JPS62295381A - 自動車型電気ヒ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、一般に、車輌の乗用者の区画を暖める自動車
輌の迅逮加濡！ｒ！ヒータ、特に、該ヒータの加温性能
、特に、加温速度の改良に関する。

本発明は、ダクトを通過する空気との効果的な二次面熱
交換のための大ぎな表面の熱伝達を右する波形ルーバー
付きフィン構造の使用によって補足される一次加熱面の
迅速４ｃ加温を与えるために自ＯＪ車型装置の空気ダク
トへの正の温度係数（ＰＴＣ）ヒータ要素の使用に関す
る。

従来の技術 ヒータ要素としてのｐ　”ｒ　ｃ要素の使用は、それ自
体周知の°ｆ段である。その内部抵抗が所定の転換点か
ら該要素の表皮温度によって直接に変化することは、Ｐ
ＴＣヒータの特性である。しかしながら、内部抵抗の変
化は、該要素の内部温度の線形関数ではない。ＰＴＣヒ
ータが電気的に付勢されるとき、ジュール熱は、ＰＴＣ
要索要素速な自己加熱を生じさ゛せる。ヒータの抵抗は
、室温から加熱する際、殆んど一定のままである。該抵
抗は、転ｙＪ！温度ないし所望の上限にＰＴＣ温度が近
づく際に増大し、この点でｔま急に増大する。即ら、電
流の流れに対する非常に高いインピーダンスは、高い内
部温度で得られる。該１）　Ｔ　Ｃは、高い最高温度を
維持する性能を有し、従って、遮断す−一しスタットの
必殻がない。

従って、上述の特性により、ＰＴＣヒータ要素は、出力
４４度を自己制御して、付勢される際叩熱を急速に与え
る便利なヒータ源を提供する。

ｐ　−ｒ　ｃヒータ要素は、放熱器構造に対する食品加
湿皿の様なものおにびその他の用途に広く使用されてい
る。例えば、ホーファー等の米国１ｈ訂第４．３５２．
００８号は、放熱器を包囲覆る空気への対流による熱伝
達のために放熱：咎フィンに組合わされるＰＴＣ要素の
使用を示す。

ナラアースの米国特許第１１．３２７．２８２号、ビロ
ツテの米国特許第４．１４７．９２７号およびヴアンボ
ックスタル等の米国特ＥＴ第４，１０４゜５０９シ〕の
総ては、中心にｐ　−’ｒ　ｃ要素をイ１′！１′る電
気抵抗型加熱要素を開示する。

ハバタ等の米国特許第４．４８２．８０１号、１−１−
ラ等の米国狛治第１１．３３１．８６０号およびマイク
スナーの米国特許第４．３３１，８６１弓もヒータとし
てのＰＴＣ要素の使用を記載する。

しかしながら、上に参照したちの１よ、−次熱交換源と
してのＰＴＣヒータと、効果的な二次表面熱交換のため
にそれ自体ルーバーのある薄いシート金属フィンとの使
用を述べていない。

プルズスゼエク等の米１’Ｔｌ特許第３．７４２．１９
２　ｊ’は、暖房される住宅のスペースヒータにおけろ
様なフィン間を循環する空気に熱を伝達する横方向へ延
びる間隔のあるフィンを有するロッドから成るヒータを
示す。しかしながら、し−全要素は、ＰＴＣ要素ではな
く、従って、電流は、手動で調節されねばならない。ま
た、−火熱交換のだめのＰＴＣヒータの使用を補足する
効果的な二次熱交換のために波形ルーバー付きフィンの
使用の示唆が与えられない。

ホースマの米国特許第４．３１４，１４５号、第４，２
４６．４６８号Ｊ３よびリアリイ等の米国特許第４．４
２５．４９７号は、熱損失に対して保護する様に絶縁材
で包囲されるＰＴＣ要素の使用を示す。

リアルの米国特許第４．５０１，３２１号は、空気ない
し流体の開口部を限定し幾つかの包囲する波形熱交換フ
ィンから成る装入空気冷却器を示す。Ｉ〕Ｔ　Ｃヒータ
要素は、この装置に関して図示または説明されず、空気
の乱流および一層大きい熱伝達表面積のためにそれ自体
ルーバーを設けられるフィンもない。

オーシマ等の英国特許公開第２０７６２７０号は、平坦
なＰＴＣ加熱要素の両側から突出す離れた金属熱ｆｌｉ
用面を有する空気加熱装置を示ず。波形の態様で配置さ
れると共にルーバーを設けられる二次熱放（ト）フィン
は、空気への乱流と、増大される熱伝達表面積とを生じ
るために与えられない。

セイサクショ等の特公昭５４−１１５４４０号は、空気
出口の孔を有する根によって包囲される波形１つ［Ｃへ
抗器及素を示すが、訳波形ＰＴＣ要素は、空気流への乱
流と、増大する熱伝達表面積とを生じるためにそれ自体
ルーバーを設けられない。

発明の１」的 従って、本発明の主目的は、構造が比較的筒中で製造す
るのに安価でしかも白仙巾型車輌を急速かつ効率的に暖
めるために該車輌のヒータダクト中の空気への熱交換に
一次、１′３よび二次の熱伝達面を使用する迅速加温型
電気ヒータを提供することである。

本発明のその他の目的、特ｙｌＪ３よび利点は、本発明
の次の詳細な説明と、本発明の好適実施例を示ずＭ面と
を参照する際に更に明瞭になる。

実施例 前述の様に、本発明は、自動中型装置、好ましくは乗用
省の区画への空気ダクト出口に使用される。熱交換器は
、図示の様に、ダクト１０内に横に８Ｑ置される箱状構
造のものであり、従って、ダクトを通過する総ての空気
は、ヒータ要素を流通せねばならない。

特に、熱交換器は、横方向へ延びるフィン付き部材１６
によって一対の間隔を設けられる内側平行板１４から離
される一対の間隔を設けられる平行な外側金属板１２に
よって限定される。この場合のフィンは、結合される外
側板１２および内側板１４に鑞付けされるフィンの頂点
１８を有し横方向に波イ・］【ノされる薄いシート金属
片によって限定される。これにより、フィンは、説明さ
れる様な態様で加湿すべきフィンを流通するダクト空気
の通過のために空気流に平行に延び隣接するセル状開口
部２０を１ｖ定する。史に、第２図、第３図の双方に認
められる様に、セル状開口部２０のｎ！：１部を限定す
る各金属フィン壁２１は、空気が所定の角度で流通する
傾斜した空気の乱流開口部２３を限定Ｊる複数のルーバ
ー２２をそれ自体形成されるＪ図示の様に、ルーバーは
、セル状開口部の軸線に対して約４５°の角度に傾斜し
、ルーバーの半分は、１つの方向へ傾斜し、残りの半分
は、他の方向へ傾斜し、これ等の間に真直な仕切り壁が
ある。この構造は、２つの利点を向える。該構造は、両
側のルーバー上を通過する空気による一層大ぎな二次熱
伝達のための表面積を増大するだけではなり、一層増人
される熱伝達のためにセル状開口部の他の側部からの空
気流に衝突する１つの側部を通る流れによって空気流の
乱流をも形成する。

その特性を前に）ホペた幾つかの正の温度係数＜　ｐ　
−ｒ　ｃ　＞の間隔を設けられる因数状電気ヒータ要素
ないしピル２５は、−次熱コア構）責を限定する様に内
！ｉｉ’ｌ仮１４を組合して内！Ｉ’ｌ仮１４０間に挟
りされる。ＰＴＣ要木への電力は、図示の様に電気継手
２４にＪ：つて内側平行板１４を讐て与えられる。

（１′４造を完成する様に、絶縁月利のシート２７は、
＋１　Ｔ　Ｃ要素どフィンとダクｉ−に進入するγ気と
の間に最も効果的な熱交換を勾えるため、ダクト１０の
開口部を限定する外側板１２と内側板１４との間の熱交
換器のまわりの周辺に巻付けられる。

この作用は、上述により図面を考察することで明らかで
あると思われる。しかしながら、要約すると、電気接点
は、車輌の電気系統がスイッチを入れられると直らに作
用可能になる様に車輌の電気系統に接続される。従って
、電力が加えられると、ＰＴＣ要素は、直ちに内部的に
熱くなり、この−水熱源を内側平行板１４に迅速に伝達
する。

次に、これ等の板の急速な加温は、薄い波付き部材１６
のルーバー付きフィンのおおきいないし長い表面積に迅
速に移される。次に、急速な速度で空気を加温する様に
、空気が各開口部２０を通過するだけではなく衝突する
空気流によってルーバー２２をも通る際にフィンの大ぎ
な表面積に接触する空気との二次熱交換が存在する。

前述により、本発明は、ＰＴＣヒータ要素の使用による
熱交換器の一次面の急速な加温と、波付き熱交換部材の
使用による効果的な二次熱交換との組合わせを与えるこ
とが認められ、該部材のフィンは、空気に急速な速度で
熱を伝える乱流と共に大きな熱伝達表面積を与える様に
所定の角度で横方向に流通する空気を通すルーバーをも
設けられる。

本発明は、その好適実施例に関して図示説明されたが、
多くの変更および変形が本発明の範囲から逸＋１ｔ２　
することなく該実施例になし得ることは、当該技術の熟
達者に明らかである。例えば、本発明は、箱状ＩＭ３Ｍ
の熱交換器として図示説明されたが、該形状が円形ダク
トの幾何学的形状に適応する様に該ダクトで使用するた
めに変更されてもよいことは、明らかである。更に、車
輌の大ぎな空気処理ケース内に熱交換器を設置すること
が所望であれば、幾つかのユニットは、適当な寸法およ
び熱出力を与える様に一体にグループにされてもよい。

甲−の長平方向へ延びるＰ　Ｔ　Ｃ要素は、本発明の範
囲から逸脱することなく、幾つかの離れた同根状ＰＴＣ
要素の代りに使用可能なことｂ認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車輌の加熱ダクトに設置され本発明を具現
する熱交換器の斜視図、第２図は本発明を具現する熱交
換器自体の拡大断面図、第３図は第２図の熱交換器の部
分的な斜視図を示す。 １ｏ・・・ダクト、　　　１２・・・外側金属板、１４
・・・内側平行板、　１６・・・フィン付き部材、１８
・・・頂点、　　　　２０・・・セル状開口部、２２・
・・ルーバー、　　２３・・・乱流開口部、２５・・・
ＰＴＣヒーヒー素、 ２７・・・絶縁材料のシート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）流通する空気の流れに対して空気ダクト内に横に
   設置される様に構成される熱交換器を備え，該熱交換器
   が、間隔を設けられる対の外側および内側のほぼ平行な
   熱伝導板と、各対の該外側板および内側板にその外側端
   縁および内側端縁の夫々において固定される薄い波形金
   属シート型フイン付き部材とを有し，該フイン付き部材
   が、それからの熱の二次交換のために長い表面積を与え
   、ポケツトを通るダクト空気の流れのために該板の間に
   隣接するセル状空気ポケツトを限定し，該各フイン付き
   部材が、該セル状ポケツトからの空気の通過のために傾
   斜した開口部を設ける様に該ポケツトの巾にわたつてル
   ーバーを設けられ，該セル状ポケツトの両側を通つて流
   れる空気流が、乱流と、該金属フイン付き部材からの一
   層早い熱伝達とを与える様に相互に衝突し，前記熱交換
   器が、電気的に付勢される際に前記内側板を急速に加熱
   する様に該内側板の間に挟持されて該内側板に接続され
   出力温度を自己制限する電気ヒータ装置から成る一次熱
   コア構造を有し，熱が、前記ポケツトを通過するダクト
   空気を暖めるために該空気と交換する様に、前記ルーバ
   ーのあるフイン付き部材の大さい表面積に該ヒータ装置
   から伝達される車輌のヒータ空気ダクトに使用する自動
   車型電気ヒータ。 （２）特許請求の範囲第１項に記載のヒータにおいて、
   前記熱交換器を周辺方向に包囲する絶縁装置を備えるヒ
   ータ。 （３）特許請求の範囲第１項に記載のヒータにおいて、
   前記ヒータ装置が、正の温度係数の出力温度自己調節要
   素を有し，前記フイン付き部材のルーバ−が、前記ルー
   バー付き開口部を流通する空気流の流れを衝突させる様
   に該各フイン付き部材の巾にわたつて異なる方向へ傾斜
   されるヒータ。（４）自動車輌のヒータ系統の空気ダク
   トに使用する電気ヒータにおいて，間隔を設けられ横方
   向へ延びる外側および内側の熱伝導板と、流通するダク
   ト空気の通過のために長手方向の空気ポケツトを形成す
   る熱伝達フインを限定し該板を結合する薄いシート金属
   の横方向に波付けされるルーバー付き部材とを有し前記
   ダクト内に横に設置される様に構成される熱交換器を備
   え，該各フイン付き部材が、該セル状ポケツトからの空
   気を流通する傾斜した開口部を与える様に該ポケツトの
   長さにわたつてルーバーを設けられ，該セル状ポケツト
   の対向側部を流通する空気流が、乱流と、該金属フイン
   付き部材からの一層急速な熱伝達とを与える様に相互に
   衝突し，前記熱交換器が、前記内側板の内方に該内側板
   に固定されるＰＴＣ（正の温度係数）の出力温度自己制
   限電気ヒータ要素を有し，該ヒータ要素の作用性が、前
   記ポケツトおよび傾斜するルーバー開口部を前記ルーバ
   ー付きフインに向つて流通する空気との二次熱交換のた
   めに該ルーバー付きフインの大きい表面積に該内側板か
   ら熱を伝達する様に該ＰＴＣ要素の出力温度限界まで該
   内側板に一次熱源を急速に与える電気ヒータ。 （５）特許請求の範囲第４項に記載の電気ヒータにおい
   て、前記熱交換器のまわりに巻き付けられる絶縁材を備
   える電気ヒータ。