电加热装置的制作方法

文档序号:16067343发布日期:2018-11-24 12:48阅读:190来源:国知局

本发明涉及一种特别是用于对特别是具有电驱动马达和/或具有内燃机的机动车辆的内室进行加热的电加热装置,该电加热装置具有加热组件,该加热组件具有多个加热元件,该加热元件具有加热部件和用于与加热部件电接触的接触部件,其中,加热组件还具有多个散热器元件,这些散热器元件被设置成与加热元件热接触。

背景技术

电加热装置在现有技术中多样化地为人所知,特别是为了对车辆内室进行加热而作为电加热器或者辅助电加热器。在这里,电加热器用作主热源或者用作唯一热源,而辅助加热器是通常除了作为主热源的被冷却剂流过的加热体之外的附加热源。

因此,总而言之,加热器和辅助加热器就本发明而言都被称作电加热装置。

电加热装置例如被用于对在供暖或者空调设备中由鼓风机产生的空气流进行加热。这种电加热装置具有多个电加热元件,这些电加热元件具有加热部件,其中,与加热元件热连接有散热器元件,以便对在散热器元件上流过的空气流进行加热。

在这里,加热部件在两侧与接触部件电接触,接触部件被设计成面状板条并且与加热部件的整个侧面电接触。因此产生宽面式电接触和低的接触电阻,从而导致加热部件的均匀加热。加热部件的升温控制通过控制经过加热部件的电流来实现。

由于散热器元件与加热元件热邻接或者说与加热元件处于热接触,所以接触部件是在热量可以到达散热器元件且传递到在散热器元件上流过的空气流之前始于加热部件的热流必须穿越的热障。

文献ep2395295a1、ep2395296a1和ep2397788a1公开了这种电加热装置,在这些电加热装置中,接触部件作为板条设置在加热部件与散热器元件之间。因此始于加热部件流向散热器元件的热流被阻碍,从而加热部件以更大程度被加热。如果加热部件被设计成ptc元件,这导致它们的加热功率在较高温度下降低。

此外存在这样的问题,即特别是在将来的电动汽车中车载电压可能达到800v或者更高,从而电加热装置也将会以这样高的电压进行工作。

然而,目前的具有ptc元件作为加热部件的加热元件不是为这样高的电压而设计的。在高电压下,飞弧防护在目前所述使用的ptc元件中无法得到保证,因为作为接触部件的板条之间的间距较小。在小间距下,飞弧防护在高电压下是不够的。同时,ptc元件不能做成任意厚度,因为由此基于ptc元件材料的相当差的导热能力,基于热流的排热变差并且ptc元件因此还会不必要地且不被期望地升温,这又会降低ptc元件的加热功率。



技术实现要素:

本发明的目的是,提供一种电加热装置,该电加热装置相对于现有技术可以简单且成本低廉地进行制造且仍然相对于现有技术得到了改进。

该目的是通过权利要求1的特征得以解决。

本发明的一种实施例涉及一种特别是用于机动车辆供暖或者空调装置的电加热装置,该电加热装置具有加热组件,该加热组件具有多个电加热元件,所述电加热元件具有加热部件和与加热部件电接触的接触部件,其中,加热组件具有多个散热器元件,这些散热器元件与加热部件处于热连接,以便将热量从加热部件传递到在散热器元件上流过的介质,其中,加热部件具有两个对置的宽侧面和两个对置的窄侧面,其中,接触部件与加热部件在相对的窄侧面上电接触,或者接触部件与加热部件在对置的宽侧面上且在从侧面看沿对角线对置的区域中电接触,沿对角线对置的区域分别与对置的窄侧面中的一个窄侧面相邻设置。因此,一方面实现了,接触部件以比窄侧面的延伸高度更大的距离彼此远离,这降低了飞弧危险,以及另一方面,接触部件在加热部件与散热器元件之间没有产生热阻或者几乎没有产生热阻。这样的加热装置原则上可以用于加热空气或者其它流体,例如冷却剂循环的液态冷却剂。

根据本发明的一个有利方面,也适宜的是,加热部件各自在它们的两个窄侧面上至少分别与一个接触部件电接触。由此,电接触将根据宽侧面的大小而相互隔开地进行,从而即使在800v或者更高的范围内的高压下也可减少或者避免飞弧。

也适宜的是,接触部件被设计成导电的、特别是金属的型材,这些型材面接触地紧贴在加热部件的窄侧面上。由此在侧面上产生电接触件,以便引导电流经过加热部件。热量仍然是通过宽侧面导出,这基于加热部件的窄结构允许良好的排热。

也有利的是,接触部件具有至少一个接触面,该接触面在与它所紧贴的一个接触部件的窄侧面平行的延伸高度上具有与被接触的加热部件的窄侧面相比相同或者较小的延伸高度。如果接触部件大致与加热部件的窄侧面一样宽,那么在窄侧面上大致可以实现全表面的接触,这降低了接触电阻。

根据本发明的另一方面,也适宜的是,加热部件在宽侧面的区域中在两个沿对角线对置的角部区域中至少分别与一个接触部件电接触。接触部件彼此远离的距离也因此使得飞弧得到避免或者它们发生的概率明显降低。但是,为排热而设计的区域没有受到太大的损害,从而到散热器元件的良好热传递是可实现的。

在这里,根据另一方面也是有利的是,接触部件也是被设计成导电的、特别是金属的型材,这些型材在加热部件的宽侧面上面接触地紧贴在从侧面看沿对角线对置的区域上。因此,特别是在以下情况下可实现与加热部件的良好电接触:电接触区域呈面状并且特别是占据一个表面部分,该表面部分大致占据为加热部件的宽侧面的十五分之一到十分之一或者更多。

也有利的是,接触部件分别设置在位于加热部件的一个角部区域中的一个凹部中。因此实现了,接触部件至少以它们不突出或者突出不太多的程度安装在加热部件中。因此,在设置接触部件的条件下也可实现加热部件的大致光滑和/或平坦的表面。

也特别有利的是,接触部件之间的间距大于加热部件在窄侧面上的长度的两倍。因此,选择该间距的大小使得飞弧可以得到避免或者发生飞弧的概率可以得到明显降低。

特别优选的是,加热部件和/或接触部件朝散热器元件的方向通过电绝缘元件被电绝缘。因此向外可以避免产生没有被电绝缘的带电元件,从而可以降低或者避免事故危险。

也有利的是,由加热元件的加热部件和接触部件组成的结构被至少一个电绝缘元件遮盖或者包围并且被电绝缘。也因此对外可以避免产生没有被电绝缘的带电元件,从而可以降低或者避免事故危险。

根据另一实施方式也有利的是,由一个加热元件的加热部件和接触部件组成的结构特别是通过至少一个电绝缘元件设置在管子元件中。因此,电加热装置即使在高的机械要求下也变得特别适合日常生活,因为容纳在管子中是特别稳定的且不易损坏的。

也有利的是,相应的散热器元件紧贴在一个管子的外侧上。因此可以实现一种特别稳定且仍然紧凑的设计方案,其中,可实现良好的热传递进而实现高的效率。

也特别有利的是,电绝缘元件由塑料材料或者由陶瓷材料或者由具有高导热能力和良好绝缘特性的其它材料构成。这样的材料也可以是聚酰亚胺、氮化铝。因此实现持久且可靠的电绝缘。

其它有利的设计方案通过下面的附图描述以及通过从属权利要求进行描述。

附图说明

下面基于多个实施例根据附图中的各图对本发明进行详细说明。

在附图中:

图1示出了根据本发明的电加热装置的一个实施例的立体图,

图2示出了根据现有技术的具有散热器元件的加热元件的细部剖视图,

图3示出了根据本发明的具有散热器元件的加热元件的细部剖视图,

图4示出了如图3的实施例的部件立体图,

图5示出了如图3和4的具有接触部件的加热部件的剖视图,

图6示出了根据本发明的一种替代的具有散热器元件的加热元件的细部剖视图,

图7示出了如图5的实施例的部件立体图,以及

图8示出了如图6和7的具有接触部件的加热部件的剖视图。

附图标记清单:

1加热装置

2加热组件

3加热元件

4散热器元件

5箭头或者空气流

50加热元件

51加热部件

52宽侧面

53窄侧面

54接触部件

55绝缘元件

56管子

57散热器元件

58宽侧面

100加热元件

101加热部件

102宽侧面

103窄侧面

104接触部件

105绝缘元件

106管子

107散热器元件

108宽侧面

110接头

111电压源

130箭头或者空气流

131箭头或者热量

150加热元件

151加热部件

152宽侧面

153窄侧面

154接触部件

155绝缘元件

156管子

157散热器元件

158宽侧面

160接头

161电压源

180沿对角线对置的区域

190箭头或者空气流

191箭头或者热量

具体实施方式

图1示出了根据本发明的电加热装置1的一个实施例的立体图,在该电加热装置中设有特别是用于对用于供暖或者空调装置的空气进行加热的加热组件2。替代地,电加热装置1也可以被设计成用于对其它气体或者液态流体,例如必要时含有添加物的冷却剂或者水进行加热。

加热组件2具有多个加热元件3和多个散热器元件4。加热元件3在图1的实施例中与散热器元件4交替地设置成夹层结构,从而在加热元件3之间的空气可以从散热器元件4旁边流过,参见箭头5,该箭头示出了空气流。因此实现有效的空气加热。加热元件3和散热器元件4的其它设置方式也是可能的,这些其它设置方式规定了加热元件和/或散热器元件的另一种顺序或者另一种空间设置。对于液态介质或者流体的加热也可以规定其它设置方式。

加热元件3具有加热部件,这些加热部件被施加电流并且因此升温。热量通过散热器元件4传递到空气流5,该空气流因此被加热。

为了形成电流,加热部件被接触部件加载并接触,从而可以施加电压并且可以形成电流。

图2示出了根据现有技术的加热元件50的一个截面。可以看见,加热元件50具有加热部件51,这些加热部件被设计成长方体形并且它的截面呈矩形并且具有两个对置的宽侧面52和两个对置的窄侧面53。板状电极作为接触部件54在两侧紧贴在宽侧面52上,这些板状电极与所述加热部件或者所述多个加热部件51处于电接触。接触部件54在背向加热部件51的一侧上用绝缘元件55覆盖并且被电绝缘。加热部件51、接触部件54和绝缘元件55一起设置在包围这些部件的管子56中。在管子56的两侧,在它的宽侧面58上分别设有一个散热器元件57,该散热器元件与加热部件51处于热接触。接触部件54特别是通过未示出的接头与电压源处于电连接,以便能够通过加热部件51形成用于使加热部件51升温的电流。

在图2中可见,接触部件54作为平的板状电极全表面地紧贴在加热部件51的宽侧面52上,以提供加热部件51的电接触。同时,加热部件51通过它们的宽侧面52也将热量向外传递到散热器元件57,从而接触部件54也用作热阻,这总的来说被视为是干扰性的。

图3示出了根据本发明的电加热装置的加热元件100的一个根据本发明的实施例的截面。加热元件100具有至少一个加热部件101并且优选具有多个加热部件101。在这里,只能看到一个加热部件101的截面,其中,沿着加热元件100的纵向,也就是说沿着朝板平面内看的方向,完全也可以设置多个加热部件101,对此可也参见图4,图4示出了在加热元件100中设有多个加热部件101。加热部件101在这里彼此相邻地排成一排。

在图3和4中可见,加热元件100具有加热部件101,这些加热部件被设计成长方体形并且截面大致呈矩形且具有两个对置的宽侧面102和两个对置的窄侧面103。作为电极的型材作为接触部件104在两侧紧贴在窄侧面103上,这些电极与所述加热部件或者所述多个加热部件101处于电接触。接触部件104被设计成导电的型材,特别是金属的型材。接触部件104特别是被设计成矩形型材。

在图3中可见,接触部件104被设计成截面呈矩形并且以一个侧面紧贴在加热部件101的窄侧面103上。

加热部件101和接触部件104在加热部件101的宽侧面和邻接的接触部件104的侧面上用绝缘元件105覆盖并且被电绝缘。加热部件101、接触部件104和绝缘元件105一起设置在包围这些部件的管子106中。在管子106的两侧,在它的宽侧面108上分别设有一个散热器元件107,该散热器元件与加热部件101处于热接触。

接触部件104特别是通过在图4中示出的接头110与电压源111处于电连接,以便能够通过加热部件101形成用于使加热部件101升温的电流,以便能够使加热部件升温。

在图3和4中可见,接触部件104作为在一定程度上呈长方体形或者棒形的电极全表面地紧贴在加热部件101的窄侧面103上,以便提供加热部件101的电接触。同时,加热部件101通过它们的宽侧面102将热量向外传递到散热器元件107,从而接触部件104不是用作干扰性热阻。

图5通过箭头130示出了待加热空气的空气流。加热部件101按照箭头131方向将热量传递到散热器元件107,散热器元件将热量传递到空气。

图1和3至5示出了一种特别是用于机动车辆供暖或者空调设备的电加热装置,该电加热装置具有加热组件,该加热组件具有多个电加热元件100,该电加热元件具有加热部件101以及具有与加热部件101电接触的接触部件104。在这里,加热组件具有多个散热器元件107,这些散热器元件与加热部件101处于热连接,以便将热量从加热部件101传递到在散热器元件107上流过的介质。加热部件101具有两个对置的宽侧面102和两个对置的窄侧面103。根据图3至5,接触部件的设计和设置使得它们与加热部件101在对置的窄侧面103上电接触。

图6示出了根据本发明的加热装置的加热元件150的一个根据本发明的实施例的截面。该加热元件150具有至少一个加热部件151并且优选具有多个加热部件151。在这里,只能看到一个加热部件151的截面,其中,沿着加热元件150的纵向,也就是沿着朝板平面内看的方向,完全也可以设置多个加热部件151,对此也可参见图7,该图示出了在加热元件150中设有多个加热部件151。加热部件151在这里彼此相邻地排成一排。

在图6和7中可见,加热元件150具有加热部件151,这些加热部件被设计成大致呈长方体形并且截面大致呈矩形且具有两个对置的宽侧面152和两个对置的窄侧面153。接触部件154与加热部件151在两侧在宽侧面上接触。在这里,接触部件154与加热部件151在对置的宽侧面152上且在从侧面看沿对角线对置的区域180上电接触,沿对角线对置的区域分别与对置的窄侧面153中的一个窄侧面相邻设置。因此实现了,接触部件154只设置在宽侧面152的侧边区域上并且仅仅是稍微妨碍了加热部件151与散热器元件157之间的热传递。

在这里,接触部件154被设计成相当扁平的截面呈矩形的型材,这些型材用作与所述加热部件或者所述多个加热部件151处于电接触的电极。接触部件154被设计成导电的型材,特别是金属的型材。接触部件154被设计成矩形型材。

在图6中可见,接触部件154被设计成截面呈矩形并且以一个侧面紧贴在加热部件151的宽侧面152上。

加热部件151和接触部件154在加热部件151的宽侧面和邻接的接触部件154的侧面上用绝缘元件155覆盖并且被电绝缘。加热部件151、接触部件154和绝缘元件155一起设置在包围这些部件的管子156中。在管子156的两侧在它的宽侧面158上分别设置一个散热器元件157,该散热器元件与加热部件151处于热接触。

接触部件154特别是通过在图4中示出的接头160与电压源161处于电连接,以便能够通过加热部件151形成用于使加热部件151升温的电流,以便能够使加热部件升温。

在图6和7中可见,接触部件154作为在一定程度上呈长方体形或者棒形或者条形的电极全表面地紧贴在加热部件151的侧边区域上,以便提供加热部件的电接触。同时,加热部件151通过它们的宽侧面152将热量向外传递到散热器元件157,从而接触部件154不是用作干扰性热阻。

图8用箭头190示出了待加热空气的空气流。加热部件151按照箭头191方向将热量传递到散热器元件157,该散热器元件将热量传递到空气。

图1和6至8示出了一种特别是用于机动车辆的供暖或者空调装置的电加热装置,该电加热装置具有加热组件,该加热组件具有多个电加热元件150,该电加热元件具有加热部件151和与加热部件151电接触的接触部件154。在这里,加热部件具有多个散热器元件157,这些散热器元件与加热部件151处于热连接,以便将热量从加热部件151传递到在散热器元件157上流过的介质。加热部件151具有两个对置的宽侧面152和两个对置的窄侧面153。根据图6至8,接触部件被设计并设置成,使得它们与加热元件151在对置的宽侧面152上且在从侧面看沿着对角线对置的区域180上电接触,沿对角线对置的区域分别与对置的窄侧面153中的一个窄侧面相邻设置。

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