空气加热器制造技术

本发明专利技术涉及一种尤其用于机动车的电的空气加热器，所述空气加热器包括第一加热元件(9a)和至少一个第二加热元件(9b)，其中，所述加热元件(9a，9b)分别具有第一导电层、尤其第一金属层(10a，10b)，第二导电层、尤其第二金属层(11a，11b)和聚合物层(12a，12b)，其中，所述聚合物层(12a，12b)包含聚合物成分和导电的碳成分，其中，在所述加热元件(9a，9b)之间构造有中间空间(16a)，空气能够流动通过该中间空间以便空气被加热。

Air heater

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气加热器
本专利技术涉及一种尤其用于机动车的空气加热器。
技术介绍
电的空气加热器(尤其是在移动应用中所使用的电的空气加热器)通常基于具有较大温度依赖性的电阻的陶瓷加热元件，通过该电阻能够实现放热的自调节。所述电阻通常是陶瓷PTC元件(PTC代表PositiveTemperatureCoefficient：正温度系数)。所述陶瓷PTC元件通常与由铝板构成的传热装置面连接并且由此也被电接触。PTC元件包括PTC电阻，即与温度有关的具有正温度系数的电阻，所述电阻在低温的情况下比在高温的情况下更好地导电。具有陶瓷PTC元件的传统空气加热器的缺点在于，由于传热装置的加工和陶瓷元件的安装较复杂而进行费事制造，由于制造公差而通常需要对陶瓷元件进行分类，在加热元件-传热装置复合结构中由于局部的热量产生而出现较不利的功率密度，由于PTC材料的厚度(由于从陶瓷中的放热受限)而较强地限制最大的加热功率，以及尤其由于具有高电势的构件的小几何间距而出现较大的短路危险。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提出一种空气加热器，其能够有效地加热空气。尤其，应能够在安装空间较小的情况下实现高的功率密度。该任务尤其通过根据权利要求1所述的电的空气加热器来解决。该任务尤其通过一种尤其用于机动车的电的空气加热器来解决，所述空气加热器包括第一加热元件和至少一个第二加热元件，其中，所述加热元件分别包括第一导电层、尤其第一金属层，第二导电层、尤其第二金属层以及聚合物层，其中，所述聚合物层包含聚合物成分和导电的碳成分，其中，在所述加热元件之间形成中间空间，空气能够流动通过所述中间空间用以被加热。本专利技术的核心思想在于，提供一种加热元件，其分别具有两个导电层(金属层)以及布置在导电层(金属层)之间的聚合物层，该聚合物层具有聚合物成分和导电的碳成分，其中，所述加热元件在它们之间构成(至少)一个中间空间(空气流动通道)，使得空气可以流动通过该中间空间(空气流动通道或者这种空气流动通道的区段)用于被加热。根据本专利技术，可以在所述导电层(引线、优选金属板)和聚合物层(加热导体层)之间实现较大的接触面，这能够实现较大的功率密度(与在传统方案中例如通常通过引入到加热导体层中的两个绞合电缆来实现接触的加热带相比)。总体上，对于现有的安装空间而言通过导电层和聚合物层之间的较大接触面实现了高功率密度。在此，可以通过自调节的聚合物层(加热层)实现与传统PTC加热器相当的安全性。总体上可以实现了能较简单地制造的稳健设计。此外，导电层(尤其金属层、优选金属板)可以同时用作传热装置面用于加热流经的空气。可选地，还可以通过导电层(金属层、尤其金属板)上的不平整部、尤其凸起、例如肋条和/或翅片来增大该表面。为了保护以防机械损坏、湿气和/或短路，可以对单个加热元件或者至少加热层或整个构件的(暴露)区域进行涂漆和/或密封。总之，由于传导元件(导电层)与聚合物层(加热导体层)之间的大接触面，可以(在安装空间已给定的情况下)实现高功率密度。在此，通过同样自调节的加热层可以实现与具有陶瓷加热元件的传统PTC加热器相当的安全性。在此，由于低成本材料的使用可能性和简单制造工艺的使用可能性，因而制造成本较低。在WO2014/188190A1中也描述了具有部分类似的层结构的加热元件，然而所述加热元件用于面加热器而不是用于空气加热器，在所述空气加热器中，加热元件在它们之间构成一个或多个空气通道(用于被加热)。然而，空气加热器尤其由于在那里设有的多个空气通道而在设计上明显与面加热器不同。第一加热元件和/或第二加热元件可以(至少基本上)沿着空气流动方向延伸。在该替代方案中，优选可以使用具有较大宽度(例如，宽度为长度的至少0.1倍或至少0.2倍)的加热元件。所述宽度尤其应理解为各个加热元件的(平均)延伸尺度，该延伸尺度垂直于最大延伸尺度(长度)，具体而言尤其处于由第一导电层和聚合物层之间的连接面限定的平面的投影中。替代地，第一加热元件和/或第二加热元件可以相对于空气流动方向以一角度(例如以小于或等于90°且大于0°、尤其大于10°的角度)延伸。在相对于空气流动方向以一角度(大于0°)延伸的情况下，优选可以使用较窄的加热元件(即，其宽度比其长度小，例如小于0.2倍或小于0.1倍的加热元件)。各个加热元件的宽度可以在流动方向上延伸。优选，加热元件中的至少一个(优选多个或所有加热元件)在流动方向上比在与之垂直的方向上短，例如短了50％。各个加热元件(优选多个或所有加热元件)的基本轮廓可以是多边形的、尤其是四边形的、优选是矩形的，或者是卵形的、尤其是椭圆形的、优选是(正)圆形的。至少一个中间空间(必要时多个或所有中间空间)可以被(刚好)两个加热元件限界或被多个加热元件限界。所述聚合物层优选是具有PTC特性的导电层。中间空间(空气通道)的横截面可以是多边形的、尤其是四边形的、优选是矩形的，或者是卵形的、尤其是椭圆形的、优选是(正)圆形的。中间空间(空气通道)内的横截面可以(在其长度上)变化或者是恒定的。不同的中间空间或者说空气通道(即，不是由同一对或同一组加热元件构成的中间空间或者说空气通道)的横截面也可以彼此不同或相同。例如，中间空间或者说空气管道的横截面可以缝隙形地构造(尤其构造为矩形缝隙)。(加热元件中的至少一个、优选多个或所有加热元件)的各个聚合物层可以(至少平均)比第一导电层和/或第二导电层(金属层)厚(例如是第一导电层和/或第二导电层(金属层)厚度的至少1.1倍、优选至少1.5倍)。替代地，对应的第一导电层和/或第二导电层(金属层)可以比聚合物层厚。第一导电层和第二导电层(金属层)可以(至少平均而言)具有相同厚度。必要时，至少一个加热元件(优选多个或所有加热元件)的第一导电层(金属层)也可以比对应的第二导电层(金属层)厚(或反之)，例如，是其厚度的1.0倍至2.0倍。至少一个加热元件、优选多个或所有加热元件的第一导电层和/或第二导电层(金属层)和/或聚合物层的最大延伸尺度(优选由对应的层上/层中的两个点的最大可能间距限定)是对应的层的(平均)厚度的优选至少5倍、进一步优选至少10倍。至少一个加热元件(优选多个或所有加热元件)的对应的第一导电层和/或第二导电层(金属层)可以构造为导电板(金属板)。至少一个加热元件(优选多个或所有加热元件)的对应的第一导电层和/或第二导电层可以是连贯的层。替代地，第一导电层和/或第二导电层可以是中断的，例如具有多个用于接触聚合物层的(板)带。(以导电层形式进行)电接触的另一种替代方案是使用至少一种丝线或窄条或丝线格栅或类似物作为导电层或其组成部分。在导电的碳成分和导电层方面的术语“导电”应理解为“能传导电”的缩写。电绝缘材料尤其应理解为(在室温尤其为25℃的情况下)具有小于10-1S·m-1(必要时小于10-8S·m-1)的导电能力的材料。相应地，具有导电能力的电导体或材料(或覆层)应理解为(在室温尤其为25℃的情况下)具有优选至少10S·m-1、进一步优选至少103S·m-1的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电的空气加热器，尤其用于机动车的空气加热器，所述空气加热器包括第一加热元件(9a)和至少一个第二加热元件(9b)，其中，所述加热元件(9a，9b)分别具有第一导电层、尤其第一金属层(10a，10b)，第二导电层、尤其第二金属层(11a，11b)和聚合物层(12a，12b)，其中，所述聚合物层(12a，12b)包含聚合物成分和导电的碳成分，/n其中，在所述加热元件(9a，9b)之间构造有中间空间(16a)，空气能够流动通过该中间空间以便空气被加热。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170524 DE 102017111373.8;20170524 DE 102017111371.一种电的空气加热器，尤其用于机动车的空气加热器，所述空气加热器包括第一加热元件(9a)和至少一个第二加热元件(9b)，其中，所述加热元件(9a，9b)分别具有第一导电层、尤其第一金属层(10a，10b)，第二导电层、尤其第二金属层(11a，11b)和聚合物层(12a，12b)，其中，所述聚合物层(12a，12b)包含聚合物成分和导电的碳成分，
其中，在所述加热元件(9a，9b)之间构造有中间空间(16a)，空气能够流动通过该中间空间以便空气被加热。


2.根据权利要求1所述的空气加热器，其特征在于，第一加热元件(9a)和/或第二加热元件(9b)至少基本上沿着空气流动方向延伸和/或相对于所述空气流动方向以一角度延伸，例如以小于或等于90°且大于0°、尤其大于10°的角度延伸。


3.根据权利要求1或2所述的空气加热器，其特征在于，对应的第一导电层(10a，10b)和/或第二导电层(11a，11b)构造为板、尤其金属板和/或具有至少0.1mm、优选至少0.5mm、进一步优选至少1.0mm和/或至多5.0mm、优选至多3.0mm的厚度。


4.根据前述权利要求中之一所述的空气加热器，其特征在于，对应的第一导电层(10a，10b)和/或第二导电层(11a，11b)和/或所述聚合物层(12a，12b)至少基本上平坦地构造。


5.根据前述权利要求中之一所述的空气加热器，其特征在于，设置至少三个加热元件(9a-9c)、优选至少五个加热元件(9a-9e)，所述加热元件带有相应的中间空间(16a-16d)。


6.根据前述权利要求中之一所述的空气加热器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·措斯克，V·伊利琴科，U·施特雷克尔，B·迈尔，N·格哈特，M·施瓦内克，
申请(专利权)人：韦巴斯托股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE