SE0901057A1 - Elektrisk uppvärmningsanordning för fordon - Google Patents

Description

Anordningen består av en enhet som monteras i vevhusventilationens slangsystem. Enheten har ett urtag, som ej står i kontakt med den strömmande gasen, i vilket det är placerat ett värmeelement som är uppbyggt av så kallade PTC element Kort beskrivning av uppfinningen.

Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för att värma en vätska i ett fordon där anordningen är enkel att tillverka, har små dimensioner, har låg vikt, har god verkningsgrad och är enkel att installera i fordonet.

Syftet med uppfinningen uppnås genom att delar till anordningen är framställda av ett termoplastiskt material, att uppvärmningen av vätskan åstadkommes med PTC element så att reglerutrustning ej erfordras och genom att värmaren monteras i vätskans slangsystem eller rörsystem.

Kort beskrivning av ritiiingarna.

Med hänvisning till bifogade ritningar följ er en närmare beskrivning av ett såsom exempel anfört utförande av uppfinningen. På ritningama visar figur 1 en vy av en värmare monterad i ett slangsystem, figur 2 en sektion längs linjen A-A i figur 1, figur 3 en sektion längs linjen B-B i figur 2 och figur 4 en perspektivisk vy av värmaren där de tre huvudenheterna är separerade, Detalierad beskrivning av föredraget utförande.

Den på ritningama illustrerade anordningen visar en värmare (10) vilken är monterad i ett slangsystem (11) i ett fordon, till exempel i slangsystemet för kylvätskan till fordonets motor. Värmaren (10) kan fixeras till fordonets motor eller en lärnplig del av fordonet med hjälp av fästelement, vilka går genom urtag (12) i värmaren (10) om en fixering av värmaren (10) är nödvändig. Värmaren (10) är ansluten till en utanför fordonet anordnad elektrisk energikälla via elektriska ledare (13) anordnade i ett skyddshölje (14).

Värmaren (10) består av en behållare (15) vilken är försedd med en första anslutningsrrippel (16) till vilken en del av slangsystemet (11) är anslutet för tillförsel av vätskan som skall värmas i behållaren (15). Behållaren (15) har en andra anslutningsnippel (17) till vilken an del av slangsystemet (11) är anslutet för att avleda den uppvärmda vätskan från behållaren (15). Slangsystemet (1 1) är fixerat till den första anslutningsriippeln (16) och den andra anslutningsnippeln (17) med lämpliga slangklämrnor (18). Den första anslutningsnippeln (16) och den andra anslutningsnippeln (17) är anordnade på så långt avstånd från varandra som möjligt så att den sträcka som vätskan strömmar genom behållaren är så lång som möjligt.

För att tillåta en montering av värmaren (10) i de ofiast mycket begränsade utrymmena som finns tillgängliga i ett modemt fordon så har värmarens (10) behållare (15) en huvudsakligen platt form. Genom att anordna första anslutningsnippeln (16) och andra anslutningsnippeln (17) på de sidor som är mellan behållarens (15) huvudsakligen platta sidor har värmarens (10) dimensioner reducerats maximalt. I den visade föredragna utformningen har värmaren (10) en bredd, mellan de två huvudsakligen platta sidoma som endast är något större än ytterdiametem på de till värmaren (10) anslutna slangarnas ytterdiameter.

Behållaren (15) har vid en sida en infásmingsfläns (19) till vilken ett lock (20) är fixerat. Locket (20) har en anslutning (21) för skyddshöljet (14) som omger de elektriska ledarna (13). Locket (20) är fixerat till infastningsflänsen (19) på behållaren (15) med lämpliga fastelement (22) såsom till exempel skruvar.

De elektriska ledarna (13) är anslutna till ett antal värmeelement (23) placerade i en värmeplatta (24), så utformad att värmeelementen (23) ej kommer i direkt kontakt med vätskan i behållaren (15). Värmeelementen (23) utgörs av så kallade PTC element vilka har placerats bredvid varandra för att uppnå god värmeöverföring till värmeplattan (24) samt ge värmeplattan (24) en eftersträvad platt form. PTC element avger en energimängd som är beroende av temperaturen och elementen avger ej någon energi vid en temperatur över en viss förutbestämd temperatur. Värmeelement (23) bestående av PTC element kan således användas utan någon reglerutrustning. Uppbyggnaden av PTC element och deras anslutning till elektriska ledare är känd teknik och kommer därför ej att beskrivas här.

Värmeplattan (24) för värrneelementen (23) är utformad som en huvudsakligen rektangulär platta med en första platt sida (25) och en andra platt sida (26) samt fyra mellanliggande sidor, en första långsida (27) och en andra långsida (28) samt en första kortsida (29) och en andra kortsida (30). Vid den första kortsidan (29) är en fläns (31) anordnad. Flänsen (31) är omgiven av en tätningslist (32).

Värmeplattan (24) har vid den sida som är omgiven av flänsen (31) ett urtag (33) så att värmeelementen (23) kan placeras i värrneplattan (24).

Värmeplattan (24) är placerad i behållarens (15) innerutryrnme vilket är tillgängligt via en öppning (34) anordnad på den sida av behållaren (15) där infastningsflänsen (19) är belägen. Värmeplattans (24) fläns (31) med tätningslisten (32) är utformade att ansluta till behållarens (15) infästriingsfläns (19).

Behållarens (15) innerutryrnme är anpassat så att avståndet mellan värmeplattans (24) utvändiga ytor och behållarens (15) invändiga ytor är på ett förutbestämt avstånd från varandra. Behållaren (15) har således också formen av en huvudsakligen rektangulär platta med en första platt sida (35) och en andra platt sida (36) samt fyra mellanliggande sidor, en första långsida (3 7) och en andra långsida (38) samt en första kortsida (39) och en andra kortsida (40).

Behållarens (15) infastrringsfläns (19) är anordnad vid den första kortsidan (3 9).

I den i figur 1 visade utföringsforrnen så är behållaren (15) placerad så att infästriingsflänsen (19) är vänd nedåt och den först anslutningsnippeln (16) för vätskans inlopp är placerad nära infästningsflänsen (19). Den andra anslutningsnippeln (17) för vätskans utlopp från behållaren (15) är placerad på behållarens (15) andra kortsida (30) vilken är vänd från infästningsflänsen (19).

Med den utformningen så erhålls en bra självcirkulation av vätskan i systemet.

För att uppnå bästa möjliga strömningsförloppet för vätskan i behållaren (15) så är den första anslutningsnippeln (16) placerad så att vätskan strömmar in mot en av de fyra mellanliggande sidorna (27, 28, 29, 30) på värmeplattan (24), företrädelsevis mot en av långsidoma (27, 28), vilken har en liten bredd. De angivna placeringarna av första anslutningsnippeln (16) och andra anslutningsnippeln (17) medför att vätskan får det längsta och bästa strömmingsförloppet förbi värmeplattan (24). Detta medför att när vätskan strömmar förbi värmeplattan (24) så blir energiupptagningen från värmeplattan (24) järrmt fördelat över värmeplattans (24) yta, vilket medför att temperaturen över värmeplattans (24) hela yta blir huvudsakligen densamma.

Behållaren (15) är framställd av ett termoplastiskt material så som till exempel PA66. Termoplastiska material förlorar sin förmåga att hålla formen och sin hållfasthet vid en relativt ringa förhöjning av temperaturen, varför det är viktigt att temperaturen på vätskan i behållaren (15) ej på något ställe överstiger den för det valda tennoplastiska materialets temperatur vid vilken formbeständigheten och hållfastheten sjunker under ett förutbestärnt värde. Om behållaren (15) av någon anledning ej är fylld med vätskan är det viktigt att behållaren är så utformad att värmestrålningen från värmeplattan (24) ej medför att temperaturen på det tennoplastiska materialet i behållaren (15) kommer upp till den temperatur när det tennoplastiska materialet förlorar den nödvändiga forrnbeständigheten och hållfastheten.

Användningen av ett termoplastiskt material i värmarens delar, så som behållaren (15) och locket (20), medför en viktsreduktion av värmaren (10) med cirka 30 % relativt en likvärdig värmare av metall.

De vätskor som användes i fordon för att värma en enhet såsom motom är normalt baserade på vatten varför arbetstemperaturen för en värmare normalt ej överstiger 80° C när värmaren är i funktion. När motom är i drift uppnår vätskan temperaturer omkring 100°C. Terrnoplastiska material såsom PA66 kan under kortare tidsintervall klara temperaturer upp till cirka 200°C varför det är viktigt att behållaren (15) är utformad så att vätskan som passerar genom behållaren (15) ej på något ställe erhåller en temperatur över det värdet när materialet förlorar formbeständigheten och hållfastheten. Med värmeelement (23) som tillsammans avger 600W så erhålles en temperatur på den vätska som lämnar behållaren (15) på cirka 80°C om vätskans inloppstemperatur är cirka 20°C. Med värmeelement på 600W erhålles således en temperaturförhöjning på cirka 60°C.

Om vätskan i behållaren (15) ej cirkulerar eller om behållaren (15) ej är helt fylld med vätska kommer en förhöjning av temperaturen att ske.

Avståndet mellan behållarens (15) invändiga ytor och värmeplattans (24) utvändiga ytor är anpassade så att en jämn strömming av vätskan genom behållaren (15) erhålls samt att vid en situation då behållaren (15) ej är helt fylld med vätska att värmestrålningen från värmeplattan (24) till behållaren (15) ej ger en temperatur på det tennoplastiska materialet i behållaren (15) vid viken det termoplastiska materialet förlorar sin formbeständighet och sin hållfasthet.

Detta uppnås när avståndet mellan behållarens (15) inre ytor och värmeplattans (24) yttre ytor är mer än 3 mm.

Vid beskrivningen av den föredragna utföringsformen har angivits ett användningsområde för värmaren (10) enligt uppfinningen, men värmaren (10) kan användas för att värma vätskor i ett fordon för andra ändamål än att värma fordonets motor. Värmaren (10) kan till exempel användas för att värma en vätska som värmer ett föremål i fordonet som erfordrar värmning även när fordonet frarnförs. För ett sådant ändamål kan energin till värmaren till exempel tas från en energikälla utanför fordonet då fordonet ej framförs och från fordonets batteri när fordonet framförs.

Delarna till värmaren är enkla att tillverka och sammansättningen är också mycket enkel att utföra då de tre huvudenhetema behållaren (15), värmeplattan (24) för värmeelementen (23) och locket (20) hålls samman med fyra fåstelement (22). Även om uppfinningen har beskrivits med hänvisning till en fóredragen utforingsfonn kan anordningen modifieras på ett flertal sätt inom ramen för uppfinningstanken såsom den presenterats i de angivna patentkraven.

Claims (12)

Patentkrav.

1. Elektrisk uppvärmningsanordning för uppvärmning av en vätska i ett fordon, bestående av en behållare (15) och en värmeplatta (24), där vätskan i behållaren (15) strömmar förbi värmeplattan (24) och där värmeplattan (24) är ansluten till en energikälla via elektriska ledare (13) k ä n n e t e c k n a d a v a tt värmeplattan (24) innehåller ett antal PTC element och att behållaren (15) är frarnställd av ett termoplastiskt material.

2. Anordningenligtpatentkravl kännetecknad av att behållaren (15) har två motstående huvudsakligen platta sidor (35, 36) och fyra sidokanter (3 7, 38, 39, 40), en öppning (34) omgiven av en iníästriingsfläns (19) är anordnad vid en av sidokanterna.

3. Anordning enligtpatentkrav2 kännetecknad av att en första anslutningsnippel (16) är anordnad på en av sidokantema (37, 38, 39, 40).

4. Anordníngenligtpatentkrav3 kännetecknad av att den första anslutningsnippeln (16) är anordnad vid en av sidokantema (3 7, 38) som utgår från den sidokant (39) där öppningen (34) och infäsmingsflänsen (19) är anordnade.

5. Anordningenligtpatentkrav4 kännetecknad av att den första anslutningsnippeln (16) är anordnad i anslutning till infástriingsflänsen (19).

6. AnordningenIigtpatentkraVZ kännetecknad av att enandra anslutningsnippel (17) är anordnad på den sidokant (40) som är motstående till den sidokant (39) där behâllarens (15) öppning (34) och infastrlingsfläns (19) är anordnade ,

7. Anordningenligtpatentkravl kännetecknad av att värmeplattan (24) har två motstâende huvudsakligen platta sidor (25, 26) och fyra sidokanter (27, 28, 29, 30), ett urtag (33) omgivet av en fläns (31) är anordnad vid en av sidokantema (27, 28, 29, 30).

8. Anordningenligtpatentkrav7 kännetecknad av att värmeplattans (24) fläns (31) samverkar med behållarens (15) infástriingsfläns (19) så att behållarens (15) öppning (34) är tillsluten.

9. Anordningenligtpatentkravß kännetecknad av att värmeplattans (24) fläns (31) hålles på plats mot behållarens (15) iníästningsfläris (19) genom att ett lock (20) är fäst till behållarens (15) infástrringsfläris (19) med fástorgan (22).

10. Anordningenligtpatentkravl kännetecknad av att avståndet mellan behållarens (15) invändiga ytor och värmeplattans (24) utvändiga ytor är mer än 3 mm.

11. ll. Anordning enligt något av föregående patentkrav kännetecknad av att avståndetrnellanvärmarens (10)två huvudsakligen platta ytor (35, 36) motsvarar ungefär ytterdiarnetern på de anslutna rören eller slangama (11)

12. Anordning enligt något av föregående patentkrav kännetecknad av att locket(20)ärfdrsettmedenarlslutriingßl)för samrnankoppling med skyddshöljet (14) som omger de elektriska ledarna (13) som ansluter värmeplattan (24) till en elektrisk energikälla.