FI65947C

FI65947C - RELEASE TEMPERATURE CONTROL FOR COUPLING MACHINES

Info

Publication number: FI65947C
Application number: FI813866A
Authority: FI
Inventors: Juhani Kantele; Erkki Levy
Original assignee: Erel Oy
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1984-08-10
Also published as: FI813866L; FI65947B

Description

1 659471 65947

MOOTTORIAJONEUVON SISÄTILANLÄMMITTIMEN LÄMPÖTILANRAJOITINJÄRJESTELYMOTOR VEHICLE INTERIOR HEATER TEMPERATURE LIMITER ARRANGEMENT

Tämän keksinnön kohteena on moottoriajoneuvon sisätilanläm-mittimen lämpötilanrajoitinjärjestely, joka mahdollistaa pienikokoisen ja halvan lämmittimen valmistuksen.The present invention relates to a temperature limiter arrangement for an interior heater of a motor vehicle, which enables the manufacture of a small and inexpensive heater.

Moottoriajoneuvojen verkkovirralla toimivat sisätilan-lämmittimet liitetään autoon yhdistettyyn 220 voltin verkko-väliliitteeseen. Lämmitin sinänsä on periaatteessa täysin tavanomainen, lattialle sijoitettava sähkölämmitin, jossa sähkövastuksen kuumentamaa lämmityselementtiä jäähdyttää ilma, jota puhallin siirtää laitteen läpi.Mains-operated interior heaters for motor vehicles are connected to a 220-volt mains adapter connected to the car. The heater itself is, in principle, a completely conventional, floor-standing electric heater in which the heating element heated by the electric heater is cooled by the air which the fan passes through the device.

Lämmitintä käytetään auton seisoessa pakkasessa ja sen tarkoituksena on lämmittää auton matkustamo sekä poistaa ikkunoista huurre ennen ajoon lähtöä. Lämmittimen liiallisen kuumenemisen ehkäisee sinänsä tunnettu lämpötilanrajoitin, joka tavallisimmin on bimetallikytkin.The heater is used when the car is standing in the frost and is intended to heat the car's cabin and remove frost from the windows before driving off. Excessive heating of the heater is prevented by a temperature limiter known per se, which is usually a bimetallic switch.

Sisätilanlämmittimiä koskevat sähköturvallisuusmääräykset asettavat näiden laitteiden konstruktiolle monia tiukkoja ehtoja, joista lämpötilanrajoittimen toimintaan liittyvät erityisesti seuraavat kaksi: (a) Ilman kanssa kosketuksiin joutuvien lämmittimen osien lämpenemät eivät saa ylittää tiettyä rajaa (375°C), kun laite käynnistetään puhallin pysäytettynä; (b) Lämmittimen on normaalikäytössä ja tietyissä yli-jännitekokeissa pysyttävä käynnissä (lämpötilan-rajoittimet eivät saa tällöin toimia eli katkaista virtaa).The electrical safety regulations for indoor heaters impose many strict conditions on the construction of these devices, two of which are in particular related to the operation of the temperature limiter: (b) The heater must remain running during normal operation and during certain overvoltage tests (temperature limiters must not operate, ie switch off the power).

Markkinoilla olevissa aikaisemmissa lämmittimissä em. ehdot (a) ja (b) on täytetty käyttämällä varsin massiivista ja isokokoista lämmityselementtiä, jonka lämpökapasiteetti on suuri, (usein alumiinivalun avulla valmistettua), joka lämpenee erittäin hitaasti. Laitteen lämpötilanrajoittimet 2 65947 ehtivät tällöin toimia kohdan (a) mukaisessa kokeessa, joten mikään lämmittimen kohta ei pääse lämpenemään liikaa. Lämpötilanrajoitinten asetuslämpötilat voidaan hitaasti lämpenevässä laitteessa valita niin korkeiksi, että ne eivät kohdan (b) kokeissa toimi. Suuri ja kallis elementti, jonka sijoittaminen lämmittimeen edellyttää toisaalta myös laitteen suurta kokoa, tarjoaa siis yleisesti käytetyn ratkaisun turvallisuusmääräysten täyttämiseksi.In previous heaters on the market, the above conditions (a) and (b) have been met by using a rather massive and large heating element with a high heat capacity (often made by casting aluminum) which heats up very slowly. The device's temperature limiters 2 65947 then have time to function in the test according to (a), so that no part of the heater can overheat. In a slow-warming device, the set temperatures of the temperature limiters may be chosen so high that they do not work in the tests in (b). A large and expensive element, the placement of which in the heater also requires the large size of the device, thus provides a commonly used solution for meeting safety regulations.

Keksinnön mukaisessa lämpötilanrajoittimessa on periaatteena niin kutsutun lämpösillan eli lämpöjohtimen käyttäminen, jonka avulla lämpötilaa tunnusteleva anturi on sijoitettu eroon lämmittävästä kappaleesta, tässä tapauksessa nopeasti kuumenevasta putkivastuksesta. Tällainen lämpö-silta on tosin sinänsä tunnettu eräistä muista lämpötilan-säätimistä, mutta sovellutusten luonteen erilaisuudesta johtuen ei näissä aikaisemmissa ratkaisuissa tällä lämpö-sillalla ole ollut niitä muita ominaisuuksia, jotka keksinnön mukaisesti tekevät nyt käytetyn lämpösillan niin erityisen edulliseksi moottoriajoneuvon sisätilanlämmittimen lämpötilansäädössä silloin, kun lämmittimessä käytetään nopeasti kuumenevia putkivastuksia lämmön synnyttäjinä.The principle of the temperature limiter according to the invention is to use a so-called thermal bridge, i.e. a thermal conductor, by means of which the temperature sensing sensor is placed away from the heating body, in this case a rapidly heating pipe resistor. Although such a thermal bridge is known per se from some other temperature controllers, due to the different nature of the applications, these prior solutions have not had the other features which make the thermal bridge according to the invention so particularly advantageous in fast heating tube resistors are used as heat generators.

Hakemusjulkaisussa DE 2 124 294 (B 60 H 1/22) on esitetty lämmitinratkaisu, jossa myös esiintyy lämpösiltaan rinnastettavissa oleva, verrattain kookas lämmönvaraaja. Tämä toimii kuitenkin lämpöä varastoivana aineena, minkä lisäksi sen ja varsinaisen lämmityselementin välillä ei esiinny lämpötilaeroja. Mainitun ratkaisun mukainen lämpösilta eroaakin siten sekä kooltaan, rakenteeltaan että käyttötarkoitukseltaan nyt esillä olevan keksinnön lämpösillasta.DE 2 124 294 (B 60 H 1/22) discloses a heater solution which also has a relatively large heat accumulator comparable to a heat bridge. However, this acts as a heat storage agent, in addition to which there are no temperature differences between it and the actual heating element. The thermal bridge according to said solution thus differs from the thermal bridge of the present invention in terms of size, structure and purpose.

Tällä keksinnöllä on etuna se, että sen avulla aikaansaadaan pienikokoinen ja valmistuskustannuksiltaan edullinen, yksinkertaisen putkivastuksen käyttöön perustuva sisätilanlämmitin. Koska pienikokoista putkivastusta käytettäessä ehtojen (a) ja (b) samanaikainen täyttäminen ei ollut mahdollista millään aikaisemmin tunnetulla keinolla, oli kehitettävä kokonaan uusi lämpötilanrajoitinjärjestely, jonka tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 1.The present invention has the advantage of providing a compact and inexpensive indoor heater based on the use of a simple pipe resistor. Since it was not possible to satisfy conditions (a) and (b) simultaneously by a small pipe resistor by any previously known means, a completely new temperature limiter arrangement had to be developed, the characteristics of which are set out in claim 1.

3 659473,65947

Keksinnön edut liittyvät siis erityisesti lämpösillan mitoitukseen, sijoitukseen ja muotoiluun. Seuraavassa kuvataan lähemmin näitä seikkoja, joiden yhteisvaikutuksen ansioista tulee mahdolliseksi em. putkivastuksen käyttö moottoriajoneuvon sisätilanlämmittimissä. Eräs keksinnön suoritustapa on esitetty kuviossa 1 (Fig. 1).The advantages of the invention thus relate in particular to the dimensioning, placement and design of the thermal bridge. In the following, these aspects are described in more detail, the combined effect of which makes it possible to use the above-mentioned pipe resistor in the interior heaters of a motor vehicle. An embodiment of the invention is shown in Figure 1 (Fig. 1).

Nopeasti kuumenevaan putkivastukseen on liitetty lämpöä johtavalla liitoksella lämpötilanrajoittimen 3 kiinnitys-alustaksi kuparilevy 2, ns. lämpösilta (-johdin), jonka lämpökapasiteetti on useita kertoja niin suuri kuin putki-vastuksen sen osan (1) lämpökapasiteetti, johon lämpösilta on kiinnitetty. Tästä seuraa, että lämpöjohtimen lämpenemis-vauhti on paljon hitaampi kuin vapaana olevien putkivastuksen osien, joten lämpötilanrajoitin ehtii riittävästi seurata lämpösillan lämpenemistä.A copper plate 2, a so-called heating plate, is connected to the rapidly heating pipe resistor by a thermally conductive connection as the mounting base for the temperature limiter 3. a thermal bridge (conductor) having a thermal capacity several times the thermal capacity of the part (1) of the pipe resistor to which the thermal bridge is attached. It follows that the heating rate of the heat conductor is much slower than that of the free parts of the pipe resistor, so that the temperature limiter has sufficient time to monitor the heating of the heat bridge.

Lämpötilanrajoitin tai sen anturiosa on sijoitettu lämpö-siltaan sellaiselle etäisyydelle vastuksesta, ettei etäisyys ole liian suuri salliakseen lämpötilanrajoittimen toimia ennen vastuksen liiallista lämpenemistä kokeessa (a); toisaalta kyseisen etäisyyden tulee olla riittävän suuri, jottei lämpötilanrajoitin katkaise virtaa normaalikäytössä (puhaltimen toimiessa) tai virrankatkaisua seuraavan jälkilämmön vaikutuksesta.The temperature limiter or its sensor part is located in the thermal bridge at a distance from the resistor such that the distance is not too great to allow the temperature limiter to operate before the resistor becomes too warm in test (a); on the other hand, this distance must be large enough so that the temperature limiter does not switch off during normal operation (with the fan running) or as a result of the residual heat following the switch-off.

Myös lämpöjohtimen muotoilu on erittäin tärkeä sen toiminnan kannalta; muoto on edullinen silloin, kun puhaltimen toimiessa siihen kohdistuva ilmavirta jäähdyttää sitä tehokkaasti, jotta lämpötilaa ilmaisevan osan käyttölämpötila olisi asetuslämpötilaa alempana. Lämpösillan tehokas jäähdyttäminen on toteutettavissa yksinkertaisesti muotoilemalla lämpösilta siten, että siihen sisältyy siivekkeitä ym. ulkonevia osia tai reikiä kuten jäähdytysripojen ja vastaavien rakenteesta on sinänsä tunnettua.The design of the heat conductor is also very important for its operation; the shape is advantageous when, when the fan is running, the air flow applied to it effectively cools it so that the operating temperature of the temperature-indicating part is lower than the set temperature. Efficient cooling of the thermal bridge can be realized simply by shaping the thermal bridge so that it includes vanes and other protruding parts or holes, as is known per se from the structure of the cooling fins and the like.

Keksinnön toteutuksen kannalta ei ole erityisen oleellista se, millä tavoin lämpösiltaa jäähdyttävät osat on muotoiltu, sillä ainoastaan saavutettu toiminnallinen lopputulos on *· 65947 merkityksellinen. Niinpä keksintöä on havainnollistettu kuviossa 1 ainoastaan kaavamaisella esityksellä eräästä mahdollisesta suoritusmuodosta. Oheisessa kuviossa on täten esitetty periaateratkaisu ja erityisesti ainoastaan eräs tapa jäähdyttävien osien sijoittamiseksi. Tässä kuviossa nähdään esim. poikkileikkaukseltaan pyöreä lämpö-vastuksen putki 1, johon on kiinnitetty keksinnölle oleellinen lämpösilta 2. Tähän lämpösiltaan on kiinnitetty sinänsä tunnettu lämpötilaa tunnusteleva laite 3» joita vastaavia käytetään useimmissa muissakin lämpötilaa säätävissä järjestelmissä. Koko tätä yhdistelmää jäähdyttää ilmavirta 4, joka puhaltimen tai vastaavan vaikutuksesta saadaan kiertämään laitteen läpi, koko moottoriajoneuvon sisätilan lämmittämiseksi halutulla tavalla. Kuvasta nähdään myös eräs tapa lämpösiltaa jäähdyttävien ulokkeiden 5 muotoilemiseksi.From the point of view of the implementation of the invention, it is not particularly important in what way the parts cooling the thermal bridge are shaped, since only the achieved functional result is * · 65947 relevant. Thus, the invention is illustrated in Figure 1 only by a schematic representation of a possible embodiment. The accompanying figure thus shows the principle solution and in particular only one way of locating the cooling parts. This figure shows, for example, a heat resistor tube 1 with a circular cross-section, to which a thermal bridge 2 essential to the invention is attached. A temperature sensing device 3 »known per se is attached to this thermal bridge, which are used in most other temperature control systems. The whole combination is cooled by an air stream 4 which, by the action of a fan or the like, is caused to circulate through the device in order to heat the entire interior of the motor vehicle in the desired manner. The figure also shows one way of shaping the projections 5 which cool the thermal bridge.

Keksinnön kannalta on myös samantekevää se muotoilu, mikä lämmittävällä putkivastuksella on, mutta voidaan todeta, että putkimainen pyöreä vastus ja levymäisestä osasta valmistettu lämpöjohdin ovat ilmeisesti nykytekniikan keinoin valmistettuina edullisin yhdistelmä. Tämän lämpösillan lämpökapasiteetti on mieluimmin vähintään kaksi, mutta enintään kymmenen kertaa niin suuri kuin lämmityselementin sen osan lämpökapasiteetti, johon lämpösilta on kiinnitetty. Lämpötilaa ilmaisevan anturin ja lämmityselementin putken kiinnityskohtien väli lämpöjohtimessa on puolestaan edullisimmin 10 - 60 mm, joka on valittu siten, etteivät toisaalta lämmittimen osat ylitä sitä lämpenemistasoa, mikä sähköturvallisuusmääräysten mukaan on sallittu käynnistettäessä laite puhallin pysäytettynä ja toisaalta siten, että puhaltimen toimiessa koestuksen tai normaalikäytön yhteydessä lämpötilanrajoittimen lämpötila pysyy toiminta-lämpötilan eli laukaisulämpötilan alapuolella.The design of the heating tube resistor is also irrelevant to the invention, but it can be stated that the tubular circular resistor and the heat conductor made of the plate-like part are obviously the most advantageous combination made by means of the prior art. The heat capacity of this heat bridge is preferably at least two, but not more than ten times, the heat capacity of the part of the heating element to which the heat bridge is attached. The distance between the temperature sensor and the heating element pipe in the heat conductor is most preferably 10 to 60 mm, selected so that the heater parts do not exceed the heating level allowed by the electrical safety regulations when the unit is switched on the temperature of the temperature limiter remains below the operating temperature, ie the tripping temperature.

Lämmityselementti, lämpöjohdin tai molemmat voidaan myös edullisesti valmistaa lämpöä johtavasta aineesta valamalla.The heating element, the heat conductor or both can also advantageously be made of a thermally conductive material by casting.

Claims

5,65947

A motor vehicle interior heater temperature limiter arrangement, wherein the temperature limiter of an interior heater equipped with a fan or the like is a temperature sensor (3) preventing an overheating of a heating element (1) heated by an electric heater, such as a pipe resistor. (2), characterized in that the thermal capacity of the thermal bridge (2) is at least two but not more than ten times the thermal capacity of the part of the heating element (1) bounded by the mounting area of the thermal bridge (2) and that the thermal bridge (2) and the temperature the positioning of the sensor (3) in relation to the fan or the like of the device is such that the air flow (4) or its absence substantially affects the temperature of the thermal bridge (2) and thus causes the operation of the temperature sensor (3) if necessary.

Temperature limiter arrangement according to Claim 1, characterized in that the thermal bridge (2) is provided with cooling vanes (5) or similar parts for enhancing the effect of the air flow.