CN211844025U - 加热组件和机动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加热组件(10)和机动车辆，加热组件(10)包括：辐射面板(1)，其配置成至少发射红外辐射(3)；以及至少一个反射元件(2)，该反射元件(2)具有红外反射率，该反射元件(2)定位成面向辐射面板(1)，以便产生所述辐射(3)的至少一个反射。

Description

加热组件和机动车辆

技术领域

本实用新型的领域是加热组件和机动车辆的领域。

背景技术

通常，辐射面板通过发射辐射来加热。通过发射辐射的该加热的优点是，与采用热空气加热相比，经受的波动和温度梯度较小，同时与之相比更加安静。辐射面板的使用还允许实现与通过采用热空气加热所获得的相同热舒适度，同时在乘客舱内传递的空气温度低于通过采用热空气加热所实现的温度，并且这可以更快地完成。因此，可以通过排他地使用辐射面板或实际上通过使用辐射面板结合采用热空气加热来减少专用于加热车辆乘客舱的电消耗。

然而，辐射面板的使用具有产生不均匀加热的缺点，该不均匀加热例如在界定乘客舱的壁上产生热点。此外，将辐射面板集成到乘客舱中并不容易，特别是就其形状和尺寸而言。具体地，辐射面板会干扰许多其他单元、功能、约束及乘客舱的布局，这几乎不便于其集成。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种旨在为车辆乘客舱配备的加热组件，其允许采用辐射面板进行更均匀的加热并实现更简单且便宜的集成。

因此，本实用新型的一个主题是一种旨在安装在车辆乘客舱中的加热组件，包括：

-辐射面板，其配置为发射至少一个红外发射，以及

-至少一个反射元件，

其特征在于，一个或多个反射元件在红外光中具有反射率，一个或多个反射元件定位成面向辐射面板，以便产生所述红外发射的至少一个反射。

一个或多个反射元件相对于辐射面板的这种布置允许以较低的成本使红外辐射源成倍增加，这允许红外辐射更好地分布，并且由于减少了热点数量而使得加热更均匀。

另外，一个或多个反射元件的存在比附加辐射面板的存在更容易实现且更加便宜。具体地，辐射面板可具有的发射区域小于现有技术的辐射面板的发射区域，同时提供相同水平的热舒适性。而且，反射元件的安装更容易，因为该元件可以符合邻接于辐射面板的载体的形状。

因此，散布红外辐射源允许覆盖更大的辐射区域，同时限制辐射面板的最高温度。因此，加热组件的功率消耗得到控制，并保持低于现有技术辐射面板的功率消耗。

可以回顾，车辆乘客舱被定义为车辆用户比如驾驶员和乘客坐在其中的车辆的一部分。

应当注意的是，面向至少一个反射元件放置辐射面板是指由辐射面板发射的发射至少部分地被一个或多个反射元件直接接收。也可以通过在每个给定的反射元件和辐射面板之间存在至少一个视角因数来定义“面向”。换句话说，面向至少一个反射元件定位辐射面板允许由辐射面板发射的红外辐射中的至少一些到达反射元件，而不会沿着其路径穿过任何中间元件。

根据可以单独或组合实现的一个或多个特征，可以规定：

-一个或多个反射元件在红外光中的反射率高于70％。

-所述反射配置为加热乘客舱的区域。

-除了红外发射之外，辐射面板还发射可见光中的发射。可见光发射的波长在400nm和800nm之间。

-除了红外发射之外，辐射面板还发射热发射。热发射的波长在100nm 和100000nm之间。

-辐射面板仅发射红外发射。红外发射的波长在750nm和1000nm之间。

-由辐射面板发射的红外发射以及可选的热和/或可见光发射中的至少一部分直接指向待加热区域，该红外发射以及可选的热/或可见光发射中的至少另一部分在待加热的乘客舱区域的方向上由一个或多个反射元件反射。

-由辐射面板发射的整个红外发射在待加热的乘客舱区域的方向上由一个或多个反射元件反射。

-辐射面板定位成面向一个或多个反射元件，使得辐射面板和反射元件之间或辐射面板和每个反射元件之间的视角因数大于5％。朝向接收发射的第二区域发射发射的第一区域的视角因数(也称为形状因数)对应于由第一区域发射的被第二区域捕获的发射的比例。所发射的发射比例通常以百分比表示。然后，可以例如通过穿过第二区域来传输由第二区域捕获的发射，例如通过加热第二区域来吸收该发射，或者实际上可以由第二区域反射该发射。形状因数仅取决于几何标准。可以以两种不同的方式进行测量，通过几何计算，或者通过使第一区域的温度变化并测量对第二区域的加热的影响。

-辐射面板与反射元件之间或辐射面板与每个反射元件之间的视角因数大于20％。

-辐射面板与反射元件之间或辐射面板与每个反射元件之间的视角因数小于50％。

-辐射面板远离一个或多个反射元件。这意味着辐射面板不与单个反射元件或与一组反射元件(当存在多个反射元件时)接触。

-单个辐射面板面向单个反射元件。

-多个反射元件面向辐射面板。因此，单个辐射面板面向多个反射元件。

-反射元件包括反射区域，该反射区域的面积小于辐射面板的发射区域的面积。在多个反射元件的情况下，反射区域的面积之和小于辐射面板的发射区域的面积。可替代地，反射元件的反射区域的面积大于辐射面板的发射区域的面积。在多个反射元件的情况下，反射区域的面积之和大于辐射面板的发射区域的面积。

-辐射面板包括矩形的发射区域。

-至少一个反射元件或所有反射元件包括矩形的反射区域。矩形具有的优点是易于在生产线上制造。

-加热组件还包括遮阳板遮挡物。

-遮阳板遮挡物结合辐射面板或至少一个反射元件。

-至少一个反射元件在400nm和800nm之间的波长下是透明的。因此，一个或多个反射元件在可见光中是透明的。换句话说，一个或多个反射元件在可见光中具有低发射率。因此，这种反射元件可以应用于车辆的侧窗或挡风玻璃或后窗，而不会妨碍用户的视线。此外，这种反射元件还使得可以更加离散地与乘客舱的风格融合。

-至少一个反射元件(2)在可见光中是反射性的。因此，一个或多个反射元件在可见光中表现得像镜子。一个或多个反射元件不仅在红外光中而且在可见光中具有高于70％的反射率。因此可以将反射元件用作化妆镜。

本实用新型的另一主题是一种包括乘客舱的机动车辆，其特征在于，它包括至少一个诸如以上所限定的加热组件，所述加热组件放置在乘客舱中。

根据可以单独或组合实现的一个或多个特征，可以规定：

-辐射面板位于车辆的车顶上，并且至少一个反射元件位于遮阳板的遮挡物上。

-一个或多个反射元件位于遮阳板的遮挡物的内面上，面向辐射面板。

-相比之下，辐射面板位于遮阳板的遮挡物上，而一个或多个反射元件位于车辆的车顶上。

-机动车辆包括在车辆的车顶和下部车身结构之间延伸的支柱，辐射面板位于支柱的至少一个上，并且至少一个反射元件位于车辆玻璃元件的至少一部分上。

-玻璃元件是挡风玻璃、后窗或侧窗。

-玻璃元件的至少一部分与包括辐射面板的支柱相邻。

-位于玻璃元件上的反射元件在可见光中即在400nm和800nm之间的波长下是透明的。因此，反射元件的存在不影响车辆用户的视线，同时允许其身体的上部被加热。

-反射元件占据玻璃元件的1％至15％。更精确地，反射元件沿着支柱的边界延伸并且宽度在0.5cm至10cm之间。

-机动车辆包括至少一个搁脚空间，其特征在于，辐射面板位于形成搁脚空间的壁的一个上，并且至少一个反射元件位于形成搁脚空间的一个或一个以上其他壁上。

-搁脚空间由至少五个壁形成，包括形成车辆地板的壁、后壁以及至少三个侧壁。

-辐射面板放置在搁脚空间的后壁上，而至少一个反射元件位于至少一个侧壁上。

附图说明

通过阅读参考附图给出的说明，本实用新型的其他特征、细节和优点将变得显而易见，其中：

-图1是根据本实用新型的加热组件的示意图，

-图2是根据本实用新型的第一示例性实施例的机动车辆乘客舱的一部分的示意图，在此是结合加热组件的遮阳板，

-图3是根据本实用新型的第二示例性实施例的机动车辆乘客舱的一部分的示意图，在此是结合加热组件的车辆的支柱，以及

-图4是根据本实用新型的第三示例性实施例的机动车辆乘客舱的一部分的示意图，在此是结合加热组件的搁脚空间。

具体实施方式

首先应该注意的是，附图为了实现本实用新型而对其进行了详细说明，所述附图当然能够在适用的情况下用来更好地定义本实用新型。

图1示意性地示出了包括辐射面板1和反射元件2的加热组件10。该加热组件10旨在安装在车辆乘客舱中，如下所述。

辐射面板1配置为发射红外发射3，即辐射面板1发射波长在750纳米和1000纳米(nm)之间的波。当然，除了红外波之外，辐射面板1还可以发射波长在100nm和100000nm之间的热波。更具体地，除了红外波之外，辐射面板1还可以发射在400nm和800nm之间的可见波或者甚至其他类型的波。根据一变型实施例，辐射面板1仅发射红外发射3。

理想地，由辐射面板1发射的发射3允许实现介于30摄氏度(℃)和 80℃之间的加热温度。在接触辐射面板1时测量该加热温度。然而，为了避免灼伤的危险，加热温度优选地低于或等于60℃。当然，加热温度取决于用户的需要而被调节。

要注意的是，辐射面板1包括发射3从其发射的辐射区域。在下面描述的示例性实施例中，该辐射区域是矩形的。当然，辐射区域的其他形状也是可能的，例如辐射面板1可以具有方形或圆形的辐射区域。

反射元件2在红外光中具有反射率。在红外光中该反射率高于或等于 70％。反射率表示反射元件2反射波的能力，在此波是波长在750nm和 1000nm之间的红外波。至少70％的反射率是指一百条入射光线中至少有七十条光线被反射元件2反射。根据一变型实施例，除了红外光之外，反射元件2在其他波长下的反射率高于或等于70％。根据一有利实施例，反射元件 2在可见光中具有低发射率，从而是透明的。给定区域的发射率和反射率与形成给定区域的材料的特性有关。也可以说，反射比或反射系数对应于由面板表面反射的光的比例。

反射元件2包括反射区域，其例如通过以薄层或颗粒形式将在红外光中反射的材料沉积而获得。根据一实施例，所使用的材料是金属比如铝。由于这种沉积易于改变反射元件2的可见外观和光学特性，因此优选将反射元件 2安装在不易打扰用户的乘客舱区域中。根据一实施例，反射元件2采取反射膜的形式，其将能够定位在位于面向辐射面板1的乘客舱的载体上。

根据下面描述的示例性实施例，反射区域是矩形的。当然，反射区域的其他形状也是可能的，例如反射元件2可以具有方形或圆形的反射区域。根据本实用新型的一特定实施例，反射元件2的反射区域朝向辐射面板1弯曲。换句话说，从辐射面板1看，反射元件2是凸的。

辐射面板1和反射元件2放置成使得由辐射面板1发射的发射3的至少一部分被反射元件2直接接收，以被反射。直接是指由辐射面板1发射的发射3在到达反射元件2之前没有遇到其他障碍。换句话说，反射元件2定位成面向辐射面板1，以便产生由辐射面板1发射的发射3的至少一个反射。要注意的是，“面向”是指在辐射面板1和反射元件2之间存在至少一个视角因数，下面将参考图1进行详细说明。

从辐射面板1的区域S1发射到反射元件2的区域S2的发射3的反射产生反射的发射4，其旨在指向待加热的乘客舱的至少一个区域Z，如下所述。由辐射面板1的区域S1发射的发射3也可以指向待加热的乘客舱的区域Z。根据一实施例，由辐射面板1的区域S1发射的整个发射被反射元件2反射。要注意的是，在图1中示意性示出的发射射线3和反射射线4分别与辐射面板1的区域S1(也称为第一区域或辐射区域)和反射元件2的区域S2(也称为第二区域或反射区域)的法线重合。

取决于加热组件10的安装，反射元件2可具有比辐射面板1的辐射区域S1更小的反射区域S2。在单个辐射面板1具有多个反射元件2的情况下，定位成面向辐射面板1的反射元件2的反射区域S2的之和小于辐射面板1 的辐射区域S1。根据一变型实施例，反射元件2可以具有比辐射面板1的辐射区域S1更大的反射区域S2，并且在多个反射元件2的情况下，定位成面向辐射面板1的反射元件2的反射区域S2的之和大于辐射面板1的辐射区域S1。

如图1所示，辐射面板1的中心位于距反射元件2的中心距离D处。根据乘客舱中的安装，该距离D可以变化。应当注意，在辐射面板1不与一个或多个反射元件2接触的意义上，辐射面板1远离反射元件2。

从辐射面板1的中心输出的发射3在所有方向上发射，其至少一部分朝向反射元件2发射，并且可选地，其另一部分朝向待加热区域发射。然后，通过以下方式执行的计算来定义辐射面板1和反射元件2之间的视角因数 (也称为形状因数)：

-第一和第二区域S1、S2被分解成小区域dS1、dS2，使得分别与第一区域S1和第二区域S2相比，小区域dS1、dS2的面积可以忽略。例如，第一区域S1与第一小区域dS1之间的比率S1/dS1大于一千。第二区域S2与第二小区域dS2之间的比率S2/dS2也是如此。

-接下来，定义第一小区域dS1的法线与第二小区域dS2的法线之间的角度θ1以及第二小区域dS2的法线与第一小区域dS1的法线之间的角度θ2。通常，角度θ1、θ2彼此不同。上面定义的距离D还表示第一小区域dS1和第二小区域dS2之间的距离。

根据调节朗伯(Lambertian)发射的定律，第一区域S1相对于第二区域 S2的视角因数(表示为F)由以下公式表述：

因此将理解，当反射元件2的区域S2相对靠近辐射面板1并且角度θ1、θ2小于90度时，视角因数F将为非零。根据一实施例，选择反射区域S2 相对于辐射面板1的辐射区域S1的位置以实现大于或等于5％的视角因数。优选地，视角因数小于或等于50％。较佳视角因数在20％至50％之间。

反射元件2相对于辐射面板1的这种布置允许以较低的成本散布辐射源，尤其是红外光源，这允许利用红外辐射实现更好的覆盖，同时提高其均匀性并避免出现热点。另外，反射元件2的存在比附加辐射面板1的存在更容易实现。

现在我们将使用多个示例性实施例来描述加热组件10在乘客舱中的安装。可以回顾，乘客舱被定义为车辆的一部分，用户比如驾驶员和乘客坐在其中。

图2示出了这里为机动车辆的乘客舱5的一部分，其包括遮阳板6。遮阳板6包括至少一个铰链61和围绕该铰链61可移动的遮挡物62。更精确地，遮挡物62可在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置，其内面63压靠在界定乘客舱5的车顶7上，在打开位置，其外面64更靠近车辆的挡风玻璃。

在关闭位置，遮挡物62在车顶7上限定了面向遮挡物62的区域8，该区域在图中由虚线表示。更精确地，面向遮挡物62的区域8对应于遮挡物 62在车顶7上的投影。因此，面向遮挡物62的区域8具有与遮挡物62相同的特征，比如形状、轮廓和面积。

在实施方式的该第一示例中，车顶7结合加热组件10的辐射面板1。更精确地，辐射面板1完全位于面向如上所限定的遮挡物62的区域8中。因此，辐射面板1的辐射区域15小于或等于面向遮挡物62的区域8的面积。根据一变型实施例，辐射面板1的辐射区域15大于面向遮挡物62的区域8，因此大于遮挡物62的面积。当然，可以在车顶7上设置一个以上辐射面板1，以占据面向遮挡物62的区域8。

遮阳板6的遮挡物62在此包括加热组件10的单个反射元件2，其定位成面向辐射面板1。更精确地，反射元件2放置在遮挡物62的内面63上。当然，可以在遮挡物62上设置一个以上反射元件2。因此，在关闭位置，辐射面板1和反射元件2至少部分面对面地定位。有利地，反射元件2在可见光中表现得像镜子。换句话说，反射元件2在可见光中即在400nm和800nm 之间的波长下是反射性的。应当注意，在该示例性实施例中，反射元件2的反射区域25大于辐射面板1的辐射区域15。

如图2所示，由辐射面板1发射的发射3被反射元件2反射成反射射线 4，该反射射线4指向待加热区域Z。更精确地，此处待加热区域Z对应于座椅顶部，以加热坐在此座椅上的用户的脸部和身体顶部。因此，当辐射面板1在操作中时，用户降低遮阳板6以受益于反射到他脸部和他身体顶部上的射线4，这些反射射线4根据遮阳板6的位置可部分定向。在该示例性实施例中，要注意的是，辐射面板1还直接参与待加热区域Z的加热。

当然，辐射面板1和一个或多个反射元件2的位置可以颠倒。因此，辐射面板1集成到遮挡物62的内面63中，而一个或多个反射元件2集成到车顶7中。要注意的是，由辐射面板1、反射元件2以及可选地遮阳板6形成的组件可以形成紧固到车顶7的可交付模块。

图3示出了在乘客舱5中安装的另一示例，其可以代替前述示例或对其进行补充。该第二示例性实施例示出了加热组件10安装在车辆的支柱9中，在此是机动车辆的挡风玻璃11的支柱。

加热组件10的辐射面板1集成到支柱9中，并且加热组件10的多个反射元件2放置在位于与包括辐射面板1的支柱9接界的窗户上，比如挡风玻璃11或侧窗12。当然，可以在位于与支柱9接界的窗户11、12之一上设置单个反射元件2。车辆的所有支柱9都可以配备有该加热组件10。

反射元件2的每个反射区域在窗户上产生，例如通过与支柱9接界的宽度为0.5至10厘米的低发射率反射沉积物产生。更精确地，0.5至10厘米的宽度是从支柱9测量的并与其垂直。反射区域形成例如从挡风玻璃的顶部到底部延伸的2cm宽度的条。“与支柱9接界”是指反射区域与支柱9相邻。低发射率反射沉积物具有的优点是在可见光中透明而在红外光中反射。因此，反射元件2是透明的，并且用户可以看穿它。

如图3所示，由辐射面板1发射的发射3被反射元件2部分地反射成反射射线4，该反射射线4指向待加热区域Z。更精确地，这里待加热区域Z 对应于座椅顶部，以加热坐在该座椅上的用户的脸部和身体顶部。应当注意，所发射的发射3的一部分直接指向待加热区域Z。因此，当辐射面板1在操作中时，用户受益于所发射的发射3以及反射到他的脸部和他身体顶部上的发射4。

根据一变型(未示出)，辐射面板在车辆车门上方的车辆车顶上延伸，其中反射元件位于所述车门的窗户上并且宽度为0.5至10厘米，与车顶接界。更精确地，辐射面板可以平行于车辆地板或垂直于车辆地板延伸。

图4示出了在乘客舱5中安装的另一示例，其可以代替或补充前述安装示例中的至少一个。该第三示例性实施例示出了将加热组件10安装在车辆 (在此是机动车辆)的搁脚空间13中。乘客舱包括至少两个搁脚空间13，其中一个专用于驾驶员，而另一个则专用于乘客。

加热组件10的多个反射元件2放置在搁脚空间13的壁上，这些壁位于与加热组件10的辐射面板1集成在其中的壁接界。更精确地，搁脚空间13 由侧壁130和至少一个后壁140形成，至少一个后壁140例如位于踏板14 (当其存在时)下方，侧壁130与后壁140接界。在图4所示的示例中，已经示出了第二后壁140，它起到了搁脚板的作用。与后壁140接界是指侧壁 130与后壁140中的至少一个形成边缘。在所示的示例中，搁脚空间13包括六个壁，其中两个后壁140和四个侧壁130，从而描绘了用户可以将他的脚放置在其中的待加热区域Z。当然，根据乘客舱的各种布局，搁脚空间13 的壁的数量可以在各个车辆之间变化。

在图4所示的示例中，辐射面板1集成到后壁140之一中，在此位于踏板14的后面，并且三个反射元件2位于面向辐射面板1的三个不同侧壁130 上。因此，辐射面板1受到踏板14(当其存在时)保护，并且反射元件2 放置在仪表板的下侧、门踏板以及中控台或仪表板中段的侧壁上。

应当注意，形成车辆地板的侧壁130没有反射元件2或辐射面板1，以便不打扰用户。当然，单个反射元件2可以设置在面向位于后壁140之一上的辐射面板1的侧壁130之一上。还应当理解，辐射面板1可以位于侧壁130 上，而反射元件2可选地位于另一侧壁130和/或后壁140上。车辆的所有搁脚空间13都可以配备有该加热组件10。

如图4所示，由辐射面板1发射的发射3被反射元件2部分地反射成反射射线4，该反射射线4指向待加热区域Z。更精确地，待加热区域Z在此对应于由搁脚空间13划定的容积且对应于座椅的底部，以加热坐在该座椅上的用户的脚和腿。应当注意，所发射的发射3的一部分直接指向待加热区域Z。因此，当辐射面板1在操作中时，用户受益于所发射的发射3以及反射到他的脚和腿上的发射4。

在上述所有示例性实施例中，可以将集成辐射面板1的区域设置成是绝缘的，以避免热量损失到车辆的外部。

上面的描述清楚地解释了本实用新型如何允许达到所设定的目标，特别是它如何允许加热组件10能够散发红外辐射同时易于安装。这种加热组件 10可以有利地形成旨在用于机动车辆售后市场的模块。

Claims (10)

1.一种旨在安装在车辆乘客舱(5)中的加热组件(10)，包括：

-辐射面板(1)，其配置为发射至少一个红外发射(3)，以及

-至少一个反射元件(2)，

其特征在于，所述一个或多个反射元件(2)在红外光中具有反射率，所述一个或多个反射元件(2)定位成面向所述辐射面板(1)，以便产生所述红外发射(3)的至少一个反射，

其中，集成辐射面板(1)的区域是绝缘的，以避免热量损失到车辆的外部。

2.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述辐射面板(1)定位成面向所述一个或多个反射元件(2)，使得所述辐射面板(1)和所述反射元件(2)之间或所述辐射面板(1)和每个反射元件(2)之间的视角因数(F)大于5％。

3.如权利要求1或2所述的加热组件，其特征在于，所述辐射面板(1)远离所述一个或多个反射元件(2)。

4.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，多个反射元件(2)面向所述辐射面板(1)。

5.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，至少一个反射元件(2)对于400nm至800nm的波长是透明的。

6.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述至少一个反射元件(2)在可见光中是反射性的。

7.一种包括乘客舱(5)的机动车辆，其特征在于，它包括至少一个根据前述权利要求中任一项所限定的加热组件(10)，所述加热组件(10)放置在所述乘客舱(5)中。

8.如权利要求7所述的机动车辆，其特征在于，所述辐射面板(1)位于车辆的车顶(7)上，并且所述至少一个反射元件(2)位于遮阳板(6)的遮挡物(62)上。

9.如权利要求7或8所述的机动车辆，包括在车辆的车顶和下部车身结构之间延伸的支柱(9)，其特征在于，所述辐射面板(1)位于所述支柱(9)的至少一个上，并且至少一个反射元件(2)位于所述车辆的玻璃元件的至少一部分上。

10.如权利要求7或8所述的机动车辆，包括至少一个搁脚空间(13)，其特征在于，所述辐射面板(1)位于形成所述搁脚空间(13)的壁(130、140)的一个上，并且至少一个反射元件(2)位于形成搁脚空间(13)的一个或一个以上其他壁(130、140)上。

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