JP2004028567A - 熱交換器配置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体流空間を備えた、特に車両用ヒータのための、熱交換器配置を提供する。
【解決手段】流体流空間３０は、ハウジング配置２６、２８と、流体流空間３０の中を流れる流体の温度に関係する変数を検知するための温度センサ配置３４とに囲まれており、温度センサ配置３４は、少なくとも一つの温度センサ３６、３８を備え、温度センサは、ハウジング配置２６、２８の少なくとも一部を形成するハウジング部材２８の材料に少なくとも一部埋め込まれている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ハウジング配置と、流体流空間の中を流れる流体の温度に関係する変数を検知するための温度センサ配置とに囲まれた流体流空間を備えた熱交換器配置に関し、特に車両用ヒータのための熱交換器配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒータを作動するためには、例えば自動車のパーキングヒータまたは補助ヒータとして用いられる場合のように、加熱すべき媒体の温度が低過ぎる際に出熱を増加させるために、そして媒体の温度が高過ぎる際に出熱を減少させるために、その媒体についての情報を得ることが重要である。これに関連して、媒体の温度は、暖房用バーナで発生する熱エネルギーが媒体に移動する領域において決定されるということが知られている。温度センサは、この目的のために、熱交換器配置に導入されており、また、シーリング部材を用いて温度センサが挿入される開口部もしくは穴は、上記の目的のために、熱交換器配置のハウジング部材に設けられている。気密なクロージャを確保することが難しいということの他に、当該ハウジング部材に複数の温度センサを追加で組み込むということは、このような熱交換器配置の、さらにはヒータのコスト全体を増加させる作業である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な方法でかつ低コストで組み込むことができ、かつその中を流れる流体の温度を検知する可能性が生じる熱交換器配置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明に従い、流体流空間を備えた、特に車両用ヒータのための、熱交換器配置によって達成されるものであり、当該流体流空間は、ハウジング配置と、流体流空間の中を流れる流体の温度に関係する変数を検知するための温度センサ配置と、によって囲まれており、当該温度センサ配置は、少なくとも一つの温度センサを備え、当該温度センサは、前記ハウジング配置の少なくとも一部を形成するハウジング部材の材料に少なくとも一部埋め込まれている。
【０００５】
本発明による熱交換器配置において、少なくとも一つある前記温度センサが、熱交換器ハウジング部材の材料の中に直接埋め込まれていることが不可欠であり、これによって、一方では、外側に向けて完全に連続している開口部で、温度センサが配される領域に後から温度センサを収容するための開口部を設ける必要がない。従って、気密性の問題は、基本的に完全に除外できる。また、前記埋め込みは、このハウジング部材の製造中に同時に行うこともできるため、その後で行うべき作業は不要となる。
【０００６】
例えば、少なくとも一つある温度センサが、前記ハウジング部材の材料によって完全に囲まれるようにしてもよい。温度センサが、特定の流域における流体流空間の中を流れる流体の温度についての情報を得られるようにするために、少なくとも一つある前記温度センサが、前記流体流空間中に突出した検知部分を有するようにすることが提案されている。
【０００７】
特に好適な実施の形態では、前記ハウジング部材は、例えば繊維強化ポリアミドまたはポリプロピレンなどのプラスチック材料から作られる。当該材料の温度は、たとえ液体状態でも、埋め込まれた温度センサに損傷をもたらすほど高温ではない。
【０００８】
例えば、前記ハウジング部材が、前記流体流空間の外側を限定するポット状の熱交換器外側ハウジングとなるようにしてもよい。さらに、ハウジング部材は、ヒータの組み込みのために意図されたハウジング部材であることが可能である。埋め込まれた少なくとも一つの温度センサを担持するハウジング部材は、例えば、車両用空調装置または車両用ファンのハウジング部材であってもよく、かかるハウジング部材は、追加の車両用ヒータまたは当該ヒータ用の熱交換器配置を、既に車両に設けられているかまたは車両に設けられることになっているこのハウジング部材の少なくとも一部に挿入できるように、既にデザインされているものである。
【０００９】
さらに、本発明は、本発明に従った熱交換器配置を備えた車両用ヒータに関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による熱交換器配置の実施形態については、添付の図面を参照し、以下に説明する。この図面は、本発明による熱交換器配置またはこれを備えたヒータの長手方向断面図である。
【００１１】
図はヒータ１０を示しており、このヒータ１０は、例えば自動車の駐車ヒータまたは補助ヒータとして用いることができる。ヒータ１０は、基本的に二つの領域、すなわち、加熱バーナ域１２と熱交換器域１４とを備えている。基本的に簡略的にのみ示されている加熱バーナ１２域は、例えば、燃焼用送風器と、燃料供給部と、これらに関連するすべての部品とを備える。さらに、加熱バーナは燃焼室１８を備え、この燃焼室１８は、内筒１６の一部分に設けられ、かつその中心部には、複数の燃焼用空気入口２２を有する燃焼用空気供給管２０が設けられている。燃焼用空気は空気入口２２から燃焼室１８に入り、そこで、例えば多孔性材料を介して燃焼室に同様に供給された燃料により燃焼される。燃焼廃ガスとともに、燃焼火炎が、火炎膜板２４を介して内筒１６の残りの領域に入る。内筒１６の軸方向自由端が開いているので、燃焼廃ガスはそこで熱交換器１４に当たって向きを変え、内筒１６の外側で逆流して、出口（図示されていない）から放出される。
【００１２】
加熱バーナのデザインと、燃焼用に設けられた部品のデザインは、本出願において単に簡略して示されていることを指摘しておく。本発明に関してその他多種多様な配置を用いてもよいということは明らかである。
【００１３】
熱交換器１４は、二つのハウジング部分を備えており、一方のハウジング部分が他方に挿入されて、両者間に流体流空間３０を構成している。熱交換器内側ハウジング２６は、燃焼廃ガスの内側へ向けての流れのために意図された空間域を構成すると同時に、内筒１６から出る廃ガスの軸方向での流れの向きを変える部品を形成している。熱交換器外側ハウジング２８は、外側へ向けての流体流空間３０を構成するとともに、流体流空間３０を液密クロージャとするために、軸方向端域（すなわち、加熱バーナ１２に近い位置の端域）において熱交換器内側ハウジング２６にしっかりと接続されている。螺旋状のデザインのリブ形状部３２は、流体流空間３０の中を流れる流体、すなわち加熱される水または加熱される空気が、特定された態様で流体流空間３０の中を移動することを確実なものとし、従って、燃焼廃ガスによって熱交換器内側ハウジング２６へと伝達された熱を効率良く吸収できる。このリブ構造物３２は、熱交換器内側ハウジングの外周面上に設けられている。
【００１４】
ヒータ１０の操作を制御可能とするためには、加熱すべき流体の温度、または既に加熱済みの流体の温度についての情報を得ることが効果的である。この目的のために、温度センサ配置を設けてもよいということが知られており、一つの温度センサを、例えば流体流空間３０への流体入口の近くに配し、他の温度センサを流体出口の近くに配してもよい。このようにして、加熱されている流体にへどの程度熱が伝達されたかを判断することができる。図に示されている熱交換器１４は、二つの温度センサ３６及び３８も備えており、熱交換器１４におけるこれらの位置付けは単に一例として示されている。当然のことながら、これら二つの温度センサ３６及び３８は、他の領域に位置付けることもできる。本発明の原則に従い、温度センサ３６及び３８が、熱交換器外側ハウジング２８を形成する材料の少なくとも一部に埋め込まれるということは重要である。温度センサ３６は、熱交換器外側ハウジング２８の材料によって完全に囲まれる。電気接触線（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ　ｌｉｎｅ）だけが、熱交換器外側ハウジング２８の材料を通って外部に通じている。それ以外では、温度センサ３６は、熱交換器外側ハウジング２８の材料によって完全に覆われている。とりわけ、温度センサ３６の領域にある流体流空間３０を構成する熱交換器外側ハウジングの表面には、漏れが生じ得るような開口はまったくないということが認められる。
【００１５】
温度センサ３８は、熱交換器外側ハウジング２８から突出し、その温度検知部分４０が流体流空間３０の中に突き出ている。従って、例えば熱交換器内側ハウジング２６の表面に近い流体温度を、この温度センサ３８で検知することが可能であり、またはオプションとして、熱交換器内側ハウジング２６の表面に直接接触することによって熱交換器内側ハウジング２６の温度を検知することが可能であり、これによって過熱を認識できるように情報を提供することが可能である。しかし、上記以外では、温度センサ３８の領域において、熱交換器外側ハウジング２８の気密クロージャがもたらされる。ここでも、電気接触線４２だけが、熱交換器外側ハウジング２８の材料から外部へと通じている。
【００１６】
温度センサ配置３４の温度センサ３６及び３８が少なくとも部分的に直接に熱交換器外側ハウジング２８の材料の中に埋め込まれており、すなわち、これら温度センサが製造中も上記材料によってシールされているという、本発明によるデザインの基本的な利点とは、センサのために開口部を準備するための追加の作業がまったく不要であるということと、後から温度センサを取り付けるための作業が同様に不要であるということである。さらに、流体漏れの問題も、事実上完全に除外することができる。熱交換器外側ハウジングは、例えば繊維強化ポリアミドまたはポリプロピレンなどのプラスチック材料から作るのが効果的であることが証明されている。これに関する基本的な利点とは、上記材料が比較的低い温度の液体状態であるため、熱交換器外側ハウジングの製造中に温度により引き起こされる温度センサ３６及び３８への損傷を排除することができ、これと同時に、熱交換器外側ハウジングの製造中に、温度センサ３８及び３６は、熱交換器外側ハウジング中にシールされるということである。
【００１７】
例えば、車両に既に存在しているハウジングを温度センサの埋め込みのために使用し、これによって例えば車両用ファンまたは車両用空調装置などの既存のハウジング中にヒータを統合することにより、熱交換器のハウジング部分に温度センサを埋め込むこともできるということは、明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱交換器配置またはこれを備えたヒータの長手方向断面図である。
【符号の説明】
１４　　熱交換器配置
２６、２８　　ハウジング配置
３０　　流体流空間
３４　　温度センサ配置
３６、３８　　温度センサ

Claims (8)

1. 流体流空間（３０）を備えた、特に車両用ヒータのための、熱交換器配置であって、当該流体流空間（３０）は、ハウジング配置（２６、２８）と、流体流空間（３０）の中を流れる流体の温度に関係する変数を検知するための温度センサ配置（３４）とに囲まれており、当該温度センサ配置（３４）は、少なくとも一つの温度センサ（３６、３８）を備え、当該温度センサは、前記ハウジング配置（２６、２８）の少なくとも一部を形成するハウジング部材（２８）の材料に少なくとも一部埋め込まれている、熱交換器配置。
2. 少なくとも一つある前記温度センサ（３６）が、前記ハウジング部材（２８）の材料によって完全に囲まれていることを特徴とする、請求項１記載の熱交換器配置。
3. 少なくとも一つある前記温度センサ（３８）が、前記流体流空間（３０）中に突出した検知部分（４０）を有することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の熱交換器配置。
4. 前記ハウジング部材（２８）はプラスチック材料から作られることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器配置。
5. 前記ハウジング部材（２８）は繊維強化ポリアミドまたはポリプロピレンから作られることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器配置。
6. 前記ハウジング部材（２８）が、前記流体流空間（３０）の外側を構成するポット状の熱交換器外側ハウジング（２８）であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器配置。
7. ハウジング部材とは、ヒータを組み込むためのハウジング部材であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器配置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の熱交換器配置（１４）を備える車両用ヒータ。

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