[发明专利]用于加热流体的电加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加热流体的电加热装置，包括一限定了一螺旋流道的螺旋状物。例如，汽车中就需要这种类型的加热装置，以便将水加热。

背景技术

美国专利US 2775683公开了一种用于汽化液体制冷剂的热交换器。目前已知的装置包括有一管式外壳。该管式外壳中设置一螺旋体。该螺旋体限定了一螺旋形的流道。液体流过该流道时，被设置于螺旋体中心处的电阻器加热。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够制造用于加热流体的电加热装置的方法，其成本低廉并能满足汽车制造商规定的要求。

本发明的目的通过具有权利要求所述特征的一种电加热装置实现。本发明的有益改进是各从属权利要求的主题。

本发明的加热装置具有一螺旋环绕的流道。所述流道由一螺旋状物限定形成，其设置于一圆柱形管壳内。因此，流道在螺旋状物的线程(flight)内延伸，并由管壳限定为径向向外。因此，流道具有一螺旋形的形状。

所述加热装置包含一个或多个加热电阻器。（各）加热电阻器设置于螺旋状物的芯部的内腔中，从而保护加热电阻器防止其与被加热流体接触。所述内腔与流道间隔一定距离沿螺旋状物的纵向方向上延伸，也就是说在螺旋状物的芯部内，线程绕内腔环绕。加热电阻器产生的热量通过螺旋状物输出至经由流道流动的流体。因此，所述加热装置是以如同一无水箱加热器一样的方式运作的。

螺旋流道引导被加热流体环绕产生热量的螺旋状物的中心很多次，从而实现在一紧凑的加热装置内结合一低动压的长的流体流动路径。流动路径越长，流体就越能更好地吸收热量。

为了实现低流阻并且同时具有高的流体产量，可相应地扩大流道的截面。然而，大的流道截面缺点在于传热面积相应较小。该缺点可通过利用一具有两个或多个线程的螺旋状物来补救，其中各个流道平行延伸。

本发明的加热装置具有一有利的简单结构，可通过将螺旋状物插入管壳中同时毫不费力地将一个或多个加热元件引入螺旋状物的内腔来组装所述加热装置。此处，对于管壳来说并不是一定要以密封的方式支撑螺旋状物。如果一定比例的被加热流体没有沿着螺旋流道流动，而是以漏流的形式在螺旋状物螺纹的两侧翼流出，这没有什么害处，因为大部分流体无论如何都会沿着线程即螺旋流道流动，从而能够在一相对较长的路径内吸收热量。所以，在生产的情况下能够接受相对较大的制造公差，这有利于成本效益生产。

本发明的一有利改进是所述螺旋状物由金属（例如铝）制成。由于金属良好的导热性能，可有效地促进加热电阻器产生热量并输出至流道内的流体。例如，螺旋状物可经济地生产为一铸件。一金属制成的螺旋状物具有一相对较大的热容。这是具有其优势的，因为在汽车中加热功率往往不是持续可用的。在螺旋状物被加热后，即使车上的电源供应系统由于汽车上需要优先运行更重要的能量消耗部件而暂时不能提供任何加热功率，流过的流体仍然能够被加热。

根据本发明的进一步改进，管壳由塑料制成。塑料的导热性能相对较差，因此，散失到周围环境中的热量损失能够维持在较低水平。为了进一步提高热绝缘，管壳可具有多层壁或包含泡沫的壁。此处管壳还可由金属（例如钢）制造，同时包括一热绝缘的塑料外壳。

根据本发明的一个进一步有利的改进，管壳内表面为多孔结构。从而可改善热传递。

螺旋状物的内腔可成形为匹配所使用的加热电阻器的形式或匹配加热棒的形状的形式。例如，内腔可具有一圆形的横截面或条状的横截面。

根据本发明的一个进一步有利的改进，可以使用PTC元件作为加热电阻器，特别是陶瓷PTC元件，例如基于钛酸钡的陶瓷PTC元件。PTC元件有利地提供固有的过热保护。例如，电阻丝也可用作一加热电阻器。

根据本发明的一个进一步有利的改进，螺旋状物的芯部内设置有一框架并支持至少一个加热电阻器。这种框架可固定至例如一接触板，且可具有用于PTC元件的插座，特别是为了以卡夹的方式支撑陶瓷PTC元件。合适的框架在例如EP 1467599 A1中描述有，通过引用将其并入本文。

附图说明

参考附图，本发明进一步的细节和优势将以说明性的实施例为基础进行说明，其中:

图1所示为本发明的一种加热装置的说明性实施例；

图2所示为图1的截面图；

图3所示为移除部分管壳的加热装置；以及

图4所示为具有一用于PTC元件的框架的接触板。

具体实施方式