WO2011086911A1 - 加熱装置 - Google Patents

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WO2011086911A1
WO2011086911A1 PCT/JP2011/000111 JP2011000111W WO2011086911A1 WO 2011086911 A1 WO2011086911 A1 WO 2011086911A1 JP 2011000111 W JP2011000111 W JP 2011000111W WO 2011086911 A1 WO2011086911 A1 WO 2011086911A1
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WO
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heating
housing
heat
heat medium
casing
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/000111
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English (en)
French (fr)
Inventor
和昌 高田
政人 坪井
公 塚本
Original Assignee
サンデン株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/121—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2296—Constructional features integration into fluid/air heat exchangers

Definitions

  • the present invention relates to a heating device in which a heat medium of a heating element circulates.
  • a flat pipe is formed by embedding a flow pipe through which hot water as a heat medium flows and a heating wire heater (heating element) arranged in parallel with the flow pipe in a heat transfer metal.
  • a heat transfer body is formed, a plurality of the heat transfer bodies are integrated, and circulation pipes are connected in series to constitute a heat source device (see, for example, Patent Document 1).
  • a heating device using the heating wire heater as described above is mounted on the vehicle.
  • the refrigeration circuit of the vehicle air conditioner It is expected to be used for heating the refrigerant circulating through
  • the heating device of the above-described prior art requires a distribution pipe, the distribution pipe and the heating wire heater that is a heating element are arranged side by side and buried in a heat transfer metal to form a heat transfer element. There is a concern that the configuration of the heating device becomes complicated, the assemblability deteriorates, and the manufacturing cost increases. In addition, since it is necessary to provide a heat insulating material that covers the heat transfer body between the case and the case provided outside the heat transfer body, the configuration of the heating device is spurred and the direct heating from the heat generating body to the case The heat transfer cannot be completely interrupted, and there is a risk of deteriorating the heat transfer efficiency of the heating device.
  • the present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a heating apparatus that can reduce the manufacturing cost with a simple configuration, and can improve heat transfer efficiency and reliability.
  • a heating device in which a heating element is accommodated, and the first housing is accommodated, and a heat medium of the heating element flows between the first housing. It is characterized by comprising a second casing that forms a flow path (claim 1).
  • the first housing has a first opening end on the side where the heating element is accommodated, and the second housing has a second opening end on the side where the first housing is accommodated, The first and second housings are joined only at the first and second opening ends (claim 2).
  • the first housing has a flange portion on the outer periphery of the first opening end portion, and the flange portion is joined to the second opening end portion.
  • at least one of the outer surface of the first housing and the inner surface of the second housing is provided with a guide that guides and flows the heat medium in the flow path (Claim 4), and the guide is a second opposing surface. It is not in contact with the inner surface of the housing or the outer surface of the first housing.
  • a plurality of guides are provided by alternately shifting the height in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the heating element (Claim 6), or the guides are spirally formed along the longitudinal direction of the heating element. It is provided continuously (Claim 7).
  • a plurality of protrusions are provided on at least one of the outer surface of the first housing and the inner surface of the second housing, and each of the protrusions is provided on the inner surface of the opposing second housing or the first housing.
  • the second casing is not in contact with the outer surface of one casing (Claim 8), and the second casing has an inlet portion and an outlet portion for the heat medium in the vicinity of each apex that forms a diagonal in the longitudinal direction of the side surface. (Claim 9).
  • the heating element has a terminal portion that is energized to cause the heating element to generate heat at one end, and the second housing has an inlet portion for a heat medium on the terminal portion side.
  • a plurality of heating elements are accommodated in the first housing (claim 11), and the heating element has a terminal portion that is energized to heat the heating element at one end, and each of the plurality of heating elements or Control means for controlling energization to a plurality of terminals is provided.
  • the heating element is a heating wire heater (Claim 13), and the heat medium is cooling water that circulates in a cooling water circuit to cool the heat source (Claim 14).
  • This is a vehicle engine, and this cooling water circuit is provided in a vehicle air conditioner.
  • the heat medium is a refrigerant circulating in the refrigeration circuit (Claim 16), and this refrigeration circuit is provided in an air conditioner of the vehicle (Claim 17).
  • the heat medium is an antifreeze liquid circulating in the heating circuit (claim 18).
  • the heating device includes a first housing in which the heating element is accommodated, and the first housing is accommodated between the first housing and the heat of the heating element. And a second housing that forms a flow path through which the medium flows.
  • the heat transfer efficiency of the heating device can be improved. it can.
  • the flow path of the heat medium is formed between the two units, the number of connection portions of the flow path can be greatly reduced as compared with the case where the flow path is formed by a pipe or the like. The risk of leakage of the heat medium in can be reduced, and the reliability of the heating device can be improved.
  • the first casing has the first opening end on the side where the heating element is accommodated, and the second casing is located on the side where the first casing is accommodated. It has two open ends, and the first and second housings are joined only at the first and second open ends.
  • the flow path can be formed by joining the two units at one place, the risk of leakage of the heat medium can be surely reduced, and the reliability of the heating device can be reliably increased.
  • the first housing has the flange portion at the first opening end, and joins the flange portion to the second opening end. Accordingly, the two units of the first and second housings can be joined at one place with a simple configuration in which the flange portion is simply provided at the first opening end of the first housing.
  • At least one of the outer surface of the first housing and the inner surface of the second housing is provided with a guide for guiding and flowing the heat medium in the flow channel.
  • the heat medium can flow smoothly and the heat transfer efficiency of the heating device can be increased.
  • the guide is not in contact with the inner surface of the opposing second housing or the outer surface of the first housing, so that the direct heat from the heating element to the second housing is achieved. Transmission can be completely interrupted, and the heat transfer efficiency of the heating device can be increased.
  • the plurality of guides are provided by alternately shifting the height in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the heating element, so that the heat medium is directed along the guide in the longitudinal direction of the heating element. Since the flow path can be circulated while meandering and the substantial length of the flow path can be increased, it is possible to effectively increase the heat transfer time of the heat medium with respect to the first casing and, consequently, the heating element. Further, when the guide is formed in the first housing, the heat transfer area of the heat medium with respect to the first housing can be increased, so that the heat transfer efficiency of the heating device can be further increased.
  • the guide is continuously provided in a spiral along the longitudinal direction of the heating element, so that the heat medium swirls spirally along the guide in the longitudinal direction of the heating element.
  • the substantial length of the flow path can be increased while flowing through the flow path, it is possible to effectively increase the heat transfer time of the heat medium with respect to the first casing and, consequently, the heating element.
  • the guide since the guide is formed in the first housing, the heat transfer area of the heat medium with respect to the first housing can be increased, so that the heat transfer efficiency of the heating device can be further increased.
  • a plurality of protrusions are provided on at least one of the outer surface of the first housing and the inner surface of the second housing, and each protrusion is configured to face the second housing. Since the heat medium can be made to flow in a turbulent manner in the flow path and the substantial length of the flow path can be increased by not contacting the inner surface of the first housing or the outer surface of the first housing. It is possible to effectively increase the heat transfer time of the heat medium with respect to the housing and thus the heating element. Further, when the protrusion is formed on the first housing, the heat transfer area of the heat medium with respect to the first housing can also be increased, so that the heat transfer efficiency of the heating device can be further increased.
  • the second casing has the inlet portion and the outlet portion of the heating medium in the vicinity of each apex that forms a diagonal in the longitudinal direction of the side surface thereof. Since it flows smoothly over every corner in 2 housing
  • the heating element has a terminal portion that is energized to heat the heating element at one end, and the second housing has an inlet portion of the heat medium on the terminal portion side. The terminal portion can be cooled with a heat medium having a relatively low temperature before being heated by heat transfer from the heating element.
  • the heat resistance temperature of the terminal portion is generally lower than that of the heating element body, it is possible to prevent the terminal portion from reaching a temperature that the heating element emits, so that the durability of the heating element and the reliability of the heating device can be reduced. Can increase the sex.
  • the heating element has a terminal portion that is energized to heat the heating element at one end, and controls energization of each of the plurality of heating elements or a plurality of groups of terminal portions. Control means are provided.
  • the energization circuit of a heating apparatus can be made into multiple circuits and it can energize individually, even if one energization line is disconnected, a heating apparatus can be operated by another energization circuit.
  • the inrush current to the heating device can be reduced by energizing a plurality of terminals in stages when the heating device is started, and the overload trip of the heating device can be prevented, the reliability of the heating device is improved. Can do.
  • the heating element is a heating wire heater, and the manufacturing cost of the heating device can be further reduced by using an inexpensive general-purpose heating wire heater. Since the heating wire heater is generally widely spread and has high reliability, the reliability of the heating device can be further improved.
  • the heat medium is cooling water that circulates in a cooling water circuit to cool the heat source, and according to the invention described in claim 15, the heat source is a vehicle.
  • This cooling water circuit is provided in the vehicle air conditioner.
  • the heat medium is a refrigerant circulating in the refrigeration circuit.
  • the refrigeration circuit is provided in the air conditioner of the vehicle.
  • the heat medium is an antifreeze liquid circulating in the heating circuit.
  • the heating device when used as an auxiliary heat source or an alternative heat source for the engine, the cooling water circuit, the refrigeration circuit, and the air conditioner in which these circuits are provided, and the assembly of the vehicle in which the air conditioner is mounted is further improved. It is preferable because improvement and reduction in manufacturing cost can be achieved.
  • the heating device 1 includes a heat transfer block (first housing) 4 in which four heating wire heaters (heating elements) 2 are accommodated, and a heat transfer block 4. And an outer case (second housing) 8 that forms a flow path 6 through which the heat medium of the heating wire heater 2 flows.
  • the heating device 1 is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle.
  • the heating device 1 is used as an auxiliary heat source for supplying heat so as to compensate for waste heat that the engine (heat source) is insufficient.
  • LLC cooling water, antifreeze liquid
  • This cooling water circuit is provided in the vehicle air conditioner, and the heat of the LLC heated by the engine and the heating device 1 is used to heat the refrigerant circulating in the refrigeration circuit provided in the air conditioner. It becomes possible.
  • the refrigerant circulating in the refrigeration circuit flows through the flow path 6 as a heat medium and is heated by the heating wire heater 2.
  • This refrigeration circuit is provided in the vehicle air conditioner in the same manner as described above, and the interior and exterior of the vehicle compartment can be cooled and heated by the heat of the refrigerant heated by the heating device 1. Further, water as a heat medium is circulated through the flow path 6, the water is heated by the heating wire heater 2, and the refrigerant circulating through the heating circuit of the vehicle air conditioner is heated using this hot water as an alternative heat source for the engine. It can also be used as a heat source for this purpose.
  • the heating circuit 1 is provided with a heater core (not shown) in the heating circuit in which the antifreeze liquid circulates, and the heating device 1 is used as one of the heat sources of the antifreeze liquid and is heated by the heater core. It is also conceivable to blow air.
  • a coiled heating wire 12 such as a nichrome wire is inserted into a bottomed cylindrical metal pipe 10, and high electrical insulation and heat conduction are inserted into the metal pipe 10. It is formed by pressurizing and filling the heat-resistant insulating material 14 having a property and enclosing the heating wire 12.
  • the heat-resistant insulating material 14 is, for example, magnesium oxide, and the main body of the heating wire heater 2 including the heat-resistant insulating material 14 and the metal pipe 10 has a heat-resistant temperature of about 1100 ° C.
  • the terminal part 16 is provided in the opening part of the metal pipe 10, and the terminal part 16 is connected to the heating wire 12 and has a terminal 18 protruding from the heating wire heater 2.
  • Each terminal 18 of each heating wire heater 2 is electrically connected to an external power supply device 20 and constitutes an energization circuit 22 for energizing the heating wire 12.
  • the terminal portion 16 is formed by casting and molding silicon, glass or the like in the opening of the metal pipe 10, and the terminal portion 16 has a heat resistant temperature of about 200 ° C. to 300 ° C. Instead of the terminal 18, a lead wire connected to the heating wire 12 may be drawn out from the terminal portion 16.
  • each heating wire heater 2 is provided with a thermal fuse (not shown) to protect each energizing circuit 22 from a large current exceeding the rating flowing through the heating wire 12, Prevents ignition.
  • a temperature sensor 24 such as a thermistor for detecting the temperature in the metal pipe 10 is drawn out from each terminal portion 18 of each heating wire heater 2.
  • Each temperature sensor 24 is electrically connected to an external electronic control unit (ECU) 26 that comprehensively controls the vehicle, and the power supply device 20 is also electrically connected to the ECU 26.
  • the ECU 26 is individually connected to each of the four heating wire heaters 2 or a plurality of terminal portions 16 according to the temperature in each metal pipe 10 detected by each temperature sensor 24 via the power supply device 20. Energization control for energizing is performed (control means).
  • the heating device 1 By performing this energization control, it becomes possible to energize the heating device 1 by making a plurality of energization circuits 22 individually. For example, even if one energization line 22 is disconnected, the other energization circuit 22 is energized and heated. The device 1 can be activated. Further, by energizing each terminal portion 16 stepwise when the heating device 1 is started, it is possible to reduce the inrush current to the heating device 1 and prevent the overload trip of the heating device 1.
  • the heat transfer block 4 is integrally formed as one unit by casting, for example, a metal having high heat resistance and heat conductivity.
  • the end surface 4a of the heat transfer block 4 four insertion holes 28 in which the heating wire heaters 2 are accommodated are opened at the end surface 4a so as to be gathered at substantially equal intervals, and a block opening end portion (first opening end portion) 30 is formed.
  • the side surface (outer surface) 4 b of the heat transfer block 4 has a shape that is reduced to a strength range in which the insertion hole 28 can be formed in accordance with the shape of the metal pipe 10.
  • the block opening end 30 may be formed separately from the main body of the heat transfer block 4, and these may be joined later to form a unit.
  • a bowl-shaped flange portion 4c is formed over the entire periphery of the block opening end portion 30, and bolt insertion holes 32 are formed through the four corners of the flange portion 4c.
  • a protruding guide 34 is integrally formed with the heat transfer block 4 so as to guide and flow the heat medium from an inlet 40 to an outlet 42 described later.
  • the guide 34 has a protruding height that does not contact the inner surface 8a of the outer case 8 with a gap of about 0.5 mm from the inner surface 8a of the outer case 8 in a state where the heat transfer block 4 is accommodated in the outer case 8.
  • two guides 34 are provided with their heights alternately shifted in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the heating wire heater 2.
  • each insertion hole 28 has a hole diameter that is approximately the same as or slightly larger than the outer diameter of the metal pipe 10 and is formed in a circular deep hole shape so that the terminal portion 16 is positioned at the block opening end 30.
  • the outer case 8 is integrally formed as one unit by casting metal, for example, and can accommodate the heat transfer block 4, and the side surface of the heat transfer block 4. 4b and the inner surface 8a of the outer case 8 have a volume capable of forming a clearance constituting the heat medium flow path 6.
  • a case opening end portion (second opening end portion) 36 having an opening hole 8e for inserting the heat transfer block 4 is formed on the end surface 8b of the outer case 8 on the side where the heat transfer block 4 is accommodated. ing.
  • the case opening end portion 36 is formed in a size that allows the heat transfer block 4 to be inserted into the outer case 8, and the back surface 4 d of the flange portion 4 c covers the entire circumference in a state where the heat transfer block 4 is accommodated in the outer case 8. And has a shape that comes into contact with the case opening end 36.
  • Bolt holes 38 are formed at the four corners of the case opening end 36 at positions that match the bolt insertion holes 32 in a state where the heat transfer block 4 is accommodated in the outer case 8. That is, the flange portion 4c is bolted and joined to the case opening end portion 36 so that the heat transfer block 4 and the outer case 8 are joined only at the respective opening end portions 30 and 36, in other words, heat transfer.
  • the block 4 is fixed to the outer case 8 in a non-contact state except for the case opening end portion 36.
  • the heat medium inlet 40 is formed in a pipe shape at the end on the terminal 16 side. It is projecting.
  • the outlet portion 42 of the heat medium projects in a pipe shape substantially diagonally to the inlet portion 40 of the side surface 8c. It is installed. That is, the inlet part 40 and the outlet part 42 are provided in the vicinity of each apex that forms a diagonal in the longitudinal direction of the side surface 8c.
  • two guides 34 are provided with their heights alternately shifted in the vertical direction with respect to the longitudinal direction of the heating wire heater 2.
  • the height of the guide 34 on the front side is lowered when the height of the guide 34 on the back side opposite to the front side is higher than the height of the guide 34 on one back side.
  • the height of the guide 34 on the back side is lower than the height of the one guide 34 on the back side, the height is increased.
  • the heat medium flows along the guides 34 of the heating wire heater 2. It flows through the flow path 6 while meandering in the longitudinal direction, that is, from the inlet 40 toward the outlet 42.
  • the configuration of the heating device 1 can be greatly simplified as compared to the conventional case. It is possible to improve the assembly of the heating device 1 and thus reduce the manufacturing cost.
  • the heat medium flow path 6 is formed between the two units 4 and 8, the number of connection points of the flow path 6 is significantly reduced as compared with the case where the flow path 6 is formed of a pipe or the like. be able to.
  • the heat transfer block 4 and the outer case 6 are joined only by the opening end portions 30 and 36 with a simple configuration in which the flange portion 4c is provided at the block opening end portion 30 of the heat transfer block 4. Therefore, the assembling property of the heating device 1 is improved and the manufacturing cost is reduced.
  • a heat medium flow path 6 is formed between the two units 4 and 8 so that the direct heat transfer from the heating wire heater 2 to the outer case 8 is almost completely cut off without requiring a heat insulating material. Since the heat of the heat wire heater 2 can be transmitted to the heat medium, the heat transfer efficiency of the heating device 1 can be increased. Furthermore, the flow path 6 can be formed by joining one place of each of the opening end portions 30 and 36 of the two units 4 and 8 via a sealing material such as a metal gasket material with a double-sided rubber coating. The risk of leakage of the heat medium in the heating device 1 can be reduced, and the reliability of the heating device 1 can be increased.
  • the heat transfer block 4 by providing the heat transfer block 4 with a guide 34 that is not in contact with the inner surface 8a of the outer case 8, direct heat transfer from the heat transfer block 4 to the outer case 8 is completely blocked, and the heat medium is removed. It is possible to smoothly flow from the inlet 40 to the outlet 42 of the flow path 6. Specifically, the heat medium flows along the guide 34 in a spiral direction from the longitudinal direction of the heating wire heater 2, that is, from the inlet portion 40 toward the outlet portion 42, so that the substantial length of the passage 6 is increased. Since the length can be increased, the heat transfer time of the heat medium to the heat transfer block 4 and, consequently, the heating wire heater 2 can be effectively increased. Moreover, since the guide 34 is formed in the heat transfer block 4, the heat transfer area of the heat medium with respect to the heat transfer block 4 can also be increased, so that the heat transfer efficiency of the heating device 1 can be increased.
  • the inlet portion 40 and the outlet portion 42 are respectively provided in the vicinity of the tops that form a diagonal in the longitudinal direction of the side surface 8 c of the outer case 8, so that the heat medium is smoothly spread over every corner in the outer case 8. Therefore, the heat transfer efficiency of the heating device 1 can be further increased.
  • the terminal portion 16 can be cooled with a heat medium. Therefore, as described above, since the terminal portion 16 has a lower heat-resistant temperature than the main body of the heating wire heater 2, it is possible to prevent the terminal portion 16 from reaching a temperature generated by the heating wire 12. As a result, the reliability of the heating device 1 can be improved.
  • the heat transfer efficiency of the heating device 1 can be further increased. Furthermore, by performing energization control for controlling whether or not the plurality of heating wire heaters 2 are energized, the energization circuit 22 of the heating device 1 can be made into a plurality of circuits and individually energized. Even if it does, the heating apparatus 1 can be operated with the other electricity supply circuit 22. FIG. Furthermore, since the inrush current with respect to the heating device 1 can be reduced by energizing the plurality of terminal portions 16 in stages when the heating device 1 is started, an overload trip of the heating device 1 can be prevented. Reliability can be further increased.
  • FIG. 8 shows the heating device 44 of the second embodiment.
  • the heat transfer block 46 constituting the heating device 44 of the second embodiment is integrally formed with a convex guide 48 having a protruding height similar to that of the guide 34 of the first embodiment on the side surface 4b.
  • the guide 48 of the present embodiment is continuously provided in a spiral shape along the longitudinal direction of the heating wire heater 2, and as shown by a solid line arrow and a broken line arrow in FIG. 8 (on the back side of the heat transfer block 46).
  • the heat medium flows in the flow path 6 while spirally turning along the guide 48 along the guide 48 in the longitudinal direction of the heating wire heater 2, that is, from the inlet 40 to the outlet 42. To do.
  • the heat transfer block 46 since the substantial length of the flow path 6 can be further increased as compared with the guide 34 of the first embodiment, the heat transfer block 46, and consequently the heating wire heater 2 The heat transfer time of the heat medium can be increased more effectively. Moreover, since the guide 48 is formed in the heat transfer block 46, the heat transfer area of the heat medium with respect to the heat transfer block 46 can also be increased, so that the heat transfer efficiency of the heating device 1 can be further increased.
  • FIG. 9 shows a heating device 50 of the third embodiment.
  • a plurality of protrusions 54 having a projection height similar to the guide 34 are arranged in a non-linear manner. It is integrally formed with.
  • the projection 54 is Compared to the case where only the guide 34 of the first embodiment is provided by circulating the heat medium in the flow path 6 in a turbulent manner, the substantial length of the flow path 6 can be further increased.
  • the heat transfer time of the heat medium with respect to the block 52, and by extension, the heating wire heater 2, can be further increased effectively.
  • the heat transfer area of the heat medium to the heat transfer block 52 can be further increased as compared with the case where only the guide 34 of the first embodiment is provided. Therefore, the heat transfer efficiency of the heating device 1 can be further increased. It should be noted that the same effect can be obtained by providing a similar protrusion 54 on the heat transfer block 46 of the second embodiment.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
  • the four heating wire heaters 2 are accommodated in the heat transfer blocks 4, 46, and 52.
  • the energization control for the heater 2 is possible.
  • the numbers and shapes of the guides 34 and 48 and the protrusions 54 are not limited to those of the above embodiment.
  • the guides 34 and 48 and the protrusion 54 are provided on the outer surfaces of the heat transfer blocks 4, 46 and 52, respectively, but are not limited thereto, and may be provided on the inner surface 8 a of the outer case 8. In this case, direct heat transfer from the heat transfer block 4 to the outer case 8 is completely achieved by disengaging the guides 34, 48 and the protrusions 54 from the outer surfaces of the heat transfer blocks 4, 46, 52.
  • the heat medium can be smoothly flowed from the inlet 40 to the outlet 42 of the flow path 6 while being blocked, and the heat transfer efficiency of the heating device 1 can be increased.
  • the guides 34, 48 and the protrusions 54 are provided on the outer surfaces of the heat transfer blocks 4, 46, 52, respectively, the processing accuracy when the guides 34, 48 and the protrusions 54 are manufactured by casting can be increased. It is advantageous.
  • a heating element other than the heating wire heater 2 can be applied to the heating devices 1, 44, and 50 of the present invention, or a fluid other than water may be used as a heat medium.
  • the manufacturing cost of the heating devices 1, 44, 50 can be reduced by using an inexpensive general-purpose heating wire heater 2, and the general-purpose heating wire heater 2 is generally widely spread and highly reliable. The reliability of the heating devices 1, 44, 50 can be improved, which is preferable.
  • the heating device 1, 44, 50 of the present invention into a vehicle air conditioner for a hybrid vehicle or an electric vehicle, a cooling water circuit, a refrigeration circuit, and thus an air conditioner provided with these circuits, and thus this air conditioner It is preferable because the assembling property of the vehicle to be mounted can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
  • the heating devices 1, 44, 50 can be used not only in the vehicle air conditioner but also as a heat source for other purposes.
  • Heating device 2 Heating wire heater (heating element) 4 Heat transfer block (first housing) 4b Side (outside) 4c Flange part 6 Flow path 8 Outer case (2nd housing

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Abstract

【課題】簡易な構成で製造コストを低減でき、伝熱効率及び信頼性を高めることができる加熱装置を提供する。 【解決手段】加熱装置(1,44,50)は、発熱体(2)が収容される第１筐体(4)と、第１筐体(4)が収容され、第１筐体(4)との間に発熱体(2)の熱媒体が流れる流路(6)を形成する第２筐体(8)とからなる。

Description

加熱装置
　本発明は、発熱体の熱媒体が流通する加熱装置に関する。
　この種の加熱装置には、内方を熱媒体である温水が流通する流通パイプと、この流通パイプに並設した電熱線ヒータ（発熱体）とを伝熱金属内に埋設して扁平状の伝熱体を形成し、この伝熱体を複数個集積させ、流通パイプを直列に接続し熱源器として構成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３－０４８４２２号公報
　昨今、ハイブリッド自動車や電気自動車の開発及び普及が促進され、今後はエンジンの廃熱を十分に利用できなくなることから、上述したような電熱線ヒータを発熱体とした加熱装置を上記車両に搭載し、ハイブリッド自動車の場合には、エンジンの廃熱を補うように熱供給可能な補助熱源として、電気自動車の場合には、エンジンに代わって熱供給可能な代替熱源として、車両用空調装置の冷凍回路を循環する冷媒などの加熱に用いることが期待される。
　しかしながら、上記従来技術の加熱装置は流通パイプを要し、流通パイプと発熱体である電熱線ヒータとを並設した上で伝熱金属内に埋没して伝熱体を形成しているため、加熱装置の構成が複雑になり、組立性が悪化して製造コストが増大することが懸念される。
　また、伝熱体の外側に設けられるケースとの間に伝熱体を覆う保温材を設ける必要があるため、加熱装置の構成の複雑化に拍車がかかるとともに、発熱体からケースへの直接の熱伝達は完全に遮断することはできず、加熱装置の伝熱効率の悪化を招くおそれがある。
　更に、流通パイプを直列に接続する必要があるため、加熱装置の更なる複雑化を招くとともに、加熱装置において複数の接続箇所が存在することにより熱媒体漏洩の危険性が増大し、加熱装置の信頼性を損ないかねないとの問題もある。
　本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成で製造コストを低減でき、伝熱効率及び信頼性を高めることができる加熱装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するため、本発明の加熱装置は、発熱体が収容される第１筐体と、第１筐体が収容され、第１筐体との間に発熱体の熱媒体が流れる流路を形成する第２筐体とからなることを特徴としている（請求項１）。
　また、第１筐体は、発熱体が収容される側に第１開口端部を有し、第２筐体は、第１筐体が収容される側に第２開口端部を有し、第１及び第２筐体を第１及び第２開口端部のみにて接合する（請求項２）。
　具体的には、第１筐体は、第１開口端部の外周にフランジ部を有し、フランジ部を第２開口端部に接合する（請求項３）。
　更に、第１筐体の外面、または第２筐体の内面の少なくとも何れか一方には、流路において熱媒体を導いて流すガイドが設けられ（請求項４）、ガイドは、対向する第２筐体の内面、または第１筐体の外面に非当接である（請求項５）。
　具体的には、ガイドは、発熱体の長手方向に対し垂直方向に交互に高さをずらして複数設けられ（請求項６）、または、ガイドは、発熱体の長手方向に沿って螺旋状に連続して設けられる（請求項７）。
　更にまた、第１筐体の外面、または第２筐体の内面の少なくとも何れか一方には、複数の突起部が設けられ、該各突起部は、対向する第２筐体の内面、または第１筐体の外面に非当接であり（請求項８）、第２筐体は、その側面の長手方向に対角をなす各頂部の近傍にそれぞれ熱媒体の入口部と出口部とを有する（請求項９）。
　また、発熱体は、発熱体を発熱させるべく通電される端子部を一端に有し、第２筐体は、端子部側に熱媒体の入口部を有する（請求項１０）。また、第１筐体には発熱体が複数収容され（請求項１１）、発熱体は、発熱体を発熱させるべく通電される端子部を一端に有し、複数の発熱体のうちの各々または複数群の端子部に対する通電を制御する制御手段を備える（請求項１２）。
　更に、具体的には、発熱体は電熱線ヒータであり（請求項１３）、熱媒体は、熱源を冷却するべく冷却水回路を循環する冷却水であって（請求項１４）、この熱源は車両のエンジンであり、この冷却水回路は車両の空調装置に設けられる（請求項１５）。更にまた、熱媒体は冷凍回路を循環する冷媒であって（請求項１６）、この冷凍回路は車両の空調装置に設けられる（請求項１７）。また、熱媒体は暖房用回路を循環する不凍液である（請求項１８）。
　請求項１記載の本発明の加熱装置によれば、加熱装置は、発熱体が収容される第１筐体と、第１筐体が収容され、第１筐体との間に発熱体の熱媒体が流れる流路を形成する第２筐体とからなる。これにより、加熱装置を第１及び第２筐体の２つのユニットから構成することができるため、従来に比して加熱装置の構成を大幅に簡素化することができ、加熱装置の組立性の向上、ひいては製造コストの低減を実現することができる。
　また、上記２つのユニット間に熱媒体の流路が形成され、発熱体から第２筐体への直接の熱伝達をほぼ完全に遮断することができるため、加熱装置の伝熱効率を高めることができる。
　更に、２つのユニット間に熱媒体の流路が形成されることにより、流路をパイプなどで形成した場合に比して、流路の接続箇所を大幅に少なくすることができるため、加熱装置における熱媒体漏洩の危険性を低減することができ、加熱装置の信頼性を高めることができる。
　請求項２記載の発明によれば、第１筐体は、発熱体が収容される側に第１開口端部を有し、第２筐体は、第１筐体が収容される側に第２開口端部を有し、第１及び第２筐体を第１及び第２開口端部のみにて接合する。これにより、２つのユニットを１箇所で接合することができるため、加熱装置の組立性が更に向上し、ひいては製造コストの更なる低減を実現することができる。
　また、２つのユニットの１箇所の接合によって流路を形成することができるため、熱媒体漏洩の危険性を確実に低減することができ、加熱装置の信頼性を確実に高めることができる。
　請求項３記載の発明によれば、具体的には、第１筐体は、第１開口端部にフランジ部を有し、フランジ部を第２開口端部に接合する。これにより、第１筐体の第１開口端部にフランジ部を設けるだけの簡易な構成で第１及び第２筐体の２つのユニットを１箇所で接合することができる。
　請求項４記載の発明によれば、第１筐体の外面、または第２筐体の内面の少なくとも何れか一方には、流路において熱媒体を導いて流すガイドが設けられることにより、流路において熱媒体を円滑に流すことができ、加熱装置の伝熱効率を高めることができる。
　請求項５記載の発明によれば、ガイドは、対向する第２筐体の内面、または第１筐体の外面に非当接であることにより、発熱体から第２筐体への直接の熱伝達を完全に遮断することができ、加熱装置の伝熱効率を高めることができる。
　請求項６記載の発明によれば、ガイドが発熱体の長手方向に対し垂直方向に交互に高さをずらして複数設けられることにより、熱媒体はガイドに沿って発熱体の長手方向に向けて蛇行しながら流路を流通し、流路の実質的な長さを長くすることができるため、第１筐体、ひいては発熱体に対する熱媒体の伝熱時間を効果的に増大させることができる。また、第１筐体にガイドが形成される場合には、第１筐体に対する熱媒体の伝熱面積をも増大させることができるため、加熱装置の伝熱効率をより一層高めることができる。
　請求項７記載の発明によれば、ガイドが発熱体の長手方向に沿って螺旋状に連続して設けられることにより、熱媒体はガイドに沿って発熱体の長手方向に向けて螺旋状に旋回しながら流路を流通し、流路の実質的な長さを長くすることができるため、第１筐体、ひいては発熱体に対する熱媒体の伝熱時間を効果的に増大させることができる。また、第１筐体にガイドが形成されることにより、第１筐体に対する熱媒体の伝熱面積をも増大させることができるため、加熱装置の伝熱効率をより一層高めることができる。
　請求項８記載の発明によれば、第１筐体の外面、または第２筐体の内面の少なくとも何れか一方には複数の突起部が設けられ、各突起部は、対向する第２筐体の内面、または第１筐体の外面に非当接であることにより、熱媒体を流路において乱流にして流通させ、流路の実質的な長さを長くすることができるため、第１筐体、ひいては発熱体に対する熱媒体の伝熱時間を効果的に増大させることができる。また、第１筐体に突起部が形成される場合には、第１筐体に対する熱媒体の伝熱面積をも増大させることができるため、加熱装置の伝熱効率を更に高めることができる。
　請求項９記載の発明によれば、第２筐体は、その側面の長手方向に対角をなす各頂部の近傍にそれぞれ熱媒体の入口部と出口部とを有することにより、熱媒体が第２筐体内の隅々に亘って円滑に流れ、流路における熱媒体の滞留を防止することができるため、加熱装置の伝熱効率を更に高めることができる。
　請求項１０記載の発明によれば、発熱体は、発熱体を発熱させるべく通電される端子部を一端に有し、第２筐体は端子部側に熱媒体の入口部を有することにより、発熱体からの伝熱で加熱される前の比較的低温となる熱媒体で端子部を冷却することができる。従って、一般に端子部は発熱体本体よりも耐熱温度が低いことから、端子部が発熱体の発する温度まで高温になることを防止することができるため、発熱体の耐久性、ひいては加熱装置の信頼性を高めることができる。
　請求項１１記載の発明によれば、第１筐体には発熱体が複数収容されることにより、第１筐体、ひいては発熱体に対する熱媒体の伝熱時間や伝熱面積を更に効果的に増大させることができ、加熱装置の伝熱効率を更に高めることができる。
　請求項１２記載の発明によれば、発熱体は、発熱体を発熱させるべく通電される端子部を一端に有し、複数の発熱体のうちの各々または複数群の端子部に対する通電を制御する制御手段を備える。これにより、加熱装置の通電回路を複数回路化して個別に通電することができるため、１つの通電回線が断線したとしても他の通電回路で加熱装置を作動させることができる。また、加熱装置の起動時に複数の端子部に段階的に通電することにより加熱装置に対する突入電流を低減し、加熱装置の過負荷トリップを防止することができるため、加熱装置の信頼性を高めることができる。
　請求項１３記載の発明によれば、具体的には、発熱体は電熱線ヒータであり、安価な汎用の電熱線ヒータを用いることで加熱装置の製造コストを更に低減することができるとともに、汎用の電熱線ヒータは一般に広く普及して信頼性も高いことから、加熱装置の信頼性を更に高めることができる。
　具体的には、請求項１４記載の発明によれば、熱媒体は、熱源を冷却するべく冷却水回路を循環する冷却水であって、請求項１５記載の発明によれば、この熱源は車両のエンジンであり、この冷却水回路は車両の空調装置に設けられる。また、請求項１６記載の発明によれば、熱媒体は冷凍回路を循環する冷媒であって、請求項１７記載の発明によれば、この冷凍回路は車両の空調装置に設けられる。更に、請求項１８記載の発明によれば、熱媒体は暖房用回路を循環する不凍液である。このように、加熱装置をエンジンの補助熱源や代替熱源として用いる場合には、冷却水回路、冷凍回路、ひいてはこれらの回路が設けられる空調装置、ひいてはこの空調装置が搭載される車両の組立性の向上及び製造コストの低減を図ることができて好ましい。
第１実施例の加熱装置の外側ケースの側面を透視して示した斜視図である。 図１の電熱線ヒータの斜視縦断面図、及びその外部接続を示す図である。 図１の伝熱ブロックの斜視図である。 図１の外側ケースの縦断面図である。 図１の外側ケースの斜視図である。 図１の外側ケースの縦断面図である。 図１の加熱装置における熱媒体の流れを外側ケースのみ縦断面にして示した図である。 第２実施例の加熱装置における熱媒体の流れを外側ケースのみ縦断面にして示した図である。 第３実施例の加熱装置における熱媒体の流れを外側ケースのみ縦断面にして示した図である。
　図１～図７は第１実施例の加熱装置を示す。
　図１に示されるように、加熱装置１は４つの電熱線ヒータ（発熱体）２が収容される伝熱ブロック（第１筐体）４と、伝熱ブロック４が収容され、伝熱ブロック４との間に電熱線ヒータ２の熱媒体が流れる流路６を形成する外側ケース（第２筐体）８との２つのユニットから構成されている。
　加熱装置１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載され、ハイブリッド自動車の場合には、エンジン（熱源）の不足する廃熱を補うようにして熱供給する補助熱源として、電気自動車の場合には、存在しないエンジンに代わって熱供給する代替熱源として、車両用空調装置の冷凍回路を循環する冷媒などの加熱に用いられる。
　具体的には、ハイブリッド自動車の場合には、流路６にエンジンを冷却するべく冷却水回路を循環するＬＬＣ（冷却水、不凍液）が熱媒体として流れて電熱線ヒータ２により加熱される。この冷却水回路は車両用空調装置に設けられ、エンジン及び加熱装置１で加熱されたＬＬＣの熱は上記空調装置に設けられた冷凍回路を循環する冷媒の加熱に用いられ、車室内の冷暖房が可能となる。
　一方、電気自動車の場合には、流路６に冷凍回路を循環する冷媒が熱媒体として流れて電熱線ヒータ２により加熱される。この冷凍回路は上記と同様に車両用空調装置に設けられ、加熱装置１で加熱された冷媒の熱によって車室内の冷暖房が可能となる。また、流路６には熱媒体としての水を流通し、水を電熱線ヒータ２により温水にし、この温水をエンジンの代替熱源として車両用空調装置の暖房用回路を循環する冷媒などを加熱するための熱源として利用することも考えられる。
　更に、ハイブリッド自動車、電気自動車の何れの場合においても、不凍液が循環する暖房用回路に図示しないヒータコアとともに加熱装置１を設け、加熱装置１を不凍液の熱源の一つとして利用し、ヒータコアで暖房された空気を送風することも考えられる。
　図２に示されるように、電熱線ヒータ２は、有底円筒状の金属パイプ１０内にニクロム線などのコイル状の電熱線１２を挿入し、金属パイプ１０内に高い電気絶縁性及び熱伝導性を有する耐熱絶縁材１４を加圧充填して電熱線１２を封入することで形成される。耐熱絶縁材１４は例えば酸化マグネシウムなどであり、耐熱絶縁材１４及び金属パイプ１０を含む電熱線ヒータ２の本体は１１００℃程度の耐熱温度を有する。
　金属パイプ１０の開口部には端子部１６が設けられ、端子部１６は電熱線１２に接続されるとともに電熱線ヒータ２から突出される端子１８を有している。各電熱線ヒータ２の各端子１８は外部の電源装置２０に電気的に接続されており、電熱線１２に通電するための通電回路２２を構成している。端子部１６は金属パイプ１０の開口部にシリコンやガラスなどを鋳込みモールド成形して形成され、端子部１６は２００℃～３００℃程度の耐熱温度を有する。なお、端子１８の代わりに電熱線１２に接続されたリード線を端子部１６から引き出しても良い。
　また、各電熱線ヒータ２の電熱線１２には図示しない温度ヒューズがそれぞれ設けられ、電熱線１２を流れる定格以上の大電流から各通電回路２２を保護し、各通電回路２２の過剰な高温や発火を防止している。更に、各電熱線ヒータ２の各端子部１８からは金属パイプ１０内の温度を検出するサーミスタなどの温度センサ２４がそれぞれ引き出されている。
　各温度センサ２４は車両を総合的に制御する外部の電子制御装置（ＥＣＵ）２６に電気的に接続され、ＥＣＵ２６には電源装置２０も電気的に接続されている。ＥＣＵ２６は電源装置２０を介し、各温度センサ２４にて検出される各金属パイプ１０内の温度に応じて、４つの各電熱線ヒータ２のうちの各々または複数群の端子部１６に対して個別に通電する通電制御が行われる（制御手段）。
　この通電制御を行うことにより、加熱装置１の通電回路２２を複数回路化して個別に通電することが可能となり、例えば１つの通電回線２２が断線したとしても他の通電回路２２を通電させ、加熱装置１を作動させることができる。また、加熱装置１の起動時に各端子部１６に段階的に通電することにより、加熱装置１に対する突入電流を低減し、加熱装置１の過負荷トリップを防止することも可能である。
　図３及び図４に示されるように、伝熱ブロック４は、高い耐熱性及び熱伝導性を有する金属を例えば鋳造により１つのユニットとして一体に形成されている。伝熱ブロック４の端面４ａには各電熱線ヒータ２が収容される４つの挿入穴２８が端面４ａにおいて略等間隔に集約されて開けられ、ブロック開口端部（第１開口端部）３０を形成している。伝熱ブロック４の側面（外面）４ｂは、金属パイプ１０の形状に合わせて挿入穴２８が形成可能な強度範囲まで減肉された形状をなしている。なお、ブロック開口端部３０を伝熱ブロック４の本体と別体に形成し、これらを後から接合してユニット化しても良い。
　ブロック開口端部３０には鍔状のフランジ部４ｃが全周に亘って形成されており、フランジ部４ｃの四隅にはボルト挿通孔３２が貫通して形成されている。また、伝熱ブロック４の側面４ｂには後述の入口部４０から出口部４２に向けて熱媒体を導いて流すべく凸条のガイド３４が伝熱ブロック４に一体に形成されている。ガイド３４は、外側ケース８に伝熱ブロック４を収容した状態で外側ケース８の内面８ａから０．５ｍｍ程度の隙間を存して外側ケース８の内面８ａに当接しない突出高さを有しており、本実施例のガイド３４は電熱線ヒータ２の長手方向に対し垂直方向に交互に高さをずらして２つ設けられている。
　また、各挿入穴２８は金属パイプ１０の外径寸法と同程度か、または若干大きい穴径を有し、且つ、ブロック開口端部３０に端子部１６が位置づけられるような円形深穴状に形成されており、これより各金属パイプ１０は挿入穴２８に挿入されたときに挿入穴２８に適度に当接され、電熱線ヒータ２の発熱が伝熱ブロック４に円滑に伝達される。
　一方、図５及び図６に示されるように、外側ケース８は、金属を例えば鋳造により１つのユニットとして一体に形成され、伝熱ブロック４が収容可能であり、且つ、伝熱ブロック４の側面４ｂと外側ケース８の内面８ａとの間に熱媒体の流路６を構成するクリアランスを形成可能な容積を有している。また、外側ケース８の伝熱ブロック４が収容される側の端面８ｂには伝熱ブロック４が挿入されるための開口穴８ｅを有するケース開口端部（第２開口端部）３６が形成されている。
ケース開口端部３６は、伝熱ブロック４を外側ケース８に挿入可能な大きさに形成され、伝熱ブロック４を外側ケース８に収容した状態でフランジ部４ｃの背面４ｄがその全周に亘ってケース開口端部３６に当接される形状を有している。また、ケース開口端部３６の四隅には、伝熱ブロック４を外側ケース８に収容した状態でボルト挿通孔３２と合致する位置にボルト穴３８が形成されている。即ち、フランジ部４ｃをケース開口端部３６にボルト締結して接合することで、伝熱ブロック４及び外側ケース８はそれぞれの各開口端部３０，３６のみにて接合され、換言すると、伝熱ブロック４は外側ケース８にケース開口端部３６を除いて非当接状態で固定される。
　また、外側ケース８の側面８ｃのケース開口端部３６側、即ち伝熱ブロック４を外側ケース８に収容した状態でいうと端子部１６側の端には、熱媒体の入口部４０がパイプ状をなして突設されている。一方、外側ケース８の側面８ｃのケース開口端部３６と反対側の底部８ｄ側の端には、側面８ｃにおいて入口部４０と略対角線上に熱媒体の出口部４２がパイプ状をなして突設されている。すなわち、入口部４０と出口部４２とは側面８ｃの長手方向に対角をなす各頂部の近傍にそれぞれ設けられる。
　図７に示されるように、第１実施例の加熱装置１では、ガイド３４が電熱線ヒータ２の長手方向に対し垂直方向に交互に高さをずらして２つ設けられ、具体的には、図７でみて正面側のガイド３４の高さは、この正面とは反対側の背面側のガイド３４の高さが一方の背面側のガイド３４の高さよりも高い場合には低くされ、逆に背面側のガイド３４の高さが一方の背面側のガイド３４の高さよりも低い場合には高くされている。これにより、図７中に実線矢印及び破線矢印で示されるように（伝熱ブロック４の背面側の熱媒体の流れは破線矢印で示す）、熱媒体はガイド３４に沿って電熱線ヒータ２の長手方向、即ち入口部４０から出口部４２に向けて蛇行しながら流路６を流通する。
　上述した第１実施例の加熱装置１は、伝熱ブロック４及び外側ケース８の２つのユニットから構成されるため、従来に比して加熱装置１の構成を大幅に簡素化することができ、加熱装置１の組立性の向上、ひいては製造コストの低減を実現することができる。
　また、上記２つのユニット４，８間に熱媒体の流路６が形成されることにより、流路６をパイプなどで形成した場合に比して、流路６の接続箇所を大幅に少なくすることができる。具体的には、伝熱ブロック４のブロック開口端部３０にフランジ部４ｃを設けるだけの簡易な構成で、伝熱ブロック４及び外側ケース６を各開口端部３０，３６のみにて接合することが可能であることから、加熱装置１の組立性が向上し、製造コストが低減する。
　更に、上記２つのユニット４，８間に熱媒体の流路６が形成され、保温材を要しなくとも電熱線ヒータ２から外側ケース８への直接の熱伝達をほぼ完全に遮断しつつ電熱線ヒータ２の熱を熱媒体に伝達することができるため、加熱装置１の伝熱効率を高めることができる。
　更にまた、上記２つのユニット４，８の各開口端部３０，３６の１箇所を両面ゴムコーティングの金属ガスケット材等のシール材を介して接合することによって流路６を形成することができるため、加熱装置１における熱媒体漏洩の危険性を低減することができ、加熱装置１の信頼性を高めることができる。
　また、外側ケース８の内面８ａに非当接としたガイド３４を伝熱ブロック４に設けることによって、伝熱ブロック４から外側ケース８への直接の熱伝達を完全に遮断しつつ、熱媒体を流路６の入口部４０から出口部４２に向けて円滑に流すことができる。具体的には、熱媒体はガイド３４に沿って電熱線ヒータ２の長手方向、即ち入口部４０から出口部４２に向けて螺旋状に流路６を流通し、流路６の実質的な長さを長くすることができるため、伝熱ブロック４、ひいては電熱線ヒータ２に対する熱媒体の伝熱時間を効果的に増大させることができる。また、伝熱ブロック４にガイド３４が形成されることにより、伝熱ブロック４に対する熱媒体の伝熱面積をも増大させることができるため、加熱装置１の伝熱効率を高めることができる。
　更に、入口部４０と出口部４２とが外側ケース８の側面８ｃの長手方向に対角をなす各頂部の近傍にそれぞれ設けられることにより、熱媒体が外側ケース８内の隅々に亘って円滑に流れ、流路６における熱媒体の滞留を防止することができるため、加熱装置１の伝熱効率を更に高めることができる。
　更にまた、外側ケース８のケース開口端部３６側、即ち端子部１６側に熱媒体の入口部４０を設けることにより、電熱線ヒータ２からの伝熱で加熱される前の比較的低温となる熱媒体で端子部１６を冷却することができる。従って、上述したように端子部１６は電熱線ヒータ２本体よりも耐熱温度が低いことから、端子部１６が電熱線１２の発する温度まで高温になることを防止することができるため、電熱線ヒータ２の耐久性ひいては加熱装置１の信頼性を高めることができる。
　また、伝熱ブロック４には電熱線ヒータ２が複数収容されることにより、伝熱ブロック４、ひいては電熱線ヒータ２に対する熱媒体の伝熱時間や伝熱面積を更に効果的に増大させることができ、加熱装置１の伝熱効率を更に高めることができる。
　更に、複数の電熱線ヒータ２の通電の有無を制御する通電制御を行うことにより、加熱装置１の通電回路２２を複数回路化して個別に通電することができるため、１つの通電回線２が断線したとしても他の通電回路２２で加熱装置１を作動させることができる。更に、加熱装置１の起動時に複数の端子部１６に段階的に通電することにより加熱装置１に対する突入電流を低減し、加熱装置１の過負荷トリップを防止することができるため、加熱装置１の信頼性を更に高めることができる。
　図８は第２実施例の加熱装置４４を示す。
　第２実施例の加熱装置４４を構成する伝熱ブロック４６には、側面４ｂに第１実施例のガイド３４と同程度の突高さを有する凸条のガイド４８が一体形成されている。本実施例のガイド４８は電熱線ヒータ２の長手方向に沿って螺旋状に連続して設けられており、図８中に実線矢印及び破線矢印で示されるように（伝熱ブロック４６の背面側の熱媒体の流れは破線矢印で示す）、熱媒体はガイド４８に沿って電熱線ヒータ２の長手方向、即ち入口部４０から出口部４２に向けて螺旋状に旋回しながら流路６を流通する。
　この第２実施例の場合には、第１実施例のガイド３４に比して、流路６の実質的な長さを更に長くすることができるため、伝熱ブロック４６、ひいては電熱線ヒータ２に対する熱媒体の伝熱時間を更に効果的に増大させることができる。また、伝熱ブロック４６にガイド４８が形成されることにより、伝熱ブロック４６に対する熱媒体の伝熱面積をも増大させることができるため、加熱装置１の伝熱効率を更に高めることができる。
　図９は第３実施例の加熱装置５０を示す。
　第３実施例の加熱装置５０を構成する伝熱ブロック５２には、第１実施例のガイド３４に加えてガイド３４と同程度の突出高さを有する複数の突起部５４が非直線状の配置で一体形成されている。
　この第３実施例の場合には、図９中に実線矢印で示されるように（伝熱ブロック５２の背面側の熱媒体の流れは正面側と同様であるため省略する）、突起部５４は熱媒体を流路６において乱流にして流通させ、第１実施例のガイド３４のみを有する場合に比して、流路６の実質的な長さを更に長くすることができるため、伝熱ブロック５２、ひいては電熱線ヒータ２に対する熱媒体の伝熱時間を更に効果的に増大させることができる。
　また、伝熱ブロック５２に突起部５４が形成されることにより、第１実施例のガイド３４のみを有する場合に比して、伝熱ブロック５２に対する熱媒体の伝熱面積を更に増大させることができるため、加熱装置１の伝熱効率を更に高めることができる。なお、第２実施例の伝熱ブロック４６に同様の突起部５４を設けても同様の効果が得られる。
　本発明は上述の実施例に制約されるものではなく、更に種々の変形が可能である。 　具体的には、本発明の加熱装置１，４４，５０においては、伝熱ブロック４，４６，５２に４つの電熱線ヒータ２が収容されるが、４つに限らず複数であれば電熱線ヒータ２に対する上記通電制御が可能である。また、ガイド３４，４８及び突起部５４の数や形状は上記実施例のものに限定されない。
　また、ガイド３４，４８及び突起部５４は、それぞれ伝熱ブロック４，４６，５２の外面に設けられるが、これに限らず、外側ケース８の内面８ａに設けるようにしても良い。この場合には、ガイド３４，４８及び突起部５４を伝熱ブロック４，４６，５２の外面から非当接とすることで、伝熱ブロック４から外側ケース８への直接の熱伝達を完全に遮断しつつ、熱媒体を流路６の入口部４０から出口部４２に向けて円滑に流すことができ、加熱装置１の伝熱効率を高めることができる。
　但し、ガイド３４，４８及び突起部５４をそれぞれ伝熱ブロック４，４６，５２の外面に設けたほうが、ガイド３４，４８及び突起部５４を鋳造により製造する際の加工精度を高めることができるため有利である。
　また、本発明の加熱装置１，４４，５０に電熱線ヒータ２以外の発熱体を適用することもできるし、水以外の流体を熱媒体としても良い。但し、安価な汎用の電熱線ヒータ２を用いることで加熱装置１，４４，５０の製造コストを低減することができるとともに、汎用の電熱線ヒータ２は一般に広く普及し信頼性も高いことから、加熱装置１，４４，５０の信頼性を高めることができて好ましい。
　更に、本発明の加熱装置１，４４，５０をハイブリッド自動車や電気自動車の車両用空調装置に組み込むことにより、冷却水回路、冷凍回路、ひいてはこれらの回路が設けられる空調装置、ひいてはこの空調装置が搭載される上記車両の組立性の向上及び製造コストの低減を図ることができて好ましい。また、加熱装置１，４４，５０を上記車両用空調装置に組み込むのみならず、他の用途の熱源としても利用可能であるのは勿論である。
　１，４４，５０　加熱装置
　２　　　　　　　電熱線ヒータ（発熱体）
　４　　　　　　　伝熱ブロック（第１筐体）
　４ｂ　　　　　　側面（外面）
　４ｃ　　　　　　フランジ部
　６　　　　　　　流路
　８　　　　　　　外側ケース（第２筐体）
　８ａ　　　　　　内面
　８ｃ　　　　　　側面
　１６　　　　　　端子部
　２６　　　　　　ＥＣＵ（制御手段）
　３０　　　　　　ブロック開口端部（第１開口端部）
　３４，４８　　　ガイド
　３６　　　　　　ケース開口端部（第２開口端部）
　４０　　　　　　入口部
　４２　　　　　　出口部
　５４　　　　　　突起部

Claims (18)

  1. 　発熱体が収容される第１筐体と、
    　前記第１筐体が収容され、前記第１筐体との間に前記発熱体の熱媒体が流れる流路を形成する第２筐体とからなることを特徴とする加熱装置。
  2. 　前記第１筐体は、前記発熱体が収容される側に第１開口端部を有し、
    　前記第２筐体は、前記第１筐体が収容される側に第２開口端部を有し、
    　前記第１及び前記第２筐体を前記第１及び前記第２開口端部のみにて接合することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
  3. 　前記第１筐体は、前記第１開口端部の外周にフランジ部を有し、前記フランジ部を前記第２開口端部に接合することを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
  4. 　前記第１筐体の外面、または前記第２筐体の内面の少なくとも何れか一方には、前記流路において前記熱媒体を導いて流すガイドが設けられることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
  5. 　前記ガイドは、対向する前記第２筐体の内面、または前記第１筐体の外面に非当接であることを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
  6. 　前記ガイドは、前記発熱体の長手方向に対し垂直方向に交互に高さをずらして複数設けられることを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
  7. 　前記ガイドは、前記発熱体の長手方向に沿って螺旋状に連続して設けられることを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
  8. 　前記第１筐体の外面、または前記第２筐体の内面の少なくとも何れか一方には複数の突起部が設けられ、該各突起部は、対向する前記第２筐体の内面、または前記第１筐体の外面に非当接であることを特徴とする請求項１～７の何れかに記載の加熱装置。
  9. 　前記第２筐体は、その側面の長手方向に対角をなす各頂部の近傍にそれぞれ前記熱媒体の入口部と出口部とを有することを特徴とする請求項１～８の何れかに記載の加熱装置。
  10. 　前記発熱体は、前記発熱体を発熱させるべく通電される端子部を一端に有し、
    　前記第２筐体は、前記端子部側に前記熱媒体の入口部を有することを特徴とする請求項１～９の何れかに記載の加熱装置。
  11. 　前記第１筐体には前記発熱体が複数収容されることを特徴とする請求項１～１０の何れかに記載の加熱装置。
  12. 　前記発熱体は、前記発熱体を発熱させるべく通電される端子部を一端に有し、
    　複数の前記発熱体のうちの各々または複数群の前記端子部に対する通電を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の加熱装置。
  13. 　前記発熱体は電熱線ヒータであることを特徴とする請求項１～１２の何れかに記載の加熱装置。
  14. 　前記熱媒体は、熱源を冷却するべく冷却水回路を循環する冷却水であることを特徴とする請求項１～１３の何れかに記載の加熱装置。
  15. 　前記熱源は車両のエンジンであり、前記冷却水回路は前記車両の空調装置に設けられることを特徴とする請求項１４に記載の加熱装置。
  16. 　前記熱媒体は冷凍回路を循環する冷媒であることを特徴とする請求項１～１３の何れかに記載の加熱装置。
  17. 　前記冷凍回路は車両の空調装置に設けられることを特徴とする請求項１６に記載の加熱装置。
  18. 　前記熱媒体は暖房用回路を循環する不凍液であることを特徴とする請求項１～１３の何れかに記載の加熱装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104797889A (zh) * 2012-09-28 2015-07-22 法雷奥热系统公司 用于热调节机动车流体的装置和相应供暖和/或空调设备
EP3012549A4 (en) * 2013-06-20 2016-06-01 Panasonic Corp HEATING DEVICE AND SANITARY WASHER AND EQUIPMENT THEREWITH

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5923295B2 (ja) 2011-12-19 2016-05-24 株式会社ヴァレオジャパン 電気発熱式温水加熱装置、それを備える車両用空調装置及び車両
JP2013134880A (ja) 2011-12-26 2013-07-08 Valeo Japan Co Ltd セラミックヒータ及びそれを用いた電気発熱式温水加熱装置
DE102012207305A1 (de) * 2012-05-02 2013-11-07 Webasto Ag Heizvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben der Heizvorrichtung
KR101435668B1 (ko) 2012-06-20 2014-08-29 한라비스테온공조 주식회사 냉각수 가열식 히터
JP5967760B2 (ja) * 2012-07-18 2016-08-10 サンデンホールディングス株式会社 加熱装置
JP2014019287A (ja) 2012-07-18 2014-02-03 Sanden Corp 加熱装置及び加熱装置の製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5073048U (ja) * 1973-11-02 1975-06-26
JPS5554205Y2 (ja) * 1975-09-19 1980-12-15
JPS5840A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換装置
JPS58120039A (ja) * 1982-01-08 1983-07-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温水加熱装置
JPH05228465A (ja) * 1992-02-18 1993-09-07 Shinko Pantec Co Ltd 超純水加熱装置
JP2005172330A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器とそれを備えた衛生洗浄装置
JP2008512157A (ja) * 2004-09-13 2008-04-24 ネステク ソシエテ アノニム 液体加熱装置及び液体加熱方法
JP2009092346A (ja) * 2007-10-11 2009-04-30 Kelk Ltd 流体加熱装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07323717A (ja) * 1994-06-02 1995-12-12 Nippondenso Co Ltd 空調装置
JP3370286B2 (ja) * 1998-12-14 2003-01-27 株式会社日立製作所 車両用制御装置
JP2006205829A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Calsonic Kansei Corp 自動車用空気調和装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5073048U (ja) * 1973-11-02 1975-06-26
JPS5554205Y2 (ja) * 1975-09-19 1980-12-15
JPS5840A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換装置
JPS58120039A (ja) * 1982-01-08 1983-07-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温水加熱装置
JPH05228465A (ja) * 1992-02-18 1993-09-07 Shinko Pantec Co Ltd 超純水加熱装置
JP2005172330A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器とそれを備えた衛生洗浄装置
JP2008512157A (ja) * 2004-09-13 2008-04-24 ネステク ソシエテ アノニム 液体加熱装置及び液体加熱方法
JP2009092346A (ja) * 2007-10-11 2009-04-30 Kelk Ltd 流体加熱装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104797889A (zh) * 2012-09-28 2015-07-22 法雷奥热系统公司 用于热调节机动车流体的装置和相应供暖和/或空调设备
EP3012549A4 (en) * 2013-06-20 2016-06-01 Panasonic Corp HEATING DEVICE AND SANITARY WASHER AND EQUIPMENT THEREWITH

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