CN109076647A - 加热装置及其制造方法 - Google Patents

加热装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109076647A
CN109076647A CN201780025119.6A CN201780025119A CN109076647A CN 109076647 A CN109076647 A CN 109076647A CN 201780025119 A CN201780025119 A CN 201780025119A CN 109076647 A CN109076647 A CN 109076647A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating device
heating
heater
core
overlay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780025119.6A
Other languages
English (en)
Inventor
K·赛德勒
U.D·乌尔肯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vincorion Advanced Systems GmbH
Original Assignee
P3 Aviation GmbH
Advanced Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by P3 Aviation GmbH, Advanced Systems Ltd filed Critical P3 Aviation GmbH
Publication of CN109076647A publication Critical patent/CN109076647A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D13/08Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned the air being heated or cooled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D13/00Electric heating systems
    • F24D13/02Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating
    • F24D13/022Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements
    • F24D13/024Electric heating systems solely using resistance heating, e.g. underfloor heating resistances incorporated in construction elements in walls, floors, ceilings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/267Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an organic material, e.g. plastic
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/006Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013Heaters using resistive films or coatings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/026Heaters specially adapted for floor heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于飞行器内部空间的加热装置(100)。所述加热装置(100)具有能够承受机械荷载的承载结构(102)、能够承受机械荷载且导热的覆盖结构(106)、以及用于将电能转化为热能的加热器(104),其中,所述加热器(104)被布置在所述承载结构(102)与所述覆盖结构(106)之间,并且具有由正温度系数电阻材料制成的加热层(108)。

Description

加热装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求所述类型的一种装置或一种方法。
背景技术
对于飞行器内部空间的可加热地板而言,作为加热元件将电阻加热丝粘贴在正常的地板上并用导热箔覆盖以分散热量。可加热地板由纤维复合物与蜂窝芯构成的夹层结构制成,在该夹层结构上粘贴有由加热丝制成的加热元件。在加热元件上方施加保护层并且接着施加钛箔,在该钛箔上可以可逆地粘贴如地毯等覆层。对于这种组件而言,可能由于机械损伤或湿气侵入而出现功能缺陷。
US 2002 0168 184描述了一种加热地板的结构。
发明内容
在此背景下,通过此处提出的方案提出一种根据主权利要求所述的一种加热装置以及一种用于制造加热装置的方法。通过在从属权利要求中实施的措施,可以实现对独立权利要求中给出的装置的有利改进和改善。
通过使用由正温度系数电阻材料、所谓的正温度系数导体或PTC电阻(PCT;英语:positive temperature coefficient)制成的加热层,可以实现例如可用于飞行器内部空间的、具有良好机械特性和电特性的地板。尤其,加热层可以被实施为对机械损伤相对不敏感且耐高温。通过这种方式可以实较高的工作稳定性和可靠性。
一种用于飞行器内部空间的加热装置具有以下特征:
能够承受机械荷载的承载结构;
能够承受机械荷载且导热的覆盖结构;以及
用于将电能转化为热能的加热器,其中,所述加热器被布置在所述承载结构与所述覆盖结构之间,并且具有由正温度系数电阻材料制成的加热层。
仅示例性地,覆盖结构的表面可以被设计为地板的踏板面。由此,所描述的方案有利地被用于实现可加热的地板。所述覆盖结构可以具有可粘贴的表面,以便例如在该表面上粘贴地毯覆层。优选地,可以如下程度地对该表面进行改进,使其形成为抗切割和抗撕裂的,以便在使用刀具等工具的情况下经受重复地更换例如地毯覆层。
承载结构可以被理解为具有高刚性的层压物。尤其,所述承载结构可以具有由纤维强化的覆盖层和布置在其间的轻质芯材料构成的夹层结构。所述承载结构可以被成型为板状的。所述承载结构可以是隔热的。所述承载结构尤其用作隔离结构,但在施加所述承载结构的地方可以被理解为整体承载组件的一部分。所述芯材例如可以是硬泡沫或者蜂窝材料。所述覆盖结构可以被成型为板状的。所述覆盖结构可以具有夹层结构。如果电流流经该电阻材料,则该电阻材料由于其电阻而发热。为此,加热器可以具有电气触点,电阻材料被布置在这些电气触点之间。所述电阻材料可以被成型为平面层。正温度系数使得在电阻材料的温度不断上升时电阻材料的电阻增大。由此,其功率消耗以自行调节的方式受到限制,且可以省去电子温度调节器或功率限制器。有利地,所述电阻材料由于其正温度系数提供过热保护,从而可以省去额外的温度传感器。
所述覆盖结构可以被实施成对机械作用不敏感的,如所述机械作用通常产生于加热装置的周围。所述覆盖结构避免加热器受到环境的影响并且例如因腐蚀而损坏。同样地,通过所述覆盖结构可以避免例如加热器的丝受损或断开。由此,通过所述覆盖结构可以防止加热器失效。所述覆盖结构可以实施保护板功能。为了将热量传递至覆盖结构的表面,所述覆盖结构被配置为导热的。通过该覆盖结构,可以可靠地防止加热元件受到机械作用和环境影响。由此,加热装置(例如呈地板的形式)可以实现长的寿命。该覆盖结构用作整个板轮廓上的板承载结构。
该覆盖结构可以是由介于两个覆盖层之间的芯构成的层压物。所述芯可以是由金属材料制成的蜂窝芯。具有蜂窝芯的层压物在较刚性下具有低的重量。金属材料具有低的热阻。通过所述金属蜂窝芯可以实现高的刚性,同时具有好的导热能力。在一种备选的实施方式中,芯可以是由非金属材料制成的蜂窝芯。两个覆盖层之间良好的导热能力可以通过以下方式实现:蜂窝芯的单元壁借助导热粘合剂粘贴在一起,该导热粘合剂富含改善导热的银和/或其他颗粒。
蜂窝芯的表面可以具有腐蚀防护功能。例如,可以对表面进行阳极氧化处理或者其他适当的腐蚀防护处理。尤其,通过阳极氧化处理可以实现有效的腐蚀防护,从而使得甚至在覆盖层受损时也避免覆盖结构被削弱。此外,金属芯可以被布置成使得,其根据负电子电势不与腐蚀对象产生直接的导电接触。
该芯同样可以由隔热材料制成。在此,覆盖层穿过该芯借助导热的热桥相连。该芯例如可以由硬泡沫制成。所述硬泡沫可以易于加工。热桥可以将一个覆盖层与另一个覆盖层相连。所述热桥可以具有至少部分金属材料。所述热桥也可以完全由金属材料制成。所述热桥可以随后被嵌入芯材料中。所述热桥也可以被芯材以泡沫方式包裹所述覆盖层可以借助通过添加矿物以实现导热的增强基质树脂形成。所述热桥也可以被通过添加矿物以实现导热的增强基质树脂所包裹。此外,这样浸润可以对可能存在的金属丝线产生腐蚀防护效果。
根据一种实施方式,所述热桥由至少一种缝合在芯中的丝线实现。所述至少一种丝线可以至少部分由金属制成。被缝合到芯中的丝线段可以延伸穿过芯的整个厚度。通过缝合可以非常容易地制造热桥。根据一种实施方式,所述丝线以浸渍方法被基质所浸润,并由此也可以防止腐蚀。因此,所述热桥可以补充性地通过改进基质材料加以实现。
所述覆盖层可以在周围的边缘区域中直接相互连接。通过直接连接可以实现密封封闭。所述覆盖结构可以由此被密封封闭。可以可靠地防止使其侵入。
所述加热器可以在使用弹性或滑动平面状的材料的情况下与承载结构以及备选地或补充性地与覆盖结构相连。所述弹性材料可以因加热层的热膨胀而使得加热层相对于承载结构和/或覆盖结构移动。对应地,通过加热层在滑动平面状的材料表面的滑动,滑动平面状的材料可以实现这种移动。
所述承载结构和覆盖结构可以在边缘区域至少分段式地相互连接。所述加热层可以浮动地布置在承载结构与覆盖结构之间。浮动的组件可以实现与承载结构和覆盖结构无关地实现加热层的热膨胀。
所述加热层可以以对流体密封的方式被布置在承载结构与覆盖结构之间。通过这种方式,可以防止加热层出现因湿气侵入而导致的损伤。
所述加热层可以是由液态的或易涂抹的电阻材料制成的、被施加在所述承载结构或所述覆盖结构上的层。通过这种方式可以实现加热层的高的柔性。
在另一种实施方式中,加热层可以至少局部地具有穿孔。通过所述加热层的穿孔,可以在承载结构与覆盖结构之间提供空腔。所述空腔可以被填充以某种材料。所述材料可以是硬化粘合剂。这种组件可以实现加热层与其他静态结构(即承载结构与覆盖结构)之间的机械脱耦。如果加热层无法传递力,则这种组件尤其是有利的。
加热器的加热层可以冗余地接触。可以通过电气端子与加热器之间的多重连接来实施冗余接触。同样可以为多个端子提供多根导线。通过冗余接触,即使一根或多根导线因例如机械或化学作用而断裂,加热器仍可以可靠地工作。
加热层的第一电气端子和加热器的第二电气端子可以形成为交叉指形电极。所述交叉指形电极可以包括多个接合到彼此之中的导体电路。交叉指形电极可以被设计成接合到彼此之中的梳状导体电路。两个电极可以被布置在电阻材料的相同表面上。交叉指形电极可以简单地进行制造。例如,所述交叉指形电极可以由印刷箔构成。所述交叉指形电极同样可以被直接施加或印刷在电阻材料上。有利地,其中一个交叉指形电极的导体电路的中断仅对加热装置的整体功能产生小的影响。
此外,提出了一种制造用于飞行器内部空间的加热装置的方法,其中,所述方法具有以下步骤:
提供能够承受机械荷载的承载结构以及能够承受机械荷载且导热的覆盖结构;以及
在所述承载结构与所述覆盖结构之间布置用于将电能转化为热能的加热器,其中,所述加热器具有由正温度系数电阻材料制成的加热层。
附图说明
此处所提出的方案的实施例在附图中示出,并在下列说明中进行更详细的阐释。在附图中:
图1示出了根据一种实施例的加热装置的示意性图示;
图2示出了根据一种实施例的具有加热装置的地板的部分截面图示;
图3示出了根据一种实施例的具有加热装置的地板的另一部分截面图示;
图4示出了根据一种实施例的加热器的图示;
图5a示出了根据一种实施例的加热器的图示;
图5b示出了具有根据图5a的加热装置的地板的部分截面图示;
图6示出了根据一种实施例的用于飞行器内部空间的地板的图示;以及
图7示出了根据一种实施例的用于制造加热装置的方法的流程图。
具体实施方式
在以下对本发明的有利的实施例的描述中,相同或相似的附图标记被用于在不同的附图中展示的和类似地起作用的元件,其中,省略了对这些元件的重复描述。
图1示出了根据一种实施例的加热装置100的纯示意性图示。在此,示出了加热装置100的常规板状结构。根据一种实施例,加热装置100被实施为例如用于飞行器客舱的地板或者被集成在这种地板中。
加热装置100具有由不同层构成的夹层结构。在承载结构102上布置有加热器104以及位于加热器上的覆盖结构106。加热器104在下文中也被称作加热装置或加热元件。承载结构102能够承受机械荷载,即被实施为抗弯曲的,并且根据该实施例被设计成用于将施加在加热装置100上的荷载传递至布置在加热装置100边缘的支承部位。加热器104包括由电阻材料108制成的加热层,该电阻材料在有电流流经该材料时发热。为此,加热器104被设计成用于将电能转化为热能。覆盖结构106同样可以承受机械荷载。覆盖结构106至少被设计成用于将由于荷载出现的荷载峰值被分布在加热器104的表面上,以保护加热器104免受机械损伤。此外,为了可以将由加热器104生成的热量导出,覆盖结构106还是导热的。
在一种实施例中,覆盖结构106被实施为由两个覆盖层110和一个导热芯112构成的层压物。在此,芯112是一种由金属材料制成的蜂窝结构。在此,高含量的铝由于其在金属材料中具有较低热阻是有利的。覆盖层110同样可以由金属材料制成。在一种实施例中,由紧接在加热器104上方的铝蜂窝112来进行导热。铝导热非常好。
为了避免腐蚀问题,如果湿气因损伤或扩散效应而侵入蜂窝中,则在一种实施例中铝蜂窝112的表面优选通过阳极氧化处理过程中的特殊转化而得到保护,通过这种转化,即使有湿气侵入,仍避免腐蚀。在加热器工作过程中,通过扩散过程侵入的湿气同样可能通过扩散再次从地板中排出。
根据一种实施例,同样与夹层结构106一样地对覆盖层压物进行特殊增强以进行导热,例如在使用导热材料的情况下。这样的增强是必要的,因为由碳纤维、芳族聚酰胺纤维或玻璃纤维和环氧树脂制成的层压物以及尤其适合于覆盖层110的具有蜂窝芯或泡沫的厚夹层结构倒不如说是用于隔热,而不是导热。
在一种实施例中,覆盖结构106被实施为由两个覆盖层层状物110和一个隔热芯112构成的夹层结构。在此,从覆盖层110至覆盖层110布置有热桥114。在此,热桥114由导热材料制成,该材料尤其具有金属成分。例如,热桥114由至少部分金属丝或金属丝成型。热桥114穿透覆盖层110和芯112并以导热方式连接两者。热桥114例如通过缝合过程被嵌入覆盖结构106中。在此,覆盖层110同样可以增强导热。
根据一种实施例,对于不期望使用铝蜂窝112的应用而言,制造具有夹层结构的地板106,在该夹层结构中沿厚度方向缝合有呈导热丝线114形式的热桥114,这些热桥将夹层复合物106的上部覆盖层110与下部覆盖层110以导热方式相连。丝线114例如可以通过丝线114中的银含量而具有提高的导热。同样可以使用纯金属丝线114。这样的板106可以以浸渍工艺进行制造。在此,在浸渍过程中,树脂沿着丝线114流动,以便将丝线再次嵌入树脂中并由此实现完全的电绝缘。
在一种实施例中,热桥114受到拉力并被压入覆盖层110中,以便获得覆盖结构106的平整表面。
在一种实施例中,加热器104的电阻材料108被施加在柔性箔116上。箔116与承载结构102粘贴在一起。通过柔性箔116,材料108在其热膨胀方面不受阻碍。
在电阻材料108的与箔116相反的一侧布置有接触平面118。在此,两个电气触点被布置在电阻材料108的相同侧。
图2示出了根据一种实施例的具有加热装置100的地板200的部分截面图示。换言之,图2示例性地示出了单独层的截面简图。在此,加热装置100基本上与图1中的加热装置相对应。此处,加热器104和覆盖结构106被布置在承载结构102的凹槽中。在此,该凹槽和覆盖结构106具有反向倾斜的边缘,在这些边缘处覆盖结构106铺设在承载结构上。覆盖结构106的表面构成地板200的踏板面202。承载结构102在边缘区域204中具有支承部位206以用于将地板200铺设在未示出的框架上。支承部位206同样实施有倾斜边缘。边缘区域204被实施为具有小的厚度的凸缘。凸缘204沿地板200的主延伸方向延伸。根据一种实施例,覆盖结构106被实施有热桥,以便改善加热器104与踏板面202之间的导热。
在一种实施例中,加热器104浮动地布置在覆盖结构106与承载结构102之间。由此,加热器104在加热时可以无阻碍地膨胀,而在冷却时可以无阻碍地收缩。例如,可以在承载结构102和/或覆盖结构106与加热器104之间布置具有低摩擦系数的箔。
在一种实施例中,覆盖层106被实施为具有覆盖层110的层压物。在此,覆盖层110超出芯112伸入边缘区域208中并以对流体密封的方式相互连接。
为避免湿气侵入地板中,板106在四周具有封闭结构。这意味着,在制造过程中,下部覆盖层110被引至上部覆盖层110并在硬化过程中被粘性相连。由此来自边缘区域的湿气无法再侵入,在通常的板中该边缘区域用所谓的边缘填料进行密封。随后被粘性连接的位置会被完全密封,从而使湿气也无法侵入此处。
图3示出了根据另一种实施例的具有加热装置100的地板200的另一种部分截面图示。地板200基本上与图2中的地板相对应。与之相反,凸缘204由覆盖结构106构成。在这种情况下,覆盖结构106被用作承载结构,且在边缘区域204中超出变成隔离结构102的板下部,该板仅对整个组件的刚性和强度提供低的贡献。此处,支承部位206由覆盖结构106构成。根据一种实施例,在这种情况下,该覆盖结构被设计成使得边缘区域并非和图2所示一样地被封闭,而是通过边缘填料过程进行密封,其中可以同样集成有将板拧接在支承部位206处的插入过程。
图4示出了根据一种实施例的加热器104的图示。加热器104基本上与图1至3所示的加热器相对应。加热器104具有由具有正温度系数电阻的电阻材料108制成的平面层。在此,电阻材料108的电阻随着温度上升而增大,并且在电压保持不变的情况下流经该层的电流减小,这使得加热器104的功率消耗降低。
根据一种实施例,由电阻材料108构成的层具有各自为至少4cm的宽度和长度。由此,根据一种实施例,电阻材料108不是线状或窄带状,而是被用作面积为例如至少20cm2的平面层。
在由电阻材料108制成的层上,在接触平面118内以均匀分布的方式布置有平行的导体电路400、402。相邻的导体电路400、402相互电绝缘。每两个导体电路400、402与集电器404相互电连接。导体电路400、402和集电器404在由电阻材料108制成的层上构成交叉指形电极406、408。在此,集电器404分别在三个不同的位置进行电气接触,并经由分开的导体410与加热器104的电气端子412、414相连。通过分开的导体410构成冗余接触,并且即使其中的两个导体410或该集电器404断开,仍然可以确保加热器104的功能。
备选地,第一导体电路400和第二导体电路402交替地彼此相邻地布置,从而使得导体电路400、402成指状相互咬合。根据一种实施例,每个交叉指形电极406、408各自具有至少三个第一导体电路400和至少三个第二导体电路402。
换言之,图4示出了具有导电的指状结构118的PTC加热器104。根据一种实施例,以PTC层或PTC加热漆的形式实施的电阻材料108的接触通过导电指状结构400、402和集电区域404进行,这些集电区域直接被施加在电阻材料108上。指状结构400、402和集电区域404可以通过施加导电漆或通过粘贴冲裁或蚀刻导体箔来生产。
为了降低加热器层的点状损伤的影响,集电区域404和电气连接点412、414被多重相连。
这样构造的加热元件104的加热功率由加热漆108的单位表面电阻、电阻材料108(例如形式为加热漆)的施加厚度、以及导电指状结构400、402之间的距离决定,并且因此可以针对加热功率的要求进行调整。
图5a示出了根据本发明的另一种实施例的加热器104的图示。加热器104基本上与图1至3所示的加热器相对应。加热器104具有由具有正温度系数电阻的电阻材料108制成的平面层。与根据图4所示的加热层的区别在于,该加热层具有正圆形的穿孔105。这些穿孔被设计成使得在覆盖结构106与承载结构102之间形成如图5b所示的空腔。这些空腔可以被填充以粘合剂,从而在加热层和覆盖结构以及承载结构之间实现机械脱耦。
图6示出了根据一种实施例的用于飞行器内部空间的地板200图示。在此,地板200基本上与图2和3所示的地板相对应。地板200为矩形。边缘区域204被实施为环绕地围绕地板200。加热器104居中地布置在地板中,且小于地板200的总面积。
提出了一种用于飞行器的耐损伤的、可加热的地板200(FPH“Floor PanelHeated”)的结构。此处提出的方案通常可用于平面式加热。在此,地板200通过使用PTC技术的加热器104进行加热。地板200具有用于降低损伤的创新型板结构。
用作电阻材料的PTC材料具有正温度系数。具有这种特性的加热器材料拥有固有的温度限制特性,其方式为:电阻随着温度上升而增大并且由此消耗的电功率随着温度升高而降低。
耐损伤性的提高以及地板中加热器失效情况的减少使得其工作稳定性方面的可靠性上升。
提出了可加热的地板200的结构,例如其在飞行器中被提供在入口门和厨房区域中,以便在那里对这些机舱暖气较少送达区域的地板区域进行加热。
该加热尤其但不限于如下目的:为位于厨房区域的客舱人员以及在出口区域在所谓的客舱乘务员座椅上就坐的客舱人员创造舒适的气候。
对于此处所提出的方案,可加热板200被构造成使得在迄今为止观察到的损伤类型方面具有一定的耐损伤性。损伤原因例如是点状作用的机械荷载、环境影响(例如湿气和潮气或空气压力和温度交变)。
为了避免因控制技术元件失效或功能故障导致的过热,使用具有PTC技术的准自限式加热元件104,其中加热元件104的内部电阻随着温度上升而增大,并且由此电流或温度在无需外部控制技术监控的情况下被限制。
在此,将该加热元件104制造成实现该加热元件的一定的柔性,其方式为:将PTC漆或易涂抹的PTC涂料作为层施加在柔性箔上。
PTC加热元件104以可根据温度自由膨胀的方式布置。由此辅助PTC效果。在此,加热元件104不直接和刚性地与纤维强化的层压物102相连,因为这可能对热膨胀造成阻碍。为了可自由膨胀,加热元件104要么被嵌入滑动平面中、要么被嵌入弹性平面中。
为避免对地板200的加热功能产生机械影响,引入如下结构,由此上侧的机械损伤不一定会导致加热元件104立即失效。
这通过以下方式实现:激活的加热元件104不是被布置在其中一个上部覆盖层中、而是被布置在地板200的某个深度中。在此,在加热元件104的上方布置有层压物或夹层结构,其本身可以被增强,以便将加热元件104的热量传递直至地板200的表面。由此,在加热元件104上方的该层压物或夹层结构可能受到损伤,而不直接涉及到加热元件104。
换言之,提出了一种尤其但不限于用于飞行器客舱的具有加热装置104的地板200。由加热装置104散发出的热量由于该底板结构的导热特性被传递至表面。在此,在加热器104的上方使用层压物或夹层结构。备选地,在加热器的上方使用一种覆盖层压物或具有芯材料的覆盖层压物,该覆盖层压物在导热方面被优化或进行最佳选择,且具有对机械作用的耐损伤特性。
在一种实施例中,防止湿气侵入的板被设计成使得湿气无法到达激活的电气部件。
在一种实施例中,至少一个电加热器104具有温度自限的PTC特征。
在一种实施例中,PTC表面的电气接触被设计成使得单独的点状损伤不会导致加热器完全失效。
图7示出了根据一种实施例的用于制造加热装置的方法的流程图。该方法具有用于提供的步骤600和用于布置的步骤602。在步骤600中,提供能够承受机械荷载的承载结构和能够承受机械荷载且导热的覆盖结构。在步骤602中,在该承载结构与该覆盖结构之间布置加热器。例如,在步骤602中,将呈液态的或易涂抹形式的加热器电阻材料施加在承载结构和/或覆盖结构的表面。
如果一个实施例在第一特征和第二特征之间包括连词“和/或”,则这应理解为,根据一个实施方式的该实施例具有第一特征和第二特征并且根据另一个实施方式的该实施例仅包括第一特征或仅包括第二特征。

Claims (15)

1.一种用于飞行器内部空间的加热装置(100),所述加热装置具有以下特征:
能够承受机械荷载的承载结构(102);
能够承受机械荷载且导热的覆盖结构(106);以及
用于将电能转化为热能的加热器(104),其中,所述加热器(104)被布置在所述承载结构(102)与所述覆盖结构(106)之间,并且具有由正温度系数电阻材料(108)制成的加热层。
2.根据权利要求1所述的加热装置(100),其中,所述覆盖结构(106)的表面形成为地板(200)的踏板面(202)。
3.根据上述权利要求之一所述的加热装置(100),其中,所述覆盖结构(106)是由介于两个覆盖层(110)之间的芯(112)构成的层压物,其中,所述芯(112)是由金属材料制成的蜂窝芯。
4.根据权利要求3所述的加热装置(100),其中,所述蜂窝芯(112)的表面具有腐蚀防护功能。
5.根据权利要求1或2所述的加热装置(100),其中,所述覆盖结构(106)是由介于两个覆盖层(110)之间的芯(112)构成的层压物,其中,所述芯(112)由隔热材料制成并且所述覆盖层(110)穿过所述芯(112)与导热的热桥(114)相连。
6.根据权利要求5所述的加热装置(100),其中,所述热桥(114)是通过至少一条缝合到芯(112)中的丝线实现的。
7.根据权利要求5或6所述的加热装置(100),其中,所述热桥(114)补充性地由改进的基质材料来实现。
8.根据权利要求3至7之一所述的加热装置(100),其中,所述覆盖层(110)在周围的边缘区域(208)中直接相互连接。
9.根据上述权利要求之一所述的加热装置(100),其中,所述加热器(104)在使用弹性的或滑动平面状的材料(116)的情况下与所述承载结构(102)和/或所述覆盖结构(106)相连。
10.根据权利要求1至8之一所述的加热装置(100),其中,所述承载结构(102)和所述覆盖结构(106)在边缘区域(204)至少分段式地相互连接,并且由电阻材料(108)制成的所述加热层浮动地布置在所述承载结构(102)与所述覆盖结构(106)之间。
11.根据上述权利要求之一所述的加热装置(100),其中,由电阻材料(108)制成的所述加热层以对流体密封的方式被包围在所述承载结构(102)与覆盖结构(106)之间。
12.根据上述权利要求之一所述的加热装置(100),其中,由电阻材料(108)制成的所述加热层是由液态的或易涂抹的电阻材料制成的、被施加在所述承载结构(102)或所述覆盖结构(106)上的层。
13.根据上述权利要求之一所述的加热装置(100),其中,所述加热层至少局部地具有穿孔(105)。
14.根据权利要求13所述的加热装置(100),其中,在所述承载结构(102)与所述覆盖结构(106)之间提供能够经过所述穿孔(105)被填充的空腔。
15.一种制造用于飞行器内部空间的加热装置(100)的方法,其中,所述方法具有以下步骤:
提供(600)能够承受机械荷载的承载结构(102)以及能够承受机械荷载且导热的覆盖结构(106);以及
在所述承载结构(102)与所述覆盖结构(106)之间布置用于将电能转化为热能的加热器(104),其中,所述加热器(104)具有由正温度系数电阻材料(108)制成的加热层。
CN201780025119.6A 2016-04-28 2017-04-28 加热装置及其制造方法 Pending CN109076647A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016107908.1A DE102016107908A1 (de) 2016-04-28 2016-04-28 Heizvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102016107908.1 2016-04-28
PCT/EP2017/060156 WO2017186895A1 (de) 2016-04-28 2017-04-28 Heizvorrichtung und verfahren zum herstellen derselben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109076647A true CN109076647A (zh) 2018-12-21

Family

ID=58640893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780025119.6A Pending CN109076647A (zh) 2016-04-28 2017-04-28 加热装置及其制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11597524B2 (zh)
EP (1) EP3449689B1 (zh)
CN (1) CN109076647A (zh)
BR (1) BR112018071947B1 (zh)
DE (1) DE102016107908A1 (zh)
RU (1) RU2737048C2 (zh)
WO (1) WO2017186895A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190309960A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-10 Airbus Operations Gmbh Heatable floor panel and floor heating system for an aircraft

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017106998A1 (de) * 2017-03-31 2018-10-04 Airbus Operations Gmbh Kabinenverkleidungselement für eine Flugzeugkabine und Spant für eine Flugzeugrumpfstruktur
DE102017222367B4 (de) 2017-12-11 2024-05-02 EFI Solutions GmbH Verfahren zum Herstellen eines Flächenheizelementes
US10875623B2 (en) 2018-07-03 2020-12-29 Goodrich Corporation High temperature thermoplastic pre-impregnated structure for aircraft heated floor panel
US10899427B2 (en) 2018-07-03 2021-01-26 Goodrich Corporation Heated floor panel with impact layer
US11273897B2 (en) 2018-07-03 2022-03-15 Goodrich Corporation Asymmetric surface layer for floor panels
US11376811B2 (en) 2018-07-03 2022-07-05 Goodrich Corporation Impact and knife cut resistant pre-impregnated woven fabric for aircraft heated floor panels
DE102018132123A1 (de) * 2018-09-14 2020-03-19 Elbe Flugzeugwerke Gmbh Fußbodensystem mit Heizeinheit
DE102018009218A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-28 Airbus Operations Gmbh Verkleidungselement mit Heizschicht in Sandwichbauweise
DE102019106705A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Lufthansa Technik Aktiengesellschaft Heizmatte zur Verwendung in einem Fußbodenaufbau, Fußbodenaufbau und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102019116796A1 (de) * 2019-06-21 2020-12-24 Jenoptik Advanced Systems Gmbh Temperiervorrichtung für ein Luftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer Temperiervorrichtung
US11981417B2 (en) * 2020-03-20 2024-05-14 Goodrich Corporation Panel skin for heated floor panels

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697728A (en) * 1968-12-13 1972-10-10 Air Plastic Service Gmbh Heating devices
EP0109019A2 (de) * 1982-11-11 1984-05-23 ELTAC Nogler & Daum KG Flächenheizelement, insbesondere für Verbände oder Heizdecken
DE102005058241A1 (de) * 2004-12-23 2006-09-21 Goodrich Corp. Flugzeugbodenplatte
CN101413718A (zh) * 2007-10-16 2009-04-22 利勃海尔航空航天林登贝格股份有限公司 具有至少一个ptc电阻器的装置
CN202190419U (zh) * 2011-08-26 2012-04-11 肖仲强 用于地板的发热板

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU121313A1 (ru) * 1958-03-29 1958-11-30 В.А. Бадай Способ электроподогрева воздуха в инкубаторах
SU1785411A1 (ru) * 1980-08-01 1994-08-15 Центральный аэрогидродинамический институт им.Н.Е.Жуковского Инфракрасный нагреватель
US6611659B2 (en) 1999-04-24 2003-08-26 Airbus Deutschland Gmbh Electrically heated aircraft composite floor panel
JP2004501015A (ja) * 1999-12-30 2004-01-15 トラスティーズ・オブ・ダートマウス・カレッジ 電気除氷コーティングのシステムおよび方法
US7291815B2 (en) * 2006-02-24 2007-11-06 Goodrich Corporation Composite ice protection heater and method of producing same
US8630534B2 (en) * 2006-03-20 2014-01-14 Airbus Operations Gmbh Heating system and component with such a heating system
US20100065686A1 (en) * 2008-04-28 2010-03-18 Tauscher Kurt M Aircraft heated floor panel
RU2369046C1 (ru) * 2008-05-15 2009-09-27 Михаил Леонидович Струпинский Нагревательный элемент и способ его изготовления
US9004407B2 (en) * 2008-12-24 2015-04-14 Middle River Aircraft Systems Anti-icing system and method for preventing ice accumulation
US20150375657A1 (en) * 2010-10-16 2015-12-31 Randy Braun Special heating floor mat device and systems for heavy duty and commercial vehicle applications
EP3015360B1 (en) * 2014-10-29 2019-05-29 Airbus Operations GmbH A floor panel for an aircraft, and an aircraft comprising such a floor panel
DE102015005945B3 (de) * 2015-05-12 2016-08-11 Esw Gmbh Bodenelement für ein Flugzeug, Verfahren zum Betreiben eines Bodenelements für ein Flugzeug, Heizsystem für ein Flugzeug und Verfahren zum Herstellen eines Bodenelements für ein Flugzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697728A (en) * 1968-12-13 1972-10-10 Air Plastic Service Gmbh Heating devices
EP0109019A2 (de) * 1982-11-11 1984-05-23 ELTAC Nogler & Daum KG Flächenheizelement, insbesondere für Verbände oder Heizdecken
DE102005058241A1 (de) * 2004-12-23 2006-09-21 Goodrich Corp. Flugzeugbodenplatte
CN101413718A (zh) * 2007-10-16 2009-04-22 利勃海尔航空航天林登贝格股份有限公司 具有至少一个ptc电阻器的装置
CN202190419U (zh) * 2011-08-26 2012-04-11 肖仲强 用于地板的发热板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190309960A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-10 Airbus Operations Gmbh Heatable floor panel and floor heating system for an aircraft
US11808463B2 (en) * 2018-04-10 2023-11-07 Airbus Operations Gmbh Heatable floor panel and floor heating system for an aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
EP3449689B1 (de) 2020-02-12
RU2018141339A (ru) 2020-05-28
BR112018071947A2 (pt) 2019-02-05
BR112018071947B1 (pt) 2023-04-11
RU2737048C2 (ru) 2020-11-24
DE102016107908A1 (de) 2017-11-02
EP3449689A1 (de) 2019-03-06
RU2018141339A3 (zh) 2020-06-04
US11597524B2 (en) 2023-03-07
WO2017186895A1 (de) 2017-11-02
US20190135442A1 (en) 2019-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109076647A (zh) 加热装置及其制造方法
KR101142810B1 (ko) 차량탑재용 히터 및 그 제조 방법
JP5134579B2 (ja) 発熱体及び発熱体を備えた暖房装置
EP2218302B1 (en) Bonding of thermoplastics
CN103202093B (zh) 面状发热体及其制造方法
US8714489B2 (en) Structural bonding arrangement
KR100962863B1 (ko) 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체 및 그 제조방법
JPH09506462A (ja) 導電性複合ヒータ装置およびその製造法
JP2011518419A (ja) 床暖房用面状発熱体
KR20200072317A (ko) 면상발열체 및 그를 포함하는 차량 도어의 암레스트
US11089658B2 (en) Heating element
CN205992474U (zh) 用于电子器件的多功能壳体,电子器件,电子电路及电子装置壳体
CN104582020B (zh) Ptc加热组件及汽车除霜器
CN110168800A (zh) 用于连接电池单格的板
JP2014241190A (ja) Ptcヒータ
WO2020005151A1 (en) Heating device and heating foil
US20220146119A1 (en) Heating mat for use in a floor structure, floor structure, and method for producing same
JP2009181732A (ja) 面状発熱体
JP2009129816A (ja) 電熱線
CN208572541U (zh) 具有阶梯线路的散热基板
US20090223946A1 (en) Comb powering conductors based flexible thermal radiator
KR200324833Y1 (ko) 필름 히터
JP2006179303A5 (zh)
KR830000115B1 (ko) 전도성 고체 적층판
JPH09245943A (ja) 発熱体の絶縁構造

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190822

Address after: German Weddell

Applicant after: ESW GmbH

Address before: German Weddell

Applicant before: ESW GmbH

Applicant before: P3 AVIATION GmbH

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181221

RJ01 Rejection of invention patent application after publication