专利名称：用于汽车的液体加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于汽车的加热一定量液体的装置。
背景技术：
在下面，关注的目标主要但不排它地是用于加热洗涤液的装置，其一方面能连接至包含所述洗涤液的罐，另一方面连接至位于汽车中要被清洁的表面附近的至少一个喷嘴，该表面例如是风挡和/或后窗。在这种情况下，窗表面的洗涤是通过能使液体到达这些表面的系统和使用设置在车辆中的一个或两个雨刷的擦拭系统的同步动作而获得的。但是，本发明还可用于洗涤其它表面，例如灯或头灯的外部，或用于加热任意液体。通过将洗涤液在被使用一个或多个喷嘴喷至要清洁表面之前进行加热，可有意识地获得窗表面的改善的洗涤。此外，被加热洗涤液还可有助于风挡除霜操作。其它方案已被提出，以使得风挡雨刷液体的温度上升。第一个已知的方案包括直接使用汽车的发动机的能量来加热洗涤液。但是获得的温度太高，通常高于70°C，这产生了对车辆附近的人造成严重烫伤的危险。另一已知的方案包括使用汽车的散热器的能量来加热液体。但是该方案较少被使用，因为在能有效地使得洗涤液的温度上升之前必须等待发动机加热一段时间。在提供的第三方案中，直接设置在洗涤液罐中的电阻使得可以加热该液体。但是该方案不是理想的，因为包含在罐中的所有液体不得不在每次都被加热，而仅少量的液体被使用，由此不必要地增加了加热时间且最终破坏液体的固有性质。最后一个已知的方案包括使用位于液体罐和一个或多个喷嘴之间的液体流动路径中的加热装置，由此使得可以在风挡雨刷的控制装置(通常通过位于方向盘旁边的且其中一个用处是控制风挡雨刷的促动的控制杆)被促动时升高从罐中取用的一定量液体的温度。在这些方案中，适当的加热可通过加热电阻与要被加热的液体的直接接触或间接接触获得。下面关注的目标是通过间接接触的加热模式，通过直接接触的其它加热模式具有的主要缺点在于用于直接加热液体的加热电阻处于非常高的温度，这局部地导致液体的汽化。利用间接接触的风挡洗涤液加热装置更特别从文献US 7，190，893中已知，其中电加热装置与导热材料制成的质量块接触，以加热该质量块。入口和出口之间的液体流动路径直接设置在该质量块中。液体在沿流动路径流动时由此吸收该质量块的热量。电加热元件包括具有大致圆柱形状的多个某种加热电阻，其平行于该质量块延伸，且优选地被形成该质量块的导热材料包覆模制。这种电阻，除了它们具有不可忽略的总体尺寸，还必须在位于它们两端处的它们的连接端子处供电。此外，每一个电阻中的电压必须被控制以通过适当的方式来控制这种电阻的供电的中断，更特别地在液体达到最大期望温度时。该结果是必须在该装置中设置印刷电路板，该电路板设置有控制器件，通常为多个M0SFET，用于管理这种加热电阻的供电。这种方案由此是笨重和昂贵的，因为需要各种电子部件。
发明内容
本发明目的在于提供消除上述缺点的新的加热装置。该目的根据本发明而实现，本发明提供一种用于汽车的液体加热装置，至少包括 由导热材料制成的第一部分，该第一部分至少包括一体地制造在所述第一部分中的液体流动路径以使得液体能在入口和出口之间流动；和与所述部分热耦合的电加热器件，其能加热所述部分以使得流动穿过所述流动路径的液体能吸收所述部分的热量，其特征在于，该第一部分包括沿平行于流动路径的平面延伸的平坦底壁，且在于，该电加热器件包括具有正温度系数的多个平石块，该平石块被设置为处于同一平面内的阵列，该阵列平行于所述底壁且与其热接触，平坦表面形式的第一单个电极被定位为平行于所述阵列的每个平石块的第一表面且与其接触，平坦表面形式的第二单个电极被设置为与所述阵列的每个平石块的第二表面平行且与其接触，该第二表面与第一表面相对。第一单个电极能被连接至由车辆的电池输送的第一直流电压，第二单个电极能被连接至接地电压。在第一可能实施例中，所述第一部分由导电材料形成且具有电连接端子，且构成第一电极或第二电极中的一个电极的任一个平坦表面直接由所述第一部分的平坦底壁构成。在这种情况下，导电且导热油脂层被优选地插置在形成电极的所述底壁和阵列的石块的匹配面之间。在替换方式中，形成电极的所述底壁通过导热胶层而被保持为抵靠阵列的石块的匹配面。在第二可能实施例中，构成第一电极或第二电极的任一个平坦表面由具有小厚度的可变形金属箔片构成，该可变形金属箔片被夹在阵列和第一部分的底壁之间，所述箔片具有用于接收第一或第二直流电压的电连接端子。本装置可有利地包括由导热材料制成的第二部分，液体的第二流动路径与所述第二部分形成为一个件，所述第二部分还包括沿平行于该第二流动路径的平面延伸的平坦底壁。在这种情况下，包括多个平石块的阵列被平行地定位在所述第一和第二部分的底壁之间且与每个所述底壁热接触。 第二部分也可由导热材料制成且具有电连接端子。在这种情况下，第二部分的底壁有利地形成第一电极或第二电极中的另一个电极。根据另一特征，液体加热装置还可包括由电绝缘材料制成的结构件，该结构件形成箱体用于接收和保持所述第一和第二部分以及平块的阵列，所述结构件能提供用于给所述电连接端子供电的电接口。所述结构件有利地形成大致平行六面体形状的箱体，其由形成框架的外周壁限定。结构件可包括内栅格，其沿垂直于所述外周壁的平面延伸，该栅格的每个网眼具有适于接收一个所述平石块的尺寸。该内栅格可有利地与该结构件铸造为一个件。
结构件的外周壁有利地支撑连接器，该连接器与该结构件铸造为一个件，两个金属叶片在该连接器内平行地延伸，其形成两个电连接凸起，每个叶片具有能接收来自结构件外部的第一或第二直流电压的自由端。金属叶片例如包覆铸造到结构件中。
本发明的优点以及其它特性将在下面的说明中详细描述，其使用了液体加热装置的可能的示例性实施例，依照了参考附图的本发明，其中图1示出了组成本发明的优选实施例的加热装置的主要元件的截面；图加和2b分别是图1中的装置的主要元件的装配和分解透视图；图3和4是示出图加和2b的元件在保持该装置的结构内的可能的安装的透视图， 该结构用作该装置与外部的电连接接口；图如和恥分别以透视分解图和横截面图示出了装置的与加热元件的供电相关的
另一实施例。
具体实施例方式参考图1、加和2b，其示出优选实施例而不是限制本发明，液体加热装置例如包括由导热材料形成的基本上相同的两个部分la、lb，其每个与该部分整体形成以使得液体能在入口 IlaUlb和出口 12a、12b之间流动。各种材料可被用于制造该两个部分，例如铝或高导热陶瓷。由于将要出现在本说明的下一部分中的理由，具有高导热性和导电性的材料将被优选地使用。该装置还包括与两个部分la、lb的每个都热接触的加热器件，用于间接加热流动穿过两个流动路径10a、10b的液体。为了便于构成两个部分Ia和Ib的每个的导热材料与液体之间的热交换，每个流动路径10a、IOb优选地沿着具有迷宫(labyrinth)形状的轨迹，例如螺旋形。在所示的优选实施例中，所述部分的每个都包括其自己的入口 IlaUlb和其自己的出口 12a、12b，所述入口和出口都设置有连接端，该连接端能密封地接收液体供应管或管道，使得可以将该装置一方面连接至液体罐，另一方面连接至一个或多个需要被加热液体的系统。当使用该加热装置时，该配置给出了较大的灵活性。例如，在液体加热仅被用于与车辆风挡的擦拭系统相关联的窗洗涤系统的情况下，足够的是，将一个入口(例如第一部分的入口 Ila)设置为连接至洗涤液罐，将第二部分的出口 12b设置为连接至洗涤系统的一个或多个喷嘴，且通过把第一部分的出口 1 与第二部分的入口 lib连接，将流动路径IOa 和IOb设置为串联连接。在这种情况下，这样的加热装置包括单个入口(这里是入口 Ila) 和单个出口(这里是出口 12b)。还可以独立地使用流动路径IOa和10b，例如用于一方面洗涤风挡另一方面洗涤车辆的后窗，在这种情况下，每个部分的入口都被连接至其自己的液体入口网，且每个部分的出口都被连接至其自己的液体出口网。在这种情况下，这样的加热装置具有两个独立的入口和两个独立的出口。为了便于液体流的连接，各个入口和出口有利地被设置在两个部分Ia和Ib的相同侧上。
此外，根据本发明的一重要方面，每个所述第一和第二部分la、lb都包括平坦的底壁15a、15b (其沿平行于被包围的流动路径10a、10b的平面延伸)，具有正温度系数的多个石块14被在同一平面内定位为阵列，平行于且热接触一个底壁。该阵列在制成图案时包括六个石块14、被夹在两个底壁15a、1 之间，以能间接加热两个流动路径10a、10b中的液体。使用具有正温度系数的石块具有多项优点。首先，通过给该类型的热电阻供电获得的加热温度是自限制的。更准确地，这种热电阻增加温度直至达到基本上恒定的温度数值，其对应于所谓的自控制温度。由此，不必提供特定控制装置来获得这种元件的调节。此外，为了获得具有正温度系数的平石块的温度的增加，将其一个面电连接至第一直流电压而另一面具有第二直流电压(通常为地)是足够的。根据本发明，通过提供两个电极来同时为阵列的所有石块供电，可用于提供非常紧凑的结构。然后，第一电极被布置为与石块的所有第一面相对且与其电接触，以接收第一直流电压值，通常是由车辆的电池输送的电压，第二电极被布置为与石块的第二面的组件相对且与其电接触，以接收中性电 Bi (neutral voltage) {^。在图1至4所示的本发明的第一替换实施例中，供电电极直接由部分Ia和Ib形成。为此，其材料被选择为可以是非常良好的热导体和非常良好的电导体，例如铝，用于第一和第二部分Ia和Ib的制造。在这种情况下，将平石块的面布置成分别与第一部分Ia的底壁1 和第二部分Ib的底壁1 直接接触是足够的。还应提供一体地形成在每一个部分 IaUb中的连接端子16a、16b，其能把这些部分分别与电池电压和接地电压连接。为了提供正确的接触，使用用于保持部分la、lb的螺钉或覆盖石块的表面的每一侧的胶层，部分la、 Ib的底壁15a、1 被压靠在石块的面上。在使用螺钉的情况下，有利地可考虑在石块的面和底壁15a、Mb之间插置导电且导热的油脂层，以补偿石块14的几何差异和底壁15a、Mb 的不平坦，且由此确保良好的热接触和电接触。在使用胶的情况下，后者必须具有良好的导热性和较小的或甚至为零的电阻。胶层，以及之前的油脂层，由此可以有利地补偿石块14 的几何差异和底壁15a、15b的不平坦。图如和恥示出了与平石块的供电电极的实现相关的替换实施例。第一和第二电极的每一个都包括夹在阵列的一个面和第一部分或第二部分的底壁之间的可变形薄金属箔片17a、17b。每个箔片具有用于接收第一或第二直流电压的电连接端子18a、18b。在该替换实施例中，使金属箔片17a、17b变形的能力有利地使得可以补偿石块14的几何差异和确保电极在这些面上的均勻施加。具有良好的导热性和电绝缘性的粘结胶层19a、19b被优选地用在部分la、lb的每个底壁与每个金属箔片17a、17b之间，以提供正确的热接触。上述的实施例都具有使用相同的平坦电极来同时给各个石块的相同面供电的优点，该相同电极由部分la、lb的底壁或金属箔片构成。这确保了这表面被正确地供电，甚至在一些石块发生破裂时。关于供电电极的形成的两个上述替换实施例的每一个都进一步具有其自己的优点。由此，对于同时参考图fe和恥所示的替换实施例，对于制造部分Ia和Ib的材料的选择被提供为仅取决于其导热能力。相反，当部分Ia和Ib被用作供电电极时，制成它们的材料除了是良好的热导体外还必须是良好的电导体。无论如何，该替换实施例具有的优点是可以显著简化该装置的电连接接口，如下文同时参考图3和4所述。
在这些附图中，同时参考图1、加和2b所述的各个元件被定位在由电绝缘材料 (例如塑料材料)制成的结构件2中，该结构件用于同时确保保持这些元件以及外部电源 (通常为车辆的电池)与形成用于给具有正温度系数的石块14供电的电极的部分la、Ib之间的电接口。考虑图3和4的透视图，仅部分Ia和石块14在该结构件中可视。但是该结构是对称的且部分Ib和Ia —样地被准确地定位在该结构内。结构件2是由外周壁20限定的大致平行六面体形箱体，形成具有足够尺寸来容纳和包封各个元件的框架。由薄壁形成的内栅格21 (优选地与该结构件铸造为一个件)能使得各个石块14准确地定位，进一步防止石块彼此撞击。更准确地，栅格垂直于包含外周壁20的平面延伸且栅格的每个网眼具有适于接收一个平石块14的尺寸。由此确保了石块相对于部分la、lb的底壁的表面的最佳分布。此外，在胶被用于把部分la、lb的底壁10a、 IOb抵靠石块14的面保持的情况下，栅格20的壁被有利地用于防止胶的移动(这可导致短路)。壁的厚度还必须被调节为使得平石块14的表面在栅格的任一侧上至少齐平。在离部分Ia和Ib的相应连接端子16a、16b最近的一个框架壁上，结构件还包括连接器22，优选地与两个电连接凸起23a、2!3b铸造为一个件，该电连接凸起优选地为包覆模制至该结构件中的金属叶片，平行于连接器延伸。这些凸起23a、23b的自由端(其可从结构件2的外部被连接器接近且其在图中不可见)形成连接器的要被分别连接至电池和车辆地线的阳部件。在结构件内侧上的另两个端部被分别连接至用作电极的部分Ia和lb。框架的与支撑连接器22的壁相对的壁有利地包括四个切口 24，两个位于上水平位置处且两个位于下水平位置处，该切口能接收用于部分Ia和Ib的连接件lla、llb、Ua 和12b的端部(当它们被从顶部和从底部分别定位在结构件中时)。如图3和4可以看到，部分Ia在平石块14的上表面上的凹部内被保持就位，更特别地是通过将螺钉类型的螺钉25-栓沈穿过开口 160a固定，部分Ia的连接端子16a设置有该开口。螺钉25-栓沈固定件是由金属制造且当部分Ia被定位在图4所示的位置处时， 凸起23与栓沈接触且部分Ia与螺钉25电接触。通过接收电压(凸起或叶片23a将通过金属螺钉25-栓沈固定而被连接至该电压)，部分Ia由此能被用作用于平石块的所有上表面的供电电极。当然，类似的螺钉-栓固定被提供用于部分lb，其穿过设置在该部分上的连接端子16b的开口(参考图2b)，但是在这种情况下相应的栓与另一凸起或叶片23接触。此外，其它固定类型可被考虑。例如，前述金属栓沈可被用于金属螺钉25的任意其它紧固器件替换，其能实现螺钉25与叶片23的保持和电接触。未示出的两个塑料盖被定位在框架的外周边缘上，以封闭部分Ia上和部分Ib下的凹部。通过胶粘或通过任意其它密封连接方式而与结构件2相关联的两个盖提供本装置的总体密封。尽管在上述各个例子中加热装置包括两个部分la、lb，本发明还可被概括为一种加热装置，其包括由导热材料制造的仅一个部分，根据上述两个替换实施例同时参考图3、 4、如和恥，该部分用作或不用作给平石块供电的电极。更确切地，该部分的底壁可被设置作为平石块的一个电极，另一个电极例如由抵靠阵列定位的可变形金属箔片构成，或者两个电极每个都由一个金属箔片构成，一个夹在该部分的底壁和阵列的一个面之间，另一个抵靠阵列的另一面定位。此外，即使在本装置包括两个部分la、lb的情况下，上述的两个替换方案在需要时可被组合；则一个电极可设置为由两个部分la、lb中的一个的底壁构成，另一个电极由夹在阵列和另一个部分的底壁之间的可变形金属箔片构成。
权利要求
1.一种用于汽车的液体加热装置，其至少包括由导热材料制成的第一部分(Ia)； — 体地形成在所述第一部分(Ia)中的液体流动路径(10a)，用于使得液体能在入口和出口 (12a)之间流动；和与所述部分(Ia)热耦合的电加热器件(14)，其能加热所述部分(Ia)以使得流动穿过所述流动路径的液体能吸收所述部分(Ia)的热量，其特征在于，所述第一部分(Ia)包括沿平行于流动路径(IOa)的平面延伸的平坦底壁(1 )，且在于，该电加热器件包括具有正温度系数的多个平石块(14)，该多个平石块被设置为处于同一平面内的阵列， 该阵列平行于所述底壁(15a)且与其热接触，平坦表面(15a;17a)形式的第一单个电极被定位为平行于所述阵列的每个平石块(14)的第一表面且与其接触，平坦表面(1 ； 17a)形式的第二单个电极被设置为与所述阵列的每个平石块(14)的第二表面平行且与其接触， 该第二表面与第一表面相对。
2.如权利要求1所述的液体加热装置，其特征在于，第一单个电极能被连接至由车辆的电池输送的第一直流电压，且在于，第二单个电极能被连接至接地电压。
3.如前述权利要求任一项所述的液体加热装置，其特征在于，所述阵列的平石块(14) 被设置为彼此不接触。
4.如前述权利要求任一项所述的液体加热装置，其特征在于，所述第一部分由导电材料制成且具有电连接端子(16a)，且在于，构成第一电极或第二电极中的一个电极的任一个平坦表面直接由所述第一部分(Ia)的平坦底壁(15a)构成。
5.如权利要求4所述的液体加热装置，其特征在于，导电且导热的油脂层被插置在形成电极的所述底壁(15a)和阵列石块的匹配面之间。
6.如权利要求4所述的液体加热装置，其特征在于，形成电极的所述底壁(15a)通过导热胶被保持为抵靠阵列石块的匹配表面。
7.如权利要求1至3中任一项所述的液体加热装置，其特征在于，构成第一电极或第二电极的任一平坦表面由金属箔片(17a;17b)构成，该金属箔片可被变形且具有夹在阵列和第一部分(Ia)的底壁(15a)之间的小厚度，所述箔片具有用于电连接的端子(18a，18b) 以接收第一或第二直流电压。
8.如前述权利要求任一项所述的液体加热装置，其特征在于，其包括由导热材料制成的第二部分(Ib)，第二液体流动路径(IOb) —体地形成在所述第二部分(Ib)中，所述第二部分还包括沿平行于第二流动路径(IOb)的平面延伸的平坦底壁(1 )，且在于，包括多个平石块(14)的所述阵列被平行地定位在所述第一和第二部分的底壁(15a，15b)之间且与每个所述底壁热接触。
9.如权利要求4至6中任一项结合权利要求8所述的液体加热装置，其特征在于，所述第二部分(Ib)也由导电材料制成且具有电连接端子(16b)，第二部分(Ib)的底壁(15b) 构成第一电极或第二电极中的另一个电极。
10.如权利要求9所述的液体加热装置，其特征在于，其还包括由电绝缘材料制成的结构件O)，该结构件形成用于接收和保持所述第一和第二部分(la，lb)以及平石块(14)的阵列的框架，所述结构件能提供用于给所述电连接端子(16a，16b)供电的电接口。
11.如权利要求10所述的液体加热装置，其特征在于，所述结构件(2)形成大致平行六面体形状的箱体，该箱体由形成框架的外周壁00)限定。
12.如权利要求11所述的液体加热装置，其特征在于，所述结构件(2)包括沿垂直于所述外周壁00)的平面延伸的内栅格(21)，该栅格的每个网眼具有适于接收一个平石块 (14)的尺寸。
13.如权利要求12所述的加热装置，其特征在于，所述内栅格与所述结构件(2)一体地铸造。
14.如权利要求11至13中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述外周壁OO)支撑与所述结构件( 一体地铸造的连接器(22)，两个金属叶片在该连接器内平行地延伸且形成两个电连接凸起03a，2 ),每个叶片具有能接收来自结构件( 外部的第一或第二直流电压的自由端。
15.如权利要求14所述的加热装置，其特征在于，金属板(23a，23b)被包覆模制在所述结构件中。
16.如权利要求14或15所述的加热装置，其特征在于，两个金属板Q3a，2;3b)的另外两个端部的每个被分别连接至第一部分(Ia)和第二部分(Ib)的连接端子(16a，16b)。
17.如权利要求16所述的加热装置，其特征在于，所述部分(la，lb)的每个连接端子 (16a, 16b)包括开口(160a)，金属螺钉Q5)穿过该开口而被安装，以使得该螺钉05) —方面与连接端子、另一方面与两个金属叶片中的一个电接触。
18.如权利要求8结合权利要求7所述的液体加热装置，其特征在于，构成第一电极或第二电极的每个平坦表面都由金属箔片(17a，17b)构成，该金属箔片可被变形且具有夹在一方面所述阵列和另一方面第一部分(Ia)或第二部分(Ib)的底壁之间的小厚度，每个箔片具有电连接端子(18a，18b)以接收第一或第二直流电压。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车的液体加热装置，其包括由导热材料制成的至少一个第一部分(1a)；一体地形成在所述第一部分(1a)中的液体流动路径(10a)，用于使得液体能在入口和出口(12a)之间流动；和与所述部分(1a)热耦合的电加热器件(14)，其能加热所述部分以使得流动穿过所述流动路径的液体能吸收所述部分(1a)的热量。根据本发明，第一部分包括沿平行于流动路径(10a)的平面延伸的平坦底壁(15a)，该电加热器件包括具有正温度系数的多个平石块(14)，该多个平石块被设置为处于同一平面内的阵列，该阵列与所述底壁(15a)和两个平坦表面形式的两个电极平行且与其接触，每个电极都与阵列的平石块的相应表面平行且接触。
文档编号B60S1/48GK102203517SQ200980144009
公开日2011年9月28日 申请日期2009年9月7日 优先权日2008年9月5日
发明者马塞尔.特里布伊特 申请人:法雷奥系统公司