ES2231342T3 - Calentadores de aire. - Google Patents
Calentadores de aire.Info
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Abstract
Calentador de aire con elemento calefactor PTC con conmutador de semiconductores, caracterizado porque el chip de semiconductores (5) sin carcasa está dispuesto en el tubo calefactor (9) en la proximidad inmediata de los elementos calefactores PTC (15).
Description
Calentadores de aire.
La invención se refiere a un calentador de aire
según el preámbulo de la reivindicación 1.
Se conocen calentadores de aire como elementos
calefactores PTC, que se insertan, por ejemplo, en cajas de
climatización de un automóvil y que se conectan con un conmutador de
semiconductores.
Los conmutadores HL normalizados son incorporados
en la carcasa propia, siendo dispuestos los conmutadores a distancia
espacial grande con respecto al medio de refrigeración. Por medio de
la resistencia interna de los conmutadores HL se produce una
potencia de pérdida en forma de calor. Es habitual conducir esta
potencia de pérdida al mismo tiempo al medio que debe ser calentado
a través del elemento calefactor. En virtud de la distancia espacial
grande, se producen numerosas transiciones del material en el caso
de distancias grandes de transporte, de manera que, en general, la
resistencia a la transmisión de calor es relativamente grande. Por
este motivo, deben emplearse conmutadores HL de alta potencia.
El cometido de la invención es, eludiendo los
inconvenientes mostrados, poner a disposición calentadores de aire,
en los que se mejora, es decir, se reduce la resistencia a la
transmisión de calor entre los conmutadores HL y el medio de
refrigeración, con el objetivo de poder emplear conmutadores HL de
potencia más baja.
El cometido según la invención se soluciona a
través del calentador de aire según la reivindicación 1. Otras
configuraciones ventajosas del calentador de aire según la invención
se deducen a partir de las reivindicaciones 2 a 4 siguientes.
Un aspecto esencial consiste en no emplear un
conmutador HL normalizado en una carcasa propia sino sólo el chip
conmutador. Por medio del emplazamiento de este chip (solamente la
plaquita de silicio) directamente en el elemento calefactor se puede
ceder la potencia de pérdida directamente al medio de refrigeración.
No se necesitan conductores de calor adicionales. El montaje es
sencillo.
Además, se pueden utilizar conmutadores HL de
potencia más baja. Al mismo tiempo se cede el calor perdido del
conmutador HL completamente como potencia calorífica al medio a
calentar (habitualmente aire).
Por medio de la integración del conmutador HL
directamente en el sumidero de calor del elemento calefactor se
reduce claramente la transmisión de calor entre el conmutador y el
medio de refrigeración, se reduce claramente la necesidad de espacio
para los conmutadores HL y se configura de una forma más favorable
la estructura mecánica del elemento calefactor con control
electrónico en cuanto a la técnica de fabricación y en cuanto a los
costes.
La invención se explica en detalle a continuación
con la ayuda de las figuras 1 a 5 siguientes.
En este caso, la figura 1 es una sección
longitudinal esquemática a través de una unidad estructural según la
invención con material de soporte, chip de HL y superficies de
contacto.
La figura 2 es una vista en planta superior sobre
la unidad estructural según la figura 1.
La figura 3 muestra una sección longitudinal
esquemática a través del elemento calefactor con unidad estructural
integrada según la invención.
La figura 4 muestra una vista en planta superior
sobre la unidad estructural según la figura 2 con contactos
establecidos.
La figura 5 muestra una sección longitudinal
esquemática a través de una forma de realización de un calentador de
aire según la invención.
Según las figuras 1 y 2 se emplea un chip
conmutador HL 5 (solamente la plaquita de silicio). El chip 5 se
coloca sobre un buen conductor de calor 6 (con preferencia cobre).
Desde allí se conecta en el terminal de salida de la corriente 2,
que contacta con los elementos PTC (cerámica), que proporcionan la
potencia calorífica propiamente dicha); otra conexión se realiza en
el terminal de control 7 y en el terminal de diagnosis 8, siendo
realizada la conexión con preferencia en técnica de adhesión. Todos
estos terminales son buenos conductores de calor, con preferencia de
cobre, para poder ceder bien eventualmente el calor introducido a
través de las líneas de conexión.
Los terminales son aplicados sobre un conductor
de calor 1, no conductor de electricidad, que está constituido con
preferencia de cerámica.
Sobre los terminales se aplica un material de
contacto 3, que garantiza que se reduce al mínimo la resistencia a
la transmisión térmica y eléctrica hacia la tira de contacto 10, que
conduce hacia el elemento calefactor 13 (para el terminal de control
7) y 14 (para el terminal de diagnosis 8).
De acuerdo con la figura 4, se colocan las tiras
de contacto 10, 11, 13, que están configuradas como tiras de
control, y 14, que está configurada como tiras de diagnosis, que
están fabricadas a partir de un buen conductor de calor, con
preferencia cobre, sobre los terminales 2, 6, 7, 8 (ver la figura
2).
Esta forma de realización de tipo modular se
representa de forma esquemática en la figura 2 como vista en planta
superior; en este caso se reproduce la configuración del terminal de
salida de la corriente 2 con material de contacto 3 colocado encima;
el chip 5 está conectado en el terminal de salida 2, en el terminal
de control 7 y en el terminal de diagnosis 8 que, por su parte,
están ocupados en cada caso con material de contacto 3.
De acuerdo con la figura 3, sobre el material de
contacto 3 están colocadas las tiras de contacto 10, 11, 13, 14 a
través de los terminales 2, 6, 7 y 8, siendo realizado el montaje
del módulo por medio de un bastidor 12; en este caso, se muestra
claramente que como cubierta que se cierra hacia arriba se coloca
otra capa conductora de calor (cerámica) 15 no conductora de
electricidad sobre la tira de contacto 10/11, 13, 14. La unidad
estructural modular es introducida finalmente en la barra
calefactora 9 y comprimida, de manera que se garantiza una buena
transmisión de
\hbox{calor.}
Por último, en la figura 4 se reproduce como
vista en planta superior esquemática la unidad estructural modular
con contactos colocados encima, poseyendo los signos de referencia
el significado indicado anteriormente.
La figura 5 reproduce de forma esquemática una
forma de realización de un calentador de aire según la invención,
estando dispuesta la unidad estructural modular dentro del tubo de
aluminio 9 en su zona del lado de conexión y estando conectada
directamente con los elementos calefactores PTC 15 adyacentes; la
potencia calefactora es cedida desde el módulo conmutador HL y los
elementos PTC 15 a través de láminas 16 al medio ambiente.
Claims (4)
1. Calentador de aire con elemento calefactor PTC
con conmutador de semiconductores, caracterizado porque el
chip de semiconductores (5) sin carcasa está dispuesto en el tubo
calefactor (9) en la proximidad inmediata de los elementos
calefactores PTC (15).
2. Calentador de aire según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad estructural presenta un chip
conmutador de semiconductores (5), tiras de contacto (10), (11),
(13), (14) correspondientes, un terminal de salida de la corriente
(2), un terminal de control (7), un terminal de diagnosis (8) así
como conductores de calor (1, 15), no conductores de electricidad,
que los incluyen.
3. Calentador de aire según la reivindicación 2,
caracterizado porque el chip conmutador HL (5) está colocado
sin carcasa sobre una placa (6) conductora de calor; porque el chip
(5) está conectado en el terminal de salida de la corriente (2), en
el terminal de control (7) y en el terminal de diagnosis (8) con
preferencia en técnica de adhesión, estando colocados los terminales
sobre un conductor de calor (1) no conductor de electricidad, con
preferencia de cerámica, estando aplicado sobre los terminales un
material de contacto (3), sobre el que se apoyan las tiras de
contacto (11) con el elemento calefactor PTC, (10) con la batería,
(13) de la tira de control y (14) de la tira de diagnosis.
4. Unidad estructural modular para la conexión de
calentadores de aire, caracterizada porque el chip conmutador
HL (5) está colocado sin carcasa sobre una placa (6) conductora de
calor; porque el chip (5) está conectado en el terminal de salida de
la corriente (2), en el terminal de control (7) y en el terminal de
diagnosis (8) con preferencia en técnica de adhesión, estando
colocados los terminales sobre un conductor de calor (1) no
conductor de electricidad, con preferencia de cerámica, estando
aplicado sobre los terminales un material de contacto (3), sobre el
que se colocan las tiras de contacto (11) con el elemento calefactor
PTC, (10) con la batería, (13) de la tira de control y (14) de la
tira de diagnosis.
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