貯水箱的制作方法
貯水箱
1.關聯(lián)申請的相互參照
2.本技術基于2020年4月15日申請的日本專利申請2020-072839號和2020年11月24日申請的日本專利申請2020-194252號，主張其優(yōu)先權(quán)，并將該專利申請的全部內(nèi)容通過參照編入本說明書。
技術領域
3.本發(fā)明涉及一種貯水箱。
背景技術：
4.在車輛設置有用于通過使冷卻水循環(huán)來冷卻車輛的各部分的冷卻系統(tǒng)。作為冷卻系統(tǒng)的冷卻對象能夠列舉出發(fā)動機、中間冷卻器等輔助設備類。在冷卻系統(tǒng)中，在供冷卻水循環(huán)的路徑中，除了成為冷卻對象的設備之外，還設置有壓送冷卻水的水泵、貯存冷卻水的一部分的貯水箱等。在冷卻水因某種原因而減少時，從貯水箱補充冷卻水。由此，能夠抑制冷卻性能隨著冷卻水的減少而降低。作為這樣的貯水箱，有例如下述的專利文獻1所記載的貯水箱。
5.在專利文獻1所記載的貯水箱設置有作為用于將氣泡從冷卻水分離的空間的氣液分離室。氣液分離室為大致圓柱形狀的空間。在氣液分離室的下方側(cè)部分形成有作為冷卻水的入口的流入口和作為冷卻水的出口的流出口。從流入口流入的冷卻水一邊在氣液分離室中回旋一邊上升。由此，不僅是大的氣泡，浮力較小的氣泡也通過回旋流而上升，從而到達液面而消失。另外，流入口和流出口與液面相比都設置于下方側(cè)，因此能夠抑制隨著冷卻水的流入而產(chǎn)生新的氣泡。
6.現(xiàn)有技術文獻
7.專利文獻
8.專利文獻1：日本特開2015-28336號公報
9.在專利文獻1所記載的貯水箱中，在流入氣液分離室的內(nèi)部的冷卻水的流速慢的情況下，在氣液分離室的內(nèi)部，冷卻水可能不能充分地回旋而流動。假設在氣液分離室的內(nèi)部沒有形成冷卻水的充分的回旋流的情況下，可能導致將冷卻水與氣泡分離的功能降低。另外，當因沒有形成充分的回旋流而導致冷卻水的流動產(chǎn)生紊亂時，也可能在氣液分離室的內(nèi)部產(chǎn)生新的氣泡。這樣，專利文獻1所記載的貯水箱在關于氣泡的產(chǎn)生和去除的方面還存在改良的余地。
技術實現(xiàn)要素：
10.本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠分別穩(wěn)定地發(fā)揮抑制氣泡的產(chǎn)生的功能和去除氣泡的功能的貯水箱。
11.本發(fā)明的一個方式的貯水箱具備：氣液分離部、流入部、流出部以及筒狀的突出部。氣液分離部以規(guī)定的軸線為中心形成為有底筒狀。流入部設置于氣液分離部，使冷卻水
流入氣液分離部的內(nèi)部。流出部設置于氣液分離部，使冷卻水從氣液分離部的內(nèi)部流出。突出部形成為在氣液分離部的內(nèi)部從底壁部沿著規(guī)定的軸線延伸。通過形成于氣液分離部的內(nèi)周面與突出部的外周面之間的間隙形成環(huán)狀流路。在將在氣液分離部的內(nèi)表面與流入部連通的開口部作為流入開口部，并將在氣液分離部的內(nèi)表面與流出部連通的開口部作為流出開口部時，流出開口部在沿著規(guī)定的軸線的方向上與流入開口部相比配置于氣液分離部的底壁部側(cè)，流入開口部在沿著規(guī)定的軸線的方向上與突出部的頂端部相比配置于氣液分離部的底壁部側(cè)。在突出部的頂端部，突出部的內(nèi)部空間在氣液分離部的內(nèi)部空間開口。
12.根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從流入開口部流入到環(huán)狀流路的冷卻水以沿著環(huán)狀流路回旋的方式流動。因此，在氣液分離部的內(nèi)部形成有冷卻水的回旋流。由此，回旋而流動的冷卻水因離心力而朝向外側(cè)流動，此外，冷卻水所含的氣泡與冷卻水相比較輕量，因此集中于冷卻水的回旋流的中央附近。通過集中于冷卻水的回旋流的中央附近的氣泡到達冷卻水的液面，從而集中于氣液分離部的上方的空間。經(jīng)過這樣的過程，能夠去除冷卻水所含的氣泡。
13.另外，根據(jù)本技術的發(fā)明人等的實驗確認到，通過在氣液分離部的內(nèi)部形成突出部，冷卻水流不會發(fā)生紊亂的冷卻水的流動穩(wěn)定的流速范圍與沒有形成突出部的情況相比變大。
14.而且，冷卻水滯留于突出部的內(nèi)部。該冷卻水的滯留部分以使形成于氣液分離部內(nèi)的冷卻水的回旋流衰減的方式作用。由此，抑制了冷卻水的回旋流的流速過度地上升，因此能夠使冷卻水的回旋流穩(wěn)定。作為結(jié)果，能夠抑制氣泡的產(chǎn)生。
15.這樣，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠分別穩(wěn)定地發(fā)揮抑制氣泡的產(chǎn)生的功能和去除氣泡的功能。
附圖說明
16.圖1是表示第一實施方式的貯水箱的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
17.圖2是表示沿著圖1的ii-ii線的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
18.圖3是表示第一實施方式的貯水箱的剖面立體結(jié)構(gòu)的立體圖。
19.圖4是表示第一實施方式的變形例的貯水箱的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
20.圖5是表示第二實施方式的貯水箱的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
21.圖6是表示第二實施方式的貯水箱的剖面立體結(jié)構(gòu)的立體圖。
22.圖7是表示第二實施方式的變形例的貯水箱的剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。
23.圖8是表示由本技術的發(fā)明人等得出的貯水箱的分界面深度dm與氣泡卷入量ba的關系的曲線圖。
24.圖9是表示由本技術的發(fā)明人等得出的貯水箱的冷卻水的回旋流速v與分界面深度dm的關系的曲線圖。
25.圖10是表示由本技術的發(fā)明人等求出的貯水箱的流路寬度w與冷卻水的回旋流速v的關系的曲線圖。
具體實施方式
26.以下，參照附圖，對貯水箱的一個實施方式進行說明。為了容易理解說明，在各附圖中盡可能對相同的構(gòu)成要素標注相同的符號并省略重復的說明。
27.＜第一實施方式＞
28.首先，參照圖1和圖2，對第一實施方式的貯水箱10進行說明。貯水箱10用于搭載于車輛的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)是通過使冷卻水在車輛的各部分，具體而言在內(nèi)燃機、輔助設備類進行循環(huán)而將它們冷卻的系統(tǒng)。在冷卻系統(tǒng)中，由水泵壓送的冷卻水被向內(nèi)燃機等冷卻對象供給，從而對冷卻對象進行冷卻。在冷卻對象通過而成為高溫的冷卻水在散熱器中被冷卻而返回水泵，并再次從水泵被送出。此外，作為這樣的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，能夠采用公知的結(jié)構(gòu)，因此省略其具體的圖示、說明。
29.貯水箱10在這樣的冷卻系統(tǒng)中設置在供冷卻水循環(huán)的路徑的中途的位置，例如水泵的上游側(cè)的位置。此外，“供冷卻水循環(huán)的路徑的中途”不需要是指總是有冷卻水流動的路徑的中途，也可以是指例如旁通流路那樣供冷卻水暫時流動的路徑的中途。
30.如圖1和圖2所示，貯水箱10具備：氣液分離部100、流入部120以及流出部130。
31.氣液分離部100是用于暫時貯存被供給的冷卻水，并去除冷卻水所含的氣泡的容器。氣液分離部100以規(guī)定的第一軸線m10為中心而形成為有底圓筒狀。氣液分離部100以其中心軸m10與鉛垂方向平行的方式配置。
32.在氣液分離部100的內(nèi)側(cè)形成有內(nèi)部空間sp。內(nèi)部空間sp是用于暫時貯存冷卻水的空間，同時也是用于將冷卻水的氣液分離而去除氣泡的空間。
33.此外，氣液分離部100的上端的開口部分被未圖示的蓋封閉。在蓋設置有閥。在內(nèi)部空間sp的壓力低的通常時，蓋的閥被關閉，從而內(nèi)部空間sp與外氣之間成為被切斷的狀態(tài)。當內(nèi)部空間sp的壓力上升而超過規(guī)定值時，蓋的閥打開，從而能夠?qū)?nèi)部空間sp的空氣向外部釋放。
34.在氣液分離部100的內(nèi)部形成有突出部110。突出部110在氣液分離部100的內(nèi)部以從底壁部101沿著第一軸線m10延伸的方式形成為圓筒狀。氣液分離部100和突出部110以第一軸線m10為中心同心圓狀地配置。在將突出部110的外徑設為“d”，并將氣液分離部100的內(nèi)徑設為“d”時，它們具有“d＞d”的關系。突出部110的頂端部的開口部分在氣液分離部100的內(nèi)部空間sp開口。
35.形成于氣液分離部100的側(cè)壁部102的內(nèi)周面與突出部110的外周面之間的間隙是形成為以第一軸線m10為中心的圓環(huán)狀的流路fp。以下，將該流路fp稱作“環(huán)狀流路fp”。
36.圖1所示的兩點劃線dl2是表示氣液分離部100中的下限水位的線。在進行向貯水箱10注入冷卻水時，以冷卻水的水位為下限水位以上的方式調(diào)整注水量。突出部110的頂端部在比由兩點劃線dl2所示的下限水位的位置更低的位置。因此，突出部110的上端不從冷卻水的液面向上方突出。這樣，在氣液分離部100的內(nèi)部空間sp，冷卻水被貯存在直到與突出部110相比位于上方的部分為止。以下，將在氣液分離部100的內(nèi)部空間sp中與突出部110相比位于上方的部分稱作“貯存部ss”。
37.流入部120是使在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)的冷卻水流入氣液分離部100的內(nèi)部的部分。如圖2所示，在氣液分離部100的側(cè)壁部102以從其內(nèi)表面貫通至外表面的方式形成有流入開口部103。流入開口部103是在氣液分離部100的內(nèi)表面中與流入部120連通的開口部。流入部120以相對于第一軸線m10垂直的第二軸線m20為中心形成為筒狀。流入部120以從流入開口部103朝向氣液分離部100的外側(cè)延伸的方式配置。流入部120的中心軸m20相對于第一軸線m10向由箭頭a表示的方向偏移。由箭頭a表示的方向是與第一軸線m10和第二軸線m20雙
方都正交的方向。
38.如圖1所示，流入開口部103在沿著第一軸線m10的方向上與突出部110的頂端部相比配置于氣液分離部100的底壁部101側(cè)。因此，在將沿著第一軸線m10的方向上從氣液分離部100的底壁部101的內(nèi)表面到突出部110的頂端部為止的距離設為“h1”，并將從氣液分離部100的底壁部101的內(nèi)表面到流入部120的中心軸m20為止的距離設為“h2”時，它們具有“h1＞h2”的關系。
39.通過像圖2所示那樣使流入部120的中心軸m20相對于氣液分離部100的中心軸m10向由箭頭a表示的方向偏移，從而從流入部120經(jīng)由流入開口部103流入氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水像圖2中箭頭ar2所示那樣流動。即，從流入開口部103流入到氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水沿著突出部110的外壁部向由箭頭ar2表示的方向流動。因此，容易形成以第一軸線m10為中心的向逆時針的方向回旋的冷卻水的流動。
40.如圖2所示，在氣液分離部100的底壁部101還以分隔環(huán)狀流路fp的一部分的方式形成有分隔壁105。分隔壁105在環(huán)狀流路fp中與流入開口部103相比配置在位于環(huán)狀流路fp內(nèi)的冷卻水的回旋方向的上游的部分。如圖1所示，沿著第一軸線m10的方向上的分隔壁105的上壁面的位置低于突出部110的頂端部的位置。如圖2所示，分隔壁105被設置來抑制從流入部120流入氣液分離部100的內(nèi)部的向由箭頭ar1表示的方向流動的冷卻水流與在氣液分離部100的內(nèi)部向由箭頭ar2表示的方向回旋的冷卻水流的干涉。
41.圖1所示的流出部130是使氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水向外部流出的部分。在氣液分離部100的底壁部101中形成環(huán)狀流路fp的內(nèi)壁的部分以從其內(nèi)表面貫通至外表面的方式形成有流出開口部104。流出開口部104是在氣液分離部100的內(nèi)表面中與流出部130連通的開口部。流出開口部104在沿著第一軸線m10的方向上與流入開口部103相比配置于氣液分離部100的底壁部101側(cè)。流出部130以從流出開口部104朝向氣液分離部100的下方延伸的方式配置。流出部130以第三軸線m30為中心形成為圓筒狀。
42.接著，對本實施方式的貯水箱10的動作例進行說明。
43.如圖2所示，在該貯水箱10中，流入到流入部120的冷卻水如箭頭ar1所示那樣通過流入開口部103而流向氣液分離部100的內(nèi)部。流入到氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水沿著環(huán)狀流路fp流動，由此形成由箭頭ar2所示的回旋流。成為回旋流的冷卻水在氣液分離部100的內(nèi)部朝向上方流動。由此，在氣液分離部100的貯存部ss形成如圖1所示的冷卻水的渦流。另外，在氣液分離部100的內(nèi)部流動的冷卻水的一部分通過流出部130向外部排出。
44.通過在貯存部ss形成如圖1所示的冷卻水的渦流，從而貯存部ss的冷卻水通過離心力而朝向外側(cè)，即2朝向氣液分離部100的側(cè)壁部102的內(nèi)周面流動，此外，由于冷卻水所含的氣泡與冷卻水相比較輕量，因此集中于冷卻水的回旋流的中央附近。該氣泡通過到達冷卻水的液面sw10而集中于氣液分離部100的上方的空間。經(jīng)過這樣的過程，能夠去除冷卻水所含的氣泡。
45.此外，在將沿著第一軸線m10的方向上從氣液分離部100的底壁部101的內(nèi)表面到冷卻水的液面sw10的距離設為“h”，并將從氣液分離部100的底壁部101的內(nèi)表面到突出部110的頂端部的距離設為“h1”時，它們具有“h＞h1”的關系。
46.另外，根據(jù)本技術的發(fā)明人等的實驗確認到，通過在氣液分離部100的內(nèi)部形成突出部110，從而冷卻水流不會產(chǎn)生紊亂的冷卻水的回旋流穩(wěn)定的流速范圍與沒有形成突出
部110的情況相比變大。
47.而且，在突出部110的內(nèi)部也存在冷卻水。存在于突出部110的內(nèi)部的冷卻水不受到形成于貯存部ss的內(nèi)部的回旋流的影響，而滯留于突出部110的內(nèi)部。貯存部ss的冷卻水受到形成于氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水流的影響而跟隨該冷卻水流，因此沿著氣液分離部100的側(cè)壁部102的內(nèi)周面回旋。另一方面，滯留于突出部110的內(nèi)部的冷卻水以使在貯存部ss流動的冷卻水的回旋流的中央附近的流速衰減的方式作用。因此，如圖1所示，形成于冷卻水的液面sw10的回旋流的分界面sw20成為中央平坦的淺碟狀。由此，即使是從流入部120流入氣液分離部100的冷卻水的流量增加而導致在環(huán)狀流路fp流動的冷卻水的回旋速度變快的情況下，貯存于貯存部ss的內(nèi)部的冷卻水的回旋速度也難以上升。作為結(jié)果，能夠使冷卻水的回旋流穩(wěn)定，因此難以因回旋流的分界面sw20波動而產(chǎn)生冷卻水卷入空氣的現(xiàn)象等。因此，能夠抑制冷卻水中的新的氣泡的產(chǎn)生。
48.另一方面，貯存部ss內(nèi)的冷卻水的回旋速度越是上升，則呈研缽狀的回旋流的分界面sw20的底部就越深，因此回旋流的分界面sw20可能接觸突出部110的頂端部。假設回旋流的分界面sw20與突出部110的頂端部接觸，則回旋流的分界面sw20可能紊亂而卷入空氣。這一點，在本實施方式的貯水箱10中，能夠通過滯留于突出部110的內(nèi)部的冷卻水來抑制貯存部ss的內(nèi)的冷卻水的回旋速度的上升，因此能夠使冷卻水的回旋流穩(wěn)定。結(jié)果上，難以發(fā)生回旋流的分界面sw20與突出部110的頂端部接觸這樣的現(xiàn)象，因此能夠抑制因回旋流的分界面sw20的紊亂而導致的氣泡的產(chǎn)生。
49.根據(jù)以上說明的本實施方式的貯水箱10，能夠得到以下的(1)～(4)所示的作用和效果。
50.(1)根據(jù)本實施方式的貯水箱10，通過在氣液分離部100的內(nèi)部形成冷卻水的回旋流，能夠去除冷卻水所含的氣泡。另外，通過滯留于突出部110的內(nèi)部的冷卻水，能夠抑制冷卻水的回旋速度的上升。由此，能夠使冷卻水的回旋流穩(wěn)定，因此能夠抑制冷卻水中的新的氣泡的產(chǎn)生。這樣，根據(jù)本實施方式的貯水箱10，能夠分別穩(wěn)定地發(fā)揮抑制氣泡的產(chǎn)生的功能和去除氣泡的功能。
51.(2)如圖2所示，突出部110以第一軸線m10為中心形成為筒狀。流入部120的中心軸m20相對于第一軸線m10向由箭頭a表示的方向偏移。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從流入部120流入氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水容易形成回旋流。
52.(3)如圖2所示，在環(huán)狀流路fp中，在與流入開口部103相比位于在環(huán)狀流路fp回旋的冷卻水的流動方向ar2的上游的部分以分隔環(huán)狀流路fp的方式設置有分隔壁105。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠通過分隔壁105避免從流入開口部103流入環(huán)狀流路fp的冷卻水與以在環(huán)狀流路fp回旋的方式流動的冷卻水的干涉。結(jié)果上，容易形成冷卻水的回旋流。
53.(4)流出開口部104在氣液分離部100的底壁部101中形成于形成環(huán)狀流路fp的內(nèi)壁的部分。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒊鲩_口部104的位置變更為例如圖2中由兩點劃線表示的位置p1、位置p2等，因此能夠提高設計的自由度。此外，圖3是示出了流出開口部104形成于位置p2的情況下的貯水箱10的剖面立體結(jié)構(gòu)。
54.(變形例)
55.接著，對第一實施方式的貯水箱10的變形例進行說明。
56.如圖4所示，在本變形例的貯水箱10中，流出部130配置為從流出開口部104向與第
一軸線m10垂直的方向，且朝向氣液分離部100的外側(cè)的方向延伸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與第一實施方式的貯水箱10相比，能夠避免沿著第一軸線m10的方向上的貯水箱10的大型化。
57.＜第二實施方式＞
58.接著，對貯水箱10的第二實施方式進行說明。以下，以與第一實施方式的貯水箱10的不同點為中心進行說明。
59.如圖5和圖6所示，在本實施方式的貯水箱10中，在氣液分離部100的底壁部101中，在形成環(huán)狀流路fp的內(nèi)壁的部分形成有凹部106。凹部106的底部106a與氣液分離部100的底壁部101相比位于向下方突出的位置。在凹部106的側(cè)壁部以從其內(nèi)表面貫通至外表面的方式形成有流出開口部104。流出部130與流出開口部104連接。流出部130形成為從流出開口部104沿著氣液分離部100的底壁部101的外表面延伸。
60.根據(jù)以上說明的本實施方式的貯水箱10，除了上述的(1)～(4)所示的作用和效果之外，還能夠得到以下的(5)所示的作用和效果。
61.(5)由于能夠以沿著氣液分離部100的底壁部101的外表面的方式配置流出部130，因此與第一實施方式的貯水箱10相比，能夠避免沿著第一軸線m10的方向上的貯水箱10的大型化。
62.(變形例)
63.接著，對第二實施方式的貯水箱10的變形例進行說明。
64.如圖7所示，在本變形例的貯水箱10中，流出部130配置為從流出開口部104向與第一軸線m10垂直的方向，且朝向氣液分離部100的外側(cè)的方向延伸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒘鞒霾?30配置在與流入部120相反的一側(cè)的位置。
65.＜第三實施方式＞
66.接著，對貯水箱10的第三實施方式進行說明。以下，以與第一實施方式的貯水箱10的不同點為中心進行說明。
67.如圖1所示，在貯水箱10中，通過冷卻水在氣液分離部100的內(nèi)部回旋，從而形成呈研缽狀的冷卻水的回旋流。將從冷卻水的液面sw10到研缽狀的回旋流的底面的長度設為“分界面深度dm”時可知，分界面深度dm越長，則越容易發(fā)生存在于分界面sw20的上方的空氣被回旋的冷卻水卷入的現(xiàn)象。當發(fā)生這樣的空氣的卷入現(xiàn)象時，可能無法保證貯水箱10中的氣液分離功能。因此，本技術的發(fā)明人等通過實驗來求出分界面深度dm與氣泡卷入量ba的關系。
68.圖8用圓點示出了通過該實驗得到的測定結(jié)果。通過求出表示圖8所示的全部的點的關系的近似式，能夠得到以下的數(shù)式f1。
69.ba＝0.0006dm
3-0.0707dm2+2.7644dm-34.612
???
(f1)
70.圖8所示的曲線m11表達該數(shù)式f1。
71.如圖8所示，當分界面深度dm逐漸變長而到達規(guī)定深度dm10時，氣泡卷入量ba變得大于零。即，發(fā)生了氣泡的卷入現(xiàn)象。并且，在分界面深度dm滿足“dm10＜dm”的區(qū)域中，當分界面深度dm變長時，示出了氣泡卷入量ba暫時增加之后飽和，然后再次增加這樣的變化傾向。因此，相對于分界面深度dm的變化，氣泡卷入量ba具有拐點。在圖8中，由“dm11”示出了與氣泡卷入量ba的拐點對應的分界面深度dm。氣泡卷入量ba像這樣變化的理由可以認為如以下所述。
72.首先，當分界面深度dm變長時，冷卻水的分界面sw20靠近突出部110的上端面，由此，基于滯留于突出部110的內(nèi)部的冷卻水的回旋流速的抑制效果變小。結(jié)果上，冷卻水的分界面sw20變得不穩(wěn)定，從而容易發(fā)生存在于分界面sw20的上方的空氣被回旋的冷卻水卷入的現(xiàn)象。如圖8所示，由于分界面深度dm到達規(guī)定深度dm10，從而發(fā)生這樣的空氣的卷入現(xiàn)象，氣泡卷入量ba開始增加。
73.當分界面深度dm進一步變長時，被卷入冷卻水的回旋流的空氣變多，因此氣泡卷入量ba增加。此時，被卷入冷卻水的空氣在回旋的冷卻水的內(nèi)部被攪拌而成為被稱作微氣泡的微小的氣泡。該微小的氣泡的浮力較小，因此其在液中滯留的時間長，但因氣泡彼此結(jié)合而成為大的氣泡。通過成為大的氣泡，該氣泡獲得大的浮力而浮起，從而進入液面sw10的上方的空氣層。在像這樣形成微氣泡的狀況中，通過氣泡彼此結(jié)合而形成大的氣泡，能夠使冷卻水與空氣分離，因此能夠保證貯水箱10中的氣液分離功能。
74.另一方面，冷卻水能夠作為微小氣泡取入的空氣量存在界限。因此，在分界面深度dm到達規(guī)定深度dm11的時刻，氣泡卷入量ba暫時飽和。此外，在實驗環(huán)境中，規(guī)定深度dm11大致等于作為從圖1所示的突出部110的上端面到冷卻水的液面sw10的長度的液面高度h3。
75.當分界面深度dm變得比規(guī)定深度dm11更長時，冷卻水的分界面sw20變得低于突出部110，即，冷卻水的分界面sw20與突出部110接觸，因此難以對形成于氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水流進行整流。即，冷卻水的分界面sw20變得極不穩(wěn)定，因此冷卻水不以微氣泡這樣的形態(tài)，而以更大的形態(tài)卷入存在于分界面sw20的上方的空氣。由此，當分界面深度dm變得比規(guī)定深度dm11更長時，氣泡卷入量ba急速增加。
76.考慮到分界面深度dm與氣泡卷入量ba具有圖8所示的關系，只要分界面深度dm滿足“dm＜dm11”的關系，就能夠保證貯水箱10的氣液分離功能。能夠根據(jù)上述的式f1求出氣泡卷入量ba成為拐點的分界面深度dm11是“39.3[mm]”。因此，為了保證貯水箱10的氣液分離功能，分界面深度dm滿足以下的數(shù)式f2即可。
[0077]
dm＜39.3[mm](f2)
[0078]
另一方面，分界面深度dm依存于在氣液分離部100的內(nèi)部回旋的冷卻水的回旋流速。具體而言，冷卻水的回旋流速越快，則分界面深度dm越長。本技術的發(fā)明人等通過仿真解析求出了分界面深度dm與冷卻水的回旋流速v的關系。圖9用圓點示出了通過該仿真解析得到的測定結(jié)果。通過求出表示圖9所示的全部的點的關系的近似式，能夠得到以下的數(shù)式f3。
[0079]
dm＝39.223v(f3)
[0080]
圖9所示的直線m12表達該式f3。
[0081]
這里，根據(jù)數(shù)式f3求出滿足上述的數(shù)式f2的回旋流速v，則能夠求出能夠保證貯水箱10的氣液分離功能的回旋流速v。具體而言，回旋流速v滿足以下的數(shù)式f4即可。
[0082]
v＜1.0[m/s](f4)
[0083]
接著，本技術的發(fā)明人等求出了能夠滿足該數(shù)式f4的氣液分離部100的形狀。具體而言，如以下所述。
[0084]
如圖1所示，從流入部120流入到氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水一邊在氣液分離部100的內(nèi)周面與突出部110的外周面之間的間隙回旋一邊流動。因此，可以認為形成于氣液分離部100與突出部110之間的間隙的寬度w會影響冷卻水的回旋流速。因此，本技術的發(fā)
明人等通過仿真解析求出了形成于氣液分離部100與突出部110之間的間隙的寬度w與氣液分離部100的內(nèi)部的冷卻水的回旋流速v的關系。此外，以下，將間隙的寬度w稱作“流路寬度w”。流路寬度w相對于氣液分離部100的內(nèi)徑d和突出部110的外徑d具有“w＝(d-d)/2”的關系。
[0085]
具體而言，本技術的發(fā)明人等通過仿真解析求出了在氣液分離部100的內(nèi)徑d為“45[mm]”的情況下使流路寬度w變化時的回旋流速v。另外，本技術的發(fā)明人等在氣液分離部100的內(nèi)徑d為“55[mm]”的情況以及氣液分離部100的內(nèi)徑d為“65[mm]”的情況下也同樣地通過仿真解析求出了流路寬度w和回旋流速v的關系。
[0086]
此外，在仿真解析中，分別將圖1所示的突出部110的高度h1設定為“30[mm]”、將突出部110的厚度t設定為“2.5[mm]”并將流入部120的內(nèi)徑設定為“10[mm]”。并且，作為在氣液分離部100的內(nèi)部回旋的冷卻水，使用了llc(long life coolant，長壽命冷卻劑)濃度為“50％”的冷卻水。關于該冷卻水的物性值，具體而言，設定為：粘度為“0.00137[kg/m
·
s]”、密度為“1053.62[kg/m3]”、溫度為“60[℃]”。此外，在通過用這樣的條件進行仿真解析來在氣液分離部100的內(nèi)部形成冷卻水的回旋流的情況下，圖1所示的距離h為“70[mm]”左右。
[0087]
圖10是將本技術的發(fā)明人等進行的仿真解析的結(jié)果曲線圖化的圖。在圖10中，氣液分離部100的內(nèi)徑d為“45[mm]”時的實驗結(jié)果由圓點表示，氣液分離部100的內(nèi)徑d為“55[mm]”時的實驗結(jié)果由三角點表示，氣液分離部100的內(nèi)徑d為“65[mm]”時的實驗結(jié)果由四角點表示。
[0088]
如圖10所示，與氣液分離部100的內(nèi)徑d的大小無關地，流路寬度w和回旋流速v具有類似的相關關系。通過求出表示圖10所示的全部的點的關系的近似式，能夠得到以下的數(shù)式f5。
[0089]
v＝0.0179w
2-0.2881w+1.5272
????
(f5)
[0090]
圖10所示的曲線m13表達數(shù)式f5。
[0091]
如數(shù)式f5所示，回旋流速v相對于流路寬度w呈二次函數(shù)地變化。將回旋流速v為最小值v
min
的流路寬度w設為“wa”時，在流路寬度w滿足“w＜wa”的情況下，流路寬度w越窄，則回旋流速v越是上升，因此回旋流的分界面sw20容易變得不穩(wěn)定。并且，在流路寬度w為“w＝wa”時，回旋流速v為最小值v
min
，因此回旋流的分界面sw20最穩(wěn)定。進而，在流路寬度w滿足“wa＜w”的情況下，流路寬度w越大，則基于滯留于突出部110的內(nèi)部的冷卻水的回旋速度的抑制效果相對變小，因此回旋流的分界面sw20容易變得不穩(wěn)定。
[0092]
使用上述的數(shù)式f5，則能夠通過以下的數(shù)式f6求出滿足上述的數(shù)式f4的流路寬度w。此外，圖10所示的虛線表達上述的數(shù)式f4。
[0093]
1＞0.0179w
2-0.2881w+1.5272
???
(f6)
[0094]
滿足該式f6的流路寬度w如以下的數(shù)式f7所示。
[0095]
2.1[mm]＜w(＝(d-d)/2)＜13.9[mm](f7)
[0096]
因此，通過以滿足該數(shù)式f7的方式設定氣液分離部100的內(nèi)徑d和突出部110的外徑d，能夠保證貯水箱10的氣液分離功能。
[0097]
＜其他實施方式＞
[0098]
此外，上述實施方式能夠通過以下的方式來實施。
[0099]
在各實施方式的氣液分離部100也可以不設置分隔壁105。
[0100]
氣液分離部100的貯存部ss不限于在沿著第一軸線m10的方向上具有相同的直徑的形狀，也可以具有直徑在沿著第一軸線m10的方向上變化的形狀。
[0101]
在氣液分離部100中與液面sw10相比靠上方的部分不限于以第一軸線m10為中心的圓筒狀，也可以形成為例如矩形筒狀。
[0102]
本發(fā)明不限于上述的具體例。本領域技術人員對上述的具體例進行適當設計變更的例子只要具備本發(fā)明的特征，就包含于本發(fā)明的范圍。上述的各具體例所具備的各要素、及其配置、條件、形狀等不限于例示的內(nèi)容而能夠適當變更。上述的各具體例所具備的各要素只要不產(chǎn)生技術上的矛盾，就能夠適當改變組合。
技術特征：
1.一種貯水箱，其特征在于，具備：氣液分離部(100)，該氣液分離部以規(guī)定的軸線為中心形成為有底筒狀；流入部(120)，該流入部設置于所述氣液分離部，使冷卻水流入所述氣液分離部的內(nèi)部；流出部(130)，該流出部設置于所述氣液分離部，使冷卻水從所述氣液分離部的內(nèi)部流出；以及筒狀的突出部(110)，該突出部形成為在所述氣液分離部的內(nèi)部從底壁部(101)沿著所述規(guī)定的軸線延伸，通過形成于所述氣液分離部的內(nèi)周面與所述突出部的外周面之間的間隙形成環(huán)狀流路(fp)，在將在所述氣液分離部的內(nèi)表面與所述流入部連通的開口部作為流入開口部(103)，并將在所述氣液分離部的內(nèi)表面與所述流出部連通的開口部作為流出開口部(104)時，所述流出開口部在沿著所述規(guī)定的軸線的方向上與所述流入開口部相比配置在所述氣液分離部的底壁部側(cè)，所述流入開口部在沿著所述規(guī)定的軸線的方向上與所述突出部的頂端部相比配置在所述氣液分離部的底壁部側(cè)，在所述突出部的頂端部，所述突出部的內(nèi)部空間在所述氣液分離部的內(nèi)部空間開口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貯水箱，其特征在于，在將所述規(guī)定的軸線作為第一軸線時，所述流入部以相對于所述第一軸線垂直的第二軸線為中心形成為筒狀，所述第二軸線相對于所述第一軸線在與所述第一軸線和所述第二軸線雙方都正交的方向上偏移。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的貯水箱，其特征在于，在所述環(huán)狀流路中，在與所述流入開口部相比位于在所述環(huán)狀流路回旋的冷卻水的流動方向的上游的部分以分隔所述環(huán)狀流路的方式設置有分隔壁(105)。4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的貯水箱，其特征在于，在所述氣液分離部的底壁部形成有凹部(106)，所述流出部形成為從所述凹部延伸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的貯水箱，其特征在于，所述流出部形成為從所述凹部沿著所述氣液分離部的底壁部的外表面延伸。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的貯水箱，其特征在于，所述流出部形成為從所述凹部朝向所述氣液分離部的外側(cè)延伸。7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的貯水箱，其特征在于，所述流出開口部在所述氣液分離部的底壁部設置于形成所述環(huán)狀流路的內(nèi)壁的部分。8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的貯水箱，其特征在于，在將所述氣液分離部的內(nèi)徑設為“d”并將所述突出部的外徑設為“d”時，所述氣液分離部的內(nèi)徑d和所述突出部的外徑d滿足下式：(d-d)/2＜13.9mm。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的貯水箱，其特征在于，
所述氣液分離部的內(nèi)徑d和所述突出部的外徑d還滿足下式：2.1mm＜(d-d)/2。
技術總結(jié)
貯水箱(10)具備：氣液分離部(100)、流入部(120)、流出部(130)以及筒狀的突出部(110)。氣液分離部以規(guī)定的軸線為中心形成為有底筒狀。流入部使冷卻水流入氣液分離部的內(nèi)部。流出部使冷卻水從氣液分離部的內(nèi)部流出。突出部形成為在氣液分離部的內(nèi)部從底壁部(101)沿著規(guī)定的軸線延伸。在突出部的頂端部，突出部的內(nèi)部空間在氣液分離部的內(nèi)部空間開口。空間在氣液分離部的內(nèi)部空間開口。空間在氣液分離部的內(nèi)部空間開口。
