JP3138207U - Automotive fluid heater - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱体が発生する熱を効率良く流体に伝達することができ、部材の交換と修理が容易であり、必要な加熱性能に柔軟に対応できる自動車用流体加熱器を提供すること。
【解決手段】熱交換器3と、少なくとも1つの加熱体2とを備え、熱交換器3は、熱伝導率の高い素材で外殻を形成すると共に、内部に流体の熱交換槽31を有し、熱交換槽31の前後端面を密封板32,33で密封すると共に、密封板32に流体が出入りする流体コネクタ34,35を設け、加熱体2は、電熱部材である加熱板21の両面に、加熱板21へ電力を供給する正電極板22及び負電極板24をそれぞれ積層して薄板状に形成され、負電極板24を熱交換器3の表面に重ねて取り付けてある。
【選択図】図3An object of the present invention is to provide an automotive fluid heater that can efficiently transfer heat generated by a heating element to a fluid, that can be easily replaced and repaired, and that can flexibly respond to required heating performance.
A heat exchanger (3) and at least one heating element (2) are formed. The heat exchanger (3) forms a shell with a material having a high thermal conductivity, and has a fluid heat exchange tank (31) inside. The front and rear end surfaces of the heat exchange tank 31 are sealed with sealing plates 32 and 33, and fluid connectors 34 and 35 through which fluid enters and exits the sealing plate 32 are provided. The heating element 2 is provided on both sides of the heating plate 21 which is an electric heating member. Further, a positive electrode plate 22 and a negative electrode plate 24 for supplying electric power to the heating plate 21 are laminated to form a thin plate, and the negative electrode plate 24 is attached to the surface of the heat exchanger 3 so as to overlap.
[Selection] Figure 3
Description
本考案は、ウィンドウシールドガラス、ヘッドランプ等の洗浄液や、ディーゼル油、油圧作動油、潤滑油等の粘性オイルのような流体を加熱し、粘度を低くしたり、余熱で油分子を活性化させ、エンジン性能を向上させるための自動車用流体加熱器に関する。 The present invention heats fluids such as window shield glass, headlamps and other cleaning fluids, and viscous oils such as diesel oil, hydraulic fluid, and lubricating oil to lower the viscosity and activate oil molecules with residual heat. The present invention relates to an automotive fluid heater for improving engine performance.
気温が氷点下になるような寒冷地では、冬になると、燃料、潤滑油、ウィンドウシールドガラスの洗浄液など、あらゆる自動車用流体の粘度が高まり、主要な機能が低下してしまう。
一般に、このような寒冷気候による問題を解決するために、流体保存タンクに加熱システムを組み合わせ、流体を加熱して寒冷条件下での特性を向上させることが行われており、これによって、エンジンの始動を早くしたり、車を短時間で暖めたり、ウィンドウシールドガラスやヘッドランプに付着した霜を即座に除去することができる。
In cold regions where the temperature is below freezing, the viscosity of all automotive fluids, such as fuel, lubricants, and windowshield glass cleaning fluids, will increase in the winter, reducing the primary function.
In general, in order to solve the problems caused by the cold climate, a heating system is combined with the fluid storage tank, and the fluid is heated to improve the characteristics under the cold condition. Fast start-up, warming up the car in a short time, and frost on the window shield glass and headlamp can be removed immediately.
従来知られている加熱システムとしては、例えば、図1に示すような水接触型加熱システムがある。この加熱システムは、前後端部にそれぞれ入口111及び出口112を有する流体保存タンク11の内部に、水接触型加熱部材12を設置して成り、入口111から進入した流体が加熱部材12と熱交換を行った後、加熱された流体が出口112から流出する。
しかし、この加熱システムは、加熱部材12に厳重な密封を施して流体と接触させないようにしなければならず、加熱部材を腐食に耐え得る材料で形成し、且つ、加熱タイミングを精密に制御し、安全性を確保しなければならないという技術的な困難がある。
As a conventionally known heating system, for example, there is a water contact type heating system as shown in FIG. This heating system is configured by installing a water contact
However, in this heating system, the
また、酸化マグネシムをパッケージ材として利用し、フィラメントを被覆して板状の発熱部材を形成し、これを加熱タンクの片側に貼り付け、その熱で加熱タンクに入れた流体を加熱するものがある。しかし、このものは、外力によって破損しやすいという欠点がある。
さらに、特許文献1に記載のものは、対面して並べた複数のPTCで加熱ユニットを形成してあるが、並列又は直列に配置した水路間の漏れ防止が比較的困難であり、複数のラジエターを積み重ねた構造であるため間隙が発生し、熱伝達経路が途切れるという問題がある。
Also, there is a type that uses magnesium oxide as a packaging material, covers a filament to form a plate-like heat generating member, affixes it to one side of a heating tank, and heats the fluid placed in the heating tank with the heat . However, this has a drawback that it is easily damaged by an external force.
Furthermore, although the thing of patent document 1 has formed the heating unit with the some PTC arranged face-to-face, it is comparatively difficult to prevent the leakage between the water channels arranged in parallel or in series. Because of the stacked structure, there is a problem that a gap is generated and the heat transfer path is interrupted.
図2に示す加熱システムは、周囲に電極板141が設けられた発熱部材14を熱交換槽13の内部チャンバ132に設置し、熱交換槽13の内部において内部チャンバの外側に流体通路131を形成して成り、流体通路131を流れる流体と発熱部材14とで熱交換を行う。
この加熱システムの欠点は、発熱部材14が熱応力で壊れやすく、しかも、壊れた発熱部材14を修復できないということである。従って、発熱部材14が機能を失うと、加熱システム全体を交換しなければならず、環境保護の面でも負担が大きい。
また、上記従来の加熱システムは、いずれも、必要とされる仕事率に柔軟に対応することができず、異なる仕事率の規格の製品を用意しておく必要があるため、在庫コストが増大する心配もある。
In the heating system shown in FIG. 2, the heat generating member 14 provided with the
The drawback of this heating system is that the heat generating member 14 is easily broken by thermal stress, and the broken heat generating member 14 cannot be repaired. Therefore, if the heat generating member 14 loses its function, the entire heating system must be replaced, and the burden of environmental protection is great.
In addition, none of the above conventional heating systems can flexibly cope with the required work rate, and it is necessary to prepare products with different work rate standards, which increases the inventory cost. There is also worry.
本考案が解決しようとする課題は、加熱体が発生する熱を効率良く流体に伝達することができ、部材の交換と修理が容易であり、必要な加熱性能に柔軟に対応できる自動車用流体加熱器を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that the heat generated by the heating element can be efficiently transferred to the fluid, the parts can be easily replaced and repaired, and the fluid heating for automobiles can flexibly meet the required heating performance. To provide a vessel.
本考案の自動車用流体加熱器は、熱交換器と、少なくとも1つの加熱体とを備え、前記熱交換器は、熱伝導率の高い素材で外殻を形成すると共に、内部に流体の熱交換槽を有し、該熱交換槽の前後端面を密封板で密封すると共に、該密封板に流体が出入りする流体コネクタを設け、前記加熱体は、電熱部材である加熱板の両面に、前記加熱板へ電力を供給する正電極板及び負電極板をそれぞれ積層して成り、前記加熱体の負電極板を前記熱交換器の表面に重ねて取り付けてある。 The fluid heater for automobiles of the present invention includes a heat exchanger and at least one heating body, and the heat exchanger forms a shell with a material having high thermal conductivity and heat exchange of fluid inside. And a heat connector for sealing the front and rear end surfaces of the heat exchange tank with a sealing plate, and providing a fluid connector through which fluid enters and exits the sealing plate. A positive electrode plate and a negative electrode plate for supplying electric power to the plate are laminated, and the negative electrode plate of the heating body is attached to the surface of the heat exchanger.
以下の構成を採用しても良い。
前記熱交換器の表面に複数の接続区画を形成し、これら接続区画の少なくとも1つに前記加熱体を取り付けた構成。
前記加熱体を接着により前記熱交換器へ取り付けた構成。
絶縁熱伝導材より成る接着剤によって前記加熱体を前記熱交換器へ接着した構成。
導電熱伝導材より成る接着剤によって前記加熱体を前記熱交換器へ接着した構成。
前記正電極板の外面を絶縁性及び防湿性の高い膠層で被覆した構成。
The following configuration may be adopted.
A configuration in which a plurality of connection sections are formed on the surface of the heat exchanger, and the heating body is attached to at least one of the connection sections.
The structure which attached the said heating body to the said heat exchanger by adhesion | attachment.
The structure which adhered the said heating body to the said heat exchanger with the adhesive agent which consists of an insulated heat conductive material.
A configuration in which the heating element is bonded to the heat exchanger with an adhesive made of a conductive heat conductive material.
A configuration in which the outer surface of the positive electrode plate is coated with a glue layer having high insulating properties and moisture resistance.
前記正電極板の外面に背面板を装着した構成。
前記正電極板と背面板との間に絶縁板を介在した構成。
前記加熱体と熱交換器との間に絶縁板を介在した構成。
前記正電極板を弾性的に変形可能とした構成。
前記加熱体と熱交換器との間に弾性緩衝部材を介在した構成。
導電性素材より成る前記熱交換器と前記負電極板とが電気的に接続され、前記負電極板又は熱交換器が自動車の配線システムの接地回路に導通された構成。
A configuration in which a back plate is mounted on the outer surface of the positive electrode plate.
A configuration in which an insulating plate is interposed between the positive electrode plate and the back plate.
A configuration in which an insulating plate is interposed between the heating body and the heat exchanger.
A configuration in which the positive electrode plate is elastically deformable.
A configuration in which an elastic buffer member is interposed between the heating body and the heat exchanger.
A configuration in which the heat exchanger made of a conductive material and the negative electrode plate are electrically connected, and the negative electrode plate or the heat exchanger is connected to a ground circuit of an automobile wiring system.
前記密封板は、熱伝導率が低く、絶縁性の高い塑性材料より成り、前記電極板の端子を係合する位置決め孔が形成されている構成。
前記密封板は、金属を素材とし、前記電極板の端子を絶縁状態で係合する位置決め孔が形成されている構成。
前記加熱板が正温度係数セラミック抵抗材料(PTC)より成る構成。
前記加熱板が電熱機能を有する高分子可塑性抵抗材料より成る構成。
前記加熱板に電熱線が配設されている構成。
前記密封板の外面に補強板を重ね、該補強板を介して前記密封板を前記熱交換槽の端面に押圧固定してある構成。
前記密封板を前記熱交換槽の端面に接着してある構成。
前記熱交換槽の端面と前記密封板との間に弾性密封材を介在した構成。
The sealing plate is made of a plastic material having a low thermal conductivity and a high insulating property, and a positioning hole for engaging a terminal of the electrode plate is formed.
The sealing plate is made of metal and is formed with a positioning hole for engaging the terminal of the electrode plate in an insulated state.
The heating plate is made of a positive temperature coefficient ceramic resistance material (PTC).
The heating plate is made of a polymer plastic resistance material having an electrothermal function.
A configuration in which a heating wire is disposed on the heating plate.
A configuration in which a reinforcing plate is stacked on an outer surface of the sealing plate, and the sealing plate is pressed and fixed to an end surface of the heat exchange tank via the reinforcing plate.
The sealing plate is bonded to the end face of the heat exchange tank.
The structure which interposed the elastic sealing material between the end surface of the said heat exchange tank, and the said sealing board.
本考案によれば、薄板状の加熱体を熱交換器の表面に重ねて取り付けてあるので、加熱体が発生する熱を効率良く熱交換器へ伝えることができ、加熱体の交換や修理も容易であり、熱交換器へ取り付ける加熱体の数を変えることによって、必要とする加熱性能に簡単に対応することができる。 According to the present invention, since the thin plate-like heating element is mounted on the surface of the heat exchanger, the heat generated by the heating element can be efficiently transmitted to the heat exchanger, and the heating element can be replaced or repaired. It is easy, and the required heating performance can be easily accommodated by changing the number of heating elements attached to the heat exchanger.
図3に、本考案の実施例1を示す。
本考案の自動車用流体加熱器10は、熱交換槽31を有する熱交換器3と、熱交換槽31と平行に配置されてその表面に取り付けられた薄板状の加熱体2とを備える。
加熱体2は、加熱板21の両面側に電極板22、24を重ねて形成される。加熱板21はシート状の電熱部材であり、電極板22、24から電力が供給される。また、手動或いは自動で操作される外部の電力切換機構によって加熱板21の作動を制御することができる。
FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention.
The
The
加熱板21は、例えば、正温度係数セラミック抵抗材料(PTC)とすることができる。PTC加熱板は、電熱自己調節機能を有し、温度を検知して電流を変動させることができるので、安全性が高い。また、PTCは、剛性が高いので機械的強度が向上し、熱膨張率が比較いため、組み立てられた部材間の寸法の狂いが少なく、高い精密度を確保できる。
なお、加熱板21は、電熱機能を有する高分子可塑性抵抗材料を用いても良いし、或いは、電熱線を配設しても良い。
The
The
熱交換槽31と逆側の電極板22の外面には、絶縁板23、緩衝部材25及び背面板26が順次積層される。
絶縁板23は、誘電率が高く、必要に応じた熱伝導率を有する素材より成る。例えば、熱伝導率の高い酸化アルミニウム(AL2O3)、鉱物性セラミック、熱を遮断するプラスチック材料とすることができる。
緩衝部材25は、帯状バネ、高分子シリコン又はその他のゴム材のような弾性素材より成り、機械的応力及び熱応力を吸収する。
On the outer surface of the
The
The
熱交換器3は、熱伝導率の高い素材で形成された外殻の内部に熱交換槽31を形成して成る。熱交換槽31内には流体通路310が形成され、熱交換槽31の前後端面はそれぞれ密封板32,33で密封される。
密封板32,33は熱伝導係数及び導電率の低い塑性材料を素材とするのが望ましく、熱損失を少なくして加熱体2が発生する熱を有効に活用すると共に、電極板22,24を隔離して短絡を防止する。また、一方の密封板32に流体コネクタ34,35が一体成形されている。
なお、塑性材料を使用できない場合には金属を用い、この場合、流体コネクタを別に成形して密封板32,33へ組み込む。
The heat exchanger 3 is formed by forming a
The sealing
In addition, when a plastic material cannot be used, a metal is used. In this case, a fluid connector is separately formed and incorporated in the sealing
密封板32,33の裏面周囲には係合溝320,330が形成され、係合溝320,330内に密封材5a,5bが嵌合される。密封材5a,5bは、ゴム等の耐熱性及び絶縁性が高い弾性材料より成り、その裏面には熱交換槽31の端面を係合する溝51が形成される。なお、必要に応じて、一方の密封板32へ係合する密封材5aに仕切り50を設け、流体コネクタ34,35を介して出入りする流体が流体通路310の定められた経路を流れるようにする。
また、密封板32,33は、その間に架設されるボルト6で熱交換槽31の端面に保持される。ボルト6を締付けると密封材5a,5bが圧迫されて変形し、間隙が無いように確実に密封することができる。
Engaging
Further, the sealing
熱交換器3の表面には、複数の平行な接続区画30が形成され、少なくとも1つの接続区画30に加熱体2が取り付けられる。取り付けられる加熱体2の数は必要とする加熱性能に応じて決定することができるので、規格の異なる熱交換器3を新たに設計する必要が無い。
電極板24を接続区画30に接合して加熱体2を熱交換器3に取り付け、電極板22を正極に導通し、電極板24を負極に導通する。
電極板24を車体の負極に導通すると、車体に大きなキャパシタを持たせ、沿面放電や電気の跳びを回避することができる。
なお、電極板24は、機械的応力及び熱による変形を吸収するように弾性変形可能とするのが望ましい。
A plurality of
The
When the
It is desirable that the
流体コネクタ34,35のいずれか一方を介して流体が熱交換槽31に供給され、流体が流体通路310内に進入すると、加熱体2の発する熱が流体に伝わる。流体は流体通路310を連続的に流動しても良いし、間歇的に停留しても良い。
熱交換が終了し所定温度まで加温された流体は、流体コネクタ34,35の他方を介して熱交換槽31から排出される。
熱交換槽31内で加温される流体は、霜取りや、ウィンドウシールドガラス、ヘッドランプ、映像取り込み部等の洗浄液、或いは、ディーゼル油、油圧作動油、潤滑油等の燃料やオイルであり、加温することにより粘度を低下させたり、燃料を予熱して迅速な爆発と完全燃焼を促すことができる。
When the fluid is supplied to the
After the heat exchange is completed, the fluid heated to a predetermined temperature is discharged from the
The fluid to be heated in the
加熱体2を熱交換器3の接続区画30に接合するには、導電性及び熱伝導性の高い接着剤を用いて接着することができる。接着剤を加熱体2と接続区画30との接合面全面に塗布し、背面板26を介して機械的外力を加えながら固化させ、機械的強度と電気的な接続を確保する。
また、図4に示す実施例2のように、加熱体2の背面板26の上面に押圧板4を重ね、押圧板4の上方からネジ41を熱交換器3に締めこんで、加熱体2を熱交換槽31に圧接しても良い。この場合、ネジ41を緩めて押圧板4を取外せば、加熱体2の修理や交換を簡単に行うことができる。
なお、熱交換器3に多数の加熱体2を接合する必要がある時には、図5及び図6に示す実施例3のように、熱交換器3の両面に接続区画30を形成し、各接続区画30に加熱体2を取り付けるとよい。
In order to join the
Moreover, like Example 2 shown in FIG. 4, the pressing plate 4 is piled up on the upper surface of the
When it is necessary to join a large number of
電極板24と導電素材で形成した熱交換器3とを電気的に接続した場合は、電極板24及び熱交換器3が一体となって加熱板21の負極を形成する。
電極板24又は熱交換器3を自動車の配線システムの接地回路へ導通すると、負電極が車体を介して接地され、サージ時の過剰な電荷を許容することができるので、火花が散るような状況が回避され、自動車の安全性が向上すると共に、配線も簡単で済む。
When the
When the
図7は、本考案の実施例4を示す。
可燃性の高い液体や気体を搭載した自動車、引火しやすい内装材料を用いた自動車などでは、熱交換器3と電極板24との間に熱伝導率の高い絶縁板23を設置して、加熱体2と熱交換器3とを電気的に遮蔽すると共に、熱を効率良く伝達する。
また、加熱体2と熱交換器3との間に熱伝導率の高い弾性緩衝部材を介在し、熱膨張率の違いによる寸法の狂いを吸収することもできる。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
In automobiles equipped with highly flammable liquids or gases, automobiles using interior materials that are flammable, etc., an insulating
In addition, an elastic buffer member having a high thermal conductivity is interposed between the
図8は、本考案の実施例5を示す。
セラミック、プラスチック等の絶縁材料より成る位置決め枠7に、複数の収納空間70を一列に並べて形成し、各収納空間70の内部にそれぞれPTC発熱片211,212,213を収納して細長い加熱体2を形成してある。
この実施例によれば、簡単に所定の大きさの加熱体2を形成できると共に、自動的に加熱体2の周辺の絶縁が達成され、隣接する加熱体2の電極板22,24間に位置決め枠7の各辺の幅Wに相当する間隙が形成されるので、不安定な沿面放電や電気の跳びを防ぐことができる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention.
A plurality of
According to this embodiment, the
図9は、本考案の実施例6を示す。
加熱体2の正電極板22の外面に絶縁板23、緩衝部材25、背面板26等を装着せずに露出させ、絶縁膠層8を形成して感電や周辺設備との短絡を防ぐ。この自動車用流体加熱器10を自動車へ搭載する際には、プラスチックケース等で囲んで保護し、熱損失も抑制することができる。
絶縁膠層8は機械的強度が非常に低いので、正電極板22は比較的自由に弾性変形することができ、熱膨張による寸法の狂い等を吸収できる。また、絶縁膠層8を形成したことにより、防湿性及び耐酸化性が高まる。
FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention.
The insulating
Since the insulating glue layer 8 has a very low mechanical strength, the
また、密封板32,33は、熱交換槽31の端面に押圧固定するために充分な強度を備えていなければならない。従って、密封板32,33の材質が比較的軟質であったり脆弱な場合には、密封板32,33の外面に補強板9を重ね、この補強板9に通したボルト6を締付けて密封板32,33を熱交換槽31の端面に押圧固定する。
Moreover, the sealing
図10は、本考案の実施例7を示す。
密封板32,33には、電極板22,24から延びる端子220,240を係合するための位置決め孔321,331が形成されている。この実施例によれば、電極板22,24の端子220,240が正確な位置において密封板32,33の前後に突出するので、対応する導線やコネクタと接続しやすい。
なお、密封板32,33が金属で形成されている場合は、端子220,240と位置決め孔321,331とを絶縁状態で係合する。
FIG. 10 shows Embodiment 7 of the present invention.
Positioning holes 321 and 331 for engaging
When the sealing
10 自動車用流体加熱器
2 加熱体
21 加熱板
211,212,213 PTC発熱片
22,24 電極板
220,240 端子
23 絶縁板
25 緩衝部材
26 背面板
3 熱交換器
30 接続区画
31 熱交換槽
310 流体通路
32,33 密封板
320,330 係合溝
321,331 位置決め孔
34,35 流体コネクタ
5a,5b 密封材
50 仕切り
51 溝
6 ボルト
7 位置決め枠
70 収納空間
8 絶縁膠層
DESCRIPTION OF
Claims (20)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007006202U JP3138207U (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Automotive fluid heater |
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JP2007006202U JP3138207U (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Automotive fluid heater |
Publications (1)
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JP3138207U true JP3138207U (en) | 2007-12-27 |
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JP2007006202U Expired - Lifetime JP3138207U (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Automotive fluid heater |
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JP (1) | JP3138207U (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012512376A (en) * | 2008-12-19 | 2012-05-31 | カウテックス テクストロン シーブイエス リミテッド | Vehicle fluid heater |
CN109186074A (en) * | 2018-09-25 | 2019-01-11 | 芜湖汉特威电热科技有限公司 | A kind of compact electric vehicle PTC liquid heater |
-
2007
- 2007-08-10 JP JP2007006202U patent/JP3138207U/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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