Область техники
Настоящее изобретение относится к отопителю для транспортного средства, устанавливаемому в автомобиле и, в частности, к отопителю для транспортного средства, в котором в качестве источника теплоты применяется элемент с положительным температурным коэффициентом.
По существу для обогрева салона транспортного средства используется отопитель, в котором используется горячая жидкость, нагретая теплотой охлаждающей жидкости двигателя транспортного средства. Однако, поскольку при пуске двигателя температура охлаждающей жидкости низка, в качестве вспомогательного источника теплоты также устанавливают электрический обогреватель. Кроме того, представляется, что в будущем, по мере распространения электромобилей, электрические отопители найдут более широкое применение.
В электрическом отопителе часто используют элемент, в котором в качестве нагревающего тела применяют элемент с положительным температурным коэффициентом (см., например, публикацию заявки на патент Японии № Н5-169967 /далее - Документ 1/). Отопитель с элементом с положительным температурным коэффициентом, раскрытый в Документе 1, имеет конструкцию, содержащую два узла отопителя, установленные один на другой. В каждом из узлов отопителя над и под элементом с положительным температурным коэффициентом установлены ребра, и в контакте с ребрами находятся элементы электродов.
Техническая проблема
Отопитель, раскрытый в Документе 1, имеет конструкцию, в которой элементы электродов, ребра и элементы с положительным температурным коэффициентом электрически соединены, и в которой находящиеся под напряжением участки обнажены. В частности, когда для подачи на отопитель забирается наружный воздух, во время дождя или снега, когда на отопитель поступает вода, в отопителе могут возникнуть утечки электроэнергии. Кроме того, отопители, устанавливаемые на транспортных средствах, должны выдерживать вибрации, возникающие во время езды.
Настоящее изобретение было создано с учетом вышеописанных проблем. Согласно настоящему изобретению предлагается отопитель для транспортного средства, обладающий высокой стойкостью к вибрациям и к воздействию воды, что необходимо для его установки на транспортном средстве.
Техническое решение
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается отопитель для транспортного средства, содержащий: узел нагревающего тела, содержащий нагревательный элемент, элемент электрода, наложенный для контакта с нагревательным элементом, изолирующий лист, охватывающий нагревательный элемент и элемент электрода, и трубку, в которой расположен нагревательный элемент и элемент электрода, обернутые изолирующим листом; узел радиатора, установленный на узел нагревающего тела; и крышку, установленную на концевой участок нагревающего тела, при этом элемент электрода имеет оконечный участок, выведенный из трубы через торцевое отверстие трубы и изогнутый для прохождения через крышку и выходящий из крышки.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления отопителя для транспортного средства, при котором: укладывают один на другой узел нагревающего тела и узел радиатора, при этом узел нагревающего тела содержит нагревающий элемент, элемент электрода, наложенный для контакта на нагревающий элемент, изолирующий лист, охватывающий нагревательный элемент и элемент электрода, и трубку, в которой расположен нагревательный элемент и элемент электрода, обернутые изолирующим листом; заполняют трубку рядом с торцевым отверстием первым герметизирующим материалом, являющимся электрическим изолятором и обладающим стойкостью к воздействию воды, при этом оконечный участок электрода выведен из торцевого отверстия трубки; после твердения первого герметизирующего материала изгибают оконечный участок и устанавливают внутреннюю крышку на изогнутый участок оконечного участка; и устанавливают внешнюю крышку, имеющую нанесенный на внутреннюю часть внешней крышки второй герметизирующий материал, на внутреннюю крышку, чтобы закрыть конец оконечного участка, выступающий из внутренней крышки вторым герметизирующим материалом, при этом второй герметизирующий материал является электрическим изолятором и обладает стойкостью к воздействию воды.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид сверху отопителя для транспортного средства согласно варианту настоящего изобретения;
фиг.2 - увеличенный вид сверху одного узла нагревателя согласно фиг.1;
фиг.3 - вид сверху нагревающего тела отопителя;
фиг.4 - увеличенное сечение по линии А-А с фиг.3;
фиг.5 - схематический вид, иллюстрирующий соединительный участок элемента электрода узла нагревателя и кабеля для внешнего соединения;
фиг.6 - схематический вид, иллюстрирующий область оконечных участков элемента электрода на отопителе согласно варианту настоящего изобретения до установки крышек;
фиг.7 - схематический вид, иллюстрирующий состояние, в котором первая внутренняя крышка установлена относительно состояния, показанного на фиг.6;
фиг.8 - схематический вид, иллюстрирующий состояние, в котором вторая внутренняя крышка установлена относительно состояния, показанного на фиг.7; и
фиг.9 - схематический вид, иллюстрирующий состояние, в котором внешняя крышка установлена относительно состояния, показанного на фиг.8.
Перечень ссылочных позиций
На чертежах ссылочной позицией 3 обозначен узел нагревающего тела; 4 - узел радиатора; 5 - узел отопителя; 6 - первая внутренняя крышка; 7 - вторая внутренняя крышка; 8 - внешняя крышка; 11 - трубка; 15 - изолирующий лист; 20 - нагревательный элемент; 40а, 40b - элемент электрода; 42а, 42b - оконечный участок; 50 - кабель и 71-71 - герметизирующий материал.
Наилучший способ осуществления изобретения
Далее следует подробное описание варианта настоящего изобретения со ссылками на чертежи.
На фиг.1 представлен вид сверху автомобильного отопителя согласно варианту настоящего изобретения.
Автомобильный отопитель в этом варианте имеет конструкцию, в которой множество 3 узлов нагревательного тела и множество узлов 4 радиатора установлено один на другой. Каждый из узлов 3 нагревательного тела содержит нагревательный элемент, расположенный в трубке 11, а каждый из узлов 4 радиатора содержит ребра 21. Например, один узел 5 отопителя образован путем размещения одного узла 3 нагревающего тела между двумя узлами 4 радиатора.
Автомобильный отопитель согласно этому варианту имеет конструкцию, полученную за счет установки один на другой, например, трех узлов 5 отопителя. На фиг.2 представлен увеличенный вид, иллюстрирующий один извлеченный узел 5 отопителя.
Каждый из узлов 4 радиатора содержит ребра 21 и металлическую пластину 22. Ребра 21 сформированы путем изгибания зигзагом пластинчатого материала, выполненного, например, из алюминия, и расположены между металлической пластиной 22 и трубкой 11 узла 3 нагревающего тела.
На фиг.3 показан вид сверху узла 3 нагревающего тела, а на фиг.4 проиллюстрировано увеличенное сечение по линии А-А с фиг.3.
Узел 3 нагревающего тела содержит нагревательные элементы 20, пару элементов 40а и 40b электродов, установленных так, что между ними расположены нагревательные элементы 20, и изолирующий лист 15, охватывающий нагревательные элементы 20 и элементы 30а и 40b электродов, а также трубку 11, в которой расположены нагревательные элементы 20 и элементы 40а и 40d электродов, обернутые изолирующим листом 15.
Каждый из нагревательных элементов 20 является керамическим элементом с положительной температурной характеристикой. Когда температура повышается до точки Кюри или выше, сопротивление нагревательного элемента 20 резко увеличивается, и дальнейший подъем температуры ограничен. Как показано пунктирными линиями на фиг.3, многочисленные нагревательные элементы 20 расположены в продольном направлении трубки 11. Каждый из нагревательных элементов 20 выполнен в форме, например, прямоугольной пластинчатой детали. Как на передней, так и на задней поверхности нагревательного элемента 20, которые имеют большую площадь, чем другие поверхности, сформирована электродная пластинка, выполненная из металла, например из серебра, алюминия и т.п. На обеих электродных плоскостях нагревательных элементов 20 уложены элементы 40а, 40b электродов так, чтобы находиться в контакте, соответственно, с этими электродными плоскостями. На элементы 40а, 40b, соответственно, подается напряжение противоположной полярности.
Элемент 40а электрода выполнен из металла, например алюминия и т.п., и имеет выполненный в форме полосы плоский пластинчатый участок 41 и оконечный участок 42а, интегрально выполненный на одном конце плоского пластинчатого участка 41. Другой элемент 42b электрода также выполнен из металла, например алюминия и т.п., и имеет выполненный в форме полосы плоский пластинчатый участок 41 и оконечный участок 42b, интегрально выполненный на одном конце плоского пластинчатого участка 41.
Плоские участки 41 уложены на электродные плоскости нагревательных элементов в контакте с ними. Каждый из плоских пластинчатых участков 41 и каждая из электродных плоскостей нагревательных элементов 20 соединены друг с другом клеем, обладающим высокой теплопроводностью, например силиконовым клеем.
Электродные плоскости нагревательных элементов 20 сформированы, например, путем осаждения алюминия методом термического распыления, или нанесением серебра с последующим осаждением алюминия методом термического распыления. Соответственно, на поверхностях электродных плоскостей образуются мелкие неровности. Поэтому, даже если клей для соединения нагревательных элементов 20 и плоских пластинчатых участков 41 элементов электродов является неэлектропроводным, выступы неровностей на поверхности электродных плоскостей проходят сквозь клей и вступают в контакт с плоскими пластинчатыми участками 41. Таким образом, обеспечивается электропроводность между нагревательными элементами и элементами электродов.
Соответствующие оконечные участки 42а и 42b элементов 40а и 40b электродов выступают из трубки 11 из ее торцевого отверстия на одном конце трубки 11.
Как показано на фиг.4, элементы 40а и 40b электродов и нагревательные элементы 20, расположенные между ними, обернуты в изолирующий лист 15. Изолирующий лист 15 является гибким, теплопроводным и электрически изолирующим и выполнен, например, из полиимидной пленки. Оба концевых участка 15а и 15b изолирующего листа 15 наложены один на другой. Поэтому изолирующий лист 15 полностью закрывает другие участки нагревательных элементов 20 и элементов 40а, 40b электродов с обеих сторон. Оба концевых участка 15а, 15b изолирующего листа 15 наложены один на другой не на элементах 40а и 40b электродов, а на участке, обращенном к боковым поверхностям нагревательных элементов 20 и элементов 40а, 40b электродов. Другими словами, оба концевых участка 15а и 15b изолирующего листа 15 наложены один на другой не за излучающими поверхностями 12 трубки 11, а за ее боковыми поверхностями 13.
Трубка 11 сформирована из трубки прямоугольного сечения, имеющей пару излучающих поверхностей 12, обращенных друг к другу, и пару боковых поверхностей 13, сформированных приблизительно перпендикулярно к излучающим поверхностям 12, и обращенных друг к другу. Излучающие поверхности 12 имеют большую ширину и площадь, чем боковые поверхности 13. Трубка 11 выполнена из теплопроводного и легко обрабатываемого материала, например алюминия и т.п.
Нагревательные элементы 20 и элементы 40а, 40b электродов вставлены в полость 11а трубки 11 в состоянии, в котором части нагревательных элементов 20 и элементов 40а, 40b электродов, кроме их концов, покрыты (обернуты) изолирующим листом 15. Трубка 11 имеет отверстия только на концах. Полость 11а может сообщаться с внешней средой только через эти отверстия.
Электродные плоскости нагревательных элементов 20 обращены к тыльным сторонам излучающих поверхностей 12 трубки 11. Между каждой из электродных поверхностей и соответствующей одной из тыльных сторон излучающих поверхностей 12 расположен элемент 40а или 40d и изолирующий лист 15. Внутренние размеры (вертикальные размеры на фиг.4) трубки 11 перед сборкой немного превышают вертикальные размеры трубки 11, показанные на фиг.4. Затем структуру, в которой нагревательные элементы 20 и элементы 40а и 40b электродов собраны друг с другом и обернуты изолирующим листом 15, вставляют в трубку 11 и обжимают излучающие поверхности 12 трубки 11 для прессования трубки 11 в вертикальном направлении по фиг.4. Тем самым нагревательные элементы 20, элементы 40а, 40b электродов и изолирующий лист 15 становятся плотно зажатыми между тыльными сторонами пары излучающих поверхностей 12 трубки 11 и тем самым зафиксированными в полости 11а.
Величина, на которую трубку 11 прессуют, как описано выше, составляет, например, приблизительно 0,5 мм. В этом отношении, как показано на фиг.4, в обеих боковых поверхностях 13 трубки 11 выполняют канавки 13а, проходящие, соответственно, в продольном направлении. Это позволяет предотвратить выпучивание боковых поверхностей 13 (предотвратить увеличение внешних размеров), когда трубку 11 прессуют. Поскольку боковые поверхности 13 трубки 11 не становятся выпуклыми, к ним легко можно прикрепить датчик температуры, например термопару и т.п. Кроме того, после крепления температурного датчика к поверхностям 13, его стабилизируют.
Как показано на фиг.2, металлические пластины 22 узлов 4 радиатора расположены приблизительно параллельно излучающим поверхностям 12 трубки 11 и обращены друг к другу. Ребра 21 установлены между каждой металлической пластиной 22 и соответствующей одной из излучающих поверхностей 12.
Каждая металлическая пластина 22 выполнена в форме тонкой пластины, имеющей плоскую поверхность, площадь которой приблизительно равна площади излучающей поверхности 12, и изготовлена из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например алюминия и т.п. Металлическая пластина 22 и ребра 21 соединены друг с другом клеем, обладающим высокой теплостойкостью и высокой теплопроводностью, например силиконовым клеем. Ребра 21 и излучающая поверхность 12 также соединены друг с другом клеем, обладающим высокой теплостойкостью и высокой теплопроводностью, например силиконовым клеем.
Далее, путем соединения металлической пластины 22 с металлической пластиной 22 другого узла 5 отопителя с помощью клея, обладающего высокой теплостойкостью и высокой теплопроводностью, например силиконового клея, можно получить структуру, имеющую множество узлов 5 отопителя (в показанном примере их количество равно трем), уложенных один на другой, как показано на фиг.1.
Такая модульная структура имеет три крышки 6-8, установленные на одном ее конце, и крышку 9, установленную на другом ее конце. Полость трубки 11 закрыта этими крышками 6-9. Каждая из крышек 6, 7, 8, 9 выполнена из материала теплостойкой и электрически изолирующей смолы.
Далее, со ссылками на фиг.6-10 будет описан способ установки крышек 6-8 на один из концов.
На фиг.6 показана область выходящих концов оконечных участков 42а и 42b в модульной структуре из множества (например, трех) узлов 5 отопителя перед установкой крышек 6-8.
Концевые участки пары элементов 40а, 40b электродов каждого узла 5 отопителя работают как оконечные участки 42а, 42b, отвечающие за электрическое соединение с внешним источником, и выходят из торцевого отверстия трубки 11 с одной ее стороны. Оконечные участки 42а, 42b отделены друг от друга и не контактируют друг с другом (не закорочены). Один из оконечных участков 42а, 42b соединен с линией питания, а другой - с линией заземления.
Перед установкой крышки во внутренние пространства трубок 11 через торцевые отверстия со стороны, с которой выходят наружу оконечные участки 42а, 42b, вводят электроизолирующий и герметизирующий материал 71, выполненный, например, из силиконовой смолы. Таким образом, внутренние пространства трубок 11 рядом с торцевыми отверстиями заполнены герметизирующим материалом 71, который закрывает эти торцевые отверстия.
После заполнения герметизирующий материал 71 в достаточной степени сохнет и твердеет. Затем, как показано на фиг.7, на один концевой участок узлов 5 отопителя устанавливают первую внутреннюю крышку 6. Первая внутренняя крышка 6 соединяется и скрепляется с одним концевым участком узлов 5 отопителя термостойким клеем.
Один концевой участок узлов 3 нагревающего тела выступает относительно концевых участков узлов 4 радиатора. Один концевой участок узлов 4 радиатора вставляют в углубленные участки, сформированные в первой внутренней крышке 6. Один концевой участок узлов 3 нагревающего тела вставлен в сквозные отверстия, сформированные в первой внутренней крышке 6 так, чтобы они проходили сквозь первую внутреннюю крышку 6 со дна углубленных участков на противоположную торцевую грань первой внутренней крышки 6. Оконечные участки 42а и 42b проходят сквозь сквозные отверстия в первой внутренней крышке и выступают наружу из первой внутренней крышки 6.
Затем, как показано на фиг.8, оконечные участки 42а и 42b изгибают, и, затем, на первую внутреннюю крышку 6 устанавливают вторую внутреннюю крышку 7, например, с помощью клея, чтобы закрыть изогнутые участки. Части оконечных участков 42а, 42b, расположенные близко к торцевым отверстиям трубок 11, изогнуты, и их концы проходят в сквозные отверстия, выполненные во второй внутренней крышке 7, и выступают наружу из внутренней крышки 7.
Каждый оконечный участок 42а и 42b изогнут так, чтобы часть соответствующего одного из оконечных участков 42а и 42b рядом с торцевым отверстием трубки 11 проходила приблизительно под прямым углом к части оконечного участка 42а и 42b, проходящего внутри второй внутренней крышки 7. Пара оконечных участков, имеющихся в каждом узле 3 нагревающего тела, изогнута так, чтобы не касаться друг друга, или так, чтобы пространство между ними расширялось в направлении укладки (в вертикальном направлении на плоскости чертежа на фиг.8) множества узлов 3 нагревающего тела и множества узлов 4 радиатора. Далее, части пар оконечных участков 42а и 42b, расположенные ближе к их концам, отогнуты наружу (вправо на фиг.8) приблизительно под прямым углом для прохождения сквозь сквозные отверстия, сформированные во второй внутренней крышке 7 в направлении ее толщины. Расстояние между частями пар оконечных участков 42а и 42b, имеющихся в каждом узле 3 нагревающего тела, которые проходят сквозь вторую внутреннюю крышку 7 и выступают наружу больше, чем расстояние, на которое пара элементов 40а и 40b, разнесены друг от друга с установленными между ними нагревательными элементами 20, как описано выше со ссылками на фиг.4, и больше, чем ширина (в направлении короткого размера) боковых поверхностей 13 трубки 11. Множество (например, шесть в данном варианте) оконечных участков 42а и 42b равномерно распределены в продольном направлении второй внутренней крышки 7.
Следует отметить, что перед установкой второй внутренней крышки 7 на части оконечных участков 42а и 42b, которые выходят из торцевых отверстий трубок 11 от изогнутых участков до участков, которые должны быть вставлены во вторую внутреннюю крышку, наносят электроизолирующий и водостойкий герметизирующий материал 72. Оконечные участки 42а и 42b с нанесенным на них герметизирующим материалом 72 пропускают сквозь вторую внутреннюю крышку 7 и, затем, вторую внутреннюю крышку 7 устанавливают на место.
Таким способом получают структуру, в которой герметизирующий материал 72 и 71 заполняет пространство от сквозных отверстий во второй внутренней крышке до полостей трубок 11 рядом с их торцевыми отверстиями. Другими словами, пути вывода оконечных участков 42а и 42b, от внутреннего пространства трубок 11 рядом с их торцевыми отверстиями до сквозных отверстий во второй внутренней крышке 7, уплотнены герметизирующим материалом 71 и 72 и, поэтому, части оконечных участков 42а и 42b, проходящие по путям вывода, покрыты водостойким и герметизирующим материалом 71 и 72.
Концы оконечных участков 42а и 42b, выступающие из второй внутренней крышки 7, электрически соединены с кабелями 50, показанными на фиг.1, через соединительные элементы.
На фиг.5 схематически показано состояние, в котором соединительный элемент прикреплен к каждому оконечному участку 42а и 42b.
Соединительный элемент 30 выполнен из электропроводного материала и содержит крепежный участок 31 и гнездо 32 для введения кабеля. Крепежный участок 31 наполовину загнут для зажима конца оконечного участка 42а или 42b и прикреплен к концу оконечного участка 42а или 42b, а гнездо 32 для установки кабеля выполнено интегрально с верхним концом крепежного участка 31 и имеет С-образное сечение.
Один конец кабеля 50, показанного на фиг.1, вставлен в гнездо 32. Нажимая на гнездо 32 в направлении уменьшения диаметра, один конец кабеля 50 фиксируется в гнезде 32. Кабель 50 выполнен путем нанесения на электропроводную проволоку материала покрытия, выполненного, например, из полимера. На том участке кабеля 50, который зафиксирован в гнезде 32, по меньшей мере, часть концевого участка проводящей проволоки выступает из материала покрытия для контакта с гнездом 32. Это позволяет кабелям 50 подавать питание на электродные плоскости нагревательных элементов 20 в трубках 11 через соединительные элементы 30 и оконечные участки 42а и 42b элементов 40а и 40b электродов.
После того как вышеописанные соединительные элементы 30 будут прикреплены к оконечным участкам 42а и 42b, соответственно, на вторую внутреннюю крышку 7 устанавливают внешнюю крышку 8, как показано на фиг.9. Перед установкой внешней крышки 8 внутрь этой внешней крышки заранее наносят электроизоляционный и водостойкий герметизирующий материал 73. Затем внешнюю крышку 8 вместе с содержащимся внутри герметизирующим материалом 73 устанавливают так, чтобы закрыть торец второй внутренней крышки.
Первая внутренняя крышка 6, вторая внутренняя крышка 7 и внешняя крышка 8, описанные выше, скрепляются друг с другом винтами 80, ввинчиваемыми со стороны внешней крышки 8, как показано на фиг.9. Оконечные участки 42а и 42b, выступающие из торца второй внутренней крышки 7, и соединительные элементы 30, прикрепленные к оконечным участкам 42а и 42b, расположены во внешней крышке 8. В это время, поскольку внутренняя часть внешней крышки 8, как описано выше, заранее заполнена герметизирующим материалом 73, оконечные участки 42а и 42b и соединительные элементы 30, находящиеся внутри указанной внешней крышки 8, покрыты герметизирующим материалом и, поэтому, защищены от воздействия воды. В это время внешняя крышка 8 прижата ко второй внутренней крышке 7 усилием винтов 80, и герметизирующий материал 73, находящийся внутри внешней крышки 8, также прижат ко второй внутренней крышке 7. Соответственно, оконечные участки 42а и 42b и соединительные элементы 30 можно надежно покрыть герметизирующим материалом 73 без каких-либо зазоров.
Внешняя крышка 8 имеет выполненные в ней вырезы 8а, количество которых соответствует количеству оконечных участков 42а и 42b. Соединительные элементы 30 выступают наружу через вырезы 8а для соединения с кабелями 50, показанными на фиг.1.
Автомобильный отопитель согласно этому варианту, сконструированный как описано выше, устанавливается на автомобиль для использования в качестве отопителя в так называемом автомобильном кондиционере воздуха. Например, автомобильный отопитель согласно этому варианту расположен в канале автомобиля, в котором формируется поток воздуха, поступающего снаружи или из салона. Более конкретно, автомобильный отопитель расположен так, чтобы воздух, проходил между ребрами 21 перпендикулярно плоскости чертежа на фиг.1.
Питание от аккумулятора, установленного на автомобиле, подается на нагревательные элементы 20 по не показанной на чертежах управляющей цепи, кабелям 50, соединительным элементам 30 и элементам 40а, 40b электродов. Теплота, произведенная нагревательными элементами 20, передается через элементы 40а, 40b электродов и изолирующие листы 15, каждый из которых является теплопроводным, на излучающие поверхности 12 трубок 11 и, затем, на ребра 21, выполненные на излучающих поверхностях. Когда воздух течет между ребрами 21, он нагревается и поступает в салон автомобиля.
В этом варианте нагревательные элементы 20 и элементы 40а, 40b электродов, находящиеся в контакте с электродными плоскостями нагревательных элементов 20, расположены в трубках 11, закрытых крышками 6-9. Кроме того, оконечные участки 42а, 42b элементов 40а, 40b электродов, которые отвечают за электрическое соединение с внешним источником, и их пути вывода покрыты водостойким герметизирующим материалом 71-73. Соответственно, эти токопроводящие участки водонепроницаемо уплотнены так, чтобы не иметь обнаженных участков. Кроме того, между трубкой 11 и каждым из элементов 40а, 40b электродов расположен изолирующий лист 15. Поэтому трубка 11 изолирована от элементов 40а, 40b электродов. Соответственно, трубки 11, ребра 21 и металлические пластины 22 не находятся под напряжением.
Как было описано выше, автомобильный отопитель согласно этому варианту имеет конструкцию, в которой токопроводящие части уплотнены от воздействия воды и не обнажены. Поэтому даже когда воздух, направляемый на такой автомобильный отопитель, содержит капли дождя, снег, песок, пыль и т.п., в автомобильном отопителе согласно этому варианту не возникает утечек тока и, следовательно, обеспечивается безопасность.
В процессе подачи герметизирующих материалов на концы оконечных участков 42а, 42b, если герметизирующие материалы подавать одновременно, одним процессом, высока вероятность возникновения пустот из-за усадки при твердении и т.п. Поэтому имеются опасения, что герметизирующее водостойкое уплотнение не будет идеальным.
Однако в этом варианте, как было описано выше, заполнение полостей трубок 11 герметизирующим материалом 71, подача герметизирующего материала 72 для покрытия изогнутых частей оконечных участков 42а, 42b и из частей, вставленных во вторую внутреннюю крышку 7, и подача герметизирующего материала 73 для покрытия частей оконечных участков 42а, 42b и соединительных элементов 30 во внешней крышке 8 выполняется не одновременно, одним процессом, а раздельно, за три технологические операции. Это позволяет предотвратить появление пустот в герметизирующем материале и позволяет создать надежное водостойкое уплотнение вышеописанных частей, не имеющее каких-либо зазоров. Следовательно, тем самым надежно предотвращается попадание воды и т.п. на токопроводящие части и достигается хорошая электрическая изоляция.
Чтобы оценить стойкость изоляции (водостойкость герметизированных участков) были проведены испытания автомобильного отопителя в термобарокамере в нижеуказанных условиях.
Измерения проводились в следующих условиях окружающей среды, включая три набора условий, как показано в Таблице 1: давление 1,5 атмосферы, температура 115°С и относительная влажность 90%; давление 1,8 атмосферы, температура 121°С и относительная влажность 90%; давление 2,0 атмосферы, температура 124°С и относительная влажность 90%. Образцы в каждом их наборов условий выдерживались 24 часа. В качестве испытательного оборудования испытывался тестер сопротивления изоляции модели 2406Е компании Yokogawa Electric Corporation. Результаты приведены в Таблице 1.
t=115°C
Отн. вл. 90%
t=121°C
Отн. вл. 90%
t=124°C
Отн. вл. 90%
В Таблице 1 каждый из испытываемых образцов №№1 и 2 имел структуру, полученную раздельным заполнением герметизирующими материалами 71, 72 и 73 в указанном порядке за три операции, как описано выше, а каждый из образцов 3-5 имел структуру, полученную одновременным заполнением герметизирующими материалами 71, 72, 73 за одну операцию.
Для всех испытываемых образцов начальная величина сопротивления изоляции составляла 2000 МОм или более, и после выдерживания образцов после теста в течение 24 часов в атмосфере величина сопротивления изоляции восстановилась до 2000 МОм или более. Как видно из Таблицы 1, даже наименьшая величина сопротивления изоляции составила 7 МОм. Результаты показывают, что величины сопротивления изоляции, не создающие проблем, например, с утечкой тока, были получены для всех образцов и во всех наборах условий. Далее, во всех испытываемых образцах после испытания не наблюдалось дефектов в форме изломов, деформации или ослаблений.
В частности, в условиях повышенного давления и температуры образцы №№1 и 2, полученные раздельным заполнением герметизирующими материалами в ходе разных операций для покрытия выводов оконечных участков 42а и 42b, проходящих изнутри трубок 11 рядом с их торцевыми отверстиями до соединительных элементов 30, имели более высокие величины сопротивления изоляции, чем образцы №№3-5, полученные одновременным заполнением герметизирующими материалами за одну операцию. Таким образом, можно утверждать, что раздельная подача герметизирующих материалов несколькими операциями желательна с точки зрения более надежной водостойкости выводных участков.
Автомобильный отопитель по этому варианту имеет конструкцию, в которой множество узлов соединены и прикреплены друг к другу для формирования интегрированной модульной структуры, и в которой оба концевых участка модульной структуры закрыты крышками 6-9, соответственно. Узлы прочно прикреплены друг к другу и соответственно, автомобильный отопитель в целом обладает высокой механической прочностью и стойкостью к вибрации. В частности, можно предотвратить его дребезжание, повреждение и разделение модулей в результате вибрации при езде по плохим дорогам и т.п.
Далее, оконечные участки 42а и 42b элементов 40а и 40b электродов, выходящие из трубок 11 через торцевые отверстия трубок 11, изогнуты для прохода через внутреннюю крышку 7. Соответственно, изогнутые части оконечных участков 42а, 42b ограничивают движение внутренней крышки 7 в горизонтальном направлении (в направлении, в котором внутренняя крышка 7 отделяется от внутренней крышки 6) и в вертикальном направлении (в направлении, в котором внутренняя крышка 7 отклоняется в направлении укладки узлов) на плоскости чертежа по фиг.9. Таким образом, уменьшается дребезжание внутренней крышки 7.
В результате, дребезжание внутренней крышки 6 и внешней крышки 8, установленной на внутренней крышке 7, находящейся между ними, также уменьшается, и появляется возможность предотвратить обрывы оконечных участков 42а, 42b, расположенных в крышках, отсоединение оконечных участков 42а, 42b от соединительных элементов 30 и отсоединение соединительных элементов 30 от кабелей 50.
Кроме того, помимо усиления ребер 21, металлические пластины 22, которые вместе с ребрами 21 образуют узлы 4 радиатора, также работают как усилительные пластины для повышения механической прочности всей модульной конструкции, состоящей из узлов. Они также повышают устойчивость к вибрации.
Было проведено испытание автомобильного отопителя согласно этому варианту на стойкость к воздействию вибрации в соответствии с условиями, определенными стандартом JIS D1601 Type 3, Class B, 4,5G.
Результаты показали, что ослабления на каждом участке отсутствуют, и отопитель соответствует требованиям. Оценочные критерии 5.1.1, 5.1.2 и 5.1.3 удовлетворены. Оценочный критерий 5.1.1 относится к визуальной проверке до и после испытания, и испытываемый объект не должен иметь видимых дефектов, таких как изломы, повреждение пайки или деформаций. Оценочный критерий 5.1.2 относится к проверке работоспособности до и после испытания, при этом номинальный ток, потребление энергии и пусковой ток, измеренные при комнатной температуре и при номинальном потоке воздуха, должны соответствовать спецификациям. Оценочный критерий 5.1.3 относится к проверке падения напряжения до и после испытания, при этом сопротивление и падение напряжения на жгуте, измеренные после испытания, не должны более чем вдвое превышать соответствующие величины до испытания.
Выше были описаны варианты настоящего изобретения со ссылками на конкретные примеры. Однако настоящее изобретение на ограничивается ими. На технических принципах настоящего изобретения могут быть созданы различные модификации.
В вышеописанных вариантах применяется структура, в которой соединены три узла 5 отопителя, каждый из которых рассматривается как узел, имеющий структуру, образованную путем установки одного узла 3 нагревающего тела между двумя узлами 4 радиатора, т.е. модульная структура с тремя узлами 3 нагревающего тела и шестью узлами 4 радиатора. Однако количество узлов 4 радиатора в каждом узле 5 отопителя и количество узлов каждого вида во всей модульной структуре не ограничено вышеприведенными цифрами.
Кроме того, крепление между ребрами 21 и металлической пластиной 22, между ребрами 21 и трубками 11, и между металлическими пластинами 22 не ограничено применением клея, но может осуществляться пайкой, пайкой твердым припоем и т.п.
Изобретение относится к отопителю для транспортного средства. Отопитель для транспортного средства содержит узел нагревающего тела, включающий в себя нагревательный элемент; элемент электрода, наложенный на нагревательный элемент и находящийся в контакте с ним; изолирующий лист, охватывающий нагревательный элемент и элемент электрода; и трубку, в которой расположены нагревательный элемент и элемент электрода, обернутые изолирующим листом; узел радиатора, установленный на узел нагревающего тела; и крышку, установленную на концевой участок узла нагревающего тела, при этом элемент электрода имеет оконечный участок, выведенный из трубки через торцевое отверстие трубки, и изогнутый для прохода сквозь крышку и для выхода из крышки. Способ производства отопителя включает соединение узла нагревающего тела и узла радиатора, заполнение водостойким электроизоляционным герметизирующим материалом внутренней полости трубки в области торцевого отверстия, изгибают оконечный участок и устанавливают внутреннюю крышку на изогнутую часть оконечного участка, установку внешней крышки, нанесение герметизирующего материала внутрь внешней крышки. Техническим результатом является высокая стойкость к вибрациям и к воздействию воды. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 ил.
1. Отопитель для транспортного средства, содержащий:
узел нагревающего тела, включающий в себя:
нагревательный элемент;
элемент электрода, наложенный на нагревательный элемент и находящийся в контакте с ним;
изолирующий лист, охватывающий нагревательный элемент и элемент электрода; и
трубку, в которой расположены нагревательный элемент и элемент электрода, обернутые изолирующим листом;
узел радиатора, установленный на узел нагревающего тела;
первую крышку, установленную на концевой участок узла нагревающего тела; и
вторую крышку, установленную на первую крышку;
при этом элемент электрода имеет оконечный участок, выведенный из трубки через торцевое отверстие трубки и изогнутый,
причем изогнутая часть оконечного участка расположена между первой крышкой и второй крышкой и проходит сквозь сквозное отверстие, выполненное во второй крышке для прохода через путь вывода, изогнутый в соответствии с изогнутой формой оконечного участка.
2. Отопитель по п.1, в котором оконечный участок изогнут приблизительно под прямым углом от части оконечного участка, расположенной между первой крышкой и второй крышкой к части оконечного участка, проходящей внутри второй крышки.
3. Отопитель по п.1 или 2, в котором оконечный участок покрыт водостойким электроизоляционным герметизирующим материалом.
4. Отопитель по п.1 или 2, в котором электроизолирующий и водостойкий герметизирующий материал залит внутрь трубки в области торцевого отверстия, из которого выведен оконечный участок.
5. Отопитель по п.1 или 2, в котором нагревательным элементом является керамический элемент с положительным температурным коэффициентом.
6. Способ производства отопителя для транспортного средства, при котором: соединяют узел нагревающего тела и узел радиатора, при этом узел нагревающего тела содержит нагревательный элемент, элемент электрода, наложенный на нагревательный элемент и находящийся в контакте с ним, изолирующий лист, охватывающий нагревательный элемент и элемент электрода, и трубку, в которой размещены нагревательный элемент и элемент электрода, обернутые изолирующим листом; заполняют первым водостойким электроизоляционным герметизирующим материалом внутреннюю полость трубки в области торцевого отверстия, при этом оконечный участок элемента электрода выведен из торцевого отверстия трубки;
после твердения первого герметизирующего материала изгибают оконечный участок и устанавливают внутреннюю крышку на изогнутую часть оконечного участка, и
устанавливают внешнюю крышку, имеющую второй герметизирующий материал, нанесенный внутрь внешней крышки, на внутреннюю крышку, чтобы закрыть конец оконечного участка, выступающего из внутренней крышки вторым водостойким электроизоляционным герметизирующим материалом.
7. Способ по п.6, при котором после нанесения на изогнутую часть оконечного участка третьего герметизирующего материала внутреннюю крышку устанавливают, пропуская оконечный участок сквозь нее, причем третий герметизирующий материал является электроизолирующим и водостойким.
| JP 2007125967 А, 24.05.2007 | |||
| ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ-КОНВЕКТОР | 1994 |
|
RU2074523C1 |
| ТРУБЧАТЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ | 2002 |
|
RU2239958C2 |
| US 2006273078 A1, 07.12.2006 | |||
| US 4682009 A, 21.07.1987 | |||
| DE 3622478 A1, 07.01.1988. | |||
