DE112013002422T5

DE112013002422T5 - Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE112013002422T5
Application number: DE112013002422.5T
Authority: DE
Inventors: c/o Sanden Corporation Maemura Yoshinobu
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2015-01-29
Also published as: CN104303592A; JP2013235760A; WO2013168735A1; US20150131980A1; CN104303592B; JP6029851B2

Abstract

Eine Heizvorrichtung hat eine Heizeinrichtung (2), die einen Heizabschnitt (6) hat, der Wärme durch Bestromung erzeugt; ein Gehäuse (4), das den Heizabschnitt enthält und einen Kanal (18) für ein Heizmedium zwischen dem Gehäuse und dem Heizabschnitt bildet; eine Temperaturerfassungseinrichtung (26) zum Erfassen der Temperatur des Heizmediums in dem Kanal; und eine Bestromungsunterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen der Stromführung zu der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizmediums, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird. Die Temperaturerfassungseinrichtung wird in einen Kontakt mit dem Heizabschnitt gedrückt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Heizvorrichtungen, und insbesondere auf eine Heizvorrichtung einschließlich eines Gehäuses, das einen Kanal für ein Heizmedium zwischen dem Gehäuse und einem Heizabschnitt einer Heizeinrichtung bildet.
STAND DER TECHNIK
Es ist bekannt, dass eine Heizvorrichtung dieser Bauart eine Heizeinrichtung aufweist, die einen Heizabschnitt hat, der Wärme durch Bestromung erzeugt; ein Gehäuse, das den Heizabschnitt enthält und einen Kanal für ein Heizmedium zwischen dem Gehäuse und dem Heizabschnitt bildet; eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Heizmediums in dem Kanal; und eine Bestromungsunterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen der Stromführung zu der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur des Heizmediums.
Patentdruckschrift 1 offenbart eine Heizvorrichtung, die mit einem Thermostat oder einer thermischen Sicherung an der Außenseite des Gehäuses versehen ist, und zwar an einer Fläche, die mit der Heizseite des Heizabschnitts gemeinsam genutzt wird. Somit verhindert die Heizvorrichtung ein versehentliches Erwärmen des Kanals ohne Heizmedium, während eine Fehlfunktion der thermischen Sicherung verhindert wird. Patentdruckschrift 2 offenbart eine Heizvorrichtung, die mit einer thermischen Sicherung an dem stromführenden Anschluss versehen ist. Wärme, die von dem Heizabschnitt über den stromführenden Anschluss übertragen wird, veranlasst die Heizvorrichtung zum Unterbrechen der Stromführung zu der Heizeinrichtung ungeachtet des Pegels des Heizmediums in dem Kanal, um so ein versehentliches Erwärmen eines leeren Kanals zu verhindern.
Patentdruckschrift 3 offenbart eine Heizvorrichtung, die mit einer Konvexität an der Innenseite des Gehäuses versehen ist. Die Heizvorrichtung verhindert ein versehentliches Erwärmen des Kanals ohne Heizmedium, indem eine thermische Sicherung in einen Kontakt mit dem Heizabschnitt über die Konvexität des Gehäuses versetzt wird.
FRÜHERER STAND DER TECHNIK
PATENTDRUCKSCHRIFT

Patentdruckschrift 1: japanisches Patent JP 4561319
Patentdruckschrift 2: japanisches Patent JP 4293091
Patentdruckschrift 3: japanisches Patent JP 3395571

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Leider kann eine Heizvorrichtung gemäß den jeweiligen Patentdruckschriften 1 bis 3 aufgrund einer Verschlechterung des Ansprechverhaltens der Bestromungsunterbrechungseinrichtung die Heizeinrichtung nicht sofort stoppen, da die Temperaturerfassungseinrichtung der Heizvorrichtung in einen Kontakt mit einem Nicht-Erwärmungsabschnitt der Heizeinrichtung platziert ist, der sich außerhalb des Gehäuses befindet, und die Stromführung zu der Heizeinrichtung wird auf der Grundlage einer Wärme unterbrochen, die durch den Nicht-Erwärmungsabschnitt übertragen wird. Aus diesem Grund kann sich die Genauigkeit bei der Erfassung des versehentlichen Erwärmens eines leeren Kanals verringern, was zu einem Auftreten von Rauch oder Feuer führt. Wenn die Heizeinrichtung, das Gehäuse und die Temperaturerfassungseinrichtung jeweils aus unterschiedlichen Materialien geschaffen sind, können Inkonsistenzen der linearen Ausdehnungs- und Kontraktionskoeffizienten unter diesen unterschiedlichen Materialien Versetzungen eines Temperaturmesspunktes der Temperaturerfassungseinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur verursachen, bei der die Heizvorrichtung verwendet wird, insbesondere, wenn die Temperaturerfassungseinrichtung an dem Gehäuse mit Schrauben oder dergleichen befestigt ist. Dies kann das Ansprechverhalten der Bestromungsunterbrechungseinrichtung weiter verschlechtern und folglich die Genauigkeit bei der Erfassung des versehentlichen Erwärmens eines leeren Kanals verringern.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der vorstehend geschilderten Umstände geschaffen, und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Heizvorrichtung vorzusehen, die ein versehentliches Erwärmen eines leeren Kanals mit hoher Genauigkeit erfassen kann, indem die Temperatur des Heizmediums erfasst wird, die eine Bestromung mit ausgezeichnetem Ansprechverhalten unterbrechen kann, und die ein Auftreten von Rauch oder Feuer sicher verhindern kann, um so die Zuverlässigkeit der Heizvorrichtung zu verbessern.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, hat eine Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Heizeinrichtung, mit einem Heizabschnitt, der Wärme durch Bestromung erzeugt; ein Gehäuse, das den Heizabschnitt enthält und einen Kanal für ein Heizmedium zwischen dem Gehäuse und dem Heizabschnitt bildet; eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Heizmediums in dem Kanal; und eine Bestromungsunterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen der Stromführung zu der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizmediums, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird. Ein elastisches Element drückt die Temperaturerfassungseinrichtung in einen Kontakt mit dem Heizabschnitt.
Vorzugsweise hat das elastische Element eine elastische Kraft, die die Temperaturerfassungseinrichtung auf den Heizabschnitt gegen entsprechende Kräfte einer linearen Expansion und einer linearen Kontraktion des Heizabschnitts, der Temperaturerfassungseinrichtung und des Gehäuses drücken kann, die in einer Richtung wirken, die parallel zu der Richtung zum Drücken der Temperaturerfassungseinrichtung zu dem Heizabschnitt ist. Vorzugsweise ist die Temperaturerfassungseinrichtung mit dem Gehäuse über ein Dichtelement verbunden, und es ist bevorzugt, dass das elastische Element eine elastische Kraft hat, die die Temperaturerfassungseinrichtung auf den Heizabschnitt gegen die Reibungskraft des Dichtelements drücken kann, die in einer Richtung parallel zu der Richtung zum Drücken der Temperaturerfassungseinrichtung zu dem Heizabschnitt wirkt.
Vorzugsweise hat das elastische Element eine elastische Kraft, die die Temperaturerfassungseinrichtung auf den Heizabschnitt gegen einen Innendruck drücken kann, der an dem Kanal in einer Richtung parallel zu der Richtung zum Drücken der Temperaturerfassungseinrichtung zu dem Heizabschnitt wirkt. Vorzugsweise gelangt das Gehäuse mit dem elastischen Element über ein wärmeisolierendes Element in Kontakt.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Heizvorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit wegen den folgenden Gründen vorgesehen werden. Die Heizvorrichtung hat eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur eines Heizmediums in einem Kanal für das Heizmedium und eine Bestromungsunterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen der Stromführung zu einer Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizmediums, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird. Die Heizvorrichtung kann ein versehentliches Erwärmen eines leeren Kanals mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit erfassen, indem die Temperatur des Heizmediums erfasst wird, sie kann eine Bestromung mit ausgezeichnetem Ansprechverhalten unterbrechen und ein Auftreten von Rauch oder Feuer sicher verhindern, da die Temperaturerfassungseinrichtung in einen Kontakt mit einem Heizabschnitt der Heizeinrichtung gedrückt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Längsschnittansicht einer Heizvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines prinzipiellen Teils der Heizvorrichtung entlang einer Linie A-A in der 1.
3 zeigt eine Längsschnittansicht einer Heizvorrichtung gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines prinzipiellen Teils der Heizvorrichtung entlang einer Linie B-B in der 3.
AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine Heizvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Wie dies in der 1 schematisch gezeigt ist, hat eine Heizvorrichtung 1 eine Heizeinrichtung 2 und eine Einfassung (Gehäuse) 4, die die Heizeinrichtung 2 enthält. Wie dies in der 2 schematisch gezeigt ist, ist die Heizeinrichtung 2 eine elektrothermische Heizeinrichtung, die Wärme durch Bestromung erzeugt. Die Heizeinrichtung 2 besteht aus einem zylindrischen Metallrohr 6 (Heizabschnitt), das mit einem Boden versehen ist und zum Beispiel aus Edelstahl geschaffen ist. Ein Spulenheizdraht 8, wie zum Beispiel ein Nickelchromdraht, ist in dem Metallrohr 6 eingesetzt, und ein wärmebeständiges, isolierendes Material 10, wie zum Beispiel Magnesiumoxid, das eine hohe elektrische Isoliereigenschaft und eine thermische Leitfähigkeit hat, ist in dem Metallrohr 6 mittels Druck gefüllt, um den Heizdraht 8 abzudichten.
Ein Anschluss 12, der aus Silizium, Glas und dergleichen durch Vergießen geformt ist, ist an einer Endöffnung des Metallrohrs 6 vorgesehen. Ein Leitungsdraht 14, der mit dem Heizdraht 8 verbunden ist, ist durch den Anschluss 12 herausgezogen. Der Leitungsdraht 14 und eine externe Versorgungseinheit (nicht gezeigt), die mit dem Leitungsdraht 14 elektrisch verbunden ist, bilden eine Bestromungsschaltung (nicht gezeigt) zum Versorgen des Heizdrahts 8 mit elektrischem Strom. Obwohl in der 1 nur eine einzige Heizeinrichtung 2 gezeigt ist, können zwei oder mehrere Heizeinrichtungen 2 vorgesehen sein.
Die Einfassung 4 besteht aus einem oder mehreren Gusskörpern, die zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Die Einfassung 4 enthält die Heizeinrichtung 2, indem Umgebungen von beiden Enden des Metallrohrs 6 durch O-Ringe 16 luftdicht umschlossen sind. Ein Zwischenraum wird zwischen einer Innenfläche 4a der Einfassung 4 und einem Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 erzeugt. Der Zwischenraum dient als ein Kanal 18, in den ein Heizmedium wie zum Beispiel ein LLC (Kühlmittel, Frostschutz) wie zum Beispiel Ethylenglykol strömt. Ein Einlassrohr 20 und ein Auslassrohr 22 für das Heizmedium sind an geeigneten Positionen vorstehend an einer Außenfläche 4b der Einfassung 4 so vorgesehen, dass beide Rohre mit dem Kanal in Verbindung sind.
Die Heizvorrichtung 1 mit einer derartigen schematischen Konfiguration, die zum Beispiel in einem Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug und dergleichen zu montieren ist, wird zum Erwärmen eines Kühlmittels oder dergleichen verwendet, das durch einen Kühlkreislauf in einem Klimaanlagengerät für ein Fahrzeug zirkuliert, sie dient als eine Hilfswärmequelle zum Bereitstellen von Wärme, um einen Mangel an Abwärme von der Kraftmaschine im Falle eines Hybridfahrzeugs aufzufüllen, oder als eine alternative Wärmequelle zum Bereitstellen von Wärme anstelle der Kraftmaschine, die im Falle eines Elektrofahrzeugs nicht vorhanden ist.
Im Falle eines Hybridfahrzeugs strömt zum Beispiel ein LLC, das in einem Kühlwasserkreislauf (nicht gezeigt) zum Kühlen einer Kraftmaschine zirkuliert, durch das Einlassrohr 20 in den Kanal 18, und die Heizeinrichtung 2 erwärmt das LLC. Wärme von dem LLC, das durch die Kraftmaschine und die Heizvorrichtung 1 erwärmt wurde, wird zum Erwärmen eines Kühlmittels genutzt, das durch einen Kühlkreislauf zirkuliert, der in einem Klimaanlagengerät für das Fahrzeug vorgesehen ist. Das erwärmte Kühlmittel wird zum Erwärmen und zum Kühlen der Luft in der Fahrzeugkabine genutzt. Das LLC, das zum Erwärmen des Kühlmittels genutzt wurde, wird aus dem Kanal 18 durch das Auslassrohr 22 ausgelassen und kehrt zu dem Kühlwasserkreislauf zurück. Dann wird das LLC zum Kühlen der Kraftmaschine erneut genutzt.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ein Durchgangsloch 24 in der Einfassung 4 in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Heizeinrichtung 2 gebohrt. Ein Temperatursensor 26 (Temperaturerfassungseinrichtung) zum Erfassen der Temperatur eines LLC, das durch den Kanal 18 strömt, ist in dem Durchgangsloch 24 eingesetzt. Der Temperatursensor 26 ist zum Beispiel ein ungefähr zylindrisch geformter Thermistor, der mit einem Messingmaterial beschichtet ist. Eine Endseite 30 eines Temperaturmessendes 28 des Sensors 28 gelangt mit dem Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 der Heizeinrichtung 2 in Kontakt. Dies ermöglicht dem Temperatursensor 26, nicht nur die Temperatur des LLC, sondern auch die Oberflächentemperatur des Metallrohrs 6 zu erfassen, d. h. des Heizabschnitts der Heizeinrichtung 2.
Eine ringartige Nut 32 ist an einer Seite 26a des Temperatursensors 26 ausgebildet. Ein O-Ring 34 (Dichtelement) ist in die ringartige Nut 32 eingepasst. Der Temperatursensor 26 ist mit dem Durchgangsloch 24 durch den O-Ring 34 luftdicht verbunden und daran gesichert. Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel hat des Weiteren einen Drückmechanismus 39 zum Drücken des Temperatursensors 26 gegen das Metallrohr 6.
Insbesondere ist ein runder Flansch 40 mit einem Durchmesser, der größer ist als jener des Durchgangslochs 24, an der Seite 26a des Temperatursensors 26 ausgebildet. Der Flansch 40 ist außerhalb des Durchgangslochs 24 der Einfassung 4 positioniert. Ein runder Befestigungsteil 42 zum Ansetzen des Temperatursensors 26 ist vorstehend an der Öffnungskante des Durchgangslochs 24 an der Außenfläche 4b der Einfassung 4 vorgesehen. Ein runder Schnappring 44 ist in einer Innenfläche 42a des Befestigungsteils 42 eingesetzt. Ein äußeres Ende 36 des Temperatursensors 26 steht durch eine Ringöffnung 44a des Schnapprings 44 kontaktlos vor. Der Temperatursensor 26 kann sich in der Lochrichtung des Durchgangslochs 24 bewegen.
Des Weiteren ist eine Feder 46 (elastisches Element) zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Schnapprings 44 und dem Flansch 40 gesichert. Die Feder 46 ist um die Seite 26a des Temperatursensors 26 an der Seite des äußeren Endes 36 hinsichtlich des Flansches 40 gewickelt und angebracht. Die Feder 46 besteht zum Beispiel aus einem Stahlmaterial für Federn, das einen vorbestimmten Elastizitätsmodul G hat. In der 2 ist die Feder 46 aus ihrer natürlichen Länge auf eine Distanz L zwischen dem Schnappring 44 und dem Flansch 40 verkürzt. Eine vorbestimmte elastische Kraft F auf der Grundlage des Elastizitätsmodul G und dem Abstand L wird auf den Flansch 40 in der Erstreckungsrichtung der Feder 46 aufgebracht. In diesem Zustand ist der Flansch 40 um einen Abstand L1 von der Außenfläche 4b der Einfassung 4 räumlich beabstandet, und die Endseite 30 des Temperatursensors 26 wird gegen den Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 durch die elastische Kraft F in jener Richtung gedrückt, die durch den Pfeil in der 2 gezeigt ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, bestehen das Metallrohr 6, der Temperatursensor 26 und die Einfassung 4 aus Edelstahl, Messing bzw. einer Aluminiumlegierung, und diese Materialien zeigen jeweils unterschiedliche lineare Expansions- und Kontraktionseigenschaften in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen, denen sie ausgesetzt sind. Die Feder 46 ist jedoch im Voraus so eingestellt, dass sie die elastische Kraft F hat, die einer Kraft F1 entgegenwirkt, die durch die lineare Expansion und Kontraktion des Metallrohrs 6, des Temperatursensors 26 und der Einfassung 4 in einer Richtung verursacht wird, die parallel zu der Richtung zum Drücken des Temperatursensors 26 gegen das Metallrohr 6 ist, wenn der Elastizitätsmodul G durch die Auswahl eines Materials für die Feder 46 im Voraus festgelegt wurde und der Abstand L zwischen dem Schnappring 44 und dem Flansch 40 in einer Struktur der Einfassung 4 im Voraus festgelegt wurde.
Da der Flansch 40 über den Abstand L1 von der Außenfläche 4b der Einfassung 4 räumlich beabstandet ist, darf sich der Temperatursensor 26 in einer Richtung parallel zu seiner Drückrichtung bewegen, wenn der Temperatursensor 26 gegen das Metallrohr 6 durch die elastische Kraft F gedrückt wird. Wenn jedoch der Elastizitätsmodul G durch die Auswahl eines Materials für die Feder 46 im Voraus festgelegt wurde, und der Abstand L in einer Struktur der Einfassung 4 im Voraus festgelegt wurde, wird die Feder 46 im Voraus so eingestellt, dass der Temperatursensor 26 gegen das Metallrohr 6 durch die elastische Kraft F gedrückt wird, die einer Reibungskraft F2 des O-Rings 34 entgegenwirkt, die an dem Durchgangsloch 24 in einer Richtung parallel zu der Richtung zum Drücken des Temperatursensors 26 gegen das Metallrohr 6 wirkt, da die Luftdichtigkeit des Kanals 18 aufrecht erhalten wird, wenn der O-Ring 34, der an dem Temperatursensor 26 gepasst ist, in einen engen Kontakt mit dem Durchgangsloch 24 gelangt.
Der Kanal 18 steht unter einem Innendruck P des Heizmediums einschließlich eines LLC. Somit wird die Feder 46 im Voraus so eingestellt, dass der Temperatursensor 26 gegen das Metallrohr 6 durch die elastische Kraft F gedrückt wird, die dem Innendruck P entgegenwirkt, der an dem Kanal 18 in einer Richtung parallel zu der Richtung zum Drücken des Temperatursensors 26 gegen das Metallrohr 6 wirkt, wenn der Elastizitätsmodul G durch die Auswahl eines Materials für die Feder 46 im Voraus festgelegt wurde und der Abstand L in einer Struktur der Einfassung 4 im Voraus festgelegt wurde.
Der Temperatursensor 26, der gegen das Metallrohr 6 mit einer derartigen elastischen Kraft F gedrückt wird, ist mit einem Wechselrichter (nicht gezeigt) durch einen Leitungsdraht 38 elektrisch verbunden, der aus seinem äußeren Ende 36 gezogen ist. Der Wechselrichter steuert eine Bestromung (Bestromungsunterbrechungseinrichtung) durch Einschalten und Ausschalten der Stromführung zu der Heizeinrichtung 2 als Reaktion auf die Temperatur des LLC und/der der Oberflächentemperatur des Metallrohrs 6, die mit dem Temperatursensor 26 erfasst wird, und zwar durch die Stromversorgungseinheit und die Bestromungsschaltung, die vorstehend beschrieben sind.
Wenn ein LLC in dem Kanal 18 vorhanden ist, wird die Temperatur des LLC durch die Verwendung des Temperatursensors 26 unter dieser Bestromungssteuerung innerhalb eines angemessenen Bereiches gesteuert. Somit steigt die Temperatur der Heizeinrichtung 2 nicht anormal an. Wenn andererseits kein oder wenig LLC in dem Kanal 18 aufgrund eines Fehlens der Zufuhr von LLC zu dem Kühlwasserkreislauf, eines Lecks des LLC aus dem Kühlwasserkreislauf oder anderer Gründe vorhanden ist, gibt es in herkömmlicher Weise kein oder wenig Heizmedium zum Übertragen von Wärme von der Heizeinrichtung 2. Falls dies auftritt, kann der Heizvorrichtung 1 ein versehentliches Erwärmen eines leeren Kanals unterlaufen, was zu einer Schwierigkeit führt, dass die Temperatur der Heizeinrichtung 2 selbst anormal ansteigt. Auch wenn ein derartiges versehentliches Erwärmen eines leeren Kanals auftritt, kann im Falle einer herkömmlichen Heizvorrichtung der Heizvorrichtung 1 mit dem Temperatursensor 26, der mit dem Metallrohr 6 außer Kontakt ist und nur die Temperatur des LLC erfassen kann, einer Verschlechterung des Ansprechverhaltens des Temperatursensors 26 aufgrund des Wärmeisoliereffekts der Luft unterlaufen, die den Temperatursensor 26 umschließt, was zu einer Verzögerung bei der Erfassung eines derartigen versehentlichen Erwärmens führt. Infolge dessen kann sich die Temperatur in dem Kanal 18 erhöhen, wodurch ein Auftreten von Rauch oder Feuer in der Heizvorrichtung 1 verursacht wird.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel sieht im Gegensatz dazu eine Bestromungssteuerung vor, indem ein Vorteil einer Differenz einer Wärmeübertragungseigenschaft zwischen dem LLC als ein Fluid und der Luft als ein Gas genutzt wird, d. h. die Temperatur des LLC wird dominant, wenn das LLC in dem Kanal 18 vorhanden ist, und die Temperatur der Heizeinrichtung 2 wird dominant, wenn kein oder wenig LLC in dem Kanal 18 vorhanden ist, da der Temperatursensor 26 in einen direkten Kontakt mit dem Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 gedrückt wird, d. h. dem Heizabschnitt der Heizeinrichtung 2, während der Temperatursensor 26 in dem Kanal 18 platziert ist, in dem das LLC strömt.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, sieht eine normale Bestromungssteuerung ohne Stoppen der Heizvorrichtung 1 zum Schutz vor, wenn ein LLC in dem Kanal 18 vorhanden ist, während das gegenwärtige Ausführungsbeispiel eine Fehlerverarbeitung zum sofortigen und zuverlässigen Stoppen der Heizvorrichtung 1 zum Schutz vorsieht, indem das versehentliche Erwärmen eines leeren Kanals zuverlässig erfasst wird, wobei der Temperatursensor 26 in einen konstanten Kontakt mit dem Metallrohr 6 gehalten wird, da der Temperatursensor 26 gegen das Metallrohr 6 mit der elastischen Kraft F der Feder 46 gedrückt wird, wenn kein oder wenig LLC in dem Kanal 18 vorhanden ist. Somit ist es möglich, die Heizvorrichtung 1 vorzusehen, die eine hohe Zuverlässigkeit erreicht, da sie ein versehentliches Erwärmen eines leeren Kanals mit einer hohen Genauigkeit sofort erfasst und zuverlässig ein Auftreten von Rauch oder Feuer verhindert, während eine normale Bestromungssteuerung durch die Verwendung des Temperatursensors 26 durchgeführt wird.
Da insbesondere die elastische Kraft F der Feder 46 im Voraus auf eine Last festgelegt wurde, die der Kraft F1 entgegenwirkt, die durch die lineare Expansion und Kontraktion des Metallrohrs 6, des Temperatursensors 26 und der Einfassung 4 in einer Richtung verursacht wird, die parallel zu der Richtung zum Drücken des Temperatursensors 26 gegen das Metallrohr 6 ist, kann die Heizvorrichtung 1 die Endseite 30 des Temperaturmessendes 28 in einen konstanten Kontakt mit dem Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 halten, das versehentliche Erwärmen eines leeren Kanals mit hoher Genauigkeit sofort erfassen und ein Auftreten von Rauch oder Feuer zuverlässig verhindern, auch wenn das Metallrohr 6, der Temperatursensor 26 und die Einfassung 4 aus unterschiedlichen Materialien bestehen, und die Heizvorrichtung 1 wird unter schweren Umgebungstemperaturen und außerdem unter dem Einfluss einer linearen Expansion und Kontraktion verwendet.
Da die elastische Kraft F der Feder 46 im Voraus auf eine Last festgelegt wurde, die der auf das Durchgangsloch 24 wirkenden Reibungskraft F2 des O-Rings 34 entgegenwirkt, und die dem an dem Kanal 18 wirkenden Innendruck P entgegenwirkt, darf sich der Temperatursensor 26 mit der elastischen Kraft F zusätzlich so bewegen, dass die Endseite 30 des Temperaturmessendes 28 zuverlässig in einen Kontakt mit dem Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 gebracht wird, ohne dass dies durch die Reibungskraft F2 und den Innendruck P unterbunden wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel der vorstehend beschriebenen Heizvorrichtung 1 beschränkt, sondern vielfältige Abwandlungen können geschaffen werden.
Zum Beispiel ist der Drückmechanismus 39 für den Temperatursensor 26 nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern ein Drückmechanismus 48 kann verwendet werden, der in den 3 und 4 gezeigt ist. Insbesondere kann der Flansch 40 des Temperatursensors 26 einen kleineren Durchmesser als das Durchgangsloch 24 haben, und er kann an dem Durchgangsloch 24 platziert werden. Zusätzlich kann ein Deckelelement 52, das an der Außenfläche 4b der Einfassung 4 durch Schrauben 50 befestigt ist, anstelle des Befestigungsteils 42 und des Schnapprings 44 vorgesehen sein. Dann kann die Feder 46 zwischen dem Flansch 40 und dem Deckelelement 52 gesichert sein. In diesem Fall kann ein weiter vereinfachter Drückmechanismus 48 vorgesehen sein, da eine strukturelle Beschränkung beseitigt wurde, d. h. bei dem Drückmechanismus 39 für den Temperatursensor 26 muss der Abstand L1 gesichert werden. Infolge dessen kann die Produktivität der Heizvorrichtung 1 verbessert werden.
Wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, kann ein rundes wärmeisolierendes Element 54 zwischen dem Deckelement 52 und der Feder 46 so vorgesehen sein, dass die Feder 46 mit einer Rückseite 52a des Deckelelements 52 über das wärmeisolierende Element 54 in Kontakt gelangt. In diesem Fall kann jene Wärme im Inneren des Kanals 18 gesteuert werden, die durch das Deckelelement 52 über die Feder 46 dissipiert wird, die mit dem Temperatursensor 26 in Kontakt ist, was zu einem verbesserten thermischen Wirkungsgrad der Heizvorrichtung 1 führt. Diese Konfiguration einschließlich des wärmeisolierenden Elements 54 kann auch auf den Drückmechanismus 39 angewendet werden, der in den 1 und 2 gezeigt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel und den Abwandlungen, die vorstehend beschrieben sind, hat der Drückmechanismus 39, 48 die Feder 46 als ein elastisches Element zum Erzeugen der elastischen Kraft F. Jedoch ist das elastische Element nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Insbesondere kann eine konische Scheibenfeder oder ein elastischer Körper wie zum Beispiel Gummi verwendet werden, solange diese die elastische Kraft F erzeugen können. Bei dem Ausführungsbeispiel und den Abwandlungen, die vorstehend beschrieben sind, bestehen das Metallrohr 6, der Temperatursensors 26 und die Einfassung 4 aus Edelstahl, Messing bzw. einer Aluminiumlegierung, aber die Materialien sind nicht auf diese Beispiele beschränkt. Einige dieser Elemente können aus einem identischen Material geschaffen sein. Auch in derartigen Fällen darf sich der Temperatursensor 26 durch die elastische Kraft F so bewegen, dass die Endseite 30 des Temperaturmessendes 28 zuverlässig in einen Kontakt mit dem Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 gebracht wird, da ein elastisches Element mit seiner vorbestimmten elastischen Kraft F verwendet wird, ohne dass dies durch die Kraft F1, die durch die lineare Expansion und Kontraktion verursacht wird, die Reibungskraft F2 und den Innendruck P unterbunden wird.
Wenn die eingestellte elastische Kraft F groß genug ist, um die Maß- und Auswahltoleranzen des Metallrohrs 6, des Temperatursensors 26, des Drückmechanismus 39 oder 48 zusammen mit der Einfassung 4 und größtenteils der Komponenten der Heizvorrichtung 1 zu absorbieren, darf die Endseite 30 des Temperaturmessendes 28 zuverlässig mit dem Außenumfang 6a des Metallrohrs 6 in Kontakt treten, ohne dass derartige Toleranzen genau gesteuert werden. Obwohl der Temperatursensor 26 als eine Temperaturerfassungseinrichtung dient und der Wechselrichter zum Steuern der Bestromung als eine Bestromungsunterbrechungseinrichtung bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dient, kann eine thermische Sicherung oder dergleichen, in der sowohl die Temperaturerfassungseinrichtung als auch die Bestromungsunterbrechungseinrichtung eingebaut sind, in einen Kontakt mit dem Metallrohr 6 gedrückt werden.
Die Heizvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Gebrauch in einem Fahrzeugklimaanlagengerät eines Hybridfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs beschränkt, sondern sie kann als eine Wärmequelle für andere Zwecke verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Heizvorrichtung
2: Heizeinrichtung
4: Einfassung (Gehäuse)
6: Metallrohr (Heizabschnitt)
18: Kanal
26: Temperatursensor (Temperaturerfassungseinrichtung)
34: O-Ring (Dichtelement)
46: Feder (elastisches Element)
54: wärmeisolierendes Element

Claims

Heizvorrichtung mit: einer Heizeinrichtung, die einen Heizabschnitt hat, der Wärme durch Bestromung erzeugt; einem Gehäuse, das den Heizabschnitt enthält und einen Kanal für ein Heizmedium zwischen dem Gehäuse und dem Heizabschnitt bildet; einer Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Heizmediums in dem Kanal; und einer Bestromungsunterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen der Stromführung zu der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur des Heizmediums, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, wobei ein elastisches Element die Temperaturerfassungseinrichtung in einen Kontakt mit dem Heizabschnitt drückt
Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das elastische Element eine elastische Kraft hat, die die Temperaturerfassungseinrichtung auf den Heizabschnitt gegen entsprechende Kräfte einer linearen Expansion und einer linearen Kontraktion des Heizabschnitts, der Temperaturerfassungseinrichtung und des Gehäuses drücken kann, die in einer Richtung parallel zu einer Richtung zum Drücken der Temperaturerfassungseinrichtung zu dem Heizabschnitt wirken.
Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung mit dem Gehäuse über ein Dichtelement verbunden ist, und wobei das elastische Element eine elastische Kraft hat, die die Temperaturerfassungseinrichtung auf den Heizabschnitt gegen die Reibungskraft des Dichtelements drücken kann, wobei die Reibungskraft in einer Richtung parallel zu der Richtung zum Drücken der Temperaturerfassungseinrichtung zu dem Heizabschnitt wirkt.
Heizvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das elastische Element eine elastische Kraft hat, die die Temperaturerfassungseinrichtung auf den Heizabschnitt gegen einen Innendruck drücken kann, der an dem Kanal in einer Richtung parallel zu der Richtung zum Drücken der Temperaturerfassungseinrichtung zu dem Heizabschnitt wirkt.
Heizvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gehäuse über ein wärmeisolierendes Element mit dem elastischen Element in einen Kontakt gelangt.