ELEMENTO GENERADOR DE CALOR Y DISPOSITIVO CALEFACTOR QUE COMPRENDE UN ELEMENTO GENERADOR DE CALOR.

Elemento generador de calor (1), en especial, para calentar aire en un calefactor adicional eléctrico de un vehículo a motor, que comprende, como mínimo, un elemento calefactor PTC

(5) y un cuerpo aislante (2, 3) que envuelve el elemento calefactor PTC (5), así como pistas de conducción eléctrica (10) cuyas superficies interiores están en contacto con lados en oposición del elemento calefactor PTC (5), caracterizado porque las superficies exteriores de cada pista de conducción eléctrica (10) están cubiertas por una capa aislante (7) que comprende, como mínimo, dos películas de plástico (30, 32; 34, 36) unidas entre sí, y porque las capas aislantes (7) están firmemente unidas al cuerpo envolvente (2, 3)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08010213.

Solicitante: EBERSPACHER CATEM GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: GEWERBEPARK WEST 16,76863 HERXHEIM BEI LANDAU.

Inventor/es: BOHLENDER, FRANZ, WALZ, KURT, NIEDERER, MICHAEL.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Junio de 2008.

Fecha Concesión Europea: 28 de Julio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por resistencia óhmica > H05B3/50 (el conductor de calefacción dispuesto en tubos metálicos, teniendo la superficie radiante nervaduras para la conducción del calor)
  • F24H3/04B
  • F24H9/18B2

Clasificación PCT:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > DISPOSICIONES O ADAPTACIONES DE DISPOSITIVOS DE CALEFACCION,... > Dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación... > B60H1/22 (siendo cogido el calor de otro lugar diferente al de la instalación de propulsión)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > Calentadores de aire que tienen medios para producir... > F24H3/04 (estando el aire en contacto directo con el medio de calentamiento, p. ej. elemento calefactor eléctrico)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por resistencia óhmica > H05B3/50 (el conductor de calefacción dispuesto en tubos metálicos, teniendo la superficie radiante nervaduras para la conducción del calor)

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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ELEMENTO GENERADOR DE CALOR Y DISPOSITIVO CALEFACTOR QUE COMPRENDE UN ELEMENTO GENERADOR DE CALOR.

Fragmento de la descripción:

Elemento generador de calor y dispositivo calefactor que comprende un elemento generador de calor.

La presente invención se refiere a un elemento generador de calor de un dispositivo calefactor para calentamiento de aire, que comprende, como mínimo, un elemento PTC y pistas conductoras de electricidad situadas en superficies laterales opuestas del elemento PTC. Por ejemplo, el documento EP 1 061 776 de la solicitante de esta patente da a conocer un elemento generador de calor de esta clase.

El elemento generador de calor se utilizará, en especial, en una calefacción adicional de un vehículo a motor y comprende varios elementos PTC dispuestos en una hilera, que reciben corriente eléctrica mediante pistas conductoras de electricidad que se extienden paralelas entre sí sobre superficies opuestas entre sí de los elementos PTC. Las pistas conductoras de electricidad habitualmente están constituidas por flejes de chapa paralelos. Los elementos generadores de calor se emplean, por ejemplo, en un dispositivo calefactor para calentar el aire en un vehículo a motor, el cual comprende varias capas de elementos generadores de calor sobre cuyos lados opuestos entre sí se apoyan elementos cedentes de calor. Estos elementos cedentes de calor están montados sobre los elementos generadores de calor mediante un dispositivo de soporte, de modo que existe un contacto que transmite relativamente bien el calor.

En el estado de la técnica antes citado, un dispositivo de soporte del dispositivo calefactor está formado por un marco en el que se mantienen bajo tensión de resorte varias capas paralelas entre sí de elementos generadores de calor y elementos cedentes de calor. En una configuración alternativa descrita, por ejemplo, en el documento EP 1 467 599, que también da a conocer un dispositivo calefactor de esta clase, el elemento generador de calor está formado por varios elementos PTC dispuestos en fila en un plano, que también se denominan elementos cerámicos o conductores fríos, que reciben corriente eléctrica en superficies laterales opuestas mediante pistas conductoras apoyadas sobre las mismas. Una de las pistas conductoras está formada por un perfil de perímetro cerrado. La otra pista conductora está formada por un fleje de chapa apoyado sobre el perfil metálico de perímetro, cerrado mediante una capa eléctricamente aislante interpuesta. Los elementos cedentes de calor están formados por láminas dispuestas en varias capas paralelas, que se extienden perpendiculares al perfil metálico de perímetro cerrado. En el dispositivo calefactor de esta clase que da a conocer el documento EP 1 467 599 se han previsto varios perfiles metálicos de perfil cerrado conformados del modo antes descrito, los cuales están dispuestos paralelos entre sí. Las láminas se extienden en parte entre los perfiles de perímetro cerrado y en parte sobresalen de los mismos.

En los elementos generadores de calor antes citados es necesario que las pistas conductoras tengan un buen contacto eléctrico con los elementos PTC. En caso contrario, se produce una resistencia de paso elevada que, en especial cuando los elementos generadores de calor se utilizan en calefacciones adicionales de vehículos a motor, debido a las intensidades de corriente elevadas puede causar un sobrecalentamiento local. Este fenómeno térmico puede dañar el elemento generador de calor. Además, los elementos PTC son calefactores de resistencia autorregulables que emiten una potencia térmica menor a alta temperatura, de modo que un sobrecalentamiento local puede alterar las propiedades de autorregulación de los elementos PTC.

Por otra parte, cuando la temperatura en la zona de un calefactor adicional es elevada se pueden producir vapores o gases potencialmente peligrosos para las personas que se encuentran en el habitáculo del vehículo.

Es igualmente problemática la utilización de los elementos generadores de calor de esta clase con tensiones de funcionamiento elevadas, por ejemplo, con tensiones de hasta 500 V. Por una parte, aquí existe el problema de que el aire que circula por los elementos cedentes de calor arrastra humedad y/o suciedad que penetra en el dispositivo calefactor y puede ocasionar una descarga eléctrica, es decir, un cortocircuito. Por otra parte, básicamente existe el problema de proteger de las piezas conductoras de electricidad del dispositivo calefactor y/o del elemento generador de calor a las personas que trabajan en la zona del dispositivo calefactor.

El documento 99/18756 da a conocer un calentador de inmersión con elementos PTC dispuestos entre pistas conductoras, cada uno de los cuales está dotado de una capa aislante destinada a aislar las pistas conductoras respecto al cuerpo metálico del calentador de inmersión. En este estado de la técnica, el cuerpo encierra herméticamente los elementos calefactores PTC. Para el aislamiento se ha previsto entre el cuerpo y cada elemento generador de calor una placa de una cerámica aislante.

La presente invención presenta un elemento generador de calor de un dispositivo calefactor, así como un dispositivo calefactor, que ofrecen una mayor seguridad. En especial, la presente invención está destinada a aumentar la seguridad frente a posibles descargas eléctricas.

En particular, la presente invención también da a conocer un dispositivo calefactor que se puede hacer funcionar con seguridad y eficacia con corrientes elevadas, dotado de varios elementos generadores de calor, que comprende, como mínimo, un elemento PTC y pistas conductoras en contacto con superficies laterales opuestas del elemento PTC, y varios elementos cedentes de calor dispuestos en capas paralelas, los cuales se soportan en contacto con lados opuestos del elemento generador de calor.

Para resolver el problema relativo al elemento generador de calor, la presente invención propone perfeccionar el elemento generador de calor antes citado de forma que cada una de las superficies exteriores de las pistas conductoras esté recubierta con una capa aislante formada por, como mínimo, dos películas de plástico unidas entre sí, y que las capas aislantes estén firmemente unidas al cuerpo.

Se ha observado que se puede conseguir una muy buena resistencia a descargas eléctricas de, por ejemplo, 4 kV y superiores, cuando sobre la pista conductora se dispone directamente una película de varias capas, en su caso intercalando una capa de cerámica. Preferentemente, esta película de varias capas se adhiere mediante laminado con la capa de cerámica y/o la pista conductora. Mediante el empleo de una película de varias capas básicamente se puede conseguir una protección mecánica mejor que con una película monocapa, ya que las películas unidas entre sí resisten sin formación de fisuras o fallos, mejor que una película monocapa, las solicitaciones mecánicas. Consecuentemente, para mejorar la transmisión de calor se puede reducir el grosor de la capa aislante manteniendo e incluso mejorando la resistencia mecánica de la misma. La capa aislante puede estar constituida sólo por la película multicapa, preferentemente dispuesta en el lado exterior del elemento generador de calor, de manera que se coloca directamente sobre la película un elemento cedente de calor, por ejemplo una capa de láminas. Alternativamente, también se puede prever como parte de la capa aislante una o varias capas de cerámica dispuestas entre la película y la pista conductora.

Preferentemente, la capa aislante debería estar directamente en contacto con las pistas conductoras de electricidad, de forma que el transporte de calor de los elementos generadores de calor a los elementos cedentes de calor sólo quede mínimamente afectado. La capa aislante...

 


Reivindicaciones:

1. Elemento generador de calor (1), en especial, para calentar aire en un calefactor adicional eléctrico de un vehículo a motor, que comprende, como mínimo, un elemento calefactor PTC (5) y un cuerpo aislante (2, 3) que envuelve el elemento calefactor PTC (5), así como pistas de conducción eléctrica (10) cuyas superficies interiores están en contacto con lados en oposición del elemento calefactor PTC (5), caracterizado porque las superficies exteriores de cada pista de conducción eléctrica (10) están cubiertas por una capa aislante (7) que comprende, como mínimo, dos películas de plástico (30, 32; 34, 36) unidas entre sí, y porque las capas aislantes (7) están firmemente unidas al cuerpo envolvente (2, 3).

2. Elemento generador de calor, según la reivindicación 1, caracterizado porque las películas de plástico (30, 32; 34, 36) están unidas entre sí encerrando un tejido de fibras (38).

3. Elemento generador de calor, según la reivindicación 2, caracterizado porque las películas de plástico (30, 32; 34, 36) están unidas entre sí encerrando un tejido de fibra de vidrio (38).

4. Elemento generador de calor, según la reivindicación 3, caracterizado porque las películas de plástico (30, 32; 34, 36) están unidas entre sí encerrando un tejido de fibras (38) impregnado con silicona.

5. Elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque cada capa aislante (7) comprende, como mínimo, dos películas (40) formadas por dos películas de plástico (30, 32; 34, 36) pegadas entre sí.

6. Elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las películas de plástico (30, 32; 34, 36) unidas entre sí poseen una resistencia a descargas eléctricas de, como mínimo, 2,00 kV.

7. Elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dos o más películas de plástico (30, 32; 34, 36) unidas entre sí están en contacto directo con la pista de conducción eléctrica (10), y porque las dos o más películas de plástico (30, 32; 34, 36) unidas entre sí están dispuestas sobre el lado exterior del elemento generador de calor (1).

8. Elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa aislante (7) está unida mediante inyección al cuerpo aislante (2, 3) que envuelve el elemento calefactor PTC (5).

9. Elemento generador de calor, según la reivindicación 8, caracterizado porque la capa aislante (7), incluyendo los bordes de la pista conductora (10), está unida al cuerpo (2, 3).

10. Elemento generador de calor, según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el cuerpo (2, 3) está realizado con silicona.

11. Elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material que conforma la película de plástico (30, 32; 34, 36) pertenece al grupo formado por: poliimidas, poliamidas o silicona.

12. Elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la película de plástico (30, 32; 34, 36) tiene un espesor de 0,05 mm a 0,09 mm, preferentemente de 0,06 mm a 0,08 mm.

13. Elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las películas de plástico (30, 32; 34, 36) están unidas entre sí mediante un pegamento que contiene silicona.

14. Dispositivo calefactor con varios elementos generadores de calor (60) que comprende, como mínimo, un elemento PTC (6) y pistas de conducción eléctrica (4) en contacto con superficies laterales opuestas del elemento PTC (6), y elementos cedentes de calor (56) dispuestos en capas paralelas, que se mantienen apoyados en lados en oposición del elemento generador de calor (60), caracterizado porque los elementos cedentes de calor (56) se apoyan sobre lados opuestos del elemento generador de calor (60) con interposición de una capa aislante (7) que comprende, como mínimo, dos películas de plástico (30, 32; 34, 36) unidas entre sí.

15. Dispositivo calefactor para calentar aire, caracterizado por disponer de, como mínimo, un elemento generador de calor, según una de las reivindicaciones 1 a 13.