EP2324297A1 - Liquid heating device for an automobile - Google Patents

Liquid heating device for an automobile

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Publication number
EP2324297A1
EP2324297A1 EP09811085A EP09811085A EP2324297A1 EP 2324297 A1 EP2324297 A1 EP 2324297A1 EP 09811085 A EP09811085 A EP 09811085A EP 09811085 A EP09811085 A EP 09811085A EP 2324297 A1 EP2324297 A1 EP 2324297A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
piece
heating device
electrode
matrix
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.)
Withdrawn
Application number
EP09811085A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marcel Trebouet
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.)
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Original Assignee
Valeo Systemes dEssuyage SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes dEssuyage SAS filed Critical Valeo Systemes dEssuyage SAS
Publication of EP2324297A1 publication Critical patent/EP2324297A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/121—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/46—Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
    • B60S1/48—Liquid supply therefor
    • B60S1/487—Liquid supply therefor the liquid being heated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072—Special adaptations
    • F24H1/009—Special adaptations for vehicle systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F24H9/1827—Positive temperature coefficient [PTC] resistor

Definitions

  • the present invention relates to a device for heating a quantity of liquid for a motor vehicle.
  • the following is mainly interested, but not exclusively, in the heating device of a cleaning liquid, which can be connected on the one hand to a reservoir containing said cleaning fluid, and on the other hand to at least one nozzle placed near a surface to be cleaned of a motor vehicle, such as the windshield and / or the rear window.
  • a cleaning liquid which can be connected on the one hand to a reservoir containing said cleaning fluid, and on the other hand to at least one nozzle placed near a surface to be cleaned of a motor vehicle, such as the windshield and / or the rear window.
  • the cleaning of the glazed surfaces is achieved by the joint action of the system allowing the liquid to reach these surfaces, and the wiper system with one or two brushes equipping the vehicle.
  • the present invention can also be used in the context of cleaning other surfaces, for example the external parts of headlamps or headlights, or for heating any liquid.
  • a first known solution is to directly use the motor energy of the motor vehicle to heat the cleaning liquid.
  • the temperatures obtained are too high, typically greater than 70 ° C., which creates the risk of causing serious burns on people in the vicinity of the vehicle.
  • Another known solution is to heat the liquid using the energy of the radiator of the motor vehicle. This solution has, however, been little used because it is necessary to wait for the engine to warm up for some time before it can actually raise the temperature of the cleaning liquid.
  • a resistor placed directly in the cleaning liquid tank is used to heat the liquid.
  • This solution is not optimal, however, because all the liquid in the tank must each time be heated while only a small amount of liquid is removed, thereby unnecessarily increasing the heating time, and destroying term the intrinsic properties of the liquid.
  • the last known solutions consist in using a heating device placed in the liquid circulation path between the liquid reservoir and the nozzle (s), making it possible to raise the temperature of a quantity of liquid taken from the reservoir at the moment when the the windshield washer control is actuated, generally by the control lever placed beside the steering wheel and controlling, inter alia, the actuation of the windshield wipers.
  • the actual heating is carried out either by direct contact of a heating resistor with the liquid to be heated, or by indirect contact.
  • the indirect contact heating mode is of interest.
  • the other direct contact heating mode has the main disadvantage that the heating resistors used to directly heat the liquid are at extremely high temperatures, which leads locally to a high temperature. vaporization of the liquid.
  • Document US 7, 190, 893 discloses a device for heating windscreen washer fluid with indirect contact, in which electric heating elements are brought into contact with a mass of thermally conductive material in order to heat this mass.
  • a path for the flow of liquid between an inlet and an outlet is practiced directly in the mass.
  • the liquid, as it passes along this path, thus absorbs the heat of the mass.
  • the electric heating elements are constituted by a plurality of heating resistors of generally cylindrical shape, extending parallel in the mass, preferably overmolded by the thermally conductive material forming the mass.
  • a liquid heating device for a motor vehicle comprising at least a first piece of thermally conductive material, a liquid flow path formed integrally in said first piece to allow a liquid flow. between an inlet and an outlet, and electrical heating means in thermal coupling with said part adapted to heat said part to allow liquid flowing in said flow path to absorb the heat of said part, characterized in that said first piece has a flat bottom wall extending in a plane parallel to the flow path, in that the electric heating means comprise a plurality of flat stones with a positive temperature coefficient arranged in a matrix in the same plane, parallel and in thermal contact with said bottom wall, a first single electrode in the form of a flat surface disposed in parallel and in contact with a first face of each flat stone of said matrix, and a second single electrode in the form of a flat surface arranged in parallel and in contact with each other; with a second face opposite to the first face of each flat stone of said die.
  • the first single electrode is adapted to be connected to a first DC voltage delivered by the vehicle battery, and the second single electrode is adapted to be connected to a ground voltage.
  • said first part is made of electrically conductive material and has an electrical connection terminal, and any of the plane surfaces constituting one of the electrodes of the first electrode or the second electrode is formed directly by the flat bottom wall of said first piece.
  • an electrically and thermally conductive grease layer is preferably interposed between said bottom wall forming the electrode and the corresponding faces of the stones of the matrix.
  • said bottom wall forming an electrode is held against the corresponding faces of the stones of the matrix by a layer of thermally conductive glue.
  • any of the plane surfaces constituting the first electrode or the second electrode consists of a deformable metal sheet. and of small thickness sandwiched between the matrix and the bottom wall of the first part, said sheet having an electrical connection terminal for receiving the first or the second DC voltage.
  • the device may advantageously comprise a second part made of thermally conductive material, with a second liquid flow path formed integrally in said second part, said second part also comprising a flat bottom wall extending in a plane parallel to the second path of the second part. 'flow.
  • the matrix comprising a plurality of flat stones is arranged parallel between the bottom walls of said first and second parts, in thermal contact with each of said bottom walls.
  • the second piece may also be made of an electrically conductive material and have an electrical connection terminal.
  • the bottom wall of the second part advantageously constitutes the other of the electrodes among the first electrode or the second electrode.
  • the liquid heating device may further comprise a structure of electrically insulating material forming a frame for receiving and holding said first and second parts and the matrix of flat stones, said structure being able to provide the electrical interface for the supply of said electrical connection terminals.
  • Said structure advantageously forms a substantially parallelepipedal frame, delimited by a peripheral wall forming a frame.
  • the structure may comprise an internal grid extending in a plane perpendicular to said peripheral wall, each mesh of the grid having a dimension adapted to accommodate one of the stones flat.
  • the internal grid may advantageously come from molding with the structure.
  • the peripheral wall of the structure advantageously carries a molded connector with the structure, inside which extend parallel two metal blades forming two electrical connection tabs, each blade having a free end adapted to receive the first or second DC voltage from the outside of the structure.
  • the metal blades are for example overmolded in the structure.
  • FIG. 1 illustrates in section the main components of a heating device according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 5a and 5b illustrate an alternative embodiment of the device relating to the power supply of the heating elements, respectively in exploded perspective and in section;
  • the liquid-heating device for a motor vehicle comprises two parts 1a, 1b of substantially identical thermally conductive material, each of the parts having a path 10a, 10b of liquid flow formed integrally in the room to allow a flow of liquid between an inlet 11a, 11b and an outlet 12a, 12b.
  • Different materials can be used for the manufacture of two parts, such as aluminum, or a ceramic with high thermal conductivity. For reasons which will be apparent in the following description, a material which has both a high thermal conductivity and an electrical conductivity will preferably be used.
  • the device further comprises heating means 14 placed in thermal contact with each of the two parts la, Ib, used to indirectly heat the liquid passing inside the two flow paths 10a, 10b.
  • each flow path 10a, 10b preferably follows a labyrinth-like shape, for example in the form of a spiral.
  • each of the parts has its own inlet 11a, 11b and its own outlet 12a, 12b, all provided with a connection end adapted to receive sealingly conduits or liquid conveying tubes allowing connecting the device on the one hand, to a liquid reservoir, and on the other hand, to one or more systems requiring heated liquid.
  • the heating device as such has a single input, here the input 11a, and a single output, here the output 12b.
  • the flow paths 10a and 10b independently, for example for washing on the one hand, the windshield, and on the other hand, the rear window of the vehicle, in which case the The inlet of each piece will be connected to its own liquid inlet network, and the outlet of each piece to its own liquid outlet network.
  • the heater itself has two independent inputs and two independent outputs.
  • the various inputs and outputs are advantageously provided on the same side of the two parts Ia and Ib.
  • each of said first and second parts 1a, 1b comprises a flat bottom wall 15a, 15b extending in a plane parallel to the flow path 10a, 10b which it encloses. and a plurality of stones 14 with a positive temperature coefficient are arranged in a matrix in the same plane, parallel and in thermal contact with each of the bottom walls.
  • the matrix which, in the schematic example comprises six stones 14, is thus sandwiched between the two bottom walls 15a, 15b to allow indirect heating of the liquid in the two flow paths 10a, 10b.
  • the heating temperature obtained by electrically feeding this type of thermistors is self-limited. More specifically, these thermistors rise in temperature to obtain a substantially constant temperature value, corresponding to the so-called self-regulation temperature. It is therefore not necessary to provide a particular control device for the regulation of these elements.
  • a first electrode is placed facing and in electrical contact with all the first faces of the stones to receive a first DC voltage value, typically the voltage delivered by the vehicle battery, and a second electrode is placed opposite and in electrical contact with all the second faces of the stones, to receive the neutral voltage value.
  • a first DC voltage value typically the voltage delivered by the vehicle battery
  • the feed electrodes are constituted directly by parts 1a and 1b.
  • a material which is both very good thermal conductor. and a very good electrical conductor, for example aluminum, for the manufacture of the first and second parts 1a and 1b.
  • it is sufficient to put the faces of the flat stones in direct contact with respectively the bottom wall 15a of the first part 1a and the bottom wall 15b of the second piece Ib.
  • connection terminal 16a, 16b formed integrally in each of the parts 1a, 1b in order to be able to connect the parts respectively to the battery voltage and to the mass.
  • the bottom walls 15a, 15b of the parts 1a and 1b are held in pressure against the faces of the stones, using either screws for holding parts la, Ib, or a layer of glue covering the faces of the stones on each side.
  • screws it is advantageous to interpose, between the faces of the stones and the bottom walls 15a, 15b, a layer of electrically and thermally conductive grease, so as to compensate for differences in the geometry of the stones 14 and flatness imperfections for the bottom walls 15a, 15b, and thus ensure good thermal and electrical contact.
  • glue it must have good heat conduction properties and a low or no electrical resistance.
  • the adhesive layer like the previous layer of grease, also advantageously makes it possible to compensate for the differences in the geometry of the stones 14 and the flatness imperfections for the bottom walls 15a, 15b.
  • FIGS 5a and 5b illustrate an alternative embodiment for the realization of the supply electrodes of flat stones.
  • each of the first and second electrodes consists of a deformable and thin metal sheet 17a, 17b sandwiched between one of the faces of the matrix, and the bottom wall of the first piece or the second piece.
  • Each sheet has an electrical connection terminal 18a, 18b for receiving the first or second DC voltage.
  • the deformation capacity of the metal sheets 17a, 17b advantageously makes it possible to compensate for the differences in the geometry of the stones 14, and guarantees a uniform application of the electrodes on the faces.
  • a layer 19a, 19b of adhesive cement with good thermal conduction properties and electrical insulation is preferably used between each bottom wall of the parts 1a and 1b and each metal foil 17a, 17b to ensure a good thermal contact.
  • the two previous variants have the advantage of using the same plane electrode to simultaneously feed the same faces of the different stones, the same electrode being constituted by the bottom wall of the parts la, Ib, or by a metal sheet. This ensures that the faces will be well fed, even if some of the stones break down.
  • Each of the two previous variants relating to the formation of the feed electrodes also has its own advantages.
  • the choice of the material for producing parts 1a and 1b depends on its thermal conductivity capabilities alone.
  • the material that composes them must necessarily be a good electrical conductor in addition to being a good thermal conductor. Nevertheless, this variant is of interest because it makes it possible to considerably simplify the electrical connection interface of the device as will now be explained with reference to FIGS. 3 and 4:
  • the various elements described with reference to FIGS. 1, 2a and 2b are disposed inside a structure 2 made of electrically insulating material, for example plastic material, whose role is to simultaneously maintain the these elements and the electrical interface between the external power supply, typically the vehicle battery, and the parts la, Ib forming feed electrodes for the stones 14 with a positive temperature coefficient.
  • a structure 2 made of electrically insulating material, for example plastic material, whose role is to simultaneously maintain the these elements and the electrical interface between the external power supply, typically the vehicle battery, and the parts la, Ib forming feed electrodes for the stones 14 with a positive temperature coefficient.
  • the structure 2 is in the form of a frame of substantially parallelepiped shape, delimited by a peripheral wall 20 forming a frame of sufficient size to accommodate and to surround the different elements.
  • An internal grid 21 formed by thin walls, preferably molded with the structure, allows the precise positioning of the various stones 14, further avoiding that these stones do not come into collision with each other. More precisely, the grid extends perpendicular to the planes containing the peripheral wall 20, and each mesh of the grid has the dimension adapted to accommodate one of the flat stones 14. It is thus guaranteed to always maintain an optimum distribution of the stones with respect to the surface of the bottom walls of the parts la, Ib.
  • the walls of the grid 20 advantageously serve to avoid the migration of this glue which could be responsible for short circuits.
  • the thickness of the walls must also be adjusted so that the faces of the flat stones 14 are at least flush on both sides of the grid.
  • the structure further comprises a connector 22, preferably molded.
  • Two electrical connection tabs 23a, 23b preferably metal plates overmolded in the structure, extend parallel across the connector.
  • the free ends of these tabs 23a, 23b accessible from outside the structure 2 by the connector and not visible in the figures, form the male parts of the connector intended to be respectively connected to the battery and to a mass of the vehicle.
  • the other two ends on the inside of the structure are connected respectively to parts 1a and 1b serving as electrodes.
  • the wall of the frame opposite to that carrying the connector 22 advantageously comprises four cutouts 24, two to upper level, and two at the lower level, adapted to receive the ends of connections 11a, 11b, 12a and 12b parts and Ib when they are placed in the structure respectively from above and from below.
  • the piece 1a is held in place inside the housing on the upper faces of the flat stones 14, in particular by means of a screw-type fastener 25 - nut 26 through an opening 160a whose connection terminal 16a of the piece is provided.
  • the fixing screw 25 - nut 26 is metal, and when the piece is in place in the position shown in Figure 4, the tab 23a is in contact with the nut 26, and the piece is found in electrical contact with the screw
  • the piece is thus able to serve as a feeding electrode for all the upper faces of the flat stones by receiving the voltage to which will be connected the lug or blade 23a via the metal fastener screw 25 - nut 26.
  • a similar screw-nut attachment is provided for the piece Ib through an opening in its connection terminal 16b (see Figure 2b), but in this case, the corresponding nut is in contact with the other leg or blade 23b.
  • the previous metal nut 26 could be replaced by any means of clamping the metal screw 25 for holding and electrically contacting the screw 25 with the blade 23.
  • Two covers not shown in plastic are placed on the peripheral edge of the frame for closing the housing above the room 1a and below the part Ib. These two covers, associated with the structure 2 by gluing or by means of any means of sealing, guarantee the general sealing of the device.
  • the heating device comprises two pieces 1a, 1b
  • the invention can also be generalized to a heating device having only one piece of thermally conductive material, whether or not electrode for feeding the flat stones according to the two variants explained above with reference to FIGS. 3, 4, 5a and 5b.
  • the bottom wall of this part is one of the electrodes of the flat stones, the other electrode being for example made of a deformable metal sheet positioned against the matrix, or that the two electrodes are each consisting of a deformable metal sheet, one being sandwiched between the bottom wall of the workpiece and one of the faces of the die, the other being disposed against the other face of the die.
  • the two variants described above may optionally be variegated:

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a liquid heating device for an automobile that comprises at least one first part (1a) made of a heat-conducting material, a liquid flow path (10a) integrally formed in said first part (1a) for enabling a flow of liquid between an inlet and an outlet (12a), and a heating means (14) thermally coupled with said part (1a) and capable of heating said part (1a) so that the liquid flowing through said flow path can absorb the heat of said part (1a). According to the invention, the first part includes a planar bottom wall (15a) extending in a plane parallel to the flow path (10a), and the electric heating means includes a plurality of flat stones (14) having a positive temperature coefficient and arranged as a matrix in the same plane in parallel and in contact with the bottom wall (15a) as well as two electrodes in the form of two planar surfaces each arranged in parallel and in contact with the corresponding surfaces of the flat stones of the matrix.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE LIQUIDE POUR VEHICULE AUTOMOBILE LIQUID HEATING DEVICE FOR MOTOR VEHICLE
La présente invention concerne un dispositif de chauffage d'une quantité de liquide pour un véhicule automobile.The present invention relates to a device for heating a quantity of liquid for a motor vehicle.
On s'intéresse dans la suite principalement mais non exclusivement au dispositif de chauffage d'un liquide de nettoyage, apte à être relié d'une part, à un réservoir contenant ledit liquide de nettoyage, et d'autre part, à au moins un gicleur placé à proximité d'une surface à nettoyer d'un véhicule automobile, telles que le pare- brise et/ou la lunette arrière. Dans ce cas, le nettoyage des surfaces vitrées est réalisé par action conjointe du système permettant au liquide d'arriver jusqu'à ces surfaces, et du système d'essuyage à un ou deux balais équipant le véhicule. Cependant, la présente invention peut également être utilisée dans le cadre du nettoyage d'autres surfaces, par exemple les parties extérieures des projecteurs ou phares, ou bien pour le chauffage de tout liquide.The following is mainly interested, but not exclusively, in the heating device of a cleaning liquid, which can be connected on the one hand to a reservoir containing said cleaning fluid, and on the other hand to at least one nozzle placed near a surface to be cleaned of a motor vehicle, such as the windshield and / or the rear window. In this case, the cleaning of the glazed surfaces is achieved by the joint action of the system allowing the liquid to reach these surfaces, and the wiper system with one or two brushes equipping the vehicle. However, the present invention can also be used in the context of cleaning other surfaces, for example the external parts of headlamps or headlights, or for heating any liquid.
Il est déjà connu qu'un nettoyage amélioré des surfaces vitrées peut être obtenu en chauffant le liquide de nettoyage avant qu'il ne soit projeté sur la surface à nettoyer au moyen du ou des gicleurs. Par ailleurs, le liquide de nettoyage chauffé peut également aider à des opérations de dégivrage du pare-brise.It is already known that improved cleaning of glazed surfaces can be achieved by heating the cleaning liquid before it is sprayed onto the surface to be cleaned by means of the nozzle (s). In addition, the heated cleaning fluid can also assist windshield de-icing operations.
Différentes solutions ont déjà été proposées pour permettre une élévation de la température du liquide lave-glace :Various solutions have already been proposed to allow a rise in the temperature of the washer fluid:
Une première solution connue consiste à utiliser directement l'énergie du moteur du véhicule automobile pour chauffer le liquide de nettoyage. Les températures obtenues sont cependant trop importantes, typiquement supérieures à 700C, ce qui crée le risque d'occasionner des brûlures graves sur des personnes se trouvant à proximité du véhicule. Une autre solution connue consiste à chauffer le liquide en utilisant l'énergie du radiateur du véhicule automobile. Cette solution a cependant été peu utilisée car il est nécessaire d'attendre que le moteur chauffe un certain temps avant de pouvoir effectivement élever la température du liquide de nettoyage.A first known solution is to directly use the motor energy of the motor vehicle to heat the cleaning liquid. However, the temperatures obtained are too high, typically greater than 70 ° C., which creates the risk of causing serious burns on people in the vicinity of the vehicle. Another known solution is to heat the liquid using the energy of the radiator of the motor vehicle. This solution has, however, been little used because it is necessary to wait for the engine to warm up for some time before it can actually raise the temperature of the cleaning liquid.
Dans une troisième solution proposée, une résistance placée directement dans le réservoir de liquide de nettoyage permet de chauffer ce liquide. Cette solution n'est cependant pas optimale du fait que l'ensemble du liquide contenu dans le réservoir doit à chaque fois être chauffé alors que seule une petite quantité de liquide est prélevée, augmentant de ce fait inutilement le temps de chauffage, et détruisant à terme les propriétés intrinsèques du liquide.In a third proposed solution, a resistor placed directly in the cleaning liquid tank is used to heat the liquid. This solution is not optimal, however, because all the liquid in the tank must each time be heated while only a small amount of liquid is removed, thereby unnecessarily increasing the heating time, and destroying term the intrinsic properties of the liquid.
Les dernières solutions connues consistent à utiliser un dispositif de chauffage placé dans le chemin de circulation du liquide entre le réservoir de liquide et le ou les gicleurs, permettant d'élever la température d'une quantité de liquide prélevée dans le réservoir au moment où l'on actionne la commande du lave-glace, généralement par le levier de commande placé à côté du volant et contrôlant entre autre l'actionnement des essuie-glace. Parmi ces solutions, le chauffage proprement dit s'effectue soit par contact direct d'une résistance chauffante avec le liquide à chauffer, soit par contact indirect.The last known solutions consist in using a heating device placed in the liquid circulation path between the liquid reservoir and the nozzle (s), making it possible to raise the temperature of a quantity of liquid taken from the reservoir at the moment when the the windshield washer control is actuated, generally by the control lever placed beside the steering wheel and controlling, inter alia, the actuation of the windshield wipers. Among these solutions, the actual heating is carried out either by direct contact of a heating resistor with the liquid to be heated, or by indirect contact.
On s'intéresse dans la suite au mode de chauffage par contact indirect, l'autre mode de chauffage par contact direct ayant pour inconvénient principal que les résistances chauffantes utilisées pour chauffer directement le liquide sont à des températures extrêmement élevées, ce qui entraîne localement une vaporisation du liquide.In the following, the indirect contact heating mode is of interest. The other direct contact heating mode has the main disadvantage that the heating resistors used to directly heat the liquid are at extremely high temperatures, which leads locally to a high temperature. vaporization of the liquid.
On connaît notamment du document US 7, 190, 893 un dispositif de chauffage du liquide lave-glace avec contact indirect, dans lequel des éléments électriques de chauffage sont mis en contact avec une masse en matériau thermiquement conducteur de façon à chauffer cette masse. Un chemin pour l'écoulement du liquide entre une entrée et une sortie est pratiqué directement dans la masse. Le liquide, lors de son passage le long de ce chemin, absorbe ainsi la chaleur de la masse. Les éléments électriques de chauffage sont constitués par une pluralité de résistances électriques chauffantes de forme générale cylindrique, s'étendant parallèlement dans la masse, de préférence surmoulées par le matériau thermiquement conducteur formant la masse.Document US 7, 190, 893 discloses a device for heating windscreen washer fluid with indirect contact, in which electric heating elements are brought into contact with a mass of thermally conductive material in order to heat this mass. A path for the flow of liquid between an inlet and an outlet is practiced directly in the mass. The liquid, as it passes along this path, thus absorbs the heat of the mass. The electric heating elements are constituted by a plurality of heating resistors of generally cylindrical shape, extending parallel in the mass, preferably overmolded by the thermally conductive material forming the mass.
De telles résistances, outre le fait qu'elles présentent un encombrement non négligeable, doivent être alimentées au niveau de leurs deux bornes de connexion situées à leurs deux extrémités. En outre, la tension de chacune des résistances doit être contrôlée de manière à commander l'arrêt de l'alimentation de ces résistances de façon appropriée, en particulier dès lors que le liquide a atteint la température maximum souhaitée. Il en résulte la nécessité de prévoir, dans le dispositif, une carte de circuit imprimé pourvue de moyens de contrôle, typiquement d'une pluralité de MOSFETs, pour la gestion de l'alimentation de ces résistances chauffantes. Cette solution est en conséquence encombrante et coûteuse en raison des différents composants électroniques nécessaires. La présente invention a pour but de proposer un nouveau dispositif de chauffage palliant les inconvénients précités.Such resistors, besides the fact that they have a significant footprint, must be supplied at their two connection terminals located at both ends. In addition, the voltage of each of the resistors must be controlled so as to cause the supply of these resistors to be stopped in a suitable manner, in particular when the liquid has reached the desired maximum temperature. This results in the need to provide, in the device, a printed circuit board provided with control means, typically a plurality of MOSFETs, for managing the power supply of these heating resistors. This solution is therefore cumbersome and expensive because of the different electronic components required. The present invention aims to propose a new heating device overcoming the aforementioned drawbacks.
Ce but est atteint selon l'invention qui propose un dispositif de chauffage de liquide pour véhicule automobile, comportant au moins une première pièce en matériau thermiquement conducteur, un chemin d'écoulement du liquide formé intégralement dans ladite première pièce pour permettre un écoulement du liquide entre une entrée et une sortie, et des moyens de chauffage électrique en couplage thermique avec ladite pièce aptes à chauffer ladite pièce pour permettre au liquide s'écoulant dans ledit chemin d'écoulement d'absorber la chaleur de ladite pièce, caractérisé en ce que ladite première pièce comporte une paroi de fond plane s'étendant dans un plan parallèle au chemin d'écoulement, en ce que les moyens de chauffage électrique comportent une pluralité de pierres plates à coefficient de température positif disposées en matrice dans un même plan, parallèlement et en contact thermique avec ladite paroi de fond, une première électrode unique sous forme d'une surface plane disposée parallèlement et en contact avec une première face de chaque pierre plate de ladite matrice, et une deuxième électrode unique sous forme d'une surface plane disposée parallèlement et en contact avec une deuxième face opposée à la première face de chaque pierre plate de ladite matrice.This object is achieved according to the invention which proposes a liquid heating device for a motor vehicle, comprising at least a first piece of thermally conductive material, a liquid flow path formed integrally in said first piece to allow a liquid flow. between an inlet and an outlet, and electrical heating means in thermal coupling with said part adapted to heat said part to allow liquid flowing in said flow path to absorb the heat of said part, characterized in that said first piece has a flat bottom wall extending in a plane parallel to the flow path, in that the electric heating means comprise a plurality of flat stones with a positive temperature coefficient arranged in a matrix in the same plane, parallel and in thermal contact with said bottom wall, a first single electrode in the form of a flat surface disposed in parallel and in contact with a first face of each flat stone of said matrix, and a second single electrode in the form of a flat surface arranged in parallel and in contact with each other; with a second face opposite to the first face of each flat stone of said die.
La première électrode unique est apte à être reliée à une première tension continue délivrée par la batterie du véhicule, et la deuxième électrode unique est apte à être reliée à une tension de masse. Dans un premier mode de réalisation possible, ladite première pièce est en matériau conducteur électrique et présente une borne de connexion électrique, et l'une quelconque des surfaces planes constituant l'une des électrodes parmi la première électrode ou la deuxième électrode est constituée directement par la paroi de fond plane de ladite première pièce.The first single electrode is adapted to be connected to a first DC voltage delivered by the vehicle battery, and the second single electrode is adapted to be connected to a ground voltage. In a first possible embodiment, said first part is made of electrically conductive material and has an electrical connection terminal, and any of the plane surfaces constituting one of the electrodes of the first electrode or the second electrode is formed directly by the flat bottom wall of said first piece.
Dans ce cas, une couche de graisse électriquement et thermiquement conductrice est de préférence intercalée entre ladite paroi de fond formant électrode et les faces correspondantes des pierres de la matrice. En variante, ladite paroi de fond formant électrode est maintenue contre les faces correspondantes des pierres de la matrice par une couche de colle thermiquement conductrice.In this case, an electrically and thermally conductive grease layer is preferably interposed between said bottom wall forming the electrode and the corresponding faces of the stones of the matrix. In a variant, said bottom wall forming an electrode is held against the corresponding faces of the stones of the matrix by a layer of thermally conductive glue.
Dans un deuxième mode de réalisation possible, l'une quelconque des surfaces planes constituant la première électrode ou la deuxième électrode est constituée d'une feuille métallique déformable et de faible épaisseur placée en sandwich entre la matrice et la paroi de fond de la première pièce, ladite feuille présentant une borne de connexion électrique pour recevoir la première ou la deuxième tension continue. Le dispositif peut avantageusement comporter une deuxième pièce en matériau thermiquement conducteur, avec un deuxième chemin d'écoulement du liquide formé intégralement dans ladite deuxième pièce, ladite deuxième pièce comportant également une paroi de fond plane s'étendant dans un plan parallèle au deuxième chemin d'écoulement. Dans ce cas, la matrice comportant une pluralité de pierres plates est disposée parallèlement entre les parois de fond des dites première et deuxième pièces, en contact thermique avec chacune des dites parois de fond.In a second possible embodiment, any of the plane surfaces constituting the first electrode or the second electrode consists of a deformable metal sheet. and of small thickness sandwiched between the matrix and the bottom wall of the first part, said sheet having an electrical connection terminal for receiving the first or the second DC voltage. The device may advantageously comprise a second part made of thermally conductive material, with a second liquid flow path formed integrally in said second part, said second part also comprising a flat bottom wall extending in a plane parallel to the second path of the second part. 'flow. In this case, the matrix comprising a plurality of flat stones is arranged parallel between the bottom walls of said first and second parts, in thermal contact with each of said bottom walls.
La deuxième pièce peut être également en un matériau conducteur électrique et présenter une borne de connexion électrique. Dans ce cas, la paroi de fond de la deuxième pièce constitue avantageusement l'autre des électrodes parmi la première électrode ou la deuxième électrode.The second piece may also be made of an electrically conductive material and have an electrical connection terminal. In this case, the bottom wall of the second part advantageously constitutes the other of the electrodes among the first electrode or the second electrode.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de chauffage de liquide peut comporter en outre une structure en matériau électriquement isolant formant châssis pour recevoir et maintenir lesdites première et deuxième pièces et la matrice de pierres plates, ladite structure étant apte à assurer l'interface électrique pour l'alimentation des dites bornes de connexion électrique. Ladite structure forme avantageusement un châssis sensiblement parallélépipédique, délimité par une paroi périphérique formant cadre.According to another feature, the liquid heating device may further comprise a structure of electrically insulating material forming a frame for receiving and holding said first and second parts and the matrix of flat stones, said structure being able to provide the electrical interface for the supply of said electrical connection terminals. Said structure advantageously forms a substantially parallelepipedal frame, delimited by a peripheral wall forming a frame.
La structure peut comporter une grille interne s'étendant dans un plan perpendiculaire à ladite paroi périphérique, chaque maille de la grille présentant une dimension adaptée pour accueillir une des pierres plates. La grille interne peut être avantageusement venue de moulage avec là structure.The structure may comprise an internal grid extending in a plane perpendicular to said peripheral wall, each mesh of the grid having a dimension adapted to accommodate one of the stones flat. The internal grid may advantageously come from molding with the structure.
La paroi périphérique de la structure porte avantageusement un connecteur venu de moulage avec la structure, à l'intérieur duquel s'étendent parallèlement deux lames métalliques formant deux pattes de connexion électrique, chaque lame présentant une extrémité libre apte à recevoir la première ou la deuxième tension continue depuis l'extérieur de la structure. Les lames métalliques sont par exemple surmoulées dans la structure. Les avantages ainsi que d'autres particularités de l'invention seront détaillés dans la description qui suit d'un exemple de réalisation possible d'un dispositif de chauffage de liquide conforme à la présente invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles :The peripheral wall of the structure advantageously carries a molded connector with the structure, inside which extend parallel two metal blades forming two electrical connection tabs, each blade having a free end adapted to receive the first or second DC voltage from the outside of the structure. The metal blades are for example overmolded in the structure. The advantages as well as other features of the invention will be detailed in the following description of a possible embodiment of a liquid heating device according to the present invention, with reference to the appended figures, in which:
- la figure 1 illustre en coupe les principaux éléments constitutifs d'un dispositif de chauffage selon un mode de réalisation préféré de l'invention;- Figure 1 illustrates in section the main components of a heating device according to a preferred embodiment of the invention;
- les figures 2a et 2b sont des vues en perspective respectivement assemblée et éclatée des principaux éléments du dispositif de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des perspectives illustrant un montage possible des éléments des figures 2a et 2b à l'intérieur d'une structure de maintien du dispositif servant d'interface de connexion électrique du dispositif avec l'extérieur ;- Figures 2a and 2b are perspective views respectively assembled and exploded of the main elements of the device of Figure 1; - Figures 3 and 4 are perspectives illustrating a possible assembly of the elements of Figures 2a and 2b within a holding structure of the device serving as an electrical connection interface of the device with the outside;
- les figures 5a et 5b illustrent une variante de réalisation du dispositif relative à l'alimentation électrique des éléments chauffants, respectivement en perspective éclatée et en coupe;- Figures 5a and 5b illustrate an alternative embodiment of the device relating to the power supply of the heating elements, respectively in exploded perspective and in section;
En référence aux figures 1, 2a et 2b qui illustrent un mode de réalisation préféré bien que non limitatif de l'invention, le dispositif de chauffage de liquide pour véhicule automobile comporte deux pièces la, Ib en matériau thermiquement conducteur sensiblement identiques, chacune des pièces comportant un chemin 10a, 10b d'écoulement du liquide formé intégralement dans la pièce pour permettre un écoulement du liquide entre une entrée lia, 11b et une sortie 12a, 12b. Différents matériaux peuvent être utilisés pour la fabrication des deux pièces, tels que de l'aluminium, ou une céramique à haute conductivité thermique. Pour des raisons qui seront apparentes dans la suite de la description, on utilisera de préférence un matériau qui présente à la fois une haute conductivité thermique et une conductivité électrique. Le dispositif comporte en outre des moyens de chauffage 14 mis en contact thermique avec chacune des deux pièces la, Ib, servant à chauffer indirectement le liquide passant à l'intérieur des deux chemins d'écoulement 10a, 10b.With reference to FIGS. 1, 2a and 2b, which illustrate a preferred embodiment that is not limiting of the invention, the liquid-heating device for a motor vehicle comprises two parts 1a, 1b of substantially identical thermally conductive material, each of the parts having a path 10a, 10b of liquid flow formed integrally in the room to allow a flow of liquid between an inlet 11a, 11b and an outlet 12a, 12b. Different materials can be used for the manufacture of two parts, such as aluminum, or a ceramic with high thermal conductivity. For reasons which will be apparent in the following description, a material which has both a high thermal conductivity and an electrical conductivity will preferably be used. The device further comprises heating means 14 placed in thermal contact with each of the two parts la, Ib, used to indirectly heat the liquid passing inside the two flow paths 10a, 10b.
Pour favoriser l'échange thermique entre le matériau thermiquement conducteur constituant chacune des deux pièces la et Ib et le liquide, chaque chemin d'écoulement 10a, 10b suit de préférence un tracé en forme de labyrinthe, par exemple en forme de spirale. Dans l'exemple préféré représenté, chacune des pièces comporte sa propre entrée lia, 11b et sa propre sortie 12a, 12b, toutes munies d'une extrémité de connexion apte à recevoir de façon étanche des conduits ou tubes d'acheminement de liquide permettant de relier le dispositif d'une part, à un réservoir de liquide, et d'autre part, à un ou plusieurs systèmes nécessitant du liquide chauffé.In order to promote the heat exchange between the thermally conductive material constituting each of the two parts 1a and 1b and the liquid, each flow path 10a, 10b preferably follows a labyrinth-like shape, for example in the form of a spiral. In the preferred example shown, each of the parts has its own inlet 11a, 11b and its own outlet 12a, 12b, all provided with a connection end adapted to receive sealingly conduits or liquid conveying tubes allowing connecting the device on the one hand, to a liquid reservoir, and on the other hand, to one or more systems requiring heated liquid.
Cet agencement permet une grande souplesse dans l'utilisation du dispositif de chauffage. Par exemple, dans le cas où l'on souhaite uniquement utiliser le chauffage du liquide pour un système de lave- glace associé au système d'essuyage du pare-brise du véhicule, il suffit de prévoir que l'une des entrées, par exemple l'entrée lia de la première pièce, soit reliée à un réservoir de liquide de lavage, que la sortie 12b de la deuxième pièce soit reliée à un ou plusieurs gicleurs du système de lave-glace, et que les chemins d'écoulement 10a et 10b soient connectés en série en reliant la sortie 12a de la première pièce avec l'entrée 11b de la deuxième pièce. Dans ce cas, le dispositif de chauffage en tant que tel comporte une unique entrée, ici l'entrée lia, et une unique sortie, ici la sortie 12b.This arrangement allows great flexibility in the use of the heater. For example, in the case where it is only desired to use the heating of the liquid for a washer system associated with the wiper system of the windshield of the vehicle, it suffices to provide that one of the inputs, for example the inlet 11a of the first part, which is connected to a tank of washing liquid, that the outlet 12b of the second part is connected to one or more nozzles of the washer system, and that the flow paths 10a and 10b are connected in series by connecting the outlet 12a of the first piece with the input 11b of the second piece. In this case, the heating device as such has a single input, here the input 11a, and a single output, here the output 12b.
On peut également prévoir d'utiliser les chemins d'écoulement 10a et 10b de façon indépendante, par exemple pour le lavage d'une part, du pare-brise, et d'autre part, de la lunette arrière du véhicule, auquel cas l'entrée de chaque pièce sera reliée à son propre réseau d'entrée de liquide, et la sortie de chaque pièce à son propre réseau de sortie de liquide. Dans ce cas, le dispositif de chauffage en tant que tel présente en fait deux entrées indépendantes et deux sorties indépendantes.It is also possible to use the flow paths 10a and 10b independently, for example for washing on the one hand, the windshield, and on the other hand, the rear window of the vehicle, in which case the The inlet of each piece will be connected to its own liquid inlet network, and the outlet of each piece to its own liquid outlet network. In this case, the heater itself has two independent inputs and two independent outputs.
Pour faciliter les connexions pour l'écoulement du liquide, les différentes entrées et sorties sont avantageusement prévues sur un même côté des deux pièces la et Ib.To facilitate the connections for the flow of the liquid, the various inputs and outputs are advantageously provided on the same side of the two parts Ia and Ib.
En outre, selon un aspect important de la présente invention, chacune des dites première et deuxième pièces la, Ib comporte une paroi de fond plane 15a, 15b s'étendant dans un plan parallèle au chemin 10a, 10b d'écoulement qu'elle renferme, et une pluralité de pierres 14 à coefficient de température positif sont disposées en matrice dans un même plan, parallèlement et en contact thermique avec chacune des parois de fond. La matrice qui, dans l'exemple schématisé comporte six pierres 14, se retrouve ainsi prise en sandwich entre les deux parois de fond 15a, 15b pour permettre un chauffage indirect du liquide dans les deux chemins d'écoulement 10a, 10b.Furthermore, according to an important aspect of the present invention, each of said first and second parts 1a, 1b comprises a flat bottom wall 15a, 15b extending in a plane parallel to the flow path 10a, 10b which it encloses. and a plurality of stones 14 with a positive temperature coefficient are arranged in a matrix in the same plane, parallel and in thermal contact with each of the bottom walls. The matrix which, in the schematic example comprises six stones 14, is thus sandwiched between the two bottom walls 15a, 15b to allow indirect heating of the liquid in the two flow paths 10a, 10b.
L'utilisation de pierres à coefficient de température positif présente plusieurs avantages. Tout d'abord, la température de chauffage obtenue en alimentant électriquement ce type de thermistances est auto-limitée. Plus précisément, ces thermistances montent en température jusqu'à obtenir une valeur de température sensiblement constante, correspondant à la température dite d'autorégulation. Il n'est donc pas nécessaire de prévoir de dispositif de contrôle particulier pour la régulation de ces éléments. En outre, pour obtenir la montée en température d'une pierre plate à coefficient de température positif, il suffit de connecter électriquement l'une de ses faces à une première tension continue, l'autre des faces recevant une deuxième tension continue, typiquement la masse. Cela est mis à profit conformément à l'invention pour obtenir une structure très compacte en prévoyant seulement deux électrodes pour l'alimentation électrique simultanée de l'ensemble des pierres de la matrice. Ainsi, une première électrode est placée en regard et en contact électrique avec l'ensemble des premières faces des pierres pour recevoir une première valeur de tension continue, typiquement la tension délivrée par la batterie du véhicule, et une deuxième électrode est placée en regard et en contact électrique avec l'ensemble des deuxièmes faces des pierres, pour recevoir la valeur de tension neutre.The use of positive temperature coefficient stones has several advantages. First, the heating temperature obtained by electrically feeding this type of thermistors is self-limited. More specifically, these thermistors rise in temperature to obtain a substantially constant temperature value, corresponding to the so-called self-regulation temperature. It is therefore not necessary to provide a particular control device for the regulation of these elements. In addition, in order to obtain the rise in temperature of a flat stone with a positive temperature coefficient, it is sufficient to electrically connect one of its faces to a first DC voltage, the other of the faces receiving a second DC voltage, typically the mass. This is exploited in accordance with the invention to obtain a very compact structure by providing only two electrodes for the simultaneous power supply of all the stones of the matrix. Thus, a first electrode is placed facing and in electrical contact with all the first faces of the stones to receive a first DC voltage value, typically the voltage delivered by the vehicle battery, and a second electrode is placed opposite and in electrical contact with all the second faces of the stones, to receive the neutral voltage value.
Dans une première variante de réalisation selon l'invention représentée sur les figures 1 à 4, les électrodes d'alimentation sont constituées directement par les pièces la et Ib. Pour ce faire, on choisit un matériau qui soit à la fois très bon conducteur thermique et très bon conducteur électrique, par exemple l'aluminium, pour la fabrication des première et deuxième pièces la et Ib. Dans ce cas, il suffit de mettre les faces des pierres plates en contact direct avec respectivement la paroi de fond 15a de la première pièce la et la paroi de fond 15b de la deuxième pièce Ib. On prévoit en outre une borne de connexion 16a, 16b formée intégralement dans chacune des pièces la, Ib, pour pouvoir relier les pièces respectivement à la tension de la batterie et à la masse. Pour assurer un bon contact, les parois de fond 15a, 15b des pièces la et Ib sont maintenues en pression contre les faces des pierres, en utilisant soit des vis pour le maintien des pièces la, Ib, soit une couche de colle recouvrant de chaque côté les faces des pierres. Dans le cas où l'on utilise des vis, on peut prévoir avantageusement d'intercaler, entre les faces des pierres et les parois de fond 15a, 15b un couche de graisse électriquement et thermiquement conductrice, de façon à compenser les écarts de géométrie des pierres 14 et les imperfections de planéité pour les parois de fond 15a, 15b, et garantir ainsi un bon contact thermique et électrique. Dans le cas où l'on utilise de la colle, celle-ci doit présenter de bonnes propriétés de conduction thermique, et une résistance électrique faible voire nulle. La couche de colle, tout comme la couche de graisse précédente, permet aussi avantageusement de compenser les écarts de géométrie des pierres 14 et les imperfections de planéité pour les parois de fond 15a, 15b.In a first variant embodiment according to the invention shown in FIGS. 1 to 4, the feed electrodes are constituted directly by parts 1a and 1b. To do this, a material is chosen which is both very good thermal conductor. and a very good electrical conductor, for example aluminum, for the manufacture of the first and second parts 1a and 1b. In this case, it is sufficient to put the faces of the flat stones in direct contact with respectively the bottom wall 15a of the first part 1a and the bottom wall 15b of the second piece Ib. There is furthermore provided a connection terminal 16a, 16b formed integrally in each of the parts 1a, 1b in order to be able to connect the parts respectively to the battery voltage and to the mass. To ensure good contact, the bottom walls 15a, 15b of the parts 1a and 1b are held in pressure against the faces of the stones, using either screws for holding parts la, Ib, or a layer of glue covering the faces of the stones on each side. In the case where screws are used, it is advantageous to interpose, between the faces of the stones and the bottom walls 15a, 15b, a layer of electrically and thermally conductive grease, so as to compensate for differences in the geometry of the stones 14 and flatness imperfections for the bottom walls 15a, 15b, and thus ensure good thermal and electrical contact. In the case where glue is used, it must have good heat conduction properties and a low or no electrical resistance. The adhesive layer, like the previous layer of grease, also advantageously makes it possible to compensate for the differences in the geometry of the stones 14 and the flatness imperfections for the bottom walls 15a, 15b.
Les figures 5a et 5b illustrent une variante de réalisation pour ce qui concerne la réalisation des électrodes d'alimentation des pierres plates. Ici, chacune des première et deuxième électrodes est constituée d'une feuille métallique déformable et de faible épaisseur 17a, 17b placée en sandwich entre l'une des faces de la matrice, et la paroi de fond de la première pièce ou de la deuxième pièce. Chaque feuille présente une borne 18a, 18b de connexion électrique pour recevoir la première ou la deuxième tension continue. Dans cette variante de réalisation, la capacité de déformation des feuilles métalliques 17a, 17b permet avantageusement de compenser les écarts de géométrie des pierres 14, et garantit une application uniforme des électrodes sur les faces. Une couche 19a, 19b de ciment colle avec de bonnes propriétés de conduction thermique et d'isolation électrique est utilisée de préférence entre chaque paroi de fond des pièces la et Ib et chaque feuille métallique 17a, 17b pour garantir un bon contact thermique.Figures 5a and 5b illustrate an alternative embodiment for the realization of the supply electrodes of flat stones. Here, each of the first and second electrodes consists of a deformable and thin metal sheet 17a, 17b sandwiched between one of the faces of the matrix, and the bottom wall of the first piece or the second piece. . Each sheet has an electrical connection terminal 18a, 18b for receiving the first or second DC voltage. In this variant embodiment, the deformation capacity of the metal sheets 17a, 17b advantageously makes it possible to compensate for the differences in the geometry of the stones 14, and guarantees a uniform application of the electrodes on the faces. A layer 19a, 19b of adhesive cement with good thermal conduction properties and electrical insulation is preferably used between each bottom wall of the parts 1a and 1b and each metal foil 17a, 17b to ensure a good thermal contact.
Les deux variantes précédentes présentent l'avantage d'utiliser une même électrode plane pour alimenter simultanément les mêmes faces des différentes pierres, cette même électrode étant soit constituée par la paroi de fond des pièces la, Ib, soit par une feuille métallique. Cela garantit que les faces seront bien alimentées, et ce, même si certaines des pierres venaient à se casser. Chacune des deux variantes précédentes relatives à la formation des électrodes d'alimentation présente en outre ses propres avantages. Ainsi, pour la variante de réalisation présentée en référence aux figures 5a et 5b, le choix du matériau pour réaliser les pièces la et Ib s'effectue en fonction de ses seules capacités de conduction thermique. En revanche, lorsque les pièces la et Ib sont utilisées comme électrodes d'alimentation, le matériau qui les compose doit nécessairement être bon conducteur électrique en plus d'être bon conducteur thermique. Néanmoins, cette variante présente un intérêt car elle permet de simplifier considérablement l'interface de connexion électrique du dispositif comme cela va être expliqué à présent en référence aux figures 3 et 4 :The two previous variants have the advantage of using the same plane electrode to simultaneously feed the same faces of the different stones, the same electrode being constituted by the bottom wall of the parts la, Ib, or by a metal sheet. This ensures that the faces will be well fed, even if some of the stones break down. Each of the two previous variants relating to the formation of the feed electrodes also has its own advantages. Thus, for the variant embodiment presented with reference to FIGS. 5a and 5b, the choice of the material for producing parts 1a and 1b depends on its thermal conductivity capabilities alone. On the other hand, when the parts 1a and 1b are used as feed electrodes, the material that composes them must necessarily be a good electrical conductor in addition to being a good thermal conductor. Nevertheless, this variant is of interest because it makes it possible to considerably simplify the electrical connection interface of the device as will now be explained with reference to FIGS. 3 and 4:
Sur ces figures, les différents éléments décrits en référence aux figures 1, 2a et 2b sont disposés à l'intérieur d'une structure 2 en matériau électriquement isolant, par exemple en matière plastique, dont le rôle est d'assurer simultanément le maintien de ces éléments et l'interface électrique entre l'alimentation extérieure, typiquement la batterie du véhicule, et les pièces la, Ib formant électrodes d'alimentation pour les pierres 14 à coefficient de température positif. Compte tenu des perspectives des figures 3 et 4, seules la pièce la et les pierres 14 sont visibles à l'intérieur de cette structure. La structure est cependant symétrique et la pièce Ib vient se placer exactement de la même façon que la pièce la à l'intérieur de cette structure.In these figures, the various elements described with reference to FIGS. 1, 2a and 2b are disposed inside a structure 2 made of electrically insulating material, for example plastic material, whose role is to simultaneously maintain the these elements and the electrical interface between the external power supply, typically the vehicle battery, and the parts la, Ib forming feed electrodes for the stones 14 with a positive temperature coefficient. Given the perspective of Figures 3 and 4, only the room and the stones 14 are visible within this structure. The structure is however symmetrical and the piece Ib is placed exactly in the same way as the room in the interior of this structure.
La structure 2 se présente sous la forme d'un châssis de forme sensiblement parallélépipédique, délimité par une paroi périphérique 20 formant cadre de dimensions suffisantes pour pouvoir accueillir et ceinturer les différents éléments. Une grille interne 21 formée de parois de faible épaisseur, de préférence venue de moulage avec la structure, permet le positionnement précis des différentes pierres 14, en évitant en outre que ces pierres ne viennent se heurter les unes aux autres. Plus précisément, la grille s'étend perpendiculairement aux plans contenant la paroi périphérique 20, et chaque maille de la grille présente la dimension adaptée pour accueillir une des pierres plates 14. On garantit ainsi de conserver toujours une répartition optimum des pierres par rapport à la surface des parois de fond des pièces la, Ib. En outre, dans le cas où de la colle est utilisée pour maintenir les parois de fond 10a, 10b des pièces la, Ib contre les faces des pierres 14, les parois de la grille 20 servent avantageusement à éviter la migration de cette colle qui pourrait être responsable de courts-circuits. L'épaisseur des parois doit en outre être ajustée de façon à ce que les faces des pierres plates 14 soient au moins affleurantes de part et d'autre de la grille.The structure 2 is in the form of a frame of substantially parallelepiped shape, delimited by a peripheral wall 20 forming a frame of sufficient size to accommodate and to surround the different elements. An internal grid 21 formed by thin walls, preferably molded with the structure, allows the precise positioning of the various stones 14, further avoiding that these stones do not come into collision with each other. More precisely, the grid extends perpendicular to the planes containing the peripheral wall 20, and each mesh of the grid has the dimension adapted to accommodate one of the flat stones 14. It is thus guaranteed to always maintain an optimum distribution of the stones with respect to the surface of the bottom walls of the parts la, Ib. In addition, in the case where glue is used to maintain the bottom walls 10a, 10b parts la, Ib against the faces of the stones 14, the walls of the grid 20 advantageously serve to avoid the migration of this glue which could be responsible for short circuits. The thickness of the walls must also be adjusted so that the faces of the flat stones 14 are at least flush on both sides of the grid.
Sur l'une des parois du cadre destinée à être au plus près des bornes de connexion 16a, 16b correspondantes des pièces la et Ib, la structure comporte en outre un connecteur 22, venu de préférence de moulage. Deux pattes 23a, 23b de connexion électrique, de préférence des lames métalliques surmoulées dans la structure, s'étendent parallèlement au travers du connecteur. Les extrémités libres de ces pattes 23a, 23b, accessibles depuis l'extérieur de la structure 2 par le connecteur et non visibles sur les figures, forment les parties mâles du connecteur destinées à être reliées respectivement à la batterie et à une masse du véhicule. Les deux autres extrémités côté intérieur à la structure sont quant à elles reliées respectivement aux pièces la et Ib servant d'électrodes.On one of the walls of the frame intended to be as close as possible to the corresponding connection terminals 16a, 16b of the parts 1a and 1b, the structure further comprises a connector 22, preferably molded. Two electrical connection tabs 23a, 23b, preferably metal plates overmolded in the structure, extend parallel across the connector. The free ends of these tabs 23a, 23b, accessible from outside the structure 2 by the connector and not visible in the figures, form the male parts of the connector intended to be respectively connected to the battery and to a mass of the vehicle. The other two ends on the inside of the structure are connected respectively to parts 1a and 1b serving as electrodes.
La paroi du cadre opposée à celle portant le connecteur 22 comporte quant à elle avantageusement quatre découpes 24, deux au niveau supérieur, et deux au niveau inférieur, aptes à recevoir les extrémités de connexions lia, 11b, 12a et 12b des pièces la et Ib lorsque celles-ci sont mises en place dans la structure respectivement par le dessus et par le dessous. Comme visible sur les figures 3 et 4, la pièce la est maintenue en place à l'intérieur du logement sur les faces supérieures des pierres plates 14, notamment par l'intermédiaire d'une fixation de type vis 25 - écrou 26 au travers d'une ouverture 160a dont la borne de connexion 16a de la pièce la est pourvue. La fixation vis 25 - écrou 26 est métallique, et, lorsque la pièce la est en place dans la position représentée sur la figure 4, la patte 23a se retrouve en contact avec l'écrou 26, et la pièce la se retrouve en contact électrique avec la visThe wall of the frame opposite to that carrying the connector 22 advantageously comprises four cutouts 24, two to upper level, and two at the lower level, adapted to receive the ends of connections 11a, 11b, 12a and 12b parts and Ib when they are placed in the structure respectively from above and from below. As can be seen in FIGS. 3 and 4, the piece 1a is held in place inside the housing on the upper faces of the flat stones 14, in particular by means of a screw-type fastener 25 - nut 26 through an opening 160a whose connection terminal 16a of the piece is provided. The fixing screw 25 - nut 26 is metal, and when the piece is in place in the position shown in Figure 4, the tab 23a is in contact with the nut 26, and the piece is found in electrical contact with the screw
25. La pièce la est ainsi apte à servir d'électrode d'alimentation pour l'ensemble des faces supérieures des pierres plates en recevant la tension à laquelle sera connectée la patte ou lame 23a par l'intermédiaire de la fixation métallique vis 25 - écrou 26. Bien entendu, une fixation vis-écrou similaire est prévue pour la pièce Ib au travers d'une ouverture pratiquée dans sa borne de connexion 16b (voir figure 2b), mais dans ce cas, l'écrou correspondant se retrouve en contact avec l'autre patte ou lame 23b.25. The piece is thus able to serve as a feeding electrode for all the upper faces of the flat stones by receiving the voltage to which will be connected the lug or blade 23a via the metal fastener screw 25 - nut 26. Of course, a similar screw-nut attachment is provided for the piece Ib through an opening in its connection terminal 16b (see Figure 2b), but in this case, the corresponding nut is in contact with the other leg or blade 23b.
Par ailleurs, d'autres types de fixation sont envisageables. Par exemple, l'écrou métallique 26 précédent pourrait être remplacé par tout moyen de serrage de la vis métallique 25 permettant le maintien et la mise en contact électrique de cette vis 25 avec la lame 23. Deux couvercles non représentés en matière plastique viennent se placer sur le rebord périphérique du cadre pour fermer le logement au-dessus de la pièce la et au-dessous de la pièce Ib. Ces deux couvercles, associés à la structure 2 par collage ou par l'intermédiaire de tout moyen de liaison étanche, garantissent l'étanchéité générale du dispositif. Bien que dans les différents exemples décrits ci-dessus, le dispositif de chauffage comporte deux pièces la, Ib, l'invention peut être également généralisée à un dispositif de chauffage ne comportant qu'une seule pièce en matériau thermiquement conducteur, servant ou non d'électrode pour l'alimentation des pierres plates conformément aux deux variantes explicitées ci-dessus en référence aux figures 3, 4, 5a et 5b. Plus précisément, on peut prévoir que la paroi de fond de cette pièce constitue l'une des électrodes des pierres plates, l'autre électrode étant par exemple constituée d'une feuille métallique déformable positionnée contre la matrice, ou bien que les deux électrodes soient constituées chacune d'une feuille métallique déformable, l'une étant prise en sandwich entre la paroi de fond de la pièce et l'une des faces de la matrice, l'autre étant disposée contre l'autre face de la matrice. En outre, même dans le cas où le dispositif comporte deux pièces la, Ib, les deux variantes décrites précédemment peuvent éventuellement être panachées : On peut ainsi prévoir que l'une des électrodes soit constituée par la paroi de fond de l'une des deux pièces la, Ib, et que l'autre électrode soit constituée d'une feuille métallique déformable prise en sandwich entre la matrice et la paroi de fond de l'autre pièce. Moreover, other types of attachment are possible. For example, the previous metal nut 26 could be replaced by any means of clamping the metal screw 25 for holding and electrically contacting the screw 25 with the blade 23. Two covers not shown in plastic are placed on the peripheral edge of the frame for closing the housing above the room 1a and below the part Ib. These two covers, associated with the structure 2 by gluing or by means of any means of sealing, guarantee the general sealing of the device. Although in the various examples described above, the heating device comprises two pieces 1a, 1b, the invention can also be generalized to a heating device having only one piece of thermally conductive material, whether or not electrode for feeding the flat stones according to the two variants explained above with reference to FIGS. 3, 4, 5a and 5b. More specifically, it can be provided that the bottom wall of this part is one of the electrodes of the flat stones, the other electrode being for example made of a deformable metal sheet positioned against the matrix, or that the two electrodes are each consisting of a deformable metal sheet, one being sandwiched between the bottom wall of the workpiece and one of the faces of the die, the other being disposed against the other face of the die. In addition, even in the case where the device comprises two pieces 1a, 1b, the two variants described above may optionally be variegated: One can thus provide that one of the electrodes is constituted by the bottom wall of one of the two parts 1a, 1b, and that the other electrode consists of a deformable metal sheet sandwiched between the matrix and the bottom wall of the other part.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de chauffage de liquide pour véhicule automobile, comportant au moins une première pièce (la) en matériau thermiquement conducteur, un chemin (10a) d'écoulement du liquide formé intégralement dans ladite première pièce (la) pour permettre un écoulement du liquide entre une entrée (lia) et une sortie (12a), et des moyens (14) de chauffage électrique en couplage thermique avec ladite pièce (la) aptes à chauffer ladite pièce (la) pour permettre au liquide s'écoulant dans ledit chemin d'écoulement d'absorber la chaleur de ladite pièce (la), caractérisé en ce que ladite première pièce (la) comporte une paroi (15a) de fond plane s'étendant dans un plan parallèle au chemin (10a) d'écoulement, en ce que les moyens de chauffage électrique comportent une pluralité de pierres plates (14) à coefficient de température positif disposées en matrice dans un même plan, parallèlement et en contact thermique avec ladite paroi de fond (15a), une première électrode unique sous forme d'une surface plane (15a ; 17a) disposée parallèlement et en contact avec une première face de chaque pierre plate (14) de ladite matrice, et une deuxième électrode unique sous forme d'une surface plane (15b ; 17b) disposée parallèlement et en contact avec une deuxième face opposée à la première face de chaque pierre plate (14) de ladite matrice.1. Device for heating liquid for a motor vehicle, comprising at least a first part (la) of thermally conductive material, a path (10a) of liquid flow formed integrally in said first part (la) to allow a liquid flow between an inlet (11a) and an outlet (12a), and means (14) for thermally coupling electrical heating with said part (1a) capable of heating said part (1a) to allow the liquid flowing in said path flow to absorb the heat of said piece (la), characterized in that said first piece (la) comprises a wall (15a) of flat bottom extending in a plane parallel to the flow path (10a), the electric heating means comprise a plurality of positive temperature coefficient flat stones (14) arranged in a matrix in the same plane, parallel and in thermal contact with said bottom wall (15a), a first element single electrode in the form of a flat surface (15a; 17a) disposed in parallel and in contact with a first face of each flat stone (14) of said matrix, and a second single electrode in the form of a flat surface (15b; 17b) arranged parallel and in contact with a second face opposite to the first face of each flat stone (14) of said matrix.
2. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première électrode unique est apte à être reliée à une première tension continue délivrée par la batterie du véhicule, et en ce que la deuxième électrode unique est apte à être reliée à une tension de masse. 2. Device for heating liquid according to claim 1, characterized in that the first single electrode is adapted to be connected to a first DC voltage delivered by the vehicle battery, and in that the second single electrode is connectable at a mass voltage.
3. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pierres plates (14) de la matrice sont disposées de manière à n'avoir aucun contact les unes avec les autres.3. liquid heating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the flat stones (14) of the matrix are arranged so as to have no contact with each other.
4. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première pièce est en matériau conducteur électrique et présente une borne (16a) de connexion électrique, et en ce que l'une quelconque des surfaces planes constituant l'une des électrodes parmi la première électrode ou la deuxième électrode est constituée directement par la paroi de fond (15a) plane de ladite première pièce (la).4. A liquid heating device according to any one of the preceding claims, characterized in that said first piece is made of electrically conductive material and has an electrical connection terminal (16a), and in that any of the flat surfaces constituting one of the electrodes of the first electrode or the second electrode is formed directly by the flat bottom wall (15a) of said first piece (la).
5. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une couche de graisse électriquement et thermiquement conductrice est intercalée entre ladite paroi de fond (15a) formant électrode et les faces correspondantes des pierres de la matrice.5. A liquid heating device according to claim 4, characterized in that an electrically and thermally conductive grease layer is interposed between said bottom wall (15a) forming the electrode and the corresponding faces of the stones of the matrix.
6. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite paroi de fond (15a) formant électrode est maintenue contre les faces correspondantes des pierres de la matrice par une couche de colle thermiquement conductrice.6. A liquid heating device according to claim 4, characterized in that said bottom wall (15a) forming electrode is held against the corresponding faces of the matrix stones by a layer of thermally conductive adhesive.
7. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une quelconque des surfaces planes constituant la première électrode ou la deuxième électrode est constituée d'une feuille métallique (17a ; 17b) déformable et de faible épaisseur placée en sandwich entre la matrice et la paroi de fond (15a) de la première pièce (la), ladite feuille présentant une borne (18a ; 18b) de connexion électrique pour recevoir la première ou la deuxième tension continue.7. A liquid heating device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that any of the planar surfaces constituting the first electrode or the second electrode consists of a deformable metal sheet (17a; 17b). and of small thickness sandwiched between the matrix and the bottom wall (15a) of the first piece (1a), said sheet having an electrical connection terminal (18a; 18b) for receiving the first or second DC voltage.
8. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième pièce (Ib) en matériau thermiquement conducteur, avec un deuxième chemin (10b) d'écoulement du liquide formé intégralement dans ladite deuxième pièce (Ib), ladite deuxième pièce comportant également une paroi de fond (15b) plane s'étendant dans un plan parallèle au deuxième chemin (10b) d'écoulement, et en ce que ladite matrice comportant une pluralité de pierres plates (14) est disposée parallèlement entre les parois de fond (15a, 15b) des dites première et deuxième pièces, en contact thermique avec chacune des dites parois de fond.8. liquid heating device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a second part (Ib) of thermally conductive material, with a second path (10b) of liquid flow integrally formed in said second piece (Ib), said second piece also having a plane bottom wall (15b) extending in a plane parallel to the second flow path (10b), and in that said matrix comprising a plurality of flat stones (14); ) is arranged parallel between the bottom walls (15a, 15b) of said first and second parts, in thermal contact with each of said bottom walls.
9. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 8 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite deuxième pièce (Ib) est également en un matériau conducteur électrique et présente une borne (16b) de connexion électrique, la paroi de fond (15b) de la deuxième pièce (Ib) constituant l'autre des électrodes parmi la première électrode ou la deuxième électrode.9. Device for liquid heating according to claim 8 taken in combination with any one of claims 4 to 6, characterized in that said second piece (Ib) is also made of an electrically conductive material and has a terminal (16b) of electrical connection, the bottom wall (15b) of the second piece (Ib) constituting the other of the electrodes among the first electrode or the second electrode.
10. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 9, caractérisé en ce qu' il comporte en outre une structure (2) en matériau électriquement isolant formant châssis pour recevoir et maintenir lesdites première et deuxième pièces (la, Ib) et la matrice de pierres plates (14), ladite structure étant apte à assurer l'interface électrique pour l'alimentation des dites bornes (16a, 16b) de connexion électrique.10. Device for liquid heating according to claim 9, characterized in that it further comprises a structure (2) of electrically insulating material forming a frame for receiving and holding said first and second pieces (la, Ib) and the matrix of flat stones (14), said structure being suitable for providing the electrical interface for supplying said electrical connection terminals (16a, 16b).
11. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite structure (2) forme un châssis sensiblement parallélépipédique, délimité par une paroi périphérique (20) formant cadre.11. A liquid heating device according to claim 10, characterized in that said structure (2) forms a substantially parallelepipedal frame, delimited by a peripheral wall (20) forming a frame.
12. Dispositif de chauffage selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite structure (2) comporte une grille interne (21) s'étendant dans un plan perpendiculaire à ladite paroi périphérique (20), chaque maille de la grille présentant une dimension adaptée pour accueillir une des pierres plates (14).12. Heating device according to claim 11, characterized in that said structure (2) comprises an internal grid (21) extending in a plane perpendicular to said peripheral wall (20), each mesh of the grid having a suitable dimension. to accommodate one of the flat stones (14).
13. Dispositif de chauffage selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite grille interne (21) est venue de moulage avec la structure (2).13. Heating device according to claim 12, characterized in that said internal grid (21) is integrally molded with the structure (2).
14. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la paroi périphérique (20) porte un connecteur (22) venu de moulage avec la structure (2), à l'intérieur duquel s'étendent parallèlement deux lames métalliques formant deux pattes (23a, 23b) de connexion électrique, chaque lame présentant une extrémité libre apte à recevoir la première ou la deuxième tension continue depuis l'extérieur de la structure (2).14. Heating device according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the peripheral wall (20) carries a connector (22) integrally molded with the structure (2), within which extend parallel two metal blades forming two legs (23a, 23b) of electrical connection, each blade having a free end adapted to receive the first or the second DC voltage from outside the structure (2).
15. Dispositif de chauffage selon la revendication 14, caractérisé en ce que les lames métalliques (23a, 23b) sont surmoulées dans la structure.15. Heating device according to claim 14, characterized in that the metal blades (23a, 23b) are overmolded in the structure.
16. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que les deux autres extrémités des deux lames métalliques (23a, 23b) sont reliées chacune à la borne de connexion (16a, 16b) respectivement de la première pièce (la) et de la deuxième pièce (Ib).16. Heating device according to any one of claims 14 or 15, characterized in that the other two ends of the two metal blades (23a, 23b) are each connected to the connection terminal (16a, 16b) respectively of the first piece (1a) and the second piece (Ib).
17. Dispositif de chauffage selon la revendication 16, caractérisé en ce que chaque borne de connexion (16a, 16b) des dites pièces (la, Ib) comporte une ouverture (160a) au travers de laquelle est montée une vis métallique (25), de façon à ce que la vis (25) soit en contact électrique avec d'une part, la borne de connexion et d'autre part, l'une des deux lames métalliques.17. Heating device according to claim 16, characterized in that each connection terminal (16a, 16b) of said parts (la, Ib) comprises an opening (160a) through which is mounted a metal screw (25), in such a way that the screw (25) is in electrical contact with, on the one hand, the connection terminal and, on the other hand, one of the two metal blades.
18. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 8 prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que chaque surface plane constituant la première électrode ou la deuxième électrode est constituée d'une feuille métallique (17a, 17b) déformable et de faible épaisseur placée en sandwich entre d'une part, la matrice, et d'autre part, la paroi de fond de la première pièce (la) ou de la deuxième pièce (Ib), chaque feuille présentant une borne (18a, 18b) de connexion électrique pour recevoir la première ou la deuxième tension continue. 18. A liquid heating device according to claim 8 taken in combination with claim 7, characterized in that each flat surface constituting the first electrode or the second electrode consists of a deformable and weak metal sheet (17a, 17b). thickness sandwiched between the matrix and the bottom wall of the first piece (Ia) or the second piece (Ib), each sheet having a terminal (18a, 18b) of electrical connection to receive the first or second DC voltage.
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