JP6210196B2 - 加熱装置 - Google Patents

加熱装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6210196B2
JP6210196B2 JP2013127097A JP2013127097A JP6210196B2 JP 6210196 B2 JP6210196 B2 JP 6210196B2 JP 2013127097 A JP2013127097 A JP 2013127097A JP 2013127097 A JP2013127097 A JP 2013127097A JP 6210196 B2 JP6210196 B2 JP 6210196B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
contact
layers
heating device
heating
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.)
Active
Application number
JP2013127097A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014017251A (ja
Inventor
ケステル クリストップ
ケステル クリストップ
コール ミヒャエル
コール ミヒャエル
エングラート ペーター
エングラート ペーター
クルムバッハ カールーゲート
クルムバッハ カールーゲート
ブリュン ミシェル
ブリュン ミシェル
ストーケル ジェローム
ストーケル ジェローム
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.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of JP2014017251A publication Critical patent/JP2014017251A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6210196B2 publication Critical patent/JP6210196B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/24Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor being self-supporting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429For vehicles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022Heaters specially adapted for heating gaseous material
    • H05B2203/023Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system

Landscapes

  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)

Description

本発明は、加熱装置、特に車両の暖房設備用または空調設備用の加熱装置に関する。
従来技術によって、電気駆動の加熱装置を自動車の暖房設備用および空調設備用の熱交換器に据え付け、例えば補助ヒータとして用いることが公知である。特許文献1および特許文献2によって、補助ヒータとして用いられるこのような電気駆動の加熱装置が公知であり、これらの加熱装置は異なる材料から成る複数の層を含む。
特にハイブリッド車両または純電気駆動車両では、電気駆動の加熱装置が例えば補助ヒータとして用いられる。このような車両の場合、車載電源電圧は60∨よりも大きく、また一部は300∨よりも大きい。これらの加熱装置または補助ヒータには高い熱出力が求められるので、このような車両では、電流強度を可能な限り低く維持するために、加熱装置または補助ヒータは通例高電圧で駆動される。電圧降下がある場合には、より大きな電流強度を利用することが必要となるであろう。また、高電圧駆動用に設計されたこのようなヒータは、動作中に車両乗員が危険にさらされることがないように接触に対する確実な保護が施されていなければならない。その際の規定は、電気ヒータにおいて導電性を有して外部から接触可能である全ての部分がゼロ電位であること、すなわち、保護等級Iまたは保護等級IIに準拠した絶対的な接触保護が保証されねばならないということである。
一般に、公知の加熱レジスタの場合、様々な層がそれぞれ異なる機能を果たさなければならないので、これらの層に対して様々な材料が用いられる。その場合、絶縁層は、良好な電気絶縁性、高い絶縁耐力および良好な熱伝導性を有さねばならず、そのためには特に、例えば酸化アルミニウムのような絶縁セラミックを用いることができる。更に、接触電極は、例えばアルミニウムやその他の材料から成る。このような接触電極が存在するのは、加熱レジスタがPTC層を備えた加熱ユニットを含む場合のみである。それに対して、厚膜加熱要素を備えた加熱ユニットを使用する場合には、表面接触によりトライボロジーシステムを形成するような接触電極は存在しない。また、アルミニウム製の管壁またはプロファイルとして形成しておくことが可能な被覆層は、非常に良好な熱伝導性を有していなければならない。
高電圧による駆動に適したヒータは、例えば本出願人の以前の特許出願によって公知であり、そこで説明されたヒータは、相異なる材料から成る複数の層または要素で構成されており、これらの層または要素は、閉じて圧着または押圧された加熱レジスタプロファイル内に位置して互いに緊締されている。この場合、緊締されたプロファイル管を用いて、または、とりわけバネおよび/またはクランプで構成しておくことが可能な緊締されたシステムを介して、前記要素を互いに緊締することが可能である。
従来のヒータにおける加熱レジスタの典型的な構造について、以下において、添付した図1を参照しながら詳述する。図1に示された加熱レジスタ10は層状の加熱要素20を含み、この加熱要素は少なくとも1つの導電性接触層を備えたPTCセラミック30を有し、このPTCセラミックは例えばシリコーンを用いて接触板40に接着されている。前記導電性接触層は金で形成しておくことができる。更に、前記層状の加熱要素20は、例えば絶縁セラミックで形成された支持材料上に厚膜加熱要素を有することができる。更にまた、前記加熱レジスタ10は、例えば絶縁セラミックで形成された2つの絶縁層50と、例えばアルミニウム製の被覆外層60とを含み、この被覆外層は、ここでは管プロファイルを有して特に圧着管として構成しておくことができる。前記被覆外層60は、好ましくは押出形材(図示せず)として形成される。更に、互いに接触し合う層の間の接触領域が符号35で示されている。
この場合に全体として重要であることは、前記層状の加熱要素20、前記絶縁層50および前記被覆層60が互いに緊締あるいは圧着されているということである。この押圧力によって、前記加熱要素20から、壁あるいはフィンであり得る熱伝達面への良好な伝熱が保証される。
更に、前記絶縁層50は、良好な熱伝導性を有さねばならず、かつ、一方における加熱ユニット、特に加熱ユニットの前記接触板ともう一方における前記被覆外層60との間の電気的な分離を保証しなければならない。これらの2つの要件を酸化アルミニウム製の絶縁セラミックが満たす。全体として、前記接触面の周囲環境ならびに前記接触面の摩耗の種類、推移および程度は、構成要素の材料および状態ならびに中間材、周囲環境の影響および使用条件によって決まる。
ヒータに用いられる隣接し合った層の様々な上記原材料は、それぞれ様々なまたは非常に様々な材料特性を有しながら互いに接触し合うことで、動作中にヒータの前記諸要素間において相対的移動が起こって摩擦が生じる。特に、様々な熱膨張係数を有する材料組み合わせが存在する。従って、前記様々な要素はトライボロジーシステムを形成し、このトライボロジーシステムは、互いに動的に接触している少なくとも2つの構成要素の表面を含む。
しかし、これらによって、一般に、ヒータの前記諸要素間において動作中に生じる相対的移動および摩擦が、前記要素の接触面の摩耗(フレッティング)を引き起こし、この作用に基づいて、最終的には前記要素の接触面の間に空隙が生じることで出力損失を引き起こすことになる。前記加熱レジスタの中心に生じた熱、すなわち例えば2つの接触電極の間に生じた熱は、前記絶縁セラミックおよび前記被覆管を介して外界へ放出されねばならず、その際、空隙が存在する場合、ヒータの動作中における出力低下につながる。
特に、例えば軟質アルミニウムが非常に硬質の絶縁セラミックに直接接触するような材料組み合わせの場合、例えばアルミニウムが上記のように摩耗して空隙を形成する可能性がある。このような可能性がある箇所は、例えば、アルミニウム製の接触板、中間位置にある酸化アルミニウム製の絶縁層、および、押出成形されたアルミニウムから成る管またはプロファイルとして構成された被覆外層などである。
図2および図3は、図1の加熱レジスタ10に関するそれぞれ非常に簡略化された断面図であり、図2は、新しい加熱レジスタ10、すなわち製造直後の初期状態におけるヒータを示し、一方、図3は、複数回の温度サイクルを経過した後の状態における前記加熱レジスタ10を示す。
図2および図3から前記加熱レジスタ10の層構造を明確に見て取ることができる。すなわち、前記PTC層30は、接着剤21を用いて接触電極40に接着されている。図示された前記接触電極40は、前記PTC層30とは反対側の側面において絶縁層50に接触する。前記接触電極40と前記絶縁層50との間に空隙41が存在する。更に、前記絶縁層50は、前記接触電極40とは反対側の側面において前記被覆外層(管壁)60に接触する。前記絶縁層50と前記被覆外層60との間にも別の空隙51が存在する。前記管壁60は、接着剤61を用いて、空気80が貫流するフィン70に接着されている。
図2および図3に示された具体例を比較することで確認できるように、前記接触板40と前記絶縁層50との間の前記空隙41、および、前記絶縁層50と前記管壁60との間の空隙51は、前記接触し合う層40および50の間あるいは前記層50および60の間に摩耗が生じているためにそれぞれ明らかに拡大している。
図4には、前記PTC層30と前記管壁60との間の熱伝達区間dに対する、前記PTC層20によりもたらされる温度Tの変化が示されている。図のKT1は、前記新しい加熱レジスタ10(図2を参照)の温度依存性を示し、KT2は、同加熱レジスタ10が複数回の温度サイクルを経過した後の状態(図3を参照)に関する温度依存性を示す。更に、ΔTは、摩耗と摩耗による前記空隙41および51の拡大とによって生じた前記加熱レジスタ10における出力損失が引き起こす温度差を示す。
前記個々の加熱レジスタまたは加熱部が大きいほどあるいは長いほど、絶対熱膨張およびそれに関連する各層間の摩擦経路も増大する。従って、熱出力の悪化につながる各層間の空隙の発生を防止するためには適切なトライボロジーシステムの選定が不可避であり、これが不適切な場合、厚さが100μm未満の空隙でも30%超の出力損失を引き起こす恐れがある。
独国特許出願公開第102004055523号明細書 独国特許出願公開第102006025320号明細書
本発明の課題は、特に加熱レジスタを構成する諸層に用いられた様々な材料組み合わせが様々な熱膨張を伴うことによって生じる前記諸層間の摩耗が、最小限に抑えられるように加熱レジスタが構成されている加熱装置を提供することである。
これは、請求項1に記載の諸特徴によって実現される。
電気駆動の加熱装置が加熱レジスタを有し、この加熱レジスタが、電気エネルギーを熱に変換するための層状の加熱要素と、電気絶縁性および熱伝導性を有する少なくとも1つ、好ましくは2つの絶縁層とを含み、この絶縁層はそれぞれ少なくとも一部領域が前記層状の加熱要素の側面に接触していて、前記絶縁層と前記層状の加熱要素とが互いに緊締されている。更に、前記絶縁層のうちの少なくとも1つと前記層状の加熱要素との間に、摩耗に対抗する滑り層が配置されており、および/または、前記絶縁層のうちの少なくとも1つと前記層状の加熱要素とが、少なくともそれら相互の接触面の領域において、前記接触面の摩耗が所定の限界値を下回るような材料組み合わせを有している。
その他の有利な実施態様に関しては、以下の図および従属請求項によって説明されている。
本発明では、従来技術とは異なり、少なくとも2つの接触し合う層に関して、特に前記加熱要素の接触面の領域と前記絶縁層とに関して、フレッティングし難く、潤滑物質を含まない摩擦最適化された材料組み合わせが用いられる。従って有利には、前記移動する構成部材あるいは層のうちの少なくとも2つの間における前記原材料組み合わせは、前記摩耗が低減あるいは最小化されるように調整される。例えば、前記材料組み合わせは、前記接触し合う層の間の摩擦係数が小さくなるように選定することが可能である。また、前記接触し合う層の間、特に前記加熱要素の接触面と前記絶縁層との間に滑り層を設けておくことができ、この滑り層によって、前記加熱要素と前記絶縁層との間の摩耗が低減あるいは回避される。ヒータの前記接触し合う層の間の摩耗を回避または低減することによって、空隙あるいは微小空隙がこれらの層の間に形成される確率、および、従ってまた、前記接触し合う層の間の空隙が存在することにより熱伝達が悪化することで引き起こされる出力損失の発生確率が低減またはゼロにされる。
ヒータの前記接触し合う層の間の摩耗を回避または低減することによって、特に、前記接触し合う層の間の摩擦力がほぼ一定であること、または、ほぼ一定であり続けることが実現され、このことは、本発明に係る加熱レジスタの耐久年限を延ばすことにつながる。
更に、前記加熱レジスタの前記接触し合う層の間に滑り層を設けることによって、前記加熱レジスタにおける熱伝達が向上する。その理由は、特に、用いられる前記滑り層が前記微小空隙よりも良好な熱伝導性を有する点にある。
本発明に係る加熱装置の加熱レジスタは、前記絶縁層と前記層状の加熱要素とから成る構成部を少なくとも部分的に包囲するような外層(外形材)を含むことができ、この外層は、前記加熱要素とは反対側の前記絶縁層表面に対してそれぞれ少なくとも一部領域が接触して、前記絶縁層と前記加熱要素とに緊締されている。前記外層は、被覆管の管壁、好ましくは圧着管の管壁として、または押出形材として構成しておくことができる。
好ましくは、前記絶縁層のうちの少なくとも1つと前記外層との間に、前記絶縁層と前記外層との各接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料から成る少なくとも1つの滑り層が配置されている。
特に、少なくとも1つの絶縁層と前記外層とを構成する際に少なくともそれらの接触面の領域において、前記絶縁層と前記外層との各接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料組み合わせが用いられる。
本発明においては、前記加熱レジスタの前記絶縁層と前記外層とを構成する際に適切な材料組み合わせを用いることによって、および/または、適切な滑り層を前記外層と前記絶縁層との間に設けることによって、本発明に係る加熱レジスタの更に別の接触し合う層の間に生じ得る摩耗が低減または回避される。このことは、前記措置が施されていない場合に空隙あるいは微小空隙が存在することにより引き起こされるであろう出力損失を更に低減することにつながる。
更に、本発明に係る加熱装置の前記層状の加熱要素は、PTC層、特に少なくとも1つの導電性接触層を備えたPTC層と2つの層状の接触電極とを含み、これらの接触電極はそれぞれ前記PTC層の表面に少なくとも一部領域が接触する。また、本発明に係る加熱装置の前記層状の加熱要素は、支持層に設けられた少なくとも1つの厚膜加熱要素を含むことができる。
好ましくは、少なくとも1つの接触電極と前記PTC層との間に、前記接触電極と前記PTC層との接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料から成る少なくとも1つの滑り層が配置されている。
特に、少なくとも1つの接触電極と前記PTC層とを構成する際に少なくともそれらの接触面の領域において、前記接触電極と前記PTC層との接触面の摩耗がそれぞれ所定の限界値を下回るような材料組み合わせが用いられる。
本発明においては、前記加熱レジスタの前記接触電極と前記PTC層とを構成する際に適切な材料組み合わせを用いることによって、および/または、適切な滑り層を前記接触電極と前記PTC層との間に設けることによって、本発明に係る加熱レジスタの更に別の接触し合う層の間に生じ得る摩耗が低減または回避される。このことは、空隙あるいは微小空隙により引き起こされる出力損失を更に低減することにつながる。
本発明の特に好ましい一実施形態では、前記外層がアルミニウムで形成されている。更に、少なくとも1つの絶縁層を絶縁セラミック、特に酸化アルミニウムを用いた絶縁セラミックで形成しておくことが可能である。また、前記PTC層は特にPTCセラミックで形成されている。更にまた、前記PTC層の前記接触層を金、銀またはアルミニウムで形成し、少なくとも1つの接触電極をアルミニウムで形成しておくことが可能である。
本発明の更に別の実施形態では、少なくとも1つの接触電極と前記PTC層とがそれらの接触面において互いに接着されている。接触し合う層をそれらの接触面において接着することによっても、空隙あるいは微小空隙が形成される確率を大幅に減少させることができる。
特に、前記接触し合う層のうちの少なくとも2つの層の間に配置された少なくとも1つの滑り層が、前記少なくとも2つの接触し合う層のうちの1つの層の接触面に対するコーティングとして、または、別個の層として形成されている。換言すれば、前記接触し合う層のうちの少なくとも2つの層の各接触面に滑り層をコーティングしておくこと、または、前記2つの層が、それらの接触面の間に別個に形成された滑り層を含むことが可能である。
好ましくは、前記接触し合う層のうちの少なくとも2つの層の間に設けられた少なくとも1つの滑り層が、潤滑剤としての窒化ホウ素を含むシリコーンまたはポリエステルラッカーから成る厚さ20μm未満の薄膜として形成されている。また、少なくとも1つの滑り層を、特に各熱伝達を実現するための熱伝導粒子が充填されており、かつ/または、加熱または化学硬化剤の添加により硬化するポリマーで形成しておくことが可能である。
特に、前記接触し合う層のうちの少なくとも2つの層の間に配置された少なくとも1つの滑り層が、例えば油脂などの少なくとも1つの潤滑物質を前記接触し合う層のうちの少なくとも2つの層の間に挿入することによって実現されている。また、少なくとも1つの滑り層を、少なくとも1つの潤滑物質が含浸された材料、例えば油に浸漬された紙で形成しておくことができる。
本発明においては、接触し合う層に関して少なくともそれらの接触面の領域に、好ましくは、フレッティングし難く、潤滑物質を含まない摩擦最適化された材料組み合わせが用いられる。この場合、接触し合う少なくとも2つの層を構成する際に少なくともそれらの接触面の領域に、特に真鍮と銅との材料組み合わせまたは真鍮とスズとの材料組み合わせが用いられる。この場合、前記材料組み合わせは、前記接触し合う層の間の摩擦係数が低減されるように選定される。例えば、アルミニウムとアルミニウムとの材料組み合わせの場合、摩擦係数は1である。
簡潔に表現すると、本発明では、加熱レジスタの前記層を形成する材料を選定することによって、および/または、前記層に対する適切なコーティングおよび/または前記層の間への適切な材料から成る中間層の挿入のような適切な補完的措置を利用することによって、前記層の間における摩耗が最小化される。
前記加熱レジスタの前記接触し合う層において相異なる熱膨張性を有する材料間の摩耗を最小化することによって、これらの層の間、例えばPTCセラミックと前記接触板との間および/または絶縁セラミックと被覆管または被覆プロファイルとの間における微小間隙の形成が最小化あるいは回避される。これによってまた、本発明に係る加熱レジスタにおいて微小間隙が存在することにより生じる出力損失も回避される。
前記加熱装置の本発明に係る構造は、高電圧、すなわち、60∨超の電圧に対して特に適している。しかしまた、本発明に係る構造は、電圧が60∨未満の電気補助ヒータにも適している。他の材料組み合わせを用いること、および/または、前記接触し合う層の間に滑り層を用いることで、本発明に係る電気ヒータの機能および使用範囲が制限されることはない。すなわち、他の材料組み合わせを用いることによって、および/または、前記接触し合う層の間に滑り層を用いることによって有意な出力損失が生じることはなく、高電圧に対する電気絶縁強度が損なわれることもない。
以下において、本発明について、少なくとも1つの実施例に基づいて図面を参照しながら更に詳述する。
従来技術に係る電気駆動加熱装置の加熱レジスタを示す断面図である。 図1に示された加熱レジスタを示す非常に簡略化された部分横断面図であり、当該加熱装置の製造直後に見られる初期状態における加熱レジスタが示されている。 図1に示された加熱レジスタを示す非常に簡略化された部分横断面図であり、温度サイクルを複数回経た後に見られる状態における加熱レジスタが示されている。 図3に示された状態の加熱レジスタによる温度変化を、図4に示された状態の加熱レジスタによる温度変化と対比して示す。 本発明の第1の実施形態に係る電気駆動加熱装置の加熱レジスタを示す断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る電気駆動加熱装置の加熱レジスタを示す断面図である。
図5は、本発明に係る加熱装置の第1の実施例に従った加熱装置における加熱レジスタ10の断面を示す分解図である。第1の実施形態に係る前記加熱装置の前記加熱レジスタ10は層状の加熱要素20を含み、この加熱要素は、PTC層30と2つの層状の接触電極40とを含む。前記PTC層30は前記2つの接触電極40の間に配置されている。前記接触電極40の各々と前記PTC層30との間にはそれぞれ別個に形成された滑り層130が配置されており、この滑り層によって、当該の前記接触電極40と前記PTC層30との間における摩耗が最小化または回避される。
前記接触電極40の各々において、前記PTC層30とは反対側の各側面に絶縁層50が配置されている。更に、各接触電極40と各絶縁層50との間にも別個に形成された滑り層140が配置されており、この滑り層によって、当該の接触電極40と当該の絶縁層50との間における摩擦が最小化または回避される。
更にまた、各絶縁層50における接触電極40とは反対側の側面に管プロファイル60が設けられており、この管プロファイルは被覆圧着管60として形成されている。この圧着管60によって、前記加熱レジスタ10を形成する全ての要素が互いに緊締されている。そこでは、この押圧力の印加によって、前記加熱要素20から前記圧着管60の熱伝導性の外面へ良好に熱が伝達されることが保証される。更に、各絶縁層50と前記圧着管60との間にも別個に形成された滑り層150が配置されており、この滑り層によって、前記圧着管60と当該の絶縁層50との間における摩耗が最小化あるいは回避される。
図6は、本発明に係る加熱装置の第2の実施例に従った加熱装置における加熱レジスタ10の断面を示す分解図である。この場合、第2の実施形態に係る前記加熱装置の前記加熱レジスタ10は層状の加熱要素20を含み、この加熱要素は、2つの層状の接触電極40の間に配置されたPTC層30を含む。
前記PTC層30は、当該の接触電極の側を向いた各側面に滑り層130がコーティングされており、この滑り層によって、前記PTC層30と当該の接触電極40との間における摩耗が最小化または回避される。
各接触電極40における前記PTC層30とは反対側の各側面には、それぞれ絶縁層50が配置されている。各絶縁層50は、当該の接触電極40の側を向いた側面に滑り層140がコーティングされており、この滑り層によって、前記絶縁層50の各々と当該の接触電極40との間における摩耗が最小化または回避される。
更にまた、各絶縁層における接触電極40とは反対側の側面に管プロファイル60が設けられており、この管プロファイルは被覆圧着管60として形成されている。この実施例の場合も、前記圧着管60によって、前記加熱レジスタ10を形成する全ての要素が互いに緊締されている。ここでも、この押圧力によって、前記加熱要素20から前記圧着管60の熱伝導性の外面へ良好に熱が伝達されることが保証される。更に、各絶縁層50は、前記被覆管60の側を向いた側面に滑り層150がコーティングされており、この滑り層によって、前記絶縁層50の各々と前記被覆管60との間における摩耗が最小化あるいは回避される。
本発明の第1の実施例の場合も第2の実施例の場合も、前記PTC層30は、PTCセラミック層で形成しておくことができ、金または銀から成る少なくとも1つの導電性接触層(図示せず)を有することができる。更に、前記絶縁層50の各々は絶縁セラミックで形成しておくことができる。前記被覆管60は、特にアルミニウムで形成しておくことが可能である。
従って、本発明においては、前記滑り層130、140、150のうちの少なくとも1つの層を、更に別の構成部材として、前記加熱レジスタ10の当該の前記接触し合う層における互いに相対的に移動する表面の間に設けることができる。
更に、前記滑り層130、140、150のうちの少なくとも1つの層をそれぞれ、前記加熱レジスタ10の前記接触あるいは隣接し合う層のうちの少なくとも2つの層における互いに相対的に移動する表面のうちの1つまたは両方への直接的なコーティングとして形成しておくことが可能である。
また、前記接触し合う層のうちの少なくとも2つの層における互いに相対的に移動する表面の間に、例えば油脂のような潤滑物質を挿入することができる。
更にまた、本発明に係る滑り層システムでは、上記滑り層のうちの複数の層を組み合わせることが可能である。例えば、互いに相対的に移動する2つの表面のうちのそれぞれ1つの表面がコーティングされており、例えば油のような潤滑物質または潤滑物質が含浸された紙を前記表面の間に挿入することができる。
また、前記加熱レジスタ10の層のうちの少なくとも1つの層上、特に、好ましくは絶縁セラミックで形成された前記絶縁層50のうちの少なくとも1つの層上に、材料混合物から成る当該の滑り層130、140、150を備えておくことが可能であり、前記材料混合物は、潤滑剤としての窒化ホウ素を含むシリコーンあるいはポリエステルラッカーを含むことができ、好ましくは絶縁セラミック上における20μm未満、好ましくは5μm未満の薄膜用途向けに構成されている。
更に、少なくとも1つの滑り層130、140、150が、熱伝導粒子が充填されている熱伝導媒体としてのポリマーを含むことができる。このポリマーは、加熱または化学硬化剤の添加によって硬化できる。その際、熱伝達は専ら熱伝導粒子を介して行われる。この場合、この種のポリマーへの熱伝導粒子の充填度は少なくとも60%である。
10 加熱レジスタ
20 加熱要素
30 PTCセラミック、PTC層
31 接着剤
35 接触領域
41 空隙
40 接触板、接触電極
50 絶縁層
51 空隙
60 被覆外層、被覆層、管壁、圧着管、被覆管
61 接着剤
70 フィン
80 空気
130 滑り層
140 滑り層
150 滑り層

Claims (17)

  1. 電気駆動の加熱装置が加熱レジスタ(10)を有し、この加熱レジスタが、電気エネルギーを熱に変換するための層状の加熱要素(20)と、電気絶縁性および熱伝導性を有する少なくとも1つの絶縁層(50)とを含み、この絶縁層が少なくとも一部領域において前記層状の加熱要素(20)の側面に接触していて、前記絶縁層(50)と前記層状の加熱要素(20)とが互いに緊締されている加熱装置において、
    少なくとも1つの絶縁層(50)と前記層状の加熱要素(20)との間に、摩耗に対抗する滑り層(140)が配置されており、
    前記滑り層(140)が、潤滑剤としての窒化ホウ素を含むシリコーンまたはポリエステルラッカーから成る薄膜として形成されている
    ことを特徴とする加熱装置。
  2. 前記加熱レジスタ(10)が外層(60)を含み、この外層が、前記絶縁層(50)と前記層状の加熱要素(20)とから成る構成部を少なくとも部分的に包囲し、前記加熱要素(20)とは反対側の前記絶縁層(50)表面が少なくとも一部領域において前記外層(60)によって接触されており、かつ、前記外層(60)が前記絶縁層(50)と前記加熱要素(20)とに緊締されていことを特徴とする、請求項1に記載の加熱装置。
  3. 前記外層(60)が圧着された被覆管(60)の管壁として、または押出形材として構成されていることを特徴とする、請求項2に記載の加熱装置。
  4. 前記外層(60)がアルミニウムで形成されていることを特徴とする、請求項2または3に記載の加熱装置。
  5. 前記層状の加熱要素(20)が、少なくとも1つの導電性接触層を備えたPTC層(30)であり、かつ、2つの層状の接触電極(40)を含み、これらの接触電極がそれぞれ前記PTC層(30)の表面に少なくとも一部領域において接触すること、または、前記層状の加熱要素(20)が、支持層に設けられた少なくとも1つの厚膜加熱要素を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の加熱装置。
  6. 前記接触電極(40)のうちの少なくとも1つと前記PTC層(30)との間および/または前記絶縁層(50)のうちの少なくとも1つと前記外層(60)との間に、摩耗に対抗する滑り層(130、150)が配置されており、
    前記滑り層(130、150)が、潤滑剤としての窒化ホウ素を含むシリコーンまたはポリエステルラッカーから成る薄膜として形成されている
    ことを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項を引用する請求項に記載の加熱装置。
  7. 前記PTC層(30)がPTCセラミックで形成されていることを特徴とする、請求項5または6に記載の加熱装置。
  8. 前記PTC層(30)の前記導電性接触層が金または銀で形成されていることを特徴とする、請求項5〜7のいずれか1項に記載の加熱装置。
  9. 少なくとも1つの前記接触電極(40)が、その接触面において前記PTC層(30)に接着されていることを特徴とする、請求項5〜8のいずれか1項に記載の加熱装置。
  10. 少なくとも1つの前記接触電極(40)がアルミニウムで形成されていることを特徴とする、請求項5〜9のいずれか1項に記載の加熱装置。
  11. 記絶縁層(50)のうちの少なくとも1つが縁セラミックを用いて形成されていること特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の加熱装置。
  12. 前記絶縁層(50)のうちの少なくとも1つが、酸化アルミニウムから成る絶縁セラミックを用いて形成されていることを特徴とする、請求項11に記載の加熱装置。
  13. 前記接触し合う層(20、30、40、50、60)のうちの2つの層の間に配置された前記滑り層(130、140、150)のうちの少なくとも1つが、前記2つの接触し合う層(20、30、40、50、60)のうちの1つの層の接触面に対するコーティングとして、または、別個の層として形成されていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の加熱装置。
  14. 前記接触し合う層(20、30、40、50、60)のうちの2つの層の間に配置された前記滑り層(130、140、150)のうちの少なくとも1つが、さ20μm未満の薄膜として形成されていること、および/または、熱または化学硬化剤の添加により硬化するポリマーで形成されていることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の加熱装置。
  15. 前記ポリマーが、熱伝達を実現するための熱伝導粒子が充填されていることを特徴とする、請求項14に記載の加熱装置。
  16. 前記接触し合う層(20、30、40、50、60)のうちの2つの層の間に配置された前記滑り層のうちの少なくとも1つが、滑物質を前記接触し合う層(20、30、40、50、60)のうちの前記少なくとも2つの層の間に挿入することによって実現されていること、または、潤滑物質が含浸された材料形成されていることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項に記載の加熱装置。
  17. 前記接触し合う層(20、30、40、50、60)のうちの少なくとも2つの層が、少なくともそれらの接触面の領域において、真鍮と銅との材料組み合わせまたは真鍮とスズとの材料組み合わせを有することを特徴とする、請求項1〜16のいずれか1項に記載の加熱装置。
JP2013127097A 2012-07-11 2013-06-18 加熱装置 Active JP6210196B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EPEP12290232.3 2012-07-11
EP12290232.3A EP2685784B1 (de) 2012-07-11 2012-07-11 Heizvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014017251A JP2014017251A (ja) 2014-01-30
JP6210196B2 true JP6210196B2 (ja) 2017-10-11

Family

ID=46640611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013127097A Active JP6210196B2 (ja) 2012-07-11 2013-06-18 加熱装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9345071B2 (ja)
EP (1) EP2685784B1 (ja)
JP (1) JP6210196B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101844882B1 (ko) 2016-08-08 2018-04-03 엘지전자 주식회사 히팅 모듈 및 그를 갖는 히터 어셈블리
FR3089745A1 (fr) * 2018-12-10 2020-06-12 Valeo Systemes Thermiques Procédé d’assemblage d’un module chauffant pour dispositif de chauffage électrique et dispositif de chauffage électrique associé
DE102019116796A1 (de) * 2019-06-21 2020-12-24 Jenoptik Advanced Systems Gmbh Temperiervorrichtung für ein Luftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer Temperiervorrichtung
EP3789692A1 (en) * 2019-09-04 2021-03-10 Mahle International GmbH Heating element, heating assembly and motor vehicle
CN113677044B (zh) 2020-05-15 2024-05-28 埃贝赫卡腾有限两合公司 Ptc加热装置及其制造方法
DE102021204888A1 (de) * 2021-05-12 2022-11-17 Mahle International Gmbh PTC-Heizelement
EP4242547B1 (en) 2022-03-09 2024-08-21 MAHLE International GmbH Electric heating device
EP4243568B1 (en) 2022-03-09 2024-09-11 MAHLE International GmbH Electric heating device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5987788A (ja) * 1982-11-12 1984-05-21 松下電器産業株式会社 正特性サ−ミスタ発熱体
JPS62208588A (ja) * 1986-03-07 1987-09-12 松下電器産業株式会社 面状発熱体
JPS6445082A (en) * 1987-08-12 1989-02-17 Heater Design Res Heat emitting structure
DE59200295D1 (de) * 1991-08-12 1994-08-25 Siemens Matsushita Components Heizvorrichtung zum Erwärmen strömender Medien.
DE19737241C2 (de) * 1997-08-27 1999-09-30 Tuerk & Hillinger Gmbh Elektrischer, mit PTC-Elementen ausgerüsteter, verdichteter Heizkörper
WO2005050101A2 (de) 2003-11-20 2005-06-02 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher, insbesondere für eine heizungs- oder klimaanlage eines kraftfahrzeugs, sowie verfahren zur herstellung eines solchen
DE102006025320A1 (de) 2006-05-31 2007-12-13 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs
JP4998597B2 (ja) * 2010-06-03 2012-08-15 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 定着装置および画像形成装置
WO2012011198A1 (ja) * 2010-07-21 2012-01-26 Taguchi Koshiro 液体流路内蔵式高効率温水発生車載用ヒータ
DE202011004800U1 (de) * 2011-04-02 2011-06-09 CERApro Hochtemperaturtechnik GmbH, 90562 Ein in die Anlagenisolierung integriertes Heizsystem

Also Published As

Publication number Publication date
US9345071B2 (en) 2016-05-17
JP2014017251A (ja) 2014-01-30
US20140014645A1 (en) 2014-01-16
EP2685784A1 (de) 2014-01-15
EP2685784B1 (de) 2016-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6210196B2 (ja) 加熱装置
JP7001501B2 (ja) 放熱構造体およびそれを備えるバッテリー
JP5134579B2 (ja) 発熱体及び発熱体を備えた暖房装置
US8139933B2 (en) Imaging device
JP6771167B2 (ja) 組み込まれた温度センサを有する加熱装置
JP5226951B2 (ja) 電気ブッシンク゛
JP7116781B2 (ja) 放熱構造体およびそれを備えるバッテリー
US7940156B2 (en) Power resistor module
EP2483896B1 (en) Positive temperature coefficient heating elements and their manufacturing
JP4576016B2 (ja) プレッシャーコンタクティングにおけるコンバータ
CN203708513U (zh) 加热装置
US20110220638A1 (en) Finned ceramic heater
JP7186753B2 (ja) 突入電流制限用の電子デバイスおよび電子デバイスのアプリケーション
US6350969B1 (en) Self-regulating heater
US20180326817A1 (en) Electric heater
CN109963361B (zh) 热生成元件和制造热生成元件的方法
WO2019204105A1 (en) High performance multilayer insulation composite for high voltage applications
JP4264008B2 (ja) 電気発熱装置を有する暖房目的に役立つ熱交換器
EP3490335B1 (en) Positive temperature coefficient (ptc) heater
US20210267017A1 (en) Electric Heating Device
US20120175149A1 (en) Functional Module and Method for Producing the Functional Module
EP1981095A3 (en) A peltier module
US20180328622A1 (en) Electric heating device
AU5961999A (en) An electric hob
WO2019004193A1 (ja) 発熱装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20160422

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20160506

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170321

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170620

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170718

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170817

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20170828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170828

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6210196

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250