DE102011112757A1

DE102011112757A1 - Strahlungsheizungssystem für Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011112757A1
Application number: DE102011112757A
Authority: DE
Inventors: Asami Okamoto; Manabu Maeda; Koji Ota
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2012-03-15
Also published as: US20120061365A1; JP2012056531A

Abstract

Ein Strahlungsheizungssystem (1) für ein Fahrzeug umfasst eine Heizeinrichtung (2) und ein Außenelement (3). Die Heizeinrichtung (2) dient als eine Wärmequelle und zum Erzeugen von Strahlungswärme, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen. Das Außenelement (3) ist auf einer Fahrzeuginnenseite der Heizeinrichtung (2) angeordnet. Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements (3) K' [W/(m2·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m2·K)] ist; die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung (2) Th [K] ist, wird K' derart festgelegt, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strahlungswärmeheizungssystem für ein Fahrzeug, das ein Fahrzeuginneres durch Strahlungswärme aufwärmt.
Herkömmlicherweise ist in JP-A-2010-052710 ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug offenbart, das eine elektrische Heizung mit einer Oberflächenform, die entlang einer Oberfläche eines Innenelements in einem Fahrzeuginneren angeordnet ist, ein vorderes Oberflächenelement, das auf einer Oberfläche der elektrischen Heizung angeordnet ist, und ein Rückseitenelement, das auf einer Rückseite der elektrischen Heizung angeordnet ist, umfasst.
Das in JP-A-2010-052710 beschriebene Strahlungsheizungssystem für das Fahrzeug begrenzt die Wärmeabgabe auf der Rückseite des Heizungssystems, indem die Wärmeleitfähigkeit des Rückseitenelements niedriger als die Wärmeleitfähigkeit des vorderen Oberflächenelements gemacht wird, um die Wärmeleitung effektiv von der Vorderseite durchzuführen.
Jedoch nimmt in dem vorstehend beschriebenen Strahlungsheizungssystem für das Fahrzeug in JP-A-2010-052710 die Oberflächentemperatur des Heizungssystems leicht zu. Daher gibt es ein Problem, dass die Temperatur des Systems hoch ist, wenn ein Insasse des Fahrzeugs in Kontakt mit dem Heizungssystem kommt.
Die vorliegende Erfindung ist wenigstens auf die vorstehenden Nachteile ausgerichtet. Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug bereit zu stellen, das die Temperatur seines Abschnitts, der in direktem Kontakt mit einem Insassen des Fahrzeugs ist, verringern kann.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, das eine Heizeinrichtung und ein Außenelement umfasst. Die Heizeinrichtung dient als eine Wärmequelle und ist zum Erzeugen von Strahlungswärme, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen. Das Außenelement ist auf einer Fahrzeuginnenseite der Heizeinrichtung angeordnet. Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung Th [K] ist, wird K' derart festgelegt, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird auch ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug einschließlich einer Heizeinrichtung und eines Außenelements bereitgestellt. Die Heizeinrichtung dient als eine Wärmequelle und ist zum Erzeugen von Strahlungswärme, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen. Das Außenelement ist in einer faltigen Form ausgebildet, so dass das Außenelement eine Vielzahl von Kammabschnitten und eine Vielzahl von Talabschnitten umfasst, die fortlaufend abwechselnd angeordnet sind. Die Heizeinrichtung ist auf einer Oberfläche jedes der Vielzahl von Talabschnitten auf einer Fahrzeuginnenseite angeordnet. Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung Th [K] ist, wird K' derart festgelegt, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)'/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ferner ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug einschließlich einer Heizeinrichtung und eines Außenelements bereitgestellt. Die Heizeinrichtung dient als eine Wärmequelle und ist zum Erzeugen von Strahlungswärme, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen. Das Außenelement ist in einer Paraboloidform ausgebildet. Die Heizeinrichtung ist in einer Stangenform oder in einer ebenen Form ausgebildet. Wenigstens ein Teil der Heizeinrichtung ist derart angeordnet, dass sie einen Brennpunkt der Paraboloidform des Außenelements durchläuft.
Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung Th [K] ist, wird K' derart festgelegt, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Die Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten auf der folgenden Beschreibung, den beigefügten Patentansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verstanden, wobei:
1 eine schematische Schnittansicht ist, die den gesamten Aufbau eines Strahlungsheizungssystems für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2A eine Draufsicht ist, die das Heizungssystem gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
2B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3A eine Draufsicht ist, die ein Heizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
3B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
4 eine Vorderansicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
5A eine Draufsicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
5B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der vierten Ausführungsform darstellt;
6 eine Vorderansicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
7 eine Vorderansicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8A eine Vorderansicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der siebten Ausführungsform darstellt;
9A eine Draufsicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
9B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der achten Ausführungsform darstellt;
10 ein Kennliniendiagramm ist, das eine Beziehung zwischen einer Wärmestrahlungsdurchlässigkeit eines Abdeckelements und dem Wärmeempfinden eines Insassen des Fahrzeugs gemäß der achten Ausführungsform darstellt;
11A eine Draufsicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
11B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der neunten Ausführungsform darstellt;
12A eine Draufsicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
12B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der zehnten Ausführungsform darstellt;
13A eine Draufsicht ist, die ein Strahlungsheizungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
13B eine Vorderansicht ist, die das Heizungssystem gemäß der elften Ausführungsform darstellt.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden die gleichen Nummern verwendet, um in den folgenden Ausführungsformen die gleichen oder äquivalente Teile anzugeben.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 2B beschrieben. Die Richtungen der Pfeile, die in 1 „oben, unten, vorn und hinten” darstellen, geben eine Positionsbeziehung in einem Zustand an, in dem ein Strahlungsheizungssystem 1 für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform in dem Fahrzeug angeordnet ist.
Das Fahrzeug, in dem dieses Strahlungsheizungssystem 1 angeordnet ist, umfasst auch ein Heizungssystem, das ein Fahrzeuginneres mit Motorkühlmittel als seine Wärmequelle aufwärmt. Das Strahlungsheizungssystem 1 der vorliegenden Ausführungsform wird als ein Hilfsheizungssystem verwendet, das aktiviert wird, wenn die Wärmequelle zum Aufwärmen des Fahrzeuginneren von dem Motorkühlmittel nicht ausreichend erhalten werden kann, wie etwa zur Zeit des Startens eines Motors des Fahrzeugs, und das die Nachbarschaft eines Fußes eines Insassens des Fahrzeugs, der durch abwechselnde lange und zwei kurze Strichlinien in 1 angezeigt ist, sofort aufwärmt.
Das Strahlungsheizungssystem 1 für das Fahrzeug umfasst eine elektrische Heizung 2, ein Außenelement 3 und ein Rückseitenelement 4. Das Strahlungsheizungssystem 1 ist außerhalb einer Instrumententafel 5 (im Inneren des Fahrzeuginneren), das ein Fahrzeugarmaturenbrett, und so weiter, bildet, in einem vordersten Teil des Fahrzeuginneren, insbesondere auf einer unteren Oberfläche einer Lenksäule, angeordnet. Ein Lenkrad 6, ein Sitz 7 und so weiter sind ebenfalls in 1 dargestellt, um eine Installationsposition des Strahlungsheizungssystem 1 in dem Fahrzeug zu verdeutlichen.
Die elektrische Heizung 2 umfasst einen Nickelchromdraht 21, der ein mit Strom versorgter Heizungskörper ist, der bei seiner Versorgung mit Strom Wärme erzeugt. Folglich kann die elektrische Heizung 2 in der vorliegenden Ausführungsform eine Heizeinrichtung bilden, welche die Wärmequelle zur Erzeugung von Strahlungswärme ist, die das Fahrzeuginnere aufwärmt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Heizung 2 zu einer Oberflächenform ausgebildet. Eine elektronische Stromversorgung 2 wird von einer Batterie durch eine (nicht gezeigte) Schalteinrichtung für die elektrische Heizung 2 bereitgestellt.
Das Außenelement 3 ist auf der Fahrzeuginnenseite der elektrischen Heizung 2 angeordnet. Das Außenelement 3 ist zu einer Oberflächenform ausgebildet und angeordnet, um eine Oberfläche der elektrischen Heizung 2 auf der Fahrzeuginnenseite (auf die hier nachstehend auch als vordere Oberfläche Bezug genommen wird) über ihre ganze Oberfläche zu bedecken. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Außenelement 3 in direktem Kontakt mit der vorderen Oberfläche der elektrischen Heizung 2 bereitgestellt.
Das Rückseitenelement 4 ist in einer Oberflächenform ausgebildet, und angeordnet, um eine Oberfläche der elektrischen Heizung 2 auf ihrer zu dem Fahrzeuginneren entgegengesetzten Seite, d. h. einer Oberfläche auf der Seite der Instrumententafel (auf die hier auch als Rückseitenoberfläche Bezug genommen wird) über ihre gesamte Oberfläche zu bedecken. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rückseitenelement 4 in direktem Kontakt mit der Rückseitenoberfläche der elektrischen Heizung bereitgestellt. Der Wärmewiderstand des Rückseitenelements 4 ist derart festgelegt, dass er höher als der Wärmewiderstand des Außenelements 3 ist.
Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements 3 K' [W/(m²·K)] ist; eine Wärmedurchlässigkeit des Insassen (menschlicher Körper) K4 [W/(m²·K)] ist; eine Blutkreislauftemperatur des Insassen (menschlicher Körper) zu einer normalen Zeit Tm [K] ist; eine Blutkreislauftemperatur des Insassen (menschlicher Körper) nach dem Aufnehmen von Wärme von dem Außenelement 3 in dem Strahlungsheizungssystem 1 für das Fahrzeug Tj [K] ist; eine Temperatur der vorderen Oberfläche der elektrischen Heizung 2 Th [K] ist; eine Temperatur eines Kontaktabschnitts zwischen einer Haut des Insassen (menschlicher Körper) und dem Außenelement 3 zur Zeit der Kontaktstabilität (auf die hier nachstehend als Kontaktabschnitttemperatur Bezug genommen wird) Ts'(∞) [K] ist; eine Wärmeleitfähigkeit des Außenelements 3 λ' [W/(m²·K)] ist; eine Dicke des Außenelements 3d' [m] ist, ein Wärmefluss von der elektrischen Heizung 2 zu dem Außenelement 3 q4 [W/m²] ist; und eine Wärmeflussgeschwindigkeit von dem Außenelement 3 zu dem Insassen (menschlicher Körper) q4' [W/m²] ist; sind die folgenden Gleichungen (3) bis (5) erfüllt. Tj = (Tm + Ts'(∞))/2 (3) q4 = K4 × (Ts'(∞) – Tj) (4) q4' = K' × (Th – Ts'(∞)) = λ'/d' × (Th – Ts(∞)) (5)
Der Wärmefluss q4 von der elektrischen Heizung 2 zu dem Außenelement 3 und die Wärmeflussgeschwindigkeit q4' von dem Außenelement 3 zu dem Insassen (menschlicher Körper) sind gleich. Daher ist eine in der folgenden Gleichung ausgedrückte Beziehung erfüllt. q4 = q4' (6)
Die Kontaktabschnitttemperatur Ts'(∞) wird basierend auf den Gleichungen (3) bis (6) durch die folgende Gleichung ausgedrückt. Ts'(∞) = (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) (7)
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kontaktabschnitttemperatur Ts'(∞) auf 333 K (60°C) oder niedriger festgelegt. Aus diesem Grund wird die Wärmedurchlässigkeit K' des Außenelements 3 festgelegt, um eine Beziehung zu erfüllen, die durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückt wird. (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333 (8)
Wie vorstehend erklärt, kann die Kontaktabschnitttemperatur Ts'(∞) durch Festlegen des Wärmedurchlässigkeit K' des Außenelements 3, um die durch die vorstehende Gleichung (8) ausgedrückte Beziehung zu erfüllen, gleich oder niedriger als 333 K (60°C) sein. Folglich kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden.
Außerdem kann durch die Festlegung derart, dass die Kontaktabschnitttemperatur Ts'(∞) 313 K (40°C) oder niedriger ist, d. h. durch Festlegen der Wärmedurchlässigkeit K' des Außenelements 3, um eine durch die folgende Gleichung (9) ausgedrückte Beziehung zu erfüllen, die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, weiter verringert werden. (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 313 (9)
Außerdem ist eine Wärmeabgabe in Richtung der Rückseite (in Richtung des Rückseitenelements 4) in dem Strahlungsheizungssystem 1 durch Festlegen des Wärmewiderstands des Rückseitenelements 4, so dass er höher als der Wärmewiderstand des Außenelements 3 ist, beschränkt, so dass die Leitung von Wärme zu dem Außenelement 3 effizient durchgeführt werden kann. Folglich kann die Wärmewahrnehmung des Insassen wirkungsvoll verbessert werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 3A und 3B beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden ersten Ausführungsform in der Bildung eines Durchgangslochs 31 für ein Außenelement 3.
Wie in 3A und 3B dargestellt, sind die Durchgangslöcher 31, die durch beide Seiten des Elements 3 gehen, für das Außenelement 3 bereitgestellt. Die Strahlungsenergie von einer elektrischen Heizung 2 wird durch dieses Durchgangsloch 31 direkt in das Fahrzeuginnere abgegeben.
Durch Ausbilden des Durchgangslochs 31 in dem Außenelement 3 wie in der vorliegenden Ausführungsform kann die Strahlungswärme der elektrischen Heizung 2 über das Durchgangsloch 31 direkt auf den Insassen übertragen werden. Als ein Ergebnis kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, gesenkt werden, und das Wärmegefühl des Insassen kann verbessert werden.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 4 beschrieben. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden zweiten Ausführungsform darin, dass ein Außenelement 3 in einer Doppelschichtstruktur ausgebildet ist.
Wie in 4 dargestellt, hat das Außenelement 3 die Doppelschichtstruktur, die aus einem ersten Außenelement 3a, das in direktem Kontakt mit einer elektrischen Heizung 2 ist, und einem zweiten Außenelement 3b, das in direktem Kontakt mit dem ersten Außenelement 3a ist, besteht. Das zweite Außenelement 3b ist auf der Fahrzeuginnenseite des ersten Außenelements 3a angeordnet, und das Element 3b ist derart angeordnet, dass es nicht in direktem Kontakt mit der elektrischen Heizung 2 ist.
Das erste Außenelement 3a hat einen höheren Wärmewiderstand als das zweite Außenelement 3b. Insbesondere ist das erste Außenelement 3a aus Fluor-enthaltendem Gummi oder Silikongummi gefertigt, und das zweite Außenelement 3b ist aus geschäumtem Harz ausgebildet.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Ausbilden des Außenelements 3 in der doppelschichtigen Struktur das zweite Außenelement 3b des Außenelements 3, das nicht in direktem Kontakt mit der elektrischen Heizung 2 ist, aus einem Material mit einem niedrigen Wärmewiderstand ausgebildet werden. Folglich können die Herstellungskosten des Heizungssystems 1 im Vergleich zu einem Fall, in dem das Außenelement 3 in einer Einschichtstruktur ausgebildet ist, gesenkt werden. Überdies kann in diesem Fall das erste Außenelement 3a des Außenelements 3, das in direktem Kontakt mit der elektrischen Heizung 2 ist; ebenfalls aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als das zweite Außenelement 3b ausgebildet werden.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 5A und 5B beschrieben. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden dritten Ausführungsform darin, dass eine vordere Oberfläche einer elektrischen Heizung 2 und ein Außenelement 3 nicht in Kontakt sind.
Wie in 5A und 5B dargestellt, ist die elektrische Heizung 2 in der Form eines rechteckigen Blocks ausgebildet, und die elektrischen Heizungen 2 sind parallel auf einer Oberfläche eines Rückseitenelements 4 auf der Fahrzeuginnenseite angeordnet. Das Außenelement 3 ist angeordnet, wobei es nicht in Kontakt mit einer vorderen Oberfläche der elektrischen Heizung 2, d. h einer Fahrzeuginnenseite der Heizung 2, ist. Mit anderen Worten ist die elektrische Heizung 2 in Durchgangslöcher 31 des Außenelements 3 eingesetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Heizung 2 auf. ihrer Seitenoberfläche, d. h. auf ihren Oberflächen, abgesehen von beiden Oberflächen der fahrzeuginnenseitigen Oberfläche und der Oberfläche, die mit dem Rückseitenelement 4 in Kontakt ist, in Kontakt mit dem Außenelement 3. Das Außenelement 3 ist wie in der vorstehenden dritten Ausführungsform zu einer doppelschichtigen Struktur ausgebildet und ist derart aufgebaut, dass ein erstes Außenelement 3a und die Seitenoberfläche der elektrischen Heizung 2 in Kontakt sind und ein zweites Außenelement 3b und die elektrische Heizung 2 nicht in Kontakt sind.
Wie vorstehend erklärt, kann die von der elektrischen Heizung 2 an das Außenelement 3 übertragene Wärmemenge verringert werden, indem die Oberfläche der elektrischen Heizung 2 auf der Fahrzeuginnenseite und das Außenelement 3 nicht in Kontakt gebracht werden, d. h. indem sie in einen nicht direkten Kontaktzustand gebracht werden. Folglich kann die Temperatur eines Abschnitts des Außenelements 3, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, weiter verringert werden. Außerdem kann in diesem Fall das erste Außenelement 3a auch aus Metall mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als Harz ausgebildet sein.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 6 beschrieben. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden zweiten Ausführungsform dadurch, dass eine Innenumfangsoberfläche eines Durchgangslochs 31 mit einem hoch reflektierenden Material 32 beschichtet ist.
Wie in 6 dargestellt, ist die Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs 31 in einem Außenelement 3 mit dem hoch reflektierenden Material 32 mit einem höheren Reflexionsgrad als das Außenelement 3 beschichtet. Zum Beispiel kann für das hoch reflektierende Material 32 Aluminium verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Absorption von Strahlungswärme von der elektrischen Heizung 3 in der Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs 31 in dem Außenelement 3 beschränkt werden. Daher kann der Insasse mehr Strahlungswärme von der elektrischen Heizung 2 erhalten. Folglich kann das Gefühl von Wärme des Insassen weiter verbessert werden.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 7 beschrieben. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden zweiten Ausführungsform darin, dass ein hoch ausstrahlendes Material 33 auf die Oberflächen einer elektrischen Heizung 2 und eines Außenelements 3 aufgebracht ist.
Wie in 7 dargestellt, sind die Oberflächen der elektrischen Heizung 2 und des Außenelements 3 auf der Fahrzeuginnenseite mit dem hoch ausstrahlenden Material 33 mit einem höheren Ausstrahlungsvermögen als das Außenelement 3 beschichtet.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Menge der Strahlungswärme von den Oberflächen der elektrischen Heizung 2 und des Außenelements 3 auf der Fahrzeuginnenseite erhöht werden. Als ein Ergebnis kann das Wärmegefühl des Insassen weiter verbessert werden.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 8A und 8B beschrieben. Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden zweiten Ausführungsform darin, dass ein netzartiges Abdeckelement 8 auf einer Fahrzeuginnenseite eines Außenelements 3 angebracht ist.
Wie in 8A und 8B dargestellt, ist das netzartige Abdeckelement 8 auf einer Oberfläche des Außenelements 3 auf der Fahrzeuginnenseite angebracht. Dieses Abdeckelement 8 ist aus einem Material (z. B. Metall) mit einem niedrigeren Absorptionsgrad als eine Oberfläche einer elektrischen Heizung 2 ausgebildet. Die Grobheit für Netzstrukturen des Abdeckelements 8 ist feiner ausgebildet als eine Öffnungsfläche eines Durchgangslochs 31. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Grobheit für Netzstrukturen des Abdeckelements 8 derart festgelegt, dass ein Feinheitsgrad des Fingers des Insassen nicht durch die Netzstrukturen geht.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Anbringen des Abdeckelements 8 auf der Fahrzeuginnenseite des Außenelements 3 ein direkter Kontakt des Fingers des Insassen oder von ähnlichem durch das Durchgangsloch 31 mit der elektrischen Heizung 2 Dank des Abdeckelements 8 trotz der Vergrößerung eines Durchmessers des Durchgangslochs 31 begrenzt werden. Wenn der Durchmesser des in dem Außenelement 3 ausgebildeten Durchgangslochs 31 vergrößert wird, kann die Menge der Strahlungswärme, die direkt durch das Durchgangsloch 31 zu dem Insassen übertragen werden kann, erhöht werden.
Infolgedessen wird durch Anbringen des Abdeckelements 8 auf der Fahrzeuginnenseite des Außenelements 3 der direkte Kontakt des Fingers des Insassen oder von ähnlichem durch das Durchgangsloch 31 mit der elektrischen Heizung 2 begrenzt, und das Wärmegefühl des Insassen kann weiter verbessert werden.
Indem der Absorptionsgrad des Abdeckelements 8 niedriger als der Absorptionsgrad der Oberfläche der elektrischen Heizung 2 auf der Fahrzeuginnenseite gemacht wird, kann die Aufnahme von Strahlungswärme von der elektrischen Heizung 2 in dem Abdeckelement 8 begrenzt werden.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 9A bis 10 beschrieben. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden siebten Ausführungsform darin, dass ein Abdeckelement 8 aus Harz mit Wärmestrahlungsdurchlässigkeit ausgebildet ist.
Wie in 9A und 9B gezeigt, ist das Abdeckelement 8 der vorliegenden Ausführungsform in der Form einer flachen Platte ausgebildet und aus dem Harz mit Wärmestrahlungsdurchlässigkeit (auf das hier nachstehend als wärmedurchlässiges Harz Bezug genommen wird) gefertigt. Zum Beispiel kann eine PET-Folie (Folie, die aus Polyethylenterphthalat hergestellt ist) als das wärmestrahlungsdurchlässige Harz verwendet werden.
Eine Horizontalachse in 10 gibt die Wärmestrahlungsdurchlässigkeit des Abdeckelements 8 an, und eine Vertikalachse in 10 gibt das Wärmegefühl des Insassen an. Die Berechnungsbedingungen für 10 sind derart festgelegt, dass: die Oberflächentemperatur einer elektrischen Heizung 2 300°C ist; eine Fläche einer vorderen Oberfläche der elektrischen Heizung 2 300 × 300 mm ist; und ein Formfaktor 0,126 ist.
Um die minimale Leistung des Strahlungsheizungssystems 1 für das Fahrzeug sicherzustellen, muss dem Insassen ein Gefühl von wärme gegeben werden, das 0 (null: keines) oder höher ist. Aus diesem Grund wird die Wärmestrahlungsdurchlässigkeit des Abdeckelements 8 in der vorliegenden Ausführungsform auf 0,13 oder höher festgelegt.
Wie vorstehend erklärt, wird durch Ausbilden des Abdeckelements 8 aus dem Harz mit hoher Wärmestrahlungsdurchlässigkeit, die Wärmestrahlung von der elektrischen Heizung 2 durch das Abdeckelement 8 auf den Insassen übertragen. Folglich kann der direkte Kontakt des Fingers des Insassen oder von ähnlichem durch das Durchgangsloch 31 mit der elektrischen Heizung 2 sogar noch zuverlässiger begrenzt werden, wobei die Menge der Wärmestrahlung, die an den Insassen übertragen werden kann, sichergestellt wird.
(Neunte Ausführungsform)
Eine neunte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 11A und 11B beschrieben. Die neunte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden ersten Ausführungsform darin, dass ein Außenelement 3 zu einer faltigen Form ausgebildet ist.
Wie in 11A und 11B dargestellt, ist das Außenelement 3 in einer faltigen Form ausgebildet, so dass fortlaufend abwechselnd Kammabschnitte 301 und Talabschnitte 302 angeordnet sind. Ein Rückseitenelement 4 ist so angeordnet, dass es in Kontakt mit dem Talabschnitt 302 des Außenelements 3 ist.
Eine elektrische Heizung 2 ist in der Form einer Stange ausgebildet und in einer gewundenen Weise auf der gleichen Ebene ausgebildet. Die elektrische Heizung 2 ist so angeordnet, dass sie auf ihrer zu dem Rückseitenelement 4 entgegengesetzten Seite, d. h. einer fahrzeuginnenseitigen Oberfläche des Talabschnitts 302, in Kontakt mit einer Oberfläche des Talabschnitts 302 des Außenelements 3 ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Ausbilden des Außenelements in eine faltige Form und durch Anordnen der elektrischen Heizung 2 auf der Oberfläche des Talabschnitts 302 des Außenelements 3 auf der zu dem Rückseitenelement 4 entgegengesetzten Seite Strahlungswärme von der elektrischen Heizung 2 direkt zu dem Insassen übertragen werden. Als ein Ergebnis kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden, und das Wärmegefühl des Insassen kann verbessert werden.
(Zehnte Ausführungsform)
Eine zehnte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 12A und 12B beschrieben. Die zehnte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden neunten Ausführungsform darin, dass ein Außenelement 3 in einer Weise mit parabolischem Querschnitt ausgebildet ist.
Wie in 12A und 12B dargestellt, ist die Oberfläche des Außenelements 3, d. h. eine fahrzeuginnenseitige Oberfläche des Außenwärmetauschers 3 im Querschnitt in einer parabolischen Form ausgebildet. Insbesondere sind halbzylindrische Oberflächen 303 (in der vorliegenden Ausführungsform vier Oberflächen), von denen jede im Querschnitt in einer parabolischen Weise ausgebildet ist und sich in einer Richtung senkrecht zu der Symmetrieachse dieser Parabel erstreckt, parallel auf der Oberfläche des Außenelements 3 angeordnet.
Die elektrische Heizung 2 ist so angeordnet, dass sie durch den Brennpunkt der Parabel jeder halbzylindrischen Oberfläche 303 geht. Die elektrische Heizung 2 und die halbzylindrische Oberfläche 303 sind nicht in Kontakt.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Ausbilden des Außenelements 2 in einer im Querschnitt parabolischen Weise und durch Anordnen der stangenförmigen elektrischen Heizung 2, so dass sie durch den Brennpunkt der Parabel des Außenelements 3 geht, eine in der elektrischen Heizung 2 erzeugte elektromagnetische Welle reflektiert werden, um eine parallele elektromagentische Welle zu bilden, die in eine Richtung parallel zu der Symmetrieachse dieser parabolischen Oberfläche läuft. Folglich kann die Strahlungswärme der elektrischen Heizung 2 sogar noch effektiver direkt zu dem Insassen übertragen werden. Als eine Folge kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden, und das Wärmegefühl des Insassen kann weiter verbessert werden.
(Elfte Ausführungsform)
Eine elfte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf 13A und 13B beschrieben. Die elfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehenden zehnten Ausführungsform darin, dass eine Oberfläche eines Außenelements 3 in der Form eines Rotationsparaboloids ausgebildet ist und eine elektrische Heizung 2 in der Form einer kreisförmigen Scheibe ausgebildet ist.
Wie in 13A und 13B dargestellt, sind Rotationsparaboloid-Oberflächen 304 auf der Oberfläche des Außenelements 3, d. h. einer fahrzeuginnenseitigen Oberfläche des Außenelements 3, ausgebildet. Die ebene elektrische Heizung 2 ist im Inneren jeder Paraboloidoberfläche 304 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Heizung 2 in der Form einer kreisförmigen Scheibe ausgebildet.
Die elektrische Heizung 2 ist derart angeordnet, dass die Mitte der Form ihrer kreisförmigen Platte durch den Brennpunkt der Paraboloidoberfläche 304 geht. Die elektrische Heizung und die Paraboloidoberfläche 304 sind nicht in Kontakt. Die elektrische Heizung 2 ist durch ein Halteelement 22 auf ihrer Rückseitenoberfläche (Oberfläche auf der zu einer fahrzeuginnenseitigen Oberfläche der Heizung 2 entgegengesetzten Seite) an der Paraboloidoberfläche 304 befestigt.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Ausbilden des Außenelements 3 in die Rotationsparaboloidform und durch Anordnen der kreisförmigen plattenförmigen elektrischen Heizung 2 derart, dass die Mitte der Heizung 2 durch den Brennpunkt der Rotationsparaboloid-Oberfläche 304 des Außenelements 3 geht, eine in der elektrischen Heizung 2 erzeugte elektromagnetische Welle reflektiert werden, um eine parallele elektromagnetische Welle herzustellen, die in eine Richtung parallel zu der Symmetrieachse dieser Paraboloidoberfläche läuft. Folglich kann die Wärmestrahlung von der elektrischen Heizung 2 sogar noch effektiver direkt zu dem Insassen übertragen werden. Als eine Folge kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden, und das Wärmegefühl des Insassen kann werter verbessert werden.
Modifikationen der vorstehenden Ausführungsformen werden beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, und kann wie folgt vielfältig modifiziert werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
Erstens wurde in der dritten Ausführungsform das Ausbildungsbeispiel des Außenelements 3, in dem die Durchgangslöcher 31 in der doppelschichtigen Struktur ausgebildet sind, beschrieben. Stattdessen kann ein Außenelement 3, in dem das Durchgangsloch nicht ausgebildet ist, d. h. das in einer ebenen Weise ausgebildet ist, zu einer doppelschichtigen Struktur ausgebildet werden.
Zweitens wurde in der vorstehenden vierten Ausführungsform das Beispiel der vorderen Oberfläche der elektrischen Heizung 2 und des Außenelements 3, das in der doppelschichtigen Struktur ausgebildet ist, die nicht in Kontakt sind erklärt. Stattdessen kann eine vordere Oberfläche einer elektrischen Heizung 2 und eines Außenelements 3, das in einer Einschichtstruktur ausgebildet ist, nicht in Kontakt sein. Drittens wurde in der vorstehenden vierten Ausführungsform das Beispiel des Kontakts der Seitenoberfläche der elektrischen Heizung 2 mit dem Außenelement 3 beschrieben. Alternativ kann eine Seitenoberfläche einer elektrischen Heizung 2 nicht in Kontakt mit einem Außenelement 3 sein.
Viertens wurde in der vorstehenden siebten Ausführungsform das Beispiel der Ausbildung des Abdeckelements 8 in eine netzartige Form erklärt. Alternativ kann ein Abdeckelement 8 in einer Folienform ausgebildet werden.
Fünftens wurde in der vorstehenden siebten Ausführungsform das Beispiel der Oberflächen der elektrischen Heizung 2 und des Außenelements 3, die nicht mit hoch ausstrahlenden Material 33 bedeckt sind, beschrieben. Alternativ können Oberflächen einer elektrischen Heizung 2 und eines Außenelements 3 mit hoch ausstrahlendem Material 33 bedeckt werden. In diesem Fall kann die Aufnahme von Strahlungswärme von der elektrischen Heizung 2 durch das Abdeckelement 8 begrenzt werden, indem ein Absorptionsgrad eines Abdeckelements 8 niedriger als ein Absorptionsgrad des hoch ausstrahlenden Materials 33 festgelegt wird.
Sechstens können die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in einem kombinierbaren Bereich geeignet kombiniert werden.
Zusammengefasst kann das Strahlungsheizungssystem 1 für das Fahrzeug gemäß den vorstehenden Ausführungsformen wie folgt beschreiben werden.
Das Strahlungsheizungssystem 1 für ein Fahrzeug umfasst eine Heizeinrichtung 2 und ein Außenelement 3. Die Heizeinrichtung 2 dient als eine Wärmequelle und ist zum Erzeugen von Strahlungswärme, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen. Das Außenelement 3 ist auf einer Fahrzeuginnenseite der Heizeinrichtung 2 angeordnet. Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements 3 K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung 2 Th [K] ist, wird K' derart festgelegt, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K'+ K4) ≤ 333.
Folglich kann die Temperatur Ts'(∞) eines Kontaktteils zwischen der Haut des Insassen und dem Außenelement 3 zur Zeit der Kontaktstabilität 333 K (60°C) oder niedriger gemacht werden. Somit kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden.
Das Außenelement 3 kann ein Durchgangsloch 31 umfassen, das durch seine beiden Seiten geht.
Folglich kann Strahlungswärme der Heizeinrichtung 2 über das Durchgangsloch 31 direkt zu dem Insassen übertragen werden. Folglich kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden, und das Wärmegefühl des Insassen kann verbessert werden.
Eine Oberfläche der Heizeinrichtung 2 auf der Fahrzeuginnenseite und das Außenelement 3 können nicht in Kontakt sein.
Folglich sind die fahrzeuginnenseitige Oberfläche der Heizeinrichtung 2 und das Außenelement 3 nicht in direktem Kontakt. Somit kann die Menge an Wärme, die von der Heizeinrichtung 2 auf das Außenelement 3 überfragen wird, verringert werden. Folglich kann die Temperatur eines Abschnitts des Außenelements 3, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, weiter verringert werden.
Eine Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs 31 des Außenelements 3 kann mit einem hoch reflektierenden Material 32 mit einem höheren Reflexionsgrad als das Außenelement 3 beschichtet werden.
Folglich kann die Aufnahme von Strahlungswärme von der Heizeinrichtung 2 in der Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs 31 in dem Außenelement 3 begrenzt werden. Folglich kann der Insasse mehr Strahlungswärme von der Heizeinrichtung 2 erhalten. Folglich kann das Wärmegefühl des Insassen weiter verbessert werden.
Die Oberflächen der Heizeinrichtung 2 und des Außenelements 3 auf der Fahrzeuginnenseite können mit einem hoch ausstrahlenden Material 33 mit einem höheren Strahlungsvermögen als das Außenelement 3 beschichtet werden.
Folglich kann die Strahlungswärmemenge von den fahrzeuginnenseitigen Oberflächen der Heizeinrichtung 2 und dem Außenelement 3 erhöht werden. Als ein Ergebnis kann das Wärmegefühl des Insassen weiter verbessert werden.
Das Strahlungsheizungssystem 1 kann ferner ein Abdeckelement 8 umfassen, das auf einer Fahrzeuginnenseite des Außenelements 3 angebracht ist. Das Abdeckelement 8 kann eine Oberfläche der Heizeinrichtung 2 auf der Fahrzeuginnenseite bedecken, wobei das Abdeckelement 8 nicht in Kontakt mit der Heizeinrichtung 2 ist. Ein Absorptionsgrad des Abdeckelements 8 kann niedriger als ein Absorptionsgrad der Oberfläche der Heizeinrichtung 2 auf der Fahrzeuginnenseite sein.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Anbringen des Abdeckelements 8 auf der Fahrzeuginnenseite des Außenelements 3, selbst wenn der Durchmesser des Durchgangslochs 31 vergrößert wird, der direkte Kontakt des Fingers des Insassen oder von ähnlichem mit der Heizeinrichtung 2 durch das Innere des Durchgangslochs 31 Dank des Abdeckelements 8 begrenzt werden. Wenn der Durchmesser des in dem Außenelement 3 ausgebildeten Durchgangslochs 31 vergrößert wird, kann die Menge an Strahlungswärme, die durch das Durchgangsloch 31 direkt zu dem Insassen übertragen werden kann, erhöht werden.
Somit kann durch Anbringen des Abdeckelements 8 auf der Fahrzeuginnenseite des Außenelements 3, das Wärmegefühl des Insassen weiter verbessert werden, wobei der direkte Kontakt des Fingers des Insassen oder von ähnlichem mit der Heizeinrichtung 2 durch das Innere des Durchgangslochs 31 begrenzt wird.
Indem ein Absorptionsgrad des Abdeckelements 8 niedriger als ein Absorptionsgrad der fahrzeuginnenseitigen Oberfläche der Heizeinrichtung 2 gemacht wird, kann die Absorption der Strahlungswärme von der Heizeinrichtung durch das Abdeckelement 8 begrenzt werden.
Das Strahlungsheizungssystem 1 kann ferner ein Abdeckelement 8 umfassen, das auf der Fahrzeuginnenseite des Außenelements 3 angebracht ist. Das Abdeckelement 8 kann die Oberfläche der Heizeinrichtung 2 auf der Fahrzeuginnenseite abdecken, wobei das Abdeckelement 8 nicht in Kontakt mit der Heizeinrichtung 2 ist. Ein Absorptionsgrad des Abdeckelements 8 kann niedriger als ein Absorptionsgrad des hoch ausstrahlenden Materials 33 sein.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Anbringen des Abdeckelements 8 auf der Fahrzeuginnenseite des Außenelements 3, der direkte Kontakt des Fingers des Insassen oder von ähnlichem Dank des Abdeckelements 8 begrenzt werden, selbst wenn der Durchmesser des Durchgangslochs 31 vergrößert wird. Wenn der Durchmesser des in dem Außenelement 3 ausgebildeten Durchgangslochs 31 vergrößert wird, kann die Menge an Strahlungswärme, die durch das Durchgangsloch 31 direkt zu dem Insassen übertragen werden kann, vergrößert werden.
Indem der Absorptionsgrad des Abdeckelements 8 niedriger als ein Absorptionsgrad des hoch ausstrahlenden Materials 33 gemacht wird, kann die Absorption der Strahlungswärme von der Heizeinrichtung 2 durch das Abdeckelement 8 begrenzt werden.
Das Abdeckelement 8 kann in einer netzartigen Form oder in einer Folienform ausgebildet werden.
Das Abdeckelement 8 kann aus Harz mit einer Wärmestrahlungsdurchlässigkeit ausgebildet werden.
Folglich dringen Wärmestrahlen von der Heizeinrichtung 2 in das Abdeckelement 8 ein, um zu dem Insassen übertragen zu werden. Folglich kann der direkte Kontakt des Fingers des Insassen oder von ähnlichem mit der Heizeinrichtung 2 durch das Durchgangsloch 31 sogar noch zuverlässiger begrenzt werden, wobei die Menge an Strahlungswärme, die zu dem Insassen übertragen werden kann, sichergestellt wird.
Das Außenelement 3 kann in einer ebenen Form ausgebildet werden, welche die Heizeinrichtung 2 über deren gesamte Oberfläche bedeckt. Eine Oberfläche des Außenelements 3 auf der Fahrzeuginnenseite kann mit einem hoch ausstrahlenden Material 33 mit einem höheren Strahlungsvermögen als das Außenelement 3 beschichtet werden.
Da die Menge an Strahlungswärme von dem Außenelement 3 folglich vergrößert werden kann, kann das Wärmegefühl des Insassen weiter verbessert werden.
Das Außenelement 3 kann eine doppelschichtige Struktur haben, so dass das Außenelement 3 ein erstes Außenelement 3a, das in Kontakt mit der Heizeinrichtung 2 ist, und ein zweites Außenelement 3b, das in Kontakt mit dem ersten Außenelement 3a ist, umfasst. Das erste Außenelement 3a kann einen höheren Wärmewiderstand als das zweite Außenelement 3b haben.
Da das zweite Außenelement 3b des Außenelements 3, das nicht in direktem Kontakt mit der Heizeinrichtung 2 ist, folglich aus einem Material mit einem niedrigen Wärmewiderstand ausgebildet werden kann, können die Herstellungskosten des Heizungssystems 1 im Vergleich zu einem Fall, in dem das Außenelement 3 aus einer Einschichtstruktur ausgebildet ist, verringert werden.
Das Strahlungsheizungssystem 1 kann ferner ein Rückseitenelement 4 umfassen, das auf einer Oberfläche der Heizeinrichtung 2 angeordnet ist, die auf einer zu der Fahrzeuginnenseite der Heizeinrichtung 2 entgegengesetzten Seite ist. Ein Wärmewiderstand des Rückseitenelements 4 kann höher als ein Wärmewiderstand des Außenelements 3 sein.
Folglich wird eine Wärmeabgabe zu einer Rückseitenoberfläche (Seite des Rückseitenelements 4) des Strahlungsheizungssystems 1 gedämpft, und die Leitung von Wärme zu dem Außenelement 3 kann effizient durchgeführt werden. Folglich kann das Wärmegefühl des Insassen wirkungsvoll verbessert werden.
Das Strahlungsheizungssystem 1 für ein Fahrzeug umfasst eine Heizeinrichtung 2 und ein Außenelement 3. Die Heizeinrichtung 2 dient als eine Wärmequelle und ist zum Erzeugen von Strahlungswärme, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen. Das Außenelement 3 ist in einer gefalteten Form ausgebildet, so dass das Außenelement 3 eine Vielzahl von Kammabschnitten 301 und eine Vielzahl von Talabschnitten 302, die fortlaufend abwechselnd angeordnet sind, umfasst. Die Heizeinrichtung 2 ist auf einer Oberfläche jedes der Vielzahl von Talabschnitten 302 auf der Fahrzeuginnenseite angeordnet. Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements 3 K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung 2 Th [K] ist, wird K' derart festgelegt, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Folglich kann die Temperatur Ts'(∞) eines Kontaktteils zwischen der Haut des Insassen und dem Außenelement 3 zur Zeit der Kontaktstabilität 333 K (60°C) oder niedriger gemacht werden. Somit kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden.
Überdies kann durch Ausbilden des Außenelements 3 zu einer gefalteten Form und durch Anordnen des Heizelements 2 auf einer fahrzeuginnenseitigen Oberfläche des Talabschnitts 302 des Außenelements 3 die Strahlungswärme der Heizeinrichtung 2 direkt zu dem Insassen übertragen werden. Folglich kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden, und das Wärmegefühl des Insassen kann verbessert werden.
Das Strahlungsheizungssystem 1 kann ferner ein Rückseitenelement 4 umfassen, das angeordnet ist, um in Kontakt mit einer Oberfläche jedes der Vielzahl von Talabschnitten 302, die auf einer zu der Fahrzeuginnenseite entgegengesetzten Seite ist, zu sein. Ein Wärmewiderstand des Rückseitenelements 4 kann höher als ein Wärmewiderstand des Außenelements 3 sein.
Folglich wird die Wärmeabgabe auf eine Rückseitenoberfläche (Seite des Rückseitenelements 4) des Strahlungsheizungssystems 1 für das Fahrzeug gedämpft, und die Wärmeleitung zu dem Außenelement 3 kann effizient durchgeführt werden. Folglich kann das Wärmegefühl des Insassen wirkungsvoll verbessert werden.
Das Strahlungsheizungssystem 1 für ein Fahrzeug umfasst eine Heizeinrichtung 2 und ein. Außenelement 3. Die Heizeinrichtung 2 dient als eine Wärmequelle und ist zum Erzeugen von Strahlungswärme, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen. Das Außenelement 3 ist in einer Paraboloidform ausgebildet. Die Heizeinrichtung 2 ist in einer Stangenform oder in einer ebenen Form ausgebildet. Wenigstens ein Teil der Heizeinrichtung 2 ist angeordnet, um durch einen Brennpunkt der Paraboloidform des Außenelements 3 zu gehen. Vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements 3 K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung 2 Th [K] ist, wird K' derart festgelegt, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Folglich kann die Temperatur Ts'(∞) eines Kontaktteils zwischen der Haut des Insassen und dem Außenelement 3 zur Zeit der Kontaktstabilität 333 K (60°C) oder niedriger gemacht werden. Somit kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden.
Außerdem wird durch Ausbilden des Außenelements 3 zu einer Paraboloidform und durch Anordnen der Heizeinrichtung 2 derart, dass wenigstens ein Teil der Heizeinrichtung 2 durch den Brennpunkt der Paraboloidform des Außenelements 3 geht, eine an der Heizeinrichtung 2, die in dem Brennpunkt der Paraboloidform angeordnet ist, erzeugte elektromagnetische Welle reflektiert, um eine parallele elektromagnetische Welle zu bilden, die in einer Richtung parallel zu der Symmetrieachse des Paraboloids fortschreitet.
Folglich kann die Strahlungswärme der Heizeinrichtung 2 sogar noch effizienter direkt zu dem Insassen übertragen werden. Als eine Folge kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden, und das Wärmegefühl des Insassen kann weiter verbessert werden.
K' kann derart festgelegt werden, dass eine Beziehung erfüllt wird, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 313.
Folglich kann die Temperatur Ts'(∞) eines Kontaktteils zwischen der Haut des Insassen und dem Außenelement 3 zur Zeit der Kontaktstabilität 313 K (40°C) oder niedriger gemacht werden. Somit kann die Temperatur des Abschnitts des Heizungssystems 1, der in direktem Kontakt mit dem Insassen ist, verringert werden.
Die Heizeinrichtung 2 kann positive Temperaturkoeffizienten-(PTC-)Eigenschaften haben.
Folglich hat die Heizeinrichtung 2 eine Temperaturselbsteinstellungsfunktion, in der sich bei Erhöhung ihrer Temperatur ein Widerstandswert erhöht, um eine vorgegebene Temperatur zu erreichen. Somit kann das hochsichere Strahlungsheizungssystem 1 für das Fahrzeug, das die Notwendigkeit einer Temperaturkontrolle beseitigt, realisiert werden.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten der Technik ohne weiteres einfallen. Die Erfindung ist in ihrem weiteren Sinne daher nicht auf die spezifischen Details, die jeweilige Vorrichtung und erläuternde Beispiele, die gezeigt und beschrieben wurden, beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-052710 A [0002, 0003, 0004]

Claims

Strahlungsheizungssystem (1) für ein Fahrzeug das umfasst: eine Heizeinrichtung (2), die als eine Wärmequelle zum Erzeugen von Strahlungswärme dient, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen; und ein Außenelement (3), das auf einer Fahrzeuginnenseite der Heizeinrichtung (2) angeordnet, wobei vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements (3) K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung (2) Th [K] ist, K' derart festgelegt wird, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Außenelement (3) ein Durchgangsloch (31) umfasst, das durch seine beiden Seiten geht.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 2, wobei eine Oberfläche der Heizeinrichtung (2) auf der Fahrzeuginnenseite und das Außenelement (3) nicht in Kontakt sind.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei eine Innenumfangsoberfläche des Durchgangslochs (31) des Außenelements (3) mit einem hochreflektierenden Material (32), das einen höheren Reflexionsgrad als das Außenelement (3) hat, beschichtet ist.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, wobei Oberflächen der Heizeinrichtung (2) und des Außenelements (3) auf der Fahrzeuginnenseite mit einem hoch ausstrahlenden Material (33) mit einem höheren Strahlungsvermögen als das Außenelement (3) beschichtet sind.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, das ferner ein Abdeckelement (8) umfasst, das auf einer Fahrzeuginnenseite des Außenelements (3) angebracht ist, wobei: das Abdeckelement (8) eine Oberfläche der Heizeinrichtung (2) auf der Fahrzeuginnenseite bedeckt, wobei das Abdeckelement (8) nicht in Kontakt mit der Heizeinrichtung (2) ist; und ein Absorptionsgrad des Abdeckelements (8) niedriger als ein Absorptionsgrad der Oberfläche der Heizeinrichtung (2) auf der Fahrzeuginnenseite ist.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 5, das ferner ein Abdeckelement (8) umfasst, das auf der Fahrzeuginnenseite des Außenelements (3) angebracht ist, wobei: das Abdeckelement (8) die Oberfläche der Heizeinrichtung (2) auf der Fahrzeuginnenseite bedeckt, wobei das Abdeckelement (8) nicht in Kontakt mit der Heizeinrichtung (2) ist; und ein Absorptionsgrad des Abdeckelements (8) niedriger als ein Absorptionsgrad des hoch ausstrahlenden Materials (33) ist.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Abdeckelement (8) in einer netzartigen Form oder in einer Folienform ausgebildet ist.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 6 oder 7; wobei das Abdeckelement (8) aus Harz mit Wärmestrahlungsdurchlässigkeit ausgebildet ist.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei: das Außenelement (3) in einer ebenen Form ausgebildet ist, die die Heizeinrichtung (2) über ihre gesamte Oberfläche bedeckt; und eine Oberfläche des Außenelements (3) auf der Fahrzeuginnenseite mit einem hoch ausstrahlenden Material (33) mit einem höheren Strahlungsvermögen als das Außenelement (3) beschichtet ist.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: das Außenelement (3) eine doppelschichtige Struktur hat, so dass das Außenelement (3) ein erstes Außenelement (3a), das in Kontakt mit der Heizeinrichtung (2) ist, und ein zweites Außenelement (3b), das in Kontakt mit dem ersten Außenelement (3a) ist umfasst; und ein erstes Außenelement (3a) einen höheren Wärmewiderstand als das zweite Außenelement (3b) hat.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, das ferner ein Rückseitenelement (4) umfasst, das auf einer Oberfläche der Heizeinrichtung (2), die auf der zu der Fahrzeuginnenseite der Heizeinrichtung (2) entgegengesetzten Seite ist, angeordnet ist, wobei ein Wärmewiderstand des Rückseitenelements (4) höher als ein Wärmewiderstand des Außenelements (3) ist.
Strahlungsheizungssystem (1) für ein Fahrzeug, das umfasst: eine Heizeinrichtung (2), die als eine Wärmequelle zum Erzeugen von Strahlungswärme dient, um ein inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen; und ein Außenelement (3), das in einer gefalteten Form ausgebildet ist, so dass das Außenelement (3) eine Vielzahl von Kammabschnitten (301) und eine Vielzahl von Talabschnitten (302), die fortlaufend abwechselnd angeordnet sind, umfasst, wobei: die Heizeinrichtung (2) auf einer Oberfläche jedes der Vielzahl von Talabschnitten (302) auf einer Fahrzeuginnenseite angeordnet ist; und vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements (3) K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung (2) Th [K] ist, K' derart festgelegt wird, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß Anspruch 13, das ferner ein Rückseitenelement (4) umfasst, das angeordnet ist, um in Kontakt mit einer Oberfläche jedes der Vielzahl von Talabschnitten (302) zu sein, das auf einer zu der Fahrzeuginnenseite entgegengesetzten Seite ist, wobei ein Wärmewiderstand des Rückseitenelements (4) höher als ein Wärmewiderstand des Außenelements (3) ist.
Strahlungsheizungssystem (1) für ein Fahrzeug, das umfasst: eine Heizeinrichtung (2), die als eine Wärmequelle zum Erzeugen von Strahlungswärme dient, um ein Inneres des Fahrzeugs aufzuwärmen; und ein Außenelement (3), das in einer Paraboloidform ausgebildet ist, wobei: die Heizeinrichtung (2) in einer Stangenform oder in einer ebenen Form ausgebildet ist; wenigstens ein Teil der Heizeinrichtung (2) angeordnet ist, um durch einen Brennpunkt der Paraboloidform des Außenelements (3) zu gehen; und vorausgesetzt, dass: die Wärmedurchlässigkeit des Außenelements (3) K' [W/(m²·K)] ist; die Wärmedurchlässigkeit eines menschlichen Körpers K4 [W/(m²·K)] ist, die Blutkreislauftemperatur des menschlichen Körpers Tm [K] ist; und die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung (2) Th [K] ist, K' derart festgelegt wird, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 333.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei K' derart festgelegt wird, dass eine Beziehung erfüllt ist, die ausgedrückt wird in: (2 × Th × K' + Tm × K4)/(2 × K' + K4) ≤ 313.
Strahlungsheizungssystem (1) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Heizeinrichtung (2) positive Temperaturkoeffizienten-(PTC-)Eigenschaften hat.