特許 6236323 液体加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6236323

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】液体加熱装置

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/20 20060101AFI20171113BHJP

   F24H 1/10 20060101ALI20171113BHJP

   B60H 1/22 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F24H9/20 B

   F24H1/10 C

   B60H1/22 611C

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-8557(P2014-8557)

(22)【出願日】2014年1月21日

(65)【公開番号】特開2015-137783(P2015-137783A)

(43)【公開日】2015年7月30日

【審査請求日】2016年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100167520

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 良太

(72)【発明者】

【氏名】神山 直久

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 武

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 武

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 宏起

【審査官】 柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２３００２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２０７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２５０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２８７１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３２８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１２９１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｈ １／１０

Ｆ２４Ｈ １／１８− １／２０

Ｆ２４Ｈ ４／００− ４／０６

Ｆ２４Ｈ ９／２０

Ｂ６０Ｈ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液状熱媒体を貯留するタンクと、
前記タンクに収容され、前記液状熱媒体を加熱する電気ヒータと、
前記電気ヒータへ供給される電流を制御するトランジスタと、
前記トランジスタが接続し、前記トランジスタへの制御電流が流れる制御基板と、
前記タンク内の温度を熱検知部で検知する温度スイッチとを備え、
前記トランジスタ及び前記制御基板は、前記タンク上に配置され、
前記温度スイッチは、前記熱検知部が前記タンク内に挿入された状態で、前記タンク上面に取り付けられ、
前記制御基板は、前記トランジスタとの距離が前記トランジスタの端子長さよりも短く、かつ前記温度スイッチの上端部との絶縁距離を保つように、前記温度スイッチの上方に配置されることを特徴とする液体加熱装置。

【請求項2】

請求項１に記載の液体加熱装置であって、
前記タンクは、前記タンクの上面から上方に突出する放熱部を備え、
前記トランジスタは、前記放熱部の上面と接触することを特徴とする液体加熱装置。

【請求項3】

請求項２に記載の液体加熱装置であって、
前記放熱部の内部には、上面視において、前記トランジスタの投影面積の１／３以上の投影面積を有するボイドがないことを特徴とする液体加熱装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の液体加熱装置であって、
前記タンクの上面側の側面に連結し、前記タンクに前記液状熱媒体を流入させる媒体流入部を備え、
前記熱検知部の少なくとも一部は、前記媒体流入部の下端よりも高く配置されることを特徴とする液体加熱装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一つに記載の液体加熱装置であって、
前記温度スイッチの上端部と前記制御基板との間の絶縁距離は、前記トランジスタと前記制御基板との間の距離よりも長いことを特徴とする液体加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液体加熱装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、熱媒体加熱装置において、熱媒体が流れるケーシングの上面に、ＰＴＣヒータを制御するトランジスタが配置された制御基板を設けたものが特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１８０６９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記の技術は、ＰＴＣヒータの温度によって電流を遮断可能な温度スイッチを設けることは考慮されておらず、制御基板と温度スイッチとの絶縁距離についても考慮されていない。また、制御基板と温度スイッチとの絶縁距離を長くすると、制御基板と温度スイッチとの短絡を防止することはできるが、熱媒体加熱装置が大型になる。

【0005】

本発明はこのような点に鑑みて発明されたもので、温度スイッチを設けた場合でも、制御基板と短絡を防止し、かつ装置を小型化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様に係る液体加熱装置は、液状熱媒体を貯留するタンクと、タンクに収容され、液状熱媒体を加熱する電気ヒータと、電気ヒータへ供給される電流を制御するトランジスタと、トランジスタが接続し、トランジスタへの制御電流が流れる制御基板と、タンク内の温度を熱検知部で検知する温度スイッチとを備え、トランジスタ及び制御基板は、タンク上に配置され、温度スイッチは、熱検知部がタンク内に挿入された状態で、タンク上面に取り付けられ、制御基板は、トランジスタとの距離がトランジスタの端子長さよりも短く、かつ温度スイッチの上端部との絶縁距離を保つように、温度スイッチの上方に配置される。

【発明の効果】

【0007】

この態様によると、トランジスタへの制御電流が流れる制御基板を温度スイッチの上方に配置した場合でも、制御基板と温度スイッチとの短絡を防止し、液体加熱装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態の液体加熱装置の回路図である。

【図2】本実施形態の液体加熱装置の概略上面図である。

【図3】図２のIII−III断面図である。

【図4】図２のIV−IV断面の一部を示す図である。

【図5A】液体加熱装置が傾いた状態を示す図である。

【図5B】液体加熱装置が傾いた状態を示す図である。

【図6A】液体加熱装置が傾いた状態を示す図である。

【図6B】液体加熱装置が傾いた状態を示す図である。

【図7】本実施形態の変形例を示す液体加熱装置の概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の液体加熱装置１の回路図である。

【0010】

液体加熱装置１は、直流電源２と、直流電源２から供給される電流によって作動する電気ヒータ３と、電気ヒータ３を収容するタンク４と、電気ヒータ３への電流を供給、遮断する安全装置５とを備える。

【0011】

直流電源２は、ハイブリッド車両や電動車両などに搭載される強電バッテリである。直流電源２の出力電圧は、３０Ｖ以上の強電であり、ここでは３５０Ｖである。直流電源２からの電流は、供給ライン１５を通じて電気ヒータ３に供給される。直流電源２に代えて、交流電源を電源として用いてもよい。直流電源２は、冷媒（液状熱媒体）を循環させる冷媒ポンプ６などにも電流を供給している。

【0012】

電気ヒータ３としては、例えば通電することによって発熱するシーズヒータまたはＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ等を挙げることができる。この電気ヒータ３は、冷媒を所定温度（通常加熱温度）に加熱する。特に図示しないが、このように加熱された冷媒によって、車室内の暖房や変速機等の暖機を行う。

【0013】

安全装置５は、供給ライン１５に設けられるトランジスタとしてのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）１０と、ＩＧＢＴ１０を制御する制御電流を切り換えるバイメタルスイッチ１１と、ＩＧＢＴ１０のドライバ２０aに制御電流（ＤＣ１２Ｖ）を供給する電源装置１２とを備える。

【0014】

また、安全装置５は、供給ライン１５における電気ヒータ３の上流と下流とを短絡可能な短絡ライン１６と、直流電源２と短絡ライン１６との間の供給ライン１５に設けられる電力ヒューズ１３と、短絡ライン１６に設けられるバイメタルスイッチ１４とを備える。

【0015】

ＩＧＢＴ１０は、制御電流が通電している場合には、供給ライン１５の電流の流れを許容する。一方、ＩＧＢＴ１０は、水温センサ２３からの電気信号などに基づいてコントローラ２５が電源装置１２からの制御電流を遮断するようドライバ２０ａに指令を行った場合、またはバイメタルスイッチ１１によって制御電流が遮断された場合には、その機能を停止して供給ライン１５の電流の流れを遮断する。

【0016】

ＩＧＢＴ１０は、短絡ライン１６が短絡する位置と比較して電気ヒータ３の近くの供給ライン１５に設けられる。ＩＧＢＴ１０には、短絡ライン１６が短絡したときには、直流電源２からの電流が流れない。これにより、ＩＧＢＴ１０は、短絡ライン１６が短絡した時の大電流から保護される。

【0017】

バイメタルスイッチ１１は、通常の状態で通電状態に切り換えられているノーマルクローズタイプである。バイメタルスイッチ１１は、通電状態に切り換えられたときにバイメタルスイッチ１４と比較して小さな電流を流す弱電側のバイメタルスイッチである。

【0018】

バイメタルスイッチ１１は、電気ヒータ３の温度が第１設定温度に達したときに制御電流を遮断し、電気ヒータ３の温度が第１設定温度と比較して低い第２設定温度に低下したときに制御電流を通電させる。

【0019】

第１設定温度は、上述した所定温度以上であって、冷媒の沸点よりも低い温度に設定されている。冷媒の沸点よりも低い温度とした理由は、タンク４内の冷媒が沸騰することを防止するためである。通常、冷媒が沸騰するまで電気ヒータ３によって冷媒が加熱されることはなく、バイメタルスイッチ１１は、コントローラ２５によるＩＧＢＴ１０の制御が正常に行われている場合には通電状態に維持される。一方、第２設定温度は、バイメタルスイッチ１１が制御電流を遮断してからタンク４内の冷媒の温度が充分に下がった場合の温度に設定される。

【0020】

短絡ライン１６は、供給ライン１５の電流の流れ方向において、電力ヒューズ１３の下流かつ電気ヒータ３の上流に一端１６ａが接続され、電気ヒータ３の下流かつ直流電源２の上流に他端１６ｂが接続される。短絡ライン１６は、供給ライン１５に接続される一端１６ａと他端１６ｂとの間を接続する極めて抵抗の小さな導体である。換言すれば、短絡ライン１６が電気ヒータ３の上流と下流とを短絡したときには、短絡ライン１６の抵抗は、電気ヒータ３の抵抗よりも小さくなっている。

【0021】

バイメタルスイッチ１４は、通常の状態で開放状態に切り換えられているノーマルオープンタイプである。バイメタルスイッチ１４は、通電状態に切り換えられたときにバイメタルスイッチ１１と比較して大きな電流を流す強電側のバイメタルスイッチである。

【0022】

バイメタルスイッチ１４は、電気ヒータ３の温度が第１設定温度と比較して高い第３設定温度に達したときに通電状態に切り換えられる。短絡ライン１６は、電気ヒータ３の温度が第３設定温度未満の状態では短絡されていない。短絡ライン１６は、電気ヒータ３の温度が第３設定温度に達してバイメタルスイッチ１４が通電状態に切り換えられることによって短絡状態となる。

【0023】

第３設定温度は、バイメタルスイッチ１４のバイメタルの臨界温度である。第３設定温度は、電気ヒータ３の温度が第１設定温度に達してバイメタルスイッチ１１がＩＧＢＴ１０への制御電流を遮断して供給ライン１５を遮断状態とした後にオーバーシュートによって上昇する電気ヒータ３の最大温度と比較して高い温度に設定される。そのため、バイメタルスイッチ１１及びＩＧＢＴ１０が正常に作動している場合には、電気ヒータ３の温度が第３設定温度に達することはない。

【0024】

電力ヒューズ１３は、短絡ライン１６が短絡したときに瞬間的に流れる大電流（過電流）によって切断される。短絡ライン１６の抵抗は極めて小さいため、短絡ライン１６が短絡すると、電力ヒューズ１３には、短絡ライン１６の短絡前に電気ヒータ３に流れていた電流と比較して大きな大電流（過電流）が流れる。電力ヒューズ１３は、直流電源２から供給される電流によって、当該電流を供給するためのハーネス、コネクタ含む通電回路（図示省略）の発熱が許容温度を超える前に切断される。この許容温度は、通電回路を構成する部品が損傷しない程度の温度に設定される。

【0025】

コントローラ２５は、水温センサ２３からの電気信号に基づいてドライバ２０ａに指令を行い、ＩＧＢＴ１０への制御電流を制御し、供給ライン１５（電気ヒータ３）の通電、遮断を制御する。

【0026】

液体加熱装置１についてさらに図２〜図４を用いて説明する。図２は、液体加熱装置１の概略上面図である。図３は、図２のIII−III断面図である。図４は図２のIV−IV断面の一部を示す図である。

【0027】

タンク４は、側面４ａ、４ｂに冷媒流入口３０または冷媒排出口３１が連結し、上面４ｃにヒートシンク３２を備える。

【0028】

ヒートシンク３２は、タンク４の上面４ｃから上方に突出して設けられ、ヒートシンク３２の上面にＩＧＢＴ１０が接触している。ヒートシンク３２は、ＩＧＢＴ１０の熱を、ヒートシンク３２の周囲の空気、及びタンク４内の冷媒に放熱する。ヒートシンク３２は、成型時にボイドや引け巣が発生しない厚さであり、少なくともヒートシンク３２の内部には、上面視において、ＩＧＢＴ１０の投影面積の３分の１以上の投影面積を有するボイドや引け巣がないように形成される。また、ヒートシンク３２は、ＩＧＢＴ１０への制御電流を制御するドライバ２０ａが取り付けられた制御基板２１とバイメタルスイッチ１１との絶縁距離を保つように設けられる。また、ヒートシンク３２は、下端がタンク４の上面４ｃの内壁と同じ高さとなるように設けられており、ヒートシンク３２と冷媒流入口３０との間に障害物はない。つまり、タンク４内では冷媒流入口３０から流入した冷媒がヒートシンク３２に直接向かう流路が確保されており、冷媒流入口３０から流入した冷媒は、ヒートシンク３２の下端に沿って流れる。

【0029】

冷媒流入口３０は、上面４ｃ側の側面４ａに連結し、冷媒排出口３１は、冷媒流入口３０が連結する側面４ａと向かい合う側面４ｂに連結する。冷媒流入口３０と冷媒排出口３１とは対峙するように形成されている。

【0030】

ＩＧＢＴ１０は、ヒートシンク３２の上面と接触するように設けられ、ヒートシンク３２を介して、タンク４周囲の空気、またはタンク４内の冷媒によって冷却される。ＩＧＢＴ１０の端子１０ａは制御基板２１に接続する。ＩＧＢＴ１０、及び制御基板２１は、タンク４上に配置されている。

【0031】

制御基板２１は、バイメタルスイッチ１１の上方に配置され、ＩＧＢＴ１０との距離がＩＧＢＴ１０の端子長さよりも短く、かつバイメタルスイッチ１１の上端部との絶縁距離を保つように配置される。具体的には、制御基板２１は、バイメタルスイッチ１１の上端部との絶縁距離が、ＩＧＢＴ１０との距離よりも長くなるように配置される。制御基板２１には、ドライバ２０ａが取り付けられている。

【0032】

バイメタルスイッチ１１は、冷媒流入口３０から冷媒排出口３１に至る冷媒の流れ方向においてヒートシンク３２（ＩＧＢＴ１０）よりも下流側となるタンク４の上面４ｃの略中央に取り付けられ、タンク４内に挿入されて電気ヒータ３の熱を検知する熱検知部１１ａの先端側が電気ヒータ３の上部と伝熱可能に接触する。バイメタルスイッチ１１は、冷媒流入口３０側から見た場合に、熱検知部１１ａが冷媒流入口３０の正面に位置するように配置され、熱検知部１１ａの少なくとも一部が、冷媒流入口３０の下端よりも高くなるように配置される。また、熱検知部１１ａは、ヒートシンク３２の下端よりも下側に突出し、バイメタルスイッチ１１と冷媒流入口３０との間には障害物はない。つまり、タンク４内では冷媒流入口３０から流入した冷媒が熱検知部１１ａに直接向かう流路が確保されており、バイメタルスイッチ１１は、冷媒流入口３０から流入した冷媒が直接衝突するように配置される。

【0033】

バイメタルスイッチ１４は、冷媒流入口３０から冷媒排出口３１に至る冷媒の流れ方向においてバイメタルスイッチ１１よりも下流側に配置される。バイメタルスイッチ１４は、バイメタルスイッチ１１と同様に電気ヒータ３の上部と伝熱可能に接触する。

【0034】

電気ヒータ３は、螺旋状に形成され、巻き線間の隙間が、冷媒流入口３０から冷媒排出口３１に至る冷媒の流れ方向に沿って形成されるように配置される。

【0035】

液体加熱装置１では、タンク４の上面４ｃから電気ヒータ３までの距離が、タンク４の上面４ｃから冷媒流入口３０の下端までの距離、具体的には冷媒流入口３０の内壁の下端までの距離よりも短くなるように冷媒流入口３０と電気ヒータ３とが設けられている。

【0036】

また、液体加熱装置１では、冷媒流入口３０から冷媒排出口３１に至る冷媒の流れ方向に沿って、ヒートシンク３２（ＩＧＢＴ１０）、バイメタルスイッチ１１、バイメタルスイッチ１４の順に配置される。冷媒流入口３０から流入した冷媒は、冷媒流入口３０近くに設けたヒートシンク３２を介してＩＧＢＴ１０を冷却し、電気ヒータ３によって加熱されて、冷媒排出口３１から排出される。冷媒流入口３０とヒートシンク３２との間に障害物がないので、冷媒流入口３０から流入した冷媒は流速が高く、温度の低い冷媒がヒートシンク３２の下端を通るので、ＩＧＢＴ１０を十分に冷却することができる。

【0037】

電気ヒータ３への電流の通電、遮断は、水温センサ２３からの電気信号に基づいてコントローラ２５によってＩＧＢＴ１０への制御電流を制御することで制御されており、通常、冷媒の温度が第１設定温度よりも高くなることはない。しかし、タンク４内の冷媒の温度が第１設定温度よりも高くなった場合には、バイメタルスイッチ１１によって制御電流が遮断され、供給ライン１５の電流の流れを遮断し、冷媒ポンプ６の駆動を継続し、冷媒を循環させることで、冷媒の温度を下げる。なお、冷媒は、暖房用の熱交換器（図示せず）などを循環可能となっており、このような熱交換器によって冷却される。このようにして、電気ヒータ３によって冷媒が過熱されることを防止する。バイメタルスイッチ１１によって制御電流が遮断された場合でも、供給ライン１５の電流の流れが遮断されない場合、例えばＩＧＢＴ１０が通電故障し、冷媒の温度がさらに高くなる場合には、バイメタルスイッチ１４によって短絡ライン１６が短絡し、電力ヒューズ１３が切断され、供給ライン１５の電流の流れが完全に遮断される。これにより、冷媒が過熱されることを防止する。

【0038】

しかし、バイメタルスイッチ１１付近に冷媒が淀むと、バイメタルスイッチ１１付近の冷媒温度が局所的に高くなりやすくなる。この場合、冷媒排出口３１から排出される冷媒が第１設定温度となっていないにもかかわらず、バイメタルスイッチ１１の温度が第１所定温度よりも高くなり、バイメタルスイッチ１１が制御電流を遮断するおそれがある。つまり、バイメタルスイッチ１１が誤作動するおそれがある。本実施形態では、冷媒流入口３０の正面にバイメタルスイッチ１１の熱検知部１１ａが位置しており、冷媒流入口３０から流入した冷媒は、バイメタルスイッチ１１に直接衝突するので、バイメタルスイッチ１１付近で冷媒が淀むことを防ぐことができる。これにより、上記するバイメタルスイッチ１１の誤作動を抑制することができる。

【0039】

ちなみに、バイメタルスイッチ１１の誤作動を抑制する他の方策としては、第1設定温度を高くすることが考えられるが、この場合には冷媒の蒸発が促進されてしまう。

【0040】

これに対し、本実施形態では、バイメタルスイッチ１１の誤作動を抑制することができるので、第１設定温度を、冷媒の沸点に対して十分に低い温度に設定し、冷媒の蒸発をより抑制することもできる。この場合の第１設定温度は、冷媒の沸点よりも冷媒の通常加熱温度に近い温度とする。

【0041】

冷媒流入口３０と冷媒排出口３１とが対峙するように配置されているので、冷媒流入口３０から冷媒排出口３１に至る冷媒の流れ方向において、バイメタルスイッチ１１付近に冷媒が淀むことを防ぐことができ、バイメタルスイッチ１１の誤動作を抑制することができる。

【0042】

冷媒流入口３０とバイメタルスイッチ１１との間に障害物がなく、冷媒流入口３０から流入した冷媒は、バイメタルスイッチ１１に直接衝突するので、バイメタルスイッチ１１付近に冷媒が淀むことを防ぐことができ、バイメタルスイッチ１１の誤動作を抑制することができる。

【0043】

電気ヒータ３を螺旋状とし、電気ヒータ３の巻き線間の隙間が冷媒流入口３０から冷媒排出口３１に至る冷媒の流れ方向に沿うように電気ヒータ３を配置することで、冷媒の流れが電気ヒータ３によって妨げられることを抑制し、バイメタルスイッチ１１付近に冷媒が淀むことを防ぐことができ、バイメタルスイッチ１１の誤動作を抑制することができる。

【0044】

例えば液体加熱装置１が車両に搭載され、仮に、タンク内の水位が低下した状態で車両が斜面を走行している場合には、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂに示すように、液体加熱装置１が傾くことで、タンク４の端部ではタンク４の上面４ｃと液面との距離が長くなる。図５Ａ〜図６Ｂにおいては、液面を破線で示す。液体加熱装置１が傾き、バイメタルスイッチ１１が液面の外に出ると、バイメタルスイッチ１１から冷媒に放熱されないため、バイメタルスイッチ１１の温度が高くなり、バイメタルスイッチ１１が作動する。本実施形態では、バイメタルスイッチ１１をタンク４の上面４ｃの略中央に配置することで、液体加熱装置１がいずれに傾いた場合でも、バイメタルスイッチ１１を冷媒から露出させやすくすることができるので、タンク４内の水位が低下した場合にバイメタルスイッチ１１を作動させることができる。

【0045】

ＩＧＢＴ１０は動作時に発熱し、温度が高くなるため、冷却する必要がある。本実施形態では、冷媒流入口３０から冷媒排出口３１に至る冷媒の流れ方向において、ヒートシンク３２（ＩＧＢＴ１０）、バイメタルスイッチ１１、バイメタルスイッチ１４の順に配置する。これにより、冷媒流入口３０から流入し、流速が高く、温度の低い冷媒によってＩＧＢＴ１０を冷却し、ＩＧＢＴ１０の冷却効率を向上し、ＩＧＢＴ１０の温度が高くなることを防止することができる。

【0046】

冷媒流入口３０とヒートシンク３２との間に障害物がないので、流速が高く、温度の低い冷媒がヒートシンク３２の下端を通るので、ヒートシンク３２を介してＩＧＢＴ１０を十分に冷却することができる。

【0047】

バイメタルスイッチ１１の熱検知部１１ａをタンク４内で、ヒートシンク３２の下端よりも下側まで突出させることで、冷媒流入口３０から流入した冷媒は、バイメタルスイッチ１１に直接衝突する。これにより、ヒートシンク３２を介してＩＧＢＴ１０を冷却し、かつバイメタルスイッチ１１付近に冷媒が淀むことを防止してバイメタルスイッチ１１の誤動作を抑制することができる。

【0048】

制御基板２１をＩＧＢＴ１０との距離がＩＧＢＴ１０の端子１０ａの長さよりも短く、かつバイメタルスイッチ１１の上端部との絶縁距離を保つように、バイメタルスイッチ１１の上方に配置する。具体的には、バイメタルスイッチ１１の上端部と制御基板２１との絶縁距離を、ＩＧＢＴ１０と制御基板２１との間の距離よりも長くする。これにより、液体加熱装置１の高さを低くし、液体加熱装置１を小型化することができ、バイメタルスイッチ１１と制御基板２１とが短絡することを防止することができる。

【0049】

ヒートシンク３２をタンク４の上面４ｃから上方に突出するように形成することで、バイメタルスイッチ１１の上端部との絶縁距離を保ちつつ、ＩＧＢＴ１０を冷却することができる。

【0050】

ヒートシンク３２の厚さを成型時にボイドが発生しない厚さとすることで、ヒートシンク３２の放熱性能が低下することを防止することができる。

【0051】

熱検知部１１ａの少なくとも一部を冷媒流入口３０の下端よりも高く配置することで、冷媒流入口３０から流入する冷媒を熱検知部１１ａに直接衝突させることができ、さらに液体加熱装置１の高さを短くすることができ、液体加熱装置１を小型化することができる。

【0052】

バイメタルスイッチ１１の温度が冷媒の沸点よりも低い第１設定温度になると、バイメタルスイッチ１１が制御電流を遮断し、電気ヒータ３への通電を遮断することで、冷媒が過熱されることを抑制することができる。

【0053】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0054】

上記実施形態では、ヒートシンク３２の下端がタンク４の上面４ｃと同じ高さとなるようにヒートシンク３２を設けているが、ヒートシンク３２の下端をタンク４の上面４ｃよりも下側に突出するように設けてもよい。この場合、ヒートシンク３２を冷媒流入口３０とバイメタルスイッチ１１との間において、障害物とならないように設ける。つまり、冷媒流入口３０から流入する冷媒の一部が、バイメタルスイッチ１１に直接衝突し、バイメタルスイッチ１１付近で冷媒が淀まなければよい。このような構成によっても本実施形態の効果を得ることができる。

【0055】

また、ＩＧＢＴ１０の温度を温度センサなどによって検出し、ＩＧＢＴ１０の温度がＩＧＢＴ１０の異常を示す上限温度を超えた場合に、電気ヒータ３への通電を停止し、電気ヒータ３による冷媒の加熱を停止した状態で、冷媒ポンプ６を駆動してもよい。これにより、冷媒の温度を低くし、ＩＧＢＴ１０を素早く冷却することができる。

【0056】

上記実施形態では、冷媒流入口３０と冷媒排出口３１を対峙させた状態で配置させたが、図７に示すように、冷媒流入口３０と冷媒排出口３１をタンク４の同一側面４ａ（或いは側面４ｂ）に配置させてもよい。この場合においても、冷媒流入口３０、バイメタルスイッチ１１、電気ヒータ３、ヒートシンク３２の位置関係は、上述した実施形態と同じである。一方、図７において破線で示すように、タンク４内における冷媒排出口３１は、取付けられた側面４ａと反対側の側面４ｂ近くまで延在し、ヒートシンク３２、バイメタルスイッチ１１及びヒータ３を通過した冷媒を回収するようになっている。

【符号の説明】

【0057】

１ 液体加熱装置
３ 電気ヒータ
４ タンク
６ 冷媒ポンプ（ポンプ）
１０ ＩＧＢＴ（トランジスタ）
１１ バイメタルスイッチ（温度スイッチ）
１１ａ 熱検知部
２１ 制御基板
３０ 冷媒流入口（媒体流入部）
３１ 冷媒排出口（媒体排出部）
３２ ヒートシンク（放熱部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】