DE112019002195T5

DE112019002195T5 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE112019002195T5
Application number: DE112019002195.8T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Takagi; Kenshiro Muramatsu; Isao Tamada; Hiroyuki Osakabe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US11820199B2; CN112105884A; JP2019190799A; CN112105884B; JP7047577B2; US20210039470A1; WO2019208041A1

Abstract

Ein Kernteil (3) umfasst mehrere Platten (10), die mit einem Spalt dazwischen gestapelt sind, um mehrere Kältemitteldurchlässe (20) und mehrere Kühlwasserdurchlässe (30) auszubilden. Die Kältemitteldurchlässe (20) sind miteinander in einer Stapelrichtung der Platten durch eine Kältemitteleinlassbehälterpartie (21) und eine Kältemittelauslassbehälterpartie (22) verbunden, die voneinander beabstandet sind. Ein Kältemitteleinlass (23) und ein Kältemittelauslass (24) sind mit der Kältemitteleinlassbehälterpartie (21) beziehungsweise der Kältemittelauslassbehälterpartie (22) verbunden und sind an einem Ende des Kernteils (3) in der Stapelrichtung vorgesehen. Der Kältemitteleinlass (23) und die Kältemitteleinlassbehälterpartie (21) sind miteinander durch einen Kältemitteleinlassdurchlass (25) verbunden. Ein Abstand (α) zwischen einer Mitte der Kältemittelauslassbehälterpartie (22) und einer Mitte des Kältemittelauslasses (24) ist kürzer als ein Abstand (β) zwischen einer Mitte der Kältemitteleinlassbehälterpartie (21) und einer Mitte des Kältemitteleinlasses (23).

Description

Querverweis auf zugehörige Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-87289 , die am 27. April 2018 eingereicht wurde, deren Beschreibung hierdurch Bezugnahme aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen gestapelten Wärmetauscher, und genauer gesagt auf einen gestapelten Wärmetauscher, der ein Kühlwasser, das in einem Kühlwasserkreislauf strömt, durch latente Verdunstungswärme eines Kältemittels kühlt, das in einem Kältemittelkreis zirkuliert.
Hintergrund
Patentdokument 1 beschreibt ein Batterietemperatursteuerungssystem, das die Temperatur einer Batterie steuert, die an einem Fahrzeug montiert ist. Dieses System umfasst einen Kühlwasserkreislauf, in dem ein Kühlwasser zirkuliert, sowie einen Kältemittelkreis, in dem ein Kältemittel zirkuliert. Die an dem Fahrzeug montierte Batterie wird durch das Kühlwasser gekühlt, das durch den Kühlwasserkreislauf zirkuliert. Das Kühlwasser, das Wärme von der Batterie aufgenommen hat, wird durch einen Radiator gekühlt, der Wärme zwischen der Außenluft und dem Kühlwasser tauscht, während das Kühlwasser durch den Kühlwasserkreislauf strömt. Ferner wird das Kühlwasser durch einen Wärmetauscher gekühlt, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das in dem Kältemittelkreis zirkuliert, und dem Kühlwasser tauscht.
Patentdokument 2 beschreibt einen gestapelten Wärmetauscher, der einen Wärmetausch zwischen einem Kühlwasser und einem Kältemittel durchführt. Der Wärmetauscher ist ein Verflüssiger, in dem Wärme zwischen einem Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel, das durch einen Wärmepumpenkältemittelkreis strömt, und einem Kühlwasser getauscht wird, um das Kühlwasser zu erwärmen und das Kältemittel zu verflüssigen. Das Kühlwasser, das durch diesen Wärmetauscher erwärmt wird (das heißt, Warmwasser), wird zum Erwärmen des Fahrgastraums verwendet.
Der im Patentdokument 2 beschriebene Wärmetauscher ist ein gestapelter Wärmetauscher, in dem mehrere Platten mit einem vorbestimmten Spalt gestapelt sind, um Kältemitteldurchlässe und Kühlwasserdurchlässe auszubilden. Wenn der Wärmetauscher von der Stapelrichtung aus betrachtet wird, sind ein Kältemitteleinlassbehälter und ein Kältemittelauslassbehälter jeweils an Ecken auf einer diagonalen Linie angeordnet, um die mehreren Kältemitteldurchlässe miteinander zu verbinden. Ferner sind ein Kühlwassereinlassbehälter und ein Kühlwasserauslassbehälter jeweils an Ecken an der anderen diagonalen Linie angeordnet, um die mehreren Kühlwasserdurchlässe miteinander zu verbinden. Der Wärmetauscher hat ein Verbindungsmittel, das mit einer Rohrleitung des Kältemittelkreises an einem Ende in der Stapelrichtung verbindbar ist. Das Verbindungsmittel hat einen Kältemitteleinlass, dem das Kältemittel zugeführt wird, sowie einen Kältemittelauslass, aus dem das Kältemittel ausströmt. Das Verbindungsmittel ist an dem Kühlwassereinlassbehälter vorgesehen, sodass der Kühlwassereinlassbehälter und der Kältemitteleinlass miteinander geradlinig verbunden sind. Der Kühlwasserauslassbehälter und der Kältemittelauslass sind miteinander durch einen Kältemittelrücklaufdurchlass verbunden, der an einem Ende des Wärmetauschers in der Stapelrichtung vorgesehen ist. Weil der im Patentdokument 2 beschriebene Wärmetauscher das Verbindungsmittel umfasst, das den Kältemitteleinlass und den Kältemittelauslass einstückig hat, kann der Wärmetauscher mit einer Komponente des Kältemittelkreises in einer platzsparenden Weise verbunden werden.
Entgegenhaltung
Patentdokument

Patentdokument 1: JP 2014-229480 A
Patentdokument 2: JP 2018-44710 A

Zusammenfassung
Bei dem im Patentdokument 1 beschriebenen Batterietemperatursteuerungssystem ist es wünschenswert, dass der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass in dem Wärmetauscher nahe aneinander angeordnet sind, um Wärme zwischen dem Kältemittel, das in dem Kältemittelkreis zirkuliert, und dem Kühlwasser zu tauschen, um mit einer Komponente des Kältemittelkreises in einer platzsparenden Weise verbunden zu sein. Wenn jedoch die im Patentdokument 2 beschriebene Konfiguration bei diesem Wärmetauscher verwendet wird, gibt es die folgenden Probleme.
Bei dem im Patentdokument 2 beschriebenen Wärmetauscher strömt das gesamte Kältemittel, das durch sein Inneres tritt, durch den Kältemittelrücklaufdurchlass, der die Kältemittelauslassbehälterpartie und den Kältemittelauslass verbindet. Daher ist der Druckverlust des Kältemittels in dem Kältemittelrücklaufdurchlass groß. Wenn die Konfiguration des Wärmetauschers, der im Patentdokument 2 beschrieben ist, bei dem Wärmetauscher des Patentdokuments 1 verwendet wird, der das Kühlwasser durch die latente Verdunstungswärme des Kältemittels kühlt, erhöhen sich der Druck und die Temperatur eines Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass des Kernteils strömt, aufgrund der Erhöhung eines Druckverlusts in dem Kältemittelrücklaufdurchlass. Infolgedessen verschlechtert sich die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers, der das Kühlwasser kühlt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Wärmetauscher bereitzustellen, in dem ein Kältemitteleinlass und ein Kältemittelauslass nahe beieinander angeordnet sind und eine Verringerung der Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, begrenzt ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Wärmetauscher, der eingerichtet ist, Kühlwasser, das in einem Kühlwasserkreislauf strömt, durch latente Verdunstungswärme eines Kältemittels zu kühlen, das in einem Kältemittelkreis zirkuliert:

einen Kernteil, der eine Vielzahl von Platten umfasst, die miteinander durch einen Spalt gestapelt sind, um eine Vielzahl von Kältemitteldurchlässen und eine Vielzahl von Kühlwasserdurchlässen auszubilden, in dem Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch die Kältemitteldurchlässe strömt, und dem Kühlwasser getauscht wird, das durch die Kühlwasserdurchlässe strömt;
eine Kältemitteleinlassbehälterpartie und eine Kältemittelauslassbehälterpartie, die voneinander beabstandet sind, wobei die Vielzahl von Kältemitteldurchlässen miteinander in einer Stapelrichtung der Platten in Verbindung ist;
eine Kühlwassereinlassbehälterpartie und eine Kühlwasserauslassbehälterpartie, die voneinander beabstandet sind, wobei die Vielzahl von Kühlwasserdurchlässen miteinander in der Stapelrichtung verbunden ist;
einen Kältemitteleinlass und einen Kältemittelauslass, die an einem Ende des Kernteils in der Stapelrichtung vorgesehen sind, um mit der Kältemitteleinlassbehälterpartie beziehungsweise der Kältemittelauslassbehälterpartie in Verbindung zu sein; und
einen Kältemitteleinlassdurchlass, der mit dem Kältemitteleinlass und der Kältemitteleinlassbehälterpartie in Verbindung ist.

Ein Abstand zwischen einer Mitte der Kältemittelauslassbehälterpartie und einer Mitte des Kältemittelauslasses ist kürzer als ein Abstand zwischen einer Mitte der Kältemitteleinlassbehälterpartie und einer Mitte des Kältemitteleinlasses.
Entsprechend können der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass aufgrund des Kältemitteleinlassdurchlasses, der den Kältemitteleinlass und die Kältemitteleinlassbehälterpartie verbindet, nahe beieinander angeordnet werden. Daher kann eine Komponente des Kältemittelkreises mit dem Kältemitteleinlass und dem Kältemittelauslass in einer platzsparenden Weise einfach verbunden werden.
Weil das gesamte Kältemittel, das durch das Innere des Wärmetauschers tritt, durch die Kältemitteleinlassbehälterpartie, den Kältemitteleinlass und den Kältemitteleinlassdurchlass strömt, sowie durch die Kältemittelauslassbehälterpartie und den Kältemittelauslass strömt, besteht eine Befürchtung, dass sich ein Druckverlust erhöhen wird.
Daher ist in dem vorliegenden Wärmetauscher der Abstand zwischen der Mitte der Kältemittelauslassbehälterpartie und der Mitte des Kältemittelauslasses kürzer festgelegt als der Abstand zwischen der Mitte der Kältemitteleinlassbehälterpartie und der Mitte des Kältemitteleinlasses. Infolgedessen ist der Druckverlust des Kältemittels, das durch die Kältemittelauslassbehälterpartie und den Kältemittelauslass strömt, kleiner als der Druckverlust des Kältemittels, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass strömt. Daher können der Druck und die Temperatur eines Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass des Kernteils strömt, daran gehindert werden, durch einen Druckverlust des Kältemittels aus der Kältemittelauslassbehälterpartie zu dem Kältemittelauslass erhöht zu werden. Somit kann die Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, daran gehindert werden, sich zu verringern, auch wenn der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass nahe beieinander angeordnet sind.
In dieser Beschreibung umfasst der Abstand zwischen der Mitte der Kältemittelauslassbehälterpartie und der Mitte des Kältemittelauslasses Null.
Weil der Wärmetauscher das Kühlwasser durch die latente Verdunstungswärme des Kältemittels kühlt, ist ein Expansionsventil stromaufwärts des Kältemitteleinlasses vorgesehen, um das Hochdruckkältemittel, das durch den Kältemittelkreis strömt, zu dekomprimieren und zu expandieren. Daher wird der Druck des Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass des Kernteils strömt, durch das Expansionsventil und den Kältemitteleinlassdurchlass reduziert. Somit reduziert die Druckminderung des Kältemittels durch den Kältemitteleinlassdurchlass nicht die Fähigkeit des Wärmetauschers, das Kühlwasser zu kühlen.
Ferner strömt das Kältemittel, das durch den Wärmetauscher strömt, von dem Kältemitteleinlass in Richtung des Kältemittelauslasses und wechselt von dem Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenzustand zu dem kompletten Gaszustand. Weil das Volumen des Kältemittels erhöht wird, ist die Strömungsgeschwindigkeit an dem Kältemittelauslass höher als an dem Kältemitteleinlass. In dem vorliegenden Wärmetauscher wird die Verringerung der Strömungsrate des Kältemittels auf der Kältemittelauslassseite unterdrückt, weil der Druckverlust des Kältemittels, das durch die Kältemittelauslassbehälterpartie und den Kältemittelauslass strömt, gering ist. Daher kann ein Verringern der Fähigkeit des Wärmetauschers, das Kühlwasser zu kühlen, begrenzt werden, während der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass nahe aneinander angeordnet werden können.
Die Bezugszeichen in Klammern, die den Komponenten und dergleichen beigefügt sind, zeigen ein Beispiel einer Übereinstimmung mit den bestimmten Komponenten und dergleichen, die in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Kreislaufkonfiguration einer Batterietemperatursteuerungsvorrichtung zeigt, bei der ein Wärmetauscher gemäß einer ersten Ausführungsform verwendet wird.
2 ist eine Schnittansicht des Wärmetauschers gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Draufsicht des Wärmetauschers, in III-Richtung der 2 betrachtet.
4 ist eine Schnittansicht entlang einer IV-IV-Linie der 2.
5 ist ein Mollier-Diagramm, dass das Verhalten eines Kältemittels zeigt, das in einem Kältemittelkreis zirkuliert, in dem der Wärmetauscher gemäß der ersten Ausführungsform installiert ist.
6 ist eine Schnittansicht eines Wärmetauschers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts VII der 6.
8 ist eine Draufsicht des Wärmetauschers, in VIII-Richtung der 6 betrachtet.
9 ist eine Schnittansicht eines Wärmetauschers gemäß einer dritten Ausführungsform.
10 ist eine Draufsicht eines Wärmetauschers gemäß einer vierten Ausführungsform.
11 ist eine Draufsicht eines Wärmetauschers gemäß einer fünften Ausführungsform.
12 ist eine Draufsicht eines Wärmetauschers gemäß einer sechsten Ausführungsform.
13 ist eine Draufsicht eines Wärmetauschers gemäß einer siebten Ausführungsform.
14 ist eine Draufsicht eines Wärmetauschers gemäß einer achten Ausführungsform.
15 ist eine Draufsicht eines Wärmetauschers gemäß einer neunten Ausführungsform.
16 ist eine Draufsicht eines Wärmetauschers eines Vergleichsbeispiels.

Genaue Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Teilen, die identisch oder äquivalent zueinander in den nachfolgenden Ausführungsformen sind, werden dieselben Bezugszeichen gegeben, und diese werden nicht beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Wärmetauscher 1 dieser Ausführungsform wird bei einem Batterietemperatursteuerungssystem 100 verwendet, das die Temperatur einer Batterie steuert, die an einem Fahrzeug montiert ist. Das Batterietemperatursteuerungssystem 100 ist in einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder dergleichen installiert und wird zum Kühlen einer Batterie 2 zum Antreiben eines Motors eines Fahrzeugs verwendet.
Zunächst wird das Batterietemperatursteuerungssystem 100 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Batterietemperatursteuerungssystem 100 einen Kühlwasserkreislauf 110, in dem Kühlwasser, wie etwa Wasser oder ein Frostschutzmittel zirkuliert, sowie einen Kältemittelkreis 120, in dem ein Kältemittel zirkuliert. Das Kältemittel, das in dem Kältemittelkreis 120 zirkuliert, ist beispielsweise R-1234yf oder dergleichen.
Der Kühlwasserkreislauf 110 umfasst einen Kühler 111, einen Radiator 112, eine Wasserpumpe 113 sowie den Wärmetauscher 1 dieser Ausführungsform, die in einer ringförmigen Gestalt durch ein Kühlwasserrohr 114 verbunden sind. Der Kühler 111 ist ein wassergekühlter Wärmetauscher, der Wärme zwischen der Batterie 2 und einem Kühlwasser tauscht. Die von der Batterie 2 erzeugte Wärme wird durch das Kühlwasser aufgenommen. Der Radiator 112 ist ein luftgekühlter Wärmetauscher, der Wärme zwischen einer Außenluft und einem Kühlwasser tauscht. Das Kühlwasser, das durch den Radiator 112 strömt, wird gekühlt, indem es Wärme an die Außenluft abstrahlt. Die Wasserpumpe 113 zirkuliert das Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf 110. Der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlwasser, das in dem Kühlwasserkreislauf 110 zirkuliert, und dem Kältemittel tauscht, das in dem Kältemittelkreis 120 zirkuliert.
Der Kältemittelkreis 120 umfasst einen Kompressor 121, einen Verflüssiger 122, ein Expansionsventil 123 und den Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform, die in einer ringförmigen Gestalt durch ein Kältemittelrohr 124 verbunden sind. Der Kompressor 121 komprimiert das Kältemittel, das aus dem Kältemittelrohr 124 gesaugt wird, das mit dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform verbunden ist, und stößt das komprimierte Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck in Richtung des Verflüssigers 122 aus. Der Verflüssiger 122 ist ein luftgekühlter Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Kompressor 121 ausgestoßen wird, und der Außenluft tauscht. Das Kältemittel, das durch den Verflüssiger 122 strömt, strahlt Wärme an die Außenluft ab, um verflüssigt zu werden.
Das Expansionsventil 123 ist eine feste Drossel, wie etwa eine Öffnung oder eine Düse zum Dekomprimieren und Expandieren des Kältemittels, oder eine geeignete variable Drossel. Das Flüssigphasenkältemittel, das in dem Verflüssiger 122 verflüssigt wird, wird dekomprimiert, wenn es durch das Expansionsventil 123 tritt und wobei ein nebelartiges Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenkältemittel in den Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform strömt. Das Kältemittel, das durch den Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform strömt, nimmt Wärme von dem Kühlwasser auf, um zu verdampfen, und strömt in Richtung des Kompressors 121 aus. Das Kühlwasser, das durch den Wärmetauscher 1 dieser Ausführungsform strömt, wird durch die latente Verdunstungswärme des Kältemittels gekühlt.
Auf diese Weise kühlt das Batterietemperatursteuerungssystem 100 die Batterie 2, die an dem Fahrzeug montiert ist, mit dem Kühlwasser, das durch den Kühler 111 des Kühlwasserkreislaufs 110 strömt. Das Kühlwasser, das Wärme von der Batterie 2 in dem Kühler 111 aufgenommen hat, wird durch den Radiator 112 und den Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform gekühlt, wenn es durch den Kühlwasserkreislauf 110 strömt. Daher ist der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform ein Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher, der das Kühlwasser, das durch den Kühlwasserkreislauf 110 strömt, durch die latente Verdunstungswärme des Kältemittels kühlt, das in dem Kältemittelkreis 120 zirkuliert. Anders gesagt, der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verdunster, der stromabwärts des Expansionsventils 123 des Kältemittelkreises 120 und stromaufwärts des Kompressors 121 angeordnet ist.
Als Nächstes wird der Wärmetauscher 1 dieser Ausführungsform beschrieben. Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, hat der Wärmetauscher 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Kernteil 3, eine Kältemitteleinlassbehälterpartie 21, eine Kältemittelauslassbehälterpartie 22, eine Kühlwassereinlassbehälterpartie 31, eine Kühlwasserauslassbehälterpartie 32, einen Kältemitteleinlass 23, einen Kältemittelauslass 24, ein Verbindungsmittel 40 sowie einen Kältemitteleinlassdurchlass 25.
Der Kernteil 3 ist eingerichtet, indem mehrere Platten 10 mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen gestapelt werden. Die mehreren Platten 10 werden in der Stapelrichtung gestapelt. Mehrere Kältemitteldurchlässe 20 und mehrere Kühlwasserdurchlässe 30 sind durch den Spalt zwischen den Platten 10 in der Stapelrichtung wechselweise ausgebildet. Die Anzahl der Kältemitteldurchlässe 20 und die Anzahl der Kühlwasserdurchlässe 30 werden beliebig in Abhängigkeit der Kühlleistungsfähigkeit festgelegt, die für den Wärmetauscher 1 erforderlich ist. Das Kältemittel, das durch die Kältemitteldurchlässe 20 strömt, und das Kühlwasser, das durch die Kühlwasserdurchlässe 30 strömt, tauschen Wärme mittels der Platte 10 aus. Das heißt, Wärme wird zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser in dem Kernteil 3 getauscht.
Der Kernteil 3 ist in einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt, von der Stapelrichtung aus betrachtet, ausgebildet, und wobei die äußeren Ränder der vier Ecken in einer Bogengestalt ausgebildet sind. Die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21, die Kältemittelauslassbehälterpartie 22, die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 beziehungsweise die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 sind an den vier Ecken des Kernteils 3 ausgebildet.
Die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 verbinden die Kältemitteldurchlässe 20 miteinander in der Stapelrichtung in dem Kernteil 3. Die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 sind in dem Kernteil 3 vorgesehen, um voneinander beabstandet zu sein. Genauer gesagt, die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 sind jeweils an einer Ecke und der anderen Ecke der diagonalen Linie angeordnet, wenn der Kernteil 3 von der Stapelrichtung aus betrachtet wird. Dies ermöglicht es, den Abstand zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 zu erhöhen.
Die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 ist mit dem Kältemitteleinlass 23 über den Kältemitteleinlassdurchlass 25 verbunden. Die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 ist mit dem Kältemittelauslass 24 verbunden. Das Kältemittel strömt durch den Kältemitteleinlass 23 aus dem Kältemittelkreis 120 in den Wärmetauscher 1. Der Kältemitteleinlassdurchlass 25 verbindet den Kältemitteleinlass 23 mit der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21. Der Kältemitteleinlassdurchlass 25 ist an einem Ende des Kernteils 3 in der Stapelrichtung vorgesehen. Genauer gesagt, der Kältemitteleinlassdurchlass 25 ist zwischen einer äußersten Endplatte 10a der Platten 10, die an einem Ende in der Stapelrichtung vorgesehen ist, und einer benachbarten Platte 10b begrenzt, die zu der äußersten Endplatte 10a in der Stapelrichtung benachbart ist. Das Kältemittel strömt durch den Kältemittelauslass 24 aus dem Wärmetauscher 1 zu dem Kältemittelkreis 120.
Infolgedessen strömt, wie durch den durchgezogenen Pfeil R in 2 und den durchgezogenen Pfeil R in 4 gezeigt ist, das Kältemittel durch die Kältemitteldurchlässe 20, nachdem das Kältemittel, das dem Kältemitteleinlass 23 zugeführt wurde, in die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 über den Kältemitteleinlassdurchlass 25 geströmt ist. Dann wird das Kältemittel, das durch die Kältemitteldurchlässe 20 strömt, in der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 gesammelt und strömt dann aus dem Kältemittelauslass 24 aus.
Die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbinden die Kühlwasserdurchlässe 30 miteinander in der Stapelrichtung in dem Kernteil 3. Die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 sind in dem Kernteil 3 vorgesehen, um voneinander beabstandet zu sein. Genauer gesagt, die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 sind an einer Ecke und der anderen Ecke auf einer diagonalen Linie, die von der diagonalen Linie verschieden ist, auf der die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 angeordnet sind, in dem Kernteil 3, der von der Stapelrichtung aus betrachtet wird, angeordnet. Infolgedessen kann der Abstand zwischen der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 erhöht werden.
Die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 ist mit dem Kühlwassereinlass 33 verbunden. Die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 ist mit dem Kühlwasserauslass 34 verbunden. Das Kühlwasser strömt in den Wärmetauscher 1 durch den Kühlwassereinlass 33 aus dem Kühlwasserkreislauf 110. Das Kühlwasser strömt aus dem Wärmetauscher 1 zu dem Kühlwasserkreislauf 110 durch den Kühlwasserauslass 34 aus. Das Kühlwasser, das dem Kühlwassereinlass 33 zugeführt wird, strömt in die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und strömt dann durch die Kühlwasserdurchlässe 30, wie durch den gestrichelten Pfeil W in 4 angezeigt ist. Dann wird das Kühlwasser, das durch die Kühlwasserdurchlässe 30 geströmt ist, in der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 gesammelt und strömt dann aus dem Kühlwasserauslass 34 aus.
Es ist möglich den Abstand zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 zu erhöhen, indem die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 jeweils an Ecken auf einer diagonalen Linie des Kernteils 3, von der Stapelrichtung aus betrachtet, angeordnet werden. Ferner ist es möglich, den Abstand zwischen der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 zu erhöhen, indem die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 jeweils an Ecken auf einer anderen diagonalen Linie angeordnet werden, die von der vorstehend beschriebenen diagonalen Linie verschieden ist. Dadurch ist es möglich, den Wärmetauschwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel, das durch die Kältemitteldurchlässe 20 strömt, und dem Kühlwasser, das durch die Kühlwasserdurchlässe 30 strömt, in dem Kernteil 3 zu erhöhen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl der Kältemitteleinlass 23 als auch der Kältemittelauslass 24 an einem Ende des Kernteils 3 in der Stapelrichtung vorgesehen. Genauer gesagt, sind sowohl der Kältemitteleinlass 23 als auch der Kältemittelauslass 24 in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen, das als eine einteilige Komponente ausgebildet ist. Daher sind der Kältemitteleinlass 23 und der Kältemittelauslass 24 vergleichsweise nahe aneinander, verglichen mit der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und der Kältemittelauslassbehälterpartie 22, die an Ecken der diagonalen des Kernteils 3 angeordnet sind. Infolgedessen kann bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Komponente des Kältemittelkreises 120 mit dem Kältemitteleinlass 23 und dem Kältemittelauslass 24 in einer platzsparenden Weise verbunden werden.
Eine Komponente des Kältemittelkreises 120, die mit dem Verbindungsmittel 40 verbunden ist, ist beispielsweise ein integriertes thermisches Expansionsventil 123a, das ein Temperaturerfassungsmittel und eine Durchlasseinstelleinheit einstückig umfasst. Das integrierte thermische Expansionsventil 123a ist so eingerichtet, dass das Temperaturerfassungsmittel die Temperatur eines Kältemittels erfasst, das aus dem Kältemittelauslass 24 ausströmt, und dass die Durchlasseinstelleinheit die Durchlassfläche als Reaktion auf die erfasste Kältemitteltemperatur automatisch einstellt. In diesem Fall sind der Kältemittelauslass 24 und das Temperaturerfassungsmittel verbunden, und sind der Kältemitteleinlass 23 und die Durchlasseinstelleinheit verbunden. In dieser Ausführungsform ist es möglich, die Herstellungstoleranz hinsichtlich der Positionen des Kältemitteleinlasses 23 und des Kältemittelauslasses 24 zu reduzieren, weil der Kältemitteleinlass 23 und der Kältemittelauslass 24 in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen sind. Daher können das Verbindungsmittel 40 und das integrierte thermische Expansionsventil 123a einfach verbunden werden.
Die Komponente des Kältemittelkreises 120, die mit dem Verbindungsmittel 40 verbunden ist, ist nicht auf das integrierte thermische Expansionsventil 123a beschränkt. Die Komponente des Kältemittelkreises 120 können beispielsweise ein thermisches Expansionsventil sein, bei dem das Temperaturerfassungsmittel und die Durchlasseinstelleinheit als separate Elemente eingerichtet sind, ein elektronisch gesteuertes Expansionsventil oder das Kältemittelrohr 124 des Kältemittelkreises 120. Der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform fungiert als ein Verdunster des Kältemittelkreises 120, und wobei die Durchlasseinstelleinheit des Expansionsventils 123 des Kältemittelkreises 120 stromaufwärts des Kältemitteleinlasses 23 vorgesehen ist.
Das Verbindungsmittel 40 ist an einer Position vorgesehen, die näher an der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 als der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 an einem Ende des Kernteils 3 in der Stapelrichtung ist. Genauer gesagt, ist das Verbindungsmittel 40 so angeordnet, dass der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kürzer ist als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 Null.
Ferner ist das Verbindungsmittel 40 in einem Bereich angeordnet, der benachbart zu der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 bezüglich einer Linie VL ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet. Daher sind sowohl der Kältemitteleinlass 23 als auch der Kältemittelauslass 24 in dem Bereich angeordnet, der benachbart zu der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 bezüglich der Linie VL ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Verbindungsmittel 40 so vorgesehen, dass der Kältemittelauslass 24 unmittelbar über der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 angeordnet ist. Daher sind der Kältemittelauslass 24 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 miteinander in einer geradlinigen Liniengestalt ohne eine extreme Biegung verbunden. Jedoch ist die Anordnung des Verbindungsmittels 40 nicht auf die Gestalt beschränkt, bei der der Kältemittelauslass 24 unmittelbar über der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 angeordnet ist. Das heißt, der Kältemittelauslass 24 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 können voneinander abweichen, wenn der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kürzer ist als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23. Das heißt, α≥0 kann erfüllt sein.
Bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform sind der Kältemitteleinlass 23 und die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 voneinander getrennt, weil das Verbindungsmittel 40 an der vorstehend beschriebenen Position angeordnet ist. Daher umfasst der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform den Kältemitteleinlassdurchlass 25, der den Kältemitteleinlass 23 und die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 verbindet.
Das gesamte Kältemittel, das durch das Innere des Wärmetauschers 1 tritt, strömt durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25. Daher besteht bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform die Befürchtung, dass sich der Druckverlust des Kältemittels an dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 erhöht. Wenn die Position des Verbindungsmittels 40 etwas bezüglich den Positionen in den 2 und 3 geändert wird, sodass der Kältemittelauslass 24 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 voneinander abweichen, kann der Druckverlust des Kältemittels auch in einem Durchlass auftreten, der die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und den Kältemittelauslass 24 verbindet. Daher ist bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kleiner festgelegt als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23.
Die Gründe werden nachstehend beschrieben, warum bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kleiner festgelegt ist als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23.
Eine durchgezogene Linie, die die Punkte A bis E in 5 verbindet, ist ein Mollier-Diagramm, dass das Verhalten des Kältemittels zeigt, das in dem Kältemittelkreis 120 zirkuliert, in dem der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform installiert ist.
Der Punkt A zeigt den Zustand des Kältemittels, das aus der Ausstoßöffnung des Kompressors 121 ausgestoßen wird, das heißt, den Zustand des Kältemittels, das in den Verflüssiger 122 strömt. Der Punkt B zeigt den Zustand des Kältemittels, das aus dem Verflüssiger 122 ausströmt, das heißt, den Zustand des Kältemittels, das in das Expansionsventil 123 strömt. Der Punkt C zeigt den Zustand des Kältemittels, das aus dem Expansionsventil 123 ausströmt, das heißt, den Zustand des Kältemittels, das in den Kältemitteleinlass 23 des Wärmetauschers 1 der vorliegenden Ausführungsform strömt. Der Punkt D zeigt den Zustand des Kältemittels, das aus dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 in die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 in dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform strömt. Der Punkt E zeigt den Zustand des Kältemittels, das aus dem Kältemittelauslass 24 des Wärmetauschers 1 der Ausführungsform ausströmt. Das heißt, das Kältemittel, das durch den Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform strömt, strömt durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 zwischen den Punkten C und D. Ferner strömt das Kältemittel durch die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21, den Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 zwischen den Punkten D und E.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform der Druck eines Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 strömt, durch das Expansionsventil 123 und den Kältemitteleinlassdurchlass 25 reduziert. Daher wird bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform, während der Druck des Kältemittels durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 verringert wird, die Fähigkeit des Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 strömt, das Kühlwasser zu kühlen, nicht verringert.
Ferner bewegt sich das Kältemittel, das durch den Wärmetauscher 1 strömt, von dem Kältemitteleinlass 23 zu dem Kältemittelauslass 24 und wir von dem Gas-Flüssigkeits-Zweiphasenzustand zu dem gesamten Gaszustand gewandelt. Weil das Volumen des Kältemittels erhöht wird, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels an dem Kältemittelauslass 24 größer als an dem Kältemitteleinlass 23. In dieser Hinsicht wird die Verringerung der Strömungsrate des Kältemittels an dem Kältemittelauslass 24 bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform unterdrückt, weil der Druckverlust des Kältemittels, das durch die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und den Kältemittelauslass 24 strömt, gering ist. Daher kann die Fähigkeit des Wärmetauschers 1, das Kühlwasser zu kühlen, daran gehindert werden, sich zu verringern, wenn der Kältemitteleinlass 23 und der Kältemittelauslass 24 nahe aneinander angeordnet sind.
Zum Vergleich mit dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform wird ein Wärmetauscher 200 eines Vergleichsbeispiels beschrieben. Wie in 16 gezeigt ist, ist bei dem Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23 auf 0 festgelegt, sodass die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und der Kältemittelauslass 24 miteinander durch einen Kältemittelrücklaufdurchlass 26 verbunden sind. Das heißt, bei dem Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels ist der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 länger gemacht als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23.
Eine gestrichelte Linie, die die Punkte C, F und E in 5 verbindet, stellt das Verhalten des Kältemittels, das durch den Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels strömt, in dem Mollier-Diagramm dar. Bei dieser gestrichelten Linie zeigt der Punkt F den Zustand des Kältemittels, das von der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 in den Kältemittelrücklaufdurchlass 26 bei dem Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels strömt. Das heißt, das Kältemittel, das durch den Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels strömt, strömt von dem Kältemitteleinlass 23 zu der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21, dem Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 und der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 zwischen den Punkten C und F. Zusätzlich strömt das Kältemittel durch den Kältemittelrücklaufdurchlass 26 zwischen den Punkten F und E.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei dem Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels der Druck und die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 strömt, durch den Druckverlust des Kältemittels erhöht, das durch den Kältemittelrücklaufdurchlass 26 strömt. Daher wird bei dem Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels die Fähigkeit eines Kühlens des Kühlwassers durch das Kältemittel, das durch den Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 strömt, reduziert.
Im Gegensatz zu dem Wärmetauscher 200 des Vergleichsbeispiels hat der Wärmetauscher 1 dieser Ausführungsform die nachfolgenden Wirkungen.

(1) Bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform ist der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kürzer als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23. Infolgedessen ist der Druckverlust des Kältemittels, das durch die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und den Kältemittelauslass 24 strömt, kleiner als der Druckverlust des Kältemittels, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 strömt, der die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und den Kältemitteleinlass 23 verbindet. Daher ist es möglich, den Druck und die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 strömt, daran zu hindern, sich aufgrund des Druckverlusts des Kältemittels zu erhöhen, das durch die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und den Kältemittelauslass 24 strömt. Daher kann die Fähigkeit, das Kühlwasser durch den Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform zu kühlen, daran gehindert werden, sich zu verringern, auch wenn der Kältemitteleinlass 23 und der Kältemittelauslass 24 nahe beieinander angeordnet sind.
(2) Ferner wird bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform der Druck des Kältemittels, das durch den Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 strömt, durch das Expansionsventil 123 und den Kältemitteleinlassdurchlass 25 reduziert, die stromaufwärts des Kältemitteleinlasses 23 angeordnet sind. Daher wird die Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, in dem Wärmetauscher 1 durch die Verringerung des Drucks des Kältemittels durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 nicht reduziert.
(3) Ferner ist bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform der Druckverlust des Kältemittels, das durch die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und den Kältemittelauslass 24 strömt, gering, sodass die Strömungsrate des Kältemittels daran gehindert wird, sich bei dem Kältemittelauslass 24 zu verringern. Daher ist es möglich, den Kältemitteleinlass 23 und den Kältemittelauslass 24 bei diesem Wärmetauscher 1 nahe beieinander anzuordnen, während eine Verringerung der Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, begrenzt wird.
(4) Der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform umfasst den Kältemitteleinlassdurchlass 25, der den Kältemitteleinlass 23 und die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 verbindet. Dies ermöglicht es dem Kältemitteleinlass 23 und dem Kältemittelauslass 24 nahe aneinander angeordnet zu sein. Daher kann bei diesem Wärmetauscher 1 eine Komponente des Kältemittelkreises 120 mit dem Kältemitteleinlass 23 und dem Kältemittelauslass 24 in einer platzsparenden Weise einfach verbunden werden.
(5) Das Expansionsventil 123 ist stromaufwärts des Kältemitteleinlasses 23 bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform angeordnet, um das Hochdruckkältemittel zu dekomprimieren und expandieren, das durch den Kältemittelkreis 120 strömt. Infolgedessen fungiert der Wärmetauscher 1 als ein Verdunster des Kältemittelkreises 120.
(6) Bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform sind der Kältemittelauslass 24 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 miteinander in einer geraden Linie verbunden, ohne eine extreme Biegung zu vollführen. Daher kann der Druckverlust des Kältemittels, der aus der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 zu dem Kältemittelauslass 24 strömt, reduziert werden. Daher ist es möglich, den Druck und die Temperatur des Kältemittels, das in dem Kältemitteldurchlass 20 des Kernteils 3 strömt, daran zu hindern, sich aufgrund des Druckverlusts des Kältemittels zu erhöhen, das von der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 zu dem Kältemittelauslass 24 strömt. Ferner ist es möglich, eine Verringerung der Strömungsrate des Kältemittels zu unterdrücken, das durch den Wärmetauscher 1 strömt.
(7) Bei dem Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform sind der Kältemittelauslass 24 und der Kältemitteleinlass 23 in dem Bereich vorgesehen, der benachbart zu der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 bezüglich der Linie VL ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet. Dies ermöglicht es dem Kältemitteleinlass 23 und dem Kältemittelauslass 24, nahe aneinander angeordnet zu sein. Daher kann bei diesem Wärmetauscher 1 eine Komponente des Kältemittelkreises 120 mit dem Kältemitteleinlass 23 und dem Kältemittelauslass 24 in einer platzsparenden Weise einfach verbunden werden.
(8) In dieser Ausführungsform sind der Kältemitteleinlass 23 und der Kältemittelauslass 24 in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen. Entsprechend ist es möglich, die Herstellungstoleranz bezüglich der Positionen des Kältemitteleinlasses 23 und des Kältemittelauslasses 24 zu reduzieren. Daher kann beispielsweise das integrierte thermische Expansionsventil 123a, das das Temperaturerfassungsmittel und die Durchlasseinstelleinheit einstückig hat, an dem Kältemitteleinlass 23 und dem Kältemittelauslass 24, die in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen sind, einfach befestigt werden.
(9) Der Wärmetauscher 1 der vorliegenden Ausführungsform wird bei dem Batterietemperatursteuerungssystem 100 verwendet, das die Batterie 2 kühlt, die an einem Fahrzeug montiert ist. Der Wärmetauscher 1 ist als ein Verdunster eingerichtet, der das Kühlwasser, das Wärme von der Batterie 2 in dem Kühler 111 aufgenommen hat, durch die latente Verdunstungswärme des Kältemittels kühlt, das in dem Kältemittelkreis 120 zirkuliert. Daher ist es möglich, die Leistungsfähigkeit des Batterietemperatursteuerungssystems 100 zu verbessern, das die Batterie 2 kühlt, indem der Wärmetauscher 1 bei dem Batterietemperatursteuerungssystem 100 verwendet wird.

(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform wird beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist eine Abwandlung der ersten Ausführungsform, bei der ein Teil der Konfiguration in dem Kältemitteldurchlass 20 und in dem Kühlwasserdurchlass 30 abgewandelt ist. Lediglich Teile, die von der ersten Ausführungsform verschieden sind, werden beschrieben.
Wie in den 6 bis 8 gezeigt ist, umfasst der Wärmetauscher 1 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Innenlamelle 50, die in den Kältemitteldurchlässen 20 und den Kühlwasserdurchlässen 30 des Kernteils 3 angeordnet ist. Die Innenlamelle 50 kann verschiedene Gestalten haben, wie etwa eine versetzte Lamelle, eine gewellte Lamelle oder eine Gitterlamelle. Die Innenlamelle 50 erhöht die Wärmeübertragungsfläche, um den Wärmetauschwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel, das durch den Kältemitteldurchlass 20 strömt, und dem Kühlwasser zu erhöhen, das durch den Kühlwasserdurchlass 30 strömt.
Die Innenlamelle 50, die in den Kältemitteldurchlässen 20 vorgesehen ist, wird als eine Kältemittelinnenlamelle 52 bezeichnet, und die Innenlamelle 50, die in den Kühlwasserdurchlässen 30 vorgesehen ist, wird als eine Kühlwasserinnenlamelle 53 bezeichnet. Die Kältemittelinnenlamelle 52 ist an der Platte 10, die den Kältemitteldurchlass 20 ausbildet, beispielsweise durch Löten fixiert. Die Kühlwasserinnenlamelle 53 ist an der Platte 10, die den Kühlwasserdurchlass 30 ausbildet, beispielsweise durch Löten fixiert.
In der zweiten Ausführungsform ist, wie in der ersten Ausführungsform, die Innenlamelle 50 nicht in dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 vorgesehen. Infolgedessen wird eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 strömt, unterdrückt, und wird eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels begrenzt, das durch den Wärmetauscher 1 strömt. Daher ist es möglich, eine Verringerung der Fähigkeit, das Kühlwasser aufgrund der Kaltwärme des Kältemittels zu kühlen, zu begrenzen, während der Wärmetauscher 1 der zweiten Ausführungsform den Kältemitteleinlassdurchlass 25 umfasst.
In der zweiten Ausführungsform ist ein Durchlass des Kernteils 3, der die Platte 10 benachbart zu dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 durch ist, der Kältemitteldurchlass 20. In diesem Fall ist ein Wärmetausch zwischen dem Kältemittel, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 strömt, und dem Kältemittel, das durch den Kältemitteldurchlass 20 strömt, der benachbart zu dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 ist, nicht notwendig. Daher verringert sich bei dem Wärmetauscher 1 der zweiten Ausführungsform die Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, nicht, während die Innenlamelle 50 in dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 nicht vorgesehen ist.
In der zweiten Ausführungsform besteht der Kernteil 3 aus zwei Arten von Platten 10, beispielsweise, einer ersten Platte 11 und einer zweiten Platte 12. Die erste Platte 11 hat einen Grat 13, der vorgesehen ist, um aus dem flachen Flächenabschnitt der Platte 10 in Richtung des Verbindungsmittels 40 in der Stapelrichtung zylindrisch vorzustehen. Die zweite Platte 12 hat einen Grat 14, der vorgesehen ist, um aus dem flachen Flächenabschnitt der Platte 10 weg von dem Verbindungsmittel 40 in der Stapelrichtung zylindrisch vorzustehen. Die erste Platte 11 und die zweite Platte 12 sind in der Stapelrichtung wechselweise gestapelt. Der Grat 13 der ersten Platte 11 und der Grat 14 der zweiten Platte 12 haften aneinander an, wodurch die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21, die Kältemittelauslassbehälterpartie 22, die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 ausgebildet werden.
Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, ist der Grat 13 der ersten Platte 11, die benachbart zu der äußersten Endplatte 10a in der Stapelrichtung ist, mit einem Teil der äußersten Endplatte 10a, der die Innenwand des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 ausbildet, mittels Löten oder dergleichen verbunden. In 7 ist der Verbindungsabschnitt zwischen dem Grat 13 und der äußersten Endplatte 10a gezeigt, indem er durch eine Strichpunktlinie B1 umgeben ist. In 8 ist der Verbindungsabschnitt durch eine gestrichelte Linie B1 gezeigt. Dies ermöglicht es, die Steifigkeit der äußersten Endplatte 10a in der Stapelrichtung zu erhöhen, und den Druckwiderstand des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 in der Stapelrichtung zu erhöhen. Daher kann der Wärmetauscher 1 der zweiten Ausführungsform daran gehindert werden, zerstört zu werden, auch wenn der Druck des Kältemittels, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 strömt, hoch wird.
Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, hat die erste Platte 11 eine erste Rippe 15, die in Richtung der zweiten Platte 12 an einem Teil auf der Außenseite der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 vorsteht. Die zweite Platte 12 hat eine zweite Rippe 16, die in Richtung der ersten Platte 11 auf einem Teil der Außenseite der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 vorsteht. Die erste Rippe 15 der ersten Platte 11 und die zweite Rippe 16 der zweiten Platte 12 sind durch Löten oder dergleichen verbunden. In 7 ist der Verbindungsabschnitt zwischen der ersten Rippe 15 und der zweiten Rippe 16 gezeigt, indem er durch eine Strichpunktlinie B2 umgeben ist. In 8 ist der Verbindungsabschnitt durch eine gestrichelte Linie B2 und eine Schraffur gezeigt. Die erste Rippe 15 der ersten Platte 11 und die zweite Rippe 16 der zweiten Platte 12 sind miteinander verbunden, wodurch ein Positionieren der ersten Platte 11 und der zweiten Platte 12 in der Stapelrichtung bestimmt werden, und wobei die Druckbeständigkeit des Kernteils 3 in der Stapelrichtung erhöht wird.
Wie in 6 gezeigt ist, hat die erste Platte 11 eine dritte Rippe 17, die in Richtung der zweiten Platte 12 an einem Teil auf der Außenseite der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 vorsteht. Die zweite Platte 12 hat eine vierte Rippe 18, die in Richtung der ersten Platte 11 auf einem Teil auf der Außenseite der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 vorsteht. Die dritte Rippe 17 der ersten Platte 11 und die vierte Rippe 18 der zweiten Platte 12 sind durch Löten oder dergleichen verbunden. Die dritte Rippe 17 der ersten Platte 11 und die vierte Rippe 18 der zweiten Platte 12 sind miteinander verbunden, wodurch das Positionieren der ersten Platte 11 und der zweiten Platte 12 in der Stapelrichtung bestimmt wird und die Druckbeständigkeit des Kernteils 3 in der Stapelrichtung erhöht wird. Infolgedessen kann der Wärmetauscher 1 der zweiten Ausführungsform daran gehindert werden, zu brechen, auch wenn der Kältemitteldruck hoch wird.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform wird beschrieben. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform und dergleichen bei der Konfiguration des Inneren des Kältemitteleinlassdurchlasses 25, und wobei die anderen Teile dieselben sind wie bei der zweiten Ausführungsform und dergleichen. Daher wird lediglich der Teil beschrieben, der von der ersten Ausführungsform und dergleichen verschieden ist.
Wie in 9 gezeigt ist, ist bei der dritten Ausführungsform eine Innenlamelle mit geringem Druckverlust 51 in dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 vorgesehen. Die Innenlamelle mit geringem Druckverlust 51 ist ausgebildet, um einen Durchlasswiderstand zu haben, der kleiner ist als derjenige der Innenlamelle 50, die in den Kältemitteldurchlässen 20 und den Kühlwasserdurchlässen 30 vorgesehen ist. Die Innenlamelle mit geringem Druckverlust 51 haftet an der äußersten Endplatte 10a an, die den Kältemitteleinlassdurchlass 25 ausbildet, sowie der benachbarten Platte 10, die zu dieser benachbart ist, beispielsweise mittels Löten. Dies ermöglicht es, die Druckbeständigkeit des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 zu erhöhen.
Anstatt die Innenlamelle mit geringem Druckverlust 51 in dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 vorzusehen, kann eine Struktur mit geringem Druckverlust, wie etwa eine Rippe, die einen Durchlasswiderstand hat, der kleiner ist als derjenige der Innenlamelle 50, die in den Kältemitteldurchlässen 20 und den Kühlwasserdurchlässen 30 vorgesehen ist, vorgesehen sein.
In der dritten Ausführungsform ist der Druckverlust der Innenlamelle mit geringem Druckverlust 51 oder der Struktur, die in dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 vorgesehen sind, gering, wobei dadurch eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels unterdrückt wird, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass 25 strömt. Somit ist es möglich, eine Verringerung der Strömungsrate des Kältemittels zu unterdrücken, der durch den Wärmetauscher 1 strömt. Daher ist es möglich, die Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, daran zu hindern, sich zu verringern, auch wenn der Wärmetauscher 1 der dritten Ausführungsform die Innenlamellen oder dergleichen in dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 umfasst.
Ferner sind in der dritten Ausführungsform die Innenlamelle mit geringem Druckverlust 51 oder die Struktur mit geringem Druckverlust in dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 vorgesehen, um die Steifigkeit des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 zu erhöhen und die Druckbeständigkeit des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 zu erhöhen.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform wird beschrieben. Die vierte Ausführungsform ist eine Abwandlung der ersten Ausführungsform und dergleichen, bei der die Konfiguration des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 abgewandelt ist. Der andere Teil ist derselbe wie die erste Ausführungsform und dergleichen. Lediglich der Teil wird beschrieben, der von der ersten Ausführungsform und dergleichen verschieden ist.
Wie in 10 gezeigt ist, umfasst der Wärmetauscher 1 der vierten Ausführungsform mehrere Kältemitteleinlassdurchlässe 251 und 252, die den Kältemitteleinlass 23 und die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 verbinden. Die Anzahl und Gestalt der Kältemitteleinlassdurchlässe 25 kann auf geeignete Weise in Übereinstimmung mit dem Raum des Fahrzeugs geändert werden, in dem der Wärmetauscher 1 montiert ist.
In der vierten Ausführungsform ist es möglich, die Gesamtdurchlassquerschnittsfläche des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 zu erhöhen, indem die Anzahl der Kältemitteleinlassdurchlässe 25 erhöht wird. Daher kann bei der vierten Ausführungsform der Durchlasswiderstand des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 reduziert werden. Wenn ferner die Gesamtdurchlassquerschnittsfläche des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 der vierten Ausführungsform dieselbe wie die Durchlassquerschnittsfläche von einem Kältemitteleinlassdurchlass 25 in der ersten Ausführungsform und dergleichen ist, ist es möglich, die Höhe des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 in der vierten Ausführungsform zu reduzieren.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform wird beschrieben. In der fünften Ausführungsform sind die Anordnung des Verbindungsmittels 40 und ein Teil des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 gegenüber denjenigen der ersten Ausführungsform geändert. Die anderen Aspekte sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform und dergleichen. Lediglich Teile werden beschrieben, die von der ersten Ausführungsform und dergleichen verschieden sind.
Wie in 11 gezeigt ist, ist in der fünften Ausführungsform ein Abschnitt des Verbindungsmittels 40, in dem der Kältemitteleinlass 23 vorgesehen ist, benachbart zu dem Kühlwassereinlass 33 bezüglich der diagonalen Linie DL angeordnet, die die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 verbindet. Der Abstand D1 zwischen dem Verbindungsmittel 40 und dem Kühlwassereinlass 33 ist kürzer als der Abstand D2 zwischen dem Verbindungsmittel 40 und dem Kühlwasserauslass 34.
Auch in der fünften Ausführungsform ist das Verbindungsmittel 40 so angeordnet, dass der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kürzer ist als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23. Ferner ist das Verbindungsmittel 40 in einem Bereich angeordnet, der benachbart zu der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 bezüglich der Linie VL ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet.
Der Kältemitteleinlassdurchlass 25 erstreckt sich von der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 zu einem Mittelabschnitt des Kernteils 3 entlang einer diagonalen Linie DL, die die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 verbindet, und ist an dem Mittelabschnitt des Kernteils 3 in Richtung des Kältemitteleinlasses 23 gebogen, der in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen ist. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Anordnung des Verbindungsmittels 40 und die Gestalt des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 in Übereinstimmung mit dem Raum des Fahrzeugs auf geeignete Weise geändert werden, in dem der Wärmetauscher 1 montiert ist.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform wird beschrieben. In der sechsten Ausführungsform ist die Gestalt des Kernteils 3 gegenüber derjenigen der ersten Ausführungsform und dergleichen geändert, und sind die anderen Teile dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform und dergleichen, sodass lediglich die Abschnitte beschrieben werden, die von der ersten Ausführungsform und dergleichen verschieden sind.
Wie in 12 gezeigt ist, ist in der sechsten Ausführungsform der Kernteil 3 geformt, um eine Längsrichtung und eine Querrichtung, von der Stapelrichtung aus betrachtet, zu haben. Auch in der sechsten Ausführungsform, wie in der ersten Ausführungsform, sind die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 jeweils an Ecken einer diagonalen Linie in der Gestalt des Kernteils 3, von der Stapelrichtung aus betrachtet, angeordnet. Ferner sind die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 jeweils an Ecken auf einer anderen diagonalen Linie angeordnet, die von der diagonalen Linie verschieden ist.
Auch in der sechsten Ausführungsform ist das Verbindungsmittel 40 so angeordnet, dass der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kürzer ist als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23. Genauer gesagt, das Verbindungsmittel 40 ist so vorgesehen, dass der Kältemittelauslass 24 unmittelbar über der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 angeordnet ist. Ferner ist das Verbindungsmittel 40 in einem Bereich angeordnet, der zu der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 bezüglich der Linie VL benachbart ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet.
In der sechsten Ausführungsform ist der Abstand D1 zwischen dem Verbindungsmittel 40 und der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 kürzer als der Abstand D2 zwischen dem Verbindungsmittel 40 und der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32. Infolgedessen sind die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 Seite an Seite in der Querrichtung an einem Endabschnitt in der Längsrichtung angeordnet. Zusätzlich sind die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 in der Querrichtung an dem anderen Endabschnitt in der Längsrichtung angeordnet, um der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 gegenüberzuliegen. Daher sind der Strom des Kältemittels, der durch die Kältemitteldurchlässe 20 strömt, die in dem Kernteil 3 ausgebildet sind, und der Strom des Kühlwassers, der durch die Kühlwasserdurchlässe 30 strömt, als Gegenströme gestaltet. Daher kann der Wärmetauschwirkungsgrad des Wärmetauschers 1 zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser verbessert werden, um die Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, zu verbessern.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform wird beschrieben. In der siebten Ausführungsform ist die Anordnung des Verbindungsmittels 40 bezüglich der sechsten Ausführungsform und dergleichen geändert, und wobei die anderen Aspekte dieselben wie diejenigen in der sechsten Ausführungsform und dergleichen sind, sodass lediglich die Abschnitte beschrieben werden, die von der sechsten Ausführungsform und dergleichen verschieden sind.
Wie in 13 gezeigt ist, ist in der siebten Ausführungsform ein Abschnitt des Verbindungsmittels 40, in dem der Kältemitteleinlass 23 vorgesehen ist, in Richtung des Kühlwassereinlasses 33 bezüglich der diagonalen Linie DL versetzt, die die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 verbindet. Daher ist der Abstand D1 zwischen dem Verbindungsmittel 40 und dem Kühlwassereinlass 33 in dieser Ausführungsform kürzer gestaltet. Der Kältemitteleinlassdurchlass 25 ist vorgesehen, um den Kältemitteleinlass 23, der in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen ist, und die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 geradlinig zu verbinden. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Anordnung des Verbindungsmittels 40 und die Gestalt des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 in Übereinstimmung mit dem Raum des Fahrzeugs, in dem der Wärmetauscher 1 montiert ist, auf geeignete Weise geändert werden.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der achten Ausführungsform ist die Anordnung des Verbindungsmittels 40 gegenüber derjenigen der sechsten Ausführungsform und dergleichen geändert, und wobei die anderen Teile dieselben sind wie diejenigen der sechsten Ausführungsform und dergleichen, sodass lediglich die Abschnitte beschrieben werden, die von der sechsten Ausführungsform und dergleichen verschieden sind.
Wie in 14 gezeigt ist, ist in der achten Ausführungsform das Verbindungsmittel 40 an einer Position weg von der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 angeordnet. Der Kältemittelauslass 24, der in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen ist, und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 sind durch einen Kältemittelrücklaufdurchlass 26 miteinander verbunden. Ähnlich dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 ist der Kältemittelrücklaufdurchlass 26 zwischen der äußersten Endplatte 10a und der benachbarten Platte 10b vorgesehen, die zu der äußersten Endplatte 10a in der Stapelrichtung benachbart ist.
In der achten Ausführungsform ist der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 kürzer als der Mitte-zu-Mitte-Abstand β zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und dem Kältemitteleinlass 23. Wie vorstehend beschrieben wurde, können die Anordnung des Verbindungsmittels 40 und die Gestalt des Kältemitteleinlassdurchlasses 25 in Übereinstimmung mit dem Raum des Fahrzeugs, in dem der Wärmetauscher 1 montiert ist, auf geeignete Weise geändert werden. Auch in der achten Ausführungsform sind der Kältemitteleinlass 23 und der Kältemittelauslass 24 nahe aneinander in dem Wärmetauscher 1 angeordnet, und wobei es möglich ist, eine Verringerung der Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, zu begrenzen.
In der achten Ausführungsform ist das Verbindungsmittel 40 in dem Bereich angeordnet, der zu der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 bezüglich der Linie VL benachbart ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet. Das heißt, es ist möglich, die Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, daran zu hindern, sich zu verringern, indem der Mitte-zu-Mitte-Abstand α zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und dem Kältemittelauslass 24 verkürzt wird.
(Neunte Ausführungsform)
Eine neunte Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der neunten Ausführungsform ist die Anordnung des Kühlwassereinlasses 33 und des Kühlwasserauslasses 34 gegenüber derjenigen der sechsten Ausführungsform und dergleichen geändert, und wobei die anderen Teile dieselben sind wie diejenigen der sechsten Ausführungsform und dergleichen. Lediglich Teile werden beschrieben, die von der sechsten Ausführungsform und dergleichen verschieden sind.
Wie in 15 gezeigt ist, sind in der neunten Ausführungsform die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 Seite an Seite in der Querrichtung an einem Endabschnitt in der Längsrichtung angeordnet. Ferner sind die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 in der Querrichtung an dem anderen Endabschnitt in der Längsrichtung angeordnet, um der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 und der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 gegenüberzuliegen. Daher ist in der neunten Ausführungsform der Abstand D2 zwischen dem Verbindungsmittel 40 und der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 kürzer als der Abstand D1 zwischen dem Verbindungsmittel 40 und der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31. Infolgedessen werden der Strom des Kältemittels, der durch die Kältemitteldurchlässe 20 strömt, die in dem Kernteil 3 ausgebildet sind, und der Strom des Kühlwassers, der durch die Kühlwasserdurchlässe 30 strömt, zu parallelen Strömen. Der Wärmetauscher 1 kann den parallelen Strom verwenden.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf geeignete Weise abgewandelt werden. Die Ausführungsformen sind nicht voneinander unabhängig und können auf geeignete Weise kombiniert werden, es sei denn, die Kombination ist offensichtlich unmöglich. Ferner erübrigt es sich zu sagen, dass in jeder der vorstehenden Ausführungsformen Komponenten der Ausführungsform nicht notwendigerweise wesentlich sind, außer in dem Fall, in dem die Komponenten besonders klar als wesentliche Komponenten beschrieben sind, einem Fall, in dem die Komponenten offensichtlich als grundsätzlich wesentliche Komponenten betrachtet werden und dergleichen. Wenn ferner in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen numerische Werte, wie Zahlen, numerische Werte, Mengen, Bereiche und dergleichen von einzelnen Elementen der Ausführungsform benannt werden, außer in dem Fall, in dem die numerischen Werte in Einzelnen ausdrücklich unverzichtbar sind, in dem Fall, in dem die numerischen Werte offensichtlich im Grundsatz auf eine bestimmte Anzahl beschränkt sind, und dergleichen, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmte Anzahl beschränkt. Auch sind die Gestalt, die Positionsbeziehung und dergleichen der Komponente oder dergleichen, die in den vorstehenden Ausführungsformen erwähnt ist, nicht auf diejenigen beschränkt, die erwähnt sind, es sei denn, es wurde anders beschrieben, auf die bestimmte Form, Positionsbeziehung und dergleichen grundsätzlich beschränkt, oder dergleichen.
(1) In den Ausführungsformen wird der Wärmetauscher 1 bei einem Batterietemperatursteuerungssystem 100 verwendet, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Wärmetauscher 1 kann für verschiedene Zwecke als ein Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher verwendet werden, der Kühlwasser durch latente Verdunstungswärme des Kältemittels kühlt, das in dem Kältemittelkreis 120 zirkuliert.
(2) In den Ausführungsformen sind der Kältemitteleinlass 23, der Kältemittelauslass 24, der Kühlwassereinlass 33 und der Kühlwasserauslass 34 an einem Ende des Kernteils 3 in der Stapelrichtung angeordnet, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der Kühlwassereinlass 33 und der Kühlwasserauslass 34 können an dem entgegengesetzten Ende vorgesehen sein, das dem Kältemitteleinlass 23 und dem Kältemittelauslass 24 in der Stapelrichtung entgegengesetzt ist. Der Kühlwassereinlass 3 und der Kühlwasserauslass 34 können an einer Außenwand des Kernteils 3 vorgesehen sein, die die Stapelrichtung schneidet.
(3) In den Ausführungsformen ist die Gestalt des Wärmetauschers 1, von der Stapelrichtung aus betrachtet, eine im Wesentlichen viereckige Gestalt oder eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt. Alternativ kann die Gestalt des Wärmetauschers 1 oval, länglich, polygonal und dergleichen sein.
(4) In den Ausführungsformen ist der Durchlass, der dem Kältemitteleinlassdurchlass 25 durch die Platte 10 in dem Kernteil 3 benachbart ist, der Kältemitteldurchlass 20, jedoch ist der Durchlass nicht darauf beschränkt und kann der Kühlwasserdurchlass 30 sein.
(5) In den Ausführungsformen sind die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 jeweils an Ecken auf einer diagonalen Linie in der Gestalt des Kernteils 3, von der Stapelrichtung aus betrachtet, angeordnet. Außerdem sind die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 jeweils an Ecken auf einer anderen diagonalen Linie angeordnet, die von der diagonalen Linie verschieden ist, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
In einer anderen Ausführungsform können die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 an Positionen vorgesehen sein, die voneinander getrennt sind. Beispielsweise können die Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 beziehungsweise die Kältemittelauslassbehälterpartie 22 in der Mitte von zwei entgegengesetzten Seiten einer rechteckigen Gestalt des Kernteils 3, von der Stapelrichtung aus betrachtet, vorgesehen sein. Ferner können beispielsweise die Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 beziehungsweise die Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 in der Mitte der anderen zwei entgegengesetzten Seiten des Kernteils 3 vorgesehen sein. Die Anordnung der Kältemitteleinlassbehälterpartie 21 und der Kältemittelauslassbehälterpartie 22, die in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben ist, kann umgekehrt sein.
(6) In den Ausführungsformen kühlt das Batterietemperatursteuerungssystem 100 die Batterie 2 die in dem Fahrzeug montiert ist. Jedoch ist das Batterietemperatursteuerungssystem 100 nicht darauf beschränkt, und kann ein Erwärmungsmittel in dem Kühlwasserkreislauf 110 haben, um die Batterie 2 zu erwärmen.
(7) In den Ausführungsformen ist das Expansionsventil 123 und dergleichen an dem Verbindungsmittel 40 in dem Wärmetauscher 1 befestigt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Verbindungsmittel 40 und das Expansionsventil 123 können einstückig ausgebildet sein.
(8) In den Ausführungsformen sind der Kältemittelauslass 24 und der Kältemitteleinlass 23, die in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen sind, in dem Bereich angeordnet, der benachbart zu der Kältemittelauslassbehälterpartie 22 bezüglich der Linie VL ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet, sind jedoch nicht darauf beschränkt. In einer anderen Ausführungsform können ein Teil des Kältemittelauslasses 24 und der Kältemitteleinlass 23, die in dem Verbindungsmittel 40 vorgesehen sind, in einem Bereich angeordnet sein, der benachbart zu der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 bezüglich der Linie VL ist, die die Mitte der Kühlwassereinlassbehälterpartie 31 und die Mitte der Kühlwasserauslassbehälterpartie 32 verbindet.
(Überblick)
Gemäß dem ersten Aspekt, der in einem Teil oder in allen der Ausführungsformen gezeigt ist, kühlt der gestapelte Wärmetauscher das Kühlwasser, das durch den Kühlwasserkreislauf strömt, durch die latente Verdunstungswärme des Kältemittels, das in dem Kältemittelkreis zirkuliert. Der Wärmetauscher umfasst einen Kernteil, eine Kältemitteleinlassbehälterpartie, eine Kältemittelauslassbehälterpartie, einen Kältemittelauslass, einen Kältemitteleinlass sowie einen Kältemitteleinlassdurchlass. Der Kernteil umfasst eine Vielzahl von Platten, die mit einem Spalt gestapelt sind, um eine Vielzahl von Kältemitteldurchlässen und eine Vielzahl von Kühlwasserdurchlässen auszubilden. Ein Kältemittel, das durch die Kältemitteldurchlässe strömt, und ein Kühlwasser, das durch die Kühlwasserdurchlässe strömt, tauschen Wärme miteinander. Die Kältemitteleinlassbehälterpartie und die Kältemittelauslassbehälterpartie verbinden die Kältemitteldurchlässe miteinander in der Stapelrichtung, und sind an Positionen vorgesehen, die voneinander beabstandet sind. Die Kühlwassereinlassbehälterpartie und die Kühlwasserauslassbehälterpartie sind an Positionen angeordnet, die voneinander getrennt sind, und verbinden die Kühlwasserdurchlässe miteinander in der Stapelrichtung. Der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass sind an einem Ende des Kernteils in der Stapelrichtung vorgesehen und sind mit der Kältemitteleinlassbehälterpartie beziehungsweise der Kältemittelauslassbehälterpartie verbunden. Der Kältemitteleinlassdurchlass verbindet den Kältemitteleinlass und die Kältemitteleinlassbehälterpartie. Der Mitte-zu-Mitte-Abstand zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie und dem Kältemittelauslass ist kürzer als der Mitte-zu-Mitte-Abstand zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie und dem Kältemitteleinlass.
Gemäß dem zweiten Aspekt, ist ein Expansionsventil stromaufwärts des Kältemitteleinlasses zum Dekomprimieren und Expandieren des Hochdruckkältemittels vorgesehen, das durch den Kältemittelkreis strömt. Entsprechend fungiert der Wärmetauscher als ein Verdunster des Kältemittelkreises.
Gemäß dem dritten Aspekt, ist der Kältemitteleinlassdurchlass zwischen der äußersten Endplatte, die an einem Ende der Platten in der Stapelrichtung vorgesehen ist, und einer benachbarten Platte begrenzt, die zu der äußersten Endplatte in der Stapelrichtung benachbart ist. Die benachbarte Platte hat einen Grat, der in Richtung des Kältemitteleinlassdurchlasses aus einem Abschnitt vorsteht, der die Kältemitteleinlassbehälterpartie ausbildet. Der Grat ist mit einem Teil der äußersten Endplatte verbunden, der eine Innenwand des Kältemitteleinlassdurchlasses ausbildet.
Entsprechend ist es möglich, die Druckbeständigkeit des Kältemitteleinlassdurchlasses zu erhöhen, indem die Steifigkeit der äußersten Endplatte in der Stapelrichtung erhöht wird. Daher ist es möglich, den Wärmetauscher daran zu hindern, zerstört zu werden, auch wenn der Druck des Kältemittels, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass strömt, hoch wird.
Gemäß dem vierten Aspekt umfasst der Wärmetauscher ferner ein Verbindungsmittel, das mit einer Komponente des Kältemittelkreises verbunden ist. Der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass sind an dem Verbindungsmittel vorgesehen.
Entsprechend kann die Herstellungstoleranz hinsichtlich der Positionen des Kältemitteleinlasses und des Kältemittelauslasses gering gestaltet werden. Daher kann beispielsweise ein integriertes thermisches Expansionsventil, das das Temperaturerfassungsmittel und die Durchlasseinstelleinheit einstückig umfasst, an dem Kältemitteleinlass und dem Kältemittelauslass, die in dem Verbindungsmittel vorgesehen sind, einfach befestigt werden.
Entsprechend umfasst der Wärmetauscher ferner eine Innenlamelle, die in den Kältemitteldurchlässen und den Kühlwasserdurchlässen, die den Kernteil ausbilden, vorgesehen ist. Keine Innenlamelle ist in dem Kältemitteleinlassdurchlass vorgesehen, oder es ist eine Innenlamelle mit geringem Druckverlust oder eine Struktur mit geringem Druckverlust in dem Kältemitteleinlassdurchlass vorgesehen, deren Durchlasswiderstand geringer ist als derjenige der Innenlamelle, die in den Kältemitteldurchlässen und Kühlwasserdurchlässen vorgesehen ist.
Entsprechend, indem die Innenlamelle nicht vorgesehen ist, oder indem die Innenlamelle mit geringem Druckverlust in dem Kältemitteleinlassdurchlass vorgesehen ist, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass strömt, daran gehindert, sich zu verringern, sodass eine Verringerung der Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Wärmetauscher strömt, begrenzt werden kann. Daher ist es möglich, eine Verringerung der Fähigkeit des Wärmetauschers, das Kühlwasser durch die Kaltwärme des Kältemittels zu kühlen, zu begrenzen, auch wenn der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass nahe zueinander angeordnet sind und der Kältemitteleinlassdurchlass vorgesehen ist.
Wenn der Durchlass, der benachbart zu dem Kältemitteleinlassdurchlass durch die Platte in dem Kernteil ist, der Kältemitteldurchlass ist, ist ein Wärmetausch zwischen dem Kältemittel, das durch den Kältemitteldurchlass strömt und dem Kältemittel, das durch den Kältemitteleinlassdurchlass strömt, nicht notwendig. Daher verringert sich bei diesem Wärmetauscher die Fähigkeit, das Kühlwasser zu kühlen, nicht, während die Innenlamelle in dem Kältemitteleinlassdurchlass nicht vorgesehen ist.
Entsprechend dem sechsten Aspekt bilden der Kältemittelkreis und der Kühlwasserkreislauf ein Batterietemperatursteuerungssystem zum Kühlen einer Batterie, die an einem Fahrzeug montiert ist. Der Kühlwasserkreislauf umfasst einen Kühler, der die Batterie mit Kühlwasser kühlt. Der Wärmetauscher ist mit der stromaufwärtigen Seite des Kompressors und mit der stromabwärtigen Seite des Expansionsventils des Kältemittelkreises verbunden, und ist auch mit dem Kühlwasserkreislauf verbunden. Der Wärmetauscher ist als ein Verdunster eingerichtet, der das Kühlwasser, das Wärme von der Batterie in dem Kühler aufgenommen hat, durch die latente Verdunstungswärme des Kältemittels kühlt, das durch den Kältemittelkreis zirkuliert.
Entsprechend ist es möglich, die Batterie, die an dem Fahrzeug montiert ist, mittels des Kühlwasserkreislaufs durch die Kaltwärme zu kühlen, die in dem Kältemittelkreis erzeugt wird, unter Verwendung des Wärmetauschers. Daher kann die Leistungsfähigkeit des Batterietemperatursteuerungssystems, das die Batterie kühlt, verbessert werden, indem der Wärmetauscher in dem Batterietemperatursteuerungssystem verwendet wird. Ferner kann eine Montierbarkeit des Batterietemperatursteuerungssystems an dem Fahrzeug verbessert werden.
Gemäß dem siebten Aspekt ist der Kernteil geformt, um eine Längsrichtung und eine Querrichtung, von der Stapelrichtung aus betrachtet, zu haben. Der Abstand zwischen dem Verbindungsmittel und der Kühlwassereinlassbehälterpartie ist kürzer als der Abstand zwischen dem Verbindungsmittel und der Kühlwasserauslassbehälterpartie.
Entsprechend sind, wie vorstehend beschrieben wurde, die Kältemitteleinlassbehälterpartie und die Kältemittelauslassbehälterpartie jeweils an einem Eckabschnitt und dem anderen Eckabschnitt auf der diagonalen Linie in der Gestalt des Kernteils, von der Stapelrichtung aus betrachtet, angeordnet. Ferner sind die Kühlwassereinlassbehälterpartie und die Kühlwasserauslassbehälterpartie an einer Ecke und der anderen Ecke auf einer anderen diagonalen Linie angeordnet, die von der diagonalen Linie verschieden ist. Wenn der Abstand zwischen dem Verbindungsmittel und der Kühlwassereinlassbehälterpartie kürzer ist als der Abstand zwischen dem Verbindungsmittel und der Kühlwasserauslassbehälterpartie, wird der Abstand zwischen der Kältemittelauslassbehälterpartie und der Kühlwassereinlassbehälterpartie, die in dem Verbindungsmittel vorgesehen ist, kürzer. Das heißt, der Abstand zwischen der Kältemitteleinlassbehälterpartie und der Kühlwasserauslassbehälterpartie wird kürzer. Daher sind der Strom des Kältemittels, der durch die Kältemitteldurchlässe strömt, die in dem Kernteil ausgebildet sind, und der Strom des Kühlwassers, der durch die Kühlwasserdurchlässe strömt, Gegenströme. Daher ist es möglich, den Wärmetauschwirkungsgrad zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser zu verbessern und die Fähigkeit des Wärmetauschers, das Kühlwasser zu kühlen, zu verbessern.
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 201887289 [0001]
JP 2014229480 A [0005]
JP 2018044710 A [0005]

Claims

Wärmetauscher, der eingerichtet ist, ein Kühlwasser, das in einem Kühlwasserkreislauf (110) strömt, durch latente Verdunstungswärme eines Kältemittels zu kühlen, das in einem Kältemittelkreis (120) zirkuliert, mit: einem Kernteil (3) der eine Vielzahl von Platten (10) umfasst, die miteinander durch einen Spalt gestapelt sind, um eine Vielzahl von Kältemitteldurchlässen (20) und eine Vielzahl von Kühlwasserdurchlässen (30) auszubilden, in dem Wärme zwischen dem Kältemittel, das durch die Kältemitteldurchlässe strömt, und dem Kühlwasser getauscht wird, das durch die Kühlwasserkreisläufe strömt; einer Kältemitteleinlassbehälterpartie (21) und einer Kältemittelauslassbehälterpartie (22), die in einer Stapelrichtung der Platten voneinander beabstandet sind und die Vielzahl von Kältemitteldurchlässen miteinander verbinden; einer Kühlwassereinlassbehälterpartie (31) und einer Kühlwasserauslassbehälterpartie (32), die in der Stapelrichtung voneinander beabstandet sind und die Vielzahl von Kühlwasserdurchlässen miteinander verbinden; einem Kältemitteleinlass (23) und einem Kältemittelauslass (24), die an einem Ende des Kernteils in der Stapelrichtung vorgesehen sind, um mit der Kältemitteleinlassbehälterpartie beziehungsweise der Kältemittelauslassbehälterpartie verbunden zu sein; und einem Kältemitteleinlassdurchlass (25), der den Kältemitteleinlass und die Kältemitteleinlassbehälterpartie miteinander verbindet, wobei ein Abstand (α) zwischen einer Mitte der Kältemittelauslassbehälterpartie und einer Mitte des Kältemittelauslasses kürzer ist als ein Abstand (β) zwischen einer Mitte der Kältemitteleinlassbehälterpartie und einer Mitte des Kältemitteleinlasses.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei ein Expansionsventil (123) stromaufwärts des Kältemitteleinlasses vorgesehen ist, um ein Hochdruckkältemittel, das durch den Kältemittelkreis strömt, zu dekomprimieren und expandieren.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kältemitteleinlassdurchlass zwischen einer äußersten Endplatte (10a) der Vielzahl von Platten, die an einem Ende in der Stapelrichtung vorgesehen ist, und einer benachbarten Platte (10b) begrenzt ist, die zu der äußersten Endplatte in der Stapelrichtung benachbart ist, die benachbarte Platte einen Grat (13) hat, der in Richtung des Kältemitteleinlassdurchlasses aus einem Abschnitt vorsteht, der die Kältemitteleinlassbehälterpartie ausbildet, und der Grat mit einem Teil der äußersten Endplatte verbunden ist, der eine Innenwand des Kältemitteleinlassdurchlasses ausbildet.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Verbindungsmittel (40), das mit einer Komponente des Kältemittelkreises verbindbar ist, wobei der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass in dem Verbindungsmittel vorgesehen sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer Innenlamelle (50, 52, 53), die in der Vielzahl von Kältemitteldurchlässen und der Vielzahl von Kühlwasserdurchlässen des Kernteils vorgesehen ist, wobei der Kältemitteleinlassdurchlass keine Innenlamelle umfasst oder eine Innenlamelle mit geringem Druckverlust (51), oder eine Struktur umfasst, die einen Durchlasswiderstand hat, der kleiner ist als derjenige der Innenlamelle, die in der Vielzahl von Kältemitteldurchlässen und der Vielzahl von Kühlwasserdurchlässen vorgesehen ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kältemittelkreis und der Kühlwasserkreislauf ein Batterietemperatursteuerungssystem (100) definieren, um eine Batterie (2) zu kühlen, die an einem Fahrzeug montiert ist, der Kühlwasserkreislauf einen Kühler (111) umfasst, der die Batterie mit Kühlwasser kühlt, der Wärmetauscher mit einem stromabwärtigen Teil eines Expansionsventils (123) des Kältemittelkreises verbunden ist und mit einem stromaufwärtigen Teil eines Kompressors (121) verbunden ist, der Wärmetauscher mit dem Kühlwasserkreislauf verbunden ist, und der Wärmetauscher als ein Verdunster eingerichtet ist, der das Kühlwasser, das Wärme von der Batterie aufgenommen hat, durch die latente Verdunstungswärme eines Kältemittels kühlt, das in dem Kältemittelkreis zirkuliert.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Verbindungsmittel (40), das mit einer Komponente des Kältemittelkreises verbindbar ist, wobei der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass in dem Verbindungsmittel vorgesehen sind, der Kernteil geformt ist, um eine Längsrichtung und eine Querrichtung, von der Stapelrichtung aus betrachtet, zu haben, und ein Abstand (D1) zwischen dem Verbindungsmittel und der Kühlwassereinlassbehälterpartie kürzer ist als ein Abstand (D2) zwischen dem Verbindungsmittel und der Kühlwasserauslassbehälterpartie.