(57)【要約】本発明は、特にハイブリッド駆動又は電気駆動の車両のための、車両用電気ヒータであって、加熱機器（１０）を含んでおり、この加熱機器は、反対向きの２つの主外面（２０、２１）を有するキャリア体（１４）を含み、このキャリア体（１４）は、２つの主外面（２０、２１）の一方を見たときに、隣接する２つの発熱領域（１６、１８）に分割されており、キャリア体（１４）は、各発熱領域（１６、１８）に、少なくとも１つの発熱素子（２２）を備えている。更に、加熱機器（１０）は、互いに独立して発熱素子（２２）を制御するための制御部（３１）と、キャリア体（１４）と熱的に結合される、少なくとも１つの放熱体（４２、４８）とを有している。
2015520067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド駆動又は電気駆動の車両を含む車両用の電気ヒータであって、
加熱機器（１０）を含み、該加熱機器は、
反対向きの２つの主外面（２０、２１）を有するキャリア体（１４）を備え、
該キャリア体（１４）が、前記２つの主外面（２０、２１）の一方を見たときに、隣接する２つの発熱領域（１６、１８）に分割されており、
該キャリア体（１４）が、各発熱領域（１６、１８）に少なくとも１つの発熱素子（２２）を備え、
前記加熱機器は、更に、互いに独立して前記発熱素子（２２）を制御するための制御部（３１）と、
熱エネルギーを熱輸送媒体へ放散するための、少なくとも１つの熱交換部（４２、４８）とを備え、該熱交換部が前記キャリア体（１４）と熱的に結合されていることを特徴とする車両用電気ヒータ。
【請求項２】
前記発熱領域（１６、１８）と関連している前記発熱素子（２２）が、前記キャリア体（１４）の同じ主外面（２０、２１）上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用電気ヒータ。
【請求項３】
一方の前記発熱領域（１６、１８）の少なくとも１つの前記発熱素子（２２）が、前記キャリア体（１４）の前記主外面（２０、２１）の一方の面に配置され、他方の前記発熱領域（１６、１８）の少なくとも１つの前記発熱素子（２２）が、前記キャリア体（１４）の前記主外面（２０、２１）の他方の面に配置されることを特徴とする請求項１記載の車両用電気ヒータ。
【請求項４】
前記制御部が、前記キャリア体（１４）の発熱領域（１６、１８）の外側に位置する領域、或いは、前記キャリア体（１４）の発熱領域（１６、１８）の外側に位置する複数の領域に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の車両用電気ヒータ。
【請求項５】
２つの熱交換部（４２、４８）を含み、該２つの熱交換部（４２、４８）の間に前記キャリア体（１４）が配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の車両用電気ヒータ。
【請求項６】
前記キャリア体（１４）は、長尺形状であって長手方向に延在しており、前記２つの発熱領域（１６、１８）は、前記キャリア体（１４）の同じ主外面（２０、２１）上、或いは、前記キャリア体（１４）の異なる主外面（２０、２１）上に、互いに重なり又は重ならずに、延在する前記長手方向に沿って順々に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の車両用電気ヒータ。
【請求項７】
前記キャリア体（１４）がセラミック基板で構成され、前記発熱素子（２２）の各々が熱導体路（２４）として形成され、該熱導体路（２４）の各々が、前記セラミック基板に固定される１つ又は複数のカバー部材（３６、３７）で覆われていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の車両用電気ヒータ。
【請求項８】
前記セラミック基板は、前記カバー部材（３６、３７）よりも突出した少なくとも１つの突出部を有し、前記発熱素子（２２）のための制御回路の部品が、前記セラミック基板の前記突出部に配置されることを特徴とする請求項４から７及び適用可能な場合は上述した他の請求項のいずれか１項記載の車両用電気ヒータ。
【請求項９】
前記カバー部材（３６、３７）又は前記各カバー部材（３６、３７）が、電気絶縁性と共に熱伝導性を有する、イミド化合物又はポリイミドを含むプラスチックフィルムとして設けられ、或いは、
前記カバー部材（３６、３７）が、ガラスの、パッシベーション層を含み、及び／又は、熱伝導性のペースト（３８、３９）が、少なくとも１つの発熱素子（２２）を具備する前記主外面（２０、２１）の各々と前記カバー部材（３６、３７）との間、又は、前記カバー部材（３６、３７）と前記熱交換部との間に設けられることを特徴とする請求項７又は８記載の車両用電気ヒータ。
【請求項１０】
前記熱交換部（４２、４８）又は前記各熱交換部（４２、４８）が、互いに隣接して突出した複数の放熱フィン（４６、５２）を備える放熱体で構成され、前記複数の放熱フィン（４６、５２）の間を前記熱輸送媒体が流れ、少なくともいくつかの前記放熱フィン（４６、５２）が、前記熱輸送媒体が流れる方向視で、反対方向に傾いた放熱フィン部（４７、５３）を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の車両用電気ヒータ。
【請求項１１】
前記熱輸送媒体は、前記熱交換部を通って及び／又は前記熱交換部の周囲を流れ、これによって２つの部分的な流れが発生し、該部分的な流れの各々が、前記加熱機器の別個の発熱領域に関連することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の車両用電気ヒータ。
【請求項１２】
少なくとも１つの加熱機器を含む第１組の加熱機器が、２つの部分的な流れである、第１又は第２の部分的な流れの各一方と関連され、又、少なくとも１つの加熱機器を含む第２組の加熱機器が、更なる２つの部分的な流れである、第３又は第４の部分的な流れの各一方と関連されるように、複数の加熱機器を備え、
前記第１組の少なくとも１つの加熱機器の一方の発熱領域が、前記第１の部分的な流れと関連され、前記第１組の少なくとも１つの加熱機器の他方の発熱領域が、前記第２の部分的な流れと関連され、前記第２組の少なくとも１つの加熱機器の一方の発熱領域が、前記第３の部分的な流れと関連され、前記第２組の少なくとも１つの加熱機器の他方の発熱領域が、前記第４の部分的な流れと関連されていることを特徴とする請求項１１記載の車両用電気ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ハイブリッド駆動又は電気駆動の車両用の、車両用電気ヒータに関するものである。車両用電気ヒータは、エアヒータに限らず、熱輸送媒体を加熱するヒータであってもよく、この熱輸送媒体は、例えば熱交換部を介して、車両内を流れる気流に熱エネルギーを放出するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を有する従来の車両に、車両室内の加熱に十分なエネルギーをエンジン冷却剤の昇温段階中に入手できるような、付加的な電気ヒータが具備されることが知られている。このような付加的な電気ヒータは、操作モードの理由により又は設計的な理由により冷却剤の温度が低すぎるような、内燃機関を有する車両であっても利用することができる。更に、車両用電気ヒータは、特にハイブリッド駆動又は電気駆動の車両で使用される。
【０００３】
既知の車両用電気ヒータは、通常、別々に制御可能な複数の加熱機器や加熱装置を有している。各加熱装置は、各加熱装置において同時に制御される、１つ又は複数の発熱素子を含んでいる。従って、加熱装置の発熱素子の各々を、別々に制御することはできない。これは、加熱装置全体が常に同じ温度であることを意味する。
【０００４】
そのような加熱機器又は加熱装置を備える車両用電気ヒータが、その加熱装置が縦向き又は実質的に縦向きに設置される場合は、車両用電気ヒータを通過する気流を、運転者用と同乗者用とで別々に加熱できる。従って、所謂デュアルゾーンの暖房装置は、比較的単純な方法で実現できる。
【０００５】
しかしながら、構造的な空間の状態によっては、車両用電気ヒータを、上述した配置に対して９０°回転させて設置せざるを得ない、又は設置しなければならない必要があるかもしれない。この場合は、ヒータを通過する気流を、重なり合う流れの層に関して、異なる温度に加熱することができる。ヒータを用いて、温度設定及び温度制御を、運転者と同乗者とに対して別々に行うことを意図する場合は、混合して変動する温度を用いる複雑な方法、或いは、運転者と同乗者とに対して別々に冷気と暖気とが混合する、類似した方法を実行しなければならず、一方で、これらは強いエネルギーが必要で不都合であり、他方で、加熱機器又はヒータを部分的に密閉する必要が生じることがある。この部分的な密閉によって、加熱機器、ヒータ、或いは、冷却される電子機器に、局所的な過熱が発生する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許発明第１００３２０９９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１０００００４２号明細書
【特許文献３】西独国特許出願公開第２５３１４５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
独国特許発明第１００３２０９９号明細書から、車両室内へ流れる空気を加熱するための付加的な電気ヒータが既知であり、これは、２つの側面を有する長尺のキャリア部材を含んでおり、その少なくとも一方の側面に、複数の長尺形状の発熱素子が配置され、これらの発熱素子は、加熱力を調整するために制御することができる。ここで、この制御は、段階的な方法、すなわち、加熱力を（段階的に）変化させる（大きくする又は小さくする）ために、更なる発熱素子を連続的にオンへ切り替えることによって実行される。換言すれば、１つ目の発熱素子の制御に加えて２つ目の発熱素子がオンへ切り替えられたとき、前もって２つ目の発熱素子がオフに切り替えられていない状態では、時間が経っても１つ目の発熱素子をオフに切り替えることができない、という点において、複数の発熱素子を互いに独立して制御することはできない。従って、この既知の付加的な電気ヒータは、発熱素子の個々の発熱領域を、制御及び互いに別個に加熱することはできない。
【０００８】
更に、独国特許出願公開第１０２０１０００００４２号明細書から、電気発熱素子及びその製造方法の発明が知られており、又、西独国特許出願公開第２５３１４５０号明細書から、放熱体の発明が知られている。
【０００９】
本発明の目的は、特に、ハイブリッド駆動又は電気駆動の車両のための、車両用電気ヒータを提供して、運転者及び同乗者のために、加熱機器の異なる領域に沿って流れる媒体（例えば空気）に対する異なる温度設定を、簡単な方法で実現することにある。このような加熱機器を利用して、特に気体（例えば空気）や液体（例えば水）といった、（流れている）熱輸送媒体を加熱することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
特に、ハイブリッド駆動又は電気駆動の車両のための、車両用電気ヒータを提供するという、本発明の目的を達成するために、本ヒータは、少なくとも１つの加熱機器を含んでおり、この加熱機器は、
反対方向の２つの主外面を有するキャリア体を含み、
このキャリア体は、２つの主外面のうちの一方を見たときに、隣接する２つの発熱領域に分割され、
キャリア体は、各発熱領域に少なくとも１つの発熱素子を備えており、
更に、加熱機器は、発熱素子を互いに独立して制御するための制御部と、
熱エネルギーを熱輸送媒体へ放散するための、少なくとも１つの熱交換部とを含み、この熱交換部は、キャリア体と熱的に結合されている。
【００１１】
基本的に、本発明は、車両用電気ヒータ（完全な又は付加的なヒータ）のための加熱機器を提供するものであり、この加熱機器は、実質的に加熱機器の全長に沿って延びたキャリア体上に、隣接する２つの発熱領域が設けられている。各発熱領域は、例えば、発熱領域毎に加熱力を変えることができるように、１つ又は複数の発熱素子を含むことができる。この発熱素子は、線形的に又は段階的に制御できる。キャリア体自体は、反対向きの２つの主外面を有しており、長尺形状であることが好ましい。キャリア体の好ましい材料は、例えば、セラミック材である。
【００１２】
キャリア体の２つの主外面の一方を見たときに、キャリア体は、隣接する（少なくとも）２つの発熱領域に分割されている。各発熱領域は、少なくとも１つの発熱素子を含んでおり、異なる発熱領域の発熱素子を、互いに独立して制御することができる。この目的を制御部が果たす。制御部は電気回路を含んでおり、この電気回路の少なくとも１つの部品（例えば、バイポーラ型トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ、或いは、ＩＧＢＴトランジスタ）が、熱の形態で電力損失を起こしている。好ましくは、この部品がキャリア体上、具体的には、発熱領域から空間的に分けられた制御領域に位置している。この態様では、車両の加熱装置を通過して流れる熱輸送媒体の温度の制御に、更に熱損失を利用することができる。更に、加熱機器は、キャリア体に熱的に結合され、熱輸送媒体（気体又は液体）に接触して加熱させる、熱交換部を備えている。この熱交換部を介して（或いは拡張面を介して）、発熱素子の熱エネルギーが周囲へ、すなわち、近傍を流れる熱輸送媒体（気体又は液体）へ放出される。以下では、熱交換部を放熱体としても言及している。
【００１３】
少なくとも２つの発熱領域は、キャリア体の同じ主外面、或いは、別々の主外面に配置されている。つまり、異なる発熱領域の夫々についての発熱素子を、キャリア体の両方の主外面に配置することも可能である。従って、各発熱領域は、キャリア体の両方の主外面に配置された発熱素子を含んでいる。異なる発熱領域についての発熱素子を、互いに独立して制御できるように、発熱領域の個々の発熱素子への供給ラインは、発熱体上に具備されていることが好ましい。本発明により提供する加熱機器によって、車両用電気ヒータの加熱装置の異なる部位を、異なる温度に加熱することができる。このような車両用ヒータを、加熱機器又は加熱装置が実質的に横方向に延在するように設置した場合は、車両用ヒータを通って流れる熱輸送媒体を、例えば、左側の部分と右側の部分とで、異なる温度に制御することができる。これにより、運転者及び同乗者のためのエアヒータでは、運転者側と同乗者側とで異なる温度への設定を、車両用ヒータを出る気流の「後処理」を必要としない簡単な方法で実現することができる。むしろ、その気流を、運転者側と同乗者側との夫々に対する部分的な２つの気流へと、簡単に分けることができる。
【００１４】
本発明の加熱機器を縦向きに設置した場合でも、運転者側と同乗者側とに対する別々の温度設定を考えることができ、この場合は、加熱機器を（その長手方向に沿って）異なる温度に加熱するという選択肢を、放棄することもある。
【００１５】
従って、本発明の車両用電気ヒータは、車両用ヒータの表面の温度分布に関して、縦向き及び横向きの双方に変えることができる。例えば、別々に加熱されるように各々が適合した、熱輸送媒体の４つの部分的な気流を実現することができ、その気流が、流れの断面で確認できるような４つの四分区域に対応している。
【００１６】
発熱素子は、具体的にはペースト印刷工程によって、キャリア体としてのセラミック基板上へ、発熱導体路として適切に形成してもよい。キャリア体上の発熱導体路や他の導体路は、（特にセラミック材の）カバー部材によって覆うことができ、このカバー部材は、一方では電気的な絶縁効果を有しており、他方では電気伝導性があり、更に、ガラス半田又は接着剤を用いてキャリア体と接着される。これに代えて、電気的な絶縁と、同時に熱伝導性とを、イミドをベースとするプラスチックフィルムを用いて、又はガラスパッシベーションによって実現してもよい。
【００１７】
本発明の更なる好適な実施形態を、従属クレームで明らかにしている。
【００１８】
例えば、車両用電気ヒータは、加熱機器毎に２つの熱交換部を有することが可能であり、それらの間にキャリア体が熱交換部と熱的に結合して配置される。
【００１９】
本発明の好適な別の実施形態では、キャリア体が長尺形状で長手方向に延びており、長手延在方向で見たときに、２つの発熱領域が、互いに重なり又は互いに重ならずに、キャリア体の同じ主外面上又はキャリア体の異なる主外面上に直列に配置されている形態を提供することができる。
【００２０】
更に、キャリア体がセラミック基板を有し、発熱素子が各々発熱導体路として形成され、各発熱導体路が、セラミック基板に固定される１つ又は複数のカバー部材で覆われていてもよい。
【００２１】
本発明の好適な別の実施形態では、セラミック基板が、少なくとも１つの端部に、カバー部材よりも突出した突出部を有し、発熱素子のための制御回路の部品が、セラミック基板の突出部に配置される形態を提供することができる。
【００２２】
更に、カバー部材又は各カバー部材が、電気絶縁性と同時に熱伝導性を有する、特にイミド化合物又はポリイミドを含むプラスチックフィルムとして作られ、及び／又は、熱伝導性のペーストが、少なくとも１つの発熱素子を備える各主外面とカバー部材との間、或いは、カバー部材と熱交換部との間に具備されていてもよい。
【００２３】
カバー部材には、特に好適にセラミック材が適している。しかしながら、電気絶縁性と同時に熱伝導性を有するプラスチック材料のフィルムも用いられる。このフィルムは、優れた熱伝導性を提供すると共に、破壊的な放電に耐える電気絶縁性を保証する高性能のプラスチック材料で作られる。このようなプラスチック材料は、化学的なイミド化合物又はポリイミドを含んでいる。具体的には、ポリイミドは純粋な芳香族ポリイミドである。このような材料は、熱耐性を有し、更に、僅かな気体抜けのある上方への放射耐性及び絶縁性を有している。それらは、−２７３℃から＋４４０℃の温度範囲で寸法安定性を有している。連続使用温度は２３０℃以上であり、短時間なら４００℃も可能である。本発明での使用に適した、純粋な芳香族ポリイミドを含む既知の材料は、カプトン（登録商標）という名で販売されている。これに代えて、電気絶縁性及び熱伝導性を備える材料のパッシベーション層（例えば、ガラスパッシベーション層）を、カバー部材としてセラミック基板上に適用してもよい。この場合は、プラスチックフィルムや（ガラス半田が溶着された）セラミックのカバー層を、（行わなくてもよいが）省くことができる。上記の選択肢により、僅かなｋＶ以上の（試験）電圧の、電気的な絶縁を達成することが可能になる。
【００２４】
更に、本発明の車両用電気ヒータは、各々が２つの熱交換部を備える複数の加熱機器と、加熱機器を並列配置で保持する保持フレームとを含むことも可能であり、上記の熱交換部は、加熱機器の相反する側から突出した放熱フィンを備え、隣接する２つの加熱機器の、対向する熱交換部の放熱フィンが噛み合い、及び／又は、最も離れている２つの加熱機器の、外側の熱交換部の放熱フィンが、保持フレームのカバー部により少なくとも部分的に覆われている。これに代えて、加熱機器又は各加熱機器が、互いに隣接して突出した複数の放熱フィン（これらの間を通って熱輸送媒体が流れる）を備えた、放熱体を含んでいてもよく、少なくともいくつかの放熱フィンが、熱輸送媒体が流れる方向視で反対方向に傾斜した放熱フィン部を有している。
【００２５】
本発明の好適な他の実施形態では、熱輸送媒体が、熱交換部を通って、及び／又は、熱交換部の周囲を流れ、これによって部分的な流れが生じ、部分的な流れの各々が加熱機器の別個の発熱領域と関係する形態を提供することができる。
【００２６】
更に、複数の加熱機器を、各加熱機器の各発熱領域が別個の２つの部分的な流れと関係するような位置に、必ず設置することとしてもよい。
【００２７】
上述した変形の代わりに、本発明に従って、少なくとも１つの加熱機器を含む第１組の加熱機器を、２つの部分的な流れの各一方（すなわち、第１又は第２の部分的な流れ）と関連させ、又、少なくとも１つの加熱機器を含む第２組の加熱機器を、更に２つの部分的な流れの各一方（すなわち、第３又は第４の部分的な流れ）と関連させるように、複数の加熱機器を設けることも可能であり、この際、第１組の少なくとも１つの加熱機器の、一方の発熱領域を第１の部分的な流れと関連させ、第１組の少なくとも１つの加熱機器の、もう一方の発熱領域を第２の部分的な流れと関連させ、更に、第２組の少なくとも１つの加熱機器の、一方の発熱領域を第３の部分的な流れと関連させ、第２組の少なくとも１つの加熱機器の、もう一方の発熱領域を第４の部分的な流れと関連させる。
【００２８】
上述した特徴の代わりとして、又は追加的に、本発明の車両用電気ヒータは、以下に列挙した特徴の１つを含むことができる。
【００２９】
１．ペースト印刷工程によって片面又は両面に発熱導体路がプリントされたセラミック基板であり、導体路が、発熱素子として機能すると共に、導体路上へ適用された熱伝導性のフィルムによって絶縁される。放熱体又は発熱体が、導体路の熱を空気中へ放散させる。
【００３０】
２．電気回路の半導体部品又は他の部品であり、これによって発熱導体路を制御することができ、この部品はセラミック基板上に配置される。この部品は、自体の熱損失をセラミック基板へ放散し、これによって、順次、基板に付加された熱が、発熱体又は放熱体（熱交換部）を介して周囲へ放散される。
【００３１】
３．代替的に、絶縁を目的として、熱伝導性を有する接着剤を用いて、セラミック基板の導体路上へセラミックカバーを固定してもよい。しかしながら、セラミックカバーは、セラミック基板の片面にプリントされた熱伝導性を有するペースト上へ適用してもよく、この場合は、クランプ又は類似の機械的な結合機構によって固定され、放熱体又は発熱体と一体にされる。
【００３２】
４．ペースト印刷工程によって、発熱素子として導体路が両面にプリントされたセラミック基板である。ここで、導体路は、特に長尺形状のセラミック基板の長手延在方向に沿って見たときに順々に配置され、互いに重なることもできる、２つの発熱領域を形成するように、セラミック基板の２つの主外面上に配置されている。熱伝導性フィルム（例えばカプトン（登録商標））、ガラスパッシベーション、或いは、セラミックカバーが、導体路上に設けられ、熱伝導性を保持しながら、これらの導体路を周囲から絶縁する。加熱機器の熱は、放熱体又は発熱体を介して、周囲の空気又は気流内へ放出される。
【００３３】
５．ペースト印刷工程によって、発熱素子として導体路が片面にプリントされたセラミック基板である。ここで、導体路は、特に長尺形状のセラミック基板の長手延在方向に沿って見たときに順々に配置され、互いに重なることもできる、２つの発熱領域を形成するように、セラミック基板の２つの主外面上に配置されている。熱伝導性フィルム（例えばカプトン（登録商標））、ガラスパッシベーション、或いは、セラミックカバーが、導体路上に設けられ、熱伝導性を保持しながら、これらの導体路を周囲から絶縁する。加熱機器の熱は、放熱体又は発熱体を介して、周囲の空気又は気流内へ放出される。
【００３４】
６．セラミック基板上に発熱領域毎に１つ設置される半導体部品であって、発熱素子毎に設置されていてもよく、これらの部品によって、発熱導体路を別々に制御できる。この半導体部品は、自体の熱損失をセラミック基板へ放散し、これによっても空気が加熱される。
【００３５】
７．更に、本発明の概念は、国際公開第２０１１／１２０９４６Ａ１号、及び、国際公開第２０１１／０８５９１５Ａ１号に開示された特徴と組み合わせることができる。この点で、上記文献の内容は、参照によって本発明に組み込まれる。
【００３６】
以下、図面に関連すると共に実施形態に関連して本発明を説明する。具体的に、図面は下記を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】加熱機器の斜視図である。
【図２】図１の加熱機器の分解図である。
【図３】発熱素子の底面、すなわち、図２の加熱機器の発熱素子のキャリア体の図である。
【図４】図１〜図３の加熱機器を複数備え、これらの加熱機器が横向きに設置された車両用電気ヒータの図である。
【図５】図１〜図３の加熱機器を複数備え、これらの加熱機器が縦向きに設置された車両用電気ヒータの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、図２でその構造の分解斜視図が示され、一例として暖房に使用される、加熱機器１０の斜視図である。加熱機器１０は、特にハイブリッド車や電気自動車の、１ｋＶ以上の高電圧の車載電源機器において利用されるように設計されている。加熱機器１０は、後述するような多層構造を有する中央電気発熱素子１２を備えている。発熱素子１２は、発熱領域１６及び１８と制御領域１９とに分割されるセラミック基板１４を含んでいる。発熱領域１６、１８の双方は、例えば、図２のセラミック基板（キャリア体）１４の上面（主外面）２０に配置することができる。しかしながら、この実施形態では、セラミック基板１４の上面２０に一方の発熱領域１６が配置され、セラミック基板１４の底面（主外面）２１に他方の発熱領域１８が配置されている（図３のセラミック基板１４の底面の図を参照）。発熱領域１６、１８の際立った特徴点は、細長い形状のセラミック基板１４の長手延在方向に関して、重複させることもできるものの、それらの領域が隣接して配置されていることである。換言すれば、セラミック基板１４の長手延在方向で確認できるように、２つの発熱領域１６及び１８と制御領域１９とは、順々に配置されている。セラミック基板１４には、発熱領域１６、１８毎に、特にペースト印刷工程による、抵抗発熱導体２３及び２５の形態の抵抗発熱素子２２及び（熱導体路）２４が具備されており、これら発熱素子の電力は、夫々、トランジスタ２６、２７によって制御される。トランジスタ２６、２７と他の電子部品２８とは、制御部３１を形成し、或いは、制御部３１の一部であり、制御領域１９内に設置され、更に、接触部３２を備えた導体路レイアウト３０を含んでいる。
【００３９】
発熱領域１６、１８は、夫々、カバー部材３６、３７としての、電気的に絶縁された熱伝導性のカプトン（登録商標）フィルム３４、３５で覆われている。カバー部材３６、３７には、熱伝導性のペースト３８、３９の層が各々設けられている。各カバー部材３６、３７は、制御領域１９内の構成部品が露出するように、制御領域１９の近傍で終了している。
【００４０】
選択的に、発熱素子１２は、プリントされた熱導体、熱導体上へのガラスパッシベーション層、ガラスパッシベーション層上へのガラス半田層、及び、ガラス半田層によってガラスパッシベーション層と固着されるセラミックカバー部材を備える、セラミック基板の多層構造を含んでいてもよい。このような多層構造は、例えば、国際公開第２０１１／０８５９１５Ａ１号に記載されている。この多層構造は、破壊的な放電に対して大きな電気抵抗力があるだけではなく、密閉されているため、触れても安全であり、湿気に対する抵抗力がある。
【００４１】
図２に示すように、セラミック基板１４の底面２１から、下部カバー部材３７に接する第１の放熱体（熱交換部）４２が、発熱領域１６、１８と制御領域１９との全長さ方向にわたって延びている。第１の放熱体４２は、アルミニウム合金といった熱伝導性の金属材料で作られ、ベースプレート４４を含んでおり、ベースプレート４４からは、空気が流れる方向に（すなわち、放熱フィン４６間に延在する隙間に沿って）見て反対方向に傾いた放熱フィン部４７を有する、放熱フィン４６の各々が突き出ている。第２の放熱体（熱交換部）４８は、上部のセラミックカバー部材３６に載置されており、第１の放熱体４２と同様に、セラミックカバー部材３６と熱的に結合されている。第２の放熱体４８は、第１の放熱体４２と同様の構造を有しており、ベースプレート５０、ベースプレート５０から突き出た放熱フィン５２、並びに、傾斜した放熱フィン部５３を含んでいる。
【００４２】
双方の発熱領域１６、１８の抵抗発熱導体２３、２５が、セラミック基板１４の同じ面（例えば、図２の上面２０）に形成されている場合、第１の放熱体４２は、一連の放熱フィン４６の範囲を越えて突出したベースプレート４４を有していてもよく、その突出部４０は、熱的な結合方法で、セラミック基板１４の底面２１と、制御領域１９の範囲で接触する。
【００４３】
放熱体４２、４８の双方は、クランプ部材５４を用いて結合されており、これによって、発熱素子１２の両側に保持されている。
【００４４】
発熱領域１６に近接して配置されているが、制御領域１９を電子部品の機能性が損なわれない温度に維持できるように、加熱機器１０全体が設計されていることによって、発熱領域１６又は１８の各々で発生した熱は、２つの放熱体４２、４８により周囲に放散される。温度センサ５６を利用して、制御領域１９の温度を検出することができ、これによって温度を監視することができる。更に、このような温度監視を、抵抗発熱導体の電流特性から発熱素子１２の温度を割り出すことによって実行してもよい。セラミック基板の温度は、継続的に監視することが望ましい。この温度監視によって、発熱素子１２の温度、すなわち、発熱素子１２の電力の電気的な制限をすることができる。更に、トランジスタ２６が、過熱状態から保護される。
【００４５】
加熱機器が液体（例えば水）の加熱に用いられる場合、１つ又は複数の放熱体は、例えば、そこを通って液体が流れる熱交換ハウジング（加熱機器１０の電子部品から隔てられ密閉されている）として構成される。液体は、まず、セラミック基板１４の第１の側へ熱的に結合された、第１の熱交換部を通って加熱され、その後、セラミック基板１４の第２の側へ熱的に結合された、第２の熱交換部を通るように導かれると考えられる。互いに独立して制御可能な異なる発熱領域（すなわち、基板の各面に１つ又は複数ある）を、液体が通過することによって、液体電気加熱器の排出口における又は排出領域内での、過熱状態又は液体の沸騰でさえも、異なる発熱領域に対応した制御により回避することができる。
【００４６】
図１〜図３に示した加熱機器１０を複数組み合わせてもよく、これによって、電気ヒータ５８を組み立てることができる。図４を参照すると、電気ヒータ５８は、この実施形態では３つの加熱機器１０が上下に設置された、フレーム６０を有している。ここで、並置された発熱素子１２の、隣接して設置された放熱体４２及び４８の放熱フィン４６及び５２は、互い噛み合っている。加熱機器１０の制御領域１９の接触部３２は、制御判定機構６２により電気的に接続されている。放熱フィン４６、５２が噛み合っていることにより、電気ヒータ５８は、その流路を跨いで確認できるように、（電気ヒータ５８に関して）外側にある２つの放熱体４２、４８の領域よりも大きな流れの抵抗を、隣接した加熱機器１０の間に有している。それらの領域においても、加熱機器１０間の流れ抵抗に適した流れ抵抗を達成するために、図４に示すように両側に延びたフレーム部６４は、放熱フィン４６、５２を部分的に覆うカバー６６を有している。
【００４７】
図４を参照すると、図１〜図３に示したような３つの加熱機器が、電気ヒータ５８内に設置されており、それらの加熱機器は、設置状態で横方向に延在している。発熱領域１６、１８は、並んで配置されていることによって、符号６８で示す気流の、図４に関して左側の部分７０を、右側の部分７２の温度と異なる温度に加熱することができる。
【００４８】
図５は、縦向きにされた４つの加熱機器１０を備えた、追加形態の電気ヒータ５８’を示しており、電気ヒータ５８’の組み合わせ形態が縦方向である。図４のヒータ５８の各構成要素に対応しているヒータ５８’の各構成要素に限り、それらを図４と共通の参照符号で示している。
【００４９】
又、符号６８で示され、電気ヒータ５８’を通過する気流は、図５に関して左側の半部７０において、右側の半部７２の温度と異なる温度に加熱することができる。これは、必ずしも、各加熱機器１０の２つの発熱領域１６、１８の異なる制御を必要とするものではない。むしろ、異なる空気の流れの半部７０、７２と関連している加熱機器１０を、互いに別々に制御する必要があるに過ぎない。これに加えて、発熱領域１６、１８が別々に制御される場合は、電気ヒータ５８’を横切る気流（符号６８参照）を、４つの四分区域７０、７２、７４、７６で異なる温度に制御することができる。
【００５０】
図４及び図５で示した概念は、加熱される媒体が液体の場合でも、同様の形態で適用することができる。更に、この場合は、右側／左側の分割、或いは、断面で確認できるような温度の階層化や温度の勾配を実現することができ、これらは特に層状の流れで有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１０：加熱機器、１２：加熱機器の電気発熱素子、１４：加熱機器のセラミック基板、１６、１８：セラミック基板の発熱領域、１９：セラミック基板の制御領域、２０：セラミック基板の上面、２１：セラミック基板の底面、２２、２４：セラミック基板上の抵抗発熱素子、２３、２５：抵抗発熱導体、２６、２７：トランジスタ、２８：制御部の電気／電子部品、３０：導体路レイアウト、３１：制御部、３２：接触部、３６、３７：加熱機器のカバー部材、３８、３９：熱伝導性のペースト、４０：セラミック基板の突出部、４２、４８：放熱体、４４、５０：放熱体のベースプレート、４６、５２：放熱体の放熱フィン、４７、５３：放熱フィン部、５４：クランプ部材、５６：温度センサ、５８、５８’：電気ヒータ、６０：ヒータのフレーム、６２：ヒータの判定機構、６４：フレームのフレーム部、６６：フレームのカバー、６８：ヒータを通過する気流、７０：ヒータを通過する気流の左半部、７２：ヒータを通過する気流の右半部、７４、７６：気流の四分区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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