JP6431831B2 - Fluid heating apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ヒータによって流体を加熱する流体加熱装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fluid heating apparatus that heats a fluid with a heater and a manufacturing method thereof.
特許文献1には、供給通路からタンク内に供給された流体をヒータによって加熱し、加熱された流体を排出通路から排出する流体加熱装置が開示されている。
上記タンク内には、螺旋状のヒータが設けられる。タンク内を流通する流体は、ヒータの表面に直接接触して加熱される。 A spiral heater is provided in the tank. The fluid flowing through the tank is heated by directly contacting the surface of the heater.
上記流体加熱装置は、ヒータに当接して設けられる収容部材と、収容部材に収容されるバイメタルスイッチと、を備える。バイメタルスイッチは、ヒータの熱が収容部材を介して伝えられ、ヒータの温度が設定温度に達したときにヒータの通電状態を切り換えるようになっている。 The fluid heating device includes a housing member provided in contact with the heater, and a bimetal switch housed in the housing member. The bimetal switch is configured to switch the energization state of the heater when the heat of the heater is transmitted through the housing member and the temperature of the heater reaches a set temperature.
しかしながら、特許文献1の流体加熱装置では、ヒータがその表面に直接接触する流体を加熱する。そのため、ヒータの出力を大きくすると、流体が局所的に加熱されるおそれがある。
However, in the fluid heating device of
また、この対策として、ヒータの周囲を他の部材で覆うことなどにより流体が触れる伝熱面積を大きくした場合には、バイメタルスイッチにヒータの熱を伝える伝熱経路を確保することが難しくなる。そのため、ヒータの温度を検知する精度を十分に高められないおそれがある。 In addition, as a countermeasure, when the heat transfer area in contact with the fluid is increased by covering the periphery of the heater with another member or the like, it is difficult to secure a heat transfer path for transmitting the heat of the heater to the bimetal switch. Therefore, there is a possibility that the accuracy of detecting the temperature of the heater cannot be sufficiently increased.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ヒータ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と、温度検知器がヒータの温度を精度よく検知することと、を両立できる流体加熱装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when the output of the heater is increased, the fluid is efficiently heated, and the temperature detector accurately detects the temperature of the heater; An object of the present invention is to provide a fluid heating device and a method for manufacturing the same.
本発明のある態様によれば、ヒータが流体を加熱する流体加熱装置であって、前記ヒータが鋳込まれ、ヒータの周りを覆うように成形される加熱部と、加熱部が成形される際に加熱部に一体に鋳込まれる熱伝導部材と、熱伝導部材に介装されてヒータの温度を検知する温度検知器と、を備え、加熱部の周りを流体が流通することを特徴とする流体加熱装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, the heater is a fluid heating device that heats a fluid, and the heater is cast and formed so as to cover the heater, and the heating unit is molded. A heat conduction member that is integrally cast in the heating portion, and a temperature detector that is interposed in the heat conduction member and detects the temperature of the heater, and fluid flows around the heating portion. A fluid heating device is provided.
また、本発明の他の態様によれば、ヒータが流体を加熱する流体加熱装置の製造方法であって、金型にヒータ及び熱伝導部材を設置する設置工程と、金型内に溶融金属を充填してヒータの周りを覆う加熱部を熱伝導部材を鋳込んで一体に成形する成形工程と、ヒータの温度を検知する温度検知器を熱伝導部材に組み付ける組み付け工程と、を備える流体加熱装置の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a fluid heating apparatus in which a heater heats a fluid, the installation step of installing a heater and a heat conducting member in a mold, and a molten metal in the mold A fluid heating apparatus comprising: a molding step in which a heating portion that fills and surrounds the heater is cast by integrally molding a heat conduction member; and an assembly step in which a temperature detector that detects the temperature of the heater is assembled to the heat conduction member. A manufacturing method is provided.
上記態様によれば、加熱部にヒータが鋳込まれる構造により、加熱部の周りに流体が流通する。よって、流体がヒータの表面に直接接触することがないために、ヒータに流体を直接接触させる場合と比較して、流体と熱交換を行うための伝熱面積が十分に確保され、流体が局所的に加熱されることが抑制される。 According to the said aspect, the fluid distribute | circulates around a heating part by the structure where a heater is cast in a heating part. Therefore, since the fluid does not directly contact the surface of the heater, a sufficient heat transfer area for heat exchange with the fluid is ensured compared to the case where the fluid is directly contacted with the heater, and the fluid is locally Heating is suppressed.
そして、流体加熱装置では、ヒータの熱が加熱部に一体に鋳込まれた熱伝導部材を介して温度検知器に伝導される。これにより、温度検知器にヒータの熱を伝える伝熱経路が確保される。 And in a fluid heating apparatus, the heat of a heater is conducted to a temperature detector through a heat conduction member cast integrally with a heating part. Thereby, the heat transfer path which conveys the heat of a heater to a temperature detector is ensured.
したがって、ヒータ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と、ヒータの温度を的確に検知することと、を両立することができる。 Therefore, even when the output of the heater is increased, it is possible to both efficiently heat the fluid and accurately detect the temperature of the heater.
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
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
まず、図1から図3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
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
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4つの壁面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
図2及び図3に示すように、ヒータユニット20は、発熱するヒータ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加熱部22が形成される。加熱部22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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ヒータ21は、加熱部22に鋳込まれる螺旋状の発熱部21cと、加熱部22から突出する一対の端子21a,21bと、を有する。なお、ヒータ21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る発熱部を有してもよい。
The
ヒータ21は、一対の端子21a,21bに、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。ヒータ21は、通電することによって発熱部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、タンク10内を流通する温水を加熱する。
The
加熱部22は、発熱部21cの内周と比較して小径に形成され発熱部21cの中心軸に沿って貫通する貫通孔25と、発熱部21cの外周と比較して大径に形成されタンク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。
The
貫通孔25は、螺旋状に巻かれる発熱部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通する内周流路27(図3参照)を形成する。
The through
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
外壁部26は、タンク10の内壁17との間に、内周流路27と連続して温水が流通する外周流路28を形成する。外周流路28は、内周流路27から流れてきた温水を排出口12に導く。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
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
外壁本体26a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
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
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、発熱部21cの内周と比較して小径に形成される貫通孔25と、発熱部21cの外周と比較して大径に形成される外壁部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
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
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
図1に示すように、流体加熱装置100は、ヒータ21の温度を検知する温度検知器として、バイメタルスイッチ31及びヒータ温度センサ32を備えるとともに、加熱部22の周りを流れる温水の温度を検知する水温センサ33と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
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熱伝導部材76と、ヒータ温度センサ32を取り付けるための熱伝導部材77と、水温センサ33を取り付けるための熱伝導部材78と、が設けられる。
A
バイメタルスイッチ31は、ヒータユニット20の温度を検知し、検知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
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の温度を検知する。ヒータ温度センサ32は、検知したヒータ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が検知したヒータ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
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知する。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知する。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、検知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が検知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
図2に示すように、天板部23には、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。
As shown in FIG. 2, a pair of IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 34 and 35 are in contact with the
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
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は、天板部23を介してタンク10内を流れる温水に放熱して冷却される。
The
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を有する。
As shown in FIG. 1, the
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
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
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
温水は、供給口11から供給されて、内周流路27に導かれる。内周流路27では、内周フィン25aが形成される貫通孔25の内周との熱交換によって温水が加熱される。このとき、温水は、温水の流れ方向に沿って形成される内周フィン25aによって整流される。
Hot water is supplied from the
内周流路27を通過した温水は、タンク10における供給口11と対向する壁面14にぶつかって方向転換し、外周流路28に導かれる。外周流路28を流れる温水は、外壁本体26a及び外周フィン26bとの熱交換によって更に加熱される。このときもまた、温水は、温水の流れ方向に沿って形成される外周フィン26bによって整流される。そして、加熱された温水は、排出口12から排出される。
The hot water that has passed through the inner
ここで、外周流路28は、内周流路27と比較して流路面積が大きい。そのため、外周流路28における温水の流速は、内周流路27における温水の流速と比較して遅い。しかしながら、外周流路28に面する外壁部26は、内周流路27を形成する貫通孔25と比較して伝熱面積が大きい。よって、内周流路27と外周流路28とにおける温水の温度上昇率を略一定にすることができる。
Here, the outer
なお、流体加熱装置100は、上述した構成に限らず、供給口11から供給された温水が外周流路28を流れた後に、内周流路27を流れて排出口12から排出されるようにしてもよい。
The
次に、図4を参照して、流体加熱装置100を製造する工程について説明する。
Next, with reference to FIG. 4, the process of manufacturing the
図4(A)に示す設置工程では、金型60の内部にヒータ21を設置する。
In the installation process shown in FIG. 4A, the
金型60は、加熱部22及び天板部23の外形をダイキャスト成形(鋳造)する成形面60aを有する。金型60は、別の金型(図示省略)及びスライド金型62と合体して密閉空間を形成する。
The
金型60には、成形面60aから突出してヒータ21を支持する複数の治具としてのピン63〜67が設けられる。
The
ピン68は、金型60の支持孔60cに対して進退可能に嵌合する円柱状に形成される。ピン68の先端部68aは、成形面60aからヒータ21に向けて突出するテーパ状に形成される。ピン68の先端部68aには、有底筒状の熱伝導部材78を嵌合して取り付ける。同様にして、金型60対してピン63〜67の先端部にも支持体71及び熱伝導部材76、77をそれぞれ嵌合して取り付ける。
The
ピン66〜68は、成形面60aから下方に向けて突出する。各ピン63は、成形面60aから下方に向けて突出する。
The
螺旋状の発熱部21cの下部には、複数(3つ)の支持体71が当接する。発熱部21cの上部には、複数(2つ)の熱伝導部材76,77が当接する。一方の端子21bは、金型60の孔60bに差し込まれる。同様に、他方の端子21aは、金型60の孔(図示省略)に差し込まれる。これにより、ヒータ21は、金型60の内部の所定位置に設置される。
A plurality (three) of
支持体71及び熱伝導部材76〜78の加熱部22と当接する表面は、加熱部22と同系の金属であり、さらに好ましくは加熱部22より融点が高い金属によって形成される。ここでは、支持体71及び熱伝導部材76〜78は、加熱部22と同系の金属であり、さらに好ましくは加熱部22より融点が高いアルミニウム合金によって形成される。
The surfaces of the
金型60には、スライド金型62が発熱部21cの内側に差し込まれる。スライド金型62は、加熱部22の貫通孔25(内周フィン25a)を成形する成形面62aを有する。
A
続いて、図4(B)に示す成形工程では、金型60の充填口(図示省略)から溶融金属29を金型60の内部に充填する。金型60の内部では、溶融金属29が冷えて固まることによって加熱部22及び天板部23が成形される。
4B, the
ヒータ21の外面、支持体71及び熱伝導部材76〜78の加熱部22と当接する表面が加熱部22より融点が高い金属によって形成されることにより、成形工程において、ヒータ21の外面、支持体71及び熱伝導部材76〜78が加熱部22を形成する溶融金属から受ける熱によって溶融することが防止される。
The outer surface of the
続いて、図4(C)に示す工程では、ピン63〜68を金型60の内部から抜き取った後に、ヒータユニット20を金型60から取り出す。
Subsequently, in the step shown in FIG. 4C, after the
取り出されたヒータユニット20は、加熱部22に支持体71及び熱伝導部材76〜78が鋳込まれているとともに、加熱部22から端子21a,21bが突出している。支持体71には、ピン63〜65がそれぞれ抜き取られた穴71aが開口している。同様に、熱伝導部材76〜78には、ピン66〜68がそれぞれ抜き取られた穴76a,77a,78aが開口している。
In the extracted
続いて、組み立て工程では、ヒータユニット20の天板部23にタンク10の開口端を溶接して結合する(図2及び図3参照)。
Subsequently, in the assembly process, the open end of the
さらに、組み立て工程では、ヒータユニット20の熱伝導部材76〜78にバイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33をそれぞれ介装する。バイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33は、それぞれの外表面が熱伝導部材76〜78の穴76a,77a,78aの内面に面接触するようにして介装される。
Further, in the assembly process, the
最後に、ヒータユニット20上にバスバーモジュール30、制御基板40、及びカバー50を組み付ける。
Finally, the
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.
流体加熱装置100は、ヒータ21の周りを覆うように成形される加熱部22と、加熱部22が成形される際に加熱部22に一体に鋳込まれる熱伝導部材76〜78と、熱伝導部材76〜78に介装されてヒータ21の温度を検知するバイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33(温度検知器)と、を備え、加熱部22の周りを温水が流通する構成とした。
The
そして、流体加熱装置100の製造方法は、金型60にヒータ21及び熱伝導部材76〜78を設置する設置工程と、金型60内に溶融金属を充填してヒータ21の周りを覆う加熱部22を熱伝導部材76〜78を鋳込んで一体に成形する成形工程と、加熱部22に鋳込まれた熱伝導部材76〜78にヒータ21の温度を検知するバイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33(温度検知器)を当接して組み付ける組み付け工程と、を備える。
And the manufacturing method of the
上記構成に基づき、加熱部22にヒータ21が鋳込まれる構造のために、加熱部22の周りを温水が流通する。よって、ヒータ21の表面に温水が直接接触することがないために、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伝熱面積を十分に確保され、温水が局所的に加熱されることが抑制される。
Based on the above configuration, warm water circulates around the
そして、流体加熱装置100では、ヒータ21の熱が加熱部22に鋳込まれた熱伝導部材76〜78をそれぞれ介してバイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33に伝導される。
In the
熱伝導部材76〜78は、バイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33と面接触する接触部として穴76a,77a,78aの内面を有する構成とした。
The
熱伝導部材76〜78は、加熱部22と別体に形成されるために、穴76a,77a,78aの内面を鋳造される加熱部22の外表面に比べて表面粗さを小さくして、ヒータ21の熱が伝えられる伝熱経路に介在する空隙を小さくすることができる。これにより、バイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33は、ヒータ21の熱が伝えられる伝熱面積(伝熱経路の断面積)が十分に確保される。
Since the
これに対して、バイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33が加熱部22に直接当接して組み付けられる構造では、鋳造される加熱部22の表面粗さが大きいために、ヒータ21の熱が伝えられる伝熱面積(伝熱経路の断面積)が十分に確保できない。これにより、バイメタルスイッチ31、ヒータ温度センサ32、及び水温センサ33は、ヒータ21の温度を検知する精度を高められる。
On the other hand, in the structure in which the
したがって、ヒータ21の出力を大きくした場合にも温水を効率よく加熱することと、ヒータ21の温度を的確に検知することと、を両立することができる。
Therefore, even when the output of the
流体加熱装置100は、加熱部22に鋳込まれた熱伝導部材76,77がヒータ21に当接する構成とした。
The
上記構成に基づき、金型60を用いて加熱部22を成形する際に、ヒータ21は熱伝導部材76によって金型60内の所定位置に支持される。これにより、ヒータ21の組み付け精度を高められる。
Based on the above configuration, when the
加熱部22は、ヒータ21の外面を形成する金属(例えばアルミニウム合金)とは異なる金属(例えばステンレス)によって形成される構成とした。
The
上記構成に基づき、加熱部22にヒータ21が鋳込まれる工程で、ヒータ21の外面が溶融することが防止される。
Based on the above configuration, the outer surface of the
支持体71及び熱伝導部材76〜78の少なくとも加熱部22と当接する表面は、加熱部22と同系の金属によって形成される構成とした。
At least the surfaces of the
上記構成に基づき、支持体71及び熱伝導部材76〜78が加熱部22に鋳込まれる際に、支持体71及び熱伝導部材76〜78の表面と加熱部22とは同系の金属どうしが溶融して結合する。この場合にも、支持体71がヒータ21と温水との間に介在するために、温水がヒータ21に直接接触することが回避され、温水が沸騰することが防止できる。そして、支持体71と加熱部22とが密着して両者の間に空隙が生じることが防止されるため、ヒータ21が温水を加熱する際の熱交換効率が高められる。さらに、熱伝導部材76〜78と加熱部22とが密着して両者の間に空隙が生じることが防止されるため、バイメタルスイッチ31とヒータ温度センサ32とがヒータ21の温度を検知する精度、及び水温センサ33が温水の温度を検知する精度を高められる。
Based on the above configuration, when the
なお、上述した構成に限らず、支持体71及び熱伝導部材76〜78は、加熱部22と異なる金属によって形成される構成としてもよい。
In addition, not only the structure mentioned above but the
上記構成に基づき、例えば、支持体71及び熱伝導部材76〜78を熱伝達率の高い銅系の金属で形成することが可能になる。この場合にも、支持体71がヒータ21と温水との間に介在するために、温水がヒータ21に直接接触することが回避され、温水が沸騰することが防止できる。そして、支持体71及び熱伝導部材76〜78をアルミ系の金属で形成する場合に比べて、支持体71の熱伝導性が高まるため、ヒータ21が温水を加熱する際の熱交換効率が高められる。さらに、熱伝導部材76〜78の熱伝導性が高まるため、バイメタルスイッチ31とヒータ温度センサ32とがヒータ21の温度を検知する精度、及び水温センサ33が温水の温度を検知する精度を高められる。そして、ヒータ21が温水を加熱する際の熱交換効率が高められる。
Based on the above configuration, for example, the
なお、例えば、支持体71及び熱伝導部材76〜78の表面をアルミ系の金属で形成し、表面以外の本体部を熱伝達率の高い銅系の金属で形成してもよい。この場合には、支持体71及び熱伝導部材76〜78が加熱部22に鋳込まれる際に、支持体71及び熱伝導部材76〜78の表面と加熱部22とは同系の金属どうしが溶融して結合する。そして、熱伝導性の高い銅系の金属を主体とする支持体71を介してヒータ21が温水を加熱する際の熱交換効率が高められる。さらに、熱伝導性の高い銅系の金属を主体とする熱伝導部材76〜78を介してバイメタルスイッチ31とヒータ温度センサ32とがヒータ21の温度を検出する精度、及び水温センサ33が温水の温度を検知する精度をさらに高められる。
For example, the surfaces of the
熱伝導部材76〜78は、金型60に対して進退するピン63〜68の先端部に支持される構成とした。
The
上記構成に基づき、加熱部22に対して任意の位置に熱伝導部材76〜78を鋳込むことができる。
Based on the above configuration, the
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.
上記実施形態では、加熱部22に鋳込まれた熱伝導部材76,77がヒータ21に当接する。これに限らず、加熱部22に鋳込まれた熱伝導部材76,77がヒータ21から離れ、熱伝導部材76,77とヒータ21との間に加熱部22の部位が介在する構成としてもよい。この場合には、ヒータ21の熱が加熱部22及び熱伝導部材76,77をそれぞれ介してバイメタルスイッチ31及びヒータ温度センサ32に伝導される。
In the above embodiment, the
21 ヒータ
22 加熱部
31 バイメタルスイッチ(温度検知器)
32 ヒータ温度センサ(温度検知器)
33 水温センサ(温度検知器)
60 金型
63〜68 ピン(治具)
76〜78 熱伝導部材
76a,77a,78a 穴(接触部)
100 流体加熱装置
21
32 Heater temperature sensor (temperature detector)
33 Water temperature sensor (temperature detector)
60 Mold 63-68 Pin (Jig)
76-78
100 Fluid heating device
Claims (8)
前記ヒータが鋳込まれ、前記ヒータの周りを覆うように成形される加熱部と、
前記加熱部が成形される際に前記加熱部に一体に鋳込まれる熱伝導部材と、
前記熱伝導部材に介装されて前記ヒータの温度を検知する温度検知器と、を備え、
前記加熱部の周りを流体が流通することを特徴とする流体加熱装置。 A fluid heating device in which a heater heats a fluid,
A heating unit in which the heater is cast and formed to cover the periphery of the heater;
A heat conduction member that is integrally cast into the heating unit when the heating unit is molded;
A temperature detector interposed in the heat conducting member to detect the temperature of the heater,
A fluid heating apparatus, wherein a fluid circulates around the heating unit.
前記加熱部は、前記ヒータの外面を形成する金属とは異なる金属によって形成されることを特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating device according to claim 1,
The fluid heating device, wherein the heating unit is formed of a metal different from a metal forming an outer surface of the heater.
前記熱伝導部材が前記ヒータに当接することを特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating device according to claim 1 or 2,
The fluid heating apparatus, wherein the heat conducting member abuts on the heater.
前記熱伝導部材は、前記温度検知器と面接触する接触部を有することを特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The fluid heating device, wherein the heat conducting member has a contact portion in surface contact with the temperature detector.
前記熱伝導部材の少なくとも前記加熱部と当接する表面は、前記加熱部と同系の金属によって形成されることを特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating device according to any one of claims 1 to 4,
The fluid heating apparatus according to claim 1, wherein at least a surface of the heat conducting member that contacts the heating unit is formed of a metal similar to the heating unit.
前記熱伝導部材は、前記加熱部と異なる金属によって形成されることを特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating device according to any one of claims 1 to 5,
The fluid heating device, wherein the heat conducting member is made of a metal different from the heating unit.
金型に前記ヒータ及び熱伝導部材を設置する設置工程と、
前記金型内に溶融金属を充填して前記ヒータの周りを覆う加熱部を前記熱伝導部材を鋳込んで一体に成形する成形工程と、
前記ヒータの温度を検知する温度検知器を前記熱伝導部材に組み付ける組み付け工程と、を備えることを特徴とする流体加熱装置の製造方法。 A method of manufacturing a fluid heating apparatus in which a heater heats a fluid,
An installation step of installing the heater and the heat conduction member in a mold;
A molding step of filling the molten metal into the mold and covering the periphery of the heater by casting the heat conductive member and integrally molding the heating portion,
And a step of assembling a temperature detector for detecting the temperature of the heater to the heat conducting member.
前記熱伝導部材は、前記金型に対して進退する治具の先端部に支持されることを特徴とする流体加熱装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the fluid heating device according to claim 7,
The method of manufacturing a fluid heating apparatus, wherein the heat conducting member is supported by a tip portion of a jig that advances and retreats with respect to the mold.
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