JP2017089915A

JP2017089915A - Fluid heating device

Info

Publication number: JP2017089915A
Application number: JP2015216503A
Authority: JP
Inventors: 宏起吉岡; Hiroki Yoshioka; 神山　直久; Naohisa Kamiyama; 直久神山; 山谷　栄次; Eiji Yamatani; 栄次山谷; 大塚　隆; Takashi Otsuka; 隆大塚; 大樹鈴木; Daiki Suzuki
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2017-05-25
Anticipated expiration: 2035-11-04
Also published as: JP6471080B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently exchange heat between fluid distributed inside a case and a heater.SOLUTION: A fluid heating device 100 which heats fluid comprises: a heater unit 20 which has a heater 21 and a heated section 22 to be heated by the heater 21; and a case 10 which stores the heated section 22 with fluid exchanging heat with the heated section 22 distributed inside the same. The heated section 22 has a plurality of peripheral fins 22d, protruded from a peripheral surface thereof in a manner that extends along a flow direction of the fluid, arranged in a circumferential direction at intervals. Tip sections 22e of the peripheral fins 22d abut on one wall face 14c or the other wall face 14d of the case 10.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、流体を加熱する流体加熱装置に関する。 The present invention relates to a fluid heating apparatus for heating a fluid.

特許文献１には、供給通路からケース内に供給された流体をヒータによって加熱して排出通路から排出する流体加熱装置が開示されている。この流体加熱装置では、ケース内に設けられる螺旋状のヒータによって、ケースを流通する流体を加熱している。 Patent Document 1 discloses a fluid heating apparatus that heats a fluid supplied from a supply passage into a case with a heater and discharges the fluid from a discharge passage. In this fluid heating apparatus, the fluid flowing through the case is heated by a spiral heater provided in the case.

特開２０１４−０５３２８８号公報JP 2014-053288 A

しかしながら、特許文献１の流体加熱装置では、流体が流通するケース内にヒータの発熱部が収容され、発熱部の表面に流体が直接接触して熱交換を行う。そのため、発熱部付近を流通しない流体は、ヒータとの間で熱交換を十分に行えないまま排出通路から排出される。 However, in the fluid heating device of Patent Document 1, the heat generating portion of the heater is housed in a case where the fluid flows, and the fluid directly contacts the surface of the heat generating portion to perform heat exchange. Therefore, the fluid that does not flow in the vicinity of the heat generating portion is discharged from the discharge passage without sufficiently exchanging heat with the heater.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ケース内を流通する流体とヒータとの間で十分に熱交換を行わせることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to sufficiently perform heat exchange between a fluid flowing in a case and a heater.

本発明のある態様によれば、流体を加熱する流体加熱装置であって、熱を発するヒータと前記ヒータによって加熱される加熱部とを有するヒータユニットと、前記加熱部を収容し、前記加熱部と熱交換を行う流体が内部を流通するケースと、を備え、前記加熱部は、流体の流れ方向に延在するように外周に突出する外周フィンを周方向に間隔を空けて複数有し、前記外周フィンは、先端部が前記ケースの内壁に隣接する、ことを特徴とする。 According to an aspect of the present invention, there is provided a fluid heating apparatus that heats a fluid, the heater unit including a heater that generates heat and a heating unit that is heated by the heater, the heating unit being accommodated, and the heating unit A fluid that exchanges heat with the inside, and the heating unit has a plurality of outer peripheral fins that protrude in the outer periphery so as to extend in the fluid flow direction, with an interval in the circumferential direction, The outer peripheral fin has a distal end adjacent to the inner wall of the case.

上記態様によれば、加熱部の外周に間隔を空けて複数形成された外周フィンによって、ケース内を流通する流体の流れが案内される。また、外周フィンは先端部がケースの内壁に隣接するように複数形成されているので、ケース内を流通する流体は、外周フィン付近を必ず流れることになり、外周フィン及び加熱部を介してヒータとの間で十分に熱交換を行うことができる。 According to the said aspect, the flow of the fluid which distribute | circulates the inside of a case is guided by the outer periphery fin formed in the outer periphery of the heating part at intervals. In addition, since a plurality of outer peripheral fins are formed so that the front end portion is adjacent to the inner wall of the case, the fluid circulating in the case always flows in the vicinity of the outer peripheral fins, and the heater is provided via the outer peripheral fin and the heating unit. Can sufficiently exchange heat with each other.

図１は、本発明の実施形態に係る流体加熱装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、流体加熱装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the fluid heating apparatus. 図３は、流体加熱装置のヒータユニット及びケースの側面図であり、ケースを断面で示した図である。FIG. 3 is a side view of the heater unit and the case of the fluid heating apparatus, and is a view showing the case in section. 図４は、流体加熱装置のヒータユニット及びケースの正面図であり、ケースと加熱部とを断面で示した図である。FIG. 4 is a front view of the heater unit and the case of the fluid heating device, and is a view showing the case and the heating section in cross section.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体加熱装置１００について説明する。 Hereinafter, a fluid heating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

流体加熱装置１００は、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ：電動車両）やＨＥＶ（ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド車両）などの車両に搭載される車両用空調装置（図示省略）に適用される。流体加熱装置１００は、車両用空調装置が暖房運転を実行するために、流体を加熱するものである。 The fluid heating device 100 is applied to a vehicle air conditioner (not shown) mounted on a vehicle such as an EV (Electric Vehicle: electric vehicle) or an HEV (Hybrid Electric Vehicle: hybrid vehicle). The fluid heating device 100 heats a fluid so that the vehicle air conditioner performs a heating operation.

図１は、本発明の実施形態に係る流体加熱装置１００の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a fluid heating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、流体加熱装置１００は、流体が流通するケース１０と、ケース１０内に収容されるヒータユニット２０と、ヒータユニット２０を覆うカバー５０と、を備える。流体には、例えば不凍液が用いられる。 As shown in FIG. 1, the fluid heating apparatus 100 includes a case 10 through which a fluid flows, a heater unit 20 accommodated in the case 10, and a cover 50 that covers the heater unit 20. For example, an antifreeze is used as the fluid.

ケース１０には、外部からケース１０内に流体を供給する供給口１１と、ケース１０内を流通した流体を外部に排出する排出口１２と、が並んで開口する。供給口１１には供給パイプ５１が挿入され、排出口１２には排出パイプ５２が挿入されることで、ケース１０の内外を流体が流通する。 In the case 10, a supply port 11 that supplies fluid from the outside into the case 10 and a discharge port 12 that discharges the fluid that flows through the case 10 to the outside are opened side by side. A supply pipe 51 is inserted into the supply port 11, and a discharge pipe 52 is inserted into the discharge port 12, so that a fluid flows inside and outside the case 10.

ヒータユニット２０には、電気信号を導く図示しない信号線が接続されるコネクタ６０や電力を導く図示しない電力供給線が接続されるコネクタ６１が取り付けられる。 The heater unit 20 is provided with a connector 60 connected to a signal line (not shown) for guiding an electric signal and a connector 61 connected to a power supply line (not shown) for guiding power.

図２は、流体加熱装置１００の分解斜視図である。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the fluid heating apparatus 100.

ケース１０は、図２に示すように、一方に底部１３を、他方に開口部１５を有する有底の箱状に形成される。ケース１０は、底部１３から立設される４つの壁面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有する。４つの壁面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、それぞれ開口部１５に向かって開くように傾斜して形成される。即ち、壁面１４ａ及び１４ｂは、開口部１５から底部１３に向かって互いの間隔が小さくなるように対向するテーパ形状となっており、壁面１４ｃ及び壁面１４ｄも同様に対抗するテーパ形状となっている。底部１３と壁面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとの間には、図４に示すように、底部１３と壁面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとをそれぞれ接続する接続部１６が形成される。 As shown in FIG. 2, the case 10 is formed in a bottomed box shape having a bottom 13 on one side and an opening 15 on the other. The case 10 has four wall surfaces 14 a, 14 b, 14 c, and 14 d erected from the bottom portion 13. The four wall surfaces 14 a, 14 b, 14 c, and 14 d are formed to be inclined so as to open toward the opening 15. That is, the wall surfaces 14a and 14b are tapered so as to face each other from the opening 15 toward the bottom 13, and the wall surfaces 14c and 14d are similarly tapered. . As shown in FIG. 4, connecting portions 16 are formed between the bottom portion 13 and the wall surfaces 14a, 14b, 14c, and 14d to connect the bottom portion 13 and the wall surfaces 14a, 14b, 14c, and 14d, respectively.

図３は、流体加熱装置１００のヒータユニット２０及びケース１０の側面図であり、ケースを断面で示した図である。 FIG. 3 is a side view of the heater unit 20 and the case 10 of the fluid heating apparatus 100, and is a view showing the case in section.

ケース１０の壁面１４ｂは、図３に示すように、壁面１４ａに対向し、かつ、供給口１１の中心線Ｏに対して角度θをもって傾斜するように形成される。壁面１４ｂが開口部１５に向かって開くように傾斜する角度は、他の壁面１４ａ、１４ｃ、１４ｄと比較して大きく形成される。 As shown in FIG. 3, the wall surface 14 b of the case 10 is formed to face the wall surface 14 a and to be inclined with an angle θ with respect to the center line O of the supply port 11. The angle at which the wall surface 14b is inclined so as to open toward the opening 15 is formed larger than that of the other wall surfaces 14a, 14c, 14d.

ヒータユニット２０は、図２及び図３に示すように、ケース１０内に収容される加熱部２２と、ケース１０の外に形成されるハウジング部２３と、から構成される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the heater unit 20 includes a heating part 22 accommodated in the case 10 and a housing part 23 formed outside the case 10.

加熱部２２は、図３に示すように、ヒータ２１の周りを覆うように金属がダイキャスト成形されることによって形成される。 As shown in FIG. 3, the heating unit 22 is formed by die-casting metal so as to cover the periphery of the heater 21.

ヒータ２１は、加熱部２２に鋳込まれる螺旋状の発熱部２１ｃと、ハウジング部２３から突出する一対の端子２１ａ、２１ｂと、を有する。なお、発熱部２１ｃは、螺旋状ではなく、例えば、加熱部２２内を往復するように形成されてもよい。ヒータ２１は、車両に搭載される図示しない電源装置から端子２１ａ、２１ｂに電力が供給されることによって、発熱部２１ｃが発熱する。ヒータ２１には、例えば、シーズヒータやＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータが用いられる。ケース１０内を流通する流体は、ヒータ２１の発熱部２１ｃが発熱することによって、加熱部２２を介して加熱される。 The heater 21 includes a spiral heat generating part 21 c cast into the heating part 22 and a pair of terminals 21 a and 21 b protruding from the housing part 23. Note that the heat generating portion 21c is not spiral, and may be formed to reciprocate within the heating portion 22, for example. The heater 21 generates heat in the heater 21 when electric power is supplied to the terminals 21a and 21b from a power supply device (not shown) mounted on the vehicle. For example, a sheathed heater or a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater is used as the heater 21. The fluid flowing through the case 10 is heated via the heating unit 22 when the heat generating unit 21c of the heater 21 generates heat.

図４は、流体加熱装置１００のヒータユニット２０及びケース１０の正面図であり、ケース１０と加熱部２２とを断面で示した図である。 FIG. 4 is a front view of the heater unit 20 and the case 10 of the fluid heating apparatus 100, and is a view showing the case 10 and the heating unit 22 in cross section.

加熱部２２は、図４に示すように、発熱部２１ｃの内周と比較して小径に形成され発熱部２１ｃの中心軸に沿って貫通する貫通孔２２ａと、発熱部２１ｃの外周と比較して大径に形成されケース１０の壁面１４ｃ、１４ｄと対峙する外壁部２２ｃと、を有する。 As shown in FIG. 4, the heating part 22 is formed with a small diameter compared to the inner periphery of the heat generating part 21c, and passes through the central axis of the heat generating part 21c, and compared with the outer periphery of the heat generating part 21c. And an outer wall portion 22c facing the wall surfaces 14c and 14d of the case 10 and having a large diameter.

貫通孔２２ａは、螺旋状に巻かれる発熱部２１ｃの内側に流体の流れ方向に貫通するよう筒状に形成される。貫通孔２２ａは、図３に示すように、ケース１０の供給口１１の延長線上に開口する。供給口１１から供給される流体は、貫通孔２２ａ内に形成される内周流路７０を流通する。 The through hole 22a is formed in a cylindrical shape so as to penetrate in the fluid flow direction inside the heat generating portion 21c wound spirally. As shown in FIG. 3, the through hole 22 a opens on an extension line of the supply port 11 of the case 10. The fluid supplied from the supply port 11 circulates through the inner peripheral flow path 70 formed in the through hole 22a.

貫通孔２２ａは、図４に示すように、流体の流れ方向に沿って延在するように内周に突出する複数の内周フィン２２ｂを有する。内周流路７０は、内周フィン２２ｂが設けられることによって、内周フィン２２ｂが設けられない場合と比較して、大きな伝熱面積を確保できる。複数の内周フィン２２ｂは、貫通孔２２ａの全周にわたって等角度間隔で形成される。 As shown in FIG. 4, the through hole 22 a has a plurality of inner peripheral fins 22 b that protrude to the inner periphery so as to extend along the fluid flow direction. By providing the inner peripheral fins 22b, the inner peripheral flow path 70 can secure a large heat transfer area as compared to the case where the inner peripheral fins 22b are not provided. The plurality of inner peripheral fins 22b are formed at equiangular intervals over the entire circumference of the through hole 22a.

外壁部２２ｃは、ケース１０の壁面１４ｃ又は壁面１４ｄとの間に、流体が流通する外周流路７１を形成する。外周流路７１は、内周流路７０から流れてきた流体を排出口１２に導く。外周流路７１は、内周流路７０と比較して流路面積が大きい。また、外壁部２２ｃは、貫通孔２２ａと比較して伝熱面積が大きい。 The outer wall portion 22c forms an outer peripheral channel 71 through which a fluid flows between the wall surface 14c or the wall surface 14d of the case 10. The outer peripheral channel 71 guides the fluid flowing from the inner peripheral channel 70 to the discharge port 12. The outer peripheral channel 71 has a larger channel area than the inner peripheral channel 70. Further, the outer wall portion 22c has a larger heat transfer area than the through hole 22a.

外壁部２２ｃは、螺旋状に巻かれる発熱部２１ｃの外側を覆うように形成される。外壁部２２ｃが設けられるので、発熱部２１ｃと流体とが直接接触することはない。外壁部２２ｃは、流体の流れ方向に沿って延在するように外壁部２２ｃから外周に突出する複数の外周フィン２２ｄを有する。 The outer wall portion 22c is formed so as to cover the outer side of the heat generating portion 21c wound spirally. Since the outer wall portion 22c is provided, the heat generating portion 21c and the fluid are not in direct contact. The outer wall portion 22c includes a plurality of outer peripheral fins 22d that protrude from the outer wall portion 22c to the outer periphery so as to extend along the fluid flow direction.

外周フィン２２ｄは、外壁部２２ｃの周方向に間隔を空けて複数形成される。外周フィン２２ｄは、ケース１０の底部１３及び開口部１５と略平行に延設される。壁面１４ｃ又は壁面１４ｄと対峙する外周フィン２２ｄは、外周フィン２２ｄの先端部２２ｅが壁面１４ｃ又は壁面１４ｄと隣接する。外周フィン２２ｄの先端部２２ｅと壁面１４ｃ又は壁面１４ｄとの距離は、所定の距離Ｌ１でそれぞれ一定となる。外周フィン２２ｄが設けられることで、外周フィン２２ｄが設けられない場合と比較して、外周流路７１における伝熱面積を大きくなる。外周フィン２２ｄは、図４に示すように、ケース１０の壁面１４ｃ又は壁面１４ｄと底部１３とを滑らかに接続する接続部１６と対峙する位置にも形成される。 A plurality of outer peripheral fins 22d are formed at intervals in the circumferential direction of the outer wall portion 22c. The outer peripheral fin 22d extends substantially parallel to the bottom 13 and the opening 15 of the case 10. In the outer peripheral fin 22d facing the wall surface 14c or the wall surface 14d, the front end portion 22e of the outer peripheral fin 22d is adjacent to the wall surface 14c or the wall surface 14d. The distance between the tip 22e of the outer peripheral fin 22d and the wall surface 14c or the wall surface 14d is constant at a predetermined distance L1. By providing the outer peripheral fins 22d, the heat transfer area in the outer peripheral flow path 71 is increased as compared with the case where the outer peripheral fins 22d are not provided. As shown in FIG. 4, the outer peripheral fin 22 d is also formed at a position facing the connection portion 16 that smoothly connects the wall surface 14 c of the case 10 or the wall surface 14 d and the bottom portion 13.

図３に戻って、ヒータユニット２０のハウジング部２３について説明する。 Returning to FIG. 3, the housing portion 23 of the heater unit 20 will be described.

ヒータユニット２０のハウジング部２３は、ケース１０の開口部１５を閉塞するように成形される。 The housing part 23 of the heater unit 20 is molded so as to close the opening 15 of the case 10.

ヒータユニット２０は、加熱部２２がケース１０内に配置された状態でハウジング部２３がケース１０の開口部１５の外周縁に接合される。ハウジング部２３の底部は、ケース１０の天面を形成する。ハウジング部２３の底部は、ケース１０の底部１３と対向するよう略平行に配置される。 In the heater unit 20, the housing part 23 is joined to the outer peripheral edge of the opening 15 of the case 10 in a state where the heating part 22 is disposed in the case 10. The bottom of the housing part 23 forms the top surface of the case 10. The bottom portion of the housing portion 23 is disposed substantially parallel to face the bottom portion 13 of the case 10.

制御基板４０は、バスバーモジュール３０の上部に積層される。制御基板４０は、ハウジング部２３内に格納可能な大きさで矩形に形成される。制御基板４０は、バスバーモジュール３０及びＩＧＢＴ３４、３５と電気的に接続される。制御基板４０は、上位のコントローラの指令に基づいてＩＧＢＴ３４、３５を制御する。 The control board 40 is stacked on top of the bus bar module 30. The control board 40 is formed in a rectangular shape with a size that can be stored in the housing portion 23. The control board 40 is electrically connected to the bus bar module 30 and the IGBTs 34 and 35. The control board 40 controls the IGBTs 34 and 35 based on commands from the host controller.

次に、流体加熱装置１００の作用について説明する。 Next, the operation of the fluid heating device 100 will be described.

図３に矢印Ａで示すように供給パイプ５１を通じて供給される流体は、内周流路７０を矢印Ｂで示すように流通する。内周流路７０を流通する流体は、内周フィン２２ｂの形成された貫通孔２２ａと熱交換を行うことによって、加熱される。この流体の流れは、内周フィン２２ｂによって整流される。 As shown by the arrow A in FIG. 3, the fluid supplied through the supply pipe 51 circulates through the inner peripheral flow path 70 as shown by the arrow B. The fluid flowing through the inner peripheral flow path 70 is heated by exchanging heat with the through holes 22a in which the inner peripheral fins 22b are formed. This fluid flow is rectified by the inner peripheral fins 22b.

内周流路７０を通過した流体は、矢印Ｃで示すように壁面１４ｂへ流出し、壁面１４ｂに沿って方向転換して外周流路７１に導かれる。壁面１４ｂは、開口部１５に向かって開かれるように傾斜しているので、壁面１４ｂで方向転換する流体は、矢印Ｄで示すように流れやすい。流体は、矢印Ｅや矢印Ｆで示すように外周流路７１を流通する。外周流路７１を流通する流体は、加熱部２２の外壁部２２ｃ及び外周フィン２２ｄとの熱交換によって加熱される。外周流路７１を流通する流体は、外周フィン２２ｄによって整流される。 The fluid that has passed through the inner circumferential flow path 70 flows out to the wall surface 14b as indicated by an arrow C, changes direction along the wall surface 14b, and is guided to the outer circumferential flow path 71. Since the wall surface 14b is inclined so as to be opened toward the opening 15, the fluid whose direction is changed by the wall surface 14b easily flows as indicated by an arrow D. The fluid flows through the outer peripheral flow path 71 as indicated by arrows E and F. The fluid flowing through the outer peripheral channel 71 is heated by heat exchange with the outer wall portion 22c of the heating unit 22 and the outer peripheral fin 22d. The fluid flowing through the outer peripheral flow path 71 is rectified by the outer peripheral fin 22d.

その後、外周流路７１を通過した流体は、排出パイプ５２からケース１０の外部へと矢印Ｇで示すように排出される。このように、供給口１１を通って外部からケース１０内に流入した流体は、ケース１０内の内周流路７０を通過した後、Ｕターンして外周流路７１を流通することで、供給口１１と同一の壁面１４ａに形成された排出口１２から外部に排出される。 Thereafter, the fluid that has passed through the outer peripheral flow path 71 is discharged from the discharge pipe 52 to the outside of the case 10 as indicated by an arrow G. As described above, the fluid that has flowed into the case 10 from the outside through the supply port 11 passes through the inner peripheral flow path 70 in the case 10, then makes a U-turn and flows through the outer peripheral flow path 71, thereby supplying the supply port 11. Are discharged to the outside from the discharge port 12 formed on the same wall surface 14a.

また、壁面１４ｂに沿って矢印Ｄで示すように方向転換した流体は、ハウジング部２３からケース１０内に向かって複数形成されるフィン２３ｂに流れて、フィン２３ｂと熱交換を行う。フィン２３ｂは、ＩＧＢＴ３４、３５と熱的に接続されており、ＩＧＢＴ３４、３５の熱を壁面１４ｂに沿って流れてくる流体に放熱する。 Further, the fluid whose direction is changed along the wall surface 14b as shown by the arrow D flows from the housing part 23 into the plurality of fins 23b formed in the case 10, and exchanges heat with the fins 23b. The fins 23b are thermally connected to the IGBTs 34 and 35, and dissipate the heat of the IGBTs 34 and 35 to the fluid flowing along the wall surface 14b.

ここで、外周流路７１は、内周流路７０と比較して流路面積が大きい。そのため、外周流路７１における流体の流速は、内周流路７０における流体の流速と比較して遅くなる。しかしながら、外周流路７１に面する外壁部２２ｃは、内周流路７０を形成する貫通孔２２ａと比較して伝熱面積が大きい。よって、内周流路７０と外周流路７１とにおける流体の温度の上昇率を略一定にすることができる。 Here, the outer peripheral channel 71 has a larger channel area than the inner peripheral channel 70. Therefore, the flow rate of the fluid in the outer peripheral flow path 71 is slower than the flow speed of the fluid in the inner peripheral flow path 70. However, the outer wall portion 22 c facing the outer peripheral flow path 71 has a larger heat transfer area than the through hole 22 a forming the inner peripheral flow path 70. Therefore, the rate of increase of the fluid temperature in the inner peripheral channel 70 and the outer peripheral channel 71 can be made substantially constant.

なお、空調装置では、図示しないポンプによって送られる流体が配管及び供給パイプ５１を介して供給口１１からケース１０内に供給される。内周流路７０と外周流路７１とを流通することでケース１０内をＵターンした流体は、排出口１２から排出パイプ５２を介して図示しないヒータコアに送られる。空調装置は、流体がヒータコアを介して空調用空気と熱交換を行うことで、空調用空気を暖めるようになっている。 In the air conditioner, a fluid sent by a pump (not shown) is supplied from the supply port 11 into the case 10 via the piping and the supply pipe 51. The fluid that has made a U-turn inside the case 10 by flowing through the inner peripheral flow path 70 and the outer peripheral flow path 71 is sent from the discharge port 12 to the heater core (not shown) via the discharge pipe 52. The air conditioner warms the air-conditioning air by exchanging heat with the air-conditioning air through the heater core.

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, there exist the effects shown below.

流体を加熱する流体加熱装置１００は、熱を発するヒータ２１とヒータ２１によって加熱される加熱部２２とを有するヒータユニット２０と、加熱部２２を収容し、加熱部２２と熱交換を行う流体が内部を流通するケース１０と、を備える。加熱部２２は、流体の流れ方向に延在するように外周に突出する外周フィン２２ｄを周方向に間隔を空けて複数有する。外周フィン２２ｄは、先端部２２ｅがケース１０の壁面１４ｃ又は壁面１４ｄに隣接する。 The fluid heating apparatus 100 that heats a fluid includes a heater unit 20 that includes a heater 21 that generates heat and a heating unit 22 that is heated by the heater 21, and a fluid that houses the heating unit 22 and performs heat exchange with the heating unit 22. And a case 10 that circulates inside. The heating unit 22 has a plurality of outer peripheral fins 22d that protrude in the outer periphery so as to extend in the fluid flow direction with a space in the circumferential direction. As for outer peripheral fin 22d, the front-end | tip part 22e is adjacent to the wall surface 14c of the case 10, or the wall surface 14d.

流体加熱装置１００では、加熱部２２の外周に間隔を空けて複数形成された外周フィン２２ｄによって、ケース１０内を流通する流体の流れが案内される。また、外周フィン２２ｄは先端部２２ｅがケース１０の壁面１４ｃ又は壁面１４ｄに隣接するように複数形成されるので、ケース１０内を流通する流体は、外周フィン２２ｄ付近を必ず流れることになり、外周フィン２２ｄ及び加熱部２２を介してヒータ２１との間で十分に熱交換を行うことができる。 In the fluid heating apparatus 100, the flow of the fluid flowing through the case 10 is guided by a plurality of outer peripheral fins 22 d formed at intervals on the outer periphery of the heating unit 22. Further, since the plurality of outer peripheral fins 22d are formed such that the front end portions 22e are adjacent to the wall surface 14c of the case 10 or the wall surface 14d, the fluid circulating in the case 10 always flows in the vicinity of the outer peripheral fins 22d. Heat can be sufficiently exchanged with the heater 21 via the fins 22 d and the heating unit 22.

さらに、ヒータユニット２０では、加熱部２２の外壁部２２ｃや外周フィン２２ｄ等との表面積の合計が流体との間で熱交換を行うための伝熱面積になる。したがって、ヒータ２１と流体とを直接接触させる場合と比較して、効率的に熱交換を行うことができる。これにより、ヒータ２１の出力を大きくした場合にも流体を効率よく加熱することができる。そして、ヒータ２１と流体とが直接接触しないので、流体が局所的に加熱されることが抑制され、流体が沸騰することを防止できる。 Furthermore, in the heater unit 20, the total surface area of the outer wall portion 22 c and the outer peripheral fin 22 d of the heating portion 22 becomes a heat transfer area for heat exchange with the fluid. Therefore, compared with the case where the heater 21 and the fluid are brought into direct contact, heat exchange can be performed efficiently. Thereby, even when the output of the heater 21 is increased, the fluid can be efficiently heated. And since the heater 21 and a fluid do not contact directly, it can suppress that a fluid is heated locally and can prevent a fluid boiling.

また、ケース１０の壁面１４ｃ又は１４ｄの近傍を流れる流体にも外周フィン２２ｄを介してヒータ２１の熱が十分伝わるので、熱交換せずに外周流路７１を通過するバイパス流が発生することを抑制できる。 Further, since the heat of the heater 21 is sufficiently transferred to the fluid flowing in the vicinity of the wall surface 14c or 14d of the case 10 via the outer peripheral fins 22d, a bypass flow that passes through the outer peripheral flow path 71 without heat exchange is generated. Can be suppressed.

ケース１０は、一方に底部１３を、他方に開口部１５を有する、有底の箱状である。壁面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、開口部１５から底部１３に向かって対向する壁面同士の間隔が小さくなるテーパ形状である。 The case 10 has a bottomed box shape having a bottom 13 on one side and an opening 15 on the other. The wall surfaces 14 a, 14 b, 14 c, and 14 d have a tapered shape in which the interval between the wall surfaces facing each other from the opening 15 toward the bottom 13 is reduced.

流体加熱装置１００では、ケース１０の壁面１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが開口部１５から底部１３に向かって互いの間隔が小さくなるように対向するテーパ形状なので、ヒータユニット２０の加熱部２２を開口部１５から挿入するだけで簡単にケース１０とヒータユニット２０とを組み付けることができる。 In the fluid heating device 100, the wall surfaces 14 a, 14 b, 14 c, 14 d of the case 10 are tapered so that the distance from the opening 15 toward the bottom 13 decreases, so the heating unit 22 of the heater unit 20 is opened. The case 10 and the heater unit 20 can be assembled simply by inserting from the portion 15.

外周フィン２２ｄは、底部１３及び開口部１５と略平行に延設され、先端部２２ｅと壁面１４ｃ又は壁面１４ｄとの距離がそれぞれ一定の距離Ｌ１となるように形成される。 The outer peripheral fin 22d extends substantially parallel to the bottom 13 and the opening 15, and is formed such that the distance between the tip 22e and the wall surface 14c or the wall surface 14d is a constant distance L1.

流体加熱装置１００では、ケース１０の形状に合わせて壁面１４ｃ又は壁面１４ｄとそれぞれ一定の距離Ｌ１となるように外周フィン２２ｄの先端部２２ｅが形成されるので、外周流路７１全体で均一に流体を流通させることができる。また、外周流路７１全体を流体が均一に流通可能となるので、流体が熱交換せずに通過したり、局所的に流体が加熱され沸騰するようなことを抑制できる。 In the fluid heating device 100, the tip end portions 22 e of the outer peripheral fins 22 d are formed so as to have a certain distance L 1 from the wall surface 14 c or the wall surface 14 d in accordance with the shape of the case 10. Can be distributed. In addition, since the fluid can uniformly flow through the entire outer peripheral flow path 71, it is possible to prevent the fluid from passing without exchanging heat or locally heating and boiling the fluid.

ヒータ２１は、螺旋状に形成される発熱部２１ｃを有する。発熱部２１ｃは、加熱部２２によって表面が被覆される。加熱部２２は、流体の流れ方向に貫通する貫通孔２２ａを有するように筒状に形成される。貫通孔２２ａは、発熱部２１ｃの内周と比較して小径に形成され発熱部２１ｃの中心軸に沿って加熱部２２を貫通する。 The heater 21 has a heat generating portion 21c formed in a spiral shape. The surface of the heat generating part 21 c is covered with the heating part 22. The heating part 22 is formed in a cylindrical shape so as to have a through hole 22a penetrating in the fluid flow direction. The through hole 22a has a smaller diameter than the inner periphery of the heat generating part 21c, and penetrates the heating part 22 along the central axis of the heat generating part 21c.

流体加熱装置１００では、貫通孔２２ａに流体を流通させることができるので、螺旋状の発熱部２１ｃの内側及び外側の両側から加熱部２２を介して流体を効率的に加熱することができる。また、流体の流れを内周流路７０と外周流路７１とで切り分けて逆方向に流すことができるので、流通抵抗を低くすることができ、小型のポンプを用いることができる。 In the fluid heating device 100, since the fluid can be circulated through the through hole 22a, the fluid can be efficiently heated from both the inside and outside of the spiral heat generating portion 21c via the heating portion 22. Moreover, since the flow of the fluid can be separated into the inner peripheral flow path 70 and the outer peripheral flow path 71 and flowed in the reverse direction, the flow resistance can be reduced, and a small pump can be used.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

例えば、上記実施形態では、壁面１４ｃ又は壁面１４ｄとの距離を所定の距離Ｌ１となるように外周フィン２２ｄを形成したが、壁面１４ｃ又は壁面１４ｄと当接するように外周フィン２２ｄを形成してもよい。 For example, in the above embodiment, the outer peripheral fin 22d is formed so that the distance from the wall surface 14c or the wall surface 14d is the predetermined distance L1, but the outer peripheral fin 22d is formed so as to contact the wall surface 14c or the wall surface 14d. Good.

このように外周フィン２２ｄを形成することによって、外周流路７１を流通する流体は、外周フィン２２ｄとの伝熱面積が増加するので熱交換効率が良くなるとともに、外周フィン２２ｄによって流体の流れがより整流されやすくなる。 By forming the outer peripheral fins 22d in this way, the fluid flowing through the outer peripheral flow path 71 increases the heat transfer area with the outer peripheral fins 22d, so that the heat exchange efficiency is improved and the fluid flows by the outer peripheral fins 22d. It becomes easier to be rectified.

また、上記実施形態では、壁面１４ｃ又は壁面１４ｄと対峙する位置の外周フィン２２ｄの先端部２２ｅと壁面１４ｃ又は壁面１４ｄとの距離が所定の距離Ｌ１で一定となるようにした。しかしながら、これに限らず、接続部１６に対峙する位置の外周フィン２２ｄについても、接続部１６との距離が所定の距離Ｌ１で一定となるように形成してよい。 Moreover, in the said embodiment, the distance of the front-end | tip part 22e of the outer peripheral fin 22d of the position facing the wall surface 14c or the wall surface 14d, and the wall surface 14c or the wall surface 14d was made constant at the predetermined distance L1. However, the present invention is not limited to this, and the outer peripheral fin 22d at a position facing the connection portion 16 may be formed such that the distance from the connection portion 16 is constant at a predetermined distance L1.

このように、外周フィン２２ｄを、壁面１４ｃ又は壁面１４ｄだけでなく、接続部１６に対しても隣接させることによって、外周流路７１の全域で整流効果がより生じやすくなるとともに、伝熱面積を増やして熱交換効率を高くすることができる。 Thus, by making the outer peripheral fins 22d adjacent not only to the wall surface 14c or the wall surface 14d but also to the connection portion 16, a rectifying effect is more easily generated in the entire area of the outer peripheral flow path 71, and the heat transfer area is reduced. Increase the heat exchange efficiency.

さらに、上記実施形態では、供給口１１から供給された流体が内周流路７０を流れた後に、外周流路７１を流れて排出口１２から排出される。しかしながら、これに限らず、供給口１１から供給された流体が外周流路７１を流れた後に、内周流路７０を流れて排出口１２から排出されるようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the fluid supplied from the supply port 11 flows through the inner peripheral flow channel 70, then flows through the outer peripheral flow channel 71 and is discharged from the discharge port 12. However, the present invention is not limited to this, and the fluid supplied from the supply port 11 may flow through the outer peripheral flow channel 71 and then flow through the inner peripheral flow channel 70 and be discharged from the discharge port 12.

１００流体加熱装置
１０ケース
１１供給口
１２排出口
１３底面
１４ｃ、１４ｄ壁面
１５開口部
２０ヒータユニット
２１ヒータ
２１ｃ発熱部
２２加熱部
２２ａ貫通孔
２２ｂ内周フィン
２２ｃ外壁部
２２ｄ外周フィン
２２ｅ先端部
２３ハウジング部
３０バスバーモジュール
４０制御装置
７０内周流路
７１外周流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Fluid heating apparatus 10 Case 11 Supply port 12 Discharge port 13 Bottom surface 14c, 14d Wall surface 15 Opening part 20 Heater unit 21 Heater 21c Heat generating part 22 Heating part 22a Through hole 22b Inner peripheral fin 22c Outer wall part 22d Outer peripheral fin 22e Front end part 23 Housing Part 30 Bus bar module 40 Control device 70 Inner peripheral flow path 71 Outer peripheral flow path

Claims

A fluid heating device for heating a fluid,
A heater unit having a heater for generating heat and a heating section heated by the heater;
A case that houses the heating unit and in which a fluid that exchanges heat with the heating unit circulates;
With
The heating unit has a plurality of outer peripheral fins that protrude in the outer periphery so as to extend in the fluid flow direction, with an interval in the circumferential direction,
The outer peripheral fin has a tip adjacent to the wall surface of the case.
A fluid heating apparatus.

The fluid heating device according to claim 1,
The case has a bottomed box shape having a bottom part on one side and an opening part on the other side,
The wall surfaces are tapered so as to face each other so that the distance from each other decreases from the opening toward the bottom.
A fluid heating apparatus.

The fluid heating device according to claim 2,
The outer peripheral fin is formed such that the distance between the tip and the wall surface is constant.
A fluid heating apparatus.

The fluid heating device according to claim 2 or 3,
The outer peripheral fin extends substantially parallel to the bottom and the opening,
A fluid heating apparatus.

The fluid heating device according to any one of claims 1 to 4,
The case is
A supply port for supplying fluid from the outside to the inside of the case;
A discharge port that is formed on the same surface as the supply port, and discharges the fluid that has circulated through the U-turn inside the case;
Having
A fluid heating apparatus.