JP2007507384A - Ptc素子を有する特に自動車用の暖房装置 - Google Patents

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ミス パスカル
ミュンデル マキシム
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ベール フランス ルファッシェ エス・アー・エス
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    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
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Abstract

【課題】 PTC素子を有する改良された暖房装置を提供する。
【解決手段】 少なくとも1つのPTC素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、PTC素子(2)が電気的結合に役立つコンタクト板(3、4)の間に配置されており、コンタクト板(3、4)とPTC素子(2)が接着剤(5)によって結合されているものにおいて、接着剤(5)が最小で50Ω・cm、最大で500Ω・cmの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置。
【選択図】 図1

Description

本発明は、少なくとも1つのPTC素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、PTC素子が電気的結合に役立つコンタクト板の間に配置されており、コンタクト板とPTC素子が接着剤によって結合されているものに関する。
特許文献1によりPTC素子を有する乗用車用暖房装置が公知であり、補助ヒータは補助ヒータの運転時に暖空気を流通させる1つのヒータコアと車室の足元領域に少なくとも1つの空気流出口とを備えており、この空気流出口に暖空気が送られる。車室内で特に後部座席でも快適と感じられる垂直方向温度成層を柔軟に生成できるようにするために、ヒータコアは電気PTC素子として形成されており、このPTC素子は足元領域の空気流出口に直接配置されている。このような補助ヒータにはなお要望が残る。開示された1実施例によれば、PTC素子は複数の加熱ハニカムの態様で、詳しくは説明されないプラスチック枠内に配置され、この枠が空気流出口を縁取りする。
PTC素子へのコンタクト板の結合は従来どおり接着剤によって行われ、‐利用事例に応じて‐電気固有抵抗が1000Ω・cmを超える絶縁性接着剤または電気固有抵抗が10Ω・cm以下の導電性接着剤が使用される。コンタクト板とPTC素子との間のこのような結合にはなお要望が残る。
独国特許出願公開第10144757号明細書
本発明の課題は、PTC素子を有する改良された暖房装置を提供することである。
この課題は、接着剤が最小で50Ω・cm、最大で500Ω・cmの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置によって解決される。
発明の実施の形態
本発明によれば、少なくとも1つのPTC素子を有する暖房装置が設けられており、PTC素子が電気的結合に役立つコンタクト板の間に配置されており、コンタクト板とPTC素子が接着剤によって結合されており、この接着剤は電気固有抵抗が最小で50Ω・cm、最大で500Ω・cm、主に最小で80Ω・cm、最大で150Ω・cm、特に100Ω・cm+/−10%である。
一定の電気固有抵抗を有する接着剤、特に電気固有抵抗50〜500Ω・cmの接着剤が選択されるとき、暖房の観点と安全性の観点が同時に考慮される。その際、PTC素子はこの導電性接着剤によってコンタクト板と結合される。その際電気固有抵抗は、一方でコンタクト板の間で短絡の危険が避けられるように選択することができる。他方で、老化の結果として暖房装置が損傷した場合に接着剤層が強制緩和を有することができ、これによりPTC素子とコンタクト板との間にもはや直接的接触が存在せず、但しその場合でも接着剤層が加熱機能を維持するのに十分な導電率を有するように、電気固有抵抗は選択することができる。その際接着剤層は付加的電気抵抗を有し、妥当な熱出力を示す。本発明の利点は、そうした場合に暖房機能が乱されないことにある。電気固有抵抗の上記範囲は最も適していることが判明した。
好ましくは、PTC素子とコンタクト板との間の接着剤の層厚が強制緩和前は無視し得るほどであり、強制緩和後は最大で0.02μm、特に0.01μm+/−10%である。
接着剤の代わりに、相応する電気固有抵抗を有する蝋も使用することができる。
以下、図面を参考に1実施例に基づいて本発明が詳しく説明される。
セラミックPTC素子を有するPTC暖房装置1においてそれぞれ1つのPTC素子2が2つの互いに平行に配置されるコンタクト板3(正極)、4(負極)の間で、ここでは電気固有抵抗約100Ω・cmの接着剤5によって貼付けられている。それぞれPTC素子2とは相反するコンタクト板3、4の側に、相応する接着結合によって波形フィン6が取付けられており、波形フィンに、やはり相応する接着結合で各1つの他のコンタクト板3、4が取付けられている。前記装置の周りにプラスチック枠7が配置されている。空気の流れ方向は図1では目視方向にある。
以下、PTC素子2の長さはL、ここでは035mm、PTC素子2の幅はl、ここでは8mm、PTC素子2の厚さはe、ここでは1.4mm、で表す。PTC素子2の表面とコンタクト板3または4との間の接着剤層の平均厚はetaで表し、ここでは0.01μmである。コンタクト板3、4の間でPTC素子2の周りの接着剤の幅はsで表し、ここでは1mmである。
コンタクト板3、4の間の電圧はUで表し、本実施例によれば13Vであるが、しかしそれより大きくし、例えば48Vとすることもできる。
接着剤5の電気固有抵抗はRhoKleb、PTC素子2の抵抗はRPTC、PTC素子2とコンタクト板3または4との間の接着剤層の抵抗はRKlebで表す。
PTC素子2の出力はPPTC、コンタクト板3、4の間の接着剤5の出力はP、強制緩和なしで接着剤5と結合されたPTC素子2の出力はPKleben+PTC ohne Zwangentspannung、強制緩和ありで接着剤5と結合されたPTC素子2の出力はPKleben+PTC nach Zwangentspannung、総出力はPgesamtで表す。
この場合、PTC素子とコンタクト板3または4との間の接着剤5の抵抗RKleb、もしくはPTC素子2を取り囲む接着剤5の抵抗Rは、以下の如くに得られる:
(1)RKleb=RhoKleb×eta/(L×l)
(2)R=RhoKleb×e/(2(L+l)×s)
抵抗回路の等価回路図が図5と図6に示してある。
出力PKleben+PTC ohne Zwangentspannung、もしくは出力PKleben+PTC nach Zwangentspannungは、
(3)PKleben+PTC ohne Zwangentspannung=U/RPTC
(4)PKleben+PTC nach Zwangentspannung=U/(2RKleb+RPTC
によって得られる。
PTC素子2の最適効率を生じるために、比PPTC/Pは極力大きく選択すべきであろう。しかしさらに、PKleben+PTC ohne Zwangentspannung/PKleben+PTC nach Zwangentspannungの比は極力1に近くなければならないであろう。PPTC/Pの比は特に約4〜40、PKleben+PTC ohne Zwangentspannung/PKleben+PTC nach Zwangentspannungの比は約1.2〜1.02である。
本発明に係る暖房装置の図である。 図1の暖房装置の図1のII‐II線に沿った拡大断面図である。 図2のIII‐III線に沿った断面図である。 強制緩和後の図2に相当する図である。 抵抗を明らかとする電気等価回路図である。 強制緩和後の抵抗を明らかとする図5に相当する等価回路図である。
符号の説明
1 暖房装置
2 PTC素子
3 コンタクト板
4 コンタクト板
5 接着剤
6 波形フィン
7 プラスチック枠

Claims (7)

  1. 少なくとも1つのPTC素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、PTC素子(2)が電気的結合に役立つコンタクト板(3、4)の間に配置されており、コンタクト板(3、4)とPTC素子(2)が接着剤(5)によって結合されているものにおいて、接着剤(5)が最小で50Ω・cm、最大で500Ω・cmの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置。
  2. 接着剤(5)が最小で80Ω・cm、最大で150Ω・cm、特に100Ω・cm+/−10%の電気固有抵抗を有することを特徴とする、請求項1記載の暖房装置。
  3. PTC素子(2)とコンタクト板(3、4)との間の接着剤(5)の層厚が強制緩和前は無視し得るほどであり、強制緩和後は最大で0.02μm、特に0.01μm+/−10%であることを特徴とする、請求項1または2記載の暖房装置。
  4. 少なくとも1つのPTC素子を有する特に自動車用の暖房装置であって、PTC素子(2)が電気的結合に役立つコンタクト板(3、4)の間に配置されており、コンタクト板(3、4)とPTC素子(2)が蝋によって結合されているものにおいて、蝋が最小で50Ω・cm、最大で500Ω・cmの電気固有抵抗を有することを特徴とする暖房装置。
  5. 蝋が最小で80Ω・cm、最大で150Ω・cm、特に100Ω・cm+/−10%の電気固有抵抗を有することを特徴とする、請求項4記載の暖房装置。
  6. PTC素子(2)とコンタクト板(3、4)との間の蝋の層厚が強制緩和前は無視し得るほどであり、強制緩和後は最大で0.02μm、特に0.01μm+/−10%であることを特徴とする、請求項4または5記載の暖房装置。
  7. セラミックPTC素子(2)と導電性コンタクト板(3、4)との間の結合用接着剤または蝋において、接着剤(5)もしくは蝋が最小で50Ω・cm、最大で500Ω・cmの電気固有抵抗を有することを特徴とする接着剤または蝋。

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