CN107980242A - 加热模块和包括该加热模块的电加热设备 - Google Patents

Abstract

一种用于电加热设备的加热模块(6)，包括能够产生热量的至少两个元件以及至少三个电极(52，54，56)，能够产生热量的这些元件中的每一个均布置在两个电极(52，54，56)之间，其特征在于，所述加热模块包括至少两个链接器件(32)，每个链接器件与相应的电极(52，4)关联，使得能够将这些电极(52，54)链接至电网，至少一个电极(52)连接至链接器件(32)，该链接器件通过电连接器件(38)接合至未被接合至电连接器件(38)的电极(56)，以使这两个电极(52，56)处于相同电位。

Description

加热模块和包括该加热模块的电加热设备

技术领域

本发明落入机动车辆通风、加热和/或空调领域内。本发明涉及电加热附加设备，其包括一个或多个加热模块，旨在安装在机动车辆的通风、加热和/或空调系统中。

更具体地，本发明涉及加热附加设备，其包括具有电阻器(例如正温度系数(PTC)电阻器)的加热元件，这使得可以在车辆中迅速产生热量，特别是在意图迅速加热车辆内部时。

背景技术

该类型的加热设备包括加热体，其包括可以扩散热量的热量交换元件，该热量交换元件与所述加热元件关联。这些加热附加设备还包括允许加热元件电接合至车载电源网络以便为加热元件供电的连接器件；所述设备还包括允许加热附加设备机械地固定至通风、加热和/或空调系统的连接器件。

图1示出电加热设备，其适于根据现有技术插入通风、加热和/或空调管中，以便通过热量扩散加热经过其中的空气流。该加热设备包括两个加热模块，即第一加热模块100和第二加热模块104，第一加热模块100包括具有两个适于交换热量的元件102的组件，在所述两个元件之间布置电阻元件PCT 103；第二加热模块104包括具有三个适于交换热量的元件106的组件，在所述三个元件之间布置电阻元件PCT 105和PCT 107。每个适于交换热量的元件106在其端部中的一个处通过接合器件被延伸，该接合器件例如接合端子108，其允许接合至车辆电网，以用于为加热设备供电。

该类型的加热设备通过连接器(在该情况中没有示出)接合至车辆电网，所述连接器具有五个通道，即，所述连接器中设置有五个用于接收接合器件的容置部，用于根据图2所示的电气示意图接合。注意，该类型的五通道连接器越来越被广泛应用，特别用于在没有车载电子器件的情况下将加热设备接合至电网或电池，并且，其特别适于需要1000W或更低的功率的使用。例如，在图示的现有技术的示例中，第一加热模块可以发出330W功率，而第二加热模块可以发出660W功率，使得加热附加设备可以发出大约1000W的最大功率。

该类型的加热附加设备的制造商面临适配五通道连接器的问题，这种五通道连接器由汽车制造商广泛使用，这限制了所发出的用于加热穿过在其中放置加热设备的管的空气的功率。

发明内容

本发明的目的特别在于在这种五通道连接器的标准化情况下提供一种加热设备，其适于提供更多的热量，而无需改变所使用的散热器的尺寸。

本发明涉及用于电加热设备的加热模块，其包括适于产生热量的至少两个元件以及至少三个电极，适于产生热量的这些元件中的每个布置在两个电极之间，其特征在于，其包括至少两个接合器件，每个接合器件与相应的电极关联，这使得可以将这些电极接合至电网，接合至接合器件的电极中的至少一个通过电连接器件链接至未链接至接合器件的电极，以使得这两个电极处于相同的电位。

优选地，一个电极布置在适于产生热量的两个元件之间，适于产生热量的这些元件中的每一个布置在中央电极和外侧电极之间。

根据本发明的加热模块可以进一步单独地或组合地包括以下特征中的一个或多个：

-电连接器件和接合端子分别布置在加热模块的相反端部处；

-接合至关联的所述至少两个接合器件的至少两个电极是相邻的；

-通过所述电连接器件链接的所述至少两个电极不相邻；

-所述加热模块包括适于产生热量的两个元件和包括三个电极，并且两个接合器件分别与外侧电极和中央电极关联，以便将这两个电极接合至电网，所述外侧电极通过电连接器件链接至未链接至接合器件的电极，以便使得这两个电极处于相同的电位；

-所述加热模块包括适于与穿过所述加热模块的空气流交换热量的至少三个元件，这三个元件每个均与电极关联；

-每个电极布置在与其关联的适于交换热量的元件的至少一侧的至少一部分上；

-每个电极延伸，以便限定与其关联的适于交换热量的元件的侧面。

本发明还涉及加热设备，其包括已经呈现的至少一个加热模块。

根据本发明的加热设备还可以单独地或组合地包括以下特征中的一个或多个：

-加热设备包括多个加热模块，其中这些加热模块中的至少一个包括比其包括的接合器件多一个的电极；

-加热设备包括第一加热模块和第二加热模块，该第一加热模块包括三个电极和每个与电极关联的三个接合器件，该第二加热模块包括三个电极和仅两个接合器件；

-加热设备包括适于接收加热模块的框架，所述框架包括后壁，当所述加热模块布置在所述框架中时，所述电连接器件刚性地连接至所述后壁，使得两个电极通过该电连接器件接合；

-所述电连接器件采用金属叶片的形式；

-所述电连接器件部分地嵌入所述框架的后壁中。

特别有利地提供了一种这样加热设备，其中，第一加热模块包括三个电极以及三个适于交换热量的元件，并且，第二加热模块包括三个电极、三个适于交换热量的元件以及仅两个接合器件。因此，其使得可以与汽车工业中标准的五通道连接器配合，同时增加所设置的适于交换热量的元件的数量，并且因此增加由加热设备发出的热量。

根据本发明的加热设备还可以单独地或组合地包括以下特征中的一个或多个：

-当所述至少一个加热模块布置在框架中时，其在第一端部和第二端部之间沿大致延伸方向延伸；

-所述至少一个加热模块的所述大致延伸方向是基本上纵向的；

-所述至少一个适于产生热量的元件是电阻元件；

-所述至少一个元件适于产生热量的是正温度系数(PTC)类型的电阻元件；

-所述至少一个适于产生热量的元件是正温度系数(PTC)类型的电阻元件，其布置在例如杆的支撑件之中或之上；

-所述至少一个关适于交换热量的联元件是辐射元件；

-所述至少一个适于产生热量的元件布置在两个适于交换热量的元件之间；

-每一个电极延伸以便限定与其关联的适于交换热量的元件的侧面，以这种方式形成的组件基本上具有平行六面体的形状。

本发明还涉及通风、加热和/或空调组件，其特别包括上文所述的电加热设备，其与用于接合至电网的五通道连接器关联，用于为加热设备供电。

附图说明

本发明的其它特征和优势将从说明书和附图而更清楚地显现，在附图中：

图1和2是根据现有技术的加热模块的结构和电气线路图的示意图，如已经在本发明中陈述的；

图3、图4a和图4b的示意图与图1和图2的示意图类似，在此表示根据本发明的实施例的加热设备，其中，第一加热模块具有相对于现有技术的特征；

图5是根据本发明的加热设备的透视图，其中，加热模块以及用于接合加热设备至源电网(未示出)的五通道连接器部分可见；

图6是根据本发明的实施例的加热模块的透视图，其包括三个适于交换热量的元件和两个接合器件，两个适于交换热量的外侧电极通过电连接器件接合；以及，

图7是根据本发明的通风、加热和/或空调系统的截面侧视图，其中，覆盖件容纳加热模块，用于将加热模块接合至五通道连接器，并且用于将它们穿过空气流通管而布置。

具体实施方式

参考图3至图7依次描述根据本发明的加热模块的组件及其具体的电接合(图3、4a和4b)、根据本发明的电加热设备(图5和图6)、以及包括这种加热设备的通风、加热和/或空调组件(图7)。

图3示出本发明的实施例，特别是关于加热模块的数量和这些加热模块中的每一个所包括的适于交换热量的元件的数量。在这一实施例中，加热设备2包括两个加热模块4、6，其适于延伸到待被加热的空气流从中穿过的管道中。

第一加热模块4包括在彼此上叠置的三个适于交换热量的元件8、10、12以及与适于交换热量的元件8、10、12中的每一个关联的电极。这些电极中的每一个由接片14延伸，接片14在加热模块的近端16处形成接合器件，每个接片14适于连接至车辆的电网。

电极和与其关联的适于交换热量的元件处于不同的电位，使得电流可以流动经过放置在两个相邻的适于交换热量的元件之间的、并且形式电阻元件的正温度系数(PTC)效应石。应理解，PTC效应石可以等同地是在适于交换热量的元件的整个长度上延伸的单个石、或者是彼此间隔开并容纳于同一平面中的多个石。因此，第一加热模块4包括两个电阻元件18和20。

第二加热模块6也包括三个适于交换热量的元件22、24、26，其与三个相应的电极关联，以及包括两个电阻元件28和30，并且，其与第一加热模块4的区别在于，仅两个接合器件32布置在加热模块6的近端34处。在相反的远端36处，第二加热模块6包括适于将两个适于交换热量的外侧元件22和26保持于同一电位的电连接器件38，所述两个适于交换热量的外侧元件22和26在适于交换热量的元件的叠层中通过适于交换热量的中央元件24分开。如图3所示，两个适于交换热量的外侧元件中的不包括接合器件的一个元件26通过电连接器件38链接至另一适于交换热量的外侧元件22。需注意，在该第二加热模块6中，多存在一个适于交换热量的元件，并且因此存在比接合器件多一个的电极。

图4a和4b示出根据本发明的设备的电气线路图，更具体地，图4a中示出第一加热模块4的线路图，并且图4b中示出第二加热模块6的线路示意图。

第一加热模块4按照以下方式接合至源网络：对应适于交换热量的外侧元件中的一个的第一电极链接至第一电位P1，并且，对应适于交换热量的中央元件的第二电极链接至第二电位P2，以便形成在两个电极之间流动的、并且特别是经过由石形成的对应的电阻元件18的电流，从而形成适于加热经过管道的空气的热量散发。对应另一适于交换热量的外侧元件的第三电极被带到第三电位P3，第二电极和第三电极之间的电位差类似地使得可以形成经过由石形成的对应电阻元件20的电流。

与第二加热模块6对应的电气线路图与第一加热模块4的电气线路图的不同之处在于，电阻元件28和30并联布置，从而仅需要两个电接合点。与两个适于交换热量的外侧元件相对应的两个电极经由到源电网络的单个连接、并经由其间的电连接器件38而具有相同的电位。

观察这些电气图可以理解，独立地启用第一加热模块4的电阻元件18和20将是可行的，然而，第二加热模块6的电阻元件28和30将始终同时被启用。因此，包括如上所述的两个加热模块4、6的加热设备将能够根据特定电阻元件的启用而提供对应一个加热模块(第一加热模块的电阻元件之一被启用)、两个加热模块(第一加热模块或第二加热模块中的两个电阻元件被启用)、或四个加热模块(全部被启用)的功率。

应理解，在第二加热模块6中，适于交换热量的元件的数量大于接合器件的数量。在图示的示例中，每个加热模块包括三个适于交换热量的元件，但是应理解，适于交换热量的元件的数量可以更多，只要在根据本发明的加热设备所包括的加热模块中的至少一个，接合器件的数量将少于适于交换热量的元件的数量，特别是为了能够配合特定连接器。

图5示出用于加热空气流的电加热设备2。该类型的电散热器用于机动车辆中，以提供实际可行地立即的增加的大量。其通常横穿地放置在系统的主空气流中，以将从车辆汲取的电能转换成释放到通过空调系统的空气中的热能。在图示的示例中，加热装置不包括控制电子模块，并且使得可以将用于该电散热器的控制管理设备定位在车辆的其它位置。

该设备由加热体40和适于链接到连接器44(在这种情况下为五通道连接器)的接合接口42组成，以便将加热设备电链接到车辆上的电源。

加热体40由从塑料(例如聚丙烯或聚酰胺)制成的框架46构成，加热模块4、6整合在所述加热体中，在图5中仅一个加热模块可见。

连接器44具体包括邻接边缘48和用于连接到来自车辆的电源的套管50。邻接边缘48使得可以在通风、加热和/或空调系统中将电散热器牢固地保持就位。

图6示出根据本发明的实施例的加热模块6。该加热模块6包括纵向延伸的三个导电电极52、54和56。这些电极52、54、56中的每一个通常在其纵向平面中成形为“C”形，并且，这些电极的两个纵向端部58和60横向折叠。标记为58的端部纵向延伸，以便形成作为如上文关于图3所描述的接合端子32的部分的接片62。

电极52、54、56的“C”形状使得可以包围以规则的间隔在其自身上折叠的金属带，从而形成适于交换热量的元件22、24、26。为了清楚起见，适于交换热量的元件22、24、26仅部分地示出，未示出的部分与图中可见的表示相同。电极52、54、56扣紧适于交换热量的元件22、24、26，使得后者抵靠PTC(正温度系数)效应石28和30。在该图所示的示例中，需注意，加热模块6包括两个具有六个PTC效应石28的组件，所述六个PTC效应石28彼此以略微的间隔分隔开。PTC效应石通过热粘接剂以粘接的方式保持在适于交换热量的元件上，然而，所述热粘接剂足够强以赋予适于交换热量的元件和PTC效应石之间的电接触。必须注意，电极和专用于其的适于交换热量的元件处于不同的电位，从而为PTC效应石28供电。

根据本发明，并且如在图6中可以特别看到的，可以观察到，与另外两个电极52、54不同，电极56没有被接片延伸。没有被接片延伸的该电极56对应适于交换热量的外侧元件中的一个22，即围绕适于交换热量的中央元件的适于交换热量的元件中的一个。该电极56通过金属件连接到对应于另一适于交换热量的外侧元件26的电极52，形成用于将这两个电极52、54接合到相同电位的电连接器件38。电连接器件38布置在加热模块6的近端36处，电连接器件38具有适于允许两个适于交换热量的外侧元件22、26接合、而不与适于交换热量的元件24接触的曲线。

基于图7中的图示，现在将描述本发明的优选使用的实施例，其中，框架46容纳加热模块4、6，该框架插入形成在通风、加热和/或空调系统的管道的壁66中的开口64中。

框架46由特定的材料制成，该材料是轻质的，但是具有足够的耐受性，例如聚丙烯或聚酰胺类型的塑料。框架46包括后壁68，其中，模块4、6的远端36布置成面对后壁68，并且框架46包括具有开孔的横向壁，使得加热设备可以由存在于覆盖件插入其中的管中的空气穿过。

金属叶片70附接到后壁68，以便形成电连接器件38，从而允许两个适于交换热量的元件22和26电接合，所述两个适于交换热量的元件22和26布置在堆叠体的适于交换热量的中央元件24的每一侧上。有利的是，叶片70部分地嵌入后壁68的厚度中，并且只有叶片70的两端超出该壁68而突出，以形成仅面向待放置于相同电位的适于交换热量的元件22、26的电接触柱72。

应理解，框架46首先允许加热模块相对于彼此被保持，并且因此接合器件相对于到电网的连接器正确定位，框架46其次允许形成两个适于交换热量的元件的电连接器件被固定在所述两个适于交换热量的元件之间。。然而，至少对于承载叶片的后壁，可以在不具有框架的情况下实现，并且可以将该叶片直接刚性地连接到加热模块容纳在其中的管道、或者甚至将叶片焊接于与待接合的适于交换热量的元件相关联的电极上。

上文的描述清楚地解释了本发明如何能够实现由此确定的目标，并且特别地提出了一种加热电气附加设备，其使得对于给定的相关联的连接器类型能够提供比现有技术的加热设备所提供的加热功率更大的加热功率。

Claims (15)

1.一种用于电加热设备的加热模块(6)，包括至少两个适于产生热量的元件(28，30)以及至少三个电极(52，54，56)，这些适于产生热量的元件(28，30)中的每一个均布置在两个电极(52，54，56)之间，其特征在于，所述加热模块包括至少两个接合器件(32)，每个接合器件与相应的电极(52，54)关联，使得能够将这些电极(52，54)接合至电网，所述电极中的至少一个电极(52)接合至接合器件(32)，该接合器件通过电连接器件(38)链接至未被链接至接合器件(32)的电极(56)，以使这两个电极(52，56)处于相同的电位。

2.根据权利要求2所述的加热模块(6)，其特征在于，所述电连接器件(38)和接合端子(32)分别布置在所述加热模块(6)的相反端部处。

3.根据权利要求1或2所述的加热模块(6)，其特征在于，接合至相关联的所述至少两个接合器件(32)的所述至少两个电极(52，54)是相邻的。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的加热模块(6)，其特征在于，通过所述电连接器件(38)链接的所述至少两个电极(52，56)不是相邻的。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的加热模块(6)，其特征在于，所述加热模块包括两个适于产生热量的元件(28，30)、三个电极(52，54，56)，以及分别与外侧电极(52)和中央电极(54)相关联的两个接合器件(32)，以便将这两个电极(52，54)接合至电网，所述外侧电极(52)通过电连接器件(38)链接至未被链接至接合器件的电极(56)，以使这两个电极(52，56)处于相同的电位。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的加热模块(6)，其特征在于，所述加热模块包括适于与经过所述加热模块(6)的空气流交换热量的至少三个元件(22，24，26)，这三个元件(22，24，26)每个均与电极(52，54，56)关联。

7.根据权利要求6所述的加热模块(6)，其特征在于，每个电极(52,54,56)布置在与其关联的适于交换热量的元件(22，24，26)的至少一侧的至少一部分处。

8.根据权利要求7所述的加热模块(6)，其特征在于，每个电极(52,54,56)延伸，以便限定与其关联的适于交换热量的元件(22，24，26)的侧面。

9.一种加热设备(2)，包括至少一个根据前述权利要求中的一项所述的加热模块(6)。

10.根据前一项权利要求所述的加热设备(2)，其特征在于，所述加热设备包括多个加热模块(4，6)，其中这些加热模块中的至少一个加热模块(6)包括比其包括的接合器件(32)多一个的电极(56)。

11.根据前一项权利要求所述的加热设备(2)，其特征在于，所述加热设备包括第一加热模块(4)和第二加热模块(6)，所述第一加热模块包括三个电极和三个接合器件(14)，每个接合器件与电极关联，并且，所述第二加热模块(6)包括三个电极(52，54，56)和仅两个接合器件(32)。

12.根据权利要求9至11中的一项所述的加热设备(2)，其特征在于，所述加热设备包括适于接收所述加热模块(4，6)的框架(46)，所述框架(46)包括后壁(68)，当所述加热模块(4，6)布置在所述框架(46)中时，所述电连接器件(38)刚性地连接至所述后壁，使得两个电极通过该电连接器件(38)接合。

13.根据前一项权利要求所述的加热设备(2)，其特征在于，所述电连接器件(38)采用金属叶片的形式。

14.根据权利要求12或13所述的加热设备(2)，其特征在于，所述电连接器件(38)部分地嵌入所述框架(46)的后壁(68)中。

15.一种通风、加热和/或空调组件，其特别地包括根据权利要求9至14中的一项所述的加热设备(2)，所述加热设备与用于接合至电网的五通道连接器(44)关联，用于为所述加热设备供电。