(57)【要約】【課題】自動車に搭載する液体加熱用のヒータにおいて、加熱ヒータの発熱部が空気中に露出して空焚きとなることを防止する。【解決手段】本発明の自動車用液体加熱ヒータ１は、液体を貯蔵するタンク部２と、タンク部２に貯蔵された液体を加熱する加熱ヒータ３と、タンク部２に液体を流入させる液体流入口４と、タンク部２から液体を流出させる液体流出口５とを備え、液体流入口４と液体流出口５をともに加熱ヒータ３の発熱部よりも高い位置に設置して、加熱ヒータ３の空気中への露出を防止する構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載する液体加熱用のヒータであって、
液体を貯蔵するタンク部と、
前記タンク部に貯蔵された液体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の発熱部よりも高い位置に設置され、液体を前記タンク部に流入させる液体流入口と、
前記加熱手段の発熱部よりも高い位置に設置され、液体を前記タンク部から流出させる液体流出口と
を備えることを特徴とする自動車用液体加熱ヒータ。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記タンク部の下方から挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用液体加熱ヒータ。
【請求項３】
前記加熱手段は、搭載されている車両の右側にあたる発熱部上部の角が落とされていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の自動車用液体加熱ヒータ。
【請求項４】
前記加熱手段は、搭載されている車両の左側にあたる発熱部上部の角が落とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自動車用液体加熱ヒータ。
【請求項５】
前記加熱手段は、搭載されている車両の前側にあたる発熱部上部の角が落とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自動車用液体加熱ヒータ。
【請求項６】
前記加熱手段は、搭載されている車両の後側にあたる発熱部上部の角が落とされていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の自動車用液体加熱ヒータ。
【請求項７】
前記液体流入口と前記液体流出口を同じ高さに設置し、
前記加熱手段の左右方向の中心は、前記液体流入口と前記液体流出口の左右方向の中心と一致するように設置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の自動車用液体加熱ヒータ。
【請求項８】
前記液体流入口と前記液体流出口を同じ高さに設置し、
前記加熱手段の前後方向の中心は、前記液体流入口と前記液体流出口の前後方向の中心と一致するように設置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の自動車用液体加熱ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載する液体加熱用の自動車用液体加熱ヒータに係り、特に液体の加熱を行うタンク部への液体出入口の設置位置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリット自動車の車室内の空調を行う空調装置として、温水を利用して暖房を行う温水式暖房装置が利用されている。この温水式暖房装置では、温水加熱器によって温水を加熱してポンプで循環させ、温水式熱交換器によって温水と空気との間で熱交換を行って車室内を暖房している。
【０００３】
上記温水式暖房装置に用いられる温水加熱器は、温水を所定量蓄える温水タンクと、温水タンク内に設置されて温水を加熱する電気ヒータとを備えており、電気ヒータに通電して発熱させ、温水タンクに蓄えられている温水を加熱して暖房に利用している。
【０００４】
このような温水式暖房装置における温水加熱器の従来例として、例えば特開平１０−２８７１２３号公報が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
この従来例では、温水タンクから温水を流出させる温水出口部を電気ヒータの発熱部よりも上に設けたことを特徴としている。
【特許文献１】特開平１０−２８７１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例では、温水出口部のみを電気ヒータの発熱部よりも上に設けているため、温水が流入しなくなった場合や、流体経路で漏れが発生した場合のような故障時には、温水が温水流入口より流出し、電気ヒータの発熱部が空気中に露出してしまうというという課題があった。
【０００７】
また、車両が傾斜している場合、特に温水出口部側に傾いている場合には、温水出口部に対して反対側の発熱部が空気中に露出してしまうという課題があった。
【０００８】
さらに、上述したように発熱部が空気中に露出した場合に、そのままの状態で加熱を続けてしまうと、発熱部の露出した部分が高温となってしまい（以下、空焚きという）、加熱手段の故障につながる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の自動車用液体加熱ヒータは、自動車に搭載する液体加熱用のヒータであって、液体を貯蔵するタンク部と、前記タンク部に貯蔵された液体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の発熱部よりも高い位置に設置され、液体を前記タンク部に流入させる液体流入口と、前記加熱手段の発熱部よりも高い位置に設置され、液体を前記タンク部から流出させる液体流出口とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る自動車用液体加熱ヒータでは、液体流入口と液体流出口がともに加熱手段の発熱部よりも高い位置に設置されているので、液体の経路において液漏れ等があった場合でも加熱手段の発熱部よりも上に液体の水位を保つことができ、これによって加熱手段の発熱部が空気中に露出して空焚き状態となることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係わる自動車用液体加熱ヒータの一実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１及び図２は本実施例に係る自動車用液体加熱ヒータの構成を示す断面図であり、図１は搭載されている車両の前方から見たときの内部構造を示す左右方向の断面図で、図２は搭載されている車両の横方向から見たときの内部構造を示す前後方向の断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施例の自動車用液体加熱ヒータ１は、液体を貯蔵するタンク部２と、タンク部２に貯蔵された液体を加熱する加熱ヒータ（加熱手段）３と、タンク部２に液体（図示せず）を流入させる液体流入口４と、タンク部２から液体を流出させる液体流出口５とを備えている。
【００１４】
ここで、加熱ヒータ３は、図示したようにタンク部２の下方から挿入され、タンク部２の底面に固定されている。本実施例では、加熱ヒータ３は、代表的な電気ヒータであるシーズヒータを一例として図示しているが、シーズヒータに限定されるものではなく、数回巻かれているシーズヒータや棒状のカートリッジヒータ、板状のセラミックヒータ、塊状の鋳込みヒータなどその他のヒータであってもよい。さらに、本実施例では加熱ヒータ３の方向を左右方向にして設置しているが、前後方向に設置してもよい。
【００１５】
液体流入口４と液体流出口５は、それぞれ加熱ヒータ３の発熱部よりも高い位置に設置され、液体の流出入が行われる。なお、本実施例では液体流入口４が車両の前方側に設置され、液体流出口５が車両後方側に設置されているように図示しているが、逆に設置してもよいし、また車両の左右側から液体の流出入を行うようにしてもよい。さらに、液体流入口４と液体流出口５は、それぞれタンク部２の前後側面の左右の端に設置されているが、側面の中央に設置するようにしてもよい。
【００１６】
このように構成された本実施例の自動車用液体加熱ヒータ１において、加熱ヒータ３は液体流入口４と液体流出口５よりも低い位置になるように設置されているため、水平状態において液体が流入後、何らかの理由で液体が流入しなくなったとしても、そのときの最低水位は図中Ａまでとなるので、加熱ヒータ３が空気中に露出してしまうことは無く、加熱ヒータ３の空焚きを防止することができる。
【００１７】
また、加熱ヒータ３をタンク部２の下方から挿入しているので、液体が最も流れやすい液体流入口４と液体流出口５との間に加熱ヒータ３を設置することができ、液体を容易に温めることができる。さらに、加熱ヒータ３を下方から挿入すると、加熱ヒータ３のすべてを液体中に浸すことができるので、加熱に必要のない非加熱部を無くすことができる。これにより無駄な部分を省くことができるので、軽量化にも効果がある。
【００１８】
さらに、この自動車用液体加熱ヒータ１を燃料電池自動車に搭載し、低温保管時等にスタックを０℃以上に保温するためのスタック用冷却水の加熱保温に使用する場合には、加熱ヒータ３の接続部６をタンク部２の下側に設置することになるので、その高さの分だけ自動車用液体加熱ヒータ１の本体の高さを高くすることができ、低温保管時に最も温度が低くなる車両底面よりも高い位置に保つことができる。したがって、タンク部２や冷却水からの放熱を抑えることができ、効率のよい加熱保温が可能となる。
【００１９】
次に、本実施例の自動車用液体加熱ヒータ１が搭載された車両が左右に傾斜した場合について説明する。図１中のＢは、加熱ヒータ３の発熱部右側上部表面と液体流入口４の最下部とで形成される液面を表している。このとき、水平面Ａと水面Ｂとで形成される角度αよりも車両が傾かなければ、加熱ヒータ３の表面が空気中に露出してしまうことは無く、空焚きを防止することができる。
【００２０】
ここで、加熱ヒータ３の右側上部に角がついていたり、曲げＲが小さいと角度αが小さくなり、加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出し易くなってしまうので、角を落としたり、大きなＲ（最小曲げＲ以上）にすると、車両の傾斜に対する許容角度αが大きくなり、加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出しにくくなる。これにより、空焚きになる可能性を低くすることができる。なお、図１では、車両が左側に傾斜した場合を例にして示しているが、車両が右側に傾斜した場合も同様である。また、液体流入口４と液体流出口５の左右方向の中心と、加熱ヒータ３の左右方向の中心を一致させると、右傾斜のときに水平面Ａと傾斜時の水面との間にできる角度をα’とすると、α＝α’となり、左右で許容できる傾斜角が等しくなる。
【００２１】
次に、本実施例の自動車用液体加熱ヒータ１が搭載された車両が前後に傾斜した場合について説明する。図２中のＣは、加熱ヒータ３の発熱部上部表面と液体流出口５の最下部とで形成される水面を表している。このとき、水平面Ａと水面Ｃとで形成される角度βよりも車両が傾かなければ、加熱ヒータ３の表面が空気中に露出してしまうことは無く、空焚きを防止することができる。ここで、加熱ヒータ３の前側上部に角がついていたり、曲げＲが小さいと角度βが小さくなり、加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出し易くなってしまうので、角を落としたり、大きなＲ（最小曲げＲ以上）にすると、車両の傾斜に対する許容角度βが大きくなり、加熱ヒータ３の発熱部が露出しにくくなる。本実施例ではシーズヒータを一例として図示しているので、予め円筒のものが成型されていてＲがついているが、他のヒータを使用する場合には角を落とす処理が必要になる。
【００２２】
また、図２では、車両が後側に傾斜した場合を例示しているが、前側に傾斜した場合も同様である。また、液体流入口４と液体流出口５の前後方向の中心と、加熱ヒータ３の前後方向の中心を一致させると、前側傾斜のときに水平面Ａと傾斜時の水面との間にできる角度をβ’とすると、β＝β’となり、前後で許容できる傾斜角を等しくすることができる。
【実施例２】
【００２３】
図３は、複数の加熱ヒータ３をタンク部２に設置した場合の構成を示す断面図であり、実施例１と同等部分を同一符号で示す。
【００２４】
本実施例では、加熱ヒータ３を前後方向に複数設置している。この場合には２本の加熱ヒータ３で１つの加熱ヒータと考え、後側傾斜のときにできる加熱ヒータ３の発熱部と液体流出口５の最下部とで形成される水面は図３中Ｄとなり、前側傾斜のときにできる加熱ヒータ３の発熱部と液体流入口４の最下部とで形成される水面は図３中Ｅとなる。また、加熱ヒータ３の前後方向の中心は２本の加熱ヒータ３の中心と考え、この加熱ヒータ３の中心と、液体流入口４と液体流出口５の前後方向の中心とを一致させると、水平面Ａと水面Ｄで形成される角度と水平面Ａと水面Ｅで形成される角度を等しくすることができる。
【００２５】
図３では、それぞれの加熱ヒータ３の方向を左右方向にし、前後方向に並べて設置したが、加熱ヒータ３の方向を前後方向にし、左右方向に並べて設置してもよい。また、加熱ヒータ３の数は２個以上であってもよい。
【００２６】
以上説明したように、各実施例の自動車用液体加熱ヒータ１では、液体流入口４と液体流出口５がともに加熱ヒータ３の発熱部よりも高い位置に設置されているので、タンク部２への液体の流入が停止した場合であっても、加熱ヒータ３の発熱部よりも上に液体の水位を保つことができ、これによって加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出して空焚きとなることを防止することができる（請求項１の効果）。
【００２７】
また、各実施例の自動車用液体加熱ヒータ１では、加熱ヒータ３をタンク部２の下方から挿入しているので、液体流入口４と液体流出口５が高い位置に設置されていることにより最も液体の流れやすいタンク部２の上部を効率的に温めることができる。また、加熱ヒータ３を下方から挿入すると、接続部６がタンク部２の下になるので、接続部６の高さの分だけタンク部２の高さを高くすることができる。これによって、低温保管時に最も温度が低くなる車両底面よりも高い位置にタンク部２を保つことができ、放熱を抑えることができる。さらに、加熱ヒータ３を下方から挿入すると、加熱ヒータ３のすべてを液体中に浸すことができるので、加熱に必要のない非加熱部をなくすことができる（請求項２の効果）。
【００２８】
さらに、各実施例の自動車用液体加熱ヒータ１では、加熱ヒータ３の発熱部の左右上部の角が落とされているので、車両が傾斜したことによって加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出してしまう角度を大きくすることができ、これによって加熱ヒータ３を空焚き状態になりにくくしている（請求項３、４の効果）。
【００２９】
また、各実施例の自動車用液体加熱ヒータ１では、加熱ヒータ３の発熱部の前後上部の角が落とされているので、車両が傾斜したことによって加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出してしまう角度を大きくすることができ、これによって加熱ヒータ３を空焚き状態になりにくくしている（請求項５、６の効果）。
【００３０】
さらに、各実施例の自動車用液体加熱ヒータ１では、液体流入口４と液体流出口５を同じ高さに設置し、加熱ヒータ３の左右方向の中心を、液体流入口４と液体流出口５の左右方向の中心と一致するように設置したので、車両が傾斜したことによって加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出してしまう角度を左右同じにすることができる（請求項７の効果）。
【００３１】
また、各実施例の自動車用液体加熱ヒータ１では、液体流入口４と液体流出口５を同じ高さに設置し、加熱ヒータ３の前後方向の中心を、液体流入口４と液体流出口５の前後方向の中心と一致するように設置したので、車両が傾斜したことによって加熱ヒータ３の発熱部が空気中に露出してしまう角度を前後同じにすることができる（請求項８の効果）。
【００３２】
以上、本発明の自動車用液体加熱ヒータについて、図示した実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、自動車に搭載する液体加熱用のヒータであって、特に加熱ヒータの発熱部が空気中に露出してしまうことを防止するための技術として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１に係る自動車用液体加熱ヒータの構成を示す左右方向の断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る自動車用液体加熱ヒータの構成を示す前後方向の断面図である。
【図３】複数の加熱ヒータをタンク部に設置した実施例２の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  自動車用液体加熱ヒータ
２  タンク部
３  加熱ヒータ（加熱手段）
４  液体流入口
５  液体流出口
６  接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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