DE112018004894T5

DE112018004894T5 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE112018004894T5
Application number: DE112018004894.2T
Authority: DE
Inventors: Takashi Sakurada; Shoda Terachi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-08-31
Also published as: JP6848772B2; DE112018004894B4; US20200191491A1; US11397053B2; JP2019045054A; WO2019045008A1

Abstract

Ein Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid weist Folgendes auf: einen Wärmetauscherkern (22), der einen gestapelten Wärmetauscherabschnitt (24B) aufweist, in dem eine Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden definiert ist, durch die das erste Fluid in einer ersten Richtung strömt, wobei die Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, und eine Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfaden, durch die das zweite Fluid in einer dritten Richtung strömt, wobei jeder der Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfade zwischen zwei benachbarten ersten Fluidströmungspfaden der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden definiert ist, einen Verteilungsabschnitt (28b), der an einer ersten Seite der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in der ersten Richtung angeordnet ist, wobei der Verteilungsabschnitt gestaltet ist, um das erste Fluid zu der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden zu verteilen, und einen Sammelabschnitt (28a), der an der ersten Seite der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in der ersten Richtung angeordnet ist, wobei der Sammelabschnitt gestaltet ist, um das erste Fluid von der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden zu sammeln; einen Einlasstank (21a), der einen Einlass hat, durch den das zweite Fluid strömt, und gestaltet ist, um das zweite Fluid zu Einlässen der Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfaden des Wärmetauscherkerns hin zu führen; und einen Strömungsbegrenzungsabschnitt (36), der gestaltet ist, um eine Einströmung des zweiten Fluids von dem Einlasstank in den Verteilungsabschnitt und den Sammelabschnitt zu unterdrücken, wobei der Strömungsbegrenzungsabschnitt und der Einlasstank als eine einzelne Komponente vorgesehen sind.

Description

Querverweis zu zugehöriger Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-167567 , die am 31. August 2017 eingereicht wurde, wobei deren Inhalt hiermit unter Bezugnahme Teil dieser Beschreibung ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Wärmetauscher.
Stand der Technik
Üblicherweise weist eine Art von Wärmetauschern einen Wärmetauscherkern, der einen Kühlwasserströmungspfad definiert, und einen Einlasstank auf, der mit einer Öffnung an einer Einlassseite des Wärmetauscherkerns verbunden ist (siehe zum Beispiel Patentdokument 1). In dem Wärmetauscherkern sind mehrere Strömungspfadausbildungsabschnitte, in denen jeweils ein Kühlwasserströmungspfad definiert ist, miteinander in einer vorbestimmten Richtung gestapelt. Ein Luftströmungspfad ist zwischen jeweils zwei benachbarten Strömungspfadausbildungsabschnitten definiert. Der Luftströmungspfad ist ein Strömungspfad, durch den eine aufgeladene Luft, die aus einem Einlasstank strömt, strömt. Der Wärmetauscherkern kühlt die aufgeladene Luft durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlwasser, das durch den Kühlwasserströmungspfad strömt, und der aufgeladenen Luft, die durch den Luftströmungspfad strömt.
Der Wärmetauscher weist einen Becherabschnitt (engl. „cup portion“) an der einen Seite der Strömungspfadausbildungsabschnitte auf. Der Becherabschnitt ist gestaltet, um das Kühlwasser, das durch eine Kühlwassereinströmungsdüse strömt, in die Strömungspfadausbildungsabschnitte zu verteilen und um das Kühlwasser von den Strömungspfadausbildungsabschnitten zu sammeln. Der Luftströmungspfad ist in dem Becherabschnitt nicht definiert. Demgemäß wird keine Wärme zwischen dem Kühlwasser und der aufgeladenen Luft in dem Becherabschnitt ausgetauscht.
Eine Crimpplatte (das heißt, ein Sammler, Krümmer) zum Fixieren (Befestigen) des Einlasstanks an dem Wärmetauscherkern ist vorgesehen, um eine Strömung der aufgeladenen Luft in dem Einlasstank in den Becherabschnitt zu begrenzen. Demgemäß wird eine Verringerung der Kühlleistung des Kühlwassers zum Kühlen der aufgeladenen Luft in dem Wärmetauscherkern unterdrückt (verhindert, unterbunden).
Stand der Technik Dokument
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 2011-117715A
Zusammenfassung der Erfindung
In dem Wärmetauscher des Patentdokuments 1 ist ein Wandabschnitt zum Begrenzen einer Strömung der aufgeladenen Luft in den Becherabschnitt vorgesehen, in dem kein Wärmeaustausch ausgeführt wird. Demgemäß kann die Kühlleistung des Wärmetauschers verbessert werden. Jedoch haben die Erfinder herausgefunden, dass sich die Anzahl der Komponenten erhöhen kann, da der Wandabschnitt zusätzlich zu dem Einlasstank und dem Wärmetauscherkern erforderlich ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Wärmetauscher bereitzustellen, in dem eine Wärmetauscherleistung (Wärmeaustauschleistung) verbessert ist und mit dem eine Erhöhung der Anzahl der Komponenten verhindert wird.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung weist ein Wärmetauscher einen Wärmetauscherkern und einen Einlasstank auf. Der Wärmetauscherkern weist einen gestapelten Wärmetauscherabschnitt (Wärmeaustauschabschnitt), einen Verteilungsabschnitt und einen Sammelabschnitt auf. Der gestapelte Wärmetauscherabschnitt definiert in sich erste Fluidströmungspfade, durch die ein erstes Fluid in einer ersten Richtung strömt, wobei die ersten Fluidströmungspfade in einer zweiten Richtung ausgerichtet sind, die sich mit der ersten Richtung schneidet; und zweite Fluidströmungspfade, durch die das zweite Fluid in einer dritten Richtung strömt, die sich mit der ersten Richtung und der zweiten Richtung schneidet, wobei jeder der zweiten Fluidströmungspfade zwischen zwei benachbarten ersten Fluidströmungspfaden der ersten Fluidströmungspfade definiert ist. Der Einlasstank hat einen Einlass, durch den das zweite Fluid strömt, und ist gestaltet, um das zweite Fluid zu einem Einlass der zweiten Fluidströmungspfade des Wärmetauscherkerns hin zu führen. Der Wärmetauscher weist einen Strömungsbegrenzungsabschnitt auf, der gestaltet ist, um eine Einströmung des zweiten Fluids von dem Einlasstank in den Verteilungsabschnitt und den Sammelabschnitt zu unterdrücken. Der Strömungsbegrenzungsabschnitt und der Einlass sind als eine einzelne Komponente vorgesehen.
Demgemäß wird eine Strömung des zweiten Fluids in den Verteilungsabschnitt und den Sammelabschnitt durch den Strömungsbegrenzungsabschnitt begrenzt. Zusätzlich sind der Strömungsbegrenzungsabschnitt und der Einlasstank als eine einzelne Komponente ausgebildet. Demgemäß kann eine Erhöhung der Anzahl der Hauptelemente verhindert werden. Daher kann ein Wärmetauscher, in dem eine Wärmetauscherleistung (Wärmeaustauschleistung) verbessert ist und mit dem eine Erhöhung der Anzahl der Komponenten verhindert wird, bereitgestellt werden.
Ein Bezugszeichen in Klammern, das an jede Komponente oder dergleichen angefügt ist, zeigt ein Beispiel eines Zusammenhangs zwischen der Komponente oder dergleichen und spezifischen Komponenten oder dergleichen an, die nachstehend in Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, die einen Ladeluftkühler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
2 ist eine Seitenansicht, die einen Ladeluftkühler des ersten Ausführungsbeispiels aus Sicht eines Pfeils Ya von 1 darstellt.
3 ist ein Blockschaubild, das ein Einlassluftsystem eines aufgeladenen Luftkühlsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
4 ist ein Blockschaubild, das einen Kühlwasserkreislauf des aufgeladenen Luftkühlsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V in 1.
6 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI in 2 und stellt den halben Teil des Ladeluftkühlers dar, der an der einen Seite in einer aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet ist.
7 ist ein Schaubild, das den Ladeluftkühler aus Sicht entlang eines Pfeils Yb von 1 darstellt, in dem ein Einlasstank und ein Abgabetank (Auslasstank) weggelassen sind.
8 ist ein Schaubild, das den Ladeluftkühler aus Sicht entlang des Pfeils Yb von 1 darstellt, bevor zwei Rahmen gecrimpt werden, in dem der Einlasstank und der Abgabetank weggelassen sind.
9 ist eine vergrößerte Ansicht von Teil IX von 8.
10 ist ein Schaubild, das einen Innenraum des Strömungspfadrohrs von 9 darstellt, in dem eine Platte 25b weggelassen ist.
11 ist eine Perspektivansicht, die einen Innenraum des Strömungspfadrohrs darstellt, in dem ein Teil (das heißt ein oberer Teil) des gestapelten Wärmetauscherabschnitts und des Rahmens des Wärmetauscherkerns von 1 an der einen Seite in der Stapelrichtung Sa weggelassen ist.
12 ist ein Schaubild, das den Ladeluftkühler aus Sicht entlang eines Pfeils Ya von 1 darstellt, das eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Ladeluftkühlers an der einen Seite in einer Längsrichtung Sb des Ladeluftkühlers ist.
13 ist eine vergrößerte Ansicht von Teil VIII von 6.
14 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie XIV-XIV von 13.
15 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil des Einlasstanks an der einen Seite in der Längsrichtung Sb darstellt.
16 ist ein schematisches Schaubild zum Darstellen einer Strömung einer aufgeladenen Luft in dem Einlasstank des Ladeluftkühlers von 1.
17 ist ein schematisches Schaubild zum Darstellen einer Strömung einer aufgeladenen Luft in einem Einlasstank eines Ladeluftkühlers eines Vergleichsbeispiels.
18 ist ein Schnittschaubild entlang der Linie XVIII-XVIII von 16.
19 ist ein Schaubild, das einen Rahmen von 1 darstellt, der noch nicht gecrimpt ist, aus Sicht von der einen Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc.
20A ist ein vergrößertes Schaubild eines Teils XX von 5, in dem der Rahmen noch nicht gecrimpt worden ist.
20B ist ein vergrößertes Schaubild des Teils XX von 5, in dem der Rahmen gecrimpt worden ist.
21 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil eines Einlasstanks eines Ladeluftkühlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
22 ist ein Schnittschaubild eines Einlasstanks gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das zu 18 des ersten Ausführungsbeispiels korrespondiert.
23 ist eine Perspektivansicht, die einen Teil eines Einlasstanks eines Ladeluftkühlers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.

Ausführliche Ausführungsbeispiele der Erfindung
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den nachstehenden Ausführungsbeispielen sind die gleichen oder äquivalenten Teile mit denselben Bezugszeichen untereinander bezeichnet und sind Erläuterungen für dieselben Bezugszeichen zur vereinfachenden Beschreibung vorgesehen.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist nachstehend in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, in dem ein Ladeluftkühler 20, der in 1 und 2 gezeigt ist, bei einem aufgeladenen Luftkühlsystem 1 (siehe 3) für ein Fahrzeug angewandt, beschrieben.
Ein Lader 15 zum Aufladen einer Einlassluft zu einer Brennkraftmaschine 10 (Kraftmaschine, Verbrennungsmotor) ist in einem Einlassluftsystem der Brennkraftmaschine 10 eines Fahrzeugs vorgesehen. Der Lader 15 ist vorgesehen, um die maximale Ausgabeleistung der Brennkraftmaschine 10 zu kompensieren. Das heißt, das Fahrzeug des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat die Brennkraftmaschine 10, die für eine höhere Kraftstoffeffizienz kleiner ausgebildet wurde, und der Lader 15 wird verwendet, um die maximale Ausgabeleistung, die im Austausch wegen Bereitstellung der kleineren Brennkraftmaschine 10 reduziert ist, zu kompensieren.
Der Ladeluftkühler 20, der eine Einlassluft der Brennkraftmaschine 10 kühlt, ist stromabwärtig des Laders 15 in dem Einlassluftsystem in einer Strömung der Einlassluft angeordnet. Der Ladeluftkühler 20 kühlt die aufgeladene Luft, die durch den Lader 15 verdichtet worden ist, und führt die aufgeladene Luft zu der Brennkraftmaschine zu, um eine Füllungseffizienz der Einlassluft zu der Brennkraftmaschine 10 zu verbessern.
Ein Kühlwasser, das in einem Kühlwasserkreislauf 60 zirkuliert (siehe 4), strömt durch das Innere des Ladeluftkühlers 20, der in 1 und 2 gezeigt ist. Der Ladeluftkühler 20 kühlt die aufgeladene Luft durch Austauschen von Wärme zwischen dem Kühlwasser und der aufgeladenen Luft, die durch den Lader 15 verdichtet wird. Eine Wasserpumpe 61, die bewirkt, dass das Kühlwasser zirkuliert, und ein Kühler, der das Kühlwasser durch Freigeben (Abgeben) von Wärme des Kühlwassers zu einer Außenluft kühlt, sind in einem Kühlwasserkreislauf 60 angeordnet.
Der Ladeluftkühler 20, die Wasserpumpe 61 und der Kühler 62 sind hintereinander in dem Kühlwasserkreislauf 60 angeordnet. Das Kühlwasser ist ein Wärmemedium zum Transportieren von Wärme und kann LLC (ein Frostschutzgemisch), Wasser oder dergleichen sein. Die Wasserpumpe 61 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird durch eine Antriebskraft angetrieben, die von der Brennkraftmaschine 10 ausgegeben wird.
Nachstehend ist die Struktur des Ladeluftkühlers 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ausführlich in Bezug auf 1, 2 und 5 bis 17 besch rieben.
Der Ladeluftkühler 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist einen Einlasstank 21a, einen Abgabetank (Auslasstank) 21b und einen Wärmetauscherkern 22 auf, wie in 1, 2 und 5 bis 8 gezeigt ist. Der Wärmetauscherkern 22 ist ein sogenannter Ansaugbecherwärmetauscher (engl. „drawn-cup heat exchanger“).
Wie in 8 und 9 gezeigt ist, sind Strömungspfadrohre 23 und Außenrippen 24 abwechselnd eine nach der anderen gestapelt. Die Außenrippe 24 ist zwischen benachbarten Strömungspfadrohren 23 der Strömungspfadrohre 23 angeordnet. Eine erste Richtung, in der die Strömungspfadrohre 23 miteinander gestapelt sind, ist als eine Stapelrichtung Sa bezeichnet.
Der Wärmetauscherkern 22 ist gestaltet, um Wärme zwischen dem Kühlwasser, das innerhalb der Strömungspfadrohre 23 strömt, und der aufgeladenen Luft, die außerhalb der Strömungspfadrohre 23 strömt (das heißt, die aufgeladene Luft, die durch einen aufgeladenen Luftströmungspfad 24A strömt), auszutauschen. Der Raum, in dem die Außenrippe 24 zwischen zwei benachbarten Strömungspfadrohren 23 der Strömungspfadrohre 23 angeordnet ist, bildet einen aufgeladenen Luftströmungspfad 24A, durch den die aufgeladene Luft strömt.
Die Außenrippe 24 (siehe 9 und 12) tauscht Wärme zwischen dem Kühlwasser und der aufgeladenen Luft aus. Die Außenrippe 24 ist eine gewellte Rippe, die durch Formen einer Platte in eine Wellenform hergestellt wird. Das Strömungspfadrohr 23 und die Außenrippe 24 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind aus einem Metallmaterial wie zum Beispiel aus Aluminium hergestellt. Die Außenrippe 24 ist an die Strömungspfadrohre 23 gelötet.
Wie in 9 und 10 gezeigt ist, hat jedes der Strömungspfadrohre 23 eine abgeflachte Form und ist durch Anfügen eines Paares von Platten 25a, 25b ausgebildet. Insbesondere hat die Platte 25a Vertiefungsabschnitte 26a, 26b, die zu einer zweiten Seite in der Stapelrichtung Sa hin vertieft sind wie in 10 gezeigt ist.
10 ist ein Schnittschaubild, das eine Innenseite des Strömungspfadrohrs 23 darstellt, wobei in den Rippen 26a, 26b, die nachstehend beschrieben sind, in 10 weggelassen sind. Die Vertiefungsabschnitte 26a, 26b der Platte 25a sind durch eine Platte 25b von der zweiten Seite in der Stapelrichtung Sa geschlossen.
Ein Kühlwasserströmungspfad 26b, durch den das Kühlwasser strömt, ist als ein erster Pfad zwischen den Vertiefungsabschnitten 26b und der Platte 25b definiert. Ein Kühlwasserströmungspfad 26a, durch den das Kühlwasser strömt, ist als ein Rückführpfad zwischen dem Vertiefungsabschnitt 26a und der Platte 25b definiert. Eine zweite Richtung, in der das Kühlwasser durch die Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b strömt, ist als eine Längsrichtung Sb bezeichnet.
Die Längsrichtung Sb ist eine Längsrichtung der Platten 25a, 25b und schneidet sich mit der Stapelrichtung Sa (insbesondere senkrecht dazu). Das Kühlwasser strömt durch den Kühlwasserströmungspfad 27a zu einer zweiten Seite in der Längsrichtung Sb hin. Das Kühlwasser strömt durch den Kühlwasserströmungspfad 27a zu einer ersten Seite in der Längsrichtung Sb hin.
Der Kühlwasserströmungspfad 27b führt das Kühlwasser von einem Einlass 27e zu einem Umkehrabschnitt (U-Abschnitt) 27c. Der Umkehrabschnitt 27c ist ein Kühlwasserströmungspfad, der in einer U-Form gebogen ist, und bewirkt, dass das Kühlwasser von dem Kühlwasserströmungspfad 27b einen U-Turn macht (umkehrt).
Der Kühlwasserströmungspfad 27a führt das Kühlwasser von dem Umkehrabschnitt 27c zu einem Auslass 27d (siehe 10). Die Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b und der Umkehrabschnitt 27c bilden einen ersten Fluidströmungspfad, durch den das Kühlwasser strömt. Der Einlass 27e und der Auslass 27d sind durch Ausbilden von Durchgangslöcher in den Platten 25a, 25b entsprechend ausgebildet.
Die Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b sind durch einen Teilungsabschnitt 27f geteilt. Innenrippen 29a (siehe 11) sind innerhalb des Kühlwasserströmungspfads 27a angeordnet. Die Innenrippe 29a ist eine gerade Rippe, die den Kühlwasserströmungspfad 27a in mehrere erste Kühlwasserströmungspfade teilt.
Die Innenrippen 29b sind innerhalb des Kühlwasserströmungspfads 27b vorgesehen. Die Innenrippe 29b ist eine gerade Rippe, die den Kühlwasserströmungspfad 27b in mehrere zweite Kühlwasserströmungspfade teilt. Die Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b sind in einer aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc ausgerichtet.
Die aufgeladene Luftströmungsrichtung Sc schneidet sich mit der Stapelrichtung Sa (insbesondere senkrecht dazu) und schneidet sich mit der Längsrichtung Sb (insbesondere senkrecht dazu), und die aufgeladene Luft strömt durch die aufgeladenen Luftströmungspfade 24A in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc.
Die Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b und die Außenrippen 24 (das heißt der aufgeladene Luftströmungspfad 24A) sind abwechselnd angeordnet, um einen gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B auszubilden (siehe 12).
Ein Verteilungsabschnitt 28b ist durch Verbinden der Einlässe 27e der zwei benachbarten Strömungspfadrohre 23 der Strömungspfadrohre 23 des vorliegenden Ausführungsbeispiels gebildet. Der Verteilungsabschnitt 28b verteilt das Kühlwasser zu den Kühlwasserströmungspfaden 27b der Strömungspfadrohre 23. Der Verteilungsabschnitt 28b ist mit einer Kühlwasserleitung 30b verbunden.
Ein Sammelabschnitt 28a ist durch Verbinden der Auslässe 29d der zwei benachbarten Strömungspfadrohre 23 der Strömungspfadrohre 23 gebildet. Der Sammelabschnitt 28a ist gestaltet, um das Kühlwasser von den Kühlwasserströmungspfaden 27a der Strömungspfadrohre 23 zu sammeln. Der Sammelabschnitt 28a ist mit einer Kühlwasserleitung 30a verbunden, die Kühlwasserleitungen 30a, 30b bilden einen Teil des Kühlwasserkreislaufs 60.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind der Verteilungsabschnitt 28b und der Sammelabschnitt 28a in der ersten Seite des Kühlwasserströmungspfads 27a, 27b und dem Umkehrabschnitt 27c in der Längsrichtung Sb angeordnet. Der Verteilungsabschnitt 28b und der Sammelabschnitt 28a sind voneinander in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc versetzt.
Insbesondere ist der Verteilungsabschnitt 28b an einer zweiten Seite des Sammelabschnitts 28a in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden der Verteilungsabschnitt 28b und Sammelabschnitt 28a einen Becherabschnitt 28 (das heißt einen Verteilungs-Sammelabschnitt). Zwei benachbarte Strömungspfadrohre 23 der Strömungspfadrohre 23 sind miteinander in dem Becherabschnitt 28 in Kontakt. Demgemäß ist in dem Becherabschnitt 28 der aufgeladene Luftströmungspfad 24A (und die Außenrippe 24) nicht zwischen zwei benachbarten Strömungspfadrohren 23 der Strömungspfadrohre 23 ausgebildet. Der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und der aufgeladenen Luft wird in dem Becherabschnitt 28 nicht ausgeführt.
Ein Lufteinlass 31a ist an einem Ende des gestapelten Wärmetauscherabschnitts 24B des Wärmetauscherkerns 22 an einer ersten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc ausgebildet. Ein Rahmen 32a ist an der ersten Seite des Wärmetauscherkerns 22 in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc als ein Halteabschnitt (das heißt eine Crimpplatte) zum Halten des Einlasstanks 21a angeordnet.
Der Rahmen 32a des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist durch Löten an dem Wärmetauscherkern 22 befestigt (fixiert). Demgemäß wird der Rahmen 32a durch den Wärmetauscherkern 22 gehalten. Der Rahmen 32a ist an der ersten Seite des Wärmetauscherkerns 22 in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet und hat eine Ringform, die den Becherabschnitt 28 (das heißt den Sammelabschnitt 28a) und den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B umgibt.
Der Rahmen 32a hat einen Nutabschnitt 33a mit einer Ringform, die den Becherabschnitt 28 und den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B umgibt. Ein Dichtungsbauteil 34a ist in dem Nutabschnitt 33a angeordnet. Das Dichtungsbauteil 34a wird zwischen dem Rahmen 32a und einem ringförmigen Vorsprung 21c des Einlasstanks 21a elastisch zusammengedrückt und dichtet einen Spalt zwischen dem Rahmen 32a und dem Einlasstank 21a ab.
Der ringförmige Vorsprung 21c des Einlasstanks 21a hat eine Ringform, die den Lufteinlass 31a umgibt, und steht zu der zweiten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc hin vor.
Ein Luftauslass 31b ist an einem Ende des gestapelten Wärmetauscherabschnitts 24B des Wärmetauscherkerns 22 an der zweiten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc ausgebildet. Ein Rahmen 32b ist an der zweiten Seite des Wärmetauscherkerns 22 in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc als der Abgabetank 21b (das heißt eine Crimpplatte) angeordnet.
Der Rahmen 32d des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist durch Löten an dem Wärmetauscherkern 22 befestigt (fixiert). Demgemäß wird der Rahmen 32b durch den Wärmetauscherkern 22 gehalten. Der Rahmen 32b ist an der zweiten Seite des Wärmetauscherkerns 22 in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung angeordnet und umgibt den Becherabschnitt 28 (das heißt der Verteilungsabschnitt 28b) und den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B.
Der Rahmen 32b hat einen Nutabschnitt 33b mit einer viereckigen Form, die den Becherabschnitt 28 und den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B umgibt. Ein Dichtungsbauteil 34b mit einer Ringform, die den Becherabschnitt 28 und den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B umgibt, ist in dem Nutabschnitt 33b angeordnet. Das Dichtungsbauteil 34b wird zwischen dem Rahmen 32b und einem ringförmigen Vorsprung (nicht gezeigt) des Abgabetanks 21b elastisch zusammengedrückt und dichtet einen Spalt zwischen dem Rahmen 32b und dem Abgabetank 21b ab.
Der ringförmige Vorsprung des Abgabetanks 21b hat eine Ringform, die den Wärmetauscherkern 22 umgibt, und steht zu der ersten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc hin vor.
Der Einlasstank 21a deckt den Lufteinlass 31a des Wärmetauscherkerns 22 ab und hat einen Lufteinlass 70a und einen Luftauslass 71a. Der Lufteinlass 70a ist ein Einlass, durch den die aufgeladene Luft, die durch den Lader 15 verdichtet wird, strömt. Der Luftauslass 71a ist ein Auslass, durch den die aufgeladene Luft, die durch den Lufteinlass 70a strömt, zu dem Lufteinlass 31a des Wärmetauscherkerns 22 hin strömt.
Der Abgabetank 21b deckt den Luftauslass 31b des Wärmetauscherkerns 22 ab und hat einen Luftauslass 70b und einen Lufteinlass 71b. Der Lufteinlass 71b ist ein Einlass, durch den die aufgeladene Luft, die von dem Luftauslass 31b des Wärmetauscherkerns 22 abgegeben wird, strömt. Die aufgeladene Luft, die durch den Lufteinlass 71b strömt, strömt zu der Brennkraftmaschine 10 durch den Luftauslass 70b hin.
Eingriffsabschnitte 32c sind durch plastisches Verformen und Crimpen des Rahmens 32a ausgebildet. Die Eingriffsabschnitte 32c sind mit dem Einlasstank 21a in Eingriff und der Einlasstank 21a wird durch den Rahmen 32a gehalten. Demgemäß wird der Einlasstank 21a durch den Lufteinlass 31b des Wärmetauscherkerns 22 durch den Rahmen 32a gehalten.
Eingriffsabschnitte 32c sind durch plastisches Verformen und Crimpen des Rahmens 32b ausgebildet. Die Eingriffsabschnitte 32c sind mit dem Abgabetank 21b in Eingriff und der Abgabetank 21b wird durch den Rahmen 32b gehalten. Demgemäß wird der Abgabetank 21b durch den Luftauslass 31b des Wärmetauscherkerns 22 durch den Rahmen 32b gehalten.
Der Einlasstank 21a des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine Strömungsbegrenzungswand 36 als einen ersten Wandabschnitt. Die Strömungsbegrenzungswand 36 ist ein Strömungsbegrenzungsabschnitt der gestaltet ist, um eine Einströmung der aufgeladenen Luft, die durch den Einlasstank 21a in den Sammelabschnitt 28a (das heißt in den Becherabschnitt 28) strömt, unterdrückt.
Die Strömungsbegrenzungswand 36 ist an der Seite des gestapelten Wärmetauscherabschnitts 24B des Sammelabschnitts 28a angeordnet. Das heißt, die Strömungsbegrenzungswand 36 ist an der ersten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc in Bezug auf den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B angeordnet. Ein Zwischenraum 35 ist zwischen dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B und einem Endabschnitt 36c der Strömungsbegrenzungswand 36 definiert, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugewandt ist (siehe 8). Die Strömungsbegrenzungswand 36 ist ein Wandabschnitt, der sich in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc und in der Stapelrichtung Sa erstreckt.
Der Einlasstank 21a und die Strömungsbegrenzungswand 36 sind aus einem Metallmaterial (oder Harzmaterial) wie zum Beispiel aus Aluminium hergestellt und sind einstückig miteinander ausgebildet. Das heißt, der Einlasstank 21a und die Strömungsbegrenzungswand 36 sind als eine einzelne Komponente ausgebildet.
Der Abgabetank 21b hat eine Strömungsbegrenzungswand (nicht gezeigt). Die Strömungsbegrenzungswand ist ein Strömungsbegrenzungsabschnitt, der gestaltet ist, um eine Einströmung der aufgeladenen Luft, die von dem Luftauslass 31b des gestapelten Wärmetauscherabschnitts 24B zu dem Luftauslass 70e strömt, in den Verteilungsabschnitt 28b (das heißt den Becherabschnitt 28) zu unterdrücken.
Die Strömungsbegrenzungswand ist an der Seite des gestapelten Wärmetauscherabschnitts 24B des Verteilungsabschnitts 28b angeordnet. Das heißt, die Strömungsbegrenzungswand ist an der zweiten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc in Bezug auf den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B angeordnet. Ein Zwischenraum ist zwischen dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B und einem Endabschnitt der Strömungsbegrenzungswand definiert, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugewandt ist. Die Strömungsbegrenzungswand ist ein Wandabschnitt, der sich in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc und in der Stapelrichtung Sa erstreckt.
Der Abgabetank 21b und die Strömungsbegrenzungswand sind aus einem Metallmaterial (oder einem Harzmaterial) wie zum Beispiel aus Aluminium hergestellt und sind einstückig miteinander ausgebildet. Das heißt, der Abgabetank 21b und die Strömungsbegrenzungswand sind als eine einzelne Komponente ausgebildet.
Die Strömungsbegrenzungswand ist an der Seite des gestapelten Wärmetauscherabschnitts 24B des Sammelabschnitts 28a angeordnet. Ein Zwischenraum ist zwischen dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B und einem Endabschnitt der Strömungsbegrenzungswand definiert, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugewandt ist.
Nachstehend ist der Betrieb des aufgeladenen Luftkühlsystems 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Zunächst wird die Wasserpumpe 61 durch eine Antriebskraft angetrieben, die von der Brennkraftmaschine 10 ausgegeben wird.
Zu dieser Zeit saugt in dem Kühlwasserkreislauf 60 die Wasserpumpe 61 das Kühlwasser an, das von einem Auslass des Kühlers 62 strömt, und bewirkt, dass das Kühlwasser zu einem Einlass des Kühlers 62 durch den Ladeluftkühler 20 hin strömt.
Das Kühlwasser, das aus dem Kühler 62 strömt, wird durch den Verteilungsabschnitt 28b in die Strömungspfadrohre 23 verteilt, nachdem es durch die Kühlwasserleitung 30b strömt. Das Kühlwasser, das zu den Strömungspfadrohren verteilt wird, wird durch den Sammelabschnitt 28a gesammelt, nachdem es durch den Kühlwasserströmungspfad 27b, den Umkehrabschnitt 28c und den Kühlwasserströmungspfad 27a strömt, und anschließend strömt das Kühlwasser zu dem Auslass der Wasserpumpe 61 durch die Kühlwasserleitung 30a hin.
Im Gegensatz dazu strömt die aufgeladene Luft, die durch den Lader 15 verdichtet wird, zu dem Einlasstank 21a durch den Lufteinlass 70a hin. Die aufgeladene Luft strömt von dem Einlasstank 21a durch den Lufteinlass 31a, den aufgeladenen Luftströmungspfad 24A des gestapelten Wärmetauscherabschnitts 24B, den Luftauslass 31b und den Abgabetank 12b und strömt anschließend von dem Luftauslass 70b zu der Brennkraftmaschine 10 hin.
Eine Strömung der aufgeladenen Luft in dem Einlasstank 21 in den Becherabschnitt 28 wird durch die Strömungsbegrenzungswand 36 begrenzt. Die Strömung der aufgeladenen Luft in dem Abgabetank 21b in den Becherabschnitt 28 wird durch die Strömungsbegrenzungswand begrenzt.
Demgemäß tauscht, wenn das Kühlwasser durch den Kühlwasserströmungspfad 27b, den Umkehrabschnitt 27c und den Kühlwasserströmungspfad 27a strömt, das Kühlwasser Wärme mit der aufgeladenen Luft, die durch den aufgeladenen Luftströmungspfad 24A strömt. Daher wird die aufgeladene Luft durch das Kühlwasser gekühlt.
Nachstehend ist ein Verfahren zum Herstellen des Ladeluftkühlers 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Zunächst werden der Wärmetauscherkern 22, der Einlasstank 21a und der Abgabetank 21b im Voraus vorbereitet. In dem Wärmetauscherkern 22 werden die Rahmen 32a und 32b im Voraus mit dem Becherabschnitt 28 und dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24b durch Löten verbunden (angefügt).
Der Einlasstank 21a und die Strömungsbegrenzungswand 36 werden miteinander integriert, um eine einzelne Komponente zu bilden. Der Abgabetank 21b und die Strömungsbegrenzungswand (nicht gezeigt) werden miteinander integriert, um eine einzelne Komponente zu bilden.
Dann werden der Einlasstank 21a und der Wärmetauscherkern 22 derart angeordnet, dass der Luftauslass 71a des Einlasstanks 21a den Lufteinlass 31a des Wärmetauscherkerns 22 abdeckt. Des Weiteren werden der Abgabetank 21b und der Wärmetauscherkern 22 derart angeordnet, dass der Lufteinlass 71b des Abgabetanks 21 den Luftauslass 31b des Wärmetauscherkerns 22 abdeckt.
Dann wird der Einlasstank 21a durch den Wärmetauscherkern 22 mittels der Eingriffsabschnitte 32c des Rahmens 32a gehalten. Des Weiteren wird der Abgabetank 21b durch den Wärmetauscherkern 22 mittels der Eingriffsabschnitte 32c des Rahmens 32b gehalten.
Der Zwischenraum 35 wird zwischen dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B und einem Endabschnitt 36c der Strömungsbegrenzungswand 36 definiert, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugeordnet ist. Demgemäß wird der Ladeluftkühler 20 hergestellt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden/sind die Kühlwasserströmungspfade (27a, 27b), durch die das Kühlwasser strömt, in der Stapelrichtung Sa in den Ladeluftkühler 20 ausgerichtet und weist der Ladeluftkühler 20 den gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B auf, in dem die aufgeladenen Luftströmungspfade 24A zwischen zwei benachbarten Kühlwasserströmungspfaden 27a (27b) der Kühlwasserströmungspfade 27a (27b) definiert sind. Die aufgeladene Luft strömt durch die aufgeladenen Luftströmungspfade 24A.
Der Ladeluftkühler 20 weist den Verteilungsabschnitt 28b, der gestaltet ist, um das Kühlwasser zu den Kühlwasserströmungspfaden (27b) zu verteilen, und den Sammelabschnitt 28a auf, der gestaltet ist, um das Kühlwasser von den Kühlwasserströmungspfaden 27a zu sammeln. Der Verteilungsabschnitt 28b und der Sammelabschnitt 28a sind an der ersten Seite der Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b in der Längsrichtung Sb angeordnet.
Der Verteilungsabschnitt 28b und der Sammelabschnitt 28a sind angeordnet, um voneinander in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc versetzt zu sein, und bilden gemeinsam (zusammen) den Becherabschnitt 28, in dem der aufgeladene Luftströmungspfad 24A nicht definiert ist. Der Ladeluftkühler 20 weist den Einlasstank 21a mit dem Einlass 70a auf, durch den die aufgeladene Luft strömt. Der Einlasstank 21a führt die aufgeladene Luft zu dem Einlass der aufgeladenen Luftströmungspfade 24A des Wärmetauscherkerns 22 hin.
Der Ladeluftkühler 20 ist gestaltet, um Wärme zwischen der aufgeladenen Luft und dem Kühlwasser, das durch die Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b strömt, auszutauschen. Der Ladeluftkühler 20 hat die Strömungsbegrenzungswand 36, die gestaltet ist, um eine Strömung der aufgeladenen Luft, die durch den Einlasstank 21a strömt, in dem Becherabschnitt 28 zu begrenzen. Die Strömungsbegrenzungswand 36 und der Einlasstank 21a sind als eine einzelne Komponente ausgebildet.
Da eine Strömung der aufgeladenen Luft in den Becherabschnitt 28 begrenzt wird, verbessert die Strömungsbegrenzungswand 36 die Kühlleistung zum Kühlen der aufgeladenen Luft durch das Kühlwasser in dem Wärmetauscherkern 22.
Zusätzlich kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anzahl der Komponenten des Ladeluftkühlers 20 verglichen zu einem Fall reduziert werden, in dem die Strömungsbegrenzungswand 36, der Wärmetauscherkern 22 und der Einlasstank 21a separate Komponenten sind.
Demgemäß kann die Kühlleistung des Ladeluftkühlers 20 verbessert werden und kann die Anzahl der Komponenten reduziert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Zwischenraum 35 zwischen dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B und einem Endabschnitt 36c der Strömungsbegrenzungswand 36 definiert, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugewandt ist. Demgemäß ist der Zwischenraum 35 zwischen der Strömungsbegrenzungswand 36 und den Platten 25a, 25b definiert. Daher kann eine Störung der Strömungsbegrenzungswand 36, die eine Verformung der Platten 25a, 25b verursacht, vermieden werden und kann eine Verschlechterung der Wärmeaustauschleistung zwischen dem Kühlwasser und der aufgeladenen Luft aufgrund der verformten Platten 25a, 25b vermieden werden.
Zum Beispiel ist, wenn der Rahmen 32a die Strömungsbegrenzungswand 36A hat, ein ungenutzter Raum, der einen Wirbel in der aufgeladenen Luft verursachen kann und einen Widerstand gegenüber der Strömung der aufgeladenen Luft erhöhen kann, in einem Teil des Einlasstanks 21A ausgebildet, der den Becherabschnitt 100 abdeckt (das heißt die Strömungsbegrenzungswand 36A, siehe 17).
In Anbetracht des vorstehenden Punkts kann der ungenutzte Raum in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weggelassen werden, da die Strömungsbegrenzungswand 36 und der Einlasstank 21a als eine einzelne Komponente ausgebildet sind.
Wenn der Rahmen 32a an dem Wärmetauscherkern 22 angefügt wird, nachdem die Strömungsbegrenzungswand 36A an dem Rahmen 32a fixiert (befestigt) worden ist, wie in dem Patentdokument 1, hat der Rahmen 32a eine asymmetrische Form in der Längsrichtung Sb. In diesem Fall ist eine Richtung, in der der Rahmen 32a an dem Wärmetauscherkern 22 montiert wird, begrenzt und kann eine Einschränkung bei der Herstellbarkeit verursachen.
Im Gegensatz dazu hat, da die Strömungsbegrenzungswand 36 nicht an dem Rahmen 32a in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befestigt (fixiert) ist/wird, der Rahmen 32a eine symmetrische Form in der Längsrichtung Sb. Demgemäß verursacht die Richtung, in der der Rahmen 32a an dem Wärmetauscherkern 22 montiert wird, keine Einschränkung bei der Herstellbarkeit.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist ein Beispiel in Bezug auf 21 beschrieben, in dem eine Einströmung der aufgeladenen Luft in den Becherabschnitt 28 durch einen Zwischenraum 80 zwischen dem Rahmen 32a und der Strömungsbegrenzungswand 36 unterdrückt wird.
Ein Teil des Einlasstanks 21a des Ladeluftkühlers des vorliegenden Ausführungsbeispiels an der ersten Seite der Längsrichtung Sb ist in 21 dargestellt.
In dem Einlasstank 21a des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind Strömungsbegrenzungswände 37, 38 an dem Einlasstank 21a des ersten Ausführungsbeispiels hinzugefügt.
Die Strömungsbegrenzungswand 37 ist an der ersten Seite des Becherabschnitts 28 in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet. Die Strömungsbegrenzungswand 37 ist ein zweiter Wandabschnitt, der sich von einem ersten Seitenendabschnitt 36a der Strömungsbegrenzungswand 36 in der Stapelrichtung Sa zu der ersten Seite in der Längsrichtung Sb hin erstreckt. Ein Zwischenraum ist zwischen dem Rahmen 32a und dem ersten Seitenendabschnitt 36a der Strömungsbegrenzungswand 36 in der Stapelrichtung Sa definiert. Ein Zwischenraum ist zwischen der Strömungsbegrenzungswand 37 und dem Rahmen 32a definiert.
Die Strömungsbegrenzungswand 38 ist an der ersten Seite des Becherabschnitts 28 in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet. Die Strömungsbegrenzungswand 38 ist ein dritter Wandabschnitt, der sich von einem zweiten Endabschnitt 36b der Strömungsbegrenzungswand 36 in der Stapelrichtung Sa zu der ersten Seite in der Längsrichtung Sb hin erstreckt. Ein Zwischenraum ist zwischen dem Rahmen 32a und dem zweiten Seitenendabschnitt 36b der Strömungsbegrenzungswand 36 in der Stapelrichtung Sa definiert. Ein Zwischenraum ist zwischen der Strömungsbegrenzungswand 38 und dem Rahmen 32a definiert.
Demgemäß bilden die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 eine U-Form (oder eine C-Form) an der ersten Seite des Becherabschnitts 28 in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc aus. Daher kann eine Einströmung der aufgeladenen Luft in den Becherabschnitt 28 durch den Zwischenraum durch den Rahmen 32a und dem ersten Seitenendabschnitt 36a der Strömungsbegrenzungswand 36 in der Stapelrichtung Sa unterdrückt werden. Ferner kann eine Einströmung der aufgeladenen Luft in den Becherabschnitt 28 durch den Zwischenraum zwischen dem Rahmen 32a und dem zweiten Seitenendabschnitt 36b des Strömungsbegrenzungsabschnitts 36 in der Stapelrichtung Sa unterdrückt werden. Demgemäß wird eine Strömung der aufgeladenen Luft in einen Bereich in dem Becherabschnitt 28, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 definiert ist, begrenzt.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
In dem ersten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Zwischenraum 35, der zwischen der Strömungsbegrenzungswand 36 und dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B definiert ist, in der Stapelrichtung Sa. In einem dritten Ausführungsbeispiel hat ein Endabschnitt der Strömungsbegrenzungswand 36A, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugewandt ist, eine Kammzähneform, wie in 22 gezeigt ist.
Der Endabschnitt der Strömungsbegrenzungswand 36, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B des vorliegenden Ausführungsbeispiels zugewandt ist, hat Vorsprungsabschnitte 39a und die Aussparungsabschnitte 39b, die abwechselnd nacheinander in der Stapelrichtung Sa angeordnet sind. Der Vorsprungsabschnitt 39a steht zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B hin vor (das heißt zu der zweiten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc hin vor). Der Aussparungsabschnitt 39b ist in einer Richtung weg von dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B ausgespart (das heißt zu der ersten Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc hin ausgespart).
Das heißt, die Vorsprungsabschnitte 39a sind in der Stapelrichtung Sa an dem Endabschnitt der Strömungsbegrenzungswand 36 ausgerichtet, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugewandt ist, und der Aussparungsabschnitt 39b ist zwischen zwei benachbarten Vorsprungsabschnitten 39a der Vorsprungsabschnitte 39a ausgebildet. Die Vorsprungsabschnitte 39a sind mit den Außenrippen 24 in Kontakt. Die Aussparungsabschnitte 39 definieren den Zwischenraum 35 gemeinsam mit den Strömungspfadrohren 23.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Ladeluftkühler 20, die Vorsprungsabschnitte 39a und die Aussparungsabschnitte 39b abwechselnd in der Stapelrichtung Sa in dem Endabschnitt der Strömungsbegrenzungswand 36 angeordnet, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B zugewandt ist. Demgemäß kann der Zwischenraum 35 zwischen der Strömungsbegrenzungswand 36 und dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B klein sein. Daher kann die aufgeladene Luft, die in den Becherabschnitt 28 durch den Zwischenraum 35 strömt, reduziert werden.
In der Strömungsbegrenzungswand 36 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Vorsprungsabschnitte 39a mit den Außenrippen 24 in Kontakt und ist der Zwischenraum 35 durch die Aussparungsabschnitte 39b und das Strömungspfadrohr 23 definiert. Demgemäß kann der Zwischenraum 35 zwischen der Strömungsbegrenzungswand 36 und dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B klein sein und kann die Störung der Strömungsbegrenzungswand 36 mit dem Strömungspfadrohr 23 unterdrückt werden. Daher kann eine Verschlechterung der Wärmeaustauschleistung aufgrund einer Störung der Strömungsbegrenzungswand 36 mit dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt 24B vermieden werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 vorgesehen. In einem vierten Ausführungsbeispiel ist der Bereich, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 in dem Becherabschnitt 28 definiert ist, mit einem Füllabschnitt 91 gefüllt.
Ein Teil des Einlasstanks 21a des Ladeluftkühlers 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels an der ersten Seite in der Längsrichtung Sb ist in 23 dargestellt.
In dem Einlasstank 21a des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Bereich, der in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 in dem Becherabschnitt 28 definiert ist, mit dem Füllabschnitt 91 gefüllt.
Der Füllabschnitt ist aus zumindest einem Metallmaterial oder Harzmaterial gebildet. Das heißt, der Bereich in dem Becherabschnitt 28, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 definiert ist, ist mit zumindest einem Metallmaterial oder Harzmaterial gefüllt. Aluminium kann z.B. als das Metallmaterial verwendet werden. Demgemäß ist ein Schließabschnitt 90, der gestaltet ist, um den Teil in dem Becherabschnitt 28 zu schließen, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 umgeben ist, vorgesehen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in dem Ladeluftkühler 20 der Teil in dem Becherabschnitt 28, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 umgeben ist, mit dem Füllabschnitt 91 gefüllt. Daher kann eine Strömung der aufgeladenen Luft in dem Becherabschnitt 28 durch einen Zwischenraum 80 sicher begrenzt werden.
(Weitere Ausführungsbeispiele)

(1) In dem vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel wird der Ladeluftkühler 20, der die aufgeladene Luft als ein erstes Fluid durch das Kühlwasser als ein zweites Fluid kühlt, als ein Beispiel des Wärmetauschers der vorliegenden Offenbarung verwendet. Jedoch kann ein Heizwärmetauscher, der ein erstes Fluid durch ein zweites Fluid durch einen Wärmeaustausch zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid erwärmt (heizt), als der Wärmetauscher der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
(2) In dem vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel ist der Becherabschnitt 28 (das heißt, der Verteilungsabschnitt 28b und der Sammelabschnitt 28a) an der einen Seite der Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b in der Längsrichtung Sb angeordnet. Jedoch können der Verteilungsabschnitt 28b und der Sammelabschnitt 28a wie folgt angeordnet sein. Der Verteilungsabschnitt 28b kann an der ersten Seite der Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b in der Längsrichtung Sb angeordnet sein und der Sammelabschnitt 28a kann in der zweiten Seite der Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b in der Längsrichtung Sb angeordnet sein. In diesem Fall sind zwei Strömungsbegrenzungswände 36 an dem Einlasstank 21a ausgebildet. Eine Einströmung der aufgeladenen Luft in den Verteilungsabschnitt 28b wird durch eine der zwei Strömungsbegrenzungswände 36 unterdrückt. Eine Einströmung der aufgeladenen Luft in dem Sammelabschnitt 28a wird durch die andere der zwei Strömungsbegrenzungswände 36 unterdrückt.
(3) In dem vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel ist der Sammelabschnitt 28a an einer stromaufwärtigen Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet und ist der Verteilungsabschnitt 28b an einer stromabwärtigen Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet. Jedoch kann der Verteilungsabschnitt 28b an der stromabwärtigen Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet sein und kann der Sammelabschnitt 28a an der stromaufwärtigen Seite in der aufgeladenen Luftströmungsrichtung Sc angeordnet sein.
(4) In dem vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel weist der Kühlwasserströmungspfad Kühlwasserströmungspfade 27a, 27b und einen Umkehrabschnitt 27c auf, und demgemäß hat der Kühlwasserströmungspfad eine U-Form. Jedoch kann der Kühlwasserströmungspfad eine W-Form haben. Das heißt, der Kühlwasserströmungspfad kann mehrere U-Umkehrabschnitte haben, die jeweils bewirken, dass das Kühlwasser eine U-Umkehr (einen U-Turn) ausführt.
(5) In dem vierten Ausführungsbeispiel ist der Bereich in dem Becherabschnitt 28, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 definiert ist, mit dem Füllabschnitt 91 gefüllt. Jedoch kann der Bereich in dem Becherabschnitt 28, der durch die Strömungsbegrenzungswände 36, 37, 38 und dem Schließabschnitt 90 definiert ist, ein hohler Raum sein.
(6) Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann geeignet modifiziert werden. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind unabhängig voneinander und können gemeinsam geeignet kombiniert werden, es sei denn, dass deren Kombination offensichtlich nicht möglich ist. Des Weiteren ist es selbstverständlich, dass in jedem der vorstehenden Ausführungsbeispiele die Komponenten des Ausführungsbeispiels nicht unbedingt wesentlich sind, mit der Ausnahme eines Falls, in dem die Komponenten eindeutig als wesentliche Komponenten spezifiziert worden sind, eines Falls, in dem die Komponenten dem Prinzip nach eindeutig als wesentliche Komponenten anzusehen sind, und dergleichen. Ein Wert, eine Menge, ein Bereich oder dergleichen, wenn im vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiel spezifiziert ist, ist nicht unbedingt notwendig auf den spezifischen Wert, Menge, Bereich oder dergleichen begrenzt, es sei denn, dass es spezifisch ausgeführt ist, dass der Wert, Menge, Bereich oder dergleichen für den spezifischen Wert, Menge oder Bereich oder dergleichen erforderlich ist, es sei denn, dass der Wert, Menge, Bereich oder dergleichen offensichtlich erforderlich ist, um den spezifischen Wert, Menge, Bereich oder dergleichen im Prinzip zu erreichen. Ferner sind die Form, das Positionsverhältnis und dergleichen der Komponenten oder dergleichen, die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen erwähnt sind, nicht auf jene beschränkt, die erwähnt sind, es sei denn, dass es insbesondere spezifiziert ist, dass sie auf die spezifische Form, Positionsverhältnis und dergleichen oder dergleichen im Prinzip beschränkt sind.

(Fazit)
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt, der in einigen oder allen der vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiele und den weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben ist, weist der Wärmetauscher einen gestapelten Wärmetauscherabschnitt (Wärmeaustauschabschnitt) auf. Der gestapelte Wärmetauscherabschnitt definiert in sich erste Fluidströmungspfade, durch die ein erstes Fluid in einer ersten Richtung strömt, wobei die ersten Fluidströmungspfade miteinander in einer zweiten Richtung gestapelt sind, die die erste Richtung schneidet; und zweite Fluidströmungspfade, die jeweils zwischen zwei benachbarten ersten Fluidströmungspfaden der ersten Fluidströmungspfade definiert sind, wobei ein zweites Fluid durch die zweiten Fluidströmungspfade in einer dritten Richtung strömt, die die erste Richtung und die zweite Richtung schneidet.
Der Wärmetauscher weist einen Wärmetauscherkern auf, der einen Verteilungsabschnitt, der an der einen Seite der ersten Fluidströmungspfade in der ersten Richtung angeordnet ist und gestaltet ist, um das erste Fluid zu den ersten Fluidströmungspfaden zu verteilen; und einen Sammelabschnitt hat, der an der einen Seite der ersten Fluidströmungspfade in der ersten Richtung angeordnet ist und gestaltet ist, um das erste Fluid von den ersten Fluidströmungspfaden zu sammeln.
Der Wärmetauscher weist einen Einlasstank auf, der einen Einlass hat, durch den das zweite Fluid strömt, und gestaltet ist, um das zweite Fluid zu einem Einlass der zweiten Fluidströmungspfade des Wärmetauscherkerns hin zu führen.
Der Wärmetauscher weist einen Strömungsbegrenzungsabschnitt auf, der gestaltet ist, um eine Einströmung des zweiten Fluids von dem Einlasstank in den Verteilungsabschnitt und den Sammelabschnitt zu unterdrücken. Der Strömungsbegrenzungsabschnitt und der Einlasstank sind als eine einzelne Komponente vorgesehen.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt bilden in dem Wärmetauscher der Verteilungsabschnitt und der Sammelabschnitt gemeinsam (zusammen) einen Verteilungs-Sammelabschnitt aus, der an der einen Seite der ersten Fluidströmungspfade angeordnet ist. Der Verteilungsabschnitt und der Sammelabschnitt sind voneinander in der dritten Richtung versetzt.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt hat der Strömungsbegrenzungsabschnitt einen ersten Wandabschnitt, der an der anderen Seite des Verteilungs-Sammelabschnitts in der ersten Richtung angeordnet ist und sich in der zweiten Richtung erstreckt. Der Strömungsbegrenzungsabschnitt ist gestaltet, um eine Einströmung des zweiten Fluids von dem Einlasstank in den Verteilungs-Sammelabschnitt zu unterdrücken.
Demgemäß kann eine Einströmung des zweiten Fluids in den Verteilungsabschnitt mit dem Sammelabschnitt durch den ersten Wandabschnitt unterdrückt werden.
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt ist ein Endabschnitt des ersten Wandabschnitts, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt zugewandt ist, von dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt beabstandet. Demgemäß kann eine Störung (Beeinflussung) des ersten Wandabschnitts mit dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt vermieden werden.
Gemäß einem fünften Gesichtspunkt weist der gestapelte Wärmetauscherabschnitt Strömungspfadausbildungsabschnitte auf, die in der zweiten Richtung ausgerichtet sind und die ersten Fluidströmungspfade definieren. Der zweite Fluidströmungspfad, in dem eine Außenrippe, die Wärme zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid austauscht, angeordnet ist, ist zwischen zwei benachbarten Fluidströmungsausbildungsabschnitten der Fluidströmungsausbildungsabschnitte definiert.
Der Endabschnitt des ersten Wandabschnitts, der zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt zugewandt ist, hat Zwischenraumausbildungsabschnitte, die in der zweiten Richtung ausgerichtet sind und von dem Strömungspfadausbildungsabschnitt beabstandet sind; und Rippenkontaktabschnitte, von denen jeder zwischen zwei benachbarten Zwischenraumausbildungsabschnitten angeordnet ist und mit der Rippe in Kontakt ist.
Demgemäß kann der Zwischenraum zwischen dem ersten Wandabschnitt und dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt klein gemacht (verkleinert) werden. Demgemäß kann eine Einströmung des zweiten Fluids in den Becherabschnitt weiterhin unterdrückt werden.
Gemäß einem sechsten Gesichtspunkt weist der Wärmetauscher einen Halteabschnitt auf, der einen Einlasstank hält und den Verteilungs-Sammelabschnitt und ein Ende des Wärmetauscherkerns in der dritten Richtung umgibt. Das eine Ende in der dritten Richtung ist ein stromaufwärtiges Ende in einer Strömungsrichtung des zweiten Fluids.
Ein erster Endabschnitt des ersten Wandabschnitts an der einen Seite in der zweiten Richtung ist von dem Halteabschnitt beabstandet und ein zweiter Endabschnitt des ersten Wandabschnitts an der anderen Seite in der zweiten Richtung ist von dem Halteabschnitt beabstandet.
Gemäß einem siebten Gesichtspunkt weist der Strömungsbegrenzungsabschnitt einen zweiten Wandabschnitt, der an der einen Seite in der dritten Richtung in Bezug auf den Verteilungs-Sammelabschnitt angeordnet ist und sich von dem ersten Endabschnitt des ersten Wandabschnitts in der ersten Richtung erstreckt; und einen dritten Wandabschnitt auf, der an der einen Seite in der dritten Richtung in Bezug auf den Verteilungs-Sammelabschnitt angeordnet ist und sich von dem zweiten Endabschnitt des ersten Wandabschnitts in der ersten Richtung erstreckt.
Demgemäß kann eine Einströmung des zweiten Fluids in den Becherabschnitt durch einen Zwischenraum zwischen dem ersten Endabschnitt des ersten Wandabschnitts und dem Halteabschnitt unterdrückt werden und kann eine Einströmung des zweiten Fluids in den Becherabschnitt durch einen Zwischenraum zwischen dem zweiten Endabschnitt des ersten Wandabschnitts und dem Halteabschnitt unterdrückt werden.
Gemäß einem achten Gesichtspunkt weist der Strömungsbegrenzungsabschnitt einen Schließabschnitt auf, der einen Raum in dem Verteilungs-Sammelabschnitt schließt, der durch den ersten Wandabschnitt, den zweiten Wandabschnitt und den dritten Wandabschnitt umgeben ist.
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

JP 2017 [0001]
JP 2011117715 A [0006]

Claims

Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid, wobei der Wärmetauscher Folgendes aufweist: einen Wärmetauscherkern (22), der Folgendes aufweist: einen gestapelten Wärmetauscherabschnitt (24B), in dem Folgendes definiert ist: eine Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden (27a, 27b), durch die das erste Fluid in einer ersten Richtung (Sb) strömt, wobei die Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in einer zweiten Richtung (Sa) ausgerichtet ist, die sich mit der ersten Richtung schneidet, und eine Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfaden (24A), durch die das zweite Fluid in einer dritten Richtung (Sc) strömt, die sich mit der ersten Richtung und der zweiten Richtung schneidet, wobei jeder der Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfade zwischen zwei benachbarten ersten Fluidströmungspfaden der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden definiert ist, einen Verteilungsabschnitt (28b), der an einer ersten Seite der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in der ersten Richtung angeordnet ist, wobei der Verteilungsabschnitt gestaltet ist, um das erste Fluid zu der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden zu verteilen, und einen Sammelabschnitt (28a), der an der ersten Seite der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in der ersten Richtung angeordnet ist, wobei der Sammelabschnitt gestaltet ist, um das erste Fluid von der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden zu sammeln; einen Einlasstank (21a), der einen Einlass (70a) hat, durch den das zweite Fluid strömt, und gestaltet ist, um das zweite Fluid zu Einlässen der Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfaden des Wärmetauscherkerns hin zu führen; und einen Strömungsbegrenzungsabschnitt (36), der gestaltet ist, um eine Einströmung des zweiten Fluids von dem Einlasstank in den Verteilungsabschnitt und den Sammelabschnitt zu unterdrücken, wobei der Strömungsbegrenzungsabschnitt und der Einlasstank als eine einzelne Komponente vorgesehen sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der Verteilungsabschnitt und der Sammelabschnitt zusammen einen Verteilungs-Sammelabschnitt (28) ausbilden, der an der ersten Seite der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in der ersten Richtung angeordnet ist, und der Verteilungsabschnitt und der Sammelabschnitt voneinander in der dritten Richtung versetzt sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei der erste Begrenzungsabschnitt einen ersten Wandabschnitt (36) aufweist, der an einer zweiten Seite in der ersten Richtung in Bezug auf den Verteilungs-Sammelabschnitt angeordnet ist, und sich der Wandabschnitt in der zweiten Richtung erstreckt, um eine Einströmung des zweiten Fluids in den Verteilungs-Sammelabschnitt von dem Einlasstank zu unterdrücken.
Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei ein Ende des ersten Wandabschnitts, das zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt zugewandt ist, von dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt beabstandet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 3, wobei der gestapelte Wärmetauscherabschnitt eine Vielzahl von Strömungspfadausbildungsabschnitten (23) aufweist, die in der zweiten Richtung ausgerichtet sind, wobei jeder der Vielzahl von ersten Fluidströmungspfaden in jedem der Vielzahl von Strömungspfadausbildungsabschnitten definiert ist, jeder der Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfaden zwischen zwei benachbarten Strömungspfadausbildungsabschnitten der Vielzahl von Strömungspfadausbildungsabschnitten definiert ist, eine Rippe (24), die gestaltet ist, um einen Wärmeaustausch zwischen dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid zu bewirken, in jedem der Vielzahl von zweiten Fluidströmungspfaden angeordnet ist, und ein Ende des ersten Wandabschnitts, das zu dem gestapelten Wärmetauscherabschnitt zugewandt ist, Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Zwischenraumausbildungsabschnitten (39b), die in der zweiten Richtung ausgerichtet sind, wobei die Vielzahl von Zwischenraumausbildungsabschnitten von der Vielzahl von Strömungspfadausbildungsabschnitten beabstandet ist, und eine Vielzahl von Rippenkontaktabschnitten (39a) von denen jeder zwischen zwei benachbarten Zwischenraumausbildungsabschnitten der Vielzahl von Zwischenraumausbildungsabschnitten angeordnet ist, wobei die Vielzahl von Rippenkontaktabschnitten mit der Rippe in Kontakt ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der des Weiteren Folgendes aufweist: einen Halteabschnitt (32a), der an der einen Seite in der dritten Richtung in Bezug auf den Wärmetauscherkern angeordnet ist, wobei die eine Seite in der dritten Richtung eine stromaufwärtige Seite in einer Strömungsrichtung des zweiten Fluids ist, wobei der Halteabschnitt den gestapelten Wärmetauscherabschnitt und den Verteilungs-Sammelabschnitt umgibt, der Halteabschnitt durch den Wärmetauscherkern gehalten wird und den Einlasstank hält, ein erster Endabschnitt (36a) des ersten Wandabschnitts an der einen Seite in der zweiten Richtung von dem Halteabschnitt beabstandet ist, und ein zweiter Endabschnitt (36b) des ersten Wandabschnitts an der anderen Seite in der zweiten Richtung von dem Halteabschnitt beabstandet ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 6, wobei der Strömungsbegrenzungsabschnitt Folgendes aufweist: einen zweiten Wandabschnitt (37), der an der einen Seite in der dritten Richtung in Bezug auf den Verteilungs-Sammelabschnitt angeordnet ist und sich von dem ersten Endabschnitt des ersten Wandabschnitts in der ersten Richtung erstreckt, und einen dritten Wandabschnitt (38), der an der einen Seite in der dritten Richtung in Bezug auf den Verteilungs-Sammelabschnitt angeordnet ist und sich von dem zweiten Endabschnitt des ersten Wandabschnitts in der ersten Richtung erstreckt.
Wärmetauscher nach Anspruch 7, wobei der Strömungsbegrenzungsabschnitt einen Schließabschnitt (90) aufweist, der einen Raum in dem Verteilungs-Sammelabschnitt schließt, der durch den ersten Wandabschnitt, den zweiten Wandabschnitt und den dritten Wandabschnitt umgeben ist.