DE112021002336T5

DE112021002336T5 - Reservebehälter

Info

Publication number: DE112021002336T5
Application number: DE112021002336.5T
Authority: DE
Inventors: Masashi Miyagawa; Osamu Hakamata; Akira Yamanaka; Kenshirou Matsui; Masaki Harada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2023-01-26
Also published as: US20230035792A1; CN115413307A; WO2021210283A1

Abstract

Ein Reservebehälter (10) hat einen Gas-Flüssigkeitsabscheider (100), einen Strömungseinlassabschnitt (120), einen Strömungsauslassabschnitt (130) und einen Vorsprung (110), der in einer rohrförmigen Form geformt ist. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider ist in einer rohrförmigen Form mit einem Boden geformt und ist auf eine vorbestimmte Achse zentriert. Der Strömungseinlassabschnitt ist konfiguriert, Kühlmittel in ein Inneres des Gas-Flüssigkeitsabscheiders zu leiten. Der Strömungsauslassabschnitt ist konfiguriert, das Kühlmittel von dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders abzugeben. Der Vorsprung erstreckt sich entlang der vorbestimmten Achse von einer Bodenwand (101) an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders. Ein innerer Raum des Vorsprungs öffnet zu einem inneren Raum des Gas-Flüssigkeitsabscheiders an einem distalen Endabschnitt des Vorsprungs.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beruht auf und enthält durch Bezugnahme die Inhalte von der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-072839 , eingereicht am 15. April 2020, und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-194252 , eingereicht am 24. November 2020.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Reservebehälter.
Stand der Technik
Ein Fahrzeug hat ein Kühlsystem, das konfiguriert ist, jede von entsprechenden Komponenten des Fahrzeugs durch Zirkulation eines Kühlmittels zu kühlen. Die durch das Kühlsystem zu kühlenden Komponenten umfassen Hilfsgeräte, beispielsweise eine Kraftmaschine und einen Zwischenkühler. Zusätzlich zu diesen zu kühlenden Geräten sind eine Wasserpumpe, welche das Kühlmittel pumpt, ein Reservebehälter, welcher einen Teil des Kühlmittels speichert, und dergleichen in einem Pfad vorgesehen, durch welchen das Kühlmittel in dem Kühlsystem zirkuliert wird. Wenn die Menge des Kühlmittels aus irgendeinem Grund abgenommen hat, wird das Kühlmittel von dem Reservebehälter ersetzt. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Verschlechterung der Kühlleistung, die durch die Abnahme der Menge des Kühlmittels bewirkt wird, zu begrenzen. Als ein solcher Reservebehälter ist beispielsweise ein Reservebehälter vorhanden, der in der Patentliteratur 1 beschrieben ist.
Der Reservebehälter der Patentliteratur 1 hat eine Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer, welche ein Raum zum Trennen von Luftblasen von dem Kühlmittel ist. Die Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer ist ein Raum, der grundsätzlich in einer zylindrischen Form geformt ist. Ein unterer Abschnitt der Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer hat eine Strömungseinlassöffnung des Kühlmittels und eine Strömungsauslassöffnung des Kühlmittels. Das Kühlmittel, welches in die Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer durch die Strömungseinlassöffnung strömt, strömt aufwärts, während es in der Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer wirbelt. Als ein Ergebnis, aufgrund der Wirbelströmung, steigen nicht nur große Luftblasen, sondern auch Luftblasen mit niedriger Auftriebskraft, auf und erreichen eine oberste Fläche des Kühlmittels, wo die Luftblasen verschwinden. Darüber hinaus, da sowohl die Strömungseinlassöffnung als auch die Strömungsauslassöffnung unterhalb der obersten Fläche des Kühlmittels vorgesehen sind, ist es möglich, die Erzeugung neuer Luftblasen in Antwort auf das Einströmen des Kühlmittels zu begrenzen.
Zitatliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2015-28336 A
Zusammenfassung der Erfindung
Bei dem Reservebehälter der Patentliteratur 1, wenn eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels, welches in die Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer eintritt, langsam ist, gibt es eine Wahrscheinlichkeit, dass das Kühlmittel an dem Inneren der Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer nicht ausreichend wirbelt. Falls eine ausreichende Wirbelströmung des Kühlmittels nicht an dem Inneren der Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer ausgebildet wird, kann die Funktion zum Trennen des Kühlmittels und der Luftblasen möglicherweise verschlechtert sein. Ferner, falls die Strömung des Kühlmittels aufgrund der nicht ausreichenden Wirbelströmung gestört ist, gibt es ein Bedenken, dass neue Luftblasen an dem Inneren der Gas-Flüssigkeitsabscheiderkammer erzeugt werden können. Daher lässt der in Patentliteratur 1 beschriebene Reservebehälter Raum für Verbesserungen hinsichtlich der Erzeugung und Entfernung der Luftblasen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Reservebehälter vorzusehen, der sowohl eine Funktion des Begrenzens der Erzeugung von Luftblasen als auch eine Funktion des Entfernens der Luftblasen stabil vorweisen kann.
Ein Reservebehälter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat einen Gas-Flüssigkeitsabscheider, einen Strömungseinlassabschnitt, einen Strömungsauslassabschnitt und einen Vorsprung, der in einer rohrförmigen Form geformt ist. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider ist in einer rohrförmigen Form mit einem Boden geformt und ist auf eine vorbestimmte Achse zentriert. Der Strömungseinlassabschnitt ist an dem Gas-Flüssigkeitsabscheider ausgebildet und ist konfiguriert, Kühlmittel in ein Inneres des Gas-Flüssigkeitsabscheiders zu leiten. Der Strömungsauslassabschnitt ist an dem Gas-Flüssigkeitsabscheider ausgebildet und ist konfiguriert, das Kühlmittel von dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders abzugeben. Der Vorsprung erstreckt sich entlang der vorbestimmten Achse von einer Bodenwand an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders. Ein ringförmiger Strömungsdurchgang ist durch einen Spalt ausgebildet, welcher zwischen einer inneren Umfangsfläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders und einer äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs ausgebildet ist. Eine Öffnung, welche an einer inneren Fläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist und mit dem Strömungseinlassabschnitt in Verbindung steht, ist als eine Strömungseinlassöffnung definiert und eine Öffnung, welche an der inneren Fläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist und mit dem Strömungsauslassabschnitt in Verbindung steht, ist als eine Strömungsauslassöffnung definiert. In einer axialen Richtung der vorbestimmten Achse ist die Strömungsauslassöffnung auf einer unteren Seite der Strömungseinlassöffnung gelegen, wo die Bodenwand des Gas-Flüssigkeitsabscheiders platziert ist. In der axialen Richtung der vorbestimmten Achse ist die Strömungseinlassöffnung auf der unteren Seite eines distalen Endabschnitts des Vorsprungs gelegen, wo die Bodenwand des Gas-Flüssigkeitsabscheiders platziert ist. Ein innerer Raum des Vorsprungs öffnet zu einem inneren Raum des Gas-Flüssigkeitsabscheiders an dem distalen Endabschnitt des Vorsprungs.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wirbelt das Kühlmittel, welches von der Strömungseinlassöffnung in den ringförmigen Strömungsdurchgang strömt, entlang des ringförmigen Strömungsdurchgangs. Daher wird eine Wirbelströmung (bzw. Drallströmung) des Kühlmittels an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet. Als ein Ergebnis strömt das wirbelnde Kühlmittel nach außen aufgrund der Zentrifugalkraft. Zudem, da die Luftblasen, welche in dem Kühlmittel enthalten sind, leichter sind als das Kühlmittel, werden die Luftblasen in der Nähe der Mitte der Wirbelströmung des Kühlmittels gesammelt. Wenn die Luftblasen, welche in der Nähe der Mitte der Wirbelströmung des Kühlmittels gesammelt werden, eine oberste Fläche des Kühlmittels erreichen, werden die Luftblasen in einem oberen Raum des Gas-Flüssigkeitsabscheiders gesammelt. Durch diesen Prozess können die in dem Kühlmittel enthaltenen Luftblasen entfernt werden.
Ferner haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durch ein Experiment bestätigt, dass in dem Fall, in welchem der Vorsprung an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist, ein Strömungsgeschwindigkeitsbereich, in welchem die Wirbelströmung des Kühlmittels stabilisiert wird, ohne Turbulenz in der Strömung des Kühlmittels zu bewirken, vergrößert wird im Vergleich mit dem Fall, in welchem der Vorsprung nicht ausgebildet ist.
Ferner stagniert das Kühlmittel an dem Inneren des Vorsprungs. Der stagnierte Teil des Kühlmittels dient zum Dämpfen der Wirbelströmung des Kühlmittels, die an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist. Daher wird eine übermäßige Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit der Wirbelströmung des Kühlmittels begrenzt, und dadurch kann die Wirbelströmung des Kühlmittels stabilisiert werden. Als ein Ergebnis kann die Erzeugung von Luftblasen in dem Kühlmittel begrenzt werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es mit der vorgenannten Konfiguration möglich, sowohl die Funktion zum Begrenzen der Erzeugung der Luftblasen als auch die Funktion zum Entfernen der Luftblasen stabil vorzuweisen.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Reservebehälters eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie II-II in 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Querschnitt der Struktur des Reservebehälters des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht eines Reservebehälters einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Reservebehälters eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Querschnitt der Struktur des Reservebehälters des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Reservebehälters einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Übergangstiefe Dm und einer Luftblasenmitreißmenge Ba des Reservebehälters zeigt, die durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung erhalten wurde.
9 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Wirbelströmungsgeschwindigkeit v des Kühlmittels und der Übergangstiefe Dm des Reservebehälters zeigt, die durch die Erfinder erhalten wurde.
10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Strömungsdurchgangsbreite W und der Wirbelströmungsgeschwindigkeit v des Reservebehälters zeigt, die durch die Erfinder erhalten wurde.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Reservebehälters mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben. Um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern, werden in jeder Zeichnung so weit wie möglich die selben Komponenten durch die selben Bezugszeichen angegeben, und redundante Beschreibungen sind weggelassen.
Erstes Ausführungsbeispiel
Als erstes wird ein Reservebehälter 10 eines ersten Ausführungsbeispiels mit Verweis auf 1 und 2 beschrieben. Der Reservebehälter 10 wird in einem Kühlsystem verwendet, das in einem Fahrzeug installiert ist. Das Kühlsystem ist ein System, das konfiguriert ist, verschiedene Komponenten des Fahrzeugs, insbesondere eine Brennkraftmaschine und Zubehör, durch Zirkulation eines Kühlmittels dadurch zu kühlen. In dem Kühlsystem wird das Kühlmittel, welches durch eine Wasserpumpe gepumpt wird, den verschiedenen Kühlzielen, beispielsweise der Brennkraftmaschine, zugeführt, um die Kühlziele zu kühlen. Das Kühlmittel, welches durch die Kühlziele hindurchgegangen ist und eine hohe Temperatur erreicht hat, wird an einem Kühler gekühlt und wird zu der Wasserpumpe zurückgeführt, und daraufhin wird das Kühlmittel erneut von der Wasserpumpe gepumpt. Da eine bekannte Struktur als eine Struktur eines solchen Kühlsystems angewendet werden kann, werden konkrete Darstellungen und Beschreibungen davon weggelassen.
Der Reservebehälter 10 ist in einem solchen Kühlsystem an einem Ort in der Mitte eines Pfads, durch welchen das Kühlmittel zirkuliert wird, beispielsweise an einem Ort auf einer Anströmseite der Wasserpumpe, installiert. Es ist anzumerken, dass „in der Mitte des Pfads, durch welchen das Kühlmittel zirkuliert“ nicht in der Mitte des Pfads, durch welchen das Kühlmittel immer strömt, sein muss, sondern in der Mitte des Pfads, wo das Kältemittel vorübergehend strömt, beispielsweise in einem Umgehungsströmungsdurchgang, sein kann.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat der Reservebehälter 10 einen Gas-Flüssigkeitsabscheider 100, einen Strömungseinlassabschnitt 120 und einen Strömungsauslassabschnitt 130.
Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 ist ein Gefäß zum Entfernen von Luftblasen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, während es das zugeführte Kühlmittel vorübergehend gespeichert wird. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 ist in einer zylindrischen rohrförmigen Form mit einem Boden geformt und ist auf eine vorbestimmte erste Achse (auch als eine Mittelachse bezeichnet) m10 zentriert. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 ist so platziert, dass die Mittelachse m10 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 parallel mit der Richtung der Schwerkraft ist.
Ein innerer Raum SP ist an einem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet. Der innere Raum SP ist ein Raum zum vorübergehenden Speichern des Kühlmittels und zudem zum Trennen einer Gasphase und einer Flüssigphase des Kühlmittels, um die Luftblasen zu entfernen.
Eine obere Endöffnung des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ist mit einem Deckel (nicht gezeigt) verschlossen. Ein Ventil ist an dem Deckel installiert. Während der normalen Zeit, wo der Druck in dem inneren Raum SP niedrig ist, ist das Ventil des Deckels verschlossen, und dadurch ist der innere Raum SP von der Außenluft abgeschnitten. Wenn der Druck in dem inneren Raum SP zunimmt und einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird das Ventil des Deckels geöffnet, um es der Luft in dem inneren Raum SP zu ermöglichen, zu dem Äußeren zu entweichen.
Ein Vorsprung 110 ist an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet. Der Vorsprung 110 ist in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt und erstreckt sich entlang der ersten Achse m10 von einer Bodenwand 101 an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 und der Vorsprung 110 sind konzentrisch um die erste Achse m10 angeordnet. Dabei ist ein Außendurchmesser des Vorsprungs 110 durch d gekennzeichnet, und ein Innendurchmesser des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ist durch D gekennzeichnet. In einem solchen Fall ist besteht eine Beziehung von D>d. Eine Öffnung an dem distalen Endabschnitt des Vorsprungs 110 öffnet zu dem inneren Raum SP des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100.
Ein Spalt, welcher zwischen einer inneren Umfangsfläche einer Umfangswand 102 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 und einer äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs 110 ausgebildet ist, bildet einen Strömungsdurchgang FP aus, welcher in einer ringförmigen Form geformt ist und auf die erste Achse m10 zentriert ist. Im Folgenden wird dieser Strömungsdurchgang FP als ein ringförmiger Strömungsdurchgang FP bezeichnet.
Eine Punkt-Punkt-Strichlinie DL2, die 1 gezeigt ist, ist eine Linie, die eine untere Grenze des Kühlmittelpegels (d.h. ein unterer Grenzpegel des Kühlmittels) in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 angibt. Zu der Zeit des Zuführens des Kühlmittels in den Reservebehälter 10 wird die Kühlmittelzufuhrmenge (d.h. die Zufuhrmenge des Kühlmittels) eingestellt, sodass der Pegel des Kühlmittels aufrechterhalten wird, um gleich wie oder höher als die untere Grenze des Kühlmittelpegels zu sein. Der distale Endabschnitt des Vorsprungs 110 ist an einer Position platziert, die niedriger ist als die untere Grenze des Kühlmittelpegels, die durch die Punkt-Punkt-Strichlinie DL2 angegeben ist. Daher steht der distale Endabschnitt (oberer Endabschnitt) des Vorsprungs 110 nicht oberhalb der Fläche des Kühlmittels vor. Wie vorstehend beschrieben ist, wird das Kühlmittel in dem inneren Raum SP des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 bis zu einem Abschnitt gespeichert, der oberhalb des Vorsprungs 110 gelegen ist. In der folgenden Beschreibung wird der Abschnitt des inneren Raums SP des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100, welcher oberhalb des Vorsprungs 110 gelegen ist, als ein Speicherabschnitt SS bezeichnet.
Der Strömungseinlassabschnitt 120 ist ein Abschnitt, welcher das Kühlmittel, das in dem Kühlsystem zirkuliert wird, in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 leitet. Wie in 2 gezeigt ist, erstreckt sich eine Strömungseinlassöffnung 103 durch die Umfangswand 102 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 von einer inneren Fläche zu einer äußeren Fläche der Umfangswand 102. Die Strömungseinlassöffnung 103 ist eine Öffnung, welche an der inneren Fläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 öffnet und mit dem Strömungseinlassabschnitt 120 in Verbindung steht. Der Strömungseinlassabschnitt 120 ist in einer rohrförmigen Form geformt und ist auf eine zweite Achse (auch als eine Mittelachse bezeichnet) m20 zentriert, welche senkrecht zu der ersten Achse m10 ist. Der Strömungseinlassabschnitt 120 erstreckt sich von der Strömungseinlassöffnung 103 in Richtung der äußeren Seite (radial äußeren Seite) des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100. Die Mittelachse m20 des Strömungseinlassabschnitts 120 ist relativ zu der ersten Achse m10 in einer Richtung eines Pfeils A versetzt. Die Richtung des Pfeils A ist eine Richtung, die sowohl zu der ersten Achse m10 als auch zu der zweiten Achse m20 senkrecht ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist in einer axialen Richtung der ersten Achse m10 die Strömungseinlassöffnung 103 auf einer untersten Seite des distalen Endabschnitts des Vorsprungs 110 gelegen, wo eine Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 platziert ist. Dabei wird ein Abstand, welcher von einer inneren Fläche der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zu dem distalen Endabschnitt (distalen Ende) des Vorsprungs 110 in der axialen Richtung der ersten Achse m10 gemessen wird, durch h1 gekennzeichnet, und ein Abstand, welcher von der inneren Fläche der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zu der Mittelachse m20 des Strömungseinlassabschnitts 120 in der axialen Richtung der ersten Achse m10 gemessen wird, wird durch h2 gekennzeichnet. In einem solchen Fall besteht eine Beziehung von h1>h2.
Wie in 2 gezeigt ist, da die Mittelachse m20 des Strömungseinlassabschnitts 120 relativ zu der Mittelachse m10 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 in der Richtung des Pfeils A versetzt ist, strömt das Kühlmittel, welches von dem Strömungseinlassabschnitt 120 in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 durch die Strömungseinlassöffnung 103 zugeführt wird, wie durch einen Pfeil AR2 angegeben ist. Genauer gesagt strömt das Kühlmittel, welches von der Strömungseinlassöffnung 103 in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zugeführt wird, in die Richtung des Pfeils AR2 entlang einer äußeren Wand des Vorsprungs 110. Daher ist es wahrscheinlich, dass eine Strömung des Kühlmittels erzeugt wird, welche gegen den Uhrzeigersinn um die erste Achse m10 herumwirbelt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Trennwand 105 an der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet, sodass die Trennwand 105 einen Abschnitt des ringförmigen Strömungsdurchgangs FP abtrennt. In dem ringförmigen Strömungsdurchgang FP ist die Trennwand 105 auf einer Anströmseite der Strömungseinlassöffnung 103 in einer Wirbelrichtung des Kühlmittels in dem ringförmigen Strömungsdurchgang FP gelegen. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Ort einer oberen Wandfläche der Trennwand 105 niedriger als ein Ort des distalen Endabschnitts des Vorsprungs 110 in der axialen Richtung der ersten Achse m10. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Trennwand 105 so vorgesehen, dass sie eine Beeinträchtigung begrenzt zwischen: der Strömung des Kühlmittels, welches in einer Richtung eines Pfeils AR1 von dem Strömungseinlassabschnitt 120 in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 strömt; und der Strömung des Kühlmittels, welches in der Richtung des Pfeils AR2 an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 wirbelt.
Der Strömungsauslassabschnitt 130, der in 1 angegeben ist, ist ein Abschnitt, durch welchen das Kühlmittel von dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zu dem Äußeren davon abgegeben wird. In dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 erstreckt sich eine Strömungsauslassöffnung 104 durch einen Abschnitt der Bodenwand 101, welche eine innere Wand des ringförmigen Strömungsdurchgangs FP ausbildet, von einer inneren Fläche zu einer äußeren Fläche des Abschnitts der Bodenwand 101. Die Strömungsauslassöffnung 104 ist eine Öffnung, welche an der inneren Fläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 öffnet und steht mit dem Strömungsauslassabschnitt 130 in Verbindung. In der axialen Richtung der ersten Achse m10 ist die Strömungsauslassöffnung 104 auf der untersten Seite der Strömungseinlassöffnung 103 gelegen, wo die Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 platziert ist. Der Strömungsauslassabschnitt 130 erstreckt sich von der Strömungsauslassöffnung 104 in Richtung der unteren Seite des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100. Der Strömungsauslassabschnitt 130 ist in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt und ist auf eine dritte Achse m30 zentriert.
Als Nächstes wird ein beispielhafter Betrieb des Reservebehälters 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie in 2 gezeigt ist, strömt in dem Reservebehälter 10 das Kühlmittel, welches in den Strömungseinlassabschnitt 120 zugeführt wird, durch die Strömungseinlassöffnung 103in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100, wie durch den Pfeil AR1 angegeben ist. Das Kühlmittel, welches in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zugeführt wird, strömt entlang des ringförmigen Strömungsdurchgangs FP und bildet dadurch eine Wirbelströmung aus, die durch den Pfeil AR2 angegeben ist. Das Kühlmittel, welches die Wirbelströmung geworden ist, strömt aufwärts an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100. Daher wird eine Wirbelröhre (bzw. Strudel, engl. Vortex) des Kühlmittels, die 1 gezeigt ist, an dem Speicherabschnitt SS des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet. Ferner wird ein Teil des Kühlmittels, welches an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 strömt, durch den Strömungsauslassabschnitt 130 zu dem Äußeren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 abgegeben.
Wenn die Wirbelröhre des Kühlmittels, die in 1 gezeigt ist, in dem Speicherabschnitt SS erzeugt wird, strömt das Kühlmittel in dem Speicherabschnitt SS radial auswärts aufgrund der Zentrifugalkraft, d.h., strömt in Richtung der inneren Umfangsfläche der Umfangswand 102 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100, während die Luftblasen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, um die Mitte der Wirbelströmung des Kühlmittels gesammelt werden, da die Luftblasen leichter sind als das Kühlmittel. Diese Luftblasen erreichen eine oberste Fläche SW10 des Kühlmittels und werden dadurch in einem oberen Raum des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 gesammelt. Durch diesen Prozess können die Luftblasen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, entfernt werden.
Dabei ist ein Abstand, welcher von der inneren Fläche der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zu der obersten Fläche SW10 des Kühlmittels in der axialen Richtung der ersten Achse m10 gemessen wird, durch H gekennzeichnet, und der Abstand, welcher von der inneren Fläche der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zu dem distalen Endabschnitt des Vorsprungs 110 in der axialen Richtung der ersten Achse m10 gemessen wird, wird durch h1 gekennzeichnet. In einem solchen Fall besteht eine Beziehung von H>h1.
Ferner haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durch ein Experiment bestätigt, dass in dem Fall, in welchem der Vorsprung 110 an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet ist, ein Strömungsgeschwindigkeitsbereich, in welchem die Wirbelströmung des Kühlmittels stabilisiert wird, ohne Turbulenzen in der Strömung des Kühlmittels zu bewirken, vergrößert ist im Vergleich mit dem Fall, in welchem der Vorsprung 110 nicht ausgebildet ist.
Ferner existiert das Kühlmittel an dem Inneren des Vorsprungs 110. Das Kühlmittel, welches an dem Inneren des Vorsprungs 110 existiert, stagniert an dem Inneren des Vorsprungs 110, ohne dass es durch die Wirbelströmung beeinflusst wird, die in dem Speicherabschnitt SS ausgebildet ist. Da das Kühlmittel in dem Speicherabschnitt SS gezogen wird und dadurch unter dem Einfluss der Strömung des Kühlmittels, die an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 erzeugt wird, in der Umfangsrichtung zirkuliert wird, wird das Kühlmittel in dem Speicherabschnitt SS in der Umfangsrichtung entlang der inneren Umfangsfläche der Umfangswand 102 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 gewirbelt. Im Gegensatz dazu dient das Kühlmittel, welches an dem Inneren des Vorsprungs 110 stagniert, zum Dämpfen der Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Mitte der Wirbelströmung des Kühlmittels, welches in dem Speicherabschnitt SS strömt. Daher, wie in 1 gezeigt ist, nimmt eine Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung, welche an der obersten Fläche SW10 des Kühlmittels erzeugt wird, eine flache Tellerform ein, deren Mitte eben ist. Daher, selbst falls die Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels, welches in dem ringförmigen Strömungsdurchgang FP strömt, aufgrund einer Zunahme eines Durchflusses des Kühlmittels, das von dem Strömungseinlassabschnitt 120 in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 zugeführt wird, zunimmt, wird eine Zunahme der Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels an dem Inneren des Speicherabschnitts SS begrenzt. Als ein Ergebnis kann die Wirbelströmung des Kühlmittels stabilisiert werden, sodass es möglich ist, das Phänomen zu begrenzen, wonach das Kühlmittel aufgrund einer Wellenbildung der Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung Luft mitreißt. Daher ist es möglich, die Erzeugung neuer Luftblasen in dem Kühlmittel zu begrenzen
Im Gegensatz dazu, wenn die Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in dem Speicherabschnitt SS erhöht ist, wird der Boden der Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung, welche nun mörserförmig ist, tiefer. Daher kann in einem solchen Fall die Übergangsstelle SW20 der mörserförmigen Wirbelströmung möglicherweise den distalen Endabschnitt des Vorsprungs 110 kontaktieren. Falls die Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung mit dem distalen Endabschnitt des Vorsprungs 110 in Kontakt kommt, würde die Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung gestört, und die Luft kann möglicherweise durch das Kühlmittel mitgerissen werden. Diesbezüglich kann in dem Reservebehälter 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Kühlmittel, welches an dem Inneren des Vorsprungs 110 stagniert, eine Zunahme der Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in dem Speicherabschnitt SS begrenzen, und dadurch kann die Wirbelströmung des Kühlmittels stabilisiert werden. Als ein Ergebnis, da die Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung weniger wahrscheinlich mit dem distalen Endabschnitt des Vorsprungs 110 in Kontakt kommt, ist es möglich, die Erzeugung der Luftblasen zu begrenzen, welche durch die Störung der Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung bewirkt würde.
Gemäß dem Reservebehälter 10 des vorliegenden Ausgangsbeispiels, das vorstehend beschrieben wurde, können die Wirkungen und Vorteile erzielt werden, die in den folgenden Abschnitten (1) bis (4) angegeben sind.

(1) Gemäß dem Reservebehälter 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Wirbelströmung des Kühlmittels an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet, sodass die Luftblasen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, entfernt werden können. Ferner kann das Kühlmittel, welches an dem Inneren des Vorsprungs 110 stagniert, die Zunahme der Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels begrenzen. Daher kann die Wirbelströmung des Kühlmittels stabilisiert werden, und dadurch kann die Erzeugung neuer Luftblasen in dem Kühlmittel begrenzt werden. Wie vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß dem Reservebehälter 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels möglich, sowohl die Funktion zum Begrenzen der Erzeugung der Luftblasen als auch die Funktion des Entfernens der Luftblasen stabil vorzuweisen.
(2) Wie in 2 gezeigt ist, ist der Vorsprung 110 in der rohrförmigen Form geformt und ist auf die erste Achse m10 zentriert. Die Mittelachse m20 des Strömungseinlassabschnitts 120 ist relativ zu der ersten Achse m10 in der Richtung des Pfeils A versetzt. Mit dieser Konfiguration ist es wahrscheinlich, dass das Kühlmittel, welches von dem Strömungseinlassabschnitt 120 in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 zugeführt wird, die Wirbelströmung ausbildet.
(3) Wie in 2 gezeigt ist, ist die Trennwand 105 auf der Anströmseite der Strömungseinlassöffnung 103 in der Strömungsrichtung AR2 des Kühlmittels in dem ringförmigen Strömungsdurchgang FP vorgesehen. Mit dieser Struktur kann die Beeinträchtigung zwischen dem Kühlmittel, welches von der Strömungseinlassöffnung 103 in den ringförmigen Strömungsdurchgang FP strömt, und dem Kühlmittel, welches in dem ringförmigen Strömungsdurchgang FP zirkuliert, durch die Trennwand 105 begrenzt werden. Als ein Ergebnis kann die Wirbelströmung des Kühlmittels auf leichte Weise ausgebildet werden.
(4) In dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 ist die Strömungsauslassöffnung 104 an dem Abschnitt der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet, während der Abschnitt der Bodenwand 101 die innere Wand des ringförmigen Strömungsdurchgangs FP ausbildet. Mit dieser Konfiguration kann die Position der Strömungsauslassöffnung 104 beispielsweise zu einer Position P1 oder einer Position P2 geändert werden, die durch eine Punkt-Punkt-Strichlinie in 2 angegeben sind. Dadurch kann ein Freiheitsgrad der Gestaltung verbessert werden. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Querschnitt der Struktur des Reservebehälters 10 in dem Fall zeigt, in welchem die Strömungsauslassöffnung 104 an der Position P2 ausgebildet ist.

Modifikation
Als nächstes wird eine Modifikation des Reservebehälters 10 des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie in 4 gezeigt ist, ist in dem Reservebehälter 10 diese Modifikation des Strömungsauslassabschnitts 130 so angeordnet, dass er sich von der Strömungsauslassöffnung 104 in einer Richtung erstreckt, welche senkrecht zu der ersten Achse m10 ist, und ist in Richtung der äußeren Seite (radial äußeren Seite) des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 gerichtet. Mit dieser Konfiguration ist es im Vergleich mit dem Reservebehälter 10 des ersten Ausführungsbeispiels möglich, eine Zunahme der Größe des Reservebehälters 10 in der axialen Richtung der ersten Achse m10 zu vermeiden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird der Reservebehälter 10 eines zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die folgende Beschreibung fokussiert sich auf die Unterschiede relativ zu dem Reservebehälter 10 des ersten Ausgangsbeispiels.
Wie in 5 und 6 gezeigt ist, ist dem Reservebehälter 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Vertiefung 106 an dem Abschnitt der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet, welcher die innere Wand des ringförmigen Strömungsdurchgangs FP ausbildet. Ein Bodenabschnitt 106a der Vertiefung 106 ist positioniert, sodass der Bodenabschnitt 106a nach unten relativ zu der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 vorsteht. Die Strömungsauslassöffnung 104 erstreckt sich durch eine Umfangswand der Vertiefung 106 von einer inneren Fläche zu einer äußeren Fläche der Umfangswand der Vertiefung 106. Der Strömungsauslassabschnitt 130 ist mit der Strömungsauslassöffnung 104 verbunden. Der Strömungsauslassabschnitt 130 erstreckt sich von der Strömungsauslassöffnung 104 entlang einer äußeren Fläche der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100.
Gemäß dem Reservebehälter 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das vorstehend beschrieben wurde, können die folgende Wirkung und der folgende Vorteil, die in dem folgenden Abschnitt (5) dargelegt sind, zusätzlich zu den Wirkungen und Vorteilen erzielt werden, die in den vorstehenden Abschnitten (1) bis (4) dargelegt sind.
(5) Da der Strömungsauslassabschnitt 130 so angeordnet sein kann, dass er sich entlang der äußeren Fläche der Bodenwand 101 des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 erstreckt, ist es möglich, eine Zunahme der Größe des Reservebehälters 10 in der axialen Richtung der ersten Achse m10 im Vergleich mit dem Reservebehälter 10 des ersten Ausführungsbeispiels zu vermeiden.
Modifikation
Als Nächstes wird eine Modifikation des Reservebehälters 10 des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie in 7 gezeigt ist, erstreckt sich in dem Reservebehälter 10 der vorliegenden Modifikation der Strömungsauslassabschnitt 130 von der Strömungsauslassöffnung 104 in der Richtung, welche senkrecht zu der ersten Achse m10 ist, und ist in Richtung der äußeren Seite (radial äußeren Seite) des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 gerichtet. Mit dieser Konfiguration kann der Strömungsauslassabschnitt 130 an dem Ort positioniert werden, welcher entgegengesetzt zu dem Strömungseinlassabschnitt 120 ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird der Reservebehälter 10 eines dritten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die folgende Beschreibung fokussiert sich auf die Unterschiede relativ zu dem Reservebehälter 10 des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie 1 gezeigt ist, kann in dem Reservebehälter 10 die mörserförmige Wirbelströmung ausgebildet werden, indem das Kühlmittel an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 gewirbelt wird. Eine Länge, welche von der obersten Fläche SW10 des Kühlmittels zu einer untersten Fläche der mörserförmigen Wirbelströmung gemessen wird, ist als eine Übergangstiefe Dm definiert. Es ist bekannt, dass, wenn die Übergangstiefe Dm erhöht wird, die Luft, welche oberhalb der Übergangsstelle SW20 existiert, wahrscheinlich in dem wirbelnden Kühlmittel gefangen wird. Wenn ein solches Luftmitreißphänomen auftritt, gibt es ein Risiko, dass die Gas-Flüssigkeits-Abscheidefunktion des Reservebehälters 10 nicht gewährleistet werden kann. In Anbetracht des Vorgenannten haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ein Experiment durchgeführt, um eine Beziehung zwischen der Übergangstiefe Dm und der Luftblasenmitreißmenge Ba zu bestimmen.
8 zeigt die Messergebnisse, welche durch das Experiment erhalten werden und durch Kreispunkte angegeben sind. Durch Erhalten einer Näherungsgleichung, welche die Beziehung aller in 8 gezeigten Punkte angibt, kann die folgende Gleichung f1 erhalten werden. $Ba = 0 {,0006Dm}^{3} - 0,0707 {Dm}^{2} + 2,7644 Dm - 34,612$
Eine gekrümmte Linie m11, welche in 8 gezeigt ist, gibt diese Gleichung f1 an.
Wie in 8 gezeigt ist, wenn die Übergangstiefe Dm allmählich zunimmt und eine vorbestimmte Tiefe Dm10 erreicht, wird die Luftblasenmitreißmenge Ba größer als null. Das heißt, das Luftblasenmitreißphänomen tritt auf. In einem Bereich, in welchem die Übergangstiefe Dm die Beziehung von Dm10<Dm erfüllt, wenn die Übergangstiefe Dm zunimmt, nimmt die Luftblasenmitreißmenge Ba zunächst zu, wird gesättigt und nimmt daraufhin erneut zu. Daher hat die Luftblasenmitreißmenge Ba einen Wendepunkt mit Bezug auf die Änderung der Übergangstiefe Dm. In 8 ist die Übergangstiefe Dm, welche dem Wendepunkt der Luftblasenmitreißmenge Ba entspricht, durch Dm11 angegeben.
Der Grund, wieso sich die Luftblasenmitreißmenge Ba auf diese Weise ändert, wird im Folgenden betrachtet.
Als Erstes, wenn die Übergangstiefe Dm zunimmt, nähert sich die Übergangsstelle SW20 des Kühlmittels der oberen Endfläche des Vorsprungs 110. Daher wird die begrenzende Wirkung reduziert, welche durch das Kühlmittel ausgeübt wird, das an dem Inneren des Vorsprungs 110 stagniert und die Wirbelströmungsgeschwindigkeit begrenzt. Als ein Ergebnis wird die Übergangsstelle SW20 des Kühlmittels instabil. Daher ist es wahrscheinlich, das Luftblasenmitreißphänomen hervorzurufen, sodass die Luft, welche oberhalb der Übergangsstelle SW20 existiert, in dem wirbelnden Kühlmittel mitgerissen wird. Wie in 8 gezeigt ist, wenn die Übergangstiefe Dm die vorbestimmte Tiefe Dm10 erreicht, tritt dieses Luftmitreißphänomen auf. Daher beginnt die Luftblasenmitreißmenge Ba zuzunehmen.
Wenn die Übergangstiefe Dm weiter zunimmt, nimmt die Menge von Luft zu, welche in der Wirbelströmung des Kühlmittels mitgerissen wird. Daher nimmt die Luftblasenmitreißmenge Ba zu. Zu dieser Zeit wird die Luft, welche in dem Kühlmittel mitgerissen ist, innerhalb des wirbelnden Kühlmittels hin- und herbewegt, um winzige Luftblasen auszubilden, die Mikroblasen genannt werden. Da die Auftriebskraft dieser winzigen Luftblasen klein ist, verbleiben die winzigen Luftblasen für eine lange Zeit in dem Kühlmittel. Zudem werden diese winzigen Luftblasen zusammengeführt, um große Luftblasen auszubilden. Indem sie die großen Luftblasen werden, erlangen diese großen Luftblasen eine große Auftriebskraft und treiben auf, um in die Luftschicht oberhalb der obersten Fläche SW10 des Kühlmittels aufgenommen zu werden. In dem Zustand, in welchem die Mikroblasen ausgebildet werden, werden diese Mikroblasen zusammengeführt, um die großen Luftblasen auszubilden. Daher können das Kühlmittel und die Luft voneinander getrennt werden, um die Gas-Flüssigkeits-Abscheidefunktion an dem Reservebehälter 10 zu gewährleisten.
Andererseits gibt es eine Grenze der Menge von Luft, welche in dem Kühlmittel als die winzigen Luftblasen mitgerissen werden kann. Aufgrund dessen, wenn die Übergangstiefe Dm die vorbestimmte Tiefe Dm11 erreicht, wird die Luftblasenmitreißmenge Ba gesättigt. In der experimentellen Umgebung ist die vorbestimmte Tiefe Dm11 im Wesentlichen gleich wie eine Höhe h3 einer obersten Fläche des Kühlmittels, welche eine Länge ist, die von der oberen Endfläche des Vorsprungs 110 zu der obersten Fläche SW10 des Kühlmittels gemessen wird, wie in 1 gezeigt ist.
Wenn die Übergangstiefe Dm jenseits der vorbestimmten Tiefe Dm11 zunimmt, wird die Übergangsstelle SW20 des Kühlmittels niedriger als der Vorsprung 110, das heißt, die Übergangsstelle SW20 des Kühlmittels kommt in Kontakt mit dem Vorsprung 110. Daher wird es schwierig, die Strömung des Kühlmittels die innerhalb des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ausgebildet wird, zu entzerren (bzw. zu verbessern). Das heißt, da die Übergangsstelle SW20 des Kühlmittels extrem instabil wird, reißt das Kühlmittel die Luft, welche oberhalb der Übergangsstelle SW20 existiert, nicht nur in Form von Mikroblasen mit, sondern auch in Form von größeren Luftblasen. Als ein Ergebnis nimmt die Luftblasenmitreißmenge Ba rapide zu, wenn die Übergangstiefe Dm noch tiefer als die vorbestimmte Tiefe Dm11 wird.
In Anbetracht dessen, dass die Übergangstiefe Dm und die Luftblasenmitreißmenge Ba die in 8 gezeigte Beziehung haben, kann die Gas-Flüssigkeits-Abscheidefunktion des Reservebehälters 10 gewährleistet werden, solange die Übergangstiefe Dm die Beziehung von Dm<Dm11 erfüllt. Die Übergangstiefe Dm11, an welcher der Wendepunkt der Luftblasenmitreißmenge Ba auftritt, wird auf Grundlage der vorgenannten Gleichung f1 zu 39,3 [mm] berechnet. Daher sollte die Übergangstiefe Dm die folgende Gleichung f2 erfüllen, um die Gas-Flüssigkeits-Abscheidefunktion des Reservebehälters 10 zu gewährleisten $Dm < 39,3 [mm]$
Andererseits hängt die Übergangstiefe Dm von der Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels ab, welches an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 wirbelt. Genauer gesagt nimmt die Übergangstiefe Dm zu, wenn die Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zunimmt. Die Erfinder haben die Beziehung zwischen der Übergangstiefe Dm und der Wirbelströmungsgeschwindigkeit v des Kühlmittels durch eine Simulationsanalyse erhalten. 9 zeigt die Messergebnisse, welche durch die Simulationsanalyse erhalten werden und durch Kreispunkte angegeben sind. Durch Erhalten einer Näherungsgleichung, welche die Beziehung aller in 9 gezeigten Punkte angibt, kann die folgende Gleichung f3 erhalten werden. $Dm = 39,223 v$
Eine gerade Linie m12, welche in 9 gezeigt ist, gibt diese Gleichung f3 an.
Dabei kann auf Grundlage der Gleichung f3 die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v erhalten werden, welche die Gas-Flüssigkeits-Abscheidefunktion des Reservebehälters 10 gewährleisten kann, indem die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v erhalten wird, welche die vorstehende Gleichung f2 erfüllt. Genauer gesagt sollte die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v die folgende Gleichung f4 erfüllen. $v < 1,0 [m / s]$
Als Nächstes haben die Erfinder die Form des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 bestimmt, der die Gleichung f4 erfüllen kann. Konkret ist er wie folgt.
Wie in 1 gezeigt ist, strömt das Kühlmittel, welches in das Innere des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 von dem Strömungseinlassabschnitt 120 eingetreten ist, während es in dem Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 und der äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs 110 wirbelt. Daher wird angenommen, dass eine Breite W des Spalts, welcher zwischen dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 und dem Vorsprung 110 ausgebildet wird, einen Einfluss auf die Wirbelströmungsgeschwindigkeit des Kühlmittels hat. Daher haben die Erfinder eine Simulationsanalyse für eine Beziehung zwischen der Breite W des Spalts, welcher zwischen dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 und dem Vorsprung 110 ausgebildet wird, und der Wirbelströmungsgeschwindigkeit v des Kühlmittels an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 durchgeführt. Im Folgenden wird die Breite W des Spalts als eine Strömungsdurchgangsbreite W bezeichnet. Die Strömungsdurchgangsbreite W hat eine Beziehung von W=(D-d)/2 mit Bezug auf den inneren Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 und den äußeren Durchmesser d des Vorsprungs 110.
Genauer gesagt haben die Erfinder die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v durch Simulationsanalyse zu der Zeit einer Änderung der Strömungsdurchgangsbreite W in einem Fall, in welchem der innere Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 45 [mm] ist, erhalten. Darüber hinaus haben die Erfinder zudem die Beziehung zwischen der Strömungsdurchgangsbreite W und der Wirbelströmungsgeschwindigkeit v durch die Simulationsanalyse für den Fall, in welchem der innere Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 55 [mm] ist, und zudem den Fall, in welchem der innere Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 65 [mm] ist, erhalten.
In der Simulationsanalyse ist mit Bezug auf 1 die Höhe h1 des Vorsprungs 110 auf 30 [mm] gesetzt, und eine Wanddicke t des Vorsprungs 110 ist auf 2,5 [mm] gesetzt, und ein innerer Durchmesser cp des Strömungseinlassabschnitts 120 ist auch 10 [mm] gesetzt. Ferner ist das Kühlmittel, welches an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 wirbelt und in dieser Simulationsanalyse verwendet wird, ein langlebiges Kühlmittel (LLC) mit einer Konzentration von 50%. Physikalische Eigenschaftswerte dieses Kühlmittel sind so gesetzt, dass eine Viskosität auf 0,00137 [kg/m s] gesetzt ist und eine Dichte auf 1053,62 [kg/m³] gesetzt ist und eine Temperatur auf 60 [°C] gesetzt ist. Wenn die Wirbelströmung des Kühlmittels an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 durch die Simulationsanalyse unter diesen Bedingungen ausgebildet wird, beträgt der Abstand H, der in 1 gezeigt ist, etwa 70 [mm].
10 ist ein Diagramm der Ergebnisse der Simulationsanalyse, die durch die Erfinder durchgeführt wurde. In 10 sind die experimentellen Ergebnisse in dem Fall, in welchem der innere Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 auf 45 [mm] gesetzt ist, durch Kreispunkte angegeben, und die experimentellen Ergebnisse in dem Fall, in welchem der innere Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 auf 55 [mm] gesetzt ist, sind durch dreieckige Punkte angegeben, und die experimentellen Ergebnisse in dem Fall, in welchem der innere Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 auf 65 [mm] gesetzt ist, sind durch quadratische Punkte angegeben.
Wie in 10 gezeigt ist, haben die Strömungsdurchgangsbreite W und die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v unter diesen Fällen eine ähnliche Korrelation unabhängig von der Größe des inneren Durchmessers D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100. Indem eine Näherungsgleichung erhalten wird, welche die Beziehung von allen in 10 gezeigten Punkten angibt, kann die folgende Gleichung f5 erhalten werden. $v = 0,0179 W^{2} - 0,2881 W + 1,5272$
Eine gekrümmte Linie m13, welche in 10 gezeigt ist, gibt diese Gleichung f5 an.
Wie durch die Gleichung f5 angegeben ist, ändert sich die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v quadratisch mit Bezug auf die Strömungsdurchgangsbreite W. Die Strömungsdurchgangsbreite W, welche die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v auf einen Mindestwert v_min bringt, ist als eine Strömungsdurchgangsbreite Wa definiert. In einem Fall, in welchem Wa eine Beziehung von W<Wa erfüllt, nimmt die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v zu, wenn die Strömungsdurchgangsbreite W verringert wird. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung instabil wird. Wenn die Strömungsdurchgangsbreite W eine Beziehung von W=Wa erfüllt, nimmt die Wirbelströmungsgeschwindigkeit v den Mindestwert v_min ein. Daher wird die Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung am stabilsten. Ferner, in dem Fall, in welchem die Strömungsdurchgangsbreite W die Beziehung von Wa<W erfüllt, wenn die Strömungsdurchgangsbreite W erhöht wird, wird der begrenzende Effekt, welcher durch das Kühlmittel ausgeübt wird, das an dem Inneren des Vorsprungs 110 stagniert und die Wirbelströmungsgeschwindigkeit begrenzt, relativ klein. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Übergangsstelle SW20 der Wirbelströmung instabil wird.
Indem die vorgenannte Gleichung f5 verwendet wird, kann die Strömungsdurchgangsbreite W, welche die vorgenannte Formel f4 erfüllt, durch die folgende Gleichung f6 erhalten werden. Eine gestrichelte Linie, welche in 10 gezeigt ist, gibt die vorgenannte Gleichung f4. $1 > 0,0179 W2 - 0,2881 W + 1,5272$
Die Strömungsdurchgangsbreite W, welche diese Gleichung f6 erfüllt, ist wie durch die folgende Gleichung f7 angegeben. $2,1 [mm] < W (= (D - d) / 2) < 13,9 [mm]$
Daher, indem der innere Durchmesser D des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 und der äußere Durchmesser d des Vorsprungs 110 so gesetzt werden, dass sie die Gleichung f7 erfüllen, kann die Gas-Flüssigkeits-Abscheidefunktion des Reservebehälters 10 gewährleistet.
Andere Ausführungsbeispiele
Die vorgenannten Ausführungsbeispiele können wie folgt modifiziert werden.
Die Trennwand 105 kann in jedem der vorgenannten Ausführungsbeispiele von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 100 beseitigt werden.
Der Speicherabschnitt SS des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 ist nicht auf die Form beschränkt, die den konstanten Durchmesser in der axialen Richtung der ersten Achse m10 hat. Das heißt, der Speicherabschnitt SS des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 kann eine Form haben, in welcher sich ein Durchmesser in der axialen Richtung der ersten Achse m10 ändert.
Die Form des Abschnitts des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100, welcher oberhalb der obersten Fläche SW10 des Kühlmittels gelegen ist, ist nicht auf die zylindrische rohrförmige Form, die auf die erste Achse m10 zentriert ist, beschränkt. Das heißt, dieser Abschnitt des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 100 kann in einer anderen Form geformt sein, beispielsweise einer rechteckigen Rohrform.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorgenannten konkreten Beispiele begrenzt. Angemessene Gestaltungsänderungen, die durch die Fachpersonen an den vorgenannten konkreten Beispielen vorgenommen werden, sind ebenfalls in dem Umfang der vorliegenden Offenbarungen enthalten, solange sie die Merkmale der vorliegenden Offenbarung haben. Jedes Element, das in jedem konkreten vorgenannten Beispiel enthalten ist, und seine Anordnungen, Bedingungen, Formen usw. sind nicht auf die dargestellten beschränkt und können wie angemessen geändert werden. Solange es keinen technischen Widerspruch gibt, können die Kombinationen der in den konkreten vorgenannten Beispielen enthaltenen Elemente angemessen geändert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020072839 [0001]
JP 2020194252 [0001]
JP 201528336 A [0005]

Claims

Reservebehälter mit: einem Gas-Flüssigkeitsabscheider (100), der in einer rohrförmigen Form mit einem Boden geformt ist und auf eine vorbestimmte Achse zentriert ist; einem Strömungseinlassabschnitt (120), der an dem Gas-Flüssigkeitsabscheider ausgebildet ist und konfiguriert ist, Kühlmittel in ein Inneres des Gas-Flüssigkeitsabscheiders zu leiten; einem Strömungsauslassabschnitt (130), der an dem Gas-Flüssigkeitsabscheider ausgebildet ist und konfiguriert ist, das Kühlmittel von dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders abzugeben; und einem Vorsprung (110), der in einer rohrförmigen Form geformt ist und sich entlang der vorbestimmten Achse von einer Bodenwand (101) an dem Inneren des Gas-Flüssigkeitsabscheiders erstreckt, wobei: ein ringförmiger Strömungsdurchgang (FP) durch einen Spalt ausgebildet wird, welcher zwischen einer inneren Umfangsfläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders und einer äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs ausgebildet wird; eine Öffnung, welche an einer inneren Fläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist und mit dem Strömungseinlassabschnitt in Verbindung steht, als eine Strömungseinlassöffnung (103) definiert ist und eine Öffnung, welche an der inneren Fläche des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist und mit dem Strömungsauslassabschnitt in Verbindung steht, als eine Strömungsauslassöffnung (104) definiert ist; in einer axialen Richtung der vorbestimmten Achse die Strömungsauslassöffnung auf einer untersten Seite der Strömungseinlassöffnung gelegen ist, wo die Bodenwand des Gas-Flüssigkeitsabscheiders platziert ist; in der axialen Richtung der vorbestimmten Achse die Strömungseinlassöffnung auf der untersten Seite eines distalen Endabschnitts des Vorsprungs gelegen ist, wo die Bodenwand des Gas-Flüssigkeitsabscheiders platziert ist; und ein innerer Raum des Vorsprungs zu einem inneren Raum des Gas-Flüssigkeitsabscheiders an dem distalen Endabschnitt des Vorsprungs öffnet.
Reservebehälter nach Anspruch 1, wobei: die vorbestimmte Achse als eine erste Achse definiert ist; der Strömungseinlassabschnitt in einer rohrförmigen Form geformt ist und auf eine zweite Achse zentriert ist, welche senkreckt zu der ersten Achse ist; die zweite Achse relativ zu der ersten Achse in einer Richtung versetzt ist, welche sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Achse senkrecht ist.
Reservebehälter nach 1 oder 2, wobei eine Trennwand (105) an einem Abschnitt des ringförmigen Strömungsdurchgangs, welcher auf einer Anströmseite der Strömungseinlassöffnung in einer Strömungsrichtung des Kühlmittels gelegen ist, das in dem ringförmigen Strömungsdurchgang gewirbelt wird, ausgebildet ist, um den ringförmigen Strömungsdurchgang abzutrennen.
Reservebehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: eine Vertiefung (106) an der Bodenwand des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist; und der Strömungsauslassabschnitt ausgebildet ist, um sich von der Vertiefung zu erstrecken.
Reservebehälter nach Anspruch 4, wobei der Strömungsauslassabschnitt ausgebildet ist, um sich von der Vertiefung entlang einer äußeren Fläche der Bodenwand des Gas-Flüssigkeitsabscheiders zu erstrecken.
Reservebehälter nach Anspruch 4, wobei der Strömungsauslassabschnitt ausgebildet ist, um sich von der Vertiefung in Richtung einer äußeren Seite des Gas-Flüssigkeitsabscheiders zu erstrecken.
Reservebehälter nach einem Ansprüche 1 bis 3, wobei die Strömungsauslassöffnung an einem Abschnitt der Bodenwand des Gas-Flüssigkeitsabscheiders ausgebildet ist, während der Abschnitt der Bodenwand eine innere Wand des ringförmigen Strömungsdurchgangs ausbildet.
Reservebehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: ein innerer Durchmesser des Gas-Flüssigkeitsabscheiders und ein äußerer Durchmesser des Vorsprungs die folgende Gleichung erfüllen: $(D - d) / 2 < 13,9 [mm],$
wobei D den inneren Durchmesser des Gas-Flüssigkeitsabscheiders kennzeichnet und d den äußeren Durchmesser des Vorsprungs kennzeichnet.
Reservebehälter nach Anspruch 8, wobei: der innere Durchmesser des Gas-Flüssigkeitsabscheiders und der äußere Durchmesser des Vorsprungs die folgende Gleichung erfüllen: $2,1 [mm] < (D - d) / 2,$
wobei D den inneren Durchmesser des Gas-Flüssigkeitsabscheiders kennzeichnet und d den äußeren Durchmesser des Vorsprungs kennzeichnet.