[发明专利]包括具有集成式熔断器的紧固装置的空气电加热设备、发动机以及包括这种发动机的车辆

说明书

本发明涉及空气电加热设备(1)，其包括：由具有内表面(13)和外表面(7)的壁(2)界定的壳体；布置在壳体中以加热空气的至少一个电阻带(3)；紧固装置(5)，其将电阻带(3)紧固至壁(2)且包括跨过壁(2)延伸的紧固轴(9)和面向壁(2)的外表面(7)并与紧固轴(9)导电接触的紧固垫圈(8)；切断装置(6)，用于在壁(2)的温度超过预定温度的空气电加热设备(1)的称为过热状态的状态下中断至少一个电阻带(3)的加热；切断装置(6)包括布置成与紧固垫圈(8)和壁(2)导电接触的熔断器(10)；其特征在于，紧固装置(5)包括在紧固垫圈(8)与壁(2)之间纵向紧固、至少在过热状态下将电阻带(3)和壁(2)彼此紧固且在紧固垫圈(8)与壁(2)之间不提供导电接触的至少一个紧固间隔件。

技术领域

本发明涉及一种用于柴油发动机的空气电加热设备，该空气电加热设备包括具有集成式保护熔断器的紧固装置，尤其是螺钉连接装置。本发明还涉及一种柴油发动机，这种柴油发动机配备了包括具有集成式保护熔断器的至少一个紧固装置的空气电加热设备，并且涉及一种包括这种柴油发动机的车辆。

背景技术

在本文中，表述“熔断器”和“热熔断器”是指将电路的元件设计为能够在所述“熔断器”元件的过热条件下中断包括所述“熔断器”元件的电路中的电流，所述“熔断器”元件包括由热熔固体材料制成的件，该件以第一固体导电形式闭合电路(其中电流在电路中流动)并且以由第一固体导电形式的过热引起的第二固体非导电形式断开电路(其中没有电流在电路中流动)。

为了使柴油发动机更容易起动，建议加热进入柴油发动机的空气流。为此，有时在柴油发动机的进气歧管中容纳有空气电加热设备。通常，这种空气电加热设备包括壳体，该壳体适于引导待加热空气流通过壳体的内部容积，并且还包括至少一个电阻带(resistiveribbon)，该至少一个电阻带布置在壳体内部容积中，以便能够对经过容纳有一个或多个电阻带的壳体内部容积的待加热空气流进行加热。当电流流过一个或多个电阻带时，一个或多个电阻带的温度因焦耳效应而升高，并且热量从一个或多个电阻带传递至与一个或多个电阻带接触的空气流的空气，从而向发动机提供热空气流。然而，在一个或多个电阻带被加热并且没有空气流过壳体内部容积的情况下，一个或多个电阻带的温度升高并且相应的热量被传递至壳体和空气加热设备。结果，由于电流对紧固至柴油发动机的进气歧管上的空气电加热设备进行操作，所以空气电加热设备的壳体变得过热。存在如下风险：发动机中的在空气电加热设备的壳体附近延伸的一些部件会由于壳体的升温而熔化或点燃。在空气加热设备仍处于操作模式的状态下，当发动机不可操作时、当没有空气流过电加热器的壳体内部容积时、以及当空气加热设备的控制系统存在不当运行时，将会发生这种情况。归因于控制系统，即使在发动机运行之前加热器也能正常运行，并且归因于控制系统中的不规则性，即使在发动机停止操作之后空气加热设备也可能运行。由于此时空气加热设备的加热元件的热量排出不足，因此空气加热设备的包括壳体在内的零部件会被加热。当壳体由于任何类型的不当操作而达到过高温度时，空气加热设备的包括壳体在内的零部件开始燃烧或熔化。空气加热设备附近的零部件、车辆或机器被点燃和/或熔化。当车辆或机器处于车库的封闭空间中或在船上时，这个问题变得更加重要。

需要一种用于防止空气加热设备以及空气加热设备的壳体过热，尤其是防止过热超过200℃的解决方案。

US2014/159855公开了一种空气加热设备，其包括容纳有两个电阻带的壳体，两个电阻带借助于紧固螺钉被紧固至壳体，其中一个紧固螺钉是集成有熔断器的紧固螺钉。集成有熔断器的紧固螺钉的轴具有与形成在壳体的壳层(envelop)中的孔配合的纵向部分，所述纵向部分与壳体的壳层电绝缘。熔断器包括同轴的管，该同轴的管具有与紧固螺钉的轴相同的纵向轴线并且以如下状态纵向延伸：一端与壳体电连接且一端与和轴接触的导电垫圈电连接。集成有熔断器的紧固螺钉还包括电绝缘材料的管，电绝缘材料的管形成绝缘间隔件并且在径向上被夹置在紧固螺钉的轴与熔断器之间，所述电绝缘材料的管能够在螺钉的轴的轴向上自由地移动。因此，熔断器与紧固螺钉的轴在径向上电绝缘并且在电阻带与壳体之间建立了闭合电路，所述电路包括串联电连接的紧固螺钉的轴、导电垫圈和熔断器。