加热器构件及车厢净化系统的制作方法

本发明涉及一种加热器构件及车厢净化系统。

背景技术：

1、在汽车等各种车辆中，针对提高车厢环境的需求呈现升高。作为具体需求，可以举出：减少车厢内的co2而抑制司机的睡意、对车厢内进行调湿、以及将车厢内的气味成分及过敏诱因成分等有害挥发成分予以除去等。作为针对这样的需求有效的对策，可以举出换气，不过，换气会构成冬季损耗大量加热器能量的主要原因，导致冬季的能量效率降低。特别是，电动汽车(bev：battery electric vehicle)中存在着因为其能量损耗而导致航续距离大幅减少的问题。

2、作为解决上述问题的方法，专利文献1及2中公开了车厢净化系统，其中，将车厢的空气中的水蒸汽及co2等除去对象成分捕捉于吸附材料等功能材料之中后，通过加热，使除去对象成分反应或脱离释放到车外，将功能材料再生。这样的车厢净化系统中，为了确保除去对象成分的捕捉性能，要求空气与功能材料的接触尽量多，并且，为了促进功能材料的再生，要求能够将功能材料加热到规定的温度。例如通过将吸附于功能材料的物质利用氧化反应予以除去的方法、以及使吸附于功能材料的物质脱离排出的方法等，来进行再生，但是，这些方法均需要根据吸附物质而将功能材料加热到适当的温度。

3、另一方面，专利文献3中公开一种加热器构件，其具备柱状蜂窝结构体，该柱状蜂窝结构体具有外周壁和隔壁，该隔壁配设于外周壁的内侧，且区划形成出多个隔室，该多个隔室从第一端面至第二端面而形成流路，隔壁具有ptc特性，隔壁的平均厚度为0.13mm以下，第一端面及第二端面处的开口率为0.81以上。该加热器构件用于车厢的供暖用途，通过具有蜂窝结构，能够使加热面积变大，因此，其为效率良好的加热机构。所以，可以认为：若将这样的加热器构件用作功能材料的载体，则能够对缩短功能材料的再生时间作出贡献。特别是，该加热器构件能够通电加热且具有ptc特性，因此，可以认为：能够将功能材料容易地加热，并且，还能够抑制过度发热，从而抑制功能材料的热劣化。另外，由于温度过高的风险得以避免，所以，即便将初始电阻设定得较小来加快加热速度，也能够确保安全，从而能够实现以短时间进行升温。

4、然而，在专利文献3中记载的加热器构件的区划形成隔室的隔壁的表面设置有含功能材料层的情况下，加热器构件的入口侧附近的温度难以上升，隔室内可将功能材料有效地加热的流路延伸的方向上的区域变窄。亦即，担载于加热器构件的功能材料的一部分的再生效率较低，无法有效利用。另外，在功能材料为催化剂时，有时为了催化活化而需要加热，不过，如果所担载的催化剂的升温不充分，则无法将催化剂有效利用。设置无法有效利用的含功能材料层成为：使加热器构件的性价比降低的主要原因。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2020－104774号公报

8、专利文献2：日本特开2020－111282号公报

9、专利文献3：国际公开第2020/036067号

技术实现思路

1、用于对加热器构件进行加热的电极设置于蜂窝结构体的第一端面及第二端面，因此，可以认为：不仅在蜂窝结构体的第一端面及第二端面设置一对电极，且以自第一端面及第二端面延伸到流路的延伸的方向上的隔壁的表面的一部分的方式设置该一对电极，由此能够扩大可将功能材料有效地加热的流路的延伸的方向上的区域。

2、另一方面，车厢净化系统中，在担载有功能材料的加热器构件的配置区域，雨水等水分有可能流入。因此，要求即便在这样的存在有水分的环境下也充分发挥出加热器构件的加热性能。

3、然而，以自第一端面及第二端面延伸到流路延伸的方向上的隔壁的表面的一部分的方式设置有一对电极的情况下，若通电时存在水分，则一对电极间因水分而电连接，发生短路(short)。其结果，加热器构件过度发热，根据情况还有可能起火。

4、另外，水分的存在还会成为电极腐蚀的原因，因此，最终通电不良而导致加热性能降低。电极的腐蚀速度与电流密度呈正比例地加速，所以，如果增加电极的面积而使电流密度降低，则能够抑制电极腐蚀。但是，如果如上所述过度增加电极的面积，则有可能发生短路。另外，如果减少电流而使电流密度降低，则无法将加热器构件加热至规定的温度。

5、本发明是为了解决如上所述的课题而实施的，其课题在于，提供能够扩大可将功能材料有效地加热的流路的延伸的方向上的区域、且即便在存在有水分的环境下电极也难以腐蚀从而抑制短路发生的加热器构件。

6、另外，本发明的课题在于，提供具备上述加热器构件的车厢净化系统。

7、本发明的发明人对加热器构件的结构进行了潜心研究，结果发现，基于以自第一端面及第二端面延伸到流路的延伸的方向上的隔壁的表面的一部分的方式设置的一对电极部分的距离、与上述课题的关系密切这一见解，通过将该距离控制为特定的范围，能够解决上述课题，以至完成本发明。即，本发明如下例示。

8、(1)一种加热器构件，其中，具备：

9、蜂窝结构体，该蜂窝结构体具有外周壁和隔壁，该隔壁配设于所述外周壁的内侧，且区划形成出多个隔室，该多个隔室成为从第一端面延伸至第二端面的流路，至少所述隔壁由具有ptc特性的材料构成；

10、第一电极，该第一电极具有设置在所述第一端面上的电极部分a1、以及与所述电极部分a1连结且自所述第一端面起沿着所述流路的延伸的方向而设置于所述隔壁的表面的电极部分b1；以及

11、第二电极，该第二电极具有设置在所述第二端面上的电极部分a2、以及与所述电极部分a2连结且自所述第二端面起沿着所述流路延伸的方向而设置于所述隔壁的表面的电极部分b2，

12、所述电极部分b1与所述电极部分b2之间的距离l1为：所述蜂窝结构体的所述流路的延伸的方向上的长度l3的30～97％。

13、(2)根据(1)所述的加热器构件，其中，

14、所述距离l1为：所述蜂窝结构体的所述流路的延伸的方向上的长度l3的50～95％。

15、(3)根据(1)或(2)所述的加热器构件，其中，

16、隔着所述隔室而对置的所述电极部分b1之间以及所述电极部分b2之间的距离l2为：所述隔室的水力直径的30～97％。

17、(4)根据(3)所述的加热器构件，其中，

18、所述距离l2为：所述隔室的水力直径的50～95％。

19、(5)根据(1)～(4)中的任一项所述的加热器构件，其中，

20、具有ptc特性的所述材料由以钛酸钡为主成分且实质上不含铅的材料构成。

21、(6)根据(1)～(5)中的任一项所述的加热器构件，其中，

22、具有ptc特性的所述材料于25℃的体积电阻率为0.5～30ω·cm。

23、(7)根据(1)～(6)中的任一项所述的加热器构件，其中，

24、在所述蜂窝结构体中，所述隔壁的厚度为0.3mm以下，隔室密度为100隔室/cm2以下，且隔室间距为1.0mm以上。

25、(8)根据(1)～(6)中的任一项所述的加热器构件，其中，

26、在所述蜂窝结构体中，所述隔壁的厚度为0.08～0.36mm，隔室密度为2.54～140隔室/cm2，所述隔室的开口率为0.70以上。

27、(9)根据(1)～(8)中的任一项所述的加热器构件，其中，

28、在未设置有所述电极部分b1及b2的所述隔壁的表面上具备含功能材料层。

29、(10)根据(9)所述的加热器构件，其中，

30、在所述电极部分b1及b2的表面上也具备所述含功能材料层。

31、(11)根据(9)或(10)所述的加热器构件，其中，

32、所述含功能材料层含有：具有对从水蒸汽、二氧化碳以及挥发成分中选择的一种或二种以上进行吸附的功能的功能材料。

33、(12)根据(9)～(11)中的任一项所述的加热器构件，其中，

34、所述含功能材料层含有催化剂。

35、(13)一种车厢净化系统，其中，具备：

36、(1)～(12)中的任一项所述的至少一个加热器构件；

37、电源，该电源用于对所述加热器构件施加电压；

38、流入配管，该流入配管将车厢和所述加热器构件的所述第一端面连通；

39、流出配管，该流出配管具有将所述加热器构件的所述第二端面和所述车厢连通的第一路径；以及

40、通风机，该通风机用于使来自所述车厢的空气经由所述流入配管而流入于所述加热器构件的所述第一端面。

41、(14)根据(13)所述的车厢净化系统，其中，

42、所述流出配管除了具有所述第一路径以外，还具有将所述加热器构件的所述第二端面和车外连通的第二路径，

43、所述流出配管具有：能够将流通于所述流出配管的空气流在所述第一路径与所述第二路径之间进行切换的切换阀，

44、所述车厢净化系统具备控制部，该控制部能够在第一模式与第二模式之间执行切换，

45、所述第一模式为：将来自所述电源的施加电压断开，以使得流通于所述流出配管的空气从所述第一路径通过的方式对所述切换阀进行切换，且将所述通风机接通，

46、所述第二模式为：将来自所述电源的施加电压接通，以使得流通于所述流出配管的空气从所述第二路径通过的方式对所述切换阀进行切换，且将所述通风机接通。

47、发明效果

48、根据本发明，可以提供能够扩大可将功能材料有效地加热的流路的延伸的方向上的区域、且即便在存在有水分的环境下电极也难以腐蚀从而抑制短路发生的加热器构件。

49、另外，根据本发明，可以提供具备上述加热器构件的车厢净化系统。