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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 09. Dezember 2011 beim koreanischen Patentamt eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0131911 , deren gesamter Inhalt durch diesen Bezug hier aufgenommen ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Wärmetauscher für ein Fahrzeug, der in der Lage ist, die Temperaturen von Betriebsfluids, die durch den Wärmetauscher strömen, durch einen Wärmeaustausch dazwischen zu steuern bzw. zu regeln.
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In letzter Zeit wurden in der Automobilindustrie Studien bezüglich einer geringeren Größe, eines geringeren Gewichts und eines höheren Wirkungsgrades durchgeführt, da Verbraucher ein größeres Interesse in Bezug auf Umwelt und Energie an den Tag legten.
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Ein Wärmetauscher überträgt über eine Wärmeübertragungsfläche Wärme von einem Hochtemperaturfluid auf ein Niedrigtemperaturfluid und wird in einem Radiator, einer Heizvorrichtung, einem Kühler, einem Verdampfer und einem Kondensator verwendet. Der Wärmetauscher absorbiert zwischen zwei Umgebungen mit einem Temperaturunterschied Wärme aus der einen Umgebung und strahlt Wärme an die andere Umgebung ab.
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Ein derartiger Wärmetauscher verwendet Wärmeenergie wieder oder regelt die Temperatur eines darin strömenden Betriebsfluids in Abhängigkeit von der benötigten Leistung bzw. Funktion. Der Wärmetauscher wird in einer Klimaanlage oder in einem Getriebeölkühler eines Kraftfahrzeugs verwendet und ist in einem Motorraum montiert.
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Es ist schwierig, den Wärmetauscher in dem räumlich begrenzten Motorraum zu montieren. In diesem Zusammenhang wurden Studien in Bezug auf kleinere, leichtere und effizientere Wärmetauscher durchgeführt.
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In jüngster Zeit wurde ein Wärmetauscher des Plattentyps oder ein Wärmetauscher des Mantelrohrtyps näher untersucht. Der Wärmetauscher des Plattentyps ist durch Übereinanderstapeln von Platten ausgebildet und verwendet ein Kühlmittel als Wärmeübertragungsmedium, und der Wärmetauscher des Mantelrohrtyps ist mit Abschnitten mit verringertem Durchmesser versehen, die jeweils am Innenumfang einer Mehrzahl von Rohren ausgebildet sind, um den Betriebsfluidstrom zu verändern und Verwirbelungen zu erzeugen.
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Da bei einem Wärmetausch zwischen Hochdruckfluids und Niederdruckfluids der Innendruck bei dem Wärmetauscher des Plattentyps im Vergleich zu dem Wärmetauscher des Mantelrohrtyps gering ist, sollte die Dicke der Platte erhöht werden. Aus diesem Grund kann der Wärmetausch-Wirkungsgrad zwischen den Betriebsfluids verschlechtert sein und können die Herstellungskosten, das Gewicht und die Größe steigen.
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Da bei dem Wärmetauscher des Mantelrohrtyps, der im Vergleich zu dem Wärmetauscher des Plattentyps einen ausgezeichneten Wärmetausch-Wirkungsgrad hat, die Abschnitte mit verringertem Durchmesser an dem Innenumfang jedes Rohres ausgebildet sein sollten, können die Herstellungskosten steigen. Da der Außenumfang der Rohre glatt ist, ist es darüber hinaus schwierig, Luftverwirbelungen zu erzeugen. Aus diesem Grund kann der Wärmetausch-Wirkungsgrad im Vergleich zu den Herstellungskosten nicht wirkungsvoll erhöht werden.
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Die obige Beschreibung der verwandten Technik soll lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung dienen und nicht als eine herkömmliche Technik verstanden werden, die dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt ist.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf ausgerichtet, einen Wärmetauscher für ein Fahrzeug bereitzustellen, der die Vorteile eines verbesserten Wärmetausch-Wirkungsgrades der Betriebsfluids und einer verbesserten Kühlleistung des Wärmetauschers mit sich bringt, indem die Strömungsänderung und das Bilden von Verwirbelungen in den durch den Wärmetauscher strömenden Betriebsfluids unterstützt werden.
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Ein Wärmetauscher für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: einen Behälter, der angepasst ist, um ein erstes Betriebsfluid durch eine erste Einlassöffnung darin aufzunehmen und das erste Betriebsfluid durch eine erste Auslassöffnung daraus abzuleiten, ein erstes und ein zweites Kopfstück, die angepasst sind, um ein zweites Betriebsfluid jeweils durch eine zweite Einlassöffnung und eine zweite Auslassöffnung aufzunehmen beziehungsweise abzuleiten, die jeweils an einem unteren Abschnitt und einem oberen Abschnitt des Behälters ausgebildet sind und die jeweils an dem unteren Abschnitt und dem oberen Abschnitt des Behälters montiert sind, um eine erste und eine zweite Kammer in dem Behälter auszubilden, und mindestens eine Wärmestrahlungseinheit, die mit mindestens einem Verbindungsrohr versehen ist, das durch Verbinden mindestens einer Platte ausgebildet ist, an der mindestens ein Vorsprungsabschnitt entlang einer Längsrichtung ausgebildet ist, und das angepasst ist, um die erste Kammer des ersten Kopfstücks mit der zweiten Kammer des zweiten Kopfstücks in Fluidverbindung zu bringen, wobei eine Verbindungsleitung in dem Verbindungsrohr ausgebildet ist, damit das zweite Betriebsfluid darin strömen kann, und wobei das in dem Verbindungsrohr strömende zweite Betriebsfluid durch Wärmeaustausch mit dem eine Außenseite des Verbindungsrohres passierenden ersten Betriebsfluid gekühlt wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein erstes und ein zweites Montageloch, die mit der ersten und der zweiten Kammer verbunden sind, jeweils an dem ersten und dem zweiten Kopfstück ausgebildet, und sind die beiden Enden der Wärmestrahlungseinheit jeweils in das erste und das zweite Montageloch eingesetzt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung in einer diagonalen Richtung jeweils an einem oberen Abschnitt einer Seitenfläche des Behälters und einem unteren Abschnitt der anderen Seitenfläche des Behälters zwischen der ersten und der zweiten Kammer angeordnet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die zweite Einlassöffnung und die zweite Auslassöffnung in einer diagonalen Richtung jeweils an einer unteren Fläche und einer oberen Fläche des Behälters angeordnet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Vorsprungsabschnitt durch Pressen einstückig an der Platte ausgebildet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Vorsprungsabschnitt mit einem halbkreisförmig geformten Außenumfang und Innenumfang versehen und entlang einer Längsrichtung der Platte wendelförmig angeordnet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die beiden Enden der Wärmestrahlungseinheit jeweils in das erste Kopfstück und das zweite Kopfstück eingesetzt und ist der Vorsprungsabschnitt nicht an den beiden Enden der Wärmestrahlungseinheit ausgebildet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungsrohr ein kreisförmiges Rohr, das durch eine Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten ausgebildet ist, und sind ein Innenumfang und ein Außenumfang des Verbindungsrohres wendelförmig ausgebildet, so dass in dem in der Verbindungsleitung strömenden zweiten Betriebsfluid durch Drehen des zweiten Betriebsfluids eine Verwirbelung erzeugt wird, und wobei bewirkt wird, dass das erste Betriebsfluid, das die Außenseite der Verbindungsleitung passiert, eine Verwirbelung ausbildet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungsrohr in einem Zustand, in dem Vorsprungsabschnitte eines Plattenpaares angeordnet sind, um in Richtung nach außen hervorzustehen, durch Verbinden des Plattenpaares ausgebildet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind benachbarte Wärmestrahlungseinheiten abwechselnd in einer Breitenrichtung angeordnet, so dass das Verbindungsrohr von einer der benachbarten Wärmestrahlungseinheiten zwischen benachbarten Verbindungsrohren der anderen der benachbarten Wärmestrahlungseinheiten angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Verbindungsrohre, die in der Wärmestrahlungseinheit enthalten sind, in Abhängigkeit von der Größe des ersten Kopfstücks und des zweiten Kopfstücks veränderbar.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Verbindungsrohre, die in einer Wärmestrahlungseinheit enthalten sind, lösbar aneinander montiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrzahl von Reihen von Vorsprungsabschnitten an einer Platte ausgebildet und ist die eine Platte gefaltet, um die Wärmestrahlungseinheit auszubilden, so dass eine Reihe von Vorsprungsabschnitten mit einer anderen Reihe von Vorsprungsabschnitten verbunden ist, um das Verbindungsrohr auszubilden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Platte mit mindestens einem zwischen den Verbindungsrohren ausgebildeten Strömungsloch versehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Strömungsrichtung des in der Verbindungsleitung des Verbindungsrohres passierenden zweiten Betriebsfluids senkrecht zu derjenigen des ersten Betriebsfluids, das die Außenseite des Verbindungsrohres passiert.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchdringen die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung das zweite Kopfstück und das erste Kopfstück an dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des Behälters und sind jeweils an der oberen Fläche und der unteren Fläche des Behälters in einer diagonalen Richtung angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Einlassöffnung an der unteren Fläche des Behälters in einer Richtung diagonal zu der ersten Auslassöffnung ausgebildet und ist die zweite Auslassöffnung an der oberen Fläche des Behälters in einer Richtung diagonal zu der ersten Einlassöffnung ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung strömen das erste Betriebsfluid, das durch die erste Einlassöffnung hindurchströmt, und das zweite Betriebsfluid, das durch die zweite Einlassöffnung hindurchströmt, in dem Behälter in entgegengesetzten Richtungen und tauschen miteinander Wärme aus.
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Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Projektionsansicht eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 1,
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3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 1,
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4 eine perspektivische Ansicht einer Wärmestrahlungseinheit, die in einem Wärmetauscher für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendbar ist,
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5 eine perspektivische Explosionsansicht einer Wärmestrahlungseinheit, die bei einem Wärmetauscher für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendbar ist,
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6 und 7 schematische Ansichten zum Veranschaulichen des Betriebs eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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8 eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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9 eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C der 8, und
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10 eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen des Betriebs eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es wird angemerkt, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung erläutern. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und durch das Nutzungsumfeld bestimmt.
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Die Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich auf gleiche oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
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Nachfolgend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür in den angehängten Zeichnungen erläutert und nachfolgend beschrieben sind. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, wird angemerkt, dass die Erfindung durch die vorliegende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen miteinschließen.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen im Einzelnen erläutert.
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Beispielhafte Ausführungsformen, die in der vorliegenden Anmeldung sowie in den angehängten Zeichnungen beschrieben sind, sind lediglich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Es wird angemerkt, dass die vorliegende Anmeldung auch zahlreiche Modifizierungen und Entsprechungen miteinschließen kann.
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1 ist eine perspektivische Projektionsansicht eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 1. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der 1. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärmestrahlungseinheit, die in einem Wärmetauscher für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Wärmestrahlungseinheit, die in einem Wärmetauscher für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist ein Wärmetauscher 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angepasst, um den Wärmetausch-Wirkungsgrad von Betriebsfluids und die Kühlleistung des Wärmetauschers 100 zu verbessern, indem Strömungsänderungen und das Bilden von Verwirbelungen in den Betriebsfluids, die in dem Wärmetauscher 100 strömen, unterstützt werden.
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Zu diesem Zweck weist ein Wärmetauscher 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie aus 1 und 2 ersichtlich, einen Behälter 110, ein erstes und ein zweites Kopfstück 120 und 130 und eine Wärmestrahlungseinheit 140 auf.
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Der Behälter 110 ist mit einer ersten Einlassöffnung 112 und einer ersten Auslassöffnung 114 versehen. Ein erstes Betriebsfluid strömt durch die erste Einlassöffnung 112 hindurch in den Behälter 110 und wird durch die erste Auslassöffnung 114 aus dem Behälter 110 abgeleitet.
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Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind das erste und das zweite Kopfstück 120 und 130 jeweils an einem unteren Abschnitt und einem oberen Abschnitt des Behälters 110 montiert. Das erste Kopfstück 120 ist mit einer zweiten Einlassöffnung 122 versehen, um darin ein zweites Betriebsfluid aufzunehmen, und das zweite Kopfstück 130 ist mit einer zweiten Auslassöffnung 132 versehen, um das zweite Betriebsfluid daraus abzuleiten.
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Das erste und das zweite Kopfstück 120 und 130 bilden eine erste und eine zweite Kammer 124 und 134 in dem Behälter 110 aus, um zu verhindern, dass das zweite Betriebsfluid, das durch die zweite Einlassöffnung 122 in den Behälter 110 strömt, sich mit dem ersten Betriebsfluid vermischt, das durch die erste Einlassöffnung 112 in den Behälter 110 strömt.
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Das bedeutet, dass die erste Kammer 124 an dem unteren Abschnitt des Behälters 110 positioniert ist und die zweite Kammer 134 an dem oberen Abschnitt des Behälters 110 positioniert ist. Die erste Kammer 124 speichert vorübergehend das zweite Betriebsfluid, das durch die zweite Einlassöffnung 122 hineinströmt, und die zweite Kammer 134 speichert vorübergehend das zweite Betriebsfluid, das durch die zweite Auslassöffnung 132 hindurch abgeleitet wird.
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Hier sind die erste Einlassöffnung 112 und die erste Auslassöffnung 114 in einer diagonalen Richtung jeweils an einem oberen Abschnitt einer Seitenfläche des Behälters 110 und einem unteren Abschnitt der anderen Seitenfläche des Behälters 110 zwischen der ersten und der zweiten Kammer 124 und 134 angeordnet.
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Aus diesem Grund strömt das durch die erste Einlassöffnung 112 strömende erste Betriebsfluid zu der ersten Auslassöffnung 114 und wird gleichmäßig in dem Behälter 110 zwischen dem ersten und dem zweiten Kopfstück 124 und 134 verteilt.
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Darüber hinaus sind die zweite Einlassöffnung 122 und die zweite Auslassöffnung 132 in einer diagonalen Richtung jeweils an einer unteren Fläche und einer oberen Fläche des Behälters 110 positioniert.
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Das bedeutet, dass die zweite Einlassöffnung 122 an einem Seitenabschnitt der unteren Fläche des Behälters 100 ausgebildet ist und die zweite Auslassöffnung 132 an dem anderen Seitenabschnitt der oberen Fläche des Behälters 100 ausgebildet ist.
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Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind ein erstes und ein zweites Montageloch 126 und 136 jeweils an einer oberen Fläche des ersten Kopfstücks 120 und einer unteren Fläche des zweiten Kopfstücks 130 ausgebildet. Die beiden Endabschnitte der Wärmestrahlungseinheit 140 sind in der ersten und der zweiten Kammer 124 und 134 montiert und jeweils mit dem ersten und dem zweiten Montageloch 126 und 136 verbunden.
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Darüber hinaus weist die Wärmestrahlungseinheit 140 eine Mehrzahl von Verbindungsrohren 148 auf, die durch Montieren von Platten 142 ausgebildet sind, an denen mindestens ein Vorsprungsabschnitt 144 entlang einer Längsrichtung ausgebildet ist. Eine Verbindungsleitung 146 für eine Fluidverbindung der ersten Kammer 124 mit der zweiten Kammer 134 ist in dem Verbindungsrohr 148 ausgebildet. Aus diesem Grund strömt das zweite Betriebsfluid in der ersten Kammer 124 durch die Verbindungsleitung 146 zu der zweiten Kammer 134.
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Eine Mehrzahl von Wärmestrahlungseinheiten 140 ist parallel zueinander zwischen der ersten Kammer 124 und der zweiten Kammer 134 angeordnet. Das zweite Betriebsfluid, das durch das Verbindungsrohr 148 strömt, wird durch einen Wärmetausch mit dem ersten Betriebsfluid gekühlt, das eine Außenseite des Verbindungsrohres 148 in dem Behälter 110 passiert. Die Mehrzahl von Wärmestrahlungseinheiten 140 verbindet in dem Behälter 110 das erste Kopfstück 120 mit dem zweiten Kopfstück 130.
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Das bedeutet, dass ein unteres Ende der Wärmestrahlungseinheit 140 in das erste Montageloch 126 eingesetzt ist, das an dem ersten Kopfstück 120 ausgebildet ist, und dass ein oberes Ende der Wärmestrahlungseinheit 140 in das zweite Montageloch 136 eingesetzt ist, das an dem zweiten Kopfstück 130 ausgebildet ist. Aus diesem Grund bildet die Wärmestrahlungseinheit 140 eine Fluidverbindung der ersten Kammer 124 mit der zweiten Kammer 134.
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Darüber hinaus sind die benachbarten Wärmestrahlungseinheiten 140, wie aus 3 ersichtlich, in einer Breitenrichtung abwechselnd angeordnet. Das bedeutet, dass das Verbindungsrohr 148 von einer der benachbarten Wärmestrahlungseinheiten 140 zwischen benachbarten Verbindungsrohren 148 der anderen der benachbarten Wärmestrahlungseinheiten 140 angeordnet ist.
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Aus diesem Grund ist die Mehrzahl von Wärmestrahlungseinheiten 140 in mehreren Schichten zwischen dem ersten und dem zweiten Kopfstück 120 und 130 in dem Behälter 110 angeordnet, und somit kann eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Betriebsfluid, das eine Außenseite der Wärmestrahlungseinheit 140 passiert, und dem Außenumfang des Verbindungsrohres 148 vergrößert werden.
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Hier ist die Strömungsrichtung des zweiten Betriebsfluids, das in der Verbindungsleitung 146 des Verbindungsrohres 148 strömt, senkrecht zu derjenigen des ersten Betriebsfluids, das die Außenseite des Verbindungsrohres 148 passiert.
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Da das erste Betriebsfluid und das zweite Betriebsfluid miteinander Wärme austauschen, während sie in unterschiedlichen Richtungen strömen, kann somit Wärme in dem Wärmetauscher 100 effizienter ausgetauscht werden.
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Wie aus 4 und 5 ersichtlich, sind ein Außenumfang und ein Innenumfang des Vorsprungsabschnitts 144 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform halbkreisförmig ausgebildet. Die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 144 ist entlang einer Längsrichtung der Platte 142 wendelförmig angeordnet.
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Hier ist der Vorsprungsabschnitt 144 nicht an beiden Endabschnitten der Wärmestrahlungseinheit 140 ausgebildet. Da die beiden Endabschnitte der Wärmestrahlungseinheit 140 jeweils in das erste und das zweite Montageloch 126 und 136 eingesetzt sind, die jeweils an dem ersten Kopfstück 120 und dem zweiten Kopfstück 130 ausgebildet sind, sind gerade Leitungsabschnitte an den beiden Endabschnitten der Wärmestrahlungseinheit 140 ausgebildet, um die beiden Endabschnitte der Wärmestrahlungseinheit 140 in dem ersten und dem zweiten Montageloch 126 und 136 abdichtend aufzunehmen.
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Der Vorsprungsabschnitt 144 kann durch Pressen einstückig an der Platte 142 ausgebildet sein.
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Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist das Verbindungsrohr 148 ein kreisförmiges Rohr, das durch die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 144 ausgebildet ist, und sind ein Innenumfang und ein Außenumfang des Verbindungsrohres 148 wendelförmig ausgebildet.
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Wenn das zweite Betriebsfluid in der Verbindungsleitung 146 strömt, bewirkt das Verbindungsrohr 148 ein Drehen des zweiten Betriebsfluids, um eine Verwirbelung zu erzeugen.
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Darüber hinaus wird bewirkt, dass das erste Betriebsfluid, das die Außenseite des Verbindungsrohres 148 passiert, eine Verwirbelung ausbildet, so dass der Wärmetausch-Wirkungsgrad zwischen dem ersten Betriebsfluid und dem zweiten Betriebsfluid verbessert sein kann.
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Ein Paar von Platten 142 ist miteinander verbunden, um in einem Zustand, in dem die Vorsprungsabschnitte 144 des Paares von Platten 142 angeordnet sind, um nach außen hervorzustehen, eine Rohrform auszubilden. Dadurch wird das Verbindungsrohr 148 ausgebildet.
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Das bedeutet, dass in einem Zustand, in dem das Paar von Platten 142 derart angeordnet ist, dass Innenflächen der Vorsprungsabschnitte 144, die an dem Paar von Platten 142 ausgebildet sind, einander zugewandt sind, das Paar von Platten 142 miteinander verbunden ist, um das Verbindungsrohr 148 auszubilden, das darin die Verbindungsleitung 146 aufweist.
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Hier kann das Paar von Platten 142 durch Schweißen miteinander verbunden sein.
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Die Anzahl der in der Wärmestrahlungseinheit 140 enthaltenen Verbindungsrohre 148 kann entsprechend der Größe des ersten Kopfstücks 120 und des zweiten Kopfstücks 130 gesteuert werden. Darüber hinaus sind die Verbindungsrohre 148, die in einer Wärmestrahlungseinheit 140 enthalten sind, lösbar montiert.
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Die Wärmestrahlungseinheit 140 weist gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie aus 3 ersichtlich, sieben Verbindungsrohre 148 auf, wobei sie jedoch nicht auf diese Anzahl beschränkt ist. Das bedeutet, dass die Anzahl von Verbindungsrohren 148, die in einer Wärmestrahlungseinheit 140 enthalten sind, gemäß der Größe des ersten und des zweiten Kopfstücks 120 und 130 gesteuert werden kann. Darüber hinaus kann eine gewünschte Anzahl von Anschlussohren 148 von der Wärmestrahlungseinheit 140, die eine Mehrzahl von Verbindungsrohren 148 aufweist, gemäß der Anzahl der Verbindungsrohre 148 gelöst werden.
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In der Platte 142 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann mindestens ein Strömungsloch 149 zwischen den Verbindungsrohren 148 ausgebildet sein. Das Strömungsloch 149 ist entlang einer Längsrichtung der Platte 142 ausgebildet.
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Nachdem der Vorsprungsabschnitt 144 durch Pressen an der Platte 142 ausgebildet ist, kann das Strömungsloch 149 durch Stanzen ausgebildet werden.
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Hier ermöglicht das Strömungsloch 149, dass das erste Betriebsfluid, das die Außenseite der Wärmestrahlungseinheit 140 passiert, bezüglich der Wärmestrahlungseinheit 140 in Richtung nach oben oder nach unten strömt. Aus diesem Grund kann der Strom des ersten Betriebsfluids an einem Außenumfang des Verbindungsrohres 148 gleichmäßig werden. Aus diesem Grund kann der Wärmetausch-Wirkungsgrad zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsfluid weiter verbessert werden.
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Gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind zwei Platten 142 aneinander montiert, um die Wärmestrahlungseinheit 140 auszubilden. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine Mehrzahl von Reihen von Vorsprungsabschnitten 144 ist an einer Platte 142 ausgebildet, und die eine Platte 142 ist gefaltet, um die Wärmestrahlungseinheit 140 auszubilden, so dass eine Reihe von Vorsprungsabschnitten 144 mit einer anderen Reihe von Vorsprungsabschnitten 144 verbunden ist, um das Verbindungsrohr 148 auszubilden, das die Verbindungsleitung 146 aufweist.
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Nachfolgend werden der Betrieb und die Funktion des Wärmetauschers 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben.
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6 und 7 sind schematische Darstellungen zum Erläutern des Betriebs eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Das erste Betriebsfluid strömt, wie aus 6 ersichtlich, durch die erste Einlassöffnung 112 in den Behälter 110. Nachdem das erste Betriebsfluid die Außenseite des Verbindungsrohres 148 der Wärmestrahlungseinheit 140 passiert hat, wird das erste Betriebsfluid durch die erste Auslassöffnung 114 hindurch aus dem Behälter 110 abgeleitet.
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Darüber hinaus strömt das zweite Betriebsfluid, das durch die zweite Einlassöffnung 122 in die erste Kammer 124 strömt, entlang der Verbindungsleitung 146 des Verbindungsrohres 148, das an der Wärmestrahlungseinheit 140 ausgebildet ist, zu der zweiten Kammer 134.
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Da die Vorsprungsabschnitte 144 des Verbindungsrohres 148 wendelförmig ausgebildet sind, wird zu diesem Zeitpunkt das zweite Betriebsfluid, das in der Verbindungsleitung 146 strömt, gedreht, so dass ein Wirbel erzeugt wird.
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Hier passiert das erste Betriebsfluid die Außenseite der Wärmestrahlungseinheit 140 in dem Behälter 110. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verwirbelung in dem ersten Betriebsfluid durch die Wendelform der Vorsprungsabschnitte 144 erzeugt, wenn das erste Betriebsfluid die Außenseite des Verbindungsrohres 148 passiert, wie aus 7 ersichtlich.
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Gleichzeitig wird das erste Betriebsfluid über und unter der Wärmestrahlungseinheit 140, die in mehreren Schichten angeordnet ist, durch das Strömungsloch 149 hindurch gleichmäßig verteilt. Aus diesem Grund tauscht das erste Betriebsfluid mit dem zweiten Betriebsfluid, das in der Verbindungsleitung 146 strömt, auf effiziente Weise Wärme aus.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das erste und das zweite Betriebsfluid, die in den Wärmetauscher 100 für das Fahrzeug strömen, Kühlmittel, Motoröl, Getriebeöl, Klimaanlagen-Kühlmittel und Fahrzeug-Abgas sein.
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Darüber hinaus kann der Wärmetauscher 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Anwendungen verwendet werden, die in dem Fahrzeug enthalten sind.
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8 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C der 8. 10 ist eine schematische Darstellung zum Erläutern des Betriebs eines Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren entspricht einen Wärmetauscher 200 für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dem Wärmetauscher 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit Ausnahme der Positionen der ersten Einlassöffnung 212 und der ersten Auslassöffnung 214.
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Das bedeutet, dass in dem Wärmetauscher 200 für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die erste Einlassöffnung 212 und die erste Auslassöffnung 214, wie aus 8 ersichtlich, das zweite Kopfstück 230 und das erste Kopfstück 220 jeweils an dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des Behälters 210 durchdringen.
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Die erste Einlassöffnung 212 und die erste Auslassöffnung 214 sind jeweils an der oberen Fläche und an der unteren Fläche des Behälters 110 in einer diagonalen Richtung angeordnet.
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Darüber hinaus ist die zweite Einlassöffnung 222 an der unteren Fläche des Behälters 210 ausgebildet, ist die zweite Auslassöffnung 232 an der oberen Fläche des Behälters 210 ausgebildet, und sind die zweite Einlassöffnung 222 und die zweite Auslassöffnung 232 in einer diagonalen Richtung angeordnet. Darüber hinaus ist die zweite Auslassöffnung 232 in einer diagonalen Richtung zu der ersten Einlassöffnung 212 angeordnet, und ist die zweite Einlassöffnung 222 in einer diagonalen Richtung zu der ersten Auslassöffnung 214 angeordnet.
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Da die erste Einlassöffnung 212 und die zweite Einlassöffnung 222 miteinander korrespondierend an der oberen Fläche bzw. der unteren Fläche des Behälters 110 angeordnet sind, strömen das erste und das zweite Betriebsfluid, die durch die Einlassöffnungen 212 und 222 in den Behälter 210 strömen, in entgegengesetzter Richtung zueinander.
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Das bedeutet, dass, da das erste und das zweite Betriebsfluid, wie aus 10 ersichtlich, miteinander Wärme austauschen, während sie in entgegengesetzter Richtung zueinander strömen, der Wärmetausch-Wirkungsgrad gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung noch weiter verbessert sein kann.
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Da die weiteren Bestandteile des Wärmetauschers 200 für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Bestandteilen des Wärmetauschers 100 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen, wird an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet.
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Da Strömungsänderungen und das Bilden von Verwirbelungen in den Betriebsfluids, die in dem Wärmetauscher 100 bzw. 200 strömen, gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unterstützt werden, können der Wärmetausch-Wirkungsgrad der Betriebsfluids sowie die Kühlleistung des Wärmetauschers 100 bzw. 200 verbessert sein.
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Darüber hinaus ist mindestens eine Platte 142, die mit den Vorsprungsabschnitten 144 in Wendelform ausgebildet ist, montiert, um das Verbindungsrohr 148 mit Wendelform zu bilden, das die Verbindungsleitung 146 aufweist. Somit können die Herstellungskosten reduziert werden und kann das Gesicht des Wärmetauschers 100 bzw. 200 verringert sein.
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Aufgrund der Tatsache, dass die Querschnittsform der Verbindungsleitung 146, in der das Hochdruck-Betriebsfluid strömt, kreisförmig ist, kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Wärmetauscher des Plattentyps der Innendruck erhöht und die Lebensdauer verbessert sein.
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Zum Zweck einer vereinfachten Erläuterung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oben”, „unten”, „innen” und „außen” usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale zu beschreiben, wie sie aus den Figuren ersichtlich sind.
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Die vorangehende Beschreibung bestimmter beispielgebender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Erläuterung und Beschreibung dargestellt. Sie soll weder vollständig sein noch die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken, und zahlreiche Modifizierungen und Variationen sind im Lichte der oben beschriebenen Lehren möglich. Die beispielgebenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es so einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, verschiedene beispielgebende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifizierungen davon auszuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0131911 [0001]
