Módulo calefactor eléctrico para calentar corrientes de aire.

Módulo calefactor eléctrico para calentar corrientes de aire, que comprende

- por lo menos un elemento (1) de PTC plano con una primera (9) y una segunda (10) superficies de contacto,

- una zona (7) de salida de calor circulable por una corriente de aire, en la que se han dispuesto láminas (5, 6) conductoras del calor, que están en contacto conductor del calor con el elemento (1) de PTC, así como

- un núcleo (3, 4) conductor del calor y de la corriente, que soporta las láminas (5, 6), y que se puede dividir en una primera (3) y una segunda (4) piezas de núcleo,

- donde el elemento (1) de PTC se ha dispuesto entre la primera (3) y la segunda (4) piezas de núcleo y se apoya con su primera superficie (9) de contacto en la primera pieza (3) de núcleo así como con su segunda superficie (10) de contacto, en la segunda pieza (4) de núcleo,

caracterizado por

- que existe un elemento (11) de fijación, que atraviesa la primera pieza (3) de núcleo, el elemento (1) de PTC y la segunda pieza (4) de núcleo y los mantiene fijamente uno con otro.

Módulo calefactor eléctrico para calentar corrientes de aire

La invención se refiere a un módulo calefactor eléctrico para calentar corrientes de aire según el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta.

Un módulo calefactor del presente género comprende, por consiguiente, por lo menos un elemento de PTC plano con una primera y una segunda superficies de contacto, así como una zona de salida de calor por la que circula el aire, en la que se han dispuesto láminas conductoras del calor, que están en unión activa con el elemento de PTC (coeficiente de temperatura positivo). El elemento de PTC se dispone entre una primera y una segunda piezas de un núcleo conductor del calor y de la corriente y se apoya en la primera pieza del núcleo con su primera superficie de contacto así como en la segunda pieza del núcleo, con su segunda superficie de contacto. El elemento de PTC proporciona, por consiguiente, calor a las dos piezas del núcleo y puede ser contactado eléctricamente por las dos piezas del núcleo simultáneamente. El núcleo conductor de calor y de corriente soporta además las láminas, que calientan una corriente de aire circulante a través de la zona de salida del calor.

Los elementos de PTC son resistencias de semiconductores de cerámica, cuya resistencia óhmica depende de la temperatura. La curva característica de temperatura y resistencia se comporta de forma no lineal: la resistencia de un elemento calefactor de PTC desciende con temperatura ascendente del componente constructivo, al principio ligeramente para luego ascender muy pronunciadamente con una temperatura característica (temperatura de referencia). Este trazado en conjunto positivo de la curva característica de temperatura y resistencia (PTC = Positive Temperature Coefficient) da lugar a que un elemento calefactor de PTC presente propiedades autorreguladoras. Con una temperatura, que quede claramente más baja que la temperatura de referencia, el elemento calefactor de PTC presenta una resistencia baja, de modo que se puedan hacer pasar intensidades de corriente análogamente altas. Cuando se cuida de una buena evacuación de calor de la superficie del elemento calefactor de PTC, se absorbe, pues, en correspondencia mucha energía eléctrica y se desprende como calor. Aunque si sube la temperatura del elemento calefactor de PTC por encima de la temperatura de referencia, sube la resistencia de PTC rápidamente, de manera que la absorción de energía eléctrica se limita a un valor muy pequeño. La temperatura del componente constructivo se aproxima entonces a un valor límite superior, que es función de la absorción de calor del entorno del elemento calefactor de PTC. En circunstancias ambientales normales, la temperatura del componente constructivo del elemento calefactor de PTC no puede, pues, subir por encima de una temperatura característica superior, incluso cuando la evacuación de calor deseada se interrumpa completamente en caso de avería. Esto y las propiedades autorreguladoras de un elemento calefactor de PTC, según las cuales la energía eléctrica absorbida corresponde exactamente a la potencia térmica desprendida, predestina los elementos calefactores de PTC para su empleo en instalaciones de calefacción o bien de acondicionamiento de aire de vehículos u otras aplicaciones de calentamientos de corrientes de aire en vehículos o áreas residenciales. Pues por razones de seguridad, no deben producirse en esos campos de aplicación temperaturas inflamables en el elemento calefactor Incluso en caso de avería, donde, sin embargo, se requiera una elevada potencia de caldeo en funcionamiento normal.

Ya se conoce para el calentamiento de espacios interiores de vehículos la Instalación de módulos calefactores eléctricos con un bastidor, que reúne formando un módulo una multiplicidad de elementos calefactores de PTC y zonas de salida de calor colindantes, por las que puede circular el aire, con láminas conductoras del calor. Un ejemplo de dichos conocidos módulos calefactores eléctricos de ese tipo se encuentra en el documento EP 0 350 528 A1.

En el documento EP 1 479 918 A1, se de a conocer un módulo de soplante completo, compuesto de un ventilador radial integrado en una carcasa y un módulo calefactor, que debe servir para la calefacción de un asiento en un asiento de vehículo ventilado. Puesto que un asiento de vehículo automóvil, por motivos de seguridad, no debe sobrepasarse en su superficie una temperatura máxima soportable por las personas Incluso en caso de fallo del ventilador, los módulos calefactores con elementos calefactores de PTC son extraordinariamente adecuados, sobre todo porque, a igual seguridad, pueden desprender una energía calorífica sensiblemente mayor que los cojines con hilos de resistencia eléctricos habituales utilizados en calefacciones de asiento, cuya absorción de energía debe ser muy limitada por razones de seguridad.

Los módulos calefactores eléctricos con elementos de PTC conocidos hasta ahora se componen, por lo general, de varias capas de elementos calefactores de PTC dispuestos unos junto a otros lammarmente, que están en la corriente de aire por su lado estrecho, y que son contactados eléctricamente por sus caras superiores y sus capas inferiores planas por chapas de contacto respectivamente. Las zonas de salida de calor colindantes con los elementos de PTC presentan láminas metálicas dispuestas en forma de meandros, que están asimismo en la corriente de aire por su lado estrecho y que hacen contacto térmico salientes por su lado ancho con las chapas de contacto de los elementos calefactores de PTC a distancias regulares para una transmisión del calor. Para conseguir una buena cesión del calor de los elementos calefactores de PTC a las láminas conductoras del calor, pueden emplearse cola conductora del calor u otras técnicas de unión; aunque se ha impuesto como solución más eficiente poner los elementos calefactores de PTC y las láminas conductoras del calor en un bastidor, que los reúna formando un módulo, y prever en el interior del bastidor al menos un elemento elástico, que ejerza presión mutuamente en las

zonas de salida del calor con láminas conductoras del calor dispuestas alternadamente y los nervios con los elementos calefactores de PTC.

Esto condiciona evidentemente una forma rectangular del módulo calefactor eléctrico con una estructuración en forma de líneas de los componentes constructivos, que no es óptima en técnica de corrientes para el calentamiento de corrientes de aire, en especial, cuando el espacio para los correspondientes canales portadores de corriente de aire solo es muy limitado, como ocurre en un vehículo. En este sentido, era lógico para el módulo de soplante para asientos de vehículos, según el documento EP 1 479 918 A1, instalar un ventilador radial. Aunque los ventiladores radiales sean, como es sabido, más bien poco apropiados para dicho objeto.

Además, la fabricación de los conocidos módulos calefactores eléctricos es casi imposible mecánicamente en el interior de un bastidor, debido a su construcción multicapa, cargada elásticamente. Se requiere más bien relativamente mucho trabajo manual.

En el documento DE 20 2005 012 394 U1, se propone por ello un módulo calefactor eléctrico del género mencionado al principio con una zona de salida de calor anular, en especial configurada circularmente, en la que las láminas conductoras del calor se dispongan de modo que discurran de forma sensiblemente radial. Eso simplifica el montaje, en especial, cuando se ha de automatizarlo, y aumenta le eficacia de la transmisión del calor a la corriente de aire dirigida a través de las láminas o bien de la zona de salida del calor.

Otro ejemplo más para un módulo de soplante para asientos de vehículos se puede encontrar en el documento EP 1 464 533 A1. Un ejemplo para un módulo calefactor, que se ha provisto, a modo de un secador de cabello, de una soplante y de hilos calefactores de resistencia en la corriente de aire, se describe en el documento US 6.541.737 B1.

En el documento DE 10 2007 006 058 A1, se ha revelado un módulo calefactor eléctrico del género mencionado al principio con una mejor facilidad de montaje. Las láminas utilizadas, en ese caso, son soportadas por un anillo de sujeción conductor del calor. SI se utilizan dos de tales anillos de sujeción con las correspondientes coronas de láminas, forman estas un núcleo divisible, conductor del calor y la electricidad, que se puede dividir en una primera y una segunda piezas de núcleo. Entre estas dos piezas de núcleo, se coloca un elemento de PTC plano, de modo que resulte un contacto eléctricamente conductor y a la vez conductor del calor entre las dos superficies de contacto del elemento de PTC y una pieza de núcleo respectivamente. Para... [Seguir leyendo]

1. Módulo calefactor eléctrico para calentar corrientes de aire, que comprende

por lo menos un elemento (1) de PTC plano con una primera (9) y una segunda (10) superficies de contacto,

una zona (7) de salida de calor circulable por una corriente de aire, en la que se han dispuesto láminas (5, 6) conductoras del calor, que están en contacto conductor del calor con el elemento (1) de PTC, así como

un núcleo (3, 4) conductor del calor y de la corriente, que soporta las láminas (5, 6), y que se puede dividir en una primera (3) y una segunda (4) piezas de núcleo,

donde el elemento (1) de PTC se ha dispuesto entre la primera (3) y la segunda (4) piezas de núcleo y se apoya con su primera superficie (9) de contacto en la primera pieza (3) de núcleo así como con su segunda superficie (10) de contacto, en la segunda pieza (4) de núcleo,

caracterizado por

que existe un elemento (11) de fijación, que atraviesa la primera pieza (3) de núcleo, el elemento (1) de PTC y la segunda pieza (4) de núcleo y los mantiene fijamente uno con otro.

2. Módulo calefactor eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento (11) de fijación se ha configurado eléctricamente conductor y sirve de allmentador de corriente ya sea a la primera pieza (3) de núcleo o a la segunda pieza (4) de núcleo.

3. Módulo calefactor eléctrico según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el elemento (11) de fijación está provisto de un elemento elástico, que pretensa mutuamente de forma elástica la primera pieza (3) de núcleo, el elemento (1) de PTC y la segunda pieza (4) de núcleo.

4. Módulo calefactor eléctrico según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que el elemento (11) de fijación descansa en un casquillo (18) eléctricamente aislante, que se extiende al menos sobre una de las dos piezas (3, 4) de núcleo y el elemento (1) de PTC.

5. Módulo calefactor según la reivindicación 4, caracterizado por que el casquillo (18) sobresale en voladizo afuera de las perforaciones formando un disco (19), que se ha dispuesto entre dos elementos (20, 23) de contacto eléctricos y los separa eléctricamente uno de otro, donde uno primero de los elementos (20) de contacto eléctricos descansa entre el disco (19) y la primera pieza (3) de núcleo y un segundo de los dos elementos (23) de contacto eléctricos descansa entre el disco (19) y una parte (15) sobresaliente del elemento (11) de fijación.

6. Módulo calefactor eléctrico según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las láminas (5, 6) conductoras del calor se han fabricado de una pieza o de varias piezas como perfiles moldeados por inyección, de fundición o de extrusión.

7. Módulo calefactor eléctrico según la reivindicación 6, caracterizado por que un perfil moldeado por inyección, de fundición o de extrusión recubre la zona (7) de salida del calor como bloque (5, 6) de salida del calor fabricado de una pieza.

8. Módulo calefactor eléctrico según una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que un primer perfil (5) se ha apoyado sobre la primera pieza (3) de núcleo y un segundo perfil (6), sobre la segunda pieza (4) de núcleo.

9. Módulo calefactor eléctrico según por lo menos una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que al menos un subconjunto de las láminas (5, 6) conductoras de calor se ha conformado de tal modo que las láminas (5, 6) formen un tronco (31) partiendo del núcleo (3, 4) y dicho tronco se ramifique a distancia creciente del núcleo (3, 4) por lo menos en dos o más ramificaciones (32).

10. Módulo calefactor eléctrico según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que las láminas (5, 6) conductoras de calor presentan secciones de corriente, que disminuyen a distancia creciente del núcleo (3, 4).

11. Módulo calefactor eléctrico según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que las láminas (5, 6) conductoras de calor presentan una superficie negra, en especial, negra anodizada.