CN105408145A - 用于车辆的加热装置 - Google Patents

Abstract

在本发明中，电加热器(7)单独地布置在将由风扇(4)供给的空气吹至车内空间中的出风口(6)的开口的紧前方的位置处。每个电加热器(7)由安装至出风口(6)的圆筒形的壳体(15)和布置在壳体(15)内部的发热片(16)构成。发热片(16)包括通过将碳纤维制成纸张的导电纤维片，并且所述发热片形成为一连续的窄长带；并且沿着壳体(15)的销(22)径向地折叠。所述空气当其沿着所述发热片(16)的表面流动时而被加热。

Description

用于车辆的加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的加热装置的改进，其中,电加热器布置在加热装置的每个单独的出风口处。

背景技术

作为动力源是内燃机的汽车的加热装置，常见的结构是在该结构中通过风扇强制地供给的空气通过热源是内燃机的冷却水(热水)的加热器芯加热，并且在该结构中空气从朝向车内空间设置的出风口吹出。

然而，如在专利公开文件1和专利公开文件2中所示，随着近年来内燃机的冷却损失的降低和混合动力车辆以及电动汽车出现，使用电加热器作为热源的用于车辆的加热装置已备受关注。在专利公开文件1中所描述的装置中，PTC加热器布置在脚部管道中以将热空气引导至脚下。此外，在专利公开文件2中所描述的装置中，PTC加热器布置在仪表面板中的通道中以将热空气引导至驾驶员的膝盖。

在使用电加热器的用于车辆的加热装置中，重要的是如何利用有限的电力有效地实施传热。

在专利公开文件1中所描述的装置中，使用了PTC加热器，该PTC加热器层压有每一个将管状PTC陶瓷安置在由金属板制成的散热片之间的多个结构。由于这是一种PTC陶瓷加热散热片并因此这些散热片加热空气的结构，电力在加热散热片时被无用地消耗。此外，在该结构中，困难之处在于将加热器布置在出风口的紧上游位置处，因此热量将被管道或者周围结构带走。

进一步，在专利公开文件2中所描述的装置中，由于它是一种仪表面板中的全部空间由PTC加热器加热的结构，热量由于仪表面板和周围结构的温度的升高而消耗。因此，不能有效地仅加热气流。

现有技术公开文件

专利公开文件

专利公开文件1：日本实用新型公开文件H6-18011。

专利公开文件2：日本专利申请公开文件2002-316561。

发明内容

本发明是一种用于车辆的加热装置，其中，电加热器单独地布置在出风口处，由风扇供给的空气从出风口吹至车内空间中。以上电加热器具有这样一种结构，在该结构中，通过供电而发热且形成条带形状的发热片被接收至壳体中，使得发热片折叠两次或者更多次并使得发热片的表面沿着在出风口处的气流的方向。

在该结构中，由风扇所供给的空气在从出风口吹出之前在沿着发热片的表面流动期间被直接加热。通过将自身折叠两次或更多次而将发热片布置在壳体中，从而直接地加热接触表面的空气。因此，在不必加热周围结构等的情况下，有效地产生具有相同的温度分布的热空气。

在本发明一个优选的模式中，上述壳体装备有位于上述发热片的折叠部分内部的多个销，其中，上述发热片沿着这些销折叠。

例如，在上述壳体中，具有布置在外周处的多个销和布置在内周处的多个销，并且上述发热片沿着这些销径向地折叠。

在带状的发热片沿着设置在壳体中的销折叠的该结构中，具有柔性的发热片可靠地布置以具有预定的布局。此外，由于通过销将折叠的相邻的发热片可靠地分开，防止了在它们之间的短路。

在本发明一个优选的模式中，上述发热片由将导电纤维制成纸张所获得的导电纤维片制成。该发热片有导电性并通过通电而发热。在使用了导电纤维片的该结构中，在开始通电时不会类似PTC加热器那样出现过量的浪涌电流。因此，在车辆的有限的电力情况下，可能在多个出风口处同时产生热空气。

根据本发明，从出风口至车内空间所提供的气流在有限的电力情况下可被有效地加热，并且它可用作补充地添加至热水加热装置的加热装置或者电动汽车的主加热装置等。

附图说明

图1是根据本发明的示出了加热装置的一实施例的结构的说明性的视图；

图2是在侧出风口处装备有电加热器的仪表面板的主要部分的透视图；

图3是示出了电加热器的平面图；

图4是示出了该电加热器的壳体的透视图；

图5是示出了第二实施例的电加热器的平面图；以及

图6是示出了该电加热器的壳体的平面图。

具体实施方式

以下，在附图的基础上详细地阐述了本发明的实施例。

图1是本发明已经应用至使用内燃机作为动力源的汽车的加热装置的一实施例的结构的说明性的视图。该加热装置装备有将从壳体1的空气进气口2获取的装置中的空气发送至作为壳体1的一部分的管道3的电风扇4、布置在风扇4的下游侧的加热器芯5以及设置在位于管道3的端部处的出风口6的紧上游的位置处的电加热器7。上述加热器芯5用于在内燃机的冷却水和空气之间交换热量。已由风扇4发送且接着穿过加热器芯5的气流被分配至多个出风口6。在图中所示的出风口6代表朝着车内空间所设置的多个出风口6的一个。例如，如在图2中所示，圆形的出风口6设置在驾驶员座椅前方的仪表面板11的一侧(方向盘12的一侧)。在出风口6中，布置有调节吹出方向的百叶窗8，并且圆柱形的电加热器7邻近地布置在该百叶窗8之后。

此外，图1是仅示意性示出了用于加热装置所必需的元件的图。在空气进气口2的上游，设置有用于切换外部空气和内部空气循环的内部-外部空气转换门。在加热器芯5的下游侧，设置有出风口转换门以切换朝向多个管道3的空气引入。然而，这些在图1中并未示出。此外，实际上，在许多情况下，形成有不仅具有加热功能而且还具有冷却功能的空气调节装置(称之为再热空气混合型空气调节装置)，该空气调节装置包括如在专利公开文件1中所描述的蒸发器和空气混合门。本发明可同样地用于这样的空气调节装置。

图3示出了在出风口6中布置的圆柱形的电加热器7的一实施例。电加热器7由装载在出风口6中的制成为圆筒形形状的壳体15和布置在该壳体15中的发热片16形成。

壳体15例如采用合成树脂一体地模制。其中，形状为圆筒形的外部圆筒17和形状还为圆筒形的小直径的内部圆筒18同心地布置。它们通过以在轴向方向的一端中成近似十字的形状的方式径向地设置的连接器条19相互连接。在上述外部圆筒17的一端中，外周凸缘部分20从外部圆筒17向内周侧伸出。在内部圆筒18的一端中，内周凸缘部分21从内部圆筒18向外周侧伸出。上述连接器条19设置在外周凸缘部分20和内周凸缘部分21之间。此外，在这些外周凸缘部分20和内周凸缘部分21中，在平行于外部圆筒17和内部圆筒18的轴向方向上的方向上伸出的多个销22一体地形成。这些销22具有细的柱状形状且在圆筒形的壳体15的圆周方向上以规则的间隔(例如每隔15度)布置。对于进一步地细节，在沿着圆周方向观察的情况下，每个销22被布置，使得在内周侧的一个销22布置在外周侧的相邻的两个销之间。在沿着外部圆筒17的圆周方向上的一位置中，设置有在以下所描述的端子处设置的成对狭缝24。

布置在上述壳体15中的发热片16由通过将碳纤维的短纤维制成纸张而获得的导电纤维片形成。此外，除了碳纤维以外的一些其它纤维可包括进来用于调整电阻值等。该导电纤维片具有导电性和通过通电而发热的特性。在该实施例中，导电纤维片形成为连续的条带并以大致等于外部圆筒17和内部圆筒18之间的径向方向上的距离的间隔在相反的方向上交替地折叠。换言之，它被称之为成褶的折叠。此外，发热片16保持在外部圆筒17和内部圆筒18之间的环形空间中，使得销22位于每个折叠部分的内部。也就是说，带状的发热片16被折叠，使得销22位于每个折叠部分的内部。此外，发热片16被布置，使得发热片16在外部圆筒17和内部圆筒18之间为大体上径向的。因此，发热片16的表面沿着气流的方向。

在带状的发热片16的两端处，分别地设置由导电金属形成的连接至外部的端子25。装备有端子25的发热片16的两端部分通过狭缝24引出至外周侧。端子25设置在外部圆筒17的外周表面上。此外，还可能制成这样一种结构，使得可通过在出风口6的电加热器7所附接的那一侧上仅形成与端子25接触的终端条带接着将电加热器7装载至出风口6中而实现电连接。

如上所形成的电加热器7例如在冷起动等之后立即通电，在冷启动中，借助在图中未示出的控制器而由热水的加热是不足的。因此，可以为驾驶员快速地提供加热，尽管它是局部的。例如，在所示的示例中，可以快速地加热驾驶员的操作方向盘12的双手。

由风扇4供给的气流紧邻从出风口6吹出前穿过电加热器7，并且空气在壳体15中的每个部分中流动的同时被有效地加热，壳体由径向布置的发热片16划分成狭窄通路。由导电纤维片形成的发热片16通过通电而加热自身。而且，当与壳体15的通路的横截面积相比较时，可以获得足够大的发热片16的面积，所以可在不过多增加发热片16的温度的情况下加热气流。因此，在不将热传递至周围结构等的情况下，采用少量的电能可能实施有效的局部加热。

此外，在上述由导电纤维片形成的发热片16中，由于在起始阶段没有类似PTC加热器那样出现过多的浪涌电流，因此在有限的电池容量或者发电量的情况下，可以在不同的位置处的出风口6中同时使用电加热器7。

此外，在上述实施例的结构中，带状的发热片16沿着在被制成为合成树脂所制成的壳体15的一部分的外周侧和内周侧上的多个销22折叠。因此，可以可靠地布置具有柔性的发热片16以具有预定的布局。此外，由于折叠的相邻的发热片通过销22可靠地相互分开，可以防止在它们之间的短路。而且，通过在折叠部分处具有销22，空气可靠地接触在靠近于销22的外周部分和内周部分中的发热片16的表面。因此，可以有效地使用用于加热空气的发热片的整个表面。

而且，在上述实施例的电加热器7中，可以通过销22调整发热片16的折叠次数的数量(即，带状的发热片16的总长度)和发热片16的宽度(沿着壳体15的轴向方向的长度)而可变地设置发热片16的发热量和表面面积。例如，可以容易地将具有不同加热能力的电加热器7设置至具有相同直径的出风口6中。

接下来，图5和图6示出了电加热器7的第二实施例，其中，改变了发热片16的布局。在该实施例中，尽管合成树脂所制成的壳体15具有仍然同心地布置的外部圆筒17和内部圆筒18，但是外部圆筒17的一端和内部圆筒18的一端由多个径向连接器条19相互连接。在所示的示例中，在每15度处形成相对窄的连接器条19，并且这些连接器条19通过环形轮圈19a在圆周方向上相互连接。布置在发热片16的折叠部分内部的多个销22被支撑在这些连接器条19上。特别地，在该实施例中，销22沿着四个同心圆布置。

具体地，沿着最外周的圆布置的销22设置在交替的连接器条19上。在安置于上述交替的连接器条19之间的中间连接器条19中，布置有沿着比轮圈19a稍大一点的圆设置的销22。此外，六个销22沿着比轮圈19a稍小一点的圆布置。此外，六个销22沿着具有最小直径的圆布置从而位于比轮圈19a稍小一点的圆中的两个相邻销22之间。

而且，如在图5中所示，通过使用这些销22，发热片16星状地布置在相对于轮圈19a的内周侧，同时发热片16径向地或者星状地布置在相对于轮圈19a的外周侧。换言之，连续的带状的发热片16折叠成褶并双倍地布置在内部和外部。

这样，在本发明中，如何布局带状的发热片16是可选择的，并且发热片应当合适地布局以使在壳体15的横截面面积(即出风口6的横截面面积)中获得所必需的表面面积。

以上是本发明的基于附图的实施例的说明。然而，本发明不限于例如以上实施例的圆柱形的出风口，并且可应用于具有不同形状和处于不同位置的出风口。此外，它甚至可仅通过电加热器而不是例如以上实施例的补充加热装置而同样应用于车内空间的导热的情况下。

Claims (6)

1.一种用于车辆的加热装置，在所述加热装置中，电加热器单独地布置在出风口处，由风扇供给的空气从所述出风口吹至车内空间中，

其中，所述电加热器具有这样一种结构，在所述结构中，通过供电而发热且形成条带形状的发热片被接收至于壳体中，使得所述发热片折叠两次或者更多次并使得所述发热片的表面沿着所述出风口处的气流的方向。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的加热装置，其中，所述壳体装备有位于所述发热片的折叠部分内部的多个销，并且所述发热片沿着所述销折叠。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的加热装置，其中，所述发热片沿着布置在外周的销和布置在内周的销径向地折叠。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的用于车辆的加热装置，其中，所述发热片由通过将导电纤维制成纸张所获得的导电纤维片形成。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的用于车辆的加热装置，其中，所述加热装置在所述出风口处装备有百叶窗，并且所述电加热器邻近地布置在所述百叶窗之后。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的用于车辆的加热装置，其中，加热器芯布置在所述风扇的下游侧，并且所述电加热器设置在所述出风口的每一个中，经过所述加热器芯的气流被分配至所述出风口的每一个。