FI65947C - Arrangemang foer temperaturbegraensning av kupevaermare till motorfordon - Google Patents

Description

1 65947

MOOTTORIAJONEUVON SISÄTILANLÄMMITTIMEN LÄMPÖTILANRAJOITINJÄRJESTELY

Tämän keksinnön kohteena on moottoriajoneuvon sisätilanläm-mittimen lämpötilanrajoitinjärjestely, joka mahdollistaa pienikokoisen ja halvan lämmittimen valmistuksen.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

3 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).

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.

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.

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.

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.

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.

Lämmityselementti, lämpöjohdin tai molemmat voidaan myös edullisesti valmistaa lämpöä johtavasta aineesta valamalla.

Claims (2)

5 65947

1. Moottoriajoneuvon sisätilanlämmittimen lämpötilan-rajoitinjärjestely, jossa puhaltimella tai vastaavalla varustetun sisätilanlämmittimen lämpötilanrajoittimena on sähkövastuksen kuumentaman lämpöelementin (1), kuten putkivastuksen, liiallisen kuumenemisen ehkäisevä lämpötila-anturi (3)» kuten bimetallikytkin, joka on liitetty lämpöeleraenttiin (1) lämpösillalla eli -johtimella (2), tunnettu siitä, että lämpösillan (2) lämpökapasiteetti on vähintään kaksi, mutta enintään kymmenen kertaa niin suuri kuin lämpöelementin (1) sen osan lämpökapasiteetti, joka rajoittuu lämpösillan (2) kiinni-tysalueelle ja että lämpösillan (2) ja lämpötila-anturin (3) sijoitus laitteen puhaltimeen tai vastaavaan nähden on sellainen, että ilmavirta (4) tai sen puuttuminen vaikuttavat oleellisesti lämpösillan (2) lämpötilaan ja aiheuttavat näin tarvittaessa lämpötila-anturin (3) toiminnan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämpötilanrajoitinjärjestely, tunnettu siitä, että lämpösilta (2) on varustettu jäähdytyssiivekkeillä (5) tai vastaavilla osilla ilmavirran vaikutuksen tehostamiseksi.