sein.
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(Siebtes Ausführungsbeispiel)
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Ein hinterer Radiator 200F eines siebten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. In dem siebten Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel eine Breitendimension des zweiten Rohrs 211 geändert.
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Eine Dimension des zweiten Rohrs 211 in der Schichtungsrichtung der zweiten Rohre 211 wird als eine Breitendimension bezeichnet, und die Breitendimension des zweiten Rohrs 211 ist von c1 zu c2 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels allmählich erhöht, welches in den ersten Rohren 111 strömt, wie in 10 gezeigt ist. Mit anderen Worten, wird ein Querschnitt des zweiten Rohres 211 allmählich von der ersten Endseite, entsprechend der stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, zu der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, das in den ersten Rohren 111 strömt, erhöht. Daher kann ein Strömungswiderstand, der beim Durchtritt des zweiten Kühlmittels durch das zweite Rohr 211 erzeugt wird, allmählich in der ersten Kühlmittelströmungsrichtung verringert werden.
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In diesem Fall sind die Position des Einlassabschnitts 221 des einlassseitigen Tanks 220 und die Position des Auslassabschnitts 231 des auslassseitigen Tanks 230 nicht spezifisch in den Längsrichtungen der Tanks 220 bzw. 230 beschränkt.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel neigt in dem einlassseitigen Tank 220 das zweite Kühlmittel dazu, in und durch ein zweites Rohr mit einem relativ gro-ßen Querschnitt zu strömen. Somit kann die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in dem zweiten Rohr 211 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, das in den ersten Rohren 111 strömt, erhöht werden. Daher kann eine zu dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkung in dem siebten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
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Die Breitendimension des zweiten Rohrs 211 kann dahingehend gewählt werden, allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels kontinuierlich eine nach der anderen erhöht zu sein. Alternativ können die zweiten Rohre 211 in mehrere Gruppen mit einer vorbestimmten Anzahl der zweiten Rohre 211 aufgeteilt sein, und die Breitendimension des zweiten Rohrs 211 kann dahingehend gewählt sein, allmählich in den mehreren Gruppen in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels erhöht zu sein. In diesem Fall kann in jeder Gruppe die Breitendimension des zweiten Rohrs 211 dahingehend gewählt sein, gleich zu sein.
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(Achtes Ausführungsbeispiel)
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Ein hinterer Radiator 200G eines achten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. In dem achten Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ein Spalt bzw. Zwischenraum zwischen zwei benachbarten zweiten Rohren 211 geändert.
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Ein Zwischenraum zwischen benachbarten zwei zweiten Rohren 211 in der Schichtungsrichtung der zweiten Rohre 211 wird als eine Zwischenrohr-Dimension bezeichnet und die Zwischenrohr-Dimension wird von d1 zu d2 in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, allmählich reduziert, wie in 11 gezeigt ist. Mit anderen Worten, sind benachbarte zweite Rohre 211 derart angeordnet, dass diese bei den zweiten Rohren 211 an der zweiten Endseite, entsprechend der stromabwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, einander näher kommen, als bei der ersten Endseite, entsprechend der stromaufwärtigen Endseite in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt.
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In diesem Fall sind die Position des Einlassabschnitts 221 des einlassseitigen Tanks 220 und die Position des Auslassabschnitts 231 des auslassseitigen Tanks 230 nicht spezifisch in den Längsrichtungen der Tanks 220 bzw. 230 beschränkt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel strömt im Allgemeinen eine relativ große Menge des zweiten Kühlmittels durch einen Bereich der zweiten Rohre 211, in welchem die Zwischenrohr-Dimension relativ klein ist. Somit kann die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in den zweiten Rohren 211 allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels, welches in den ersten Rohren 111 strömt, erhöht sein. Daher kann eine zu dem ersten Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkung in dem achten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
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Die Zwischenrohr-Dimension des zweiten Rohrs 211 kann dahingehend gewählt sein, sich allmählich in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels kontinuierlich eine nach der anderen zu verringern. Alternativ können die zweiten Rohre in mehrere Gruppen mit einer vorbestimmten Anzahl der zweiten Rohre 211 unterteilt sein, und die Zwischenrohr-Dimension des zweiten Rohrs 211 kann dahingehend gewählt sein, sich allmählich in den mehreren Gruppen in der Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels zu verringern. In diesem Fall kann in jeder Gruppe die Zwischenrohr-Dimension des zweiten Rohrs 211 dahingehend gewählt sein, gleich zu sein.
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(Neuntes Ausführungsbeispiel)
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Eine Fahrzeugkühleinrichtung 10 in einem neunten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben. In dem neunten Ausführungsbeispiel ist ein Aufbau des hinteren Radiators 200 ähnlich dem des ersten Ausführungsbeispiels, und ein Aufbau eines vorderen Radiators 100A unterscheidet sich von einem Aufbau des vorderen Radiators 100 des ersten Ausführungsbeispiels.
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Der vordere Radiator 100A enthält einen Kernteil 110, einen Tank 120A und einen Tank 130A.
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Der Tank 120A weist eine lange und dünne Form auf, ähnlich zu dem einlassseitigen Tank 120 des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Ein Endteil der einen Seite (oberer Endteil in 12) des Tanks 120A in einer Längsrichtung desselben weist einen Einlassabschnitt 121 auf, und der Endteil der anderen Seite (unterer Endteil in 12) des Tanks 120A in der Längsrichtung weist einen Auslassabschnitt 122 auf. Ferner ist eine Teilungsplatte 123 innerhalb des Tanks 120A an einem in der Längsrichtung des Tanks 120A zentralen Teil des Tanks 120A vorgesehen, um einen Raum in dem Tank 120A in einen oberen und einen unteren Raum zu unterteilen.
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Wie in 12 gezeigt ist, wird eine Gruppe der ersten Rohre 111, die mit dem durch die Teilungsplatte 123 und den Tank 120A begrenzten oberen Raum kommunizierend verbunden ist, als eine erste Gruppe bezeichnet, und die andere Gruppe der ersten Rohre 111, die mit dem durch die Teilungsplatte 123 und den Tank 120A begrenzten unteren Raum kommunizierend verbunden ist, wird als eine zweite Gruppe bezeichnet.
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Der Tank 130A weist eine lange und dünne Form auf, ähnlich zu dem auslassseitigen Tank 130 des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Eine Teilungsplatte 133, welche einen Raum in dem Tank 130A in einen oberen und einen unteren Raum teilt, ist innerhalb des Tanks 130A an einem in der Längsrichtung des Tanks 130A zentralen Teil des Tanks 130A vorgesehen. Die Position der Unterteilungsplatte 133 entspricht der Position der Teilungsplatte 123 in der Vertikalrichtung. Die Teilungsplatte 133 weist eine Öffnung auf, durch welche das erste Kühlmittel hindurchtritt. Die Unterteilungsplatte 133 kann weggelassen werden.
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Erste Rohre 111 der ersten Gruppe sind mit dem oberen Raum, der durch die Teilungsplatte 133 und den Tank 130A begrenzt ist, kommunizierend verbunden. Erste Rohre 111 der zweiten Gruppe sind mit dem unteren Raum, der durch die Teilungsplatte 133 und den Tank 130A begrenzt ist, kommunizierend verbunden.
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Der vordere Radiator 100A mit der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung wird als ein Umkehrpfad-Querstrom-Radiator verwendet. In dem vorderen Radiator 100A strömt das erste Kühlmittel in den oberen Raum des Tanks 120A durch den Einlassabschnitt 121 und strömt in der Horizontalrichtung durch die ersten Rohre 111 der ersten Gruppe. Anschließend wird eine Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels in dem Tank 130A umgekehrt (U-förmig gewendet), und dann strömt das erste Kühlmittel in der Horizontalrichtung durch die ersten Rohre 111 der zweiten Gruppe. Und anschließend strömt das erste Kühlmittel aus dem unteren Raum des Tanks 120A durch den Auslassabschnitt 122.
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In der vorliegenden Offenbarung kann ein Umkehrpfad-Querstrom-Radiator, wie vorstehend beschrieben, als der vordere Radiator verwendet werden. In dem Umkehrpfad-Querstrom-Radiator 100A kann die wesentliche Anzahl der ersten Rohre 111, durch welche das erste Kühlmittel strömt, reduziert werden, und eine Strömungsrate des ersten Kühlmittels kann vergrößert werden. Daher kann die Kühlleistung verbessert werden.
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In diesem Fall kann, wie in 13 gezeigt ist, in den zweiten Rohren 211 ein Verhältnis der größten Strömungsmenge (Vw + ΔVw) zu der durchschnittlichen Strömungsmenge Vw dahingehend gewählt bzw. eingestellt werden, etwa 1,35 zu sein. In diesem Fall kann die Kühlleistung in dem hinteren Radiator 200 um etwa 0,6% verbessert werden.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung vollständig in Verbindung mit den vorliegenden Ausführungsbeispielen davon unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass vielfältige Änderungen und Modifikationen für Fachleute ersichtlich sind.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die EV-Einrichtung als ein Beispiel eines ersten Wärmeerzeugers verwendet, und die Brennstoffzelle wird als ein Beispiel des zweiten Wärmeerzeugers verwendet. Jedoch sind der erste und der zweite Wärmeerzeuger nicht hierauf beschränkt und können eine Vielzahl von Kombinationen sein. Zum Beispiel kann in einem Hybridfahrzeug eine EV-Einrichtung (ein Motor für Fahrzeugantrieb und ein Inverter) und eine Maschine bzw. ein Verbrennungsmotor für Fahrzeugantrieb als die ersten bzw. zweiten Wärmeerzeuger verwendet werden. Darüber hinaus kann eine Vorratskammer bzw. eine Batterie für Stromzuführung und eine EV-Einrichtung (ein Motor für Fahrzeugantrieb, ein Inverter) als der erste bzw. zweite Wärmeerzeuger verwendet werden. Zusätzlich können eine Einlassluft, die durch einen Lader geladen wird, und ein Verbrennungsmotor Maschine für Fahrzeugantrieb als der erste bzw. zweite Wärmeerzeuger verwendet werden.
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Die Strömungsmenge des ersten Kühlmittels in dem vorderen Radiator 100 wird in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dahingehend gewählt, kleiner als die Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in dem hinteren Radiator 200 zu sein. Jedoch kann das Verhältnis der Beträge der Strömungsmenge zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittel umgekehrt sein.
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Die Temperatur des ersten Kühlmittels in dem vorderen Radiator 100 ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dahingehend gewählt, niedriger als die Temperatur des zweiten Kühlmittels in dem hinteren Radiator 200 zu sein. Jedoch kann das Verhältnis der Beträge der Temperatur zwischen dem ersten und zweiten Kühlmittel umgekehrt sein.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der erste Radiator 100 als der Querstromradiator verwendet, und der zweite Radiator wird als der Abwärtsstromradiator verwendet. Alternativ kann der erste Radiator 100 als der Abwärtsstromradiator verwendet werden, und der zweite Radiator kann als der Querstromradiator verwendet werden.
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In der vorstehenden Beschreibung kann die größte Strömungsmenge des zweiten Kühlmittels in den zweiten Rohren 211 des zweiten Radiators 200 dahingehend eingestellt bzw. gewählt sein, von 1,3-mal bis 1,5-mal höher als die Durchschnittsströmungsmenge des zweiten Kühlmittels zu sein, welches in den zweiten Rohren 211 strömt. Jedoch ist die größte Strömungsmenge nicht hierauf beschränkt und kann in Abhängigkeit von den Benutzungsbedingungen von jedem Radiator 100, 200 eingestellt bzw. gewählt werden.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten ohne weiteres ersichtlich. Die Offenbarung in ihrem weiteren Sinn ist daher nicht auf die spezifischen Details, die repräsentative Vorrichtung und die darstellenden Beispiele, die gezeigt und beschrieben wurden, beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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