[發明專利]用于加熱流體的電加熱裝置

在審

• 申請號: 201310363008.X
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103629805A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: T·吉費爾斯;H·米勒;R·瓦赫特;M·施特青格;B·哈爾布羅克;A·道特;K·萊曼
• 申請（專利權）人: 博格華納貝魯系統有限公司
• 主分類號: F24H1/16
• 分類號: F24H1/16;F24H9/18
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

技術領域

本發明涉及一種用于加熱流體的電加熱裝置，包括一限定了一螺旋流道的螺旋狀物。例如，汽車中就需要這種類型的加熱裝置，以便將水加熱。

背景技術

美國專利US?2775683公開了一種用于汽化液體制冷劑的熱交換器。目前已知的裝置包括有一管式外殼。該管式外殼中設置一螺旋體。該螺旋體限定了一螺旋形的流道。液體流過該流道時，被設置于螺旋體中心處的電阻器加熱。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種能夠制造用于加熱流體的電加熱裝置的方法，其成本低廉并能滿足汽車制造商規定的要求。

本發明的目的通過具有權利要求所述特征的一種電加熱裝置實現。本發明的有益改進是各從屬權利要求的主題。

本發明的加熱裝置具有一螺旋環繞的流道。所述流道由一螺旋狀物限定形成，其設置于一圓柱形管殼內。因此，流道在螺旋狀物的線程(flight)內延伸，并由管殼限定為徑向向外。因此，流道具有一螺旋形的形狀。

所述加熱裝置包含一個或多個加熱電阻器。（各）加熱電阻器設置于螺旋狀物的芯部的內腔中，從而保護加熱電阻器防止其與被加熱流體接觸。所述內腔與流道間隔一定距離沿螺旋狀物的縱向方向上延伸，也就是說在螺旋狀物的芯部內，線程繞內腔環繞。加熱電阻器產生的熱量通過螺旋狀物輸出至經由流道流動的流體。因此，所述加熱裝置是以如同一無水箱加熱器一樣的方式運作的。

螺旋流道引導被加熱流體環繞產生熱量的螺旋狀物的中心很多次，從而實現在一緊湊的加熱裝置內結合一低動壓的長的流體流動路徑。流動路徑越長，流體就越能更好地吸收熱量。

為了實現低流阻并且同時具有高的流體產量，可相應地擴大流道的截面。然而，大的流道截面缺點在于傳熱面積相應較小。該缺點可通過利用一具有兩個或多個線程的螺旋狀物來補救，其中各個流道平行延伸。

本發明的加熱裝置具有一有利的簡單結構，可通過將螺旋狀物插入管殼中同時毫不費力地將一個或多個加熱元件引入螺旋狀物的內腔來組裝所述加熱裝置。此處，對于管殼來說并不是一定要以密封的方式支撐螺旋狀物。如果一定比例的被加熱流體沒有沿著螺旋流道流動，而是以漏流的形式在螺旋狀物螺紋的兩側翼流出，這沒有什么害處，因為大部分流體無論如何都會沿著線程即螺旋流道流動，從而能夠在一相對較長的路徑內吸收熱量。所以，在生產的情況下能夠接受相對較大的制造公差，這有利于成本效益生產。

本發明的一有利改進是所述螺旋狀物由金屬（例如鋁）制成。由于金屬良好的導熱性能，可有效地促進加熱電阻器產生熱量并輸出至流道內的流體。例如，螺旋狀物可經濟地生產為一鑄件。一金屬制成的螺旋狀物具有一相對較大的熱容。這是具有其優勢的，因為在汽車中加熱功率往往不是持續可用的。在螺旋狀物被加熱后，即使車上的電源供應系統由于汽車上需要優先運行更重要的能量消耗部件而暫時不能提供任何加熱功率，流過的流體仍然能夠被加熱。

根據本發明的進一步改進，管殼由塑料制成。塑料的導熱性能相對較差，因此，散失到周圍環境中的熱量損失能夠維持在較低水平。為了進一步提高熱絕緣，管殼可具有多層壁或包含泡沫的壁。此處管殼還可由金屬（例如鋼）制造，同時包括一熱絕緣的塑料外殼。

根據本發明的一個進一步有利的改進，管殼內表面為多孔結構。從而可改善熱傳遞。

螺旋狀物的內腔可成形為匹配所使用的加熱電阻器的形式或匹配加熱棒的形狀的形式。例如，內腔可具有一圓形的橫截面或條狀的橫截面。

根據本發明的一個進一步有利的改進，可以使用PTC元件作為加熱電阻器，特別是陶瓷PTC元件，例如基于鈦酸鋇的陶瓷PTC元件。PTC元件有利地提供固有的過熱保護。例如，電阻絲也可用作一加熱電阻器。

根據本發明的一個進一步有利的改進，螺旋狀物的芯部內設置有一框架并支持至少一個加熱電阻器。這種框架可固定至例如一接觸板，且可具有用于PTC元件的插座，特別是為了以卡夾的方式支撐陶瓷PTC元件。合適的框架在例如EP?1467599?A1中描述有，通過引用將其并入本文。

附圖說明

參考附圖，本發明進一步的細節和優勢將以說明性的實施例為基礎進行說明，其中:

圖1所示為本發明的一種加熱裝置的說明性實施例；

圖2所示為圖1的截面圖；

圖3所示為移除部分管殼的加熱裝置；以及

圖4所示為具有一用于PTC元件的框架的接觸板。

具體實施方式