CN104471323A - 加热装置及加热装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够减少筐体的加工时间，并且能使热介质的流动顺利进行的加热装置。加热装置(1)由筐体(2)和电热丝加热器(4)构成，其中，所述筐体(2)在内部形成有供热介质流动的流路(3)，所述电热丝加热器(4)配置在所述筐体(2)内的流路(3)中，并对热介质进行加热。筐体(2)由第一筐体部(6)及第二筐体部(7)构成，所述第一筐体部(6)及第二筐体部(7)各自的至少一个面开口，且在各开口(6A、7A)彼此对接的状态下连接。通过金属的铸造来构成各筐体部(6、7)。

Description

加热装置及加热装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种使用发热体对流通的热介质进行加热的加热装置及加热装置的制造方法。
背景技术
因为近年来环境问题的显著化，使混合动力汽车及电动汽车的开发变得活跃，促进了混合动力汽车及电动汽车的普及。在这种车辆中，由于无法充分地利用以往在车厢内的空调中使用的发动机的废热，因此，在车辆中装载将电热丝加热器作为发热体的加热装置，在混合动力汽车中上述加热装置作为补充发动机的废热的辅助热源，在电动汽车的情况下上述加热装置作为代替发动机的替代热源，以用于对在车用空调装置的回路中循环的冷却水等热介质进行加热(例如参照专利文献1)。
在这种加热装置中，在筐体内构成供热介质流动的流路，在该流路中配置发热体而成为对热介质进行加热的结构。因而，为了提高加热性能，必须使发热体与热介质的热交换活跃进行。
因此，在上述专利文献1中进行了如下设计：在收容有发热体的第一筐体的外表面上形成引导件，利用该分隔件使流路中的热介质的流动转弯，并通过第一筐体使发热体与热介质热交换的时间延长。另外，还存在以下这种结构：在壳体内形成蜿蜒状的冷却水通路，在该通路中呈蜿蜒状地配置加热器，并且在冷却水通路的壁上交替地形成多个凸形状来对热介质的流动加以限制，从而使热介质与加热器进行热交换(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011－143781号公报
专利文献2：日本专利特开2002－87051号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在上述专利文献那样的结构中，由于第一筐体及壳体的形状复杂，因此，为了进行模具成型以及切削加工而需要的时间及部件数增加，存在生产成本增加的问题。另外，当为了促进发热体及加热器与热介质的热交换而使水路变得复杂时，会使压力损失增大，并且有时流量会减少而使发热体及加热器的温度异常上升。因而，若反过来想要制造使热介质的流动顺利进行的形状，则在这种情况下，需要在以往的筐体结构中进行用于将流路扩宽等的切削加工，因而存在使成本进一步增加的问题。
本发明为解决上述现有的技术问题而作，其目的在于提供一种能够减少筐体的加工时间，并且能使热介质的流动顺利进行的加热装置及加热装置的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，本发明的加热装置由筐体和发热体构成，其中，上述筐体在内部形成有供热介质流动的流路，上述发热体配置在上述筐体内的流路中，并对热介质进行加热，其特征是，筐体由第一筐体部及第二筐体部构成，上述第一筐体部及第二筐体部各自的至少一个面开口，且在各开口彼此对接的状态下连接。
技术方案2的发明的加热装置在上述发明的基础上，其特征是，通过金属的铸造或树脂的注塑成型，来构成各筐体部。
技术方案3的发明的加热装置在上述发明的基础上，其特征是，上述各筐体部具有朝向开口扩开的铸造模具或成型模具的起模坡度，在各筐体部的开口彼此对接的状态下，利用各起模坡度来构成流路的扩宽部。
技术方案4的发明的加热装置在上述发明的基础上，其特征是，在筐体上并排设置有热介质的流入口及流出口，该流入口及流出口与扩宽部相对。
技术方案5的发明的加热装置在上述各发明的基础上，其特征是，发热体架设配置在两个筐体部之间。
技术方案6的发明的加热装置在上述各发明的基础上，其特征是，热介质是用在混合动力汽车或电动汽车的车用空调装置中的冷却水或防冻液或LLC。
技术方案7的发明的加热装置在技术方案1至技术方案5的发明的基础上，其特征是，热介质是在制热用回路内循环的防冻液。
技术方案8的发明是一种制造加热装置的方法，上述加热装置由筐体和发热体构成，其中，上述筐体在内部形成有供热介质流动的流路，上述发热体配置在上述筐体内的流路中，并对热介质进行加热，其特征是，通过金属的铸造或树脂的注塑成型，来构成至少一个面开口且朝向该开口具有铸造模具或成型模具的起模坡度的第一筐体部和第二筐体部，在使开口彼此对接的状态下，将各筐体部连接来构成筐体，利用各筐体部各自的起模坡度来构成流路的扩宽部。
发明效果
根据本发明，由于加热装置由筐体和发热体构成，其中，上述筐体在内部形成有供热介质流动的流路，上述发热体配置在上述筐体内的流路中，并对热介质进行加热，利用各自的至少一个面开口且在各开口彼此对接的状态下连接的第一筐体部及第二筐体部来构成筐体，因此，在像技术方案2的发明那样利用金属的铸造或树脂的注塑成型来构成筐体的情况下，能使制造各筐体部的模具的形状及结构简化。由此，能够降低生产成本。
特别是，若像技术方案3的发明那样在各筐体部设置朝向开口扩开的铸造模具或成型模具的起模坡度，在各筐体部的开口彼此对接的状态下，利用各起模坡度来构成流路的扩宽部，则能够利用铸造模具或成型模具的起模坡度来形成热介质的流路的扩宽部，使筐体内的流路中的热介质的流动顺利进行。
藉此，能够减少筐体的加工时间以降低成本，并且能够抑制筐体内的热介质的压力损失，确保所需的流量，防止发热体的温度异常上升。
在这种情况下，在像技术方案4的发明那样在筐体并排设置热介质的流入口及流出口的情况下，通过使上述流入口及流出口与利用起模坡度构成的流路的扩宽部相对，能够利用对接的各筐体部的朝向开口扩宽的扩宽部的形状，使从流入口流入到筐体内的流路中的热介质顺利地以U字形转弯而朝向流出口流去，并能够有效地实现流路中的压力损失的降低。
另外，此时，若像技术方案5的发明那样将发热体架设配置在两个筐体部之间，则在流路中利用扩宽部一边以U字形转弯一边流动的热介质的液流便成为沿发热体流动的液流，因此，也能使发热体与热介质的热交换顺利地进行。
具体来说，根据技术方案6的发明，热介质是用在混合动力汽车及电动汽车的车用空调装置中的冷却水或防冻液或LLC。另外，根据技术方案7的发明，热介质是在制热用回路内循环的防冻液。
即，若在混合动力汽车及电动汽车等中，将技术方案1至技术方案5的发明的加热装置用作发动机的補助热源或替代热源，则能使设置有冷却水回路的空调装置及装载有空调装置的车辆的空调性能得到改善，还能降低成本。
根据技术方案8的发明的制造方法，在制造由在内部形成有供热介质流动的流路的筐体和配置在上述筐体内的流路中且对热介质进行加热的发热体构成的加热装置时，通过金属的铸造或树脂的注塑成型，来构成至少一个面开口且朝向该开口具有铸造模具或成型模具的起模坡度的第一筐体部和第二筐体部，在使开口彼此对接的状态下，将各筐体部连接来构成筐体，利用各筐体部各自的起模坡度来构成流路的扩宽部，因此，能使制造各筐体部的模具的形状及结构简化。藉此，能够降低生产成本。
特别是，由于在各筐体部设置朝向开口扩开的铸造模具或成型模具的起模坡度，且在使各筐体部的开口彼此对接的状态下，利用各起模坡度来构成流路的扩宽部，因此，能够利用铸造模具或成型模具的起模坡度来构成热介质的流路的扩宽部，使筐体内的流路中的热介质的流动顺利地进行。
藉此，能够制造出如下这样的加热装置，该加热装置可减少筐体的加工时间以降低成本，并且能抑制筐体内的热介质的压力损失，确保所需的流量，防止发热体的温度异常上升。
附图说明
图1是采用本发明的一实施例的加热装置的俯视剖视图。
图2是图1的加热装置的第一筐体部的纵剖侧视图。
图3是图1的主要部分放大图。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的实施方式进行详细説明。各图表示本发明一实施例的加热装置1。图中表示的加热装置1由筐体2和作为发热体的两个电热丝加热器4构成，其中，上述筐体2在内部形成有热介质的流路3，上述两根电热丝加热器4设置在上述筐体2内的流路3中。
实施例的加热装置1例如装载在混合动力汽车和电动汽车等车辆中，在混合动力汽车的情况下，加热装置1作为以对发动机(热源)的不足的废热进行补充的方式供给热的热源，在电动汽车的情况下，加热装置1作为代替不存在的发动机来供给热的替代热源，以用在车用空调装置的制热回路中。
具体来说，在混合动力汽车的情况下，为了对发动机进行冷却而在冷却水回路中循环的冷却水或防冻液或LLC作为热介质在流路3内流动，从而被电热丝加热器4加热。上述冷却水回路设置在车用空调装置中，被发动机及加热装置1加热后的LLC的热被上述空调装置利用，而能进行车厢内的制热。
也可以使作为热介质的水在流路3内流通，利用电热丝加热器4使水变为温水，并将上述温水作为发动机的替代热源而用作对在车用空调装置的制热用回路内循环的冷却水、防冻液、LLC等进行加热的热源。
此外，在混合动力汽车和电动汽车中的任何一种情况下，均可想到将加热装置1与未图示的加热器芯一起设置在防冻液所循环的制热用回路中，并将加热装置1用作防冻液的一个热源，将通过加热器芯制热后的空气送出。
接着，实施例的加热装置1的筐体2由两侧面开口的金属制的矩形容器形状的第一筐体部6及第二筐体部7和夹设在上述第一筐体部6与第二筐体部7之间的金属垫圈8构成。即，在第一筐体部6内形成在一侧面的开口6A和另一侧面的开口6B处开口的第一流路部3A，在第二筐体部8内也形成在一侧面的开口7A和另一侧面的开口7B处开口的第二流路部3B。上述流路部3A、3B呈而将具有比电热丝加热器4的外径大规定尺寸的内径的、截面为圆形的两条通路7B以仅保留开口6B和开口7B一侧的方式在中央处连通的形状。因而，开口6B、7B各形成两个。
此外，使第一筐体部6的一侧面的开口6A与第二筐体部7的一侧面的开口7A隔着垫圈8彼此对接，利用未图示的螺栓将各筐体部6、7彼此连接固定，从而组装成筐体2。在这种状态下，垫圈8将各筐体部6、7的一侧面间密封。此外，利用在开口6A、7A处连通的第一流路部3A和第二流路部3B来构成筐体2内的流路3。
另外，各电热丝加热器4从第一筐体部6的另一侧面的各开口6B分别插入到第一流路部3A内，并架设设置在第一筐体部6的第一流路部3A与第二筐体部7的第二流路部3B之间。另外，电热丝加热器4的端子27从第二筐体部7的另一侧面的开口7B向外部拉出。
此时，开口7B比其它部分缩径，各电热丝加热器4在流路3(流路部3A、3B)内以隔着规定间隔的方式配置，电热丝加热器4的端子部24侧与位于缩径的开口7B内侧的台阶部分抵接。此外，开口6B被盖5封闭，在开口6B、7B的稍靠内侧的、各筐体部6、7的截面呈圆形的通路内周面上形成有槽6C、7C，在该槽6C、7C内设置有O形环10等密封构件。此外，该O形环10与电热丝加热器4的外周面紧密接触，藉此从开口6B、7B侧将内侧的各筐体部6、7内的各流路部3A、3B密封。
在此，构成筐体2的第一筐体部6和第二筐体部7均通过在由未图示的铸造外模和铸造内模构成的铸造模具内铸造金属而成型得到的。在这种情况下，在第一筐体部6的比槽6C更靠开口6A一侧的里侧内表面及外侧内表面上，形成朝向开口6A扩开的铸造内模的起模坡度X1。另外，在第二筐体部7的比槽7C更靠开口7A一侧的里侧内表面及外侧内表面上，也形成有朝向开口7A扩开的铸造内模的起模坡度X2。
上述起模坡度X1、X2在各筐体部6、7对接时在各自的开口6A、7A处连续。此外，在上述起模坡度X1、X2的内侧位置处，在流路3的里侧和外侧分别形成有图2所示这样的截面呈半圆形的扩宽部11、12。另外，利用这种起模坡度X1、X2的形状，使扩宽部11、12形成为中央附近的开口6A、7A部分最宽的形状。
此外，在第一筐体部6的外侧面上形成有流入口13，在第二筐体部7的外侧面上形成有流出口14，上述流入口13和流出口14为在将各筐体6、7连接的状态下并排设置的形态。上述流入口13位于比槽6C更靠开口6A一侧的位置且与流路部3A连通，流出口14位于比槽7C更靠开口7A一侧的位置且与流路部3B连通。另外，利用这种位置关系，流入口13和流出口14处于与里侧的扩宽部11相对的形态。
在制造上述加热装置1时，首先将金属材料导入到规定的铸造外模和铸造内模内并使金属材料固化，来成型出各筐体部6、7。此时，由于如上所述在各筐体部6、7上形成有朝向开口6A、7A扩开的铸造内模的起模坡度X1、X2，因此，能在成型后将铸造内模无障碍地从铸造外模内拔出。
在此，各流路部3A、3B的因供电热丝加热器4配置而使得截面呈圆形的两条通路虽然也可以通过切削加工光滑地形成，但没有对各起模坡度X1、X2的部分进行上述加工，而保持铸件表皮不变。
接着，将O形环10配置在各槽6C、7C内。接着，使各筐体部6、7的开口6A、7A隔着垫圈8对接并利用螺栓将各筐体部6、7进行连接，完成筐体2。接着，将电热丝加热器4从开口6B侧插入到筐体2内，并将端子27等从开口7A中拉出到外部，最后利用盖5将开口6B封闭而完成加热装置1。
采用以上结构，利用未图示的泵等使热介质从流入口13像图1和图3中箭头所示地流入到筐体2内的流路3中，在流路3内以U字形转弯的方式经过后从流出口14流出。即，从外侧流入的热介质的大部分因其流势而从外侧向里侧经过第一筐体部6内的第一流路部3A内的各电热丝加热器4的周围，并到达里侧的扩宽部11。然后，在扩宽部11内将流向改变为朝向第二筐体部7方向，经过电热丝加热器4周围后进入第二筐体部7的第二流路部3B内，从里侧向外侧在各电热丝加热器4周围流动后，最终从流出口14流出。
此时，由于里侧的扩宽部11呈位于流入口13与流出口14间的中央附近的开口6A、7A部分最宽的形状，因此，从流入口13流入的热介质因扩宽部11的形状而顺利地以U字形转弯，并朝向流出口14流去。
这样，在本发明中，由于由各自的至少一面开口(6A、7A)且在各开口6A、7A彼此对接的状态下连接的第一筐体部6及第二筐体部7来构成加热装置1的筐体2，因此，能使用于制造构成通过金属的铸造而成的筐体2的各筐体部6、7的模具的形状及结构简化。藉此，能够降低生产成本。
特别是，在各筐体部6、7设置朝向开口6A、7A扩开的铸造模具的起模坡度，在各筐体部6、7的开口6A、7A彼此对接的状态下，利用各起模坡度构成流路3的扩宽部11、12，因此，能够利用铸造模具的起模坡度来构成热介质的流路3的扩宽部11、12，从而能使筐体2内的流路中的热介质的流动顺利进行。
藉此，能够减少筐体2的加工时间以降低成本，并且能够抑制筐体2内的热介质的压力损失，从而能确保所需的流量，并能防止电热丝加热器4的温度异常上升。
在这种情况下，在筐体2上并排设置热介质的流入口13及流出口14，并使上述流入口13及流出口14与利用起模坡度构成的流路3的扩宽部11相对，因此，能够利用对接的各筐体部6、7的、朝向开口6A、7A扩宽的扩宽部11的形状，使从流入口13流入到筐体2内的流路3中的热介质顺利地以U字形转弯而朝向流出口14流去，从而能够有效地实现流路3中的压力损失的降低。
另外，由于电热丝加热器4架设配置在两个筐体部6、7之间，因此，在流路3中利用扩宽部11一边以U字形转弯一边流动的热介质的液流成为沿电热丝加热器4流动的液流，从而还能顺利地进行电热丝加热器4与热介质的热交换。
另外，上述实施例中表示的电热丝加热器4的数量及各筐体部6、7的形状并不限定于此，另外，作为发热体，也可以采用除了电热丝加热器之外的发热体，也可以将除水之外的流体用作热介质。但是，通过使用便宜且通用的电热丝加热器4，能够降低加热装置1的制造成本，并且也能提高加热装置1的可靠性。
另外，在实施例中，通过金属的铸造来成型出各筐体部6、7，但本发明不局限于此，在利用树脂(硬质树脂)的注塑成型来成型出各筐体部6、7的情况下，本发明也是有效的，在这种情况下，利用成型模具的起模坡度来构成扩宽部11、12。
此外，通过将本发明的加热装置1组装到混合动力汽车及电动汽车的车用空调装置中，能使设置有冷却水回路、制冷回路、设置有冷却水回路和制冷回路的空调装置、装载有该空调装置的车辆的性能得到改善，但也可以将加热装置1用作车用空调装置之外的其它用途的热源，这点是自不待言的。
(符号说明)
1 加热装置
2 筐体
3 流路
4 电热丝加热器(发热体)
6 第一筐体部
7 第二筐体部
8 垫圈
11、12 扩宽部
13 流入口
14 流出口
X1、X2 起模坡度。

Claims (8)

1.一种加热装置，由筐体和发热体构成，其中，所述筐体在内部形成有供热介质流动的流路，所述发热体配置在所述筐体内的流路中，并对所述热介质进行加热，其特征在于，
所述筐体由第一筐体部及第二筐体部构成，所述第一筐体部及第二筐体部各自的至少一个面开口，且在各开口彼此对接的状态下连接。
2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，
通过金属的铸造或树脂的注塑成型，来构成各所述筐体部。
3.如权利要求2所述的加热装置，其特征在于，
各所述筐体部具有朝向所述开口扩开的铸造模具或成型模具的起模坡度，在各筐体部的开口彼此对接的状态下，利用各所述起模坡度来构成所述流路的扩宽部。
4.如权利要求3所述的加热装置，其特征在于，
在所述筐体上并排设置有所述热介质的流入口及流出口，该流入口及流出口与所述扩宽部相对。
5.如权利要求1至4中任一项所述的加热装置，其特征在于，
所述发热体架设配置在两个所述筐体部之间。
6.如权利要求1至5中任一项所述的加热装置，其特征在于，
所述热介质是用在混合动力汽车或电动汽车的车用空调装置中的冷却水或防冻液或LLC。
7.如权利要求1至5中任一项所述的加热装置，其特征在于，
所述热介质是在制热用回路内循环的防冻液。
8.一种加热装置的制造方法，所述加热装置由筐体和发热体构成，其中，所述筐体在内部形成有供热介质流动的流路，所述发热体配置在所述筐体内的流路中，并对所述热介质进行加热，其特征在于，
通过金属的铸造或树脂的注塑成型，来构成至少一个面开口且朝向该开口具有铸造模具或成型模具的起模坡度的第一筐体部和第二筐体部，
在使所述开口彼此对接的状态下，将各筐体部连接来构成所述筐体，利用各筐体部各自的所述起模坡度来构成所述流路的扩宽部。
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