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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein PTC-Heizmodul, insbesondere ein PTC-Heizmodul
mit Luftführungsblechen
für ein
Lufterwärmungsgerät, wobei
die Deckungsfläche
der Heißluft
aus dem Lufterwärmungsgerät vergrößert wird.
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Stand der
Technik
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In
kleinen elektrischen Haushaltsheizgeräten wird eine elektrische Heizvorrichtung
vorgesehen. Die konventionellen elektrischen Heizelemente umfassen
u.a. Widerstandsdraht und elektrische Heizungsplatte. Aber solche
elektrische Heizelemente weisen keine Temperaturregelungsfunktion
auf, was zur kurzen Lebensdauer, hohen Fehlerhäufigkeit und schlechten Sicherheit
führt.
Die konventionellen Heizelemente werden durch ein anderes elektrisches Heizelement,
nämlich
PTC-(positive temperature coefficient, nämlich positiver Temperaturkoeffizient)Elektroheizelement,
wegen seiner hohen Zuverlässigkeit,
einfachen Bedienung, hohen Sicherheit und des niedrigen Energieverbrauchs
ersetzt, wobei das PTC-Elektroheizelement auf dem Gebiet von elektrischen
Anlagen, elektronischen Geräten,
Fahrzeugen usw. viel verwendet wird. Ein solches PTC-Elektroheizelement
ist eine Halbleiter-Funktionskeramik mit positiven Temperaturkoeffizienten.
In PTC verkleinert sich der Widerstand vor dem Erreichen der Transformationstemperatur
(Tc) bei erhöhter
Temperatur. Bei einer Temperatur zwischen der Transformationstemperatur
und der eingestellten Höchsttemperatur
steigert sich der Widerstand bei erhöhter Temperatur deutlich, wodurch
ein PTC-Effekt gebildet wird. Mit Hilfe des PTC-Effekts ist eine wärmeempfindliche
PTC-Keramik für verschiedene Anwendungsbereiche
in Abhängigkeit
von verschiedenen Temperaturkoeffizienten herstellbar.
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Im
bekannten Lufterwärmungsgerät wird ein PTC-Elektroheizelement
in Kombination mit einem Wärmeabstrahlungsblech
verwendet, wie in 1 dargestellt ist. Ein PTC-Elektroheizelement 1 ist
beidseitig mit metallischen Strahlern 2 versehen, über welche
die vom PTC-Elektroheizmodul 1 erzeugte wärme nach
außen
abgestrahlt wird, welche die Luft aufheizt, die von einem hinter
dem Elektroheizelement vorgesehenen Windrad 3 zugeführt wird.
Die Heißluft
wird über
die Strahler nach vorne geblasen. Aus 1 ist ersichtlich,
dass die Luftaustrittsfläche in
einem konventionellen Lufterwärmungsgerät in der Breite
gleich wie die des Elektroheizmoduls ist (Breite A in 1)
und die Deckungsfläche
der Heißluft
sehr klein ist. Deshalb muss das Lufterwärmungsgerät mit einem oszillierenden
Mechanismus versehen werden, damit durch die Bewegung des Heißluftaustritts die
Heizfläche
vergrößert wird.
Alternativ kann auch das Verfahren gemäß 2 verwendet
werden, bei dem mehrere unabhängige
PTC-Elektroheizmodule 1 eingesetzt werden und zwischen
PTC-Elektroheizmodul und Windrad ein separates Luftführungsblech 4 angeordnet
wird, das hinter den PTC-Elektroheizmodulen vorgesehen ist und die
Richtung der Luft aus dem Windrad ändert. Der Aufbau nach diesem Verfahren
ist relativ kompliziert, was zur Vergrößerung des Volumens, schweren
Herstellung und hohen Kosten des Erzeugnisses führt.
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Darstellung
der Erfindung
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Zur
Lösung
des Problems liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einteiligen
Aufbau von Luftführungsblech
und PTC-Heizmodul und ein leicht montierbares PTC-Heizmodul mit
Luftführungsblechen
mit einer großen
Deckungsfläche
der Heißluft, einfachem
Aufbau und niedrigen Herstellungskosten bereitzustellen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe schlägt
die Erfindung ein PTC-Heizmodul
mit Luftführungsblechen vor,
wobei das Heizmodul wenigstens einen PTC-Heizkörper und einen an den beiden
Sei ten des jeden PTC-Heizkörpers
befestigten Strahler aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der
Luftaustrittsseite des Strahlers auf mindestens einer Seite des
jeden PTC-Heizkörpers wenigstens
ein Luftführungsblech
zur Führung
der über
Wärmeabstrahlungsbleche
geblasenen Heißluft
nach außen
vorgesehen ist.
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Das
Luftführungsblech
kann mit dem Strahler einteilig ausgebildet sein oder separat vor
dem Strahler vorgesehen sein.
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Die
einteilige Ausbildung des Luftführungsblechs
wird dadurch gebildet, dass Seitenbleche des Strahlers sich an der
Luftaustrittsseite nach vorn bis vor die Wärmeabstrahlungsbleche erstrecken
und in Richtung auf die Außenseite
des Strahlers gebogen werden.
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Die
separate Ausbildung des Luftführungsblechs
wird dadurch gebildet, dass das Luftführungsblech von dem Strahler
getrennt am Luftaustritt des Lufterwärmungsgeräts vor dem Strahler angeordnet ist,
konkret gesagt: dass das Luftführungsblech
an einem am Luftaustritt des Lufterwärmungsgeräts vorgesehenen Rahmen aus
einem hitzebeständigen Material
angeordnet ist.
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Der
Winkel α,
der von dem Luftführungsblech
und der äußeren Oberfläche des
Strahlers an der zum Luftführungsblech
geneigten Seite, oder einer zur äußeren Oberfläche des
Strahlers parallelen Fläche
eingeschlossen wird, ist ein spitzer Winkel.
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Das
Luftführungsblech
ist ein plattenförmiges,
V-förmiges,
U-förmiges oder
bogenförmiges Blech.
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Der
Strahler ist als durchgehender gewellter Strahler ausgebildet.
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Der
PTC-Heizkörper
ist als bandförmige Scheibe
oder Platte ausgebildet und zwischen den beiden Strahlereinheiten
eines Strahlers fest verklebt.
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Mehrere
Strahler werden über
mehrere Seitenbleche zu einer Einheit verbunden, wobei zwischen
den beiden Strahlereinheiten des jeden Strahlers jeweils ein PTC-Heizkörper vorgesehen
ist.
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Der
Beitrag der Erfindung besteht darin, dass folgende Mängel beseitigt
werden, dass die Deckungsfläche
der Heißluft
vom Lufterwärmungsgerät klein
ist und die Vergrößerung der
Deckungsfläche zum
komplizierten Aufbau, größeren Volumen
des Erzeugnisses und hohen Kosten geführt hat. Durch die einteilige
Ausbildung von Luftführungsblech
und PTC-Heizmodul wird die Deckungsfläche der Heißluft wesentlich vergrößert und
der Aufbau deutlich vereinfacht, was zur einfacheren Herstellung
und Montage und niedrigen Herstellungskosten führt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 eine
schematische Darstellung der Deckungsfläche der Heißluft in einer bekannten PTC-Elektroheizvorrichtung;
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2 eine
schematische Darstellung des Aufbaus einer mit einem separaten Luftführungsblech
versehenen, getrennt ausgebildeten PTC-Elektroheizvorrichtung im
Stand der Technik;
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3 eine schematische Darstellung des Aufbaus
des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
wobei 3A eine schematische perspektivische
Darstellung von einem Strahler und einem einteilig ausgebildeten
plattenförmigen
Luftführungsblech
zeigt, 3B eine schematische Darstellung
einer Stirnfläche
gemäß 3A zeigt, 3C eine
schematische perspektivische Darstellung von einem Strahler und
mehreren einteilig ausgebildeten plattenförmigen Luftführungsblechen zeigt, 3D eine
schematische Darstellung einer Stirnfläche gemäß 3C zeigt, 3E eine
schematische perspektivische Darstellung von einem Strahler und
mehreren einteilig ausgebildeten plattenförmigen Luftführungsblechen
zeigt, und 3F eine schematische perspektivische
Darstellung von einem Strahler und einem einteilig ausgebildeten V-förmigen Luftführungsblech
zeigt;
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4 eine schematische Darstellung des Aufbaus
des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
wobei 4A eine schematische perspektivische
Darstellung von mehreren Strahlern und einem einteilig ausgebildeten
plattenförmigen Luftführungsblech
zeigt, 4B eine schematische perspektivische
Darstellung von mehreren Strahlern und mehreren einteilig ausgebildeten
plattenförmigen
Luftführungsblechen
zeigt, 4C eine schematische perspektivische
Darstellung von mehreren Strahlern und einem einteilig ausgebildeten
V-förmigen
Luftführungsblech
zeigt, und 4D eine schematische perspektivische
Darstellung von mehreren Strahlern und mehreren einteilig ausgebildeten
V-förmigen
Luftführungsblechen
zeigt;
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5 eine schematische Darstellung des Aufbaus
des dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
wobei 5A eine schematische perspektivische
Darstellung von einem Strahler und einem getrennt ausgebildeten
V-förmigen
Luftführungsblech
zeigt, 5B eine schematische perspektivische
Darstellung von mehreren Strahlern und einem getrennt ausgebildeten
V-förmigen
Luftführungsblech
zeigt, und 5C eine schematische perspektivische
Darstellung von mehreren Strahlern und mehreren getrennt ausgebildeten
plattenförmigen
Luftführungsblechen
zeigt; und
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6 eine
schematische Darstellung der Deckungsfläche der Heißluft in einem erfindungsgemäßen PTC-Elektroheizmodul.
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Konkrete Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe der Ausführungsbeispiele
erläutert,
ohne die Erfindung einzuschränken.
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Das
erfindungsgemäße PTC-Heizmodul
mit Luftführungsblechen
kann aus einem PTC-Heizkörper 10 und
einem Strahler 20 sowie Luftführungsblechen 30,
oder aus mehreren PTC-Heizkörpern 10 und
mehreren Strahlern 20 sowie Luftführungsblechen 30 bestehen,
wobei die Strahler 20 und die Luftführungsbleche 30 miteinander
verbunden sind und somit einteilig ausgebildet sind, oder voneinander
unabhängig
getrennt ausgebildet sind. Dies wird nachfolgend mit Hilfe der Ausführungsbeispiele
erläutert.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem an einem
Strahler Luftführungsbleche
vorgesehen sind. Ein Strahler besteht aus zwei Strahlereinheiten 21,
wobei jede Strahlereinheit 21 aus zwei Wellblechen 211 und
zwei Seitenblechen 22 besteht. Das Wellblech wird von einem
Blech aus legiertem Aluminium gebogen. Die beiden Wellbleche sind
beidseitig jeweils mit den an den beiden Seiten der Wellbleche angeordneten
Seitenbleche 22 fest verschweißt. Zwischen den Wellen sind
durchgehende Luftkanäle
mit einem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt zur Durchführung der
Heißluft
ausgebildet. Zwischen den beiden Strahlereinheiten 21 sind
ein PTC-Heizkörper 10 vorgesehen,
wobei der PTC-Heizkörper 10 bandförmig ausgebil det
ist und im Handel erhältlich ist.
Da die Länge
eines üblichen
PTC-Heizkörpers 10 relativ
kurz ist, können
mehrere PTC-Heizplatten zwischen den beiden Strahlereinheiten 21 angeordnet werden.
Die PTC-Heizplatten sind mit den beiden Seitenblechen 22 an
den gegenüberliegenden
Seiten der beiden Strahlereinheiten 21 fest verklebt. An
den Enden der PTC-Heizplatten
können
nach einem konventionellen Verfahren Kontakte vorgesehen sein. Der
Kernpunkt der Erfindung besteht darin, dass an der Luftaustrittsseite
des Strahlers 20 mit ihm einteilig ausgebildete Luftführungsbleche 30 vorgesehen sind.
Bei einem Strahler können
die Luftführungsbleche 30 an
einer oder beiden Seiten des PTC-Heizkörpers 10 vorgesehen
sein, wobei die Form der Luftführungsbleche 30 nicht
eingeschränkt
wird und plattenförmig,
V-förmig,
U-förmig,
bogenförmig
usw. sein kann. Zur einfachen Herstellung und Montage ist das Luftführungsblech
vorzugsweise mit dem Strahler 20 einteilig ausgebildet,
d. h. dass das Luftführungsblech 30 sich
vom Seitenblech 22 des Strahlers 20 an der Luftaustrittsseite
nach vorne bis vor die Wärmeabstrahlungsbleche
erstreckt und in Richtung auf die Außenseite des Strahlers. gebogen
wird. Das Luftführungsblech 30 kann
aus einem Aluminiumblech in einem Vorgang geformt werden. Wie in 3B dargestellt
ist, ist der Winkel α,
der von dem Luftführungsblech 30 und
der äußeren Oberfläche des Strahlers 20 an
der zum Luftführungsblech
geneigten Seite eingeschlossen wird, ein spitzer Winkel, wobei der
Winkel, nämlich
der Neigungswinkel des Luftführungsblechs 30,
nach Ausgestaltungs- und Verwendungsbedarf einstellbar und veränderlich
ist. Durch das Luftführungsblech 30 können eine
oder zwei sich nach außen
erweiternde Luftführungsflächen an
der Luftaustrittsseite des PTC-Heizmoduls gebildet werden. Durch
die Luftführungsflächen kann
die Heißluft, die
vom Heizmodul aufgeheizt wird und vom Windrad 40 ausgeblasen
wird, zu den beiden Seiten des Luftaustritts geführt werden. Dadurch wird die
Deckungsfläche
der Heißluft
aus dem Lufterwärmungsgerät wesentlich
vergrößert, wobei
die Wirkungen und Funktionsweise in 6 dargestellt
sind. Dabei ist die Breite B des Luftaustritts wesentlich größer als die
Breite A des Luftaustritts gemäß 1.
Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip
sind verschiedene Ausführungsformen
des einteilig ausgebildeten Luftführungsblechs 30 möglich. In 3A–3F werden
einige Ausführungsbeispiele
dargestellt. In 3A und 3B wird
ein plattenförmiges
Luftführungsblech 30 am
Seitenblech 22 an einer Seite des PTC-Heizkörpers 10 zwischen
den beiden Strahlereinheiten 21 vorgesehen, wobei das Luftführungsblech 30 ein
Teil der Heißluft
zu einer Seite führen kann.
In 3C und 3D ist
jeweils ein plattenförmiges
Luftführungsblech 30 an
den beiden äußeren Seitenblechen 22 der
beiden Strahlereinheiten 21 vorgesehen, wobei die Luftführungsbleche 30 eine hornförmige Luftführungsfläche bilden.
In 3E wird jeweils ein plattenförmiges Luftführungsblech 30 an
den beiden Seitenblechen 22 einer Strahlereinheit 21 vorgesehen.
In 3F ist jeweils ein plattenförmiges Luftführungsblech 30 an
den beiden Seitenblechen 22 an den beiden Seiten des PTC-Heizkörpers 10 zwischen
den beiden Strahlereinheiten 21 vorgesehen, wobei die Luftführungsbleche 30 eine
V-förmige
Luftführungsfläche bilden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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In 4 wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in
dem an mehreren Strahlern Luftführungsbleche
vorgesehen sind, wobei der Aufbau im Prinzip gleich wie der im ersten
Ausführungsbeispiel
ist. Der Unterschied besteht darin, dass das PTC-Heizmodul aus mehreren Strahlern 20,
mehreren PTC-Heizkörpern 10 und
mehreren Luftführungsblechen 30 besteht.
In 4A wird ein plattenförmiges Luftführungsblech 30 am
mittleren Seitenblech 22 der beiden Strahler 20 vorgesehen.
In 4B wird jeweils ein plattenförmiges Luftführungsblech 30 an
den beiden Seitenblechen 22 des mittleren Strahlers aus den
drei Strahlern 20 vorgesehen. In 4C wird
ein v-förmiges
Luftführungsblech 30 am
Seitenblech 22 zwischen den beiden Strahlern 20 vorgesehen.
In 4D wird jeweils ein V-förmiges Luftführungsblech 30 an
den beiden äußeren Seitenblechen
des mittleren Strahlers 20 aus den drei Strahlern 20 vorgesehen.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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In 5 ist die getrennte Aufbauweise von separaten
Strahlern 20 und Luftführungsblechen 30 gezeigt,
wobei der Aufbau im Prinzip gleich wie der im ersten und zweiten
Ausführungsbeispiel
ist. Der Unterschied besteht darin, dass die Luftführungsbleche 30 und
die Strahler 20 getrennt voneinander separat vor dem Strahler 20 angeordnet
sind. Wie in 5A–5C dargestellt
ist, wird das Luftführungsblech 30 am
Luftaustritt des Lufterwärmungsgeräts vor dem
Strahler 20 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Luftführungsblech 30 am
Rahmen 40 des Luftaustritts des Lufterwärmungsgeräts vorgesehen, wobei das Luftführungsblech
durch Ultraschall-Schweißen mit
dem Rahmen 40 fest verbindbar ist, oder alternativ mit
dem Rahmen 40 einteilig durch Spritzgießen ausgebildet ist. Der Rahmen 40 ist
ein hornförmiger
Rahmen aus vier Blechen, wobei seine sich nach außen erweiternde Form
und das Luftführungsblech
zur Erweiterung der Heißluft
vom Lufterwärmungsgerät nach außen beitragen.
Da der Rahmen einer hohen Temperatur unterzogen wird, wird er mit
einem hitzebeständigen technischen
Kunststoff hergestellt und durch Schrauben am Luftaustritt des Lufterwärmungsgeräts befestigt.
In 5A wird ein V-förmiges Luftführungsblech 30 in
der Mitte des Rahmens 40 am Luftaustritt des Lufterwärmungsgeräts vor dem
Strahler 20 angeordnet. In 5B wird
ein V-förmiges Luftführungsblech 30 in
der Mitte des Rahmens 40 am Luftaustritt des Lufterwärmungsgeräts vor den
mehreren Strahlern 20 angeordnet. In 5C sind
zwei plattenförmige Luftführungsbleche 30 im
Rahmen 40 am Luftaustritt des Lufterwärmungsgeräts vor den mehreren Strahlern 20 vorgesehen.
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Obwohl
die Erfindung mit Hilfe der Ausführungsbeispiele
erläutert
wird, wird die Erfindung nicht darauf eingeschränkt. Ohne vom Erfindungsgedanken
abzuweichen, kann ein Fachmann auf dem einschlägigen Fachgebiet die besagten
einzelnen Elemente durch bekannte ähnliche oder gleichzusetzende
Elemente ersetzen.