CN111006391A - 一种电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是用于机动车辆的供暖或者空调设备的电加热装置，所述电加热装置具有加热组件，所述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以及具有与所述加热部件电接触的电接触部件，其中，所述加热组件具有多个散热元件，所述散热元件与所述加热部件处于热连接，以便将热量从所述加热部件转移到流过所述散热元件的介质上，其中，所述加热部件具有两个相对的宽面和两个相对的窄面，其中，每一个电接触部件在相对的所述窄面之一上与相应的加热部件接触，其中，相应的电接触部件也在一个宽面上与所述加热部件搭接，其中，在所述电接触部件与该宽面之间设有电绝缘体。

Description

一种电加热装置

技术领域

本发明涉及电加热装置，该电加热装置特别是用于给特别是具有电动马达和/或具有内燃机的机动车辆的内部空间供暖，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，这些加热元件具有加热部件以及具有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元件，这些散热元件被设置成与加热元件热接触。

背景技术

在现有技术中已公开了各种各样的电加热装置，特别是作为电加热器或者作为辅助加热器给车辆内部空间供暖的电加热装置。在这里，电加热器用作主热源或者作为唯一热源，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辅助热源。

综上所述，加热器和辅助加热器因此被称作本发明意义下的电加热装置。

电加热装置例如被用于给在供暖或者空调设备中由鼓风机产生的空气流加热。这样的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，散热元件与加热元件热连接，以便给流过散热元件的空气流加热。

在这里，加热部件在两侧与接触部件电接触，这些接触部件被设计成扁形板条并且与加热部件的整个侧面电接触。因此，产生大面积的电接触和很小的接触电阻，从而得到加热部件的均匀加热。对加热部件逐渐加热的控制是通过对经过加热部件的电流的控制来实现的。

由于散热元件与加热元件热邻接或者说与加热元件处于热接触，接触部件构成热障，始于加热部件的热流必须先穿越该热障，然后热量才能到达散热元件并且被转移到流过的空气流。

文献EP 2 395 295 A1、EP 2 395 296 A1和EP 2 397 788 A1公开了这样的电加热装置，在这些电加热装置中，接触部件作为板条被设置在加热部件与散热元件之间。因此，从加热部件开始流向散热元件的热流被阻碍，从而加热部件以更大强度被加热。如果加热部件被设计成PTC元件，这会导致它们的加热功率在较高温度下被降低。

此外，存在这样的问题，即特别是在将来的电动汽车中，车载电压最高可达800V或者更高，从而电加热装置也会以这么高的电压工作。

然而，具有PTC元件作为加热部件的目前的加热元件不是为这么高的电压而设计的。在高电压下，闪络保护在目前使用的PTC元件中无法得到确保，因为作为接触部件的板条之间的间距在目前使用的PTC元件中相对较小。在很小的间距下，闪络保护在高电压下是不够的。但同时，不可能以任意大的程度把PTC元件制造成更厚，因为由此基于PTC元件材料的相当糟糕的导热能力，使基于热流的热量输出受到严重影响并且PTC元件还会因此不必要且不被期望地升温，这又会降低PTC元件的加热功率。

因此，在由申请人申请的较早申请中描述了，长方体形的加热部件以它们的宽面和窄面，不是否则如通常那样在它们的宽面上电接触，而是在它们的窄面上电接触。宽面在这里与散热元件处于热接触并且用于与加热部件电接触的电接触部件紧贴在窄面上。因此，接触部件不是位于加热部件与散热元件之间的热流中并且不会由于加热部件的额外的热阻对该热流进行干扰。这也有优点，即接触部件的间距即使在高压应用情况下也是足够大并且加热部件仍然可以被设计成薄的，以便可以让热量很好地从加热部件排出到散热元件。

但是在这里显示出，零件费用高并且装配复杂。

发明内容

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并且相对于现有技术得到改进。

该目的是通过以下特征得以解决。

本发明涉及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，加热组件具有多个加热元件，加热元件具有加热部件以及与加热部件电接触的电接触部件，其中，加热组件具有多个散热元件，这些散热元件与加热部件处于热连接，以便将热量从加热部件转移到流过散热元件的介质，其中，加热部件具有两个相对的宽面和两个相对的窄面，其中，每一个电接触部件在相对的窄面之一与相应的加热部件接触，其中，相应的电接触部件也在一个宽面上与加热部件搭接，其中，在电接触部件与该宽面之间设有电绝缘件。因此实现了，电加热装置的加热元件可以简单地进行制造并且简单地进行装配。

有利的是，电接触部件是导电的成形元件，该成形元件具有用于与加热部件电接触的第一表面和电绝缘地紧贴在加热部件上的至少一个第二表面。在这里，成形元件可以有利地被设计成挤出件或者注塑件，以便可以简单地进行制造。在这里，作为导电元件的成形元件可以由金属或者由塑料或者由导电塑料或者由具有涂层的塑料构成。

也有利的是，电绝缘件被设计成第一材料层，该第一材料层部分覆盖或者包围电接触部件。由此可以实现，电接触部件的与加热部件的宽面相邻的表面是电绝缘的，从而只在或者基本上只在窄面上发生电接触。

也有利的是，第一材料层被设计成薄膜，该薄膜被到电接触部件上或者被缠绕到电接触部件上和/或被设计成电接触部件的涂层。薄膜可以有利地紧贴到电接触部件上或者部分缠绕到电接触部件上。如果电接触部件被设计成涂层，那么该涂层可以通过注塑或者喷漆等进行施加。

在另一实施例中也是适宜的是，设有第二材料层，该第二材料层被设计成至少部分地围绕由两个电接触部件和设在它们之间的至少一个加热部件构成的结构。该第二材料层可以设置在第一材料层上，以便在散热元件与电接触部件之间实现良好的热接触。

有利的是，第二材料层是电绝缘层，比如薄膜或者涂层。在这里，替代地，也有利的是，第二材料层是导电层。

也适宜的是，散热元件与第一材料层和/或与第二材料层相邻设置。这样可以改善热接触。

在另一实施例中也适宜的是，在由两个电接触部件和设在它们之间的至少一个加热部件构成的结构上在该结构的至少一个窄面上设有盖帽元件或者在两个窄面上分别设有一个盖帽元件。例如当盖帽元件是由塑料制成时，通过盖帽元件可以增加电流的爬电距离。

也有利的是，在电接触部件的至少一个端面上设有绝缘元件。在这里，在端面上的绝缘元件用于沿侧向增加爬电距离以及用于电绝缘。

也有利的是，所述绝缘元件之一被至少一个连接元件贯穿，该连接元件与电接触部件之一电接触；或者绝缘元件之一被两个连接元件贯穿，这两个连接元件分别与电接触部件之一电接触。因此，使加热元件的电接触可简化进行成为可能。

在一种替代实施例中也有利的是，由两个电接触部件构成的结构与多个加热部件电接触，其中，加热部件设置在一个层面内或者设置在错开的层面内，其中，加热部件排成一排或者排成多排。

其它有利的设计方案通过随后的附图描述以及通过从属权利要求进行描述。

附图说明

下面根据附图中的各图基于多个实施例对本发明进行详细说明。

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示出了带有散热元件的加热元件的剖视图，

图3示出了一种替代的带有散热元件的加热元件的剖视图，

图4示出了一种替代的带有散热元件的加热元件的剖视图，

图5示出了一种替代的带有散热元件的加热元件的立体图，

图6示出了如图5的加热元件的立体图，

图7示出了图6的加热元件的剖视图，

图8示出了图6的加热元件的另一剖视图，

图9示出了一种替代的带有散热元件的加热元件的剖视图，

图10示出了一种替代的带有散热元件的加热元件的剖视图，

图11示出了一种替代的带有散热元件的加热元件的立体图，

图12示出了一种替代的带有散热元件的加热元件的剖视图，

图13示出了由一种替代的根据本发明的加热元件的接触部件和加热部件构成的结构的立体图，

图14示出了由一种替代的根据本发明的加热元件的接触部件和加热部件构成的结构的剖视图，以及

图15示出了由一种替代的根据本发明的加热元件的接触部件和加热部件构成的结构的剖视图。

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示意图，在该电加热装置1中，设有加热组件2，特别是用于对供暖或者空调设备的空气进行加热。替代地，电加热装置1也可以被设计成用于对另一种气体或者液态流体，比如必要时具有添加剂的冷却剂或者水进行加热。加热组件2在这里可以根据应用情况并且根据待加热的流体被设计成不同的。

如图1的加热组件2具有多个加热元件3和多个散热元件4。加热元件3与散热元件4在图1的实施例中交替地按照三明治结构形式设置，从而空气或者另一种流体可以在加热元件3之间从散热元件4旁边经过，参见箭头95，该箭头示出了空气流或者流体流。因此实现了有效加热。加热元件3和散热元件4的其它设置方案也是可行的，这些设置方案规定了加热元件4和散热元件4的另一种顺序或者说另一种空间布置。对于液态介质或者流体的加热，也可以规定其它设置方案。

加热元件3具有加热部件，这些加热部件被加载电流并且因此升温。有利地，这些加热部件是PTC元件，也就是具有PTC特性的电阻元件。热量经过散热元件4传递到流体流或者空气流95，流体流或者空气流因此被加热。

为了外加电流，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外加电流。

也就是说，根据本发明的电加热装置1具有加热组件2，该加热组件2具有多个加热元件3，加热元件3具有加热部件以及具有与加热部件电接触的电接触部件。在这里，加热组件2还具有多个散热元件4，散热元件4与加热部件处于热连接，以便将热量从加热部件转移到流过散热元件4的作为流体95的介质。

在这里，加热部件通常是被设计成长方体形的具有两个相对的宽面和两个相对的窄面的元件。长方体形的元件通常还具有两个相对的端面。在这里，宽面通常是矩形表面并且是长方体的最大表面。窄面和端面通常是与宽面垂直设置的表面，这些表面又大致相互垂直并且形成长方体形元件的环绕边缘。通常，窄面和端面小于宽面。

在现有技术中，接触部件通常与宽面接触，从而提供尽可能大的用于电接触的表面。

根据本发明，每一个电接触部件在相对的窄面之一上与相应的加热部件电接触。

图2用剖视图示出了带有散热元件4的加热元件3。在这里，通常设有两个散热元件4，这两个散热元件设置在加热元件3两侧。但是为了简便起见，只示出一个这样的散热元件4。但也可以只设置一个散热元件4。但是原则上，也可以设置第二散热元件4。在必要时，也可以设置多个散热元件4。在图1和图2的实施例中的散热元件4被设计成波形翅片。但是散热元件4原则上可以按照其它方式设计。箭头99示出了经过所述或者所述多个散热元件4的流体的流动方向。

在图2中可见，设有两个电接触部件5，其中，每一个电接触部件5在相对的窄面7之一上与相应的加热部件6电接触。

相应的电接触部件5在这里大致被设计成L形元件，该L形元件具有一个表面9，该表面与窄面7接触。在这里可见，相应的电接触部件5也在宽面8上与加热部件6搭接。在电接触部件5的表面9与窄面7之间进行电接触，以及在电接触部件5的表面10与宽面8之间进行电绝缘的支撑，其中，在表面10与宽面8之间设有电绝缘件11。

电接触部件5在这里被设计成导电的成形元件，该成形元件大致被设计成L形并且具有用于与加热部件6电接触的第一表面9以及具有绝缘地紧贴在加热部件6上的至少一个第二表面10。而且这两个表面9、10大致成直角，其中，加热部件6的宽面8和窄面7也大致成直角。

绝缘件11遮盖电接触部件5的大部分表面并且不遮盖第一表面9。可见，绝缘件11被设置成几乎全包围地环绕电接触部件5延伸。

绝缘件11有利地被设计成第一材料层12，该第一材料层12部分遮盖或者包围电接触部件5。这样，第一材料层12可以被设计成薄膜，该薄膜被贴到电接触部件5上或者被缠绕到该电接触部件5上和/或被设计成电接触部件5的涂层。

散热元件4可以直接地安放或者紧贴到第一材料层12上，以便与加热部件6产生良好的热接触。因此，加热部件6的热量很好地被转移到在散热元件4处绕流的流体上。

图3示出了另一实施例，在该实施例中，除了图2的实施例的特征之外还设有第二材料层13，该第二材料层13被设置成至少部分围绕由两个电接触部件5和设在它们之间的至少一个加热部件6构成的结构。在这里，第二材料层13被设计成热连接良好的材料层，以便改善经由电接触部件5和绝缘件11、12与加热部件6的热接触。第二材料层13也可以被设计成用于改善散热元件4的机械连接。

在这里，第二材料层13是电绝缘层，比如薄膜和/或涂层。第二材料层13也可以是导电层，例如铝层，该铝层可以作为板件、箔片等进行施加。

在这些实施例中可见，散热元件4与第一材料层11、12和/或与第二材料层13相邻设置。

图4示出了另一实施例，在该实施例中，除了图2或者作为替代的图3的实施例的特征之外，还设有至少一个盖帽元件14或者两个盖帽元件14。

在这里，图4示出了由两个电接触部件5和设在它们之间的加热部件6构成的结构，其中，在该结构的至少一个窄面15上设有盖帽元件14或者在两个窄面15上分别设有一个盖帽元件14，如图4所示。

盖帽元件14优选由非导电材料构成并且在所述结构的边缘上增加爬电距离。盖帽元件14优选由塑料构成。它优选良好地传导热量并且是电绝缘体。相应的盖帽元件14在这里不仅可以被安放到第一材料层11、12上，也可以被安放到图3的第二材料层13上。

图5和图6示出了另一实施例，在该实施例中，除了图4的实施例的特征之外，在电接触部件5的至少一个端面上还设有绝缘元件16。该绝缘元件16设置在由两个电接触部件5构成的结构的端面上并且扩大了在端面上的爬电距离。为此，绝缘元件16被设计成电绝缘体。

在图5中以及在图6中可见，在绝缘元件16中设有通孔17，从而绝缘元件16之一可以被至少一个连接元件18贯穿，该连接元件18与电接触部件5之一电接触。替代地，也可行的是，绝缘元件16之一被两个连接元件18贯穿，这两个连接元件18分别与电接触部件5之一电接触。

在所示的实施例中设有两个绝缘元件16，这两个绝缘元件大致被设计成u形并且被设置成相互嵌套。

图6示出了图7和图8的视图的截面的剖切平面I和II。由图可见，绝缘元件16设置在电接触部件5的端面上。

图9至图11分别示出了一个替代实施例，在该替代实施例中，电接触部件5大致被设计成L形并且具有箭头状纵向边20，从而两个相邻设置的电接触部件5形成沟槽21，盖帽元件14可以以大致呈三角形的凸起22沿着它的纵向边接合到该沟槽21中。在这里，其它方面的构造被设计成也如在图1至图8中那样。

在图1至图11中示出了多个实施例，在这些实施例中加热部件6设置在一个层面内并且优选具有多个排成一排的这样的加热部件6，如图8所示。在图8中从两个加热部件6之间可看到电接触部件5的位于后面的台阶，参见23。

图12示出了一个实施例，在该实施例中，在错开的层面内，在相应的排列中，分别设有多个加热部件6。在这里，设有两个电接触部件5，它们在所示剖切平面内分别与两个加热部件6接触，其中，加热部件6被设置在彼此错开的两个层面内。在这里，每个电接触部件5被绝缘件11部分包围，其中，在电接触部件5之间还设有绝缘件11的层面，以便使电接触部件5本身相互绝缘。在这里，每个层面也分别设有多个连续设置的加热部件6。

相应地，由两个电接触部件5构成的结构可以与多个加热部件6电接触，其中，加热部件6设置在一个层面内或者设置在错开的层面内，其中，加热部件6可以排成一排或者排成多排。

图13、图14和图15示出了加热部件6设置在一个层面内的实施例，其中，加热部件6位于相同的层面内，如在截面III和IV所示，参见图14和图15。在这里，电接触部件5被设计成具有锯齿状部30，以便能够与相对的窄面7接触。绝缘件11在这里使加热部件6的顶面与相邻加热部件6的底面绝缘。加热部件6在这里设置成两维的矩阵。

Claims (11)

1.一种电加热装置(1)，所述电加热装置(1)特别是用于机动车辆的供暖或者空调设备，所述电加热装置(1)具有加热组件(2)，所述加热组件(2)具有多个电加热元件(3)，所述电加热元件(3)具有加热部件(6)以及与所述加热部件(6)电接触的电接触部件(5)，其中，所述加热组件(2)具有多个散热元件(4)，所述散热元件(4)与所述加热部件(6)处于热连接，以便将热量从所述加热部件(6)转移到流过所述散热元件(4)的介质上，其中，所述加热部件(6)具有两个相对的宽面(8)和两个相对的窄面(7)，其中，每一个电接触部件(5)在相对的所述窄面(7)之上与相应的加热部件(6)电接触，其特征在于，相应的电接触部件(5)也在一个宽面(8)上与所述加热部件(6)搭接，其中，在所述电接触部件(5)与该宽面(8)之间设有电绝缘体(11)。

2.如权利要求1所述的电加热装置(1)，其特征在于，所述电接触部件(5)是导电的成形元件，所述导电的成形元件具有用于与所述加热部件(6)电接触的第一表面(9)和电绝缘地紧贴在所述加热部件(6)上的至少一个第二表面(10)。

3.如权利要求1或2所述的电加热装置(1)，其特征在于，所述电绝缘件(11)被设计成第一材料层(12)，所述第一材料层(12)部分覆盖或者包围所述电接触部件(5)。

4.如权利要求3所述的电加热装置(1)，其特征在于，所述第一材料层(12)被设计成薄膜，所述薄膜被贴到所述电接触部件(5)上或者被缠绕到所述电接触部件(5)上和/或被设计成所述电接触部件(5)的涂层。

5.如权利要求3或4所述的电加热装置(1)，其特征在于，设有第二材料层(13)，所述第二材料层(13)被设置成至少部分包围由两个电接触部件(5)和设在它们之间的至少一个加热部件(6)构成的结构。

6.如权利要求5所述的电加热装置(1)，其特征在于，所述第二材料层(13)是电绝缘层，比如是薄膜或者涂层。

7.如权利要求3、4、5或6所述的电加热装置(1)，其特征在于，所述散热元件(4)与第一材料层(12)和/或与第二材料层(13)相邻设置。

8.如前述权利要求中任一项所述的电加热装置(1)，其特征在于，在由两个电接触部件(5)和设在它们之间的至少一个加热部件(6)构成的结构的至少一个窄面(15)上设有盖帽元件(14)或者在两个窄面(15)上分别设有一个盖帽元件(14)。

9.如前述权利要求中任一项所述的电加热装置(1)，其特征在于，在所述电接触部件(5)的至少一个端面上设有绝缘元件(16)。

10.如权利要求9所述的电加热装置(1)，其特征在于，所述绝缘元件(16)之一被至少一个连接元件(18)贯穿，所述连接元件(18)与所述电接触部件(5)之一电接触，或者所述绝缘元件(16)之一被两个连接元件(18)贯穿，所述两个连接元件(18)分别与所述电接触部件(5)之一电接触。

11.如前述权利要求中任一项所述的电加热装置(1)，其特征在于，由两个电接触部件(5)构成的结构与多个加热部件(6)电接触，其中，所述加热部件(6)设置在一个层面内或者设置在相互错开的层面内，其中，所述加热部件(6)排成一排或者排成多排。

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