加热装置制造方法

文档序号:8090129
加热装置制造方法
【专利摘要】加热器(2),该加热器(2)具有因通电而发热的发热部(6);筐体(4),该筐体(4)收容有发热部,并在筐体与该发热部之间形成热介质的流路(18);温度检测元件(26),该温度检测元件(26)对在流路中的热介质的温度进行检测;以及通电切断元件,该通电切断元件根据由温度检测元件检测出的热介质的温度来将向加热器的通电切断,温度检测元件与发热部按压接触。
【专利说明】
加热装置

【技术领域】
本发明涉及一种加热装置,特别地涉及包括在与加热器的发热部之间形成热介质的流路的筐体的加热装置。

【背景技术】
在这种加热装置中,已知有包括加热器、筐体、温度检测元件及通电切断元件的加热装置,其中,上述加热器具有因通电而发热的发热部,上述筐体收容有上述发热部,并在上述筐体与上述发热部之间形成热介质的流路,上述温度检测元件对上述流路中的热介质的温度进行检测,上述通电切断元件根据上述检测出的热介质的温度来切断向加热器的通电。
此外,在专利文献I中,公开了一种加热装置,在该加热装置中,通过将恒温箱或温度保险丝设置在位于与发热部的发热面相同面上的筐体外的部位,在防止温度保险丝误工作的同时,防止当流路中不存在热介质的情况下产生的干烧。
此外,在专利文献2中,公开了一种加热装置,在该加热装置中,通过将温度保险丝设于通电端子,利用经由通电端子传递来的发热部的热,无论流路中的热介质的液位如何,均切断向加热器的通电,来防止干烧。
此外,在专利文献3中,公开了一种加热装置,在该加热装置中,在筐体的内侧设置呈凸状的凸部,通过使温度保险丝经由上述筐体的凸部与发热部接触,来防止干烧。
现有技术文献专利文献
专利文献1:日本专利特许第4561319号公报专利文献2:日本专利特许第4293091号公报专利文献3:日本专利特许第3395571号公报


【发明内容】

发明所要解决的技术问题
但是,在上述专利文献I?3中,均是使温度检测元件与位于筐体外的加热器的非发热部接触,并基于经由非发热部传递来的热来切断向加热器的通电,因此,通电切断元件的响应性变差,无法迅速地停止加热器,此外,会使干烧检测的精度降低,进而有可能导致加热装置冒烟着火。
此外,在加热器、筐体及温度检测元件分别由不同的材质形成的情况下,根据加热装置所使用的温度环境不同,因不同的材质的线膨胀系数及线收缩系数的差异,特别是在温度检测元件通过螺钉等紧固在筐体一侧的情况下,温度检测元件所测定的温度测定点会移动而错位,有可能进一步加剧通电切断元件的响应性变差、进而进一步加剧干烧检测精度的降低。
本发明为解决上述技术问题而作,其目的在于提供一种加热装置,该加热装置在对热介质的温度进行检测的同时高精度地对干烧进行检测,并能进行响应性优异的通电切断,通过可靠地防止冒烟着火,来提高可靠性。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的,本发明的加热装置包括:加热器,该加热器具有因通电而发热的发热部;筐体,该筐体收容有上述发热部,并在上述筐体与上述发热部之间形成热介质的流路;温度检测元件,该温度检测元件对在上述流路中的上述热介质的温度进行检测;以及通电切断元件,该通电切断元件根据由上述温度检测元件检测出的上述热介质的温度来将向上述加热器的通电切断,上述温度检测元件通过弹性构件与上述发热部按压接触。
较为理想的是,上述弹性构件具有以下大小的弹性力,该弹性力能克服沿与上述温度检测元件对上述发热部按压的方向平行的方向作用的上述发热部、上述温度检测元件及上述筐体各自的线膨胀及线收缩,以将上述温度检测元件按压到上述发热部。
较为理想的是,上述温度检测元件隔着密封构件而与上述筐体连接,上述弹性构件具有以下大小的弹性力,该弹性力能克服沿与上述温度检测元件对上述发热部按压的方向平行的方向作用的上述密封构件的摩擦力,以将上述温度检测元件按压到上述发热部。
较为理想的是,上述弹性构件具有以下大小的弹性力,该弹性力能克服沿与上述温度检测元件对上述发热部按压的方向平行的方向作用的上述流路的内压,以将上述温度检测元件按压到上述发热部。
较为理想的是,上述筐体隔着隔热构件而与上述弹性构件接触。
发明效果
根据本发明,由于包括对在热介质的流路中的热介质的温度进行检测的温度检测元件和根据由上述温度检测元件检测出的热介质的温度来将向加热器的通电切断的通电切断元件,且使上述温度检测元件与加热器的发热部按压接触,因此,在对热介质的温度进行检测的同时高精度且可靠地对干烧进行检测,并能进行响应性优异的通电切断,由于能可靠地防止冒烟着火,因此,能提供一种可靠性高的加热装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1是本发明一实施方式的加热装置的纵剖视图。
图2是从A — A方向对图1的加热装置进行观察的主要部分剖视图。
图3是本发明的变形例的加热装置的纵剖视图。
图4是从图3的B — B方向对图3的加热装置进行观察的主要部分剖视图。

【具体实施方式】
以下,基于附图,对本发明的加热装置的一实施方式进行说明。
如在图1中示意地表示的那样,加热装置I包括加热器2及收容有加热器2的壳体(筐体)4。
如在图2中示意地表示的那样,加热器2是因通电而发热的电热线加热器,通过将镍铬合金线等线圈状的电热线8插入有底圆筒状的、例如不锈钢制的金属管(发热部)6内,且将具有高电绝缘性及高导热性的氧化镁等耐热绝缘件10加压填充到金属管6内并封入电热线8,来形成上述加热器2。
在金属管6的一端开口部设置有将硅酮或玻璃等铸造模塑成型而成的端子部12,从端子部12引出与电热线8连接的引线14。引线14与外部的未图示的电源装置电连接,并构成用于对电热线8进行通电的未图示的通电回路。另外,在图1中,虽然仅示出一个加热器2,但也可以设置多个加热器2。
另一方面,壳体4由一个或多个例如铝合金的铸造件构成,在壳体4内,通过将金属管6的两端附近经由环状的O形环16气密地围绕而收容有加热器2。在壳体4的内表面4a与金属管6的外周面6a之间确保间隙,上述间隙用作供乙二醇等作为LLC (冷却水、防冻液)的热介质流动的流路18。此外,在壳体4的外表面4b的适当位置处,以与流路连通的方式突出设置有热介质的入口管20和出口管22。
这样示意构成的加热装置I装载于例如混合动力汽车或电动汽车等车辆,在混合动力汽车的情况下作为弥补发动机废热的不足而进行热供给的辅助热源,在电动汽车的情况下作为代替不存在的发动机进行热供给的代替热源,来用于对在车用空调装置的制冷回路中循环的制冷剂等进行加热。
例如,在混合动力汽车的情况下,在发动机冷却用的未图示的冷却水回路中循环的LLC经由入口管20流入流路18,并通过加热器2进行加热。在发动机及加热装置I中被加热的LLC的热用于对在设于车用空调装置的制冷回路中循环的制冷剂进行加热,利用上述加热后的制冷剂,来进行车室内空气的制冷制热。用于制冷剂加热的LLC从流路18经由出口管22流出而回到冷却水回路,再次对发动机进行冷却。
在此,在本实施方式中,在壳体4的与加热器2的长边方向垂直的方向上穿设有通孔24,在通孔24中插入有对在流路18中流动的LLC的温度进行检测的温度传感器(温度检测元件)26。温度传感器26是被例如黄铜材料覆盖的具有大致圆柱形状的外观的热敏电阻,上述温度传感器26的温度测定端部28在前端面30上与加热器2的金属管6的外周面6a接触。藉此,温度传感器26不仅能检测出LLC的温度,还能检测出加热器2的发热部即金属管6的表面温度。
此外,在温度传感器26的侧面26a上形成有环状槽32,在环状槽32中安装有O形环(密封构件)34,温度传感器26隔着各O形环34气密地连接固定在通孔24中。
此外,在本实施方式中,包括用于将温度传感器26向金属管6按压施力的按压机构39。
详细来说,在温度传感器26的侧面26a形成有直径比通孔24大的环状的凸缘部40,凸缘部40在通孔24中被定位在壳体4的外侧。另一方面,在壳体4的外表面4b中的通孔24的开口缘上突出设置有用于对温度传感器26进行固定的环状的固定部42,在固定部42的内周面42a上嵌入有环状的配合环44。温度传感器26的外端部36从配合环44的环孔44a以非接触状态突出,温度传感器26允许在通孔24的孔方向上移动。
另外,在配合环44与凸缘部40的各自的相对面上卡定有弹簧(弹性构件)46,弹簧46在凸缘部40的外端部36 —侧被卷绕安装在温度传感器26的侧面26a上。
弹簧46由具有规定的弹性系数G的、例如弹簧钢材形成,在图2中,弹簧46处于从自然长度被压缩到配合环44与凸缘部40之间的距离L的状态,在凸缘部40上朝弹簧46的伸缩方向作用有基于弹性系数G及距离L的规定的弹性力F。在上述状态下,凸缘部40与壳体4的外表面4b分开LI的距离,温度传感器26的前端面30以弹性力F朝图2所示的箭头方向被按压施力到金属管6的外周面6a。
如上所述,金属管6是不锈钢制的,温度传感器26是黄铜制的,壳体4是铝合金制的,上述各构件因所处的温度环境的不同,而具有彼此不同的线膨胀及线收缩的特性。但是,通过选定弹簧46的材质来预先设定弹性系数G,然后通过在壳体4的结构中预先设定上述配合环44与凸缘部40间的距离L,来预先调节弹簧46,以使弹簧46具有弹性力F,该弹性力F克服沿与温度传感器26对金属管6进行按压的方向平行的方向作用的、因金属管6、温度传感器26及壳体4的线膨胀及线收缩而引起的力Fl。
此外,温度传感器26在以弹性力F被按压施力在金属管6上时,通过使壳体4的外表面4b与凸缘部40分开上述距离LI,从而允许温度传感器26沿与温度传感器26的按压方向平行的方向移动。但是,由于通过使安装于温度传感器26的O形环34与通孔24密接,来保持流路18的气密性,因此,通过选定弹簧46的材质来预先设定弹性系数G,然后通过在壳体4的结构中预先设定距离L,来预先调节弹簧46,以使弹簧46具有弹性力F,该弹性力F克服沿与温度传感器26对金属管6按压的方向平行的方向作用的、O形环34相对于通孔24的摩擦力F2,以将温度传感器26按压到金属管6。
此外,由于在流路18中作用有包括LLC的热介质的内压P,因此,通过选定弹簧46的材质来预先设定弹性系数G,然后通过在壳体4的结构中预先设定距离L,来预先调节弹簧46,以使弹簧46具有弹性力F,该弹性力F克服沿与温度传感器26对金属管6按压的方向平行的方向作用的流路18的内压P,以将温度传感器26按压到金属管6。
通过上述弹性力F而被按压到金属管6的温度传感器26通过从其外端部36引出的导线38而与未图示的逆变器电连接,逆变器经由上述电源装置及通电回路,根据由温度传感器26检测出的LLC的温度和/或金属管6的表面温度,来进行使向加热器2的通电通断的通电控制(通电切断元件)。
在上述通电控制中,当在流路18中存在LLC的情况下,由于利用温度传感器26将LLC的温度控制在适当范围内,因此,加热器2的温度不会异常上升。
另一方面,以往,当因LLC未向冷却水回路供给的未供给状态或是因LLC从冷却水回路泄漏等原因,而在流路18中不存在LLC或是LLC非常少的情况下,由于不存在对来自加热器2的热进行传递的热介质、或是处于存在少量热介质的状态,因此,加热装置I处于干烧状态,而可能产生加热器2自身的温度异常上升这样的不良情况。即便产生这种干烧状态,在温度传感器26与金属管6没有接触、且配置在仅对LLC的温度进行检测的位置的现有的情况下,因由存在于温度传感器26周围的空气带来的隔热效果,而使温度传感器26的响应性变差,使得干烧检测延迟,其结果是,流路18内的温度持续上升,进而有可能导致加热装置I冒烟着火。
与此相对的是,在本实施方式中,通过使温度传感器26与加热器2的发热部即金属管6的外周面6a直接按压接触,且配置于供LLC流动的流路18,来进行通电控制,在这种通电控制中,着眼于作为液体的LLC与作为空气的气体间的传热性的差异,在流路18中存在LLC时,利用起支配作用的LLC的温度进行通电控制,在流路18中不存在LLC或存在少量LLC时,利用起支配作用的加热器2自身的温度进行通电控制。
如上所述,在本实施方式中,当在流路18中存在LLC时,能在不停止并保护加热装置I的情况下进行通常的通电控制,另一方面,当在流路18中不存在LLC或是存在少量LLC时,温度传感器26以由弹簧46施加的弹性力F被按压施力到金属管6,从而能在使温度传感器26与金属管6始终接触的状态下可靠地对干烧进行检测,并通过进行异常处理来迅速且可靠地停止并保护加热装置I。因而,能提供一种在利用温度传感器26进行通常的通电控制的同时,通过对干烧进行高精度且迅速的检测并可靠地防止冒烟着火来提高可靠性的加热
>j-U ρ?α装直。
特别是,通过将由弹簧46施加的弹性力F预先设定为克服沿与温度传感器26对金属管6按压的方向平行的方向作用的、因金属管6、温度传感器26、壳体4的线膨胀及线收缩而引起的力Fl的载荷,从而即便金属管6、温度传感器26、壳体4由不同的材质形成,加热装置I在严苛的温度环境下使用而受到热膨胀或热收缩的影响,也能使温度测定端部28的前端面30与金属管6的外周面6a始终接触,并能高精度且迅速地对干烧进行检测,从而能可靠地防止冒烟着火。
此外,由于将由弹簧46施加的弹性力F设定为克服O形环34相对于通孔24的摩擦力F2以及流路18的内压P的载荷,因此,由弹性力F施加的温度传感器26的移动不会受到上述摩擦力F2及内压P的阻碍,而能使温度测定端部28的前端面与金属管6的外周面6a可靠地接触。
本发明不局限于上述实施方式的加热装置I,可以进行各种变形。
例如,温度传感器26的按压机构39不局限于上述实施方式,也可以是图3及图4所示的按压机构48。
具体来说,也可以使温度传感器26的凸缘部40设定成比通孔24的孔径小并定位在通孔24中,然后,设置通过螺钉50紧固在壳体4的外表面4b上的盖构件52以代替固定部42及配合环44,并利用凸缘部40和盖构件52将弹簧46卡定。在这种情况下,由于消除了确保温度传感器26的按压机构39中的上述距离LI这样的结构上的限制,因此,能提供一种更加简化的按压机构48,并能提高加热装置I的生产率。
此外,如图3及图4所示,也可以在盖构件52与弹簧46之间设置环状的隔热构件54,并使弹簧46隔着隔热构件54而与盖构件52的背面52a抵接。在这种情况下,能抑制流路18内的热从与温度传感器26接触的弹簧46经由盖构件52散热,从而能提高加热装置I的热效率。另外,具有上述隔热构件54的结构也能应用在图1及图2所示的按压机构39中。
此外,在上述实施方式及变形例中,使用弹簧46作为在按压机构39、48中产生弹性力F的弹性构件,但不限定于此。具体来说,只要能产生弹性力F,也可以是杯状的盘簧,还可以是橡胶等弹性体。
此外,在上述实施方式及变形例中,金属管6是不锈钢制的,温度传感器26是黄铜制的,壳体4是铝合金制的,但不限定于上述材质,它们中的某些构件也可以是相同的材质。即便在这种情况下,通过使用预先设定了弹性力F的弹性构件,也能使由弹性力F引起的温度传感器26不会受到由线膨胀及线收缩而引起的力F1、摩擦力F2、内压P的阻碍,从而能使温度测定端部28的前端面30与金属管6的外周面6a可靠地接触。
另外,通过设定能吸收包括金属管6、温度传感器26、壳体4在内的按压机构39、48、进而是加热装置I的结构部件的尺寸公差及组装公差的弹性力F,从而无须对上述尺寸公差及组装公差进行严格的管理,就能使温度测定端部28的前端面30与金属管6的外周面6a可靠地接触。
此外,在上述实施方式中,将温度传感器26作为温度检测元件,并将进行通电控制的逆变器作为通电切断元件,但也可以使一体地设置有温度检测元件及通电切断元件的温度保险丝等与金属管6按压接触。
此外,本发明的加热装置I不仅可组装于混合动力汽车或电动汽车的车用空调装置,还可以用作其它用途的热源,这点是自不待言的。
(符号说明)
I加热装置 2加热器 4壳体(筐体)
6金属管(发热部)
18流路
26温度传感器(温度检测元件)
34 O形环(密封构件)
46弹簧(弹性构件)
54隔热构件
【权利要求】
1.一种加热装置,其特征在于,包括: 加热器,该加热器具有因通电而发热的发热部; 筐体,该筐体收容有所述发热部,并在所述筐体与所述发热部之间形成热介质的流路; 温度检测元件,该温度检测元件对在所述流路中的所述热介质的温度进行检测;以及通电切断元件,该通电切断元件根据由所述温度检测元件检测出的所述热介质的温度来将向所述加热器的通电切断, 所述温度检测元件通过弹性构件与所述发热部按压接触。
2.如权利要求1所述的加热装置,其特征在于, 所述弹性构件具有以下大小的弹性力,该弹性力能克服沿与所述温度检测元件对所述发热部按压的方向平行的方向作用的所述发热部、所述温度检测元件及所述筐体各自的线膨胀及线收缩,以将所述温度检测元件按压到所述发热部。
3.如权利要求1或2所述的加热装置,其特征在于, 所述温度检测元件隔着密封构件而与所述筐体连接, 所述弹性构件具有以下大小的弹性力,该弹性力能克服沿与所述温度检测元件对所述发热部按压的方向平行的方向作用的所述密封构件的摩擦力,以将所述温度检测元件按压到所述发热部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的加热装置,其特征在于, 所述弹性构件具有以下大小的弹性力,该弹性力能克服沿与所述温度检测元件对所述发热部按压的方向平行的方向作用的所述流路的内压,以将所述温度检测元件按压到所述发热部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的加热装置,其特征在于, 所述筐体隔着隔热构件而与所述弹性构件接触。
【文档编号】H05B3/00GK104303592SQ201380024145
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年5月8日 优先权日:2012年5月10日
【发明者】前村好信 申请人:三电有限公司
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