JPH10217754A - 車両暖房用熱交換器 - Google Patents
車両暖房用熱交換器Info
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- JPH10217754A JPH10217754A JP2415497A JP2415497A JPH10217754A JP H10217754 A JPH10217754 A JP H10217754A JP 2415497 A JP2415497 A JP 2415497A JP 2415497 A JP2415497 A JP 2415497A JP H10217754 A JPH10217754 A JP H10217754A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
- F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
- F24H3/0429—For vehicles
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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
- F24H9/00—Details
- F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
- F24H9/1854—Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
- F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means
- F24H9/1872—PTC resistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温水を熱源として空気を加熱する車両暖房用
熱交換器に一体化されたＰＴＣヒータの発熱量により最
大限に効率よく暖房用空気を加熱する。 【解決手段】 熱交換用コア部３において、多数本の偏
平チューブ６の設置部位のうち、一部の部位に、偏平チ
ューブ６の代わりに、所定の設定温度（Ｔ0 ）にて抵抗
値が急増する正の抵抗温度特性を有するＰＴＣヒータ９
を設置する車両暖房用熱交換器において、コルゲートフ
ィン７のうち、ＰＴＣヒータ９と偏平チューブ６との間
に位置するコルゲートフィン７の、ＰＴＣヒータ９発熱
時における温度分布に関して、偏平チューブ６内の温水
温度≧６０°Ｃ、熱交換用コア部３への暖房用吸込空気
温度≦０°Ｃの条件において、偏平チューブ６側の端部
のフィン温度が偏平チューブ６内の温水温度ＴW と同等
になるように、ＰＴＣヒータ９の設定温度を設定した。
熱交換器に一体化されたＰＴＣヒータの発熱量により最
大限に効率よく暖房用空気を加熱する。 【解決手段】 熱交換用コア部３において、多数本の偏
平チューブ６の設置部位のうち、一部の部位に、偏平チ
ューブ６の代わりに、所定の設定温度（Ｔ0 ）にて抵抗
値が急増する正の抵抗温度特性を有するＰＴＣヒータ９
を設置する車両暖房用熱交換器において、コルゲートフ
ィン７のうち、ＰＴＣヒータ９と偏平チューブ６との間
に位置するコルゲートフィン７の、ＰＴＣヒータ９発熱
時における温度分布に関して、偏平チューブ６内の温水
温度≧６０°Ｃ、熱交換用コア部３への暖房用吸込空気
温度≦０°Ｃの条件において、偏平チューブ６側の端部
のフィン温度が偏平チューブ６内の温水温度ＴW と同等
になるように、ＰＴＣヒータ９の設定温度を設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両エンジン（内燃
機関）にて加熱された温水（エンジン冷却水）を熱源と
して空気を加熱する車両暖房用熱交換器において、所定
の設定温度にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有
する電気発熱体（以下ＰＴＣヒータと略称する）を一体
化した熱交換器に関するものである。
機関）にて加熱された温水（エンジン冷却水）を熱源と
して空気を加熱する車両暖房用熱交換器において、所定
の設定温度にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有
する電気発熱体（以下ＰＴＣヒータと略称する）を一体
化した熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＰＴＣヒータを一体化し
た熱交換器は、特開昭６３−２０３４１１号公報におい
て提案されている。この従来装置によれば、温水（エン
ジン冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換
器にＰＴＣヒータを一体化することにより、エンジン始
動直後のように温水温度が低いときには、ＰＴＣヒータ
への通電により、ＰＴＣヒータの発熱量を熱交換器の高
性能なコルゲートフィンを介して空気中に放熱すること
ができ、ＰＴＣヒータの放熱構造の簡略化を図ことがで
きる。
た熱交換器は、特開昭６３−２０３４１１号公報におい
て提案されている。この従来装置によれば、温水（エン
ジン冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用熱交換
器にＰＴＣヒータを一体化することにより、エンジン始
動直後のように温水温度が低いときには、ＰＴＣヒータ
への通電により、ＰＴＣヒータの発熱量を熱交換器の高
性能なコルゲートフィンを介して空気中に放熱すること
ができ、ＰＴＣヒータの放熱構造の簡略化を図ことがで
きる。
【０００３】また、暖房用熱交換器とは別に独立にＰＴ
Ｃヒータを設置する必要がないので、ＰＴＣヒータの設
置に伴う暖房装置通風系の圧損増加を防止できる。さら
に、ＰＴＣヒータは所定の設定温度Ｔ0 にて抵抗値が急
増する正の抵抗温度特性を有しているので、その発熱温
度を前記設定温度Ｔ0 に自己制御する自己温度制御機能
を備えており、このため、温度制御回路等を別途設ける
必要がなく、電気回路構成も簡単にすむという利点があ
る。
Ｃヒータを設置する必要がないので、ＰＴＣヒータの設
置に伴う暖房装置通風系の圧損増加を防止できる。さら
に、ＰＴＣヒータは所定の設定温度Ｔ0 にて抵抗値が急
増する正の抵抗温度特性を有しているので、その発熱温
度を前記設定温度Ｔ0 に自己制御する自己温度制御機能
を備えており、このため、温度制御回路等を別途設ける
必要がなく、電気回路構成も簡単にすむという利点があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報記
載の従来装置では、ＰＴＣヒータの設定温度（キュリー
点温度）Ｔ0 について例えば、８０°Ｃと例示している
のみであって、設定温度Ｔ0 の設定の考え方については
何ら開示していない。しかるに、本発明者らの実験検討
によると、ＰＴＣヒータの設定温度Ｔ0 の如何によって
はＰＴＣヒータの発熱量を暖房用空気の加熱のために有
効利用できない場合が生じることが分かった。
載の従来装置では、ＰＴＣヒータの設定温度（キュリー
点温度）Ｔ0 について例えば、８０°Ｃと例示している
のみであって、設定温度Ｔ0 の設定の考え方については
何ら開示していない。しかるに、本発明者らの実験検討
によると、ＰＴＣヒータの設定温度Ｔ0 の如何によって
はＰＴＣヒータの発熱量を暖房用空気の加熱のために有
効利用できない場合が生じることが分かった。
【０００５】すなわち、車両暖房用の熱交換器において
は、温水が流通する偏平チューブを多数本並列配置し、
この多数本の偏平チューブ相互の間にコルゲートフィン
を接合することにより熱交換用コア部が構成されてい
る。それ故、偏平チューブの一部を廃止して、その代わ
りに、ＰＴＣヒータを設置すると、ＰＴＣヒータはコル
ゲートフィンを介在して隣接の偏平チューブと熱伝導可
能な状態となる。
は、温水が流通する偏平チューブを多数本並列配置し、
この多数本の偏平チューブ相互の間にコルゲートフィン
を接合することにより熱交換用コア部が構成されてい
る。それ故、偏平チューブの一部を廃止して、その代わ
りに、ＰＴＣヒータを設置すると、ＰＴＣヒータはコル
ゲートフィンを介在して隣接の偏平チューブと熱伝導可
能な状態となる。
【０００６】ここで、ＰＴＣヒータに熱的に接合されて
いるコルゲートフィンの温度分布について考えてみる
と、温水温度が低いときにＰＴＣヒータに通電すると、
コルゲートフィンのうち、ＰＴＣヒータ側の端部が最も
高温となり、隣接の偏平チューブ側端部が最も低温とな
る。その際、ＰＴＣヒータの設定温度Ｔ0 が高すぎる
と、コルゲートフィンのうち、最低温となる、偏平チュ
ーブ側端部でも温水温度よりフィン温度の方が高くなっ
て、ＰＴＣヒータの発熱量が温水側に吸熱されてしま
い、暖房用空気の加熱のためにＰＴＣヒータの発熱量を
有効利用できない事態が発生する。
いるコルゲートフィンの温度分布について考えてみる
と、温水温度が低いときにＰＴＣヒータに通電すると、
コルゲートフィンのうち、ＰＴＣヒータ側の端部が最も
高温となり、隣接の偏平チューブ側端部が最も低温とな
る。その際、ＰＴＣヒータの設定温度Ｔ0 が高すぎる
と、コルゲートフィンのうち、最低温となる、偏平チュ
ーブ側端部でも温水温度よりフィン温度の方が高くなっ
て、ＰＴＣヒータの発熱量が温水側に吸熱されてしま
い、暖房用空気の加熱のためにＰＴＣヒータの発熱量を
有効利用できない事態が発生する。
【０００７】かといって、ＰＴＣヒータの設定温度が低
すぎると、ＰＴＣヒータから暖房用空気への伝熱が不十
分となり、暖房能力不足を発生する。本発明は上記点に
鑑みてなされたもので、エンジンにて加熱された温水
（エンジン冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用
熱交換器に、ＰＴＣヒータを一体化するものにおいて、
ＰＴＣヒータの発熱量により最大限に効率よく暖房用空
気を加熱できるようにすることを目的とする。
すぎると、ＰＴＣヒータから暖房用空気への伝熱が不十
分となり、暖房能力不足を発生する。本発明は上記点に
鑑みてなされたもので、エンジンにて加熱された温水
（エンジン冷却水）を熱源として空気を加熱する暖房用
熱交換器に、ＰＴＣヒータを一体化するものにおいて、
ＰＴＣヒータの発熱量により最大限に効率よく暖房用空
気を加熱できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、車両エンジンからの温水
が流通する偏平チューブ（６）を多数本並列配置すると
ともに、この多数本の偏平チューブ（６）相互の間にフ
ィン部材（７）を配置することにより熱交換用コア部
（３）が構成され、多数本の偏平チューブ（６）が設置
される部位のうち、一部の部位に、偏平チューブ（６）
の代わりに、所定の設定温度（Ｔ0 ）にて抵抗値が急増
する正の抵抗温度特性を有するＰＴＣヒータ（９）を設
置する車両暖房用熱交換器において、フィン部材（７）
のうち、ＰＴＣヒータ（９）と偏平チューブ（６）との
間に位置するフィン部材（７）の、ＰＴＣヒータ（９）
発熱時における温度分布に関して、偏平チューブ（６）
内の温水温度（ＴW ）≧６０°Ｃ、熱交換用コア部
（３）に吸い込まれる暖房用吸込空気温度（Ｔair ）≦
０°Ｃの条件において、偏平チューブ（６）側の端部の
フィン温度が偏平チューブ（６）内の温水温度（ＴW ）
と同等になるように、ＰＴＣヒータ（９）の設定温度
（Ｔ0 ）を設定したことを特徴としている。
め、請求項１記載の発明では、車両エンジンからの温水
が流通する偏平チューブ（６）を多数本並列配置すると
ともに、この多数本の偏平チューブ（６）相互の間にフ
ィン部材（７）を配置することにより熱交換用コア部
（３）が構成され、多数本の偏平チューブ（６）が設置
される部位のうち、一部の部位に、偏平チューブ（６）
の代わりに、所定の設定温度（Ｔ0 ）にて抵抗値が急増
する正の抵抗温度特性を有するＰＴＣヒータ（９）を設
置する車両暖房用熱交換器において、フィン部材（７）
のうち、ＰＴＣヒータ（９）と偏平チューブ（６）との
間に位置するフィン部材（７）の、ＰＴＣヒータ（９）
発熱時における温度分布に関して、偏平チューブ（６）
内の温水温度（ＴW ）≧６０°Ｃ、熱交換用コア部
（３）に吸い込まれる暖房用吸込空気温度（Ｔair ）≦
０°Ｃの条件において、偏平チューブ（６）側の端部の
フィン温度が偏平チューブ（６）内の温水温度（ＴW ）
と同等になるように、ＰＴＣヒータ（９）の設定温度
（Ｔ0 ）を設定したことを特徴としている。
【０００９】ところで、冬期暖房時に、車両用暖房装置
では、周知のごとく車両窓ガラスの曇り止めのために、
通常、内気に比して低湿度の外気を導入して、車室内の
暖房を行うようにしている。従って、熱交換用コア部
（３）には外気が暖房用空気として導入されることにな
る。そこで、請求項１記載の発明では、冬期の平均的外
気温から、熱交換用コア部（３）の暖房用吸込空気温度
（Ｔair ）≦０°Ｃという条件を設定している。
では、周知のごとく車両窓ガラスの曇り止めのために、
通常、内気に比して低湿度の外気を導入して、車室内の
暖房を行うようにしている。従って、熱交換用コア部
（３）には外気が暖房用空気として導入されることにな
る。そこで、請求項１記載の発明では、冬期の平均的外
気温から、熱交換用コア部（３）の暖房用吸込空気温度
（Ｔair ）≦０°Ｃという条件を設定している。
【００１０】また、車両エンジンのうち、燃焼効率の良
いディーゼルエンジン等では暖機終了後にも温水温度が
十分上昇せず、暖房熱源の不足が発生し、それ故に、補
助暖房熱源としてＰＴＣヒータ（９）が必要となる。そ
して、このような高効率（低熱源）エンジンにおいて
は、冬期暖房時に、通常の負荷運転では、温水温度が６
０°Ｃ程度までしか上昇しない場合が発生する。
いディーゼルエンジン等では暖機終了後にも温水温度が
十分上昇せず、暖房熱源の不足が発生し、それ故に、補
助暖房熱源としてＰＴＣヒータ（９）が必要となる。そ
して、このような高効率（低熱源）エンジンにおいて
は、冬期暖房時に、通常の負荷運転では、温水温度が６
０°Ｃ程度までしか上昇しない場合が発生する。
【００１１】そこで、請求項１記載の発明では、暖房用
吸込空気温度（Ｔair ）≦０°Ｃという条件に加えて、
偏平チューブ（６）内の温水温度（ＴW ）≧６０°Ｃと
いう条件を設定し、この温水温度（ＴW ）＝６０°Ｃと
いう比較的低温においても、偏平チューブ（６）側の端
部のフィン温度が偏平チューブ（６）内の温水温度（Ｔ
W ）と同等になるように、ＰＴＣヒータ（９）の設定温
度（Ｔ0 ）を設定しているのである。
吸込空気温度（Ｔair ）≦０°Ｃという条件に加えて、
偏平チューブ（６）内の温水温度（ＴW ）≧６０°Ｃと
いう条件を設定し、この温水温度（ＴW ）＝６０°Ｃと
いう比較的低温においても、偏平チューブ（６）側の端
部のフィン温度が偏平チューブ（６）内の温水温度（Ｔ
W ）と同等になるように、ＰＴＣヒータ（９）の設定温
度（Ｔ0 ）を設定しているのである。
【００１２】この結果、偏平チューブ（６）内の温水温
度（ＴW ）が６０°Ｃ付近までしか上昇しない場合で
も、ＰＴＣヒータ（９）の発熱量が温水側に吸熱される
ことがないので、暖房用空気の加熱のためにＰＴＣヒー
タの発熱量を有効利用できる。また、上記のような考え
方に基づくＰＴＣヒータ（９）の設定温度（Ｔ0 ）は、
具体的には、請求項２のように８５°Ｃ以上の温度とな
り、０°Ｃ以下の暖房用吸込空気との間に十分な温度差
を持たせることができ、ＰＴＣヒータ（９）による暖房
能力向上効果を十分発揮できる。
度（ＴW ）が６０°Ｃ付近までしか上昇しない場合で
も、ＰＴＣヒータ（９）の発熱量が温水側に吸熱される
ことがないので、暖房用空気の加熱のためにＰＴＣヒー
タの発熱量を有効利用できる。また、上記のような考え
方に基づくＰＴＣヒータ（９）の設定温度（Ｔ0 ）は、
具体的には、請求項２のように８５°Ｃ以上の温度とな
り、０°Ｃ以下の暖房用吸込空気との間に十分な温度差
を持たせることができ、ＰＴＣヒータ（９）による暖房
能力向上効果を十分発揮できる。
【００１３】また、請求項２記載の発明では、多数本の
偏平チューブ（６）相互の間に配置されるフィン部材と
してコルゲートフィン（７）を用い、このコルゲートフ
ィン（７）のフィン高さ（ｈｆ＝偏平チューブ（６）相
互間の距離）を３．９ｍｍ〜５ｍｍにするとともに、Ｐ
ＴＣヒータ（９）の設定温度（Ｔ0 ）を８５°Ｃ〜１１
０°Ｃとしたことを特徴としている。
偏平チューブ（６）相互の間に配置されるフィン部材と
してコルゲートフィン（７）を用い、このコルゲートフ
ィン（７）のフィン高さ（ｈｆ＝偏平チューブ（６）相
互間の距離）を３．９ｍｍ〜５ｍｍにするとともに、Ｐ
ＴＣヒータ（９）の設定温度（Ｔ0 ）を８５°Ｃ〜１１
０°Ｃとしたことを特徴としている。
【００１４】本発明者の検討によると、フィン高さ（ｈ
ｆ）およびＰＴＣヒータ設定温度（Ｔ0 ）を上記のよう
に設定することにより、冬期暖房時における暖房用吸込
空気温度（Ｔair ）≦０°Ｃ、偏平チューブ温水温度
（ＴW ）≧６０°Ｃという条件において、ＰＴＣヒータ
（９）の発熱量が温水側に吸熱されることがなく、請求
項１記載の発明と同様の作用効果を奏することができ
る。
ｆ）およびＰＴＣヒータ設定温度（Ｔ0 ）を上記のよう
に設定することにより、冬期暖房時における暖房用吸込
空気温度（Ｔair ）≦０°Ｃ、偏平チューブ温水温度
（ＴW ）≧６０°Ｃという条件において、ＰＴＣヒータ
（９）の発熱量が温水側に吸熱されることがなく、請求
項１記載の発明と同様の作用効果を奏することができ
る。
【００１５】しかも、フィン高さ（ｈｆ）を３．９ｍｍ
〜５ｍｍの範囲とすることにより、偏平チューブ（６）
とコルゲートフィン（７）との組み合わせからなる熱交
換用コア部（３）そのものの放熱性能も良好に確保でき
る。すなわち、フィン高さ（ｈｆ）を３．９ｍｍ未満に
すると、偏平チューブ（６）の設置本数に対するコルゲ
ートフィン（７）の伝熱面積が不足し、必要放熱能力を
得ることができない。
〜５ｍｍの範囲とすることにより、偏平チューブ（６）
とコルゲートフィン（７）との組み合わせからなる熱交
換用コア部（３）そのものの放熱性能も良好に確保でき
る。すなわち、フィン高さ（ｈｆ）を３．９ｍｍ未満に
すると、偏平チューブ（６）の設置本数に対するコルゲ
ートフィン（７）の伝熱面積が不足し、必要放熱能力を
得ることができない。
【００１６】一方、フィン高さ（ｈｆ）を５ｍｍ超の大
きさにすると、コルゲートフィン（７）のうち、チュー
ブ側端部に比してフィン高さ（ｈｆ）の中央部位おける
フィン温度の低下幅が大きくなって、フィン温度と空気
温度との温度差が小さくなり、熱交換効率の低下を招
く。以上の理由から、コルゲートフィン（７）のフィン
高さ（ｈｆ）は、実用上、３．９〜５．０ｍｍの範囲に
設定することが好ましいのであり、このような範囲にフ
ィン高さ（ｈｆ）を設定することにより、コルゲートフ
ィン型の熱交換用コア部（３）の放熱性能の確保と、Ｐ
ＴＣヒータ（９）の発熱による暖房用空気の効率的な加
熱とを両立させることができる。
きさにすると、コルゲートフィン（７）のうち、チュー
ブ側端部に比してフィン高さ（ｈｆ）の中央部位おける
フィン温度の低下幅が大きくなって、フィン温度と空気
温度との温度差が小さくなり、熱交換効率の低下を招
く。以上の理由から、コルゲートフィン（７）のフィン
高さ（ｈｆ）は、実用上、３．９〜５．０ｍｍの範囲に
設定することが好ましいのであり、このような範囲にフ
ィン高さ（ｈｆ）を設定することにより、コルゲートフ
ィン型の熱交換用コア部（３）の放熱性能の確保と、Ｐ
ＴＣヒータ（９）の発熱による暖房用空気の効率的な加
熱とを両立させることができる。
【００１７】また、請求項３記載の発明においては、熱
交換用コア部（３）をアルミニュウム合金の一体ろう付
け構造とし、ＰＴＣヒータ（９）は、細長の平板状のＰ
ＴＣ素子（９ａ）と、このＰＴＣ（９ａ）の表裏両面に
配置された細長の平板状の電極板（９ｂ、９ｃ）とから
なる３層のサンドウイッチ構造とし、熱交換用コア部
（３）の一体ろう付けの後に、ＰＴＣヒータ（９）の両
電極板（９ｂ、９ｃ）をコルゲートフィン（７）の折り
曲げ頂部に接着固定することを特徴としている。
交換用コア部（３）をアルミニュウム合金の一体ろう付
け構造とし、ＰＴＣヒータ（９）は、細長の平板状のＰ
ＴＣ素子（９ａ）と、このＰＴＣ（９ａ）の表裏両面に
配置された細長の平板状の電極板（９ｂ、９ｃ）とから
なる３層のサンドウイッチ構造とし、熱交換用コア部
（３）の一体ろう付けの後に、ＰＴＣヒータ（９）の両
電極板（９ｂ、９ｃ）をコルゲートフィン（７）の折り
曲げ頂部に接着固定することを特徴としている。
【００１８】これにより、一体ろう付け構造の熱交換用
コア部（３）に対して、ＰＴＣヒータ（９）を簡単かつ
確実に組付けできる。なお、上記各手段の括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示すものである。
コア部（３）に対して、ＰＴＣヒータ（９）を簡単かつ
確実に組付けできる。なお、上記各手段の括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示すものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図１は車両暖房用熱交換器の具体例を
示すもので、温水入口側タンク１と、温水出口側タンク
２と、この両タンク１、２の間に設けられた熱交換用コ
ア部３とを有している。温水入口側タンク１には図示し
ない車両エンジンからの温水（冷却水）が流入する入口
パイプ４が設けられ、温水出口側タンク２には温水を外
部へ流出させ、エンジン側に還流させる出口パイプ５が
設けられている。なお、本例の熱交換器は図１に示すよ
うに左右対称形であるので、温水入口側タンク１と温水
出口側タンク２とを左右逆転してもよい。
づいて説明する。図１は車両暖房用熱交換器の具体例を
示すもので、温水入口側タンク１と、温水出口側タンク
２と、この両タンク１、２の間に設けられた熱交換用コ
ア部３とを有している。温水入口側タンク１には図示し
ない車両エンジンからの温水（冷却水）が流入する入口
パイプ４が設けられ、温水出口側タンク２には温水を外
部へ流出させ、エンジン側に還流させる出口パイプ５が
設けられている。なお、本例の熱交換器は図１に示すよ
うに左右対称形であるので、温水入口側タンク１と温水
出口側タンク２とを左右逆転してもよい。
【００２０】各タンク１、２はそれぞれタンク本体部１
ａ、２ａと、このタンク本体部１ａ、２ａの開口端面を
閉じるシートメタル１ｂ、２ｂとからなり、図１の上下
方向が長手方向となる周知のタンク構造である。そし
て、シートメタル１ｂ、２ｂには偏平状のチューブ挿入
穴（図示せず）が多数個、図１の上下方向に１列または
複数列並んで形成されている。
ａ、２ａと、このタンク本体部１ａ、２ａの開口端面を
閉じるシートメタル１ｂ、２ｂとからなり、図１の上下
方向が長手方向となる周知のタンク構造である。そし
て、シートメタル１ｂ、２ｂには偏平状のチューブ挿入
穴（図示せず）が多数個、図１の上下方向に１列または
複数列並んで形成されている。
【００２１】熱交換用コア部３は暖房用空気の流れ方向
（図１の紙面垂直方向）に対して平行な偏平状に形成さ
れた偏平チューブ６を多数個図１の上下方向に並列配置
している。そして、この多数個の偏平チューブ６相互の
間に波形状に成形されたコルゲートフィン（フィン部
材）７を配置し接合している。このコルゲートフィン７
には周知のごとく暖房用空気の流れ方向に対して所定角
度で斜めに多数のルーバ７ａ（図２参照）が切り起こし
成形されており、このルーバ７ａの成形によりフィン熱
伝達率を向上させている。
（図１の紙面垂直方向）に対して平行な偏平状に形成さ
れた偏平チューブ６を多数個図１の上下方向に並列配置
している。そして、この多数個の偏平チューブ６相互の
間に波形状に成形されたコルゲートフィン（フィン部
材）７を配置し接合している。このコルゲートフィン７
には周知のごとく暖房用空気の流れ方向に対して所定角
度で斜めに多数のルーバ７ａ（図２参照）が切り起こし
成形されており、このルーバ７ａの成形によりフィン熱
伝達率を向上させている。
【００２２】偏平チューブ６の両端開口部はシートメタ
ル１ｂ、２ｂのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通され、
接合される。また、コア部３の最外側のコルゲートフィ
ン７のさらに外側には断面Ｕ形のサイドプレート８ａ、
８ｂが配設され、このサイドプレート８ａ、８ｂは最外
側のコルゲートフィン７およびシートメタル１ｂ、２ｂ
に接合される。
ル１ｂ、２ｂのチューブ挿入穴内にそれぞれ挿通され、
接合される。また、コア部３の最外側のコルゲートフィ
ン７のさらに外側には断面Ｕ形のサイドプレート８ａ、
８ｂが配設され、このサイドプレート８ａ、８ｂは最外
側のコルゲートフィン７およびシートメタル１ｂ、２ｂ
に接合される。
【００２３】ところで、本例における熱交換器では、上
記各構成部品１〜８ｂのすべてがアルミニュウム合金に
て成形されており、部品相互間の接合はアルミニュウム
合金にクラッドされたろう材を用いて一体ろう付けで行
う。この一体ろう付けは下記のＰＴＣヒータ９を組付け
てない状態で行う。ここで、ＰＴＣヒータ９の設置部位
（図１の例では４箇所）では、偏平チューブ６を廃止し
て、その代わりに、ＰＴＣヒータ９に相当する体格を持
ち、かつろう付けされない材質からなるダミーの板部材
を仮組付けしておいて、コルゲートフィン７の組付位置
を保持する。
記各構成部品１〜８ｂのすべてがアルミニュウム合金に
て成形されており、部品相互間の接合はアルミニュウム
合金にクラッドされたろう材を用いて一体ろう付けで行
う。この一体ろう付けは下記のＰＴＣヒータ９を組付け
てない状態で行う。ここで、ＰＴＣヒータ９の設置部位
（図１の例では４箇所）では、偏平チューブ６を廃止し
て、その代わりに、ＰＴＣヒータ９に相当する体格を持
ち、かつろう付けされない材質からなるダミーの板部材
を仮組付けしておいて、コルゲートフィン７の組付位置
を保持する。
【００２４】そして、熱交換器全体の仮組付け状態を適
宜の治具により保持しながら、炉中に搬入して、炉中に
てろう付け温度まで加熱して熱交換器全体を一体ろう付
けする。ろう付けが完了して一体構造に接合された熱交
換器のコア部３から上記ダミーの板部材を取り除いて、
その代わりに図１に示すように、ＰＴＣヒータ９をコア
部３の４箇所に等間隔で配置し、組付ける。
宜の治具により保持しながら、炉中に搬入して、炉中に
てろう付け温度まで加熱して熱交換器全体を一体ろう付
けする。ろう付けが完了して一体構造に接合された熱交
換器のコア部３から上記ダミーの板部材を取り除いて、
その代わりに図１に示すように、ＰＴＣヒータ９をコア
部３の４箇所に等間隔で配置し、組付ける。
【００２５】図１では便宜上、ＰＴＣヒータ９の配置部
位を斜線部で示している。図２はＰＴＣヒータ９の配置
部位の具体的構造を示すもので、ＰＴＣヒータ９は細長
の平板状のＰＴＣ素子（発熱体素子）９ａと、このＰＴ
Ｃ素子９ａの表裏両面に配置され接合された細長の平板
状の電極板９ｂ、９ｃとからなる３層のサンドウイッチ
構造になっている。ここで、ＰＴＣ素子９ａは所定の設
定温度Ｔ0 にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有
する抵抗体材料（例えば、チタン酸バリウム）からなる
ものであって、上記両電極板９ｂ、９ｃ間に車載電源か
ら電圧を加えることにより、ＰＴＣ素子９ａが通電され
発熱する。
位を斜線部で示している。図２はＰＴＣヒータ９の配置
部位の具体的構造を示すもので、ＰＴＣヒータ９は細長
の平板状のＰＴＣ素子（発熱体素子）９ａと、このＰＴ
Ｃ素子９ａの表裏両面に配置され接合された細長の平板
状の電極板９ｂ、９ｃとからなる３層のサンドウイッチ
構造になっている。ここで、ＰＴＣ素子９ａは所定の設
定温度Ｔ0 にて抵抗値が急増する正の抵抗温度特性を有
する抵抗体材料（例えば、チタン酸バリウム）からなる
ものであって、上記両電極板９ｂ、９ｃ間に車載電源か
ら電圧を加えることにより、ＰＴＣ素子９ａが通電され
発熱する。
【００２６】ＰＴＣ素子９ａの両電極板９ｂ、９ｃはそ
れぞれ隣接するコルゲートフィン７の折り曲げ頂部に絶
縁接着剤１０により接着固定される。また、ＰＴＣ素子
９ａの長手方向（図１の左右方向）の両端部は、シート
メタル１ｂ、２ｂに絶縁接着剤１０により接着固定され
る。ここで、絶縁接着剤１０は電気的な絶縁作用を果た
すものであって、熱的には良好な熱伝導作用を有する、
樹脂系の接着剤からなる。従って、ＰＴＣ素子９ａの発
熱はコルゲートフィン７に伝導されて、このコルゲート
フィン７から暖房用空気に放熱される。
れぞれ隣接するコルゲートフィン７の折り曲げ頂部に絶
縁接着剤１０により接着固定される。また、ＰＴＣ素子
９ａの長手方向（図１の左右方向）の両端部は、シート
メタル１ｂ、２ｂに絶縁接着剤１０により接着固定され
る。ここで、絶縁接着剤１０は電気的な絶縁作用を果た
すものであって、熱的には良好な熱伝導作用を有する、
樹脂系の接着剤からなる。従って、ＰＴＣ素子９ａの発
熱はコルゲートフィン７に伝導されて、このコルゲート
フィン７から暖房用空気に放熱される。
【００２７】図３はＰＴＣヒータ９の通電回路を示すも
ので、４個のＰＴＣヒータ９は電気的に並列接続され、
スイッチ１１を介して車載電源１２から通電される。ス
イッチ１１は制御回路１３により開閉される。制御回路
１３にはエンジンから暖房用熱交換器に流入する温水温
度を検出する水温センサ１４、暖房運転に連動するスイ
ッチ１５等の信号が入力される。そして、暖房運転であ
って、かつ、温水温度が所定温度（例えば、８０°Ｃ）
以下のとき、制御回路１３はスイッチ１１を閉成状態と
して、４個のＰＴＣヒータ９に通電するようになってい
る。
ので、４個のＰＴＣヒータ９は電気的に並列接続され、
スイッチ１１を介して車載電源１２から通電される。ス
イッチ１１は制御回路１３により開閉される。制御回路
１３にはエンジンから暖房用熱交換器に流入する温水温
度を検出する水温センサ１４、暖房運転に連動するスイ
ッチ１５等の信号が入力される。そして、暖房運転であ
って、かつ、温水温度が所定温度（例えば、８０°Ｃ）
以下のとき、制御回路１３はスイッチ１１を閉成状態と
して、４個のＰＴＣヒータ９に通電するようになってい
る。
【００２８】次に、上記構成において作動を説明する。
図１の熱交換器は車両用空調装置のヒータケース（図示
せず）内に設置され、暖房時には空調用送風機が作動し
て、コア部３の偏平チューブ６とコルゲートフィン７と
の間の空隙部に暖房用空気が送風される。一方、車両用
エンジンのウォータポンプ（図示せず）の作動によりエ
ンジンから温水が入口パイプ４より温水入口側タンク１
内に流入する。そして、温水は、入口側タンク１にて多
数本の偏平チューブ６に分配され、この偏平チューブ６
を同時に流れる間にコルゲートフィン７を介して暖房用
空気に放熱する。多数本の偏平チューブ６を通過した温
水は、温水出口側タンク２に流入し、ここで集合され、
出口パイプ５から温水は熱交換器外部へ流出し、エンジ
ン側に還流する。
図１の熱交換器は車両用空調装置のヒータケース（図示
せず）内に設置され、暖房時には空調用送風機が作動し
て、コア部３の偏平チューブ６とコルゲートフィン７と
の間の空隙部に暖房用空気が送風される。一方、車両用
エンジンのウォータポンプ（図示せず）の作動によりエ
ンジンから温水が入口パイプ４より温水入口側タンク１
内に流入する。そして、温水は、入口側タンク１にて多
数本の偏平チューブ６に分配され、この偏平チューブ６
を同時に流れる間にコルゲートフィン７を介して暖房用
空気に放熱する。多数本の偏平チューブ６を通過した温
水は、温水出口側タンク２に流入し、ここで集合され、
出口パイプ５から温水は熱交換器外部へ流出し、エンジ
ン側に還流する。
【００２９】一方、暖房時において、エンジンからの温
水の温度が低いときは、図３の電気回路においてスイッ
チ１１が閉成して、４個のＰＴＣヒータ９に通電され、
ＰＴＣヒータ９が発熱する。ここで、ＰＴＣヒータ９は
自己制御の設定温度Ｔ0 まで上昇し、その発熱量を隣接
するコルゲートフィン７を介して暖房用空気に放熱する
ことにより、温水の低温時でも暖房空気を速やかに加熱
して即効暖房を行うことができる。
水の温度が低いときは、図３の電気回路においてスイッ
チ１１が閉成して、４個のＰＴＣヒータ９に通電され、
ＰＴＣヒータ９が発熱する。ここで、ＰＴＣヒータ９は
自己制御の設定温度Ｔ0 まで上昇し、その発熱量を隣接
するコルゲートフィン７を介して暖房用空気に放熱する
ことにより、温水の低温時でも暖房空気を速やかに加熱
して即効暖房を行うことができる。
【００３０】ところで、ＰＴＣヒータ９の発熱量を暖房
用空気の加熱のために有効利用するためには、前述のご
とくＰＴＣヒータ９の自己制御の設定温度Ｔ0 をどのよ
うに決定するかが重要となる。そこで、まず、ＰＴＣヒ
ータ９から伝熱されるコルゲートフィン７における温度
分布について考察してみると、図４はＰＴＣヒータ９の
壁面と、隣接の偏平チューブ６の壁面との間に介在され
たコルゲートフィン７の温度分布を概略的に説明するモ
デル図である。ここで、図４の紙面垂直方向に流れて、
熱交換器に吸い込まれる暖房用吸込空気温度をＴair 、
ＰＴＣヒータ９の設定温度（壁面温度）をＴ0 、コルゲ
ートフィン７のフィン高さをｈｆ、コルゲートフィン７
の任意のフィン高さをｘとし、この任意のフィン高さｘ
でのフィン温度をθとしたとき、下記の数式１、２が成
立することが知られている。
用空気の加熱のために有効利用するためには、前述のご
とくＰＴＣヒータ９の自己制御の設定温度Ｔ0 をどのよ
うに決定するかが重要となる。そこで、まず、ＰＴＣヒ
ータ９から伝熱されるコルゲートフィン７における温度
分布について考察してみると、図４はＰＴＣヒータ９の
壁面と、隣接の偏平チューブ６の壁面との間に介在され
たコルゲートフィン７の温度分布を概略的に説明するモ
デル図である。ここで、図４の紙面垂直方向に流れて、
熱交換器に吸い込まれる暖房用吸込空気温度をＴair 、
ＰＴＣヒータ９の設定温度（壁面温度）をＴ0 、コルゲ
ートフィン７のフィン高さをｈｆ、コルゲートフィン７
の任意のフィン高さをｘとし、この任意のフィン高さｘ
でのフィン温度をθとしたとき、下記の数式１、２が成
立することが知られている。
【００３１】
【数１】
【００３２】
【数２】 但し、ｍは下記の数式３にて求められる無次元数であ
る。
る。
【００３３】
【数３】
【００３４】数式３において、ｈ0 ：フィン表面の熱伝
達率、ｂ：フィン板厚、λｆ：フィン材の熱伝導率であ
る。ＰＴＣヒータ９の発熱量を暖房用空気の加熱のため
に有効利用するためにはコルゲートフィン７のうち、偏
平チューブ６側の端部（すなわち、ｘ＝ｈｆの部位）に
おいて、フィン温度θがチューブ壁面温度Ｔｗ（すなわ
ち、チューブ内温水温度）と同等にして、ＰＴＣヒータ
９の発熱量が温水側に吸熱されないようにすることが重
要である。
達率、ｂ：フィン板厚、λｆ：フィン材の熱伝導率であ
る。ＰＴＣヒータ９の発熱量を暖房用空気の加熱のため
に有効利用するためにはコルゲートフィン７のうち、偏
平チューブ６側の端部（すなわち、ｘ＝ｈｆの部位）に
おいて、フィン温度θがチューブ壁面温度Ｔｗ（すなわ
ち、チューブ内温水温度）と同等にして、ＰＴＣヒータ
９の発熱量が温水側に吸熱されないようにすることが重
要である。
【００３５】そこで、ｘ＝ｈｆ、およびθ＝Ｔｗを数式
１に適用すると、数式１は下記の数式４で表すことがで
きる。
１に適用すると、数式１は下記の数式４で表すことがで
きる。
【００３６】
【数４】 この数式４から、上記条件を満足するＰＴＣヒータ９の
設定温度Ｔ0 を下記の数式５により算出することができ
る。
設定温度Ｔ0 を下記の数式５により算出することができ
る。
【００３７】
【数５】 Ｔ0 ＝（Ｔｗ−Ｔair ）ｃｏｓｈ（ｍ・ｈｆ）＋Ｔair 上記数式５に対して、Ｔｗ＝６０°Ｃ、フィン表面の熱
伝達率ｈ0 ＝３００Ｗ／ｍ2 ・Ｋ、フィン板厚ｂ＝０．
０６ｍｍ、フィン材（Ａ３００３材）の熱伝導率λｆ＝
１９３Ｗ／ｍ・Ｋを適用して、フィン高さｈｆおよび空
気温度Ｔair をパラメータとしてＰＴＣヒータ９の設定
温度Ｔ0 をコンピュータシュミレーションにて算出し
た。その算出結果を図５に示す。ここで、上記数値の適
用により前記数式３にてｍ＝２２７．６２６となる。
伝達率ｈ0 ＝３００Ｗ／ｍ2 ・Ｋ、フィン板厚ｂ＝０．
０６ｍｍ、フィン材（Ａ３００３材）の熱伝導率λｆ＝
１９３Ｗ／ｍ・Ｋを適用して、フィン高さｈｆおよび空
気温度Ｔair をパラメータとしてＰＴＣヒータ９の設定
温度Ｔ0 をコンピュータシュミレーションにて算出し
た。その算出結果を図５に示す。ここで、上記数値の適
用により前記数式３にてｍ＝２２７．６２６となる。
【００３８】なお、車両用空調装置では、冬期の暖房運
転時には窓ガラスの曇り止めのために通常低湿度の外気
を導入して車室内暖房を行うため、Ｔair は冬期の外気
温とした。また、近年における車両エンジンの燃費向上
により車両エンジンの暖機終了後においても、冬期の暖
房運転時には、チューブ内温水温度が６０°Ｃ程度の温
度までしか上昇しない場合があるので、温水温度Ｔｗを
６０°Ｃとした。
転時には窓ガラスの曇り止めのために通常低湿度の外気
を導入して車室内暖房を行うため、Ｔair は冬期の外気
温とした。また、近年における車両エンジンの燃費向上
により車両エンジンの暖機終了後においても、冬期の暖
房運転時には、チューブ内温水温度が６０°Ｃ程度の温
度までしか上昇しない場合があるので、温水温度Ｔｗを
６０°Ｃとした。
【００３９】図５は、Ｔｗ＝６０°Ｃの条件で、フィン
高さｈｆを０〜９ｍｍの範囲で変化させた場合におい
て、上記数式５から求められるＰＴＣヒータ９の設定温
度Ｔ0を、Ｔair ＝０°Ｃ、−１０°Ｃ、−２０°Ｃの
３つの場合について示している。図６はＴｗ＝８０°Ｃ
の条件において、上記数式５から求められるＰＴＣヒー
タ９の設定温度Ｔ0 を同様に示している。
高さｈｆを０〜９ｍｍの範囲で変化させた場合におい
て、上記数式５から求められるＰＴＣヒータ９の設定温
度Ｔ0を、Ｔair ＝０°Ｃ、−１０°Ｃ、−２０°Ｃの
３つの場合について示している。図６はＴｗ＝８０°Ｃ
の条件において、上記数式５から求められるＰＴＣヒー
タ９の設定温度Ｔ0 を同様に示している。
【００４０】そして、図７は、フィン高さｈｆ＝４．５
ｍｍの場合において、上記数式５から求められるＰＴＣ
ヒータ９の設定温度Ｔ0 を、暖房用吸込空気温度（外気
温）Ｔair および温水温度Ｔｗをパラメータとして示す
ものであって、温水温度Ｔｗ＝６０°Ｃ〜８０°Ｃ、お
よび暖房用吸込空気温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃ以下
の範囲では、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 ＝９６°Ｃ
〜１２６°Ｃとなる。
ｍｍの場合において、上記数式５から求められるＰＴＣ
ヒータ９の設定温度Ｔ0 を、暖房用吸込空気温度（外気
温）Ｔair および温水温度Ｔｗをパラメータとして示す
ものであって、温水温度Ｔｗ＝６０°Ｃ〜８０°Ｃ、お
よび暖房用吸込空気温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃ以下
の範囲では、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 ＝９６°Ｃ
〜１２６°Ｃとなる。
【００４１】また、図８は、フィン高さｈｆ＝４．０ｍ
ｍの場合において、上記数式５から求められるＰＴＣヒ
ータ９の設定温度Ｔ0 を、暖房用吸込空気温度（外気
温）Ｔ air および温水温度Ｔｗをパラメータとして示す
ものであって、温水温度Ｔｗ＝６０°Ｃ〜８０°Ｃ、お
よび暖房用吸込空気温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃ以下
の範囲では、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 ＝８７°Ｃ
〜１１８°Ｃとなる。
ｍの場合において、上記数式５から求められるＰＴＣヒ
ータ９の設定温度Ｔ0 を、暖房用吸込空気温度（外気
温）Ｔ air および温水温度Ｔｗをパラメータとして示す
ものであって、温水温度Ｔｗ＝６０°Ｃ〜８０°Ｃ、お
よび暖房用吸込空気温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃ以下
の範囲では、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 ＝８７°Ｃ
〜１１８°Ｃとなる。
【００４２】図９は上記図７と同一フィン高さｈｆ＝
４．５ｍｍの下でのフィン上の温度分布を示し、横軸は
ＰＴＣヒータ９の壁面からのフィン上の任意の距離ｘで
ある。また、温水温度Ｔｗ＝６０°Ｃ、暖房用吸込空気
温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃである。図９の条件の場
合には、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 を１００°Ｃよ
り高くすると、偏平チューブ６側端部（ｘ＝４．５ｍｍ
の部位）のフィン温度が偏平チューブ６内の温水温度Ｔ
W （＝６０°Ｃ）より高くなり、ＰＴＣヒータ９から伝
導されたコルゲートフィン７の熱が温水側に吸熱される
ので、ＰＴＣヒータ９の発熱を暖房用吸込空気中に効果
的に放出できない。従って、図９の条件の場合にはＰＴ
Ｃヒータ９の設定温度Ｔ0 を１００°Ｃ以下に設定する
ことがＰＴＣヒータ９の発熱の有効利用のために必要と
なる。
４．５ｍｍの下でのフィン上の温度分布を示し、横軸は
ＰＴＣヒータ９の壁面からのフィン上の任意の距離ｘで
ある。また、温水温度Ｔｗ＝６０°Ｃ、暖房用吸込空気
温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃである。図９の条件の場
合には、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 を１００°Ｃよ
り高くすると、偏平チューブ６側端部（ｘ＝４．５ｍｍ
の部位）のフィン温度が偏平チューブ６内の温水温度Ｔ
W （＝６０°Ｃ）より高くなり、ＰＴＣヒータ９から伝
導されたコルゲートフィン７の熱が温水側に吸熱される
ので、ＰＴＣヒータ９の発熱を暖房用吸込空気中に効果
的に放出できない。従って、図９の条件の場合にはＰＴ
Ｃヒータ９の設定温度Ｔ0 を１００°Ｃ以下に設定する
ことがＰＴＣヒータ９の発熱の有効利用のために必要と
なる。
【００４３】ところで、車両暖房用熱交換器において
は、偏平チューブ６の長円状断面における短径方向の流
路幅は、通常、１．４ｍｍ程度であり、このような流路
幅を持つ偏平チューブ６にコルゲートフィン７を組み合
わせて熱交換用コア部３を構成する場合、本発明者らの
検討によると、コルゲートフィン７のフィン高さｈｆ
は、空気側伝熱面積の確保のために、３．９ｍｍ以上に
設定することが好ましいことが分かっている。フィン高
さｈｆを３．９ｍｍ未満にすると、偏平チューブ６の設
置本数に対するコルゲートフィン７の伝熱面積が不足
し、必要放熱能力を得ることができない。
は、偏平チューブ６の長円状断面における短径方向の流
路幅は、通常、１．４ｍｍ程度であり、このような流路
幅を持つ偏平チューブ６にコルゲートフィン７を組み合
わせて熱交換用コア部３を構成する場合、本発明者らの
検討によると、コルゲートフィン７のフィン高さｈｆ
は、空気側伝熱面積の確保のために、３．９ｍｍ以上に
設定することが好ましいことが分かっている。フィン高
さｈｆを３．９ｍｍ未満にすると、偏平チューブ６の設
置本数に対するコルゲートフィン７の伝熱面積が不足
し、必要放熱能力を得ることができない。
【００４４】一方、フィン高さｈｆの上限としては、実
用上、５ｍｍ以下が好ましい。フィン高さｈｆを５ｍｍ
超の大きさにすると、コルゲートフィン７のうち、チュ
ーブ側端部に比してフィン高さｈｆの中央部位おけるフ
ィン温度の低下幅が大きくなって、フィン温度と空気温
度との温度差が小さくなり、熱交換効率の低下を招く。
用上、５ｍｍ以下が好ましい。フィン高さｈｆを５ｍｍ
超の大きさにすると、コルゲートフィン７のうち、チュ
ーブ側端部に比してフィン高さｈｆの中央部位おけるフ
ィン温度の低下幅が大きくなって、フィン温度と空気温
度との温度差が小さくなり、熱交換効率の低下を招く。
【００４５】以上の理由から、コルゲートフィン７のフ
ィン高さｈｆは、実用上、３．９〜５．０ｍｍの範囲に
設定することが好ましい。そして、前述の図５におい
て、冬期暖房時での代表的な使用条件である、暖房用吸
込空気温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃの場合に、上記フ
ィン高さｈｆ＝３．９〜５．０ｍｍの範囲を適用する
と、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 ＝８５°Ｃ〜１１０
°Ｃとなる。
ィン高さｈｆは、実用上、３．９〜５．０ｍｍの範囲に
設定することが好ましい。そして、前述の図５におい
て、冬期暖房時での代表的な使用条件である、暖房用吸
込空気温度（外気温）Ｔair ＝０°Ｃの場合に、上記フ
ィン高さｈｆ＝３．９〜５．０ｍｍの範囲を適用する
と、ＰＴＣヒータ９の設定温度Ｔ0 ＝８５°Ｃ〜１１０
°Ｃとなる。
【００４６】この設定温度Ｔ0 の範囲によれば、偏平チ
ューブ６にコルゲートフィン７を組み合わせて熱交換用
コア部３を構成する車両暖房用熱交換器において、熱交
換用コア部３の放熱性能を確保しつつ、冬期暖房時での
代表的な使用条件の下で、ＰＴＣヒータ９の発熱時に、
ＰＴＣヒータ９の発熱がコルゲートフィン７を経て温水
に吸熱されるのを防止して、ＰＴＣヒータ９の発熱を暖
房用吸込空気の加熱のために有効利用できる。
ューブ６にコルゲートフィン７を組み合わせて熱交換用
コア部３を構成する車両暖房用熱交換器において、熱交
換用コア部３の放熱性能を確保しつつ、冬期暖房時での
代表的な使用条件の下で、ＰＴＣヒータ９の発熱時に、
ＰＴＣヒータ９の発熱がコルゲートフィン７を経て温水
に吸熱されるのを防止して、ＰＴＣヒータ９の発熱を暖
房用吸込空気の加熱のために有効利用できる。
【００４７】（他の実施形態）なお、上記の実施形態で
は、熱交換器コア部のフィン部材として、波形に成形さ
れたコルゲートフィン７を用いる場合について説明した
が、フィンとして、平板状に成形されたプレートフィン
を用いる場合でも、本発明は実施可能である。また、Ｐ
ＴＣヒータ９の設置形態を図２の形態に限らず、暖房用
熱交換器の仕様の変化に対応して種々変更し得ることは
もちろんである。
は、熱交換器コア部のフィン部材として、波形に成形さ
れたコルゲートフィン７を用いる場合について説明した
が、フィンとして、平板状に成形されたプレートフィン
を用いる場合でも、本発明は実施可能である。また、Ｐ
ＴＣヒータ９の設置形態を図２の形態に限らず、暖房用
熱交換器の仕様の変化に対応して種々変更し得ることは
もちろんである。
【図１】本発明の一実施形態を示す暖房用熱交換器の正
面図である。
面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１、２に示すＰＴＣヒータの通電回路図であ
る。
る。
【図４】図３に示すＰＴＣヒータ部におけるコルゲート
フィンの温度分布を示すモデル図である。
フィンの温度分布を示すモデル図である。
【図５】温水温度＝６０°Ｃの条件下における、ＰＴＣ
ヒータの設定温度とコルゲートフィンのフィン高さとの
関係を示すグラフである。
ヒータの設定温度とコルゲートフィンのフィン高さとの
関係を示すグラフである。
【図６】温水温度＝８０°Ｃの条件下における、ＰＴＣ
ヒータの設定温度とコルゲートフィンのフィン高さとの
関係を示すグラフである。
ヒータの設定温度とコルゲートフィンのフィン高さとの
関係を示すグラフである。
【図７】フィン高さ＝４．５ｍｍの条件下における、Ｐ
ＴＣヒータの設定温度と暖房用吸込空気温との関係を示
すグラフである。
ＴＣヒータの設定温度と暖房用吸込空気温との関係を示
すグラフである。
【図８】フィン高さ＝４．０ｍｍの条件下における、Ｐ
ＴＣヒータの設定温度と暖房用吸込空気温との関係を示
すグラフである。
ＴＣヒータの設定温度と暖房用吸込空気温との関係を示
すグラフである。
【図９】コルゲートフィン上の温度分布を例示するグラ
フである。
フである。
【符号の説明】 ３…熱交換用コア部、６…偏平チューブ、７…コルゲー
トフィン、９…ＰＴＣヒータ（電気発熱体）、９ａ…Ｐ
ＴＣ素子（発熱体素子）、９ｂ、９ｃ…電極板、１０…
絶縁接着剤。
トフィン、９…ＰＴＣヒータ（電気発熱体）、９ａ…Ｐ
ＴＣ素子（発熱体素子）、９ｂ、９ｃ…電極板、１０…
絶縁接着剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 定行 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 成瀬 新二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 安芸 佳史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (3)
- 【請求項１】 車両エンジンからの温水が流通する偏平
チューブ（６）を多数本並列配置するとともに、この多
数本の偏平チューブ（６）相互の間にフィン部材（７）
を配置することにより熱交換用コア部（３）が構成され
ており、 前記多数本の偏平チューブ（６）が設置される部位のう
ち、一部の部位に、前記偏平チューブ（６）の代わり
に、所定の設定温度（Ｔ0 ）にて抵抗値が急増する正の
抵抗温度特性を有する電気発熱体（９）を設置する車両
暖房用熱交換器において、 前記フィン部材（７）のうち、前記電気発熱体（９）と
前記偏平チューブ（６）との間に位置するフィン部材
（７）の、前記電気発熱体（９）発熱時における温度分
布に関して、 前記偏平チューブ（６）内の温水温度（ＴW ）≧６０°
Ｃ、前記熱交換用コア部（３）に吸い込まれる暖房用吸
込空気温度（Ｔair ）≦０°Ｃの条件において、 前記偏平チューブ（６）側の端部のフィン温度が前記偏
平チューブ（６）内の温水温度（ＴW ）と同等になるよ
うに、前記電気発熱体（９）の設定温度（Ｔ0）を設定
したことを特徴とする車両暖房用熱交換器。 - 【請求項２】 車両エンジンからの温水が流通する偏平
チューブ（６）を多数本並列配置するとともに、この多
数本の偏平チューブ（６）相互の間にコルゲートフィン
（７）を配置することにより熱交換用コア部（３）が構
成されており、 前記多数本の偏平チューブ（６）が設置される部位のう
ち、一部の部位に、前記偏平チューブ（６）の代わり
に、所定の設定温度（Ｔ0 ）にて抵抗値が急増する正の
抵抗温度特性を有する電気発熱体（９）を設置する車両
暖房用熱交換器において、 前記コルゲートフィン（７）の偏平チューブ（６）相互
間の距離であるフィン高さ（ｈｆ）を３．９ｍｍ〜５ｍ
ｍにするとともに、前記電気発熱体（９）の設定温度
（Ｔ0 ）を８５°Ｃ〜１１０°Ｃとしたことを特徴とす
る車両暖房用熱交換器。 - 【請求項３】 前記熱交換用コア部（３）はアルミニュ
ウム合金の一体ろう付け構造からなり、 前記電気発熱体（９）は、細長の平板状の発熱体素子
（９ａ）と、この発熱体素子（９ａ）の表裏両面に配置
された細長の平板状の電極板（９ｂ、９ｃ）とからなる
３層のサンドウイッチ構造を有し、 前記熱交換用コア部（３）の一体ろう付けの後に、前記
電気発熱体（９）を前記コルゲートフィン（７）の間に
挿入し、前記両電極板（９ｂ、９ｃ）を前記コルゲート
フィン（７）の折り曲げ頂部に接着固定することを特徴
とする請求項１または２に記載の車両暖房用熱交換器。
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