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    Eineelektrische Heizvorrichtung enthältmehrere Heizkörperplatten(31), die parallel zueinander angeordnet sind, um einen Luftkanal(32) zwischen zwei benachbarten Heizkörperplatten zu definieren,ein mit einer Stirnseite jeder Heizkörperplatte verbundenes positivesElektrodenelement (33) und ein mit der anderen Stirnseite jederHeizkörperplatteverbundenes negatives Elektrodenelement (34). In der elektrischenHeizvorrichtung sind die Heizkörperplattenso angeordnet, dass die durch den Luftkanal strömende Luft direkt geheizt wird,wenn den Heizkörperplattendurch die Elektrodenelemente elektrische Energie zugeführt wird.Demgemäß kann dieelektrische Heizvorrichtung die Luft mit einem einfachen Aufbau effektivheizen.
    公开号:DE102004027687A1
    申请号:DE200410027687
    申请日:2004-06-07
    公开日:2004-12-30
    发明作者:Hitoshi Kariya Ito；Mitsugu Kariya Nakamura；Eiichi Kariya Torigoe
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:H05B3-14
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung,einen heizenden Wärmetauscher,einschließlicheinem in der elektrischen Heizvorrichtung integrierten Heizkern,und eine Klimaanlage fürein Fahrzeug, die die elektrische Heizvorrichtung oder den heizendenWärmetauscherverwendet.
    [0002] VerschiedeneArten von elektrischen Heizvorrichtungen mit einem elektrischenHeizkörperzum Erzeugen von Wärmedurch einen elektrischen Stromfluss durch diesen elektrischen Heizkörper werdenherkömmlicherweisevorgeschlagen (z.B. JP-B2-3274234).Bei diesem Stand der Technik wird ein aus Keramik hergestellterund bei einer vorbestimmten Temperatur plötzlich in einem elektrischen Widerstandswertvergrößerter PTC-Heizkörper als elektrischerHeizkörperverwendet, und die Heiztemperatur kann auf die vorbestimmte Temperaturselbst geregelt werden.
    [0003] Weilder PTC-Heizkörperaus Keramik hergestellt ist, ist der Freiheitsgrad bei der Auswahleiner Gestaltungsform klein. Deshalb muss separat von der Heizvorrichtungdes PTC-Heizkörpersein Rippenelement zum Verbessern einer Wärmestrahleigenschaft gesetztwerden. In dem obigen Stand der Technik ist eine Wellrippe mit derHeizvorrichtung des PTC-Heizkörpersdurch eine Metallplatte kombiniert, und ein Wärmeaustausch zwischen dem PTC-Heizkörper undLuft wird durch diese Wellrippe durchgeführt.
    [0004] Dieerzeugte Wärmedes PTC-Heizkörpers wirddurch die Metallplatte thermisch zu der Wellrippe geleitet und vonder Wellrippe an die Luft abgestrahlt. Demgemäß wird zum Beispiel, selbstwenn die Wärmein dem PTC-Heizkörperselbst bei 160°Cerzeugt wird, die Temperatur in der Wellrippe durch die Existenzdes obigen Wärmeübertragungspfadesbis auf etwa 110°Creduziert. Als Ergebnis ist das Leistungsvermögen der Rippe reduziert unddie Wärmestrahlleistungwird schlechter.
    [0005] Fernerwird ein Mechanismus zum Drücken undengen Anbringen des PTC-Heizkörpers,der Metallplatte und der Wellrippe durch ein elastisches Elementwie beispielsweise eine Feder und dergleichen eingesetzt, um bevorzugtdie Wärmeleitungvon dem PTC-Heizkörperzu der Wellrippe zu verbessern. Deshalb wird der Aufbau dieser Heizvorrichtung kompliziert.
    [0006] InAnbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe dervorliegenden Erfindung, eine elektrische Heizvorrichtung vorzusehen, welchebei einem einfachen Aufbau die Wärmestrahlleistungeffektiv verbessert.
    [0007] Gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine elektrische Heizvorrichtungmehrere Heizkörperplatten,die parallel zueinander angeordnet sind, um einen Luftkanal zu definieren,durch welchen Luft zwischen zwei benachbarten Heizkörperplattenströmt,ein positives Elektrodenelement, das mit einer Stirnseite jederHeizkörperplatteverbunden ist, und ein negatives Elektrodenelement, das mit deranderen Stirnseite jeder Heizkörperplatte verbundenist. In der elektrischen Heizvorrichtung sind die Heizkörperplattenso angeordnet, dass sie die durch den Luftkanal strömende Luftdirekt heizen, wenn den Heizkörperplattendurch die Elektrodenelemente elektrische Energie zugeführt wird.Weil in der vorliegenden Erfindung die Heizkörperplatten direkt den Luftkanaldefinieren, durch welchen Luft strömt, um die durch den LuftkanalströmendeLuft direkt zu heizen, kann die Wärmestrahlleistung der elektrischenHeizvorrichtung verbessert werden, wobei die elektrische Heizvorrichtungeinen einfachen Aufbau besitzt. Jede der Heizkörperplatten kann so ausgebildetsein, dass sie eine flache Form oder eine Wellenform hat. Wenn dieHeizkörperplattenin einer solchen Weise angeordnet sind, dass die Wellenform in einerRichtung senkrecht zu einer Luftströmungsrichtung in dem Luftkanalgebogen ist, kann die Wärmeübertragungsleistungder Luft in der elektrischen Heizvorrichtung effektiv verbessertwerden. Alternativ weist jede der Heizkörperplatten Vorsprungabschnitteauf, die von der Vorder- und/oder der Rückseite jeder Heizkörperplattein den Luftkanal ragen.
    [0008] ZumBeispiel ist das positive Elektrodenelement an einer Stirnseitejeder Heizkörperplattein der Luftströmungsrichtungangeordnet, und das negative Elektrodenelement ist an der anderenStirnseite jeder Heizkörperplattein der Luftströmungsrichtungangeordnet. Ferner kann jede der Heizkörperplatten unter Verwendungeines elektrisch leitfähigenHarzes geformt sein, in welches ein elektrisch leitfähiges Füllmaterialgemischt ist, um eine elektrische Leitfähigkeit zu besitzen. Im Allgemeinenbesitzt das elektrisch leitfähigeHarz eine positive Widerstands-Temperatur-Kennlinie,bei welcher ein elektrischer Widerstand bei einer vorbestimmtenTemperatur oder höher steigt.Zusätzlichist jede der Heizkörperplattenintegral mit dem positiven Elektrodenelement und dem negativen Elektrodenelementausgebildet.
    [0009] Gemäß einemweiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine elektrische Heizvorrichtungeine einzelne Heizkörperplatte,die unter Zwischenfügeneines Luftspaltabschnitts in einem vorbestimmten Abstand in eineSpiralform gebogen ist, um so Luftkanäle mittels des Luftspaltabschnitts zudefinieren, ein mit einer Stirnseite der Heizkörperplatte verbundenes positivesElektrodenelement, und ein mit der anderen Stirnseite der Heizkörperplatte verbundenesnegatives Elektrodenelement. Zusätzlichist die Heizkörperplatteso angeordnet, dass sie die durch die Luftkanäle strömende Luft direkt heizt, wennder Heizkörperplattedurch die Elektrodenelemente elektrische Energie zugeführt wird.In diesem Fall kann der Aufbau der elektrischen Heizvorrichtungeinfach gemacht werden, währenddie Wärmestrahlleistungder elektrischen Heizvorrichtung verbessert werden kann. Auch indiesem Fall kann das positive Elektrodenelement an einer Stirnseiteder Heizkörperplattein einer Luftströmungsrichtungder Luftkanäleangeordnet sein, und das negative Elektrodenelement kann an deranderen Stirnseite der Heizkörperplattein der Luftströmungsrichtungangeordnet sein. Zusätzlichkann der Widerstandswert der Heizkörperplatte auf einen geeignetenWert ohne Bezug zu der Längeder Spiralform in der Spiralrichtung eingestellt werden. Auch indiesem Fall kann die Heizkörperplatteintegral mit dem positiven Elektrodenelement und dem negativen Elektrodenelement ausgebildetsein.
    [0010] Gemäß einemnoch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eineelektrische Heizvorrichtung einen blockförmigen Heizkörper mitmehreren Lüftungslöchern, durchwelche Luft strömt,ein mit einer Stirnseite des blockförmigen Heizkörpers verbundenespositives Elektrodenelement und ein mit der anderen Stirnseite desblockförmigenHeizkörpersverbundenes negatives Elektrodenelement. In der elektrischen Heizvorrichtungist der Heizkörper soangeordnet, dass er die durch die Lüftungslöcher strömende Luft direkt heizt, wenndem Heizkörper durchdie Elektrodenelemente elektrische Energie zugeführt wird. Auch in diesem Fallkann die elektrische Heizvorrichtung die Luft effektiv heizen.
    [0011] ZumBeispiel ist der Heizkörperunter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Harzes, in welchem einelektrisch leitfähigesFüllmaterialgemischt ist, um eine elektrische Leitfähigkeit zu besitzen, so geformt,dass er die Form eines rechtwinkligen Quaders hat, das positiveElektrodenelement ist an einer von zwei abgewandten Oberflächen desHeizkörpers parallelzu einer Luftströmungsrichtungder Lüftungslöcher angeordnet,und das negative Elektrodenelement ist an der anderen der zwei abgewandtenOberflächendes Heizkörpersangeordnet.
    [0012] Dieelektrische Heizvorrichtung kann geeigneterweise für eine Fahrzeug-Klimaanlagemit einem Heizkern, welcher in eine Fahrgastzelle zu blasende Luftmittels heißenWassers als Heizquelle heizt, verwendet werden. In diesem Fall istdie elektrische Heizvorrichtung an einer luftstromabwärtigen Seite desHeizkerns angeordnet, um die Luft nach Durchströmen des Heizkerns zu heizen.
    [0013] Gemäß einemnoch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein heizenderWärmetauschermehrere Wärmeübertragungsplatten,die parallel zueinander in einem vorbestimmten Abstand angeordnetsind, um einen Luftkanal zu definieren, durch welchen Luft zwischenbenachbarten zwei Wärmeübertragungsplattenströmt,mehrere Heizkörperplatten,die jeweils mit einer entsprechenden der Wärmeübertragungsplatten integriertsind. Jede der Wärmeübertragungsplattenbesitzt mehrere Fluidkanäle,durch welche ein Fluid strömt,um die durch den Luftkanal strömendeLuft zu heizen, und die Heizkörperplattenerzeugen Wärme,wenn ihnen elektrische Energie zugeführt wird. In dem heizendenWärmetauschersind die Wärmeübertragungsplattenund die Heizkörperplattenso angeordnet, dass durch die Luftkanäle strömende Luft unter Verwendungdes heißenWassers und der erzeugten Wärmeals Wärmequellengeheizt wird. Demgemäß kann,selbst wenn die Temperatur des Fluids niedrig ist, die durch denheizenden WärmetauscherströmendeLuft durch die elektrische Heizvorrichtung effektiv geheizt werden.
    [0014] ZumBeispiel sind die Heizkörperplattenaus einem elektrisch leitfähigenHarz gemacht, in welchem ein elektrisch leitfähiges Füllmaterial gemischt ist, umeine elektrische Leitfähigkeitzu besitzen, und jede der Heizkörperplattenist integral mit einer entsprechenden der Wärmeübertragungsplatten ausgebildet.In diesem Fall kann der heizende Wärmetauscher einfach geformtwerden. Der heizende Wärmetauscherkann geeigneterweise zum Beispiel für eine Fahrzeug-Klimaanlageverwendet werden.
    [0015] Obigesowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungwerden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahmeauf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
    [0016] 1 eine schematische Darstellungeines inneren Klimaeinheitenabschnitts einer Klimaanlage für ein Fahrzeuggemäß Ausführungsbeispielengemäß der vorliegendenErfindung;
    [0017] 2 eine Perspektivansichteiner elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0018] 3 eine zerlegte Perspektivansichteiner elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0019] 4A eine schematische Perspektivansichteines Beispiels einer elektrischen Heizvorrichtung gemäß einemdritten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0020] 4B eine schematische Seitenansichteines weiteren Beispiels der elektrischen Heizvorrichtung gemäß dem drittenAusführungsbeispiel;
    [0021] 5A bis 5E Querschnittsansichten von Formbeispieleneiner Heizkörperplatteeiner elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0022] 6A eine Perspektivansichtder elektrischen Heizvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
    [0023] 6B eine Querschnittsansichtim Schnitt VIB in 6A;
    [0024] 7A eine Vorderansicht einerelektrischen Heizvorrichtung gemäß einemfünftenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0025] 7B eine Querschnittsansichteiner Heizkörperplatteder elektrischen Heizvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
    [0026] 8 eine Vorderansicht einerelektrischen Heizvorrichtung gemäß einemsechsten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0027] 9 eine Perspektivansichteiner elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0028] 10 eine Vorderansicht einerelektrischen Heizvorrichtung gemäß einemachten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0029] 11 eine Perspektivansichteiner elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0030] 12 eine Querschnittsansichteiner elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung; und
    [0031] 13 eine Querschnittsansichteines Hauptteils einer integrierten Konstruktion eines heizendenWärmetauschersdes Heißwassertypsund einer elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem elften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0032] Inden folgenden Ausführungsbeispielen wirddie vorliegende Erfindung typischerweise für eine Klimaanlage für ein Fahrzeugverwendet.
    [0033] Daserste Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 1 und 2 beschrieben. Es wird zunächst eineKlimaanlage fürein Fahrzeug beschrieben, die eine elektrische Heizvorrichtung desersten Ausführungsbeispielsbenutzt. 1 zeigt denschematischen Aufbau eines inneren Klimaeinheitenabschnitts 10 derKlimaanlage fürein Fahrzeug. Dieser innere Klimaeinheitenabschnitt 10 istnormalerweise an der Innenseite eines nicht dargestellten Armaturenbretts desFahrzeugs montiert, das im vorderen Abschnitt einer Fahrgastzellepositioniert ist. Ein Außenlufteinleitungseinlass 11,Innenlufteinleitungseinlässe 12, 13 undInnenluft/Außenluft-Wechselklappen 14, 15 zum Öffnen undSchließendieser Einleitungseinlässe 11, 12, 13 sindin dem luftstromabwärtigstenAbschnitt dieses inneren Klimaeinheitenabschnitts 10 angeordnet.
    [0034] Ausden Einleitungseinlässen 11, 12, 13 eingeleiteteAußenluft(d.h. Luft außerhalbder Fahrgastzelle) oder Innenluft (d.h. Luft innerhalb der Fahrgastzelle)wird durch einen Luftkanal eines Klimagehäuses 10a des innerenKlimaeinheitenabschnitts 10 durch ein Gebläse 16 zuder Fahrgastzelle geblasen. In dem Gebläse 16 wird ein Gebläselüfter desZentrifugaltyps 16a durch einen Motor 16b betrieben.
    [0035] EinkühlenderWärmetauscher 17 (d.h.Wärmetauscherzum Kühlen)ist an einer stromabwärtigenSeite des Gebläses 16 indem Klimagehäuse 10a angeordnet.Dieser kühlendeWärmetauscher 17 istaus einem Verdampfapparat eines wohlbekannten Kühlkreises aufgebaut. Ein heizenderWärmetauscher 18 (d.h.Wärmetauscherzum Heizen) ist an einer stromabwärtigen Seite des kühlendenWärmetauschers 17 angeordnet.
    [0036] Dieserheizende Wärmetauscher 18 istein Wärmetauschereines Heißwassertyps(Heizkern) zum Heizen der Luft nach Durchströmen des kühlenden Wärmetauschers 17 unterVerwendung von heißemWasser (Motorkühlwasser)von einem nicht dargestellten Fahrzeugmotor als Wärmequelle.Ferner ist eine elektrische Heizvorrichtung 30 zum sofortigenHeizen der Fahrgastzelle in einem Teil unmittelbar nach dem Ausblasender Luft aus dem heizenden Wärmetauscher 18 angeordnet.Deshalb wird die Luft nach Durchströmen des heizenden Wärmetauschers 18 durchdie elektrische Heizvorrichtung 30 geheizt.
    [0037] EinKaltluftkanal 19 ist auf einer Seite des heizenden Wärmetauschers 18 indem Klimagehäuse 10a ausgebildet.In dem Kaltluftkanal 19 strömt die Luft (kalte Luft) nachDurchströmendes kühlenden Wärmetauschers 17 andem heizenden Wärmetauscher 18 vorbei.Eine Luftmischklappe 20, die aus einer drehbaren Plattenklappeaufgebaut ist, ist zwischen dem kühlenden Wärmetauscher 17 unddem heizenden Wärmetauscher 18 angeordnet.Diese Luftmischklappe 20 stellt die Temperatur der zu der Fahrgastzelleausblasenden Luft durch Einstellen eines Strömungsverhältnisses der durch den heizendenWärmetauscher 18 strömenden warmenLuft und der durch den Kaltluftkanal 19 strömenden kalten Luftein.
    [0038] Diedurch die Luftmischklappe 20 in der Temperatur eingestellteklimatisierte Luft wird aus einer oder mehreren Öffnungen einer Entfrosterausblasöffnung 21,einer Gesichtsausblasöffnung 22 undeiner Fußausblasöffnung 23 indie Fahrgastzelle ausgeblasen. Hierbei bläst die Entfrosterausblasöffnung 21 dieklimatisierte Luft zu einem vorderen Fensterglas (Windschutzscheibe)des Fahrzeugs. Die Gesichtsausblasöffnung 22 bläst die klimatisierteLuft zu dem Oberkörpereines Fahrgasts in der Fahrgastzelle. Die Fußausblasöffnung 23 bläst die klimatisierteLuft zu dem Fußbereichdes Fahrgasts in der Fahrgastzelle aus. Diese Ausblasöffnungen 21, 22, 23 werden durchAusblasmodusklappen 24 bis 26, die aus drehbarenPlattenklappen aufgebaut sind, wahlweise geöffnet und geschlossen.
    [0039] 2 ist eine Perspektivansichtder elektrischen Heizvorrichtung 30 in dem ersten Ausführungsbeispiel.In der elektrischen Heizvorrichtung 30 sind die mehrerenHeizkörperplatten 31 (Wärme erzeugendePlatten) in einem vorbestimmten Abstand beabstandet und parallelzueinander geschichtet und angeordnet.
    [0040] Beidieser Heizkörperplatte 31 wirdin diesem Beispiel ein elektrisch leitfähiges Harzmaterial als Materialverwendet. Die Heizkörperplatte 31 wird durchdieses elektrisch leitfähigeHarzmaterial in der Form einer langen rechteckigen, dünnen Plattegeformt. Das elektrisch leitfähigeHarzmaterial ist ein Material mit elektrischer Leitfähigkeitund ist durch Mischen eines elektrisch leitfähigen Füllmaterials einer feinen Granulatformeines Metalls, Kohlenstoff, eines Halbleiters oder dergleichen inein Harzmaterial gebildet. Durch dieses elektrisch leitfähige Harzmaterialkann ein vorbestimmter, gewünschterelektrischer Widerstandswert, der als elektrische Heizvorrichtung 30 erforderlichist, eingestellt werden.
    [0041] ZumBeispiel hat die Heizkörperplatte 31 eineDicke von 0,3 mm, und der gegenseitige Abstand zwischen den benachbartenHeizkörperplatten 31 istauf etwa 2 mm eingestellt. Ein Luftkanal 32 für den Durchgangder Luft „a" ist zwischen deneinander in diesem Abstand benachbarten Heizkörperplatten 31 ausgebildet.
    [0042] Elektrodenelemente 33, 34 sindin beiden Endabschnitten der Heizkörperplatte 31 in ihrer Längsrichtung(vertikale Richtung in 2)angeordnet. Die Heizkörperplatte 31 unddie Elektrodenelemente 33, 34 sind integral miteinanderverbunden. Jedes der Elektrodenelemente 33, 34 istein Element einer durch einen elektrisch leitfähigen Körper aus Kupfer oder dergleichengeformten Plattenform. Insbesondere ist jedes der Elektrodenelemente 33, 34 in eineRechteckplattenform geformt, die den gesamten Endabschnitt einesSchichtanordnungskonstruktionskörpersder mehreren Heizkörperplatten 31 überdeckt,und ist integral mit den Endabschnitten aller Heizkörperplatten 31 verbunden.Zum Beispiel wird ein Verbindungsmaterial wie beispielsweise Silberpastemit einer ausgezeichneten elektrischen Leitfähigkeit als Verbindungsmittelverwendet. Die Elektrodenelemente 33, 34 und dieEndabschnitte der Heizkörperplatten 31 sindintegral miteinander durch dieses Verbindungsmaterial verbunden.
    [0043] DerSchichtanordnungsaufbau der mehreren Heizkörperplatten 31 kanndurch die Elektrodenelemente 33, 34 mechanischintegral gehalten werden, und beide Endabschnitte der mehreren Heizkörperplatten 31 inihrer Längsrichtungsind jeweils elektrisch mit den Elektrodenelementen 33, 34 verbunden.In den zwei Elektrodenelementen 33, 34 ist ein positiverElektrodenanschlussabschnitt 36 mit dem positiven Elektrodenelement 33 ander Oberseite durch einen Zuleitungsdraht 35 verbunden.Ferner ist ein negativer Elektrodenanschlussabschnitt 38 mit demnegativen Elektrodenelement 34 an der Unterseite durcheinen Zuleitungsdraht 37 verbunden. Ein Ausgangsabschnitteines Steuergeräts 39 (ECU)ist mit diesem positiven Elektrodenanschlussabschnitt 36 verbunden,und das Einschalten und Ausschalten eines zu den mehreren Heizkörperplatten 31 geleitetenelektrischen Stroms werden automatisch durch das Ausgangssignaldes Steuergeräts 39 gesteuert.
    [0044] Beieinem Heizvorgang der Fahrgastzelle im Winter wird die Wassertemperaturdes Fahrzeugmotors unmittelbar nach dem Starten des Fahrzeugmotorsauf eine sehr niedrige Temperatur ähnlich der Außenlufttemperaturverringert. Deshalb kann der heizende Wärmetauscher 18 diein die Fahrgastzelle zu blasende Luft unter Verwendung des heißen Wassersdes Fahrzeugmotors als Wärmequellenicht heizen. Demgemäß kann,wenn nur der heizende Wärmetauscher 18 einesHeißwassertypsin dem Klimaeinheitenabschnitt 10 verwendet wird, der Heizvorgangzum Heizen der Fahrgastzelle unmittelbar nach dem Starten des Fahrzeugmotorsnicht durchgeführt werden.Deshalb ist die Komforteigenschaft in der Fahrgastzelle stark beeinträchtigt.
    [0045] Indiesem Ausführungsbeispielwird eine niedrige Temperatur des heißen Wassers (Motorkühlwasser)bei dem Heizvorgang im Winter durch das Steuergerät 39 bestimmt,und der elektrische Stromkreis zwischen dem positiven Elektrodenanschlussabschnitt 36 derelektrischen Heizvorrichtung 30 und einer nicht dargestelltenFahrzeugbatterie wird automatisch in den eingeschalteten Zustandgesetzt und der elektrische Strom wird zu der Heizkörperplatte 31 geleitet.Das Steuergerät 39 führt denelektrischen Strom automatisch der Heizkörperplatte 31 zu,wenn bestimmt wird, dass die durch einen nicht dargestellten Wassertemperatursensorerfasste Wassertemperatur aus dem Motor eine vorbestimmte Temperatur oderweniger ist und ein Umstand vorliegt, bei welchem der Heizvorgangder Fahrgastzelle erforderlich ist. Wenn zum Beispiel die Temperaturder Fahrgastzelle niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist oderwenn die Temperatur der Außenluftaußerhalb derFahrgastzelle niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, wirdbestimmt, dass der Heizvorgang zum Heizen der Fahrgastzelle erforderlichist.
    [0046] Dadie Heizkörperplatte 31 durchdie Zufuhr des elektrischen Stroms zu der Heizkörperplatte 31 Wärme erzeugt,kann die geblasene Luft durch die Heizkörperplatte 31 direktgeheizt werden. Selbst wenn die Wassertemperatur von dem Fahrzeugmotorniedrig ist, kann das Innere der Fahrgastzelle ebenfalls soforteffektiv durch Ausblasen dieser geheizten Luft (warme Luft) derelektrischen Heizvorrichtung 30 in die Fahrgastzelle ausder Fußausblasöffnung 23,usw. geheizt werden.
    [0047] DasGebläse 16 wirdbetrieben, wenn der elektrische Strom dem Motor 16b durchein Ausgangssignal des Steuergeräts 39 zueiner Zeit, wenn der elektrische Strom der Heizkörperplatte 31 zugeführt wird,zugeführtwird. In diesem Fall strömtdie geblasene Luft des Gebläses 16 durchden kühlendenWärmetauscher 17 undden heizenden Wärmetauscher 18 undströmtdann durch viele Luftkanäle 32 zwischenden Heizkörperplatten 31 derelektrischen Heizvorrichtung 30.
    [0048] Weildie Oberflächejeder Heizkörperplatte 31 demLuftstrom des Luftkanals 32 direkt zugewandt ist, um dieLuft direkt zu kontaktieren, kann die erzeugte Wärme jeder Heizkörperplattedirekt auf die durch den Luftkanal 32 strömende Luft übertragen werden.Weil ein Element selbst entsprechend der in dem Luftstrom positioniertenRippe zu dem Wärme erzeugendenKörper(Heizkörperplatte 31)wird, wird kein Problem einer Verringerung des Leistungsvermögens derRippe verursacht. Weil ferner die erzeugte Wärme jeder Heizkörperplatte 31 beinahe vollständig anden Luftstrom abgegeben werden kann, kann das Wärmestrahlvermögen derelektrischen Heizvorrichtung 30 verbessert werden. Demgemäß kann derelektrische Energieverbrauch der elektrischen Heizvorrichtung 30 effektivreduziert werden, währenddie Heizleistung der elektrischen Heizvorrichtung verbessert werdenkann.
    [0049] Weilferner jede Heizkörperplatte 31 anihrer gesamten OberflächeWärme erzeugt,kann die durch den Luftkanal 32 strömende Luft ohne Unregelmäßigkeitengleichmäßig geheiztwerden, und die Temperaturverteilung der ausgeblasenen Luft kann gleichmäßiger gemachtwerden.
    [0050] JederLuftkanal 32 ist aus dem Abstand zwischen den benachbartenHeizkörperplatten 31 aufgebaut,und die Oberflächejeder Heizkörperplatte 31 istso aufgebaut, dass sie dem Luftstrom direkt zugewandt ist. Demgemäß ist einvon der Heizkörperplatteseparater Körper,wie beispielsweise eine Metallplatte, eine Rippe, ein Federmechanismuszum Drückenoder dergleichen nicht erforderlich. Deshalb kann der Aufbau derelektrischen Heizvorrichtung 30 vereinfacht werden.
    [0051] Daselektrisch leitfähigeHarzmaterial der Heizkörperplatte 31 kannin diesem AusführungsbeispielPTC-Heizkörpereigenschaftendurch eine Materialzusammensetzung ohne Pb haben und ist auch in Anbetrachtdes Umweltschutzes vorteilhaft.
    [0052] EinDurchmischen von Kohlenstoffteilchen als elektrisch leitfähiges Füllmaterialin ein kristallines Polymer enthaltendes Material kann als Beispieldes elektrisch leitfähigenHarzmaterials mit den PTC-Heizkörpereigenschaftenverwendet werden. In diesem elektrisch leitfähigen Harzmaterial erscheinendie PTC-Heizkörpereigenschaftennach dem folgenden Prinzip. D.h. wenn die Temperatur des elektrischleitfähigenHarzmaterials (Heizkörperplatte 31) steigtund einen Kristallschmelzpunkt des kristallinen Polymers erreicht,wird der Wärmeausdehnungskoeffizientdes kristallinen Polymers erhöht.Deshalb werden die Abständezwischen Kohlenstoffteilchen in dem elektrisch leitfähigen Harzmaterialvergrößert undder elektrische Widerstandswert wird plötzlich vergrößert (dasAuftreten der PTC-Heizkörpereigenschaften).Demgemäß kann dieTemperatur der Heizkörperplatte 31 aufdie Temperatur nahe dem Kristallschmelzpunkt des kristallinen Polymersdurch plötzlichesReduzieren des durch die Heizkörperplatte 31 fließenden elektrischenStroms bei der Temperatur nahe dem Kristallschmelzpunkt des kristallinenPolymers selbst geregelt werden.
    [0053] Daszweite Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 3 beschrieben.
    [0054] Indem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind die Elektrodenelemente 33, 34 in beidenEndabschnitten jeder der mehreren Heizkörperplatten 31 inihrer Längsrichtung(vertikale Richtung von 2)angeordnet. D.h. die Elektrodenelemente 33, 34 erstreckensich an beiden Endabschnitten jeder Heizkörperplatte 31 parallelzu der Luftströmungsrichtung „a". Im zweiten Ausführungsbeispiel sindjedoch, wie in 3 dargestellt,die Elektrodenelemente 33, 34 in zwei Endabschnittenjeder Heizkörperplatte 31 ineiner Kurzseitenrichtung (laterale Richtung) angeordnet. D.h. dieElektrodenelemente 33, 34 sind an dem stromaufwärtigen unddem stromabwärtigenEndabschnitt der Heizkörperplatten 31 in derLuftströmungsrichtung „a" angeordnet.
    [0055] Deshalbsind im zweiten AusführungsbeispielVerbindungsabschnitte 33a, 34a einer kurzen Streifenform,die mit dem stromaufwärtigenund dem stromabwärtigenEndabschnitt der jeweiligen Heizkörperplatten 31 verbundensind, und Luftspaltabschnitte 33b, 34b einer mitden Luftkanälen 32 zwischenden benachbarten Heizkörperplatten 31 in Verbindungstehenden Schlitzform in den Elektrodenelementen 33, 34 ausgebildet.Demgemäß strömt die Luftdurch die schlitzförmigenLuftspaltabschnitte 33b, 34b der Elektrodenelemente 33, 34 und dieLuftkanäle 32 zwischenden benachbarten Heizkörperplatten 31,wie durch den Pfeil „a" dar gestellt. Imzweiten Ausführungsbeispielsind die anderen Bauteile ähnlichjenen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
    [0056] Dasdritte Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben.
    [0057] Inden oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen sind die Heizkörperplatten 31 unddie Elektrodenelemente 33, 34 jeweils im Vorausals separate Körpergeformt, und die Endabschnitte der parallel zueinander angeordneten mehrerenHeizkörperplatten 31 sindintegral mit den Elektrodenelementen 33, 34 derPlattenform verbunden. Im dritten Ausführungsbeispiel sind jedoch,wie in 4A und 4B dargestellt, Hilfselektrodenelemente 330, 340,die aus elektrisch leitfähigenKörpern ausKupfer oder dergleichen aufgebaut sind, integral in den Endabschnittender jeweiligen Heizkörperplatten 31 ausgebildet.
    [0058] Insbesonderesind in 4A die aus den elektrischleitfähigenKörpernaus Kupfer oder dergleichen aufgebauten Hilfselektrodenelemente 330, 340 integralmit beiden Endabschnitten der jeweiligen Heizkörperplatten 31 inihrer Längsrichtung(vertikale Richtung von 2)geformt. Ferner sind in 4B dieaus den elektrisch leitfähigenKörpern ausKupfer oder dergleichen aufgebauten Hilfselektrodenelemente 330, 340 integralmit beiden Endabschnitten der jeweiligen Heizkörperplatten 31 in ihrerKurzseitenrichtung, d.h. in sowohl dem stromaufwärtigen als auch dem stromabwärtigen Endabschnittin der Luftströmungsrichtung „a" geformt.
    [0059] Wennjede Heizkörperplatte 31 spritzgegossenwird, könnendie Hilfselektrodenelemente 330, 340 durch einEinlegeformverfahren in jeder Heizkörperplatte 31 integralgeformt werden.
    [0060] Indem Beispiel von 4A sinddie in 2 dargestelltenplattenförmigenElektrodenelemente 33, 34 ferner integral mitden Hilfselektrodenelementen 330, 340 jeder Heizkörperplatte 31 verbunden. Fernersind in dem Beispiel von 4B diein 3 dargestellten plattenförmigen Elektrodenelemente 33, 34 weiterintegral mit den Hilfselektrodenelementen 330, 340 jederHeizkörperplatte 31 integralverbunden.
    [0061] Gemäß dem drittenAusführungsbeispiel können, wenndie Heizkörperplatte 31 durchein Harzmaterial geformt wird, die Heizkörperplatte 31 unddie Hilfselektrodenelemente 330, 340 durch integralesFormen direkt elektrisch miteinander verbunden werden, und der Kontaktwiderstandzwischen der Heizkörperplatte 31 undden Hilfselektrodenelementen 330, 340 kann reduziertwerden. Deshalb kann ein geeigneter Widerstandswert als gesamte elektrischeHeizvorrichtung eingestellt werden, selbst wenn der für das dieHeizkörperplatte 31 bildende elektrischleitfähigeHarz richtige Widerstandswert groß ist.
    [0062] BeideHilfselektrodenelemente 330, 340 und die Elektrodenelemente 33, 34 sindaus elektrisch leitfähigenKörpernaus Kupfer oder dergleichen aufgebaut, und die elektrisch leitfähigen Körper kontaktiereneinander und sind miteinander verbunden. Demgemäß kann der Kontaktwiderstanddieses Elektrodenverbindungsabschnitts deutlich reduziert werden.
    [0063] Fernerkann in dem Beispiel von 4B ein ZwischenelektrodenabstandL2 zwischen den Elektrodenelementen 330, 340 ausreichendkleiner als ein Zwischenelektrodenabstand L1 zwischen den Elektrodenelementen 330, 340 indem Beispiel von 4A eingestelltwerden. Somit kann der Widerstandswert der gesamten elektrischenHeizvorrichtung auf einen geeigneten Widerstandswert eingestelltwerden, selbst wenn der Widerstandswert des die Heizkörperplatte 31 bildenden,elektrisch leitfähigenHarzes groß ist.
    [0064] In 4A und 4B wurden die Beispiel beschrieben, inwelchen die Hilfselektrodenelemente 330, 340 integralmit jeder Heizkörperplatte 31 ausgebildetsind. Jedoch könnendie Elektrodenelemente 33, 34 der in 2 dargestellten Plattenformauch integral mit beiden Endabschnitten der mehreren Heizkörperplatten 31 inihrer Längsrichtunggeformt sein, anstelle der entsprechenden Hilfselektrodenelemente 330, 340 jederHeizkörperplatte 31.Ferner könnendie Elektrodenelemente 33, 34 der in 3 dargestellten Plattenformauch integral in beiden Endabschnitten der Heizkörperplatten 31 inihrer Kurzseitenrichtung (sowohl der stromaufwärtige als auch der stromabwärtige Endabschnittin der Luftströmungsrichtung „a") geformt sein.
    [0065] Dasvierte Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 5A – 5E und 6A – 6B beschrieben.
    [0066] Injedem der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele ist die Heizkörperplatte 31 inder Form einer einfachen flachen Platte ausgebildet. Im viertenAusführungsbeispielist jedoch die Wärmestrahlleistung derHeizkörperplatte 31 durchVerändernder Form der Heizkörperplatte 31 verbessert.
    [0067] 5A zeigt ein erstes Beispieldes vierten Ausführungsbeispiels.In diesem ersten Beispiel des vierten Ausführungsbeispiels ist die Heizkörperplatte 31 ineiner Wellenform entlang der Luftströmungsrichtung „a" gebogen und geformt.Gemäß dieser Heizkörperplatte 31 wirdder Luftstrom durch die Wellenform effektiv gestört, sodass die Wärmeübertragungsrateverbessert werden kann und die Wärmeübertragungsfläche effektivvergrößert werdenkann.
    [0068] 5B zeigt ein zweites Beispieldes vierten Ausführungsbeispiels.In diesem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung sind mehrerehalbkreisförmigeVorsprünge 31a entlangder Luftströmungsrichtung „a" von einer Seiteeiner flachen Plattenbezugsflächeder Heizkörperplatte 31 vorstehendausgebildet. Gemäß einemsolchen Aufbau wird der Luftstrom durch den halbkreisförmigen Vorsprung 31a gestört und dieWärmübertragungsratekann verbessert und die Wärmeübertragungsfläche vergrößert werden.
    [0069] 5C zeigt ein drittes Beispieldes vierten Ausführungsbeispiels.Im dritten Beispiel des vierten Ausführungsbeispiels sind die halbkreisförmigen Vorsprünge 31a desobigen zweiten Beispiels abwechselnd an der Vorder- und der Rückseitevon der flachen Plattenbezugsflächeder Heizkörperplatte 31 entlangder Luftströmungsrichtung „a" vorstehend ausgebildet.
    [0070] 5D zeigt ein viertes Beispieldes vierten Ausführungsbeispiels.Im vierten Beispiel des vierten Ausführungsbeispiels ist anstelledes halbkreisförmigenVorsprungs 31a des obigen zweiten Beispiels ein dreieckigerVorsprung 31a vorstehend ausgebildet. Ferner zeigt 5E ein fünftes Beispiel des vierten Ausführungsbeispiels.Im fünftenBeispiel des vierten Ausführungsbeispielsist anstelle des halbkreisförmigenVorsprungs 31a des obigen zweiten Beispiels ein rechteckigerVorsprung 31a vorstehend ausgebildet.
    [0071] 6A zeigt eine elektrischeHeizvorrichtung 30, in welcher Heizkörperplatten 31 mitden halbkreisförmigenVorsprüngen 31a von 5C parallel zueinander geschichtetangeordnet sind, wie in 6B dargestellt.Jede der 5B bis 5E zeigt eine Querschnittsform,bei welcher ein konkaver Abschnitt in dem Vorsprung 31a gebildetist, aber es kann auch eine massive Vorsprungform ohne konkavenAbschnitt in dem Vorsprung 31a ausgebildet sein.
    [0072] Indem oben beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung könnendie Heizkörperplatten 31 ineiner solchen Weise angeordnet sein, dass die Wellenform in einerRichtung senkrecht zu der Luftströmungsrichtung in den Luftkanälen 32 gebogenist. Ferner kann das positive Elektrodenelement 33 (330)an einer Stirnseite der Heizkörperplatten 31 angeordnetsein, und das negative Elektrodenelement 34 (340)kann an der anderen Stirnseite jeder Heizkörperplatte in der Luftströmungsrichtungangeordnet sein.
    [0073] DasfünfteAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 7A und 7B beschrieben.
    [0074] Wiein 7A dargestellt, sindin einem rechtwinkligen Rahmenkörper 40 Heizkörperplatten 31,die in einer Wellenform gebogen geformt sind, wie in 5A dargestellt, in vielenStufen (sechs Stufen in dem dargestellten Beispiel) mit einer Tragplatte 41 zwischenden benachbarten Heizkörperplatten 31 geschichtetund angeordnet. Jede der Tragplatten 41 ist aus Harz hergestellt.Ein Luftkanal 32 ist durch einen Luftspaltabschnitt (Freiraum)gebildet, der durch die Wellenform der Heizkörperplatte 31 gebildetist.
    [0075] Demgemäß strömt die Luftdurch einen rechteckigen Öffnungsabschnittdes Rahmenkörpers 40 undden durch die Wellenform der Heizkörperplatte 31 gebildetenLuftspaltabschnitt (Luftkanal 32) und strömt in dieRichtung senkrecht zu der Zeichnungsebene von 7A. In diesem Beispiel sind, wie in 7B dargestellt, Hilfselektrodenelemente 330, 340 integralmit beiden Endabschnitten jeder Heiz körperplatte 31 in derLuftströmungsrichtung „a" (die Richtung senkrechtzu der Zeichnungsebene von 7A)ausgebildet. Demgemäß hat dieElektrodenanordnungskonstruktion im fünften Ausführungsbeispiel die gleicheBeziehung wie 4B bezüglich der Luftströmungsrichtung „a". Hierbei ist dasHilfselektrodenelement 330 als eines der beiden Hilfselektrodenelemente 330, 340 alspositive Elektrode eingesetzt, und das anderer Hilfselektrodenelement 340 ist alsnegative Elektrode eingesetzt.
    [0076] Einpositives Elektrodenelement 33 ist mit dem positiven Hilfselektrodenelement 330 jeder Heizkörperplatte 31 elektrischverbunden, und ein negatives Elektrodenelement 34 ist mitdem negativen Hilfselektrodenelement 340 jeder Heizkörperplatte 31 elektrischverbunden. Das positive Elektrodenelement 33 und das negativeElektrodenelement 34 sind in einem Rahmenabschnitt 40a aufder linken Seite von 7A indem Rahmenkörper 40,d.h. in dem an einer Stirnseite der Wellenform der Heizkörperplatte 31 positioniertenRahmenabschnitt 40a angeordnet. In 7A sind diese beiden Elektrodenelemente 33, 34 nichtdargestellt. Jedoch sind diese beide Elektrodenelemente 33, 34 ähnlich denElektrodenelementen in 2 durchZuleitungsdrähte 35, 37 mitAnschlussabschnitten 36, 38 verbunden. Demgemäß habenbeide in dem Rahmenabschnitt 40a vorgesehene Elektrodenelemente 33, 34 Funktionenin einem Stromkreis ähnlichjenen in 2.
    [0077] Dassechste Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 8 beschrieben. Im sechstenAusführungsbeispielist nur eine einzige Heizkörperplatte 31,die in einer Wellenform gebogen und geformt ist, in dem aus Harzgefertigten, rechteckigen Rahmenkörper 40 angeordnet.Alle anderen Punkte sind wie im fünften Ausführungsbeispiel.
    [0078] Gemäß dem fünften unddem sechsten Ausführungsbeispielsind wenigstens die Heizkörperplatten 31,die Hilfselektrodenelement 330, 340 und die nichtdargestellten Elektrodenelemente 33, 34 in dem ausHarz gefertigten, rechtwinkligen Rahmenkörper 40 angeordnet.Demgemäß können dieHeizkörperplatte 31 unddie Elektrodenelemente 33, 34, 330, 340 durchden Rahmenkörper 40 geschützt werden. Dadie Heizkörperplatte 31 fernerin der Wellenform gebogen und geformt ist, kann die Wärmeübertragungsfläche derHeizkörperplatte 31 effektivvergrößert werden.
    [0079] Dassiebte Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 9 beschrieben.
    [0080] Injedem der obigen Ausführungsbeispieleist die elektrische Heizvorrichtung 30 unter Verwendung derHeizkörperplatte 31 mitder Plattenform aufgebaut. Im siebten Ausführungsbeispiel ist jedoch,wie in 9 dargestellt,ein Heizkörper 310 (Wärme erzeugendesElement) einer Blockform mit vielen Lüftungslöchern 311 zum Bildenvon Luftkanälenunter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Harzes geformt, um sodie elektrische Heizvorrichtung 30 zu bilden.
    [0081] Insbesondereist der Heizkörper 310 ineiner rechteckigen Quaderform geformt, und viele diesen rechteckigenQuaderkörperin der Luftströmungsrichtung „a2 durchdringendeLüftungslöcher 311 sindparallel zueinander gebohrt. Ein positives Elektrodenelement 33 istin einem Oberseitenabschnitt des Heizkörpers 310 angeordnetund mit diesem Oberseitenabschnitt des Heizkörpers 310 elektrischverbunden. Ferner ist ein negatives Elektrodenelement 34 ineinem Unterseitenabschnitt des Heizkörpers 310 angeordnetund mit diesem Unterseitenabschnitt des Heizkörpers 310 verbunden. Ähnlich denElektrodenelementen in 2 sinddiese beiden Elektrodenelemente 33, 34 durch Zuleitungsdrähte 35, 37 mitAnschlussabschnitten 36, 38 verbunden.
    [0082] Gemäß dem siebtenAusführungsbeispiel wird,weil Luft durch die Lüftungslöcher 311 desHeizkörpers 310 strömt, dieInnenwandflächedes Heizkörpers 310,die viele Lüftungslöcher 311 definiert,zu einem Heizabschnitt (ein Wärmestrahlabschnittan die Luft). Deshalb kann die durch die Lüftungslöcher 311 strömende Lufteffizient geheizt werden.
    [0083] Fernerkann der Aufbau der elektrischen Heizvorrichtung 30 vereinfachtwerden, weil der Heizkörper 310 derelektrischen Heizvorrichtung 30 aus dem einzelnen rechtwinkligenQuaderblock, der integral geformt ist, aufgebaut werden kann.
    [0084] Jededer 2, 3, 6 und 9 zeigt nur den Anordnungsaufbauder Heizkörperplatte 31 oderdes blockförmigenHeizkörpers 310 undbeider Elektrodenelemente 33, 34. Jedoch können indem Ausführungsbeispieljeder dieser Figuren die Heizkörperplatte 31 oderder blockförmigeHeizkörper 310 und beideElektrodenelemente 33, 34 auch innerhalb des ausHarz gefertigten und in 7A und 8 dargestellten rechteckigenRahmenkörpers 40 angeordnet sein.In diesem Fall könnendiese Elemente 31, 310, 33, 34 mittelsdes Rahmenkörpers 40 geschützt werden.
    [0085] Dasachte Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 10 beschrieben. In diesemachten Ausführungsbeispielist die Heizkörperplatte 31 indem rechteckigen Rahmenkörper 40 ineiner rechtwinkligen Spiralform unter Zwischenfügen eines Luftspaltabschnitts ineinem vorbestimmten Abstand angeordnet. Der rechtwinklige Rahmenkörper 40 istaus Harz gemacht. Ein Luftkanal 32 für den Luftstrom ist durch denspiralförmigenLuftspaltabschnitt gebildet. D.h. eine einzelne Heizkörperplatte 31 istin der Spiralform ausgebildet, um den Luftspaltabschnitt zwischenden geformten Spiralplattenteilen der einzelnen Heizkörperplatte 31 zuhaben. In diesem in 10 dargestelltenBeispiel ist die einzelne Heizkörperplattein der rechtwinkligen Spiralform gebogen. Jedoch kann die einzelneHeizkörperplatteauch in einer anderen Spiralform gebogen sein. In dem achten Ausführungsbeispielsind ähnlich 7B Hilfselektrodenelemente 330, 340 integralin beiden Endabschnitten der Heizkörperplatte 31 in derLuftströmungsrichtung „a" (die Richtung senkrechtzu der Zeichnungsebene von 10)ausgebildet. Diese Hilfselektrodenelemente 330, 340 sinddurch Elektrodenelemente 33, 34 (nicht dargestelltin 10), die in dem Rahmenabschnitt 40a desRahmenkörpers 40 angeordnet sind,elektrisch mit Zuleitungsdrähten 35, 37 verbunden.Gemäß dem achtenAusführungsbeispielkann die durch den Luftkanal 32 der Spiralform strömende Luftdirekt effizient durch die Heizkörperplatte 31 der Spiralformgeheizt werden.
    [0086] Imachten Ausführungsbeispielkann die Heizkörperplatte 31 Vorsprungabschnitteaufweisen, die von der Vorder- und/oder der Rückseite der Heizkörperplatte 31 inden Luftkanal 32 ragen. Ferner kann die Heizkörperplatte 31 unterVerwendung eines elektrisch leitfähigen Harzes geformt sein,in welchem ein elektrisch leitfähigesFüllmaterialgemischt ist, um eine elektrische Leitfähigkeit zu besitzen. Zum Beispiel besitztdas elektrisch leitfähigeHarz eine positive Widerstand-Temperatur-Kennlinie, bei welcher einelektrischer Widerstand bei einer vorbestimmten Temperatur odermehr steigt.
    [0087] Fernerkann die Heizkörperplatte 31 integral mitdem positiven Elektrodenelement 33 und dem negativen Elektrodenelement 34 ausgebildetsein. Zusätzlichist es auch möglich,die den vielen Bereichen der Heizkörperplatte 31 durchdas Steuergerät 39 zuzuführende elektrischeEnergie unabhängigzu steuern.
    [0088] Injedem der obigen Ausführungsbeispiele sindnur der positive Elektrodenanschlussabschnitt 36 und dernegative Elektrodenanschlussabschnitt 38 mit der Heizkörperplatte 31 oderdem blockförmigenHeizkörper 310 verbunden.In diesem Fall werden das Einschalten und das Ausschalten der Heizkörperplatte 31 oderdes blockförmigenHeizkörpers 310 durchbeide Anschlussabschnitte 36, 38 durch das Steuergerät 39 (2) gesteuert.
    [0089] ImGegensatz dazu ist im neunten Ausführungsbeispiel die Heizkörperplatte 31 inmehrere Bereiche aufgeteilt, und der Stromsteuervorgang jeder Heizkörperplatte 31 indiesen mehreren Bereichen kann unabhängig durchgeführt werden.
    [0090] Imneunten Ausführungsbeispielist, wie in 11 dargestellt,das in den oberen Endabschnitten der mehreren Heizkörperplatten 31 angeordnete positiveElektrodenelement 33 in einen positiven Elektrodenteil 33–1 aufder linken Seite und einen positiven Elektrodenteil 33–2 aufder rechten Seite aufgeteilt. Ein Luftspalt mit einem vorbestimmtenAbstand ist zwischen diesem linken und rechten positiven Elektrodenteil 33–1 und 33–2 vorgesehenund isoliert diesen linken und rechten positiven Elektrodenteil 33–1 und 33–2 elektrischvoneinander.
    [0091] Diemehreren Heizkörperplatten 31 sind ebenfallsin Heizkörperplatten 33–1 aufder linken Seite, die mit dem positiven Elektrodenteil 33–1 elektrischverbunden sind, und Heizkörperplatten 33–2 aufder rechten Seite, die mit dem positiven Elektrodenteil 33–2 elektrischverbunden sind, aufgeteilt. Beide unteren Endabschnitte jeder Heizkörperplatte 33–1 aufder linken Seite und jeder Heizkörperplatte 31–2 aufder rechten Seite sind mit einem gemeinsamen negativen Elektrodenelement 34 elektrischverbunden.
    [0092] Daspositive Elektrodenteil 33–1 auf der linkenSeite ist mit einem positiven Elektrodenanschlussabschnitt 36-1 aufder linken Seite durch einen linken Zuleitungsdraht 35–1 verbunden.Das positive Elektrodenteil 33–2 auf der rechtenSeite ist mit einem positiven Elektrodenanschlussabschnitt 36–2 aufder rechten Seite durch einen rechten Zuleitungsdraht 35-2 verbunden.An diesen linken und rechten positiven Elektrodenanschlussabschnitt 36–1, 33–2 angelegteSpannungen werden durch das Steuergerät 39 unabhängig gesteuert.
    [0093] Demgemäß können dasHeizmaß derHeizkörperplatten 31–1 aufder linken Seite und das Heizmaß derHeizkörperplatten 31–2 aufder rechten Seite durch das Ausgangssignal des Steuergeräts 39 unabhängig gesteuertwerden. Deshalb könnendie Ausblastemperatur der Luft im linken Bereich und die Ausblastemperaturder Luft im rechten Bereich in der elektrischen Heizvorrichtung 30 entsprechendden Anforderungen der Insassen im sofortigen Heizbetrieb unabhängig gesteuertwerden.
    [0094] In 11 wurde die links/rechts-unabhängige Steuerungder aus der elektrischen Heizvorrichtung 30 ausgeblasenenLuft beschrieben. Jedoch könnendie Heizkörperplatten 31 derelektrischen Heizvorrichtung 30 auch in vier Bereiche ausoberen und unteren linken und rechten Bereichen aufgeteilt sein.In diesem Fall könnendie Heizmaßeder Heizkörperplatten 31 inden vier Bereichen unabhängig gesteuertwerden.
    [0095] In 11 sind die mehreren Heizkörperplatten 31 parallelzueinander angeordnet. Wenn jedoch der Heizkörperblock 310 von 9 verwendet wird, können ebenfalls ähnlicheEffekte erzielt werden, falls der Heizkörperblock 310 in mehrereBlockteile aufgeteilt ist und der Stromfluss dieser mehreren Heizkörperblöcke 310 unabhängig gesteuertwerden kann.
    [0096] Daszehnte Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nun Bezug nehmend auf 12 beschrieben. Im zehntenAusführungsbeispielsind, wie in 12 dargestellt,eine Heizkörperplatte 31 auseinem elektrisch leitfähigenHarz und eine Nicht-Heizkörperplatte 315 ausnormalem Harz (elektrisches Isolationsmaterial) abwechselnd parallelzueinander angeordnet. Ähnlich 5C sind Vorsprungabschnitte 31a, 315a inder Heizkörperplatte 31 undder Nicht-Heizkörperplatte 315 ausgebildet undragen abwechselnd von der Vorder- und der Rückseite vor, um so den Luftstromdes Luftkanals 32 zu stören.Im Beispiel von 12 sinddie Vorsprungformen der Vorsprungabschnitte 31a, 315a alsmassive Trapezformen eingestellt.
    [0097] Gemäß dem zehntenAusführungsbeispiel kanndie elektrische Heizvorrichtung 30 mit einem unterschiedlichenHeizmaß einfachdurch Auswählen derAnzahl Heizkörperplatten 31 entsprechendeines erforderlichen Heizmaßeserzielt werden, während dieGröße der elektrischenHeizvorrichtung 30 konstant beibehalten wird.
    [0098] Imelften Ausführungsbeispielsind, wie in 13 dargestellt,ein in 1 dargestellterheizender Wärmetauscher 18 (Heizkern)eines Heißwassertypsund die elektrische Heizvorrichtung 30 integral ausgebildet,um einen Wärmetauscherzum Heizen von Luft aufzubauen.
    [0099] Mehrere(nur zwei sind in 13 dargestellt) Wärmeübertragungsplattenelemente 18a desheizenden Wärmetauschers 18 sindparallel zueinander in einem vorbestimmten Abstand angeordnet, und einLuftkanal 32 ist zwischen diesen Wärmeübertragungsplattenelementen 18a ausgebildet.Ferner sind Vorsprungabschnitte 18b in dem Wärmeübertragungsplattenelement 18a ausgebildetund ragen abwechselnd in einer Trapezform von der Vorder- und derRückseitedes Wärmeübertragungsplattenelements 18a inden Luftkanal 32 vor. Ein Wasserkanal 18c einerKreisform im Querschnitt zum Strömeneines heißenWassers (Motorkühlwasser)ist im Innern jedes Vorsprungabschnitts 18b ausgebildet.Dieser Wasserkanal 18c verläuft in der Richtung senkrecht zuder Luftströmungsrichtung „a".
    [0100] DieHeizkörperplatte 31 derelektrischen Heizvorrichtung 30 ist integral mit dem Wärmeübertragungsplattenelement 18a desheizenden Wärmetauschers 18 aneinem stromabwärtigenEndabschnitt des Wärmeübertragungsplattenelements 18a desheizenden Wärmetauschers 18 ineiner Luftströmungsrichtung „a" ausgebildet. Ähnlich dem Wärmeübertragungsplattenelement 18a sindtrapezförmigeVorsprung abschnitte 31a in der Heizkörperplatte 31 ausgebildet.In diesem in 13 dargestelltenBeispiel ist jeder der Vorsprungabschnitte 31a ein massiverVorsprung ohne einen Hohlraum.
    [0101] DasWärmeübertragungsplattenelement 18a istaus einem Harz wie beispielsweise Polyamidharz mit einer ausgezeichnetenWarmfestigkeit gemacht. Demgemäß können dasWärmeübertragungsplattenelement 18a unddie Heizkörperplatte 31 durchein Verfahren der Zweifarbenformung integral geformt werden.
    [0102] DerWärmeleitfähigkeitskoeffizientdes das Wärmeübertragungsplattenelement 18a bildenden Harzmaterialsist viel niedriger als jener eines Metalls wie beispielsweise Aluminiumoder dergleichen. Jedoch haben die Erfinder bestätigt, dass eine Reduzierungder Heizleistung (Wärmestrahlmenge)durch Einstellen der Plattendicke eines Abschnitts um den Wasserkanal 18c desWärmeübertragungsplattenelements 18a aufeinen kleinen Wert wie beispielsweise in einem Bereich etwa zwischen0,1 und 0,4 mm im Vergleich zu einem Fall, in welchem das Wärmeübertragungsplattenelement 18a ausAluminium gebildet ist, auf einen sehr kleinen Wert beschränkt werdenkann.
    [0103] Imelften Ausführungsbeispielwird, falls der sofortige Heizvorgang durch den Stromfluss durch dieHeizkörperplatte 31 durchgeführt wird,wenn die erzeugte Wärmeder Heizkörperplatten 31 andas Niedertemperaturwasser in den Wasserkanälen 18c abgegebenwird, ein Problem dahingehend verursacht, dass die Luft des Luftkanals 32 durchdie erzeugte Wärmeder Heizkörperplatten 31 nichteffizient geheizt werden kann. Jedoch ist das Wärmeübertragungsplattenelement 18a nichtaus einem Metall gebildet, sondern ist aus dem Harzmaterial gebildet undder Wärmeleitfähigkeitskoeffizientist sehr niedrig. So wird beinahe keine Wärmebewegung zu dem Niedertemperaturwasserbewirkt, selbst wenn das Wärmeübertragungsplattenelement 18a unddie Heizkörperplatte 31 integralgeformt sind. Demgemäß kann diedurch den Luftkanal 32 strömende Luft durch die erzeugteWärme derHeizkörperplatte 31 effizientgeheizt werden.
    [0104] BeideEndabschnitte jedes Wasserkanals 18c des Wärmeübertragungsplattenelements 18a (beideEndabschnitte in der Richtung senkrecht zu der Zeichnungsebene von 13) sind mit nicht dargestelltenWassereinlass- und Wasserauslass- Behälterabschnittenverbunden, sodass das Wasser (heißes Wasser) aus dem Fahrzeugmotor(eine im Fahrzeug befestigte Heißwasserquelle) in jedem Wasserkanal 18c desWärmeübertragungsplattenelements 18a zirkuliertwird. Insbesondere strömtdas heißeWasser aus dem Fahrzeugmotor von dem Heißwassereinlass-Behälterabschnittin einen Endabschnitt jedes Wasserkanals 18c. Wenn dieses einströmende heiße Wasserdurch den Wasserkanal 18c strömt, steht das einströmende heiße Wassermit der Luft des Luftkanals 32 in Wärmeaustausch, sodass die durchden heizenden WärmetauscherströmendeLuft geheizt wird. Das heißeWasser strömt nachDurchführungdes Wärmeaustauschesmit der Luft aus dem anderen Endabschnitt jedes Wasserkanals 18c inden Wasserauslass-Behälterabschnitt undwird von diesem Wasserauslass-Behälterabschnitt zu dem Fahrzeugmotorzurückgeführt.
    [0105] Obwohldie vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielendavon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig beschriebenworden ist, ist anzumerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationenfür denFachmann offensichtlich sein werden.
    [0106] ZumBeispiel wird in jedem der obigen Ausführungsbeispiele der vorliegendenErfindung das elektrisch leitfähigeHarz als konkretes Material der Heizkörperplatte 31 unddes blockförmigenHeizkörpers 310 verwendet.Jedoch könnenzusätzlichzu dem elektrischen leitfähigenHarz auch ein metallisches Material mit elektrischem Widerstand,wie beispielsweise eine Nickel-Chrom-Legierung oder dergleichen,oder ein Halbleiter als Materialien der Heizkörperplatte 31 unddes blockförmigenHeizkörpers 310 verwendetwerden.
    [0107] Inkeinem der obigen Ausführungsbeispiele istbeschrieben, dass eine Oberflächenbearbeitung derHeizkörperplatte 31 unddes blockförmigenHeizkörpers 310 durchgeführt wird.Jedoch kann eine Oberflächenbearbeitungsschichtzum Zwecke einer elektrischen Isolierung, einer Wasserabdichtungund dergleichen in der Form eines dünnen Films auf den Oberflächen derHeizkörperplatte 31 unddes blockförmigenHeizkörpers 310 ausgebildetwerden.
    [0108] Dieelektrische Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nichtauf die Verwendung fürdie Fahrzeug-Klimaanlage beschränkt,sondern kann auch fürverschiedene Vorrichtungen verwendet werden.
    [0109] Solche Änderungenund Modifikationen sollen selbstverständlich im Schutzumfang dervorliegenden Erfindung liegen, wie er durch die anhängendenAnsprüchedefiniert ist.
    权利要求:
    Claims (23)
    [1] Elektrische Heizvorrichtung, mit mehrerenHeizkörperplatten(31), die parallel zueinander angeordnet sind, um einenLuftkanal (32) zu bilden, durch welchen Luft zwischen zweibenachbarten Heizkörperplattenströmt; einempositiven Elektrodenelement (33, 330), das mit einerStirnseite jeder Heizkörperplatteverbunden ist; und einem negativen Elektrodenelement (34, 340),das mit der anderen Stirnseite jeder Heizkörperplatte verbunden ist, wobeidie Heizkörperplattenso angeordnet sind, dass die durch den Luftkanal strömende Luftdirekt geheizt wird, wenn den Heizkörperplatten durch die Elektrodenelementeelektrische Energie zugeführt wird.
    [2] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, beiwelcher jede der Heizkörperplatten(31) eine flache Form besitzt.
    [3] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, beiwelcher jede der Heizkörperplattenso geformt ist, dass sie eine Wellenform besitzt.
    [4] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 3, beiwelcher die Heizkörperplattenin einer solchen Weise angeordnet sind, dass die Wellenform in einerRichtung senkrecht zu einer Luftströmungsrichtung in dem Luftkanalgebogen ist; das positive Elektrodenelement an einer Stirnseitejeder Heizkörperplattein der Luftströmungsrichtung angeordnetist; und das negative Elektrodenelement an der anderen Stirnseitejeder Heizkörperplattein der Luftströmungsrichtungangeordnet ist.
    [5] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1, beiwelcher jede der HeizkörperplattenVorsprungabschnitte (31a) aufweist, die von der Vorder-und/oder der Rückseitejeder Heizkörperplattein den Luftkanal (32) ragen.
    [6] Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis5, bei welcher jede der Heizkörperplattenunter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Harzes geformt ist, inwelchem ein elektrisch leitfähigesFüllmaterialgemischt ist, um eine elektrische Leitfähigkeit zu besitzen.
    [7] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 6, beiwelcher das elektrisch leitfähigeHarz eine positive Widerstand-Temperatur-Kennlinie aufweist, bei welcherein elektrischer Widerstand bei einer vorbestimmten Temperatur odermehr steigt.
    [8] Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis7, bei welcher jede der Heizkörperplattenintegral mit dem positiven Elektrodenelement (330) unddem negativen Elektrodenelement (340) ausgebildet ist.
    [9] Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis8, bei welcher jede der Heizkörperplatten(31) in mehrere Bereiche (31–1, 31–2)aufgeteilt ist, wobei die elektrische Heizvorrichtung ferner einSteuergerät(39) aufweist, welches die den mehreren Bereichen der Heizkörperplatten(31) zuzuführendeelektrische Energie unabhängigsteuert.
    [10] Elektrische Heizvorrichtung, mit einer einzelnenHeizkörperplatte(31), die unter Zwischenfügen eines Luftspaltabschnittsin einem vorbestimmten Abstand in einer Spiralform gebogen ist, umso unter Verwendung des Luftspaltabschnitts Luftkanäle (32)zu definieren; einem positiven Elektrodenelement (33, 330),das mit einer Stirnseite der Heizkörperplatte verbunden ist; und einemnegativen Elektrodenelement (34, 340), das mitder anderen Stirnseite der Heizkörperplatteverbunden ist, wobei die Heizkörperplatte so angeordnet ist,dass die durch die LuftkanäleströmendeLuft direkt geheizt wird, wenn der Heizkörperplatte durch die Elektrodenelementeelektrische Energie zugeführtwird.
    [11] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 10, beiwelcher das positive Elektrodenelement an einer Stirnseite der Heizkörperplattein einer Luftströmungsrichtungder Luftkanäleangeordnet ist; und das negative Elektrodenelement an der anderen Stirnseiteder Heizkörperplattein der Luftströmungsrichtungangeordnet ist.
    [12] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 10, beiwelcher die HeizkörperplatteVorsprungabschnitte aufweist, die von der Vorder- und/oder der Rückseiteder Heizkörperplattein den Luftkanal ragen.
    [13] Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis12, bei welcher die Heizkörperplatteunter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Harzes geformt ist, inwelchem ein elektrisch leitfähiges Füllmaterialgemischt ist, um eine elektrische Leitfähigkeit zu besitzen.
    [14] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 13, beiwelcher das elektrisch leitfähigeHarz eine positive Widerstand-Temperatur-Kennlinie aufweist, bei welcherein elektrischer Widerstand bei einer vorbestimmten Temperatur odermehr ansteigt.
    [15] Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis14, bei welcher die Heizkörperplatteintegral mit dem positiven Elektrodenelement und dem negativen Elektrodenelementausgebildet ist.
    [16] Elektrische Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis15, bei welcher die Heizkörperplattein mehrere Bereiche aufgeteilt ist, wobei die elektrische Heizvorrichtungferner ein Steuergerätaufweist, welches die den mehreren Bereichen zuzuführende elektrischeEnergie unabhängigsteuert.
    [17] Elektrische Heizvorrichtung, mit einem blockförmigen Heizkörper (310)mit mehreren Lüftungslöchern (311),durch welche Luft strömt; einempositiven Elektrodenelement (33, 330), das mit einerStirnseite des blockförmigenHeizkörpersverbunden ist; und einem negativen Elektrodenelement (34, 340),das mit der anderen Stirnseite des blockförmigen Heizkörpers verbundenist, wobei der Heizkörperso angeordnet ist, dass die durch die Lüftungslöcher strömende Luft direkt geheizt wird,wenn dem Heizkörperdurch die Elektrodenelemente elektrische Energie zugeführt wird.
    [18] Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 17, beiwelcher der Heizkörperunter Verwendung eines elektrische leitfähigen Harzes, in dem ein elektrischleitfähigesFüllmaterialgemischt ist, um einen elektrische Leitfähigkeit zu besitzen, so geformtist, dass er eine rechtwinklige Quaderform besitzt; das positiveElektrodenelement an einer von zwei abgewandten Flächen desHeizkörpersparallel zu einer Luftströmungsrichtungder Lüftungslöcher angeordnetist; und das negative Elektrodenelement an der anderen der zweiabgewandten Flächendes Heizkörpersangeordnet ist.
    [19] Fahrzeug-Klimaanlage mit der elektrischen Heizvorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 18, wobei die Fahrzeug-Klimaanlage aufweist: einen Heizkern(18), welcher in eine Fahrgastzelle zu blasende Luft unterVerwendung von heißemWasser als Wärmequelleheizt, wobei die elektrische Heizvorrichtung an einer luftstromabwärtigen Seitedes Heizkerns angeordnet ist, um die Luft nach Durchströmen desHeizkerns zu heizen.
    [20] Heizender Wärmetauscher,mit mehreren Wärmeübertragungsplatten(18a), die parallel zueinander in einem vorbestimmten Abstandangeordnet sind, um einen Luftkanal (32), durch den Luftströmt,zwischen benachbarten zwei Wärmeübertragungsplattenzu definieren, wobei jede der Wärmeübertragungsplattenmehrere Fluidkanäle (18c)aufweist, durch welche ein Fluid strömt, um die durch den Luftkanal(32) strömendeLuft zu heizen; und mehreren Heizkörperplatten (31),die jeweils mit einer entsprechenden der Wärmeübertragungsplatten integriertsind, wobei die HeizkörperplattenWärme erzeugen,wenn ihnen elektrische Energie zugeführt wird, wobei die Wärmeübertragungsplattenund die Heizkörperplattenso angeordnet sind, dass die durch die Luftkanäle strömende Luft unter Verwendungdes heißenWassers und der erzeugten Wärmeals Wärmequellengeheizt wird.
    [21] Heizender Wärmetauschernach Anspruch 20, bei welchem die Heizkörperplatten (31) auseinem elektrisch leitfähigenHarz gemacht sind, in welchem ein elektrisch leitfähiges Füllmaterialgemischt ist, um eine elektrische Leitfähigkeit zu besitzen; und jededer Heizkörperplattenintegral mit der entsprechenden der Wärmeübertragungsplatten ausgebildet ist.
    [22] Heizender Wärmetauschernach Anspruch 20 oder 21, bei welchem die Heizkörperplatten so angeordnet sind,dass die Luft direkt geheizt wird, wenn den Heizkörperplattenelektrische Energie zugeführt wird.
    [23] Fahrzeug-Klimaanlage mit dem heizenden Wärmetauschernach einem der Ansprüche20 bis 22, wobei der heizende Wärmetauscherso angeordnet ist, dass die in eine Fahrgastzelle zu blasende Luftgeheizt wird.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2008-04-17| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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