JP2019158338A - Fluid heating device - Google Patents

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宏起 吉岡
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大樹 鈴木
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Abstract

To provide a fluid heating device which enables reduction of the number of components and improvement of cooling performance of a heating unit.SOLUTION: A fluid heating device 100 heats a fluid flowing in a tank 10 and includes: a heating unit 21; a supply port 11 which is provided at the tank 10 and to which the fluid is supplied; a discharge port 12 which is provided at the tank 10 and discharges the fluid; a heating part 20 which is formed so as to cover a periphery of the heating unit 21, is stored in the tank 10, and heats the fluid; and a lid part 23 which is integrally molded with the heating part 20 and joined to an opening 15 of the tank 10. The lid part 23 includes a protruding part 23b protruding into the tank 10 at the rear side of a portion with which heating elements 34, 35 contact.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は流体加熱装置に関するものである。   The present invention relates to a fluid heating apparatus.

従来、電流が流れることで発熱する発熱体をタンクに収容し、タンクに流体を流通させて、発熱体によって発生した熱で流体を加熱するヒータ装置が特許文献1に開示されている。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a heater device in which a heating element that generates heat when an electric current flows is accommodated in a tank, a fluid is circulated through the tank, and the fluid is heated by heat generated by the heating element.

特開2014−053288号公報JP 2014-053288 A

上記のヒータ装置においては、保持部材を用いてヒータをタンクに固定しており、部品点数が多くなり、組み立て時の作業工程が多くなる。   In the above heater device, the heater is fixed to the tank using the holding member, the number of parts increases, and the number of work steps during assembly increases.

また、ヒータ装置などを制御する制御部に用いられる半導体素子などは使用時に高温となるため、冷却する必要がある。ヒータ装置を流れる流体によって半導体を冷却することができると、ヒータ装置を含んだシステムを小型化することができる。   Moreover, since the semiconductor element etc. which are used for the control part which controls a heater apparatus etc. become high temperature at the time of use, it needs to be cooled. If the semiconductor can be cooled by the fluid flowing through the heater device, the system including the heater device can be downsized.

本発明はこのような点に鑑みて発明されたもので、作業工程を少なくし、システムを小型化することを目的とする。   The present invention has been invented in view of these points, and aims to reduce the number of work steps and downsize the system.

本発明のある態様に係る流体加熱装置は、タンク内を流れる流体を加熱する流体加熱装置であって、発熱体と、タンクに設けられ流体が供給される供給口と、タンクに設けられ流体が排出される排出口と、発熱体の周りを覆うように成形され、タンクに収容され、流体を加熱する加熱部と、加熱部と一体成形され、タンクの開口部に接合される蓋部とを備え、蓋部は、発熱素子が当接する箇所の裏側にタンク内に突出する突出部を備える。   A fluid heating apparatus according to an aspect of the present invention is a fluid heating apparatus that heats a fluid flowing in a tank, and includes a heating element, a supply port that is provided in the tank and supplied with the fluid, and a fluid that is provided in the tank. A discharge port to be discharged, a heating part that is molded so as to cover the periphery of the heating element, accommodated in the tank, and heats the fluid; and a lid part that is integrally formed with the heating part and joined to the opening of the tank The cover portion includes a protruding portion that protrudes into the tank on the back side of the portion where the heating element abuts.

この態様によると、加熱部と蓋部とが一体成形されることで、部品点数を少なくして作業工程を少なくし、突出部によって発熱素子で発生した熱を流体に放熱することができ、発熱素子を冷却できるのでシステムを小型化することができる。   According to this aspect, the heating part and the lid part are integrally molded, so that the number of parts can be reduced, the work process can be reduced, and the heat generated in the heating element by the protrusions can be radiated to the fluid. Since the element can be cooled, the system can be miniaturized.

図1は、本発明の実施形態に係る流体加熱装置の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、流体加熱装置のヒータユニット及びタンクの側面図であり、タンクを断面で示した図である。FIG. 2 is a side view of the heater unit and the tank of the fluid heating device, and is a view showing the tank in cross section. 図3は、流体加熱装置のヒータユニット及びタンクの正面図であり、タンクを断面で示した図である。FIG. 3 is a front view of the heater unit and the tank of the fluid heating device, and is a view showing the tank in cross section. 図4は、図2のIV−IV断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.

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(Electric Vehicle:電動車両)やHEV(Hybrid Electric Vehicle: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、流体としての温水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 hot water as a fluid in order for the vehicle air conditioner to perform a heating operation.

まず、図1から図4を参照して、流体加熱装置100の全体構成について説明する。   First, the overall configuration of the fluid heating apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

図1に示すように、流体加熱装置100は、水が流通するタンク10と、タンク10内に収容されるヒータユニット20と、各種電装部品を接続するためのバスバーモジュール30と、ヒータユニット20の動作を制御するための制御部としての制御基板40と、バスバーモジュール30及び制御基板40を覆うカバー50と、を備える。   As shown in FIG. 1, the fluid heating device 100 includes a tank 10 through which water flows, a heater unit 20 accommodated in the tank 10, a bus bar module 30 for connecting various electrical components, and a heater unit 20. The control board 40 as a control part for controlling operation | movement and the cover 50 which covers the bus-bar module 30 and the control board 40 are provided.

タンク10は、略直方体形状に形成される。タンク10は、矩形の底面13と、底面13から立設される壁面14と、壁面14の端部に底面13と対向するように開口する開口部15と、を有する。タンク10は、温水が供給される供給口11と、温水が排出される排出口12と、を有する。供給口11と排出口12とは、タンク10の同じ壁面14に上下に並んで開口する。流体加熱装置100は、使用時に排出口12が供給口11と比較して上方に位置するように車両内に配設される。   The tank 10 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. The tank 10 has a rectangular bottom surface 13, a wall surface 14 erected from the bottom surface 13, and an opening 15 that opens at an end of the wall surface 14 so as to face the bottom surface 13. The tank 10 has a supply port 11 through which hot water is supplied and a discharge port 12 through which hot water is discharged. The supply port 11 and the discharge port 12 open side by side on the same wall surface 14 of the tank 10. The fluid heating device 100 is disposed in the vehicle such that the discharge port 12 is positioned above the supply port 11 when in use.

図2及び図3に示すように、ヒータユニット20は、螺旋状のヒータ21と、ヒータ21の周りを覆うように形成される加熱部22と、を有する。ヒータユニット20では、ヒータ21の周りに金属がダイキャスト成形されて、ヒータ21を包含して鋳ぐるんだ加熱部22が形成される。ヒータユニット20は、タンク10の開口部15を閉塞する天板部23と一体に成形される。また、ヒータユニット20と天板部23との間には、連結部29が形成され、連結部29はヒータユニット20とともに天板部23と一体に成形される。即ち、ヒータユニット20と連結部29と天板部23とは一体に成形されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the heater unit 20 includes a spiral heater 21 and a heating unit 22 formed so as to cover the periphery of the heater 21. In the heater unit 20, a metal is die-cast around the heater 21, and a heating part 22 including the heater 21 and cast is formed. The heater unit 20 is formed integrally with a top plate portion 23 that closes the opening 15 of the tank 10. A connecting portion 29 is formed between the heater unit 20 and the top plate portion 23, and the connecting portion 29 is formed integrally with the top plate portion 23 together with the heater unit 20. That is, the heater unit 20, the connecting portion 29, and the top plate portion 23 are integrally formed.

ヒータ21は、車両に搭載される電源装置(図示省略)からバスバーモジュール30を介して電力が供給される一対の端子21a,21bを有する。ヒータ21は、一対の端子21a,21b間に、タンク10内に突出する螺旋状の発熱体21cを有する。ヒータ21は、通電することによって発熱体21cが発熱するシーズヒータ又はPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータである。ヒータ21は、コスト的には、シーズヒータであることが望ましい。ヒータ21は、制御基板40からの指令を受けて発熱し、加熱部22を介してタンク10内を流通する温水を加熱する。   The heater 21 has a pair of terminals 21 a and 21 b to which electric power is supplied via a bus bar module 30 from a power supply device (not shown) mounted on the vehicle. The heater 21 has a spiral heating element 21c protruding into the tank 10 between the pair of terminals 21a and 21b. The heater 21 is a sheathed heater or a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater that generates heat from the heating element 21c when energized. The heater 21 is preferably a sheathed heater in terms of cost. The heater 21 generates heat upon receiving a command from the control board 40 and heats the hot water flowing through the tank 10 via the heating unit 22.

加熱部22は、ヒータ21の内周と比較して小さく形成されヒータ21の中心軸に沿って貫通する貫通孔25と、ヒータ21の外周と比較して大きく形成されタンク10の内壁17と対峙する外壁部26と、を有する。加熱部22は、ヒータ21と比較して融点の低い金属によって成形される。ここでは、ヒータ21はステンレスで形成され、加熱部22はアルミニウム合金で形成される。加熱部22は、ヒータ21で発生した熱を温水に伝達し、温水を加熱する。   The heating part 22 is formed smaller than the inner periphery of the heater 21 and is formed larger than the outer periphery of the through hole 25 that penetrates along the central axis of the heater 21 and the inner wall 17 of the tank 10. And an outer wall portion 26 to be used. The heating unit 22 is formed of a metal having a lower melting point than that of the heater 21. Here, the heater 21 is formed of stainless steel, and the heating unit 22 is formed of an aluminum alloy. The heating unit 22 transfers the heat generated by the heater 21 to the hot water and heats the hot water.

貫通孔25は、螺旋状に巻かれる発熱体21cの内側に形成される。タンク10の供給口11は、貫通孔25の延長線上に開口する。貫通孔25は、供給口11から供給される温水が流れる内周流路27(図3参照)を形成する。   The through hole 25 is formed inside the heating element 21c wound in a spiral. The supply port 11 of the tank 10 opens on an extension line of the through hole 25. The through-hole 25 forms an inner peripheral flow path 27 (see FIG. 3) through which hot water supplied from the supply port 11 flows.

図3に示すように、貫通孔25は、温水の流れ方向に沿って内周に突出する複数の内周フィン25aを有する。内周フィン25aは、内周流路27における伝熱面積を、内周フィン25aが設けられない場合と比較して大きくする。複数の内周フィン25aは、貫通孔25の全周にわたって等角度間隔で形成される。   As shown in FIG. 3, the through hole 25 has a plurality of inner peripheral fins 25 a that protrude to the inner periphery along the flow direction of the hot water. The inner peripheral fin 25a increases the heat transfer area in the inner peripheral flow path 27 as compared with the case where the inner peripheral fin 25a is not provided. The plurality of inner peripheral fins 25 a are formed at equiangular intervals over the entire circumference of the through hole 25.

外壁部26は、タンク10の内壁17との間に、内周流路27を流れてきた温水を排出口12に導く外周流路28を形成する。外壁部26は、貫通孔25と比較して伝熱面積が大きい。また、外周流路28は、内周流路27と比較して流路面積が大きい。   The outer wall portion 26 forms an outer peripheral flow path 28 that guides the hot water flowing through the inner peripheral flow path 27 to the discharge port 12 between the inner wall 17 of the tank 10. The outer wall portion 26 has a larger heat transfer area than the through hole 25. Further, the outer peripheral channel 28 has a larger channel area than the inner peripheral channel 27.

外壁部26は、ヒータ21の外周形状に沿って形成される外壁本体26aと、温水の流れ方向に沿って外壁本体26aから外周に突出する複数の外周フィン26bと、を有する。   The outer wall portion 26 includes an outer wall main body 26a formed along the outer peripheral shape of the heater 21 and a plurality of outer peripheral fins 26b protruding outward from the outer wall main body 26a along the flow direction of hot water.

外壁本体26aは、螺旋状に巻かれる発熱体21cの外側を覆うように形成される。外壁本体26aが設けられるので、ヒータ21と温水とが直接接触することはない。   The outer wall main body 26a is formed so as to cover the outer side of the heating element 21c wound spirally. Since the outer wall main body 26a is provided, the heater 21 and the hot water are not in direct contact with each other.

外周フィン26bは、外周流路28における伝熱面積を、外周フィン26bが設けられない場合と比較して大きくする。外周フィン26bは、タンク10の底面13及び天面16と略平行に延設される。外周フィン26bは、タンク10の高さ方向の中央部と比較して天面16に近いほど大きく形成される。外周フィン26bは、タンク10の対向する一対の壁面14にそれぞれ所定の間隔をあけて臨むように形成される。   The outer peripheral fins 26b increase the heat transfer area in the outer peripheral flow path 28 as compared with the case where the outer peripheral fins 26b are not provided. The outer peripheral fins 26 b extend substantially parallel to the bottom surface 13 and the top surface 16 of the tank 10. The outer peripheral fins 26 b are formed larger as they are closer to the top surface 16 as compared with the central portion of the tank 10 in the height direction. The outer peripheral fins 26b are formed so as to face the pair of opposing wall surfaces 14 of the tank 10 with a predetermined interval.

以上のように、ヒータユニット20は、ヒータ21の周りを覆うように形成される加熱部22を有する。加熱部22は、ヒータ21の内周と比較して小さく形成される貫通孔25と、ヒータ21の外周と比較して大きく形成される外壁部26と、を有する。ヒータユニット20では、加熱部22の表面積が温水との間で熱交換を行うための伝熱面積になるので、貫通孔25と外壁部26との表面積の合計が伝熱面積になる。したがって、ヒータ21と温水とを直接接触させる場合と比較して、温水と熱交換を行うための伝熱面積を大きくすることができる。   As described above, the heater unit 20 includes the heating unit 22 formed so as to cover the periphery of the heater 21. The heating unit 22 includes a through hole 25 formed smaller than the inner periphery of the heater 21 and an outer wall portion 26 formed larger than the outer periphery of the heater 21. In the heater unit 20, the surface area of the heating unit 22 is a heat transfer area for exchanging heat with hot water, so the total surface area of the through holes 25 and the outer wall part 26 is the heat transfer area. Therefore, compared with the case where the heater 21 and warm water are made to contact directly, the heat transfer area for heat exchange with warm water can be enlarged.

図2に示すように、天板部23は、タンク10の開口部15と比較してヒータユニット20の軸方向に長く形成される。天板部23におけるタンク10からはみ出た部分には、車両に搭載される電源装置や上位のコントローラ(図示省略)と流体加熱装置100とを接続するためのコネクタ(図示省略)が設けられる。   As shown in FIG. 2, the top plate 23 is formed longer in the axial direction of the heater unit 20 than the opening 15 of the tank 10. A connector (not shown) for connecting the fluid heating device 100 to a power supply device or a host controller (not shown) mounted on the vehicle is provided at a portion of the top plate portion 23 that protrudes from the tank 10.

天板部23は、ヒータユニット20がタンク10内に挿入された状態で、開口部15の外周縁と溶接される。天板部23は、タンク10の天面16を形成する。天面16は、タンク10の底面13と略平行に対向する。   The top plate portion 23 is welded to the outer peripheral edge of the opening 15 in a state where the heater unit 20 is inserted into the tank 10. The top plate portion 23 forms the top surface 16 of the tank 10. The top surface 16 faces the bottom surface 13 of the tank 10 substantially in parallel.

図1に示すように、天板部23には、温度スイッチとしてのバイメタルスイッチ31を取り付けるための凹部24aと、ヒータ温度センサ32を取り付けるための凹部24bと、水温センサ33を取り付けるための凹部24cと、が形成される。天板部23には、図2に示すように、スイッチング素子としての一対のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)34、35が当接する。天板部23には、IGBT34、35が当接する箇所の裏側に位置する天面16からタンク10内に向けて突出するフィン23bが形成される。   As shown in FIG. 1, the top plate 23 has a recess 24 a for attaching a bimetal switch 31 as a temperature switch, a recess 24 b for attaching a heater temperature sensor 32, and a recess 24 c for attaching a water temperature sensor 33. And are formed. As shown in FIG. 2, a pair of IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 34 and 35 abut on the top plate portion 23. The top plate portion 23 is formed with fins 23b that protrude toward the inside of the tank 10 from the top surface 16 located on the back side of the portion where the IGBTs 34 and 35 abut.

フィン23bは、フィン23b周囲における温水の流れ方向、即ち外周流路28における温水の流れ方向に沿って複数形成され、温水の流れ方向に沿って天板部23からの突出量が大きくなるように形成される。具体的には、排出口12側となるにつれて天板部23からの突出量が大きくなるように形成される。また、フィン23bは、加熱部22と接触しないように形成される。なお、ここでは、各フィン23bを温水の流れに直交する方向に沿って延設しているが、各フィン23bを温水の流れ方向に沿って延設してもよい。   A plurality of fins 23b are formed along the flow direction of the hot water around the fins 23b, that is, along the flow direction of the warm water in the outer peripheral flow path 28 so that the amount of protrusion from the top plate portion 23 increases along the flow direction of the warm water. It is formed. Specifically, it is formed so that the amount of protrusion from the top plate portion 23 increases as it becomes closer to the discharge port 12 side. Further, the fins 23b are formed so as not to contact the heating unit 22. In addition, although each fin 23b is extended along the direction orthogonal to the flow of warm water here, you may extend each fin 23b along the flow direction of warm water.

連結部29は、図4に示すようにヒータユニット20の加熱部22と天板部23との間に設けられ、図2に示すようにヒータユニット20の軸方向に沿って延設される。図4は図2のIV−IV断面図である。連結部29は、加熱部22の上部に連結する首部29aと、首部29aと天板部23との間に設けられて首部29aと天板部23とを連結する放熱部29bとを有する。   As shown in FIG. 4, the connecting portion 29 is provided between the heating portion 22 and the top plate portion 23 of the heater unit 20, and extends along the axial direction of the heater unit 20 as shown in FIG. 2. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. The connecting portion 29 includes a neck portion 29 a that is connected to the upper portion of the heating portion 22, and a heat radiating portion 29 b that is provided between the neck portion 29 a and the top plate portion 23 and connects the neck portion 29 a and the top plate portion 23.

首部29aは、図3、図4に示すように、首部29aの幅がヒータユニット20の幅よりも短くなるように形成される。加熱部22に対して首部29aの幅を短くすることで、加熱部22から天板部23への伝熱が抑制される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the neck portion 29 a is formed such that the width of the neck portion 29 a is shorter than the width of the heater unit 20. By shortening the width of the neck portion 29a with respect to the heating portion 22, heat transfer from the heating portion 22 to the top plate portion 23 is suppressed.

放熱部29bは、図3、図4に示すように、放熱部29bの一部の幅が、首部29aの幅よりも長くなるように形成されている。放熱部29bは、天板部23から伝達される熱を温水に放熱する。また、放熱部29bは、首部29aから伝達される熱を温水に放熱する。放熱部29bによって温水に放熱することで、加熱部22と天板部23との間の伝熱が抑制される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the heat radiating portion 29 b is formed such that a part of the heat radiating portion 29 b is longer than the width of the neck portion 29 a. The heat radiating part 29b radiates the heat transmitted from the top plate part 23 to the hot water. Moreover, the heat radiating part 29b radiates the heat transmitted from the neck part 29a to the hot water. By dissipating heat to the hot water by the heat radiating part 29b, heat transfer between the heating part 22 and the top plate part 23 is suppressed.

IGBT34、35は、バスバーモジュール30を介して車両の電源装置に接続される。IGBT34、35は、制御基板40に接続され、制御基板40からの指令信号に応じてスイッチング動作する。IGBT34、35は、スイッチング動作によってヒータユニット20への電力の供給を制御する。これにより、ヒータユニット20は所望の温度に調整され、排出口12から排出される温水は所望の温度に調整される。   The IGBTs 34 and 35 are connected to a vehicle power supply device via the bus bar module 30. The IGBTs 34 and 35 are connected to the control board 40 and perform a switching operation in response to a command signal from the control board 40. The IGBTs 34 and 35 control the supply of electric power to the heater unit 20 by a switching operation. Thereby, the heater unit 20 is adjusted to a desired temperature, and the hot water discharged from the discharge port 12 is adjusted to a desired temperature.

IGBT34、35は、スイッチング動作を繰り返すことによって発熱する。IGBT34、35が動作可能な温度の最大値は、タンク10内を流れる温水の温度と比較して高い。よって、IGBT34、35で発生した熱は、フィン23b、放熱部29bを介してタンク10内を流れる温水に放熱され、IGBT34、35が冷却される。   The IGBTs 34 and 35 generate heat by repeating the switching operation. The maximum temperature at which the IGBTs 34 and 35 can operate is higher than the temperature of hot water flowing in the tank 10. Therefore, the heat generated in the IGBTs 34 and 35 is radiated to the hot water flowing in the tank 10 through the fins 23b and the heat radiating part 29b, and the IGBTs 34 and 35 are cooled.

バイメタルスイッチ31は、ヒータユニット20の温度を検出し、検出した温度に応じて切り換わる。具体的には、バイメタルスイッチ31は、ヒータユニット20の温度が第1の設定温度よりも上昇した場合にヒータユニット20への電力の供給を遮断する。ヒータユニット20の温度が第1の設定温度と比較して低い第2の設定温度よりも下降した場合に、バイメタルスイッチ31が再び切り換わってヒータユニット20への電力の供給を再開するようにしてもよい。   The bimetal switch 31 detects the temperature of the heater unit 20 and switches according to the detected temperature. Specifically, the bimetal switch 31 cuts off the supply of power to the heater unit 20 when the temperature of the heater unit 20 rises above the first set temperature. When the temperature of the heater unit 20 falls below a second set temperature that is lower than the first set temperature, the bimetal switch 31 is switched again so that the supply of power to the heater unit 20 is resumed. Also good.

ヒータ温度センサ32は、ヒータユニット20におけるヒータ21の温度を検出する。ヒータ温度センサ32は、検出したヒータ21の温度に応じた電気信号を制御基板40に送る。制御基板40は、ヒータ温度センサ32が検出したヒータ21の温度が設定温度よりも高い場合に、ヒータ21への電力の供給を停止させる。   The heater temperature sensor 32 detects the temperature of the heater 21 in the heater unit 20. The heater temperature sensor 32 sends an electrical signal corresponding to the detected temperature of the heater 21 to the control board 40. The control board 40 stops the supply of power to the heater 21 when the temperature of the heater 21 detected by the heater temperature sensor 32 is higher than the set temperature.

水温センサ33は、タンク10の排出口12近傍における温水の温度を検出する。即ち、水温センサ33は、タンク10から排出される加熱後の温水の温度を検出する。水温センサ33は、天板部23からタンク10内部に突出する突出部23a(図2及び図3参照)の内部に設けられる。水温センサ33は、検出した温水の温度に応じた電気信号を制御基板40に送る。制御基板40は、水温センサ33が検出した温水の温度が所望の温度になるように、ヒータ21への電力の供給を制御する。   The water temperature sensor 33 detects the temperature of hot water in the vicinity of the discharge port 12 of the tank 10. That is, the water temperature sensor 33 detects the temperature of the heated hot water discharged from the tank 10. The water temperature sensor 33 is provided inside a protrusion 23 a (see FIGS. 2 and 3) that protrudes from the top plate 23 into the tank 10. The water temperature sensor 33 sends an electrical signal corresponding to the detected temperature of the hot water to the control board 40. The control board 40 controls the supply of electric power to the heater 21 so that the temperature of the hot water detected by the water temperature sensor 33 becomes a desired temperature.

図1に示すように、バスバーモジュール30は、天板部23の上部に積層される。バスバーモジュール30は、天板部23と比較して小さな矩形に形成される。バスバーモジュール30は、電力や電気信号を送給可能な金属板によって形成される導電性の接続部材である。   As shown in FIG. 1, the bus bar module 30 is stacked on top of the top plate portion 23. The bus bar module 30 is formed in a small rectangle as compared with the top plate portion 23. The bus bar module 30 is a conductive connection member formed of a metal plate capable of supplying electric power and electric signals.

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、天板部23と比較して小さな矩形に形成される。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 small rectangle as compared with the top plate part 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.

カバー50は、制御基板40の上部に設けられる。カバー50は、天板部23と略同一の外周形状に形成される。カバー50は、天板部23の外周縁と溶接される。カバー50は、天板部23との間の内部空間を密閉する。   The cover 50 is provided on the upper part of the control board 40. The cover 50 is formed in the substantially same outer peripheral shape as the top plate portion 23. The cover 50 is welded to the outer peripheral edge of the top plate portion 23. The cover 50 seals the internal space between the top plate portion 23.

本実施形態の作用効果について説明する。   The effect of this embodiment is demonstrated.

本実施形態では、ヒータ21の周りを覆うように設けた加熱部22と、IGBT34、35が当接する箇所の裏側の天面16からタンク10内に突出するフィン23bを有する天板部23とが一体に成形されている。   In the present embodiment, the heating unit 22 provided so as to cover the periphery of the heater 21, and the top plate unit 23 having the fins 23 b protruding into the tank 10 from the top surface 16 on the back side where the IGBTs 34 and 35 abut. It is molded integrally.

これにより、部品点数を少なくし、天板部23とタンク10とを接合することで、タンク10にヒータユニット20を収容して取り付けることができ、作業工程を少なくすることができる。また、IGBT34、35で発生する熱をフィン23bを介して温水に放熱することができ、IGBT34、35を冷却する機構を別途設ける必要がなく、流体加熱装置100を小型化することができる。   Thereby, by reducing the number of parts and joining the top plate part 23 and the tank 10, the heater unit 20 can be accommodated and attached to the tank 10, and the work process can be reduced. Further, the heat generated in the IGBTs 34 and 35 can be radiated to the hot water through the fins 23b, and it is not necessary to separately provide a mechanism for cooling the IGBTs 34 and 35, and the fluid heating device 100 can be downsized.

フィン23bは、加熱部22と接触しないように設けられる。これにより、ヒータ21で発生する熱が加熱部22からフィン23bに伝達されることを防止することができ、IGBT34、35の冷却性能が低下することを防止することができる。   The fins 23 b are provided so as not to contact the heating unit 22. Thereby, it can prevent that the heat which generate | occur | produces with the heater 21 is transmitted to the fin 23b from the heating part 22, and it can prevent that the cooling performance of IGBT34 and 35 falls.

フィン23b周囲における温水の流れ方向に沿って、天面16からのフィン23bの突出量を大きくする。これにより、外周流路28における温水の流れ方向の下流側においても、フィン23bから温水への放熱量を大きくすることができ、IGBT34、35をより冷却することができる。   The amount of protrusion of the fins 23b from the top surface 16 is increased along the direction of hot water flow around the fins 23b. Thereby, also in the downstream of the flow direction of the warm water in the outer peripheral flow path 28, the heat radiation amount from the fins 23b to the warm water can be increased, and the IGBTs 34 and 35 can be further cooled.

加熱部22と天板部23とを連結する連結部29に加熱部22よりも幅が短い首部29aを設ける。これにより、加熱部22から天板部23への伝熱を抑制することができ、天板部23の温度が高くなることを抑制し、天板部23に接触するIGBT34、35の温度が高くなることを抑制することができる。また、加熱部22から天板部23への伝熱を抑制することで、加熱部22から温水以外への伝熱を抑制することができ、温水以外への伝熱に起因よる加熱部22の温度低下を抑制することができる。従って、ヒータ21における発熱、即ちヒータ21への通電量を抑制することができ、ヒータ21における電力消費を抑制することができる。   A neck portion 29 a having a width shorter than that of the heating portion 22 is provided at the connecting portion 29 that connects the heating portion 22 and the top plate portion 23. Thereby, the heat transfer from the heating part 22 to the top plate part 23 can be suppressed, the temperature of the top plate part 23 is suppressed, and the temperatures of the IGBTs 34 and 35 that are in contact with the top plate part 23 are high. It can be suppressed. Moreover, by suppressing the heat transfer from the heating part 22 to the top plate part 23, the heat transfer from the heating part 22 to other than the warm water can be suppressed, and the heating part 22 caused by the heat transfer to other than the warm water can be suppressed. Temperature drop can be suppressed. Therefore, the heat generation in the heater 21, that is, the energization amount to the heater 21, can be suppressed, and the power consumption in the heater 21 can be suppressed.

首部29aと天板部23との間に首部29aよりも幅が長い放熱部29bを設ける。これにより、放熱部29bにおける温水との伝熱面積を大きくすることができ、加熱部22から首部29aを介して伝達された熱の放熱量を大きくすることができる。そのため、加熱部22から天板部23への伝熱を抑制することができ、天板部23の温度が高くなることを抑制し、天板部23に接触するIGBT34、35の温度が高くなることを抑制することができる。また、天板部23から放熱部29bへ伝達された熱の放熱量を大きくすることができ、天板部23の温度が高くなることを抑制し、天板部23に接触するIGBT34、35の温度が高くなることを抑制することができる。   A heat radiating portion 29b having a width wider than that of the neck portion 29a is provided between the neck portion 29a and the top plate portion 23. Thereby, the heat transfer area with the warm water in the heat radiating part 29b can be increased, and the heat radiation amount of heat transferred from the heating part 22 through the neck part 29a can be increased. Therefore, heat transfer from the heating unit 22 to the top plate part 23 can be suppressed, the temperature of the top plate part 23 is suppressed from being increased, and the temperatures of the IGBTs 34 and 35 that are in contact with the top plate part 23 are increased. This can be suppressed. Further, the amount of heat dissipated from the top plate portion 23 to the heat radiating portion 29b can be increased, the temperature of the top plate portion 23 is suppressed from increasing, and the IGBTs 34 and 35 that contact the top plate portion 23 It can suppress that temperature becomes high.

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.

なお、連結部29に放熱部29bを設けずに、首部29aのみを設けてもよい。   In addition, you may provide only the neck part 29a, without providing the thermal radiation part 29b in the connection part 29. FIG.

10 :タンク
15 :開口部
16 :天面
20 :ヒータユニット
21 :ヒータ
21c :発熱体
22 :加熱部
23 :天板部(蓋部)
23b :フィン(突出部)
29 :連結部
29a :首部
29b :放熱部
100 :流体加熱装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Tank 15: Opening part 16: Top surface 20: Heater unit 21: Heater 21c: Heat generating body 22: Heating part 23: Top plate part (lid part)
23b: Fin (protrusion)
29: Connection part 29a: Neck part 29b: Heat radiation part 100: Fluid heating device

Claims (3)

タンク内を流れる流体を加熱する流体加熱装置であって、
発熱体と、
前記タンクに設けられ流体が供給される供給口と、
前記タンクに設けられ流体が排出される排出口と、
前記発熱体の周りを覆うように成形され、前記タンクに収容され、前記流体を加熱する加熱部と、
前記加熱部と一体成形され、前記タンクの開口部に接合される蓋部とを備え、
前記蓋部は、発熱素子が当接する箇所の裏側に前記タンク内に突出する突出部を備える、
ことを特徴とする流体加熱装置。
A fluid heating device for heating a fluid flowing in a tank,
A heating element;
A supply port provided in the tank and supplied with fluid;
A discharge port provided in the tank for discharging fluid;
A heating part that is molded so as to cover the periphery of the heating element, is accommodated in the tank, and heats the fluid;
A lid that is integrally formed with the heating unit and joined to the opening of the tank;
The lid portion includes a protruding portion that protrudes into the tank on the back side of the portion where the heating element abuts.
A fluid heating apparatus.
請求項1に記載の流体加熱装置であって、
前記突出部は前記加熱部に接触しない、
ことを特徴とする流体加熱装置。
The fluid heating device according to claim 1,
The protrusion does not contact the heating unit;
A fluid heating apparatus.
請求項1または2に記載の流体加熱装置であって、
前記突出部は、突出部周囲における前記流体の流れ方向に沿って前記蓋部からの突出量が大きくなる、
ことを特徴とする流体加熱装置。
The fluid heating apparatus according to claim 1 or 2,
The protruding portion has a larger protruding amount from the lid portion along the flow direction of the fluid around the protruding portion.
A fluid heating apparatus.
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