电加热装置，特别是具有PTC效应的电加热装置制造方法及图纸

一种电加热装置，包括：由导电材料制成的第一电极层（13）；由导电材料制成的第二电极层（14）；以及由具有PTC效应的材料制成的加热层，其中，第一电极层（13）和第二电极层（14）彼此面对，其中加热层的至少一个部分被设置在第一电极层（13）与第二电极层（14）之间且与它们接触。来自第一电极层（13）、第二电极层（14）和加热层的所述至少一个部分当中的至少一者的至少一个区域（21）具有多个非导电位点（30a、30b、30c），所述多个非导电位点预先布置成用于引起：‑加热装置（10）在所述至少一个区域（21）中的热发射，该热发射不同于加热装置（10）在来自第一电极层（13）、第二电极层（14）和加热层（15）的所述至少一个部分（15’）当中的所述至少一者的至少一个其他区域（22）中的热发射；和/或‑加热装置（10）在第一电极层（13）处的热发射，该热发射不同于加热装置（10）在第二电极层（14）处的热发射。

Electric heating devices, especially those with PTC effect

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电加热装置，特别是具有PTC效应的电加热装置
本专利技术涉及电加热装置，特别是基于使用特征在于具有正温度系数（PTC）的电阻的材料的装置，即具有PTC效应的材料，优选地包括至少一种聚合物的材料。已特别参考被设计成关联到车辆部件或被集成在车辆部件中的电加热装置而开发了本专利技术，车辆部件诸如是用于箱的加热器、用于过滤器的加热器、用于电池或蓄电器的加热器、用于经受冻结的物质的加热器、用于随着温度改变而改变其性质或特征的装置或物质的加热器、再或者用于加热气态流体的加热器，所述气态流体诸如是用于环境的空气或在这种加热器的表面上经受强制循环的空气。本专利技术优选地应用于这样的部件或箱的领域中，即，所述部件或箱被设计成与燃料、或水、或包含水或液体添加剂或还原剂的液体（特别是操作内燃发动机和/或操作用于处理内燃发动机的废气的系统所必要的液体，包括ADI（抗爆剂注入）系统）接触或包含以上各者。根据本专利技术的加热装置在任何情况下还可以应用于除上文提到的优选领域之外的领域。
技术介绍
一些类型的车辆的废气排放系统必须被设计成具有减少向大气中释放氮氧化物（NOx）的目的。针对该目的特别广泛使用的系统基于被称为SCR（选择性催化还原）的过程，该过程使得能够借助于将还原剂注入到废气管线中来还原气体的氮氧化物。这些处理系统假定：还原剂被设定剂量并被注入到废气流中，以便将氮氧化物（NOx）转化成氮气（N2）和水（H2O）。为此，车辆配备有包含还原剂的箱，关联到该箱的是用于实施将试剂自身以一定剂量注入到SCR系统中的合适的装置。<br>还原剂通常由水溶液中的尿素构成，其在箱暴露于低温（指示温度低于-11°C）时容易冻结。因为这个原因，箱必须配备有加热装置，使得在冻结的情况下，液体试剂可以被液化，并且然后被注入到废气管线中。一般来说，加热装置安装在箱内部，或者被集成在箱的被密封地安装在箱自身的开口中的部件中或关联到箱的该部件。一般来说，加热装置通常是将自己的操作基于使用具有PTC效应的材料的类型，这种材料可能是陶瓷基材料或者是聚合物基材料。一般来说，已知的加热装置包括多个加热元件，每个加热元件具有电阻器，电阻器由具有PTC效应的材料的固体块形成，通常是形状像小盘的陶瓷材料块。在一些解决方案中，每个加热元件包括被设置在两个相应的金属电极之间的PTC电阻器，并且出于供电的目的，各种加热元件的电极例如彼此平行地和/或串联地连接在一起。在其他解决方案中，多个PTC电阻器通常以金属板或盘的形式布置在共同的两个电极之间。在这种类型的应用中，加热装置一般没有其自己的外壳，并且容纳该加热装置的主体——例如，箱的部件的主体或关联到箱的功能模块的主体——必须被成形成用于限定用于加热装置的各种部分的座或壳体（例如，见EP2650497A1）。一般来说，这种类型的加热装置沿径向方向具有小的延伸部，因为它们必须定位在箱的底壁附近、在用于出口或递送还原剂的开口处或靠近该开口。这种定位基本上由迅速提供一定量的还原剂的需求决定，即使在还原剂冻结的情况下也是如此。用于处理废气的系统的正确操作实际上假定在发动机点火后基本上立即设定还原剂剂量并将其注入到废气中。为此原因，加热装置允许的热发射发生在相对集中的区域中（即，在箱的出口附近），结果减少了对在箱内部、定位成相对远离箱自身的出口的还原剂的冻结部分融化的贡献。当然，加热装置的尺寸可沿径向方向增加，以便加热基本上对应于箱的整个底壁的区域。然而，除了使加热装置以及其上安装有该装置的部件的构造和安装进一步复杂化之外，这种方法还将导致电力消耗的显著增加，这种增加通常与加热器的面积和/或加热面积成比例。在其他领域中使用的加热装置中也可能遇到类似的问题。提供配备有其自己的外壳的加热装置一般会带来与PTC效应材料和/或对应金属电极由于加热和冷却循环而变形（例如，膨胀和收缩）关联的问题。这种变形导致由不同材料（包括外壳的一种或多种材料）制成的部分之间的相对运动，这可能具有失效的风险。在片层电极实际上完全覆盖PTC效应材料的块的相对表面的情况下，这个问题特别突出。因为这个原因，可取的是提供一种覆盖加热元件（具有对应的电极的PTC效应材料）的外壳，但这种外壳不同于或独立于加热元件（通过简单的方式，见CN202455551U），其有时具有合适的空的空间，所述空间也将实现相对运动以抵消上述变形。然而，在具有密封式外壳的加热器的情况下，考虑到空气作为热绝缘体操作并且其自身经受取决于温度的体积变化，所以空气在这些空的空间中的存在降低了所产生的热的传播，并且这可能导致装置操作的异常。
技术实现思路
本专利技术的目的基本是消除上文提到的缺点中的一个或多个。在此背景下，本专利技术的目的是提供一种电加热装置，该电加热装置作为整体是简单的且经济上有利于生产，以及能够加热相对宽阔的区域，但同时实现有限的电力消耗。本专利技术的辅助目的是提供一种电加热装置，其具有对应的外壳主体，该外壳主体简单且造价便宜又可靠。根据本专利技术，通过呈现所附权利要求中规定的特征的电加热装置、机动车辆部件以及用于获得电加热装置的方法实现上述目的中的一个或多个以及还有在下文中将清楚地显现的其他目的。这些权利要求形成本文提供的关于本专利技术的技术教导的整体部分。附图说明参考附图，本专利技术的特征、优点和另外的目的将从随后的详细描述中清楚地显现，附图仅作为非限制性示例提供，并且在附图中：-图1是以侧视图表示的物质的通用容器的示意性横截面图，该容器配备有根据本专利技术的可能实施例的电加热装置；-图2和图3是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的示意图，即分别为侧视图和俯视平面图；-图4和图5是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的局部分解示意图；-图6和图7是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置来自不同角度的示意性透视图；-图8是可以在根据本专利技术的可能实施例的电加热装置中使用的电连接元件的示意性透视图；-图9是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的电极的示意性透视图，其中图8的电连接元件关联到该电极；-图10是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的电极的示意性透视图；-图11是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的局部示意性横截面图；-图12是旨在表示在图11的加热装置的一部分中的电和热发射路径的模式的局部示意性横截面图；-图13是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的局部示意性横截面图；-图14是旨在表示在图13的加热装置的一部分中的电和热发射路径的模式的局部示意性横截面图；-图15、图16、图17、图18、图19、图20和图21是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的电极的示意性透视图；-图22是图21的在更大比例下的细节；-图23是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的局部示意性剖视图；-图24是图23的在较大比例下的细节；-图25、图26和图27是根据本专利技术的可能实施例的电加热装置的局部示意性横截面图；-图28、图29和图30是根据本专利技术的可能实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电加热装置（10），其包括由导电材料制成的第一电极层（13）、由导电材料制成的第二电极层（14）、以及加热层（15），/n其中，所述第一电极层（13）和所述第二电极层（14）彼此面对，其中所述加热层（15）的至少一个部分（15’）设置在所述第一电极层（13）与所述第二电极层（14）之间并与它们接触，/n所述装置的特征在于，来自所述第一电极层（13）、所述第二电极层（14）和所述加热层（15）当中的所述至少一个部分（15’）当中的至少一者的至少一个区域（21、22；21、22、23）具有多个非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”），所述非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）预先布置成用于引起：/n- 所述加热装置（10）在所述至少一个区域（21）中的热发射，所述热发射不同于所述加热装置（10）在来自所述第一电极层（13）、所述第二电极层（14）和所述加热层（15）的所述至少一个部分（15’）当中的所述至少一者的至少一个其他区域（22；22、23）中的所述热发射不同；和/或/n- 所述加热装置（10）在所述第一电极层（13）处的热发射，所述热发射不同于所述加热装置（10）在所述第二电极层（14）处的热发射。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170505 IT 1020170000486411.一种电加热装置（10），其包括由导电材料制成的第一电极层（13）、由导电材料制成的第二电极层（14）、以及加热层（15），
其中，所述第一电极层（13）和所述第二电极层（14）彼此面对，其中所述加热层（15）的至少一个部分（15’）设置在所述第一电极层（13）与所述第二电极层（14）之间并与它们接触，
所述装置的特征在于，来自所述第一电极层（13）、所述第二电极层（14）和所述加热层（15）当中的所述至少一个部分（15’）当中的至少一者的至少一个区域（21、22；21、22、23）具有多个非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”），所述非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）预先布置成用于引起：
-所述加热装置（10）在所述至少一个区域（21）中的热发射，所述热发射不同于所述加热装置（10）在来自所述第一电极层（13）、所述第二电极层（14）和所述加热层（15）的所述至少一个部分（15’）当中的所述至少一者的至少一个其他区域（22；22、23）中的所述热发射不同；和/或
-所述加热装置（10）在所述第一电极层（13）处的热发射，所述热发射不同于所述加热装置（10）在所述第二电极层（14）处的热发射。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）包括来自贯通孔或腔、盲孔或腔以及由电绝缘或基本上电绝缘的材料制成的元件或插入件（300）当中的至少一者，它们预先布置成用于减少所述加热装置（10）在所述非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）处的热发射。


3.根据权利要求1所述的装置，其中，来自所述第一电极层（13）、所述第二电极层（14）和所述加热层（15）的所述至少一个部分（15’）当中的所述至少一者包括至少一个第一区域（21）和至少一个第二区域（22；22、23），所述至少一个第一区域（21）的非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）的密度不同于所述至少一个第二区域（22；22、23）的非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）的密度。


4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电极层（13）和所述第二电极层（14）具有非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）的不同密度或相同密度。


5.根据权利要求1所述的装置，其中：
-所述第一电极层（13）和所述第二电极层（14）中的至少一者具有多个非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”），所述多个非导电位点具有彼此不同的形状和/或尺寸；和/或
-所述第一电极层（13）具有多个非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”），所述多个非导电位点的形状、和/或尺寸、和/或布置、和/或密度不同于所述第二电极层（14）的多个非导电位点（30；30a、30b；30a、30b、30c；30e；30’、30”）的形状、和/或尺寸、和/或布置、和/或密度。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述第一电极层（13）和所述第二电极层（14）各自具有多个区域（21、22；21、22、23），所述多个区域与所述加热层（15）的所述至少一个部分（15’）的对应区域（21、22；21、22、23）接触并且被预先布置成用于在所述第一电极层（13）、所述第二电极层（14）和所述加热层（14）的所述至少一个第一区域（21）和所述至少一个第二区域（22；22、23）当中的多样化热发射，
其中，所述第一电极层（13）的所述至少一个第一区域（21）具有多个第一非导电位点（30；30b；30b、30c），所述多个第一非导电位点预先布置成用于在所述第一电极层（13）的所述至少一个第一区域（21）中限定所述加热层（15）与所述第一电极层（13）之间的接触面积，所述接触面积不同于在所述第一电极层（13）的所述至少一个第二区域（22；22、23）中所述加热层（15）与所述第一电极层（13）之间的接触面积，
以这样的方式使得所述加热装置（10）在所述第一电极层（13）的所述至少一个第一区域（21）中以及在所述第二电极层（14）的所述至少一个第一区域中的所述热发射不同于所述加热装置（10）在所述第一电极层（13）的所述至少一个第二区域（22；22、23）中以及在所述第二电极层（14）的所述至少一个第二区域（22；22、23）中的所述热发射。


7.根据权利要求3或权利要求6所述的装置，其中，所述第一电极层（13）的所述至少一个第二区域（22；22、23）：
-基本上没有非导电位点；或者
-具有一个或多个第二非导电位点（30b；30b、30c），其中，所述第二非导电位点（30b；30b、30c）的总面积与所述至少一个第二区域（22；22、23）的总面积之间的比率不同于所述第一非导电位点（30a）的总面积与所述至少一个第一区域（21）的总面积之间的比率。


8.根据权利要求3或权利要求6所述的装置，其中，所述第一电极层（13）的所述至少一个第二区域（22；22、23）具有多个第二非导电位点（30b；30b、30c），所述多个第二非导电位点的周边尺寸不同于所述第一电极层（13）的所述至少一个第一区域（21）的所述第一非导电位点（30a）的周边尺寸。


9.根据权利要求3、6、7和8中任一项所述的装置，其中：
-所述第二电极层（14）的所述至少一个第一区域（21）和所述至少一个第二区域（22；22、23）基本上没有非导电位点；或者
-所述第二电极层（14）：
-具有在相应的所述至少一个第一区域（21）中的多个第一非导电位点（30；30a；30b；30e）；或者
-具有基本上没有非导电位点的相应的所述至少一个第二区域（22；22、23）；或者
-具有在相应的所述至少一个第一区域（21）中的多个第一非导电位点以及在相应的所述至少一个第二区域（22；22、23）中的一个或多个第二非导电位点，其中，所述第二电极层（14）的所述第二非导电位点的总面积与所述至少一个第二区域（22；22、23）的总面积之间的比率不同于所述第二电极层（14）的所述第一非导电位点的总面积与所述至少一个第一区域（21）的总面积之间的比率；或者
-具有在相应的所述至少一个第一区域（21）中的多个第一非导电位点以及在所述至少一个第二区域（22；22、23）中的多个第二非导电位点，所述多个第二非导电位点的周边尺寸小于相应的所述至少一个第一区域（21）的所述第一非导电位点的周边尺寸。


10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电极层（13）具有多个相应的非导电位点（30；30b），并且所述第二电极层（14）基本上没有非导电位点，或者包括一个或多个相应的第二非导电位点（30a），所述相应的第二非导电位点以这样的方式预先布置，使得所述加热层（15）与所述第一电极层（13）之间的接触面积不同于所述加热层（15）与所述第二电极层（14）之间的接触面积，所述加热装置（10）在所述第一电极层（13）处的所述热发射从而不同于所述加热装置（10）在所述第二电极层（14）处的所述热发射。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，所述第一电极层（13）和所述第二电极层（14）具有与所述加热层（15）基本上类似的相应接触面积，并且所述第一电极层（13）的所述非导电位点的总面积与所述加热层（15）的接触面积的比率不同于所述第二电极层（14）的所述非导电位点的总面积与所述加热层（15）的接触面积之间的比率。


12.根据权利要求10或权利要求11所述的装置，其中，所述第一电极层（13）具有多个非导电位点，所述多个非导电位点不同于所述第二电极层...

【专利技术属性】
技术研发人员：M皮兹，A巴尔巴诺，L韦尔切洛蒂，M佐泽图，C嘉蒂尼，L科斯塔，
申请(专利权)人：埃尔特克有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT