CN107810660A - 电加热组件 - Google Patents

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Abstract

一种电加热组件(1)，特别适用于可加热座椅设备，包括多根电热丝(11,12,13,14,15)和适于将电热丝(11,12,13,14,15)固定的支撑结构(8)。所述电热丝(11,12,13,14,15)被布置成形成多个热点(10)，各热点(10)由直径为6mm的圆形区域定义，其中存在至少三部分在热点(10)的区域内不相互连接的电热丝(11,12,13,14,15)。

Description

电加热组件
本发明涉及电加热组件，其可被用于例如车辆的可加热座椅设备。
WO 2014/111740 A公开了一种座椅设备，其包括沿着预定的路径设置在座椅底部表面或座椅靠背表面的区域中的加热元件。该加热元件沿着该预定路径提供可变温度的电加热。为此，加热元件包括沿该预定路径连续交替的第一和第二部分。沿着整个路径延伸的电导体在第二部分中形成唯一的加热电阻器。在第一部分中，附加的导体并联排列，使得第一部分的单位长度电阻比第二部分的单位长度电阻小得多。这导致第二部分中的加热温度高于第一部分中的加热温度。第二部分在第一部分之间形成相对短的间隙，从而提供一种点状加热效果。通常，与使用每单位长度具有恒定电阻的电热丝的常规加热元件相比，WO2014/111740 A中描述的加热元件的功率消耗较小，其加热更快，并且其温度分布可以被视为更方便。然而，一个缺点就是制造的费用，这导致相对高的成本。
本发明的目的是为了提供一种电加热组件，特别适用于可加热座椅装置，该电加热组件呈现相似的“热点”加热效果，但是在制造上更便宜。
这个目的通过在权利要求1中定义的电加热组件实现。本发明的有利版本紧接着记载在从属权利要求中。
根据本发明的电加热组件包括多根电热丝和适于固定电热丝的支撑结构。电热丝被布置成形成多个“热点”。在本文语境中，各热点由直径为6mm的圆形区域定义，其中存在至少三部分电热丝，这些电热丝在热点区域的内部不相互连接。根据本发明的电加热组件可被用于例如可加热座椅设备中，特别是在车辆或汽车中。在有利的实施例中，电热丝以大体上面布置方式进行放置。
在热点中，电热丝的面密度(表示为在某一面积内存在的电热丝的总长度除以该面积)通常大于电加热组件的其他区域中的面密度。假定组件的电热丝具有给定的单位长度电阻，并且它们通过相等的电流，那么每单位长度的电热丝消耗的功率对于所有电热丝将是相同的。然而，由于热点内电热丝较集中，单位面积消耗的功率通常比电加热组件中其他地方的高。这提供了期望的“热点”加热效果，并且具有在WO 2014/111740 A中公开的加热组件的总体优点。另一方面，根据本发明的电加热组件的制造通常比现有技术组件更容易也更便宜。如果各个电热丝的单位长度电阻不同，或者如果它们不通过相同的电流，这些考虑总体上也是成立的。
在本发明的有利的实施例中，电热丝的至少两部分在至少一个热点相互交叉。电热丝的这些部分可由不同电热丝形成。然而，它们也可能来源于相同电热丝，并且在所考虑的热点区域外相互连接。此外，为了实现热点效果，只要在所考虑的热点区域内，电热丝的各部分以相对小的距离互相靠近但不相互交叉可能就足够了。这些选择项的任何组合也是可以预料的。
根据本发明的电加热组件的布线可以被便利化，只要其包括两个总线电源，其中电热丝在总线电源之间以并联方式电连接。在本文语境中，总线电源是与电热丝相比具有低电阻的电导体。其中一个总线电源可以接地，另一个例如通过用于控制电加热组件的控制器而连接到电压源，而该控制器例如响应于由至少一个温度传感器测量到的温度而控制电加热组件。
在总线电源处，至少两根电热丝可以发源自公共连接部。甚至一束电热丝可发源自总线电源上的仅一个公共连接点。以此方式，可以显著减少电热丝和总线电源之间的连接点的总数，这使得准备这些连接部的工作复杂度最小化(例如，通过焊接、锻接、或包裹)。
电热丝可以是电绝缘的，例如，用磁漆绝缘。这有利于避免任何短路，特别是如果电热丝相互交叉。
电热丝可以被设计成单根导线(单丝)或绞合线。在后一种情况下，作为一个整体的绞合电热丝可以包括共同的绝缘层，或者它的每根单丝可以是绝缘的，例如，通过涂层(涂漆)。
如本领域中通常已知的，电热丝可以包括材料如不锈钢、碳钢和/或具有高电阻率的金属合金，但是使用其他金属(例如，铜)也是可以预料的。材料的选择取决于设计参数，如电热丝每单位长度的期望功率消耗、电热丝的总长度和横截面积、以及成本。将各个电热丝设计成不是相同类型或不具有相同参数通常是可能的。
相邻热点之间的距离可能是至少10mm。通常，最佳距离取决于应用的类型和例如内置有该电加热组件的设备的热容量和热导率等参数。相邻热点之间的距离可被选择成，例如，以下范围中的一个：10mm至20mm、20mm至40mm、40mm至60mm、60mm至100mm、100mm至150mm、150mm至200mm。
适于固定电热丝的支撑结构可以以多种方式设计。在有利的实施例中，向区域基本结构提供一些灵活性，其中支撑结构包括织物，其中至少一个电热丝通过使用线被固定于该织物。例如，电绝缘织物层被用作衬垫，通过金属架或铆钉将两个总线电源固定在衬垫上，并且电热丝被焊接到总线电源上，并在总线电源之间以Z字形走线，从而形成热点，其中电热丝通过缝纫或刺绣技术被固定在衬垫上。
如本领域中熟知的，电加热组件可进一步包括温度控制器(见上文)。在应用中，根据本发明的电加热组件适于安装在车辆座椅的座椅底部和/或座椅靠背中。在这种情况下，热点可以大体均匀地分布在座椅底部和/或座椅靠背的区域上，但是其他分布(优选为二维阵列)也是可以预料的。热点的布置可以类似于WO 2014/111740 A中公开的座椅组件中的较高温度区域。
下文中，通过实施例，本发明被进一步描述。附图示出：
图1是根据本发明的电加热组件的一个实施例的示意性表示，
图2是图1中的实施例的热点的特写图，
图3是本发明的另一个实施例的热点的特写图，以及
图4是类似于图1的视角下的根据本发明的电加热组件的另一个实施例的示意性表示。
图1是电加热组件1的实施例的示意性表示。
电加热组件1包括用作接地端的总线电源2和用作电压端的总线电源4。总线电源2和4由例如铜条制成并具有低电阻。总线电源4连接到控制器6，而在该实施例中，控制器6可响应由放置在电加热组件1的至少一个温度传感器(图1中未示出)测量到的温度来调节提供给总线电源4的电压。
总线电源2和4被固定到支撑结构8。在该实施例中，支撑结构8包括电绝缘材料的织物片。为了固定总线电源2和4，可以使用如铆钉、金属夹或纺织线等固定装置。
图1示出了由各虚线圆圈和附图标记10指示的一些区域。定义上来讲，这些区域被指定为“热点”并具有6mm的直径。在本实施例中，每个热点10的区域由总共五部分电热丝11、12、13、14和15穿过，这五部分电热丝在总线电源2和4之间以Z字形图案平行延伸(见图1)，并且例如通过电焊、焊接或包裹在连接部18和19处分别连接到总线电源2和4。图1显示了电热丝11、12、13、14、15的两个阵列，每个阵列形成三个热点10，即在图1左侧部分的一个阵列和在右侧部分的一个阵列。在实践中，电加热组件1可包括比两个这样的阵列更多(或甚至多得多)的阵列，并且每个阵列可形成多于三个热点10。
图2以较大比例示出了图1的热点10之一。在热点10的区域中，存在电热丝的五个部分21、22、23、24和25。在图1的上下文中，这些部分的每一个属于电热丝11、12、13、14和15中的一个。在热点10的区域内，部分21、22、23、24、25不相互连接。
电热丝11、12、13、14、15例如通过压合、缝合、编织或其他方式被固定到支撑结构8，优选地通过使用线的纺织技术。优选地，电热丝11、12、13、14、15是例如通过磁漆涂层的方式而电绝缘的。
当电加热组件1被操作时，电流流过电热丝11、12、13、14、15中的每一个并加热相应的电热丝。在热点10中，如图1中显而易见的，电热丝的面密度相对大，这导致比远离热点10的区域更高的温度。电热丝11、12、13、14、15的材料和横截面积可被选择，使得根据电热丝的长度和提供的电压来实现沿着每根电热丝的期望的功率消耗。
图3显示电加热组件的另一个实施例的热点30。在这种情况下，热点30的区域被电热丝部分31、32、33穿过，然而，这些部分31、32、33不相互交叉。这些部分31、32、33可能属于不同电热丝。它们也可能是相同电热丝的一部分，只要这个电热丝呈曲折状并且部分31、32、33在热点30的区域外相互连接。
图4示出由参考数字1’表示的电加热组件的另一个实施例。由于其与电加热组件1的相似性，在图4中使用与图1相同的附图标记。两个实施例之间的主要区别涉及每个阵列的各个电热丝11、12、13、14、15如何与总线电源2和4连接的方式。在图1的实施例中，对于每个电热丝11、12、13、14、15分别存在单独的连接部18或19。在图4的实施例中，给定阵列的所有电热丝分别在公共连接部18’或19’一起连接到相应的总线电源2、4。以此方式，比较图1和图4的实施例，连接部的总量显著减少5倍。在公共连接部18’和19’，电热丝的面密度相对较高，这将导致温度升高。如果在公共连接部18’和19’处不需要这样的热点效果，总线电源2和4可具有高导热性，使得多余的热量沿着总线电源2和4分布。
如本领域通常熟知的，电加热组件1或1’(或分别具有比图1和4中所示更多热点的相应电加热组件)可安装在车辆(例如，在汽车中)座椅的座椅底部和/或座椅靠背中。在一个实施例中，除了在座椅底部和座椅靠背的纵向侧区域的不加热的条纹之外，热点10大面积均匀地分布在座椅底部的区域和座椅靠背的区域上。

Claims (15)

1.一种电加热组件(1)，特别适用于可加热座椅设备，包括多根电热丝(11,12,13,14,15)和适于将电热丝(11,12,13,14,15)固定的支撑结构(8)，其特征在于，所述电热丝(11,12,13,14,15)被布置成形成多个热点(10,30)，各热点(10)由直径为6mm的圆形区域定义，其中存在至少三部分(21,22,23,24,25；31,32,33)在热点(10；30)的区域内不相互连接的电热丝(11,12,13,14,15)。
2.如权利要求1所述的电加热组件，其特征在于，所述电热丝(11,12,13,14,15)以大体上面布置方式进行放置。
3.如权利要求1或2所述的电加热组件，其特征在于，至少一个热点(10)中电热丝(11,12,13,14,15)的至少两个部分(21,22,23,24,25)相互交叉。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电加热组件，其特征在于，至少一个热点(10；30)中电热丝(11,12,13,14,15)的至少两个部分(21,22,23,24,25；31,32,33)由不同电热丝(11,12,13,14,15)形成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电加热组件，其特征在于，还包括两个总线电源(2,4)，其中所述电热丝(11,12,13,14,15)在所述总线电源(2,4)之间并联地电连接。
6.如权利要求5所述的电加热组件，其特征在于，至少两个电热丝(11,12,13,14,15)发源自至少一个所述总线电源(2,4)上的公共连接部(18’,19’)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电加热组件，其特征在于，至少一个所述电热丝(11,12,13,14,15)是电绝缘的。
8.如权利要求7中所述的电加热组件，其特征在于，至少一个所述电热丝(11,12,13,14,15)是用磁漆绝缘的。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电加热组件，其特征在于，至少一个所述电热丝被设计成包括多根丝的绞合线，其中每根单丝可选择性地被绝缘涂层覆盖。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电加热组件，其特征在于，相邻热点(10；30)之间的距离至少为10mm。
11.如权利要求10所述的电加热组件，其特征在于，相邻热点(10；30)之间的距离从以下范围中选择其一：10mm至20mm，20mm至40mm、40mm至60mm、60mm至100mm、100mm至150mm、150mm至200mm。
12.如权利要求1至11中任一项所述的电加热组件，其特征在于，至少一个所述电热丝(11,12,13,14,15)包括从所述以下列表中选择的至少一种材料:不锈钢、碳钢、高电阻金属合金、金属、铜。
13.如权利要求1至12中任一项所述的电加热组件，其特征在于，所述支撑结构(8)包括织物，其中至少一个所述电热丝(11,12,13,14,15)通过使用线被固定于所述织物。
14.如权利要求1至13中任一项所述的电加热组件，其特征在于，进一步包括温度控制器(6)。
15.如权利要求1至14中任一项所述的电加热组件，其特征在于，适于安装在车辆座椅的座椅底部和座椅靠背中的至少一个中。
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