[發(fā)明專利]包括鋼單絲的加熱電纜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280015615.0
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN103460794A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·韋斯特拉騰
• 申請（專利權(quán)）人: 貝卡爾特公司
• 主分類號(hào): H05B3/56
• 分類號(hào): H05B3/56;H05B3/34
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 林振波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于加熱目的的具有金屬導(dǎo)體的加熱電纜；并且涉及該電纜的用途。例如，該加熱電纜的用途實(shí)例為汽車座椅加熱和衣物加熱。

背景技術(shù)

US2,966,948公開了一種電加熱元件，其包括伸長的柔性扁平高溫加熱帶。該加熱元件還包括管狀鞘，管狀鞘包括耐高溫的細(xì)金屬線。鞘圍繞加熱帶設(shè)置。耐高溫的細(xì)金屬線設(shè)置用來增強(qiáng)加熱元件，同時(shí)提供柔性的加熱元件，該金屬線不作為導(dǎo)電體（金屬線與加熱帶電絕緣開）并且因此不參與電加熱元件中的發(fā)熱。金屬線可以是任何耐腐蝕和耐高溫的合金，例如，不銹鋼、Inconel合金、Nichrome合金或者Kanthal合金。

用于加熱用途的電纜是已知的，包括多根作為導(dǎo)電體（并且參與發(fā)熱）的金屬單絲。用于汽車座椅加熱的電纜越來越普遍地應(yīng)用于現(xiàn)代車輛中。使用銅或者銅合金的漆包電纜。銅的優(yōu)點(diǎn)是高的比導(dǎo)電率與良好的塑性變形性能相結(jié)合。銅的缺點(diǎn)是低的彎曲壽命，即耐受反復(fù)彎曲循環(huán)的性能低，并且由于銅的高導(dǎo)電率導(dǎo)致電阻范圍有限。

除了用于汽車座椅加熱用途以外，加熱電纜還用于其它用途，例如衣物的加熱。

實(shí)踐中，當(dāng)使用銅電纜時(shí)，電阻范圍限于0.40Ω/m（歐姆/米），最大達(dá)0.50Ω/m。即使有可能但也很難達(dá)到介于0.50Ω/m到2.0Ω/m的范圍。所示出的電阻值為20℃時(shí)的電阻值。當(dāng)然，可以限制電纜中單絲的數(shù)量或者減小單絲的直徑以便增大電阻。例如，具有二十根50微米直徑銅單絲的電纜具有大約0.43Ω/m（在20℃時(shí)）的電阻。該20×50微米的結(jié)構(gòu)已處于就單絲根數(shù)和單絲直徑而言的下限了，并且具有不可接受地低強(qiáng)度和低使用壽命，特別是低彎曲壽命。

通過把銅的良好導(dǎo)電率與不銹鋼的高強(qiáng)度、高彎曲壽命、高電阻相結(jié)合來提供替代品。EP-A-1507904公開了這樣一種組合電纜，其中，不銹鋼芯具有銅鍍層。EP-A-1507905公開了一種替代的組合電纜，其中，不銹鋼單絲與銅單絲纏繞到一起，兩種單絲都用作導(dǎo)電體并且參與發(fā)熱。雖然提供了增加彎曲壽命的優(yōu)點(diǎn)，但是這些組合電纜的缺點(diǎn)是需要至少兩種不同材料即不銹鋼和銅來獲得所需的電阻值，并且因?yàn)殂~的高導(dǎo)電率而使電阻范圍仍然太有限。

現(xiàn)有加熱電纜的另一缺點(diǎn)是，在加熱電纜過熱的情況下電纜自身不包含安全防護(hù)功能。需要一種具有自調(diào)節(jié)特性的加熱電纜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種解決現(xiàn)有加熱電纜問題的方案。本發(fā)明的具體目的是提供加熱電纜，其包括多根參與發(fā)熱的金屬單絲，電阻范圍介于0.1Ω/m到20.0Ω/m（所有電阻值應(yīng)被理解為20℃時(shí)的值），并且具有可接受的直徑、強(qiáng)度和使用壽命，同時(shí)具有防過熱的自有安全防護(hù)特征。

更具體的目的是提供加熱電纜，電阻范圍介于0.3Ω/m到10Ω/m（在20℃時(shí)），具有可接受的直徑、強(qiáng)度和使用壽命，同時(shí)具有防過熱的自有安全防護(hù)特征。更具體的目的還有，提供加熱電纜，電阻范圍介于0.5Ω/m到4Ω/m（在20℃時(shí)），具有可接受的直徑、強(qiáng)度和使用壽命，同時(shí)具有防過熱的自有安全防護(hù)特征。

本發(fā)明的第一方面是一種加熱電纜。所述加熱電纜包括七到兩百根作為發(fā)熱導(dǎo)電體的第一類金屬單絲。第一類金屬單絲具有介于30微米到100微米的直徑。第一類金屬單絲具有基本上圓形的橫截面。基本上圓形橫截面意味著橫截面是圓形的或者橢圓形的。如果橫截面是橢圓形的，則橫截面的最大直徑與最小直徑之間的差值小于橫截面最大直徑的10%，優(yōu)選小于5%，更優(yōu)選小于2%。第一類金屬單絲包括鉻含量按重量計(jì)算小于10%的鋼層。在20℃測量時(shí)，加熱電纜具有介于0.10Ω/m到20.0Ω/m的電阻。

在根據(jù)本發(fā)明的加熱電纜中，當(dāng)加熱電纜的溫度升高時(shí)，加熱電纜的電阻也增大（稱為PTC：正溫度系數(shù)），導(dǎo)致輸出功率減小。因此，輸出功率根據(jù)溫度而變化的加熱電纜是自調(diào)節(jié)的或者自限制的。根據(jù)本發(fā)明的這種加熱電纜由于其PTC特性因而不易于過熱或者燒壞。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，第一類金屬單絲具有介于35微米到80微米的直徑；優(yōu)選具有50微米到80微米之間的直徑。甚至更優(yōu)選，直徑在40微米到60微米之間。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)在20℃測量時(shí)，加熱電纜的電阻介于0.3Ω/m到10Ω/m。更優(yōu)選是，當(dāng)在20℃測量時(shí)，加熱電纜的電阻介于0.5Ω/m到4Ω/m。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，加熱電纜包括七到七十七根第一類金屬單絲。

在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，第一類金屬單絲沒有銅或者銅合金層。在另一具體實(shí)施例中，加熱電纜沒有銅且沒有銅合金。