CN110832178A - 中间冷却器 - Google Patents
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Abstract
中间冷却器在由增压器增压并向发动机(10)供给的增压进气与冷却介质之间进行热交换,从而对增压进气进行冷却。中间冷却器具备热交换部(200),该热交换部使在流路管(201)的内部流动的冷却介质与在流路管的外部流动的增压进气进行热交换。冷却介质包含第一冷却介质和温度高于第一冷却介质的第二冷却介质。在流路管内形成有第一冷却介质流路(204)和第二冷却介质流路(205),该第一冷却介质流路供第一冷却介质以与增压进气的流动方向交叉的方式流动,该第二冷却介质流路供第二冷却介质以与增压进气的流动方向交叉的方式流动。第二冷却介质流路与第一冷却介质流路相比配置于增压进气的流动方向的上游侧。在第一冷却介质流路的内部设置有翅片(207),在第二冷却介质流路的内部未设置翅片。
Description
相关申请的相互参照
本申请基于在2017年7月5日提出申请的日本专利申请号2017-131679号,并将其记载内容引用于此。
技术领域
本发明涉及对由增压器加压后的增压进气进行冷却的中间冷却器。
背景技术
以往,已知有一种中间冷却器,其使由增压器增压并向发动机供给的增压空气与温度不同的两种冷却水进行热交换来对增压进气进行冷却(例如参照专利文献1)。该专利文献1所记载的中间冷却器在增压进气的流动方向上游侧配置有供高温冷却水流通的高温冷却水流路,在增压进气的流动方向下游侧配置有供低温冷却水流通的低温冷却水流路。另外,在高温冷却水流路和低温冷却水流路配置有翅片,该翅片用于促进冷却水与增压进气的热交换。
由此,在发动机启动时,能够利用高温冷却水所具有的热来使低温冷却水尽早升温。而且,在利用低温冷却水来对增压进气进行冷却之前,能够利用高温冷却水来进行预冷,因此能够提高增压进气冷却系统的冷却性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-155692号公报
在上述专利文献1所记载的中间冷却器中,在高温冷却水流路中,冷却水与高温的增压进气进行热交换,因此冷却水的温度有上升至沸点附近的可能性。特别是在冷却水流路变窄的结构的情况下,通水阻力增大,冷却水流路出口附近处的水压降低,从而冷却水的沸点降低。因此,在冷却水温度容易上升的高温冷却水流路中,担忧冷却水沸腾。
若冷却水沸腾,则会产生来自冷却水中所含的成分的异物,该异物堆积于水流路,从而有可能导致流路堵塞的不良情况。另外,在为冷却水流路变窄的结构的情况下,容易发生由异物堆积引起的流路堵塞。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于,在利用温度不同的两种冷却介质来对增压进气进行冷却的中间冷却器中抑制由异物堆积引起的流路堵塞。
基于本发明的一方案的中间冷却器在由增压器增压并向发动机供给的增压进气与冷却介质之间进行热交换,从而对增压进气进行冷却。中间冷却器具备热交换部,该热交换部使在流路管的内部流动的冷却介质与在流路管的外部流动的增压进气进行热交换。冷却介质包含第一冷却介质和温度高于第一冷却介质的第二冷却介质。在流路管内形成有第一冷却介质流路和第二冷却介质流路,该第一冷却介质流路供第一冷却介质以与增压进气的流动方向交叉的方式流动,该第二冷却介质流路供第二冷却介质以与增压进气的流动方向交叉的方式流动。第二冷却介质流路与第一冷却介质流路相比配置于增压进气的流动方向的上游侧。在第一冷却介质流路的内部设置有翅片,在第二冷却介质流路的内部未设置翅片。
由此,在配置有翅片的第一冷却介质流路中,传热面积扩大,能够获得促进第一冷却介质与增压进气的热交换的效果。另一方面,在未配置翅片的第二冷却介质流路中,能够降低通水阻力,能够使第二冷却介质的沸点上升。其结果是,在第二冷却介质流路中流动的第二冷却介质变得难以沸腾,能够抑制因第二冷却介质的沸腾而引起的异物的产生。
另外,由于在第二冷却介质流路未设置翅片,因此第二冷却介质的流路变宽。因此,即使在第二冷却介质中产生了异物,也能够抑制异物堆积于流路,能够极力避免流路因异物而堵塞。
附图说明
图1是表示本发明的至少一个实施方式中的车辆的增压进气冷却系统的概要的构成图。
图2是本发明的至少一个实施方式中的中间冷却器的俯视图。
图3是本发明的至少一个实施方式中的中间冷却器的立体图。
图4是表示本发明的至少一个实施方式中的中间冷却器的一部分的立体图。
图5是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图6是表示本发明的至少一个实施方式中的翅片的立体图。
图7是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图8是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图9是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图10是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图11是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图12是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图13是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图14是表示本发明的至少一个实施方式中的流路管的内部的示意图。
图15是表示变形例的翅片的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明用于实施本发明的多个方式。在各方式中,有时对与在先的方式中说明过的事项对应的部分标注相同的参照符号并省略重复的说明。在各方式中仅对结构的一部分进行了说明的情况下,对于结构的其他部分,能够应用在先说明过的其他方式。不仅是在各实施方式中明示了能够具体地进行组合的部分彼此组合,而且只要组合不特别地产生妨碍,则即使未明示,也能够将实施方式彼此部分地组合。
以下,基于附图来对本发明的实施方式进行说明。此外,对于在以下的各实施方式相互间彼此相同或等同的部分,在图中标有相同的符号。
(第一实施方式)
基于附图来对本发明的第一实施方式进行说明。本第一实施方式对将本发明的中间冷却器应用于车辆的增压进气冷却系统的例子进行说明。
如图1所示,在车辆的发动机(内燃机)10的进气系统中设置有用于对进气进行增压并向发动机10供给的增压器(未图示)。该增压器是为了补偿发动机10的最高输出而设置的。也就是说,本实施方式中的车辆以提高燃油经济性为目的而使发动机10小排气量化,并通过增压器来对伴随该小排气量化而产生的最高输出的降低进行补偿。
在进气系统中增压器的进气流下游侧设置有对发动机进气进行冷却的中间冷却器20。该中间冷却器20起到对由增压器压缩后的增压进气进行冷却而使发动机进气的填充效率提高的作用。本实施方式的中间冷却器20是利用具有不同温度的独立的两个系统的冷却水来对增压进气进行冷却的双温度式水冷中间冷却器。
中间冷却器20设置于供低温冷却水循环的低温冷却水回路30,低温冷却水在中间冷却器20的内部流通。另外,在高温冷却水回路40中循环的高温冷却水也在中间冷却器20的内部流通。进而,中间冷却器20使由增压器压缩后的增压进气与低温冷却水及高温冷却水进行热交换而对增压进气进行冷却。作为低温冷却水及高温冷却水,能够使用LLC(防冻液)、水等。
在低温冷却水回路30设置有使低温冷却水循环的水泵31,在低温冷却水回路30中的水泵31与中间冷却器20之间设置有使低温冷却水的热向外气散热而对低温冷却水进行冷却的第一辐射器(第一散热器)32。
在高温冷却水回路40设置有水泵41、第二辐射器(第二散热器)42以及加热器芯(加热用热交换器)43。水泵41使高温冷却水在高温冷却水回路40中循环。第二辐射器42将高温冷却水从发动机10吸收到的热向外气散热。加热器芯43使向车室内吹送的送风空气与高温冷却水进行热交换而对送风空气进行加热。中间冷却器20、第二辐射器42以及加热器芯43在高温冷却水回路40中并联配置。
高温冷却水从发动机10吸热,因此,在中间冷却器20的内部流通时,高温冷却水的温度比低温冷却水的温度高。本实施方式的低温冷却水相当于本发明的第一冷却介质,本实施方式的高温冷却水相当于本发明的第二冷却介质。
接下来,对本第一实施方式的中间冷却器20进行详细说明。如图2、图3所示,中间冷却器20构成为具备管道21、凸缘22、箱23、冷却水管24以及热交换部200。热交换部200设置在管道21的内部,使增压进气和冷却水进行热交换。
管道21是供增压进气流通的筒状的部件,设有供增压进气流入的流入口和供增压进气流出的流出口。在管道21的流入口和流出口分别设置有凸缘22。在管道21的流入口和流出口通过凸缘22固定有箱23。凸缘22与箱23的固定能够通过例如铆接固定来进行。
箱23是供增压进气流动的筒状部件。在与管道21的流入口连结的箱23中流动的增压进气流入到管道21的流入口,从管道21的流出口流出的增压进气在与管道21的流出口连结的箱23中流动。
在管道21设有连接供冷却水流通的未图示的配管的冷却水管24。中间冷却器20经由该配管而与辐射器32、42、加热器芯43等连接。冷却水管24包括:使低温冷却水流入到热交换部200的低温侧流入管24a、使低温冷却水从热交换部200流出的低温侧流出管24b、使高温冷却水流入到热交换部200的高温侧流入管24c、使高温冷却水从热交换部200流出的高温侧流出管24d。
本实施方式的中间冷却器20的热交换部200构成为所谓的叠片型的热交换器。如图4所示,热交换部200交替地层叠配置有多个流路管201和接合于相邻的流路管201之间的翅片202。通过将相对的一对板状部件203接合成中空对合状(日文:最中合わせ)而形成流路管201。流路管201的截面形状为扁平形状。
热交换部200的构成零部件中的全部零部件或者一部分零部件由覆层材料形成,该覆层材料是在由例如铝形成的芯材的表面包覆钎料而成的。通过在覆层材料的表面涂布有焊剂的状态下进行加热,从而对热交换部200的各构成零部件进行钎焊接合。
热交换部200构成为使在流路管201的内部流动的冷却水与在流路管201的外部流动的增压进气进行热交换。层叠的流路管201与流路管201之间的配置有翅片202的空间构成供增压进气流通的增压进气流路。
翅片202是将薄板材弯曲成波状而成形的波纹翅片,与流路管201的平坦的外表面侧接合,构成用于使增压进气与冷却水的传热面积扩大的热交换促进部。
如图5所示,在流路管201内形成有供低温冷却水流动的低温冷却水流路204和供高温冷却水流动的高温冷却水流路205。这些冷却水流路204、205中的冷却水的流动方向为与增压进气的流动方向交叉的方向、具体而言为与增压进气的流动方向正交的方向。图5中的增压进气的流动方向是从下侧朝向上侧的方向。此外,低温冷却水流路204相当于本发明的第一冷却介质流路,高温冷却水流路205相当于本发明的第二冷却介质流路。
在流路管201内,低温冷却水流路204和高温冷却水流路205并列地配置,并配置在增压进气的流动方向上的上游侧和下游侧。具体而言,在增压进气流动方向的上游侧配置有高温冷却水流路205,在增压进气流动方向的下游侧配置有低温冷却水流路204。即,在本实施方式中,构成为:高温冷却水在供增压进气通过的增压进气通路的上游侧流通,并且低温冷却水在增压进气通路的下游侧流通。
如图5所示,流路管201具有:使低温冷却水流入到低温冷却水流路204的低温侧入口部204a、使低温冷却水从低温冷却水流路204流出的低温侧出口部204b、使高温冷却水流入到高温冷却水流路205的高温侧入口部205a、使高温冷却水从高温冷却水流路205流出的高温侧出口部205b。低温侧入口部204a、低温侧出口部204b、高温侧入口部205a以及高温侧出口部205b通过在流路管201形成贯通孔而构成。
在低温冷却水流路204设置有将流路分隔开的低温侧分隔部204c和使低温冷却水进行U形转弯的低温侧U形转弯部204d。低温冷却水流路204被低温侧分隔部204c分隔成第一低温侧流路部204e和第二低温侧流路部204f,其中,该第一低温侧流路部204e与低温侧U形转弯部204d相比位于上游侧,该第二低温侧流路部204f与低温侧U形转弯部204d相比位于下游侧。此外,低温侧U形转弯部204d相当于本发明的第一U形转弯部。
在低温冷却水流路204中流动的低温冷却水在低温侧U形转弯部204d处改变流动方向。因此,低温冷却水的流动方向在第一低温侧流路部204e和第二低温侧流路部204f成为相反方向。
在低温冷却水流路204中,第一低温侧流路部204e及第二低温侧流路部204f成为低温冷却水的流动方向与增压进气的流动方向交叉的部位。在本实施方式中,在第一低温侧流路部204e及第二低温侧流路部204f中低温冷却水的流动方向与增压进气的流动方向正交。
在高温冷却水流路205设置有将流路分隔开的高温侧分隔部205c和使高温冷却水进行U形转弯的高温侧U形转弯部205d。高温冷却水流路205被高温侧分隔部205c分隔成第一高温侧流路部205e和第二高温侧流路部205f,其中,该第一高温侧流路部205e与高温侧U形转弯部205c相比位于上游侧,该第二高温侧流路部205f与高温侧U形转弯部205c相比位于下游侧。此外,高温侧U形转弯部205d相当于本发明的第二U形转弯部。
在高温冷却水流路205中流动的高温冷却水在高温侧U形转弯部205d处改变流动方向。因此,在高温冷却水流路205中,高温冷却水的流动方向在第一高温侧流路部205e和第二高温侧流路部205f成为相反方向。
在高温冷却水流路205中,第一高温侧流路部205e及第二高温侧流路部205f成为高温冷却水的流动方向与增压进气的流动方向交叉的部位。在本实施方式中,在第一高温侧流路部205e及第二高温侧流路部205f中高温冷却水的流动方向与增压进气的流动方向正交。
在本实施方式中,低温侧入口部204a、低温侧出口部204b、高温侧入口部205a以及高温侧出口部205b配置于流路管201的长度方向上的一方的端部(即图5的左侧端部)。它们从增压进气的流动方向上游侧起按照高温侧出口部205b、高温侧入口部205a、低温侧出口部204b、低温侧入口部204a的顺序配置。另外,低温侧U形转弯部204d和高温侧U形转弯部205d配置于流路管201的长度方向上的另一方的端部(即图5的右侧端部)。
在本实施方式中,流路管201中的形成有高温冷却水流路205的部位的增压进气流动方向上的长度DHT比流路管201中的形成有低温冷却水流路204的部位的增压进气流动方向上的长度DLT短。在本实施方式中,低温冷却水流路204的增压进气流动方向上的长度DLT与第一低温侧流路部204e、第二低温侧流路部204f及低温侧分隔部204c的增压进气流动方向上的长度的合计值大致相等。在本实施方式中,高温冷却水流路205的增压进气流动方向上的长度DHT与第一高温侧流路部205e、第二高温侧流路部205f及高温侧分隔部205c的增压进气流动方向上的长度的合计值大致相等。
在低温冷却水流路204的低温侧U形转弯部204d和高温冷却水流路205的高温侧U形转弯部205d设置有支柱部206。支柱部206在构成流路管201的一对板状部件203的每一个上形成为向流路内突出。形成于一对板状部件203的各个对应的位置的支柱部206彼此接合。一对板状部件203通过支柱部206而在保持着规定的间隔的状态下相互接合。也就是说,通过支柱部206而将流路管201的相对的内表面彼此接合。通过支柱部206,能够提高构成流路管201的一对板状部件203的钎焊性,进而能够提高流路管201的强度。
在低温冷却水流路204的内部配置有将低温冷却水流路204分割成多个细流路的翅片207。设置于低温冷却水流路204的翅片207构成用于使低温冷却水与增压进气的传热面积扩大的热交换促进部。翅片207分别配置于低温冷却水流路204的第一低温侧流路部204e及第二低温侧流路部204f。
如图6所示,本实施方式的翅片207构成为直翅片。直翅片结构的翅片207成为壁部207a与顶部207b连续的波形状,在波连续的方向上形成波形的截面形状。多个壁部207a以及多个顶部207b分别并列设置。多个壁部207a以及多个顶部207b分别沿着低温冷却水的流通方向呈直线延伸。
返回到图5,在高温冷却水流路205的内部未配置翅片。因此,高温冷却水流路205未被翅片分割成多个细流路。
另外,在高温冷却水流路205中,在第一高温侧流路部205e以及第二高温侧流路部205f,流路的内表面形成为平坦状。也就是说,在高温冷却水流路205中除了高温侧U形转弯部205d以外的部位的内表面未形成突起部、凹凸等。
根据以上说明的本实施方式,在利用温度不同的两种冷却水来对增压进气进行冷却的中间冷却器20中,在低温冷却水流路204的内部设置有翅片207,在高温冷却水流路205的内部未设置翅片。因此,在配置有翅片207的低温冷却水流路204中,传热面积扩大,能够获得促进低温冷却水与增压进气的热交换的效果。
另一方面,在未配置翅片的高温冷却水流路205中,能够降低通水阻力,能够使高温冷却水的沸点上升。由此,在高温冷却水流路205中流动的高温冷却水变得难以沸腾,能够抑制因高温冷却水的沸腾而引起的异物的产生。
另外,由于在高温冷却水流路205未设置翅片,因此高温冷却水的流路与设置有翅片的情况相比变宽。因此,即使在高温冷却水中产生了异物,也能够抑制异物堆积于高温冷却水流路205,能够极力避免流路因异物而堵塞。
另外,在本实施方式中,将高温冷却水流路205的高温侧流路部205e、205f的内表面设为平坦状。因此,即使在高温冷却水中产生了异物,也能够抑制异物堆积于流路,能够极力避免流路因异物而堵塞。
另外,在本实施方式中,高温冷却水流路205的增压进气流动方向上的长度DHT比低温冷却水流路204的增压进气流动方向上的长度DLT短,高温冷却水流路205的流路截面积比低温冷却水流路204的流路截面积小。因此,与低温冷却水流路204相比,高温冷却水流路205的冷却水的流速更快,能够在增压进气与高温冷却水的热交换中提高相对于水侧传热面积的水侧热传递率。其结果是,在高温冷却水流路205中,能够抑制由于未设置翅片而导致的热交换性能降低。
另外,在本实施方式中,在低温冷却水流路204及高温冷却水流路205形成有支柱部206,从而能够提高钎焊性,能够提高流路管201的强度。另外,U形转弯部204d、205d在冷却水流路204、205构成比较大的空间,在流路管201中产生了热应力的情况下变形量容易变大。通过在这样的U形转弯部204d、205d设置支柱部206,从而能够确保U形转弯部204d、205d的强度。
(第二实施方式)
接着,基于图7来说明本发明的第二实施方式。在本第二实施方式中,仅对与上述第一实施方式不同的部分进行说明。本第二实施方式与上述第一实施方式相比较,低温冷却水流路204的结构不同。
如图7所示,在本第二实施方式中,在低温冷却水流路204未设置低温侧分隔部204c和低温侧U形转弯部204d。另外,在低温冷却水流路204中,低温侧入口部204a和低温侧出口部204b配置于流路管201的长度方向上的不同的端部。低温侧入口部204a配置于流路管201的长度方向上的一方的端部(即图7的左侧端部),低温侧出口部204b配置于流路管201的长度方向上的另一方的端部(即图7的右侧端部)。
因此,在本第二实施方式的低温冷却水流路204中,低温冷却水向一个方向流动。在图7所示的例子中,在低温冷却水流路204中,低温冷却水沿图中的从左侧朝向右侧的方向流动。
高温冷却水流路205是与上述第一实施方式相同的结构,设有高温侧分隔部205c及高温侧U形转弯部205d。因此,在高温冷却水流路205中,高温冷却水进行U形转弯而流动。
在以上说明的本第二实施方式中,构成为:在低温冷却水流路204中低温冷却水向一个方向流动,在高温冷却水流路202中高温冷却水进行U形转弯而流动。在这样的结构中,也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。
(第三实施方式)
接着,基于图8来说明本发明的第三实施方式。在本第三实施方式中,仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。本第三实施方式与上述第一实施方式相比较,高温冷却水流路205的结构不同。
如图8所示,在本第三实施方式中,在高温冷却水流路205未设置高温侧分隔部205c和高温侧U形转弯部205d。另外,在高温冷却水流路205中,高温侧入口部205a和高温侧出口部205b配置在流路管201的长度方向上的不同的端部。高温侧入口部205a配置于流路管201的长度方向上的一方的端部(即图8的左侧端部),高温侧出口部205b配置于流路管201的长度方向上的另一方的端部(即图8的右侧端部)。
因此,在本第三实施方式的高温冷却水流路205中,高温冷却水向一个方向流动。在图8所示的例子中,在高温冷却水流路205中,高温冷却水沿图中的从左侧朝向右侧的方向流动。
低温冷却水流路204是与上述第一实施方式相同的结构,设有低温侧分隔部204c及低温侧U形转弯部204d。因此,在低温冷却水流路204中,低温冷却水进行U形转弯而流动。
在以上说明的本第三实施方式中,构成为:在低温冷却水流路204中低温冷却水进行U形转弯而流动,在高温冷却水流路202中高温冷却水向一个方向流动。在这样的结构中,也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。
另外,在本第三实施方式中,构成为在高温冷却水流路202中高温冷却水向一个方向流动,因此与上述第一、第二实施方式那样的高温冷却水进行U形转弯而流动的结构相比,能够增大高温冷却水的流路截面积。因此,即使在高温冷却水中产生了异物,也能够抑制异物堆积于流路,能够极力避免流路因异物而堵塞。
(第四实施方式)
接着,基于图9来说明本发明的第四实施方式。在本第四实施方式中,仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。本第四实施方式与上述第一实施方式相比较,低温冷却水流路204及高温冷却水流路205的结构不同。
如图9所示,在本第四实施方式中,在低温冷却水流路204设置有两个低温侧分隔部204c、204g和两个低温侧U形转弯部204d、204h。低温冷却水流路204被两个低温侧分隔部204c、204g分隔成三个流路204e、204f、204i。
低温冷却水流路204被第一低温侧分隔部204c分隔成第一低温侧流路部204e和第二低温侧流路部204f,其中,该第一低温侧流路部204e与第一低温侧U形转弯部204d相比位于上游侧,该第二低温侧流路部204f与第一低温侧U形转弯部204d相比位于下游侧。另外,低温冷却水流路204被第二低温侧分隔部204g分隔成第二低温侧流路部204f和第三低温侧流路部204i,其中,该第二低温侧流路部204f与第二低温侧U形转弯部204h相比位于上游侧,该第三低温侧流路部204i与第二低温侧U形转弯部204h相比位于下游侧。
在低温冷却水流路204中流动的低温冷却水在两个低温侧U形转弯部204d、204h处改变两次流动方向。因此,在低温冷却水流路204中,低温冷却水的流动方向在第一低温侧流路部204e和第二低温侧流路部204f成为相反方向,低温冷却水的流动方向在第二低温侧流路部204f和第三低温侧流路部204i成为相反方向。
另外,在低温冷却水流路204中,低温侧入口部204a和低温侧出口部204b配置于流路管201的长度方向上的不同的端部。低温侧入口部204a配置于流路管201的长度方向上的一方的端部(即图9的左侧端部),低温侧出口部204b配置于流路管201的长度方向上的另一方的端部(即图9的右侧端部)。
高温冷却水流路205是与上述第三实施方式相同的结构,未设置高温侧分隔部205c及高温侧U形转弯部205d。因此,在高温冷却水流路205中,高温冷却水向一个方向流动。
在以上说明的本第四实施方式中,构成为在低温冷却水流路204中低温冷却水进行两次U形转弯而流动、在高温冷却水流路202中高温冷却水向一个方向流动。在这样的结构中,也能够获得与上述第一、第三实施方式相同的效果。
(第五实施方式)
接下来,基于图10来说明本发明的第五实施方式。在本第五实施方式中,仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。本第五实施方式与上述第一实施方式相比较,低温冷却水流路204及高温冷却水流路205的结构不同。
如图10所示,在本第五实施方式中,在低温冷却水流路204设置有三个低温侧分隔部204c、204g、204j和三个低温侧U形转弯部204d、204h、204k。低温冷却水流路204被三个低温侧分隔部204c、204g、204j分隔成四个流路204e、204f、204i、204l。
低温冷却水流路204被第一低温侧分隔部204c分隔成第一低温侧流路部204e和第二低温侧流路部204f,其中,该第一低温侧流路部204e与第一低温侧U形转弯部204d相比位于上游侧,该第二低温侧流路部204f与第一低温侧U形转弯部204d相比位于下游侧。另外,低温冷却水流路204被第二低温侧分隔部204g分隔成第二低温侧流路部204f和第三低温侧流路部204i,其中,该第二低温侧流路部204f与第二低温侧U形转弯部204h相比位于上游侧,该第三低温侧流路部204i与第二低温侧U形转弯部204h相比位于下游侧。另外,低温冷却水流路204被第三低温侧分隔部204j分隔成第三低温侧流路部204i和第四低温侧流路部204l,其中,该第三低温侧流路部204i与第三低温侧U形转弯部204k相比位于上游侧,该第四低温侧流路部204l与第三低温侧U形转弯部204k相比位于下游侧。
在低温冷却水流路204中流动的低温冷却水在三个低温侧U形转弯部204d、204h、204k处改变三次流动方向。因此,在低温冷却水流路204中,低温冷却水的流动方向在第一低温侧流路部204e和第二低温侧流路部204f成为相反方向,低温冷却水的流动方向在第二低温侧流路部204f和第三低温侧流路部204i成为相反方向,低温冷却水的流动方向在第三低温侧流路部204i和第四低温侧流路部204l成为相反方向。
另外,在低温冷却水流路204中,低温侧入口部204a及低温侧出口部204b配置于流路管201的长度方向上的一方的端部(即图10的左侧端部)。
高温冷却水流路205是与上述第三实施方式相同的结构,未设置高温侧分隔部205c及高温侧U形转弯部205d。因此,在高温冷却水流路205中,高温冷却水向一个方向流动。
在以上说明的本第五实施方式中,构成为:在低温冷却水流路204中低温冷却水进行三次U形转弯而流动,在高温冷却水流路202中高温冷却水向一个方向流动。在这样的结构中,也能够获得与上述第一、第三实施方式相同的效果。
(第六实施方式)
接下来,基于图11来说明本发明的第六实施方式。在本第六实施方式中,仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。本第六实施方式与上述第一实施方式相比较,低温冷却水流路204及高温冷却水流路205的结构不同。
如图11所示,在本第六实施方式中,低温冷却水流路204成为与上述第二实施方式相同的结构,在低温冷却水流路204未设置低温侧分隔部204c和低温侧U形转弯部204d。因此,在本第六实施方式的低温冷却水流路204中,低温冷却水向一个方向流动。
另外,高温冷却水流路205成为与上述第三实施方式相同的结构,在高温冷却水流路205未设置高温侧分隔部205c和高温侧U形转弯部205d。因此,在本第六实施方式的高温冷却水流路205中,高温冷却水向一个方向流动。
在以上说明的本第六实施方式中,构成为:在低温冷却水流路204中低温冷却水向一个方向流动,在高温冷却水流路202中高温冷却水向一个方向流动。在这样的结构中,也能够获得与上述第一、第三实施方式相同的效果。
(第七实施方式)
接下来,基于图12来说明本发明的第七实施方式。在本第七实施方式中,仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。本第七实施方式与上述第一实施方式相比较,高温冷却水流路205的结构不同。
如图12所示,在本第七实施方式中,与上述第一实施方式同样,低温冷却水流路204及高温冷却水流路205均使冷却水进行U形转弯而流动。另外,在本第七实施方式中,在高温冷却水流路205的高温侧U形转弯部205d未设置支柱部206。因此,高温冷却水流路205除了高温侧流路部205e、205f的内表面以外高温侧U形转弯部205d的内表面也形成为平坦状。也就是说,本第七实施方式的高温冷却水流路205在整个流路中内表面形成为平坦状。
在以上说明的本第七实施方式中,高温冷却水流路205的整个流路的内表面形成为平坦状。在这样的结构中,也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。
另外,在本第七实施方式中,除了高温侧流路部205e、205f的内表面以外,高温侧U形转弯部205d的内表面也形成为平坦状。因此,即使在高温冷却水中产生了异物,在高温侧U形转弯部205d中也能够抑制异物堆积于流路,能够极力避免流路因异物而堵塞。
(第八实施方式)
接下来,基于图13来说明本发明的第八实施方式。在本第八实施方式中,仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。本第八实施方式与上述第一实施方式相比较,高温冷却水流路205的结构不同。
如图13所示,在本第八实施方式中,在高温冷却水流路205中突起部205g以向流路侧突出的方式形成。在图13中,用黑圆点表示突起部205g。
突起部205g形成在第一高温侧流路部205e、第二高温侧流路部205f及高温侧U形转弯部205d的内表面。也就是说,本第八实施方式的高温冷却水流路205遍及整个流路地在内表面形成有突起部205g。突起部205g构成使在高温冷却水流路205中流动的高温冷却水产生紊流的紊流生成部。
在以上说明的本第八实施方式中,遍及高温冷却水流路205的整体而设置有突起部205g。在这样的结构中,也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。
另外,通过在高温冷却水流路205设置有突起部205g,能够使高温冷却水与增压进气的热传递效率提高。因此,在高温冷却水流路205中,能够抑制由于未设置翅片而导致的热交换性能降低。
(第九实施方式)
接下来,基于图14来说明本发明的第九实施方式。在本第九实施方式中,仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。本第九实施方式与上述第一实施方式相比较,高温冷却水流路205的结构不同。
如图14所示,在本第九实施方式中,在高温冷却水流路205中,在高温冷却水的流动方向与增压进气的流动方向交叉的部位、即高温侧流路部205e、205f形成有突起部205g。另外,在高温冷却水流路205中,在高温侧U形转弯部205d设置有支柱部206。
在以上说明的本第九实施方式中,在高温冷却水流路205中,在高温侧流路部205e、205f设置有突起部205g,在高温侧U形转弯部205d设置有支柱部206。在这样的结构中,也能够获得与上述第一实施方式相同的效果。
另外,通过在高温侧流路部205e、205f设置有突起部205g,能够提高高温冷却水与增压进气的热传递效率,通过在高温侧U形转弯部205d设置支柱部206,能够确保高温侧U形转弯部205d的强度。
本发明并不限定于上述的实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内如下这样进行各种变形。另外,上述各实施方式中所公开的方案也可以在可实施的范围内适当组合。
在上述各实施方式中,设为了如下的结构:在中间冷却器20的管道21连结有供增压进气流动的箱23,并在管道21的内部设置有热交换部200(参照图2、图3),但并不限定于此,也可以将中间冷却器20设为不同的结构。例如,也可以设为中间冷却器20插入到进气歧管的结构。在该情况下,不需要构成增压进气的流路的管道21,只要将用于固定于进气歧管的壁面的板设置于中间冷却器并将热交换部200固定于该板即可。
在上述各实施方式中,将中间冷却器20的热交换部200设为了流路管201和接合于相邻的流路管201之间的翅片202交替地层叠配置而成的层叠构造(参照图4),但不限于此,也可以设为不同的结构。例如,也可以将中间冷却器20的热交换部200设为在一对芯板插入管的端部的芯板型。在该情况下,可以使增压进气通过管的内部、使冷却水通过管的外部,也可以使冷却水通过管的内部、使增压进气通过管的外部。
在上述第一实施方式中,构成为仅在高温冷却水流路205的U形转弯部205d设置支柱部206,但不限于此,也可以在高温冷却水流路205的高温侧流路部205e、205f设置支柱部206。
在上述各实施方式中,将配置于低温冷却水流路204的翅片207构成为直翅片(参照图6),但不限于此,也可以将翅片207设为不同的形状。
例如,也可以如图15所示将翅片207构成为偏置翅片。构成为偏置翅片的翅片207成为壁部207a与顶部207b连续的截面波形状,在壁部207a设置有多个局部被切割且折起而成的切起部207c。壁部207a和切起部207c沿着低温冷却水的流动方向交替地配置为交错状。
另外,也可以将翅片207构成为未图示的波形翅片。波形翅片成为壁部207a与顶部207b连续的截面波形状,壁部207a和顶部207b形成为沿着低温冷却水的流通方向蜿蜒。
在上述各实施方式中,对在高温冷却水流路205的内部丝毫未设置翅片的结构进行了说明,但并非将在高温冷却水流路205的内部存在比较小的翅片的情况除外。也就是说,只要是能够抑制由高温冷却水中的异物引起的流路堵塞的范围,则也可以在高温冷却水流路205设置有翅片。
本发明以实施例为基准进行了记述,但应当理解为,本发明并不限定于该实施例、构造。本发明也包含各种变形例和等同范围内的变形。此外,虽然各种组合和方式在本发明中被示出,但是仅包含它们的一个要素、包含一个要素以上或一个要素以下的其他组合、方式也属于本发明的范畴和思想范围。
Claims (13)
1.一种中间冷却器,在由增压器增压并向发动机(10)供给的增压进气与冷却介质之间进行热交换,从而对所述增压进气进行冷却,所述中间冷却器的特征在于,
具备热交换部(200),该热交换部使在流路管(201)的内部流动的所述冷却介质与在所述流路管的外部流动的所述增压进气进行热交换,
所述冷却介质包含第一冷却介质和温度高于所述第一冷却介质的第二冷却介质,
在所述流路管内形成有第一冷却介质流路(204)和第二冷却介质流路(205),所述第一冷却介质流路供所述第一冷却介质以与所述增压进气的流动方向交叉的方式流动,所述第二冷却介质流路供所述第二冷却介质以与所述增压进气的流动方向交叉的方式流动,
所述第二冷却介质流路与所述第一冷却介质流路相比配置于所述增压进气的流动方向的上游侧,
在所述第一冷却介质流路的内部设置有翅片(207),在所述第二冷却介质流路的内部未设置翅片。
2.根据权利要求1所述的中间冷却器,其特征在于,
所述流路管中的形成有所述第二冷却介质流路的部位的所述增压进气的流动方向上的长度(DHT)比所述流路管中的形成有所述第一冷却介质流路的部位的所述增压进气的流动方向上的长度(DLT)短。
3.根据权利要求1或2所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第一冷却介质流路具有使所述第一冷却介质进行U形转弯的第一U形转弯部(204d、204f、204h)。
4.根据权利要求3所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第一冷却介质流路具有两个所述第一U形转弯部(204d、204f)。
5.根据权利要求3所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第一冷却介质流路具有三个所述第一U形转弯部(204d、204f、204h)。
6.根据权利要求1或2所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第一冷却介质流路使所述第一冷却介质向一个方向流动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第二冷却介质流路具有使所述第二冷却介质进行U形转弯的第二U形转弯部(205d)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第二冷却介质流路使所述第二冷却介质向一个方向流动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第二冷却介质流路的内表面形成为平坦状。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第二冷却介质流路在内表面形成有突起部(205g)。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第二冷却介质流路形成有支柱部(206),该支柱部将相对的内表面彼此在保持着规定的间隔的状态下接合。
12.根据权利要求7所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第二冷却介质流路中,
在所述第二U形转弯部形成有支柱部(206),该支柱部将相对的内表面彼此在保持着规定的间隔的状态下接合,
所述第二冷却介质的流动方向与增压进气的流动方向交叉的部位(205e、205f)的内表面形成为平坦状。
13.根据权利要求7所述的中间冷却器,其特征在于,
所述第二冷却介质流路中,
在所述第二U形转弯部形成有支柱部(206),该支柱部将相对的内表面彼此在保持着规定的间隔的状态下接合,
在所述第二冷却介质的流动方向与增压进气的流动方向交叉的部位(205e、205f)的内表面形成有突起部(205g)。
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