电加热器制造技术

本发明专利技术涉及一种电加热器(1)，具有壳体(2，102)，所述壳体(2，102)具有用于将待升温流体导入壳体(2，102)中的流体入口(3)、和用于将待升温流体从壳体(2，102)中排出的流体出口(4)，在流体入口(3)与流体出口(4)之间形成流体的流道(5)，在所述壳体(2，102)中，至少一个载热体(6，105，205)伸入流道(5)中，所述载热体(6，105，205)具有外罩(7，207)，所述外罩(7，207)以液密的方式包封载热体(6，105，205)的内腔，其中在外罩(7，207)中设有至少一个加热元件(8，208)，在外罩(7，207)中设有至少一个传感器元件(9，109，209)以对所述至少一个加热元件(8，208)进行温度监控。

Electric heater

The present invention relates to an electric heater (1) with a shell (2,102), which has a fluid inlet (3) for introducing the heated fluid into the shell (2,102) and a fluid outlet (4) for discharging the heated fluid from the shell (2,102), forming a fluid channel (5) between the fluid inlet (3) and the fluid outlet (4). In the case (2, 102), at least one heat carrier (6, 105, 205) extends into the flow channel (5), the heat carrier (6, 105, 205) has an outer cover (7, 207), the outer cover (7, 207) encapsulates the inner cavity of the heat carrier (6, 105, 205) in a liquid-sealed manner, in which at least one heating element (8, 208) is arranged in the outer cover (7, 207), and the inner cavity of the heat carrier (6, 105, 205) is encapsulated in a liquid-sealed manner. The housing (7, 207) is provided with at least one sensor element (9, 109, 209) to monitor the temperature of the at least one heating element (8, 208).

【技术实现步骤摘要】
电加热器
本专利技术涉及一种尤其是用于加热机动车辆的内腔的电加热器。
技术介绍
机动车辆通常具有可加热的车辆内腔。为此，具有内燃机的机动车辆通常具有连接在内燃机的冷却回路中的加热换热器，其中被内燃机升温的冷却剂流经所述加热换热器。在此，冷却剂被主要用于冷却内燃机。内燃机的废热被传递到冷却剂上，并且在加热换热器中被用于加热车辆内腔。在此，流经加热换热器的空气被升温并且输送到车辆内腔。尤其是具有生成少量废热的低消耗内燃机的机动车辆以及具有充电桩/增程器的机动车辆为了内腔加热而需要辅助加热器。具有电驱动装置的机动车辆需要加热器，因为利用被内燃机升温的冷却剂进行的升温在这些机动车辆中原则上不可用，这是因为它们没有内燃机。在此，尤其是在起动阶段和/或在外部低温的情况下所期望或需要的是辅助加热或加热。为此已经公知了各种加热器或辅助加热器、比如电辅助加热器、热泵设备、燃油加热器、以及借助于废气换热器的辅助加热。在本专利技术的意义上，术语“加热”和“辅助加热”以及术语“加热器”和“辅助加热器”在后面被同义地使用。电辅助加热所具有的优点是，电加热器与其它解决方案相比相对成本低，并且所生成的热可以自然地感知，因为电功率几乎立刻被转换成可感知的热。此外，电加热器节省空间，并且因此可以灵活地安装在机动车辆中。对于混合动力车辆或者纯粹电动车辆而言，电加热或辅助加热的价值更高，因为通过内燃机的废热来升温是不可能的。对于这种机动车辆，需要大致大于3kW的电功率。这也意味着，高功率是有利的。对此，车载电源电压大多高于60V、部分甚至高于300V。由于(辅助)加热器所要求的高功率，所述电加热器也以高电压运行，以便把在运行中出现的电流强度保持得尽可能小。这样的加热器或辅助加热器在作为用于高压应用、即用于60V以上电压的加热器时必须被构造为使得在运行中或者在维护时可以排除由于所述加热器造成的危害。在电加热器作为辅助加热器或作为唯一加热器的情况下，原则上存在的方案是，电功率直接传导到液体介质、比如冷却剂，所述液体介质通过另一热交换器将热输出到机动车辆的内腔中。这样的加热器亦称冷却剂加热器。还存在的方案是，电功率被输出到空气，并且所述升温的空气被用于加热内腔。这样的加热器亦称空气加热器。空气加热器通常认为是自然而然的，因为电能几乎百分之百被转接成空气升温。该效率为几乎百分之百。但是其仅能被合理地用于使车辆座舱的内部升温。其同样合理地集成在车辆内部、即空调设备中。但是将高压部件集成在内部出于安全原因成本较高，并且通常意味着空调设备要以高成本制造。冷却剂加热器在其发热效果方面不是完全自然和高效的，因为电能首先被用于使例如处于小型水回路中的流体升温。比如在具有内燃机的机动车辆的情况下，在单独的冷却剂/空气换热器处使用已升温的流体或水来使流入到舱内空气升温。在此，在机动车辆的内腔中优选不设高压部件。在这种情况下有利的是，冷却剂加热器可以安装在机动车辆的内腔之外的不同位置。空调设备可以例如在典型机动车辆的情况下那样使用，而不需要大的结构改变。冷却剂加热器的另一优点是能够例如在纯电动车辆的情况下通过温水或通过冷却剂对电池一并进行加热或升温。在现有技术中已经公知了各种冷却剂加热器。DE102010060446A1公开了一种电阻加热器，其具有处于被冷却剂流经的壳体中的螺旋形加热线圈。在该加热线圈中又存在螺旋形加热导线。沿着该螺旋形缠绕的加热导线进行电压降低或电流流动。但是该构造成本非常高，因此在制造昂贵。还公知具有PTC加热元件的加热器，所述PTC加热元件借助于接触电极被通电，参见EP1872986A1。加热元件仅仅间接地将其热提供给冷却剂，因为由加热元件和接触电极构成的加热单元被电绝缘。在此，热必须至少穿过由不良导热材料制成的电绝缘体并且穿过具有引导冷却剂的通道的壳体，以便使冷却剂升温。该壳体是具有U形缺口的十分厚重的铸造体，所述缺口伸入到流体腔中。冷却剂曲折形地围绕U形缺口流动。在该流体腔中设加热元件，所述加热元件在两侧都被绝缘。由PTC加热元件和接触电极构成的加热单元利用由铝制成的卡扣(Klemmkeil)被压入到U形缺口中。通过所述压铸来进行PTC加热元件与接触电极之间的电接触以及加热单元与U形缺口之间的热接触。这样的加热器也已经通过EP2637475A1以及通过EP2440004B1公知。因此，根据现有技术的加热器具有缺点。冷却剂电阻加热器不具有加热单元在温度超高时的本质安全性。因此需要温度监控、以及例如在冷却剂流量突然停止时进行相应的关断。冷却剂PTC加热器通常具有大量加热单元，所述加热单元由2个接触电极和PTC加热元件以及绝缘体构成。由此导致相当高的安装成本。通过注塑壳体形成笨重和大的实物。与PTC加热器不同，电阻加热器不能或者仅能受限地自我调节。非常有限的自我调节可以通过使用具有PTC电阻特性的加热导线来实现。然而，在未进行足够冷却的情况下无法防止出现发热导线或换热器的过热。DE1020100660446A1公开了一种电阻加热器，其具有三个相邻设置的加热级作为加热导线绕组，所述加热导线绕组具有PTC电阻特性。由于因温度改变造成的电阻改变，可以想见冷却剂的存在以及关于待升温的冷却剂具有足够流动速度。但是在此不利的是，由于所述三个级，可能在连接板中需要总共六个穿孔。穿孔和加热螺旋线圈越多，则需要越多的必须被连接的电连接位置。这导致可能更多的潜在故障源，并且导致数量更多的焊接位置，这些焊接位置是加热器的非密封性的潜在危险。由于每个加热级都由多个绕组构成，因此所存在的危险是，可能局部地导致过热而不能检测到这些过热。例如，在现有独立安装的情况下仅仅第一发热级的第一绕组位于冷却剂之外。该第一绕组可能相应地被过度加热，而在此却不导致充分的电阻改变，因为加热级的大部分仍然被冷却剂润湿。这样的情形例如可能由于不易察觉的冷却剂损耗或者由于冷却剂泵故障而发生。此外，所述加热器的设置和方向结合冷却剂的小流动速度还可能导致形成大的静止或脉冲式气泡的情形。这样的情形例如可能因较长的陡峭山地行驶而产生。
技术实现思路
、任务、解决方案、优点本专利技术的任务是，提供一种电加热器，所述电加热器与现有技术相比可以简单和低成本地制造，并且尽管如此与现有技术相比仍然得到改进。该任务利用权利要求1的特征来解决。本专利技术的一个实施例涉及一种加热器，其具有壳体，所述壳体具有用于将待升温流体导入到壳体中的流体入口、以及用于将待升温流体从壳体中排出的流体出口，其中在流体入口与流体出口之间形成用于流体的流道，其中在壳体中，至少一个载热体伸入到流道中，所述载热体具有外罩，所述外罩以密封流体的方式包封载热体的内腔，其中在外罩中设有至少一个加热元件，其中在外罩中设有至少一个传感器元件以用于对所述至少一个加热元件进行温度监视。因此，实现了加热器的安全使用，因为所述至少一个传感器元件检测相应的运行状态并且在过热时可以执行关断。待升温的流体优选地是水基冷却流体，其必要时具有诸如例如也在内燃机的情况下使用的添加物。但是待升温的流体也可以是其它流体、例如油基流体。加热器的供电有利地利用直到大致60V、例如12V或24V的低压电压来进行。可替代于此地，供电电压也可以是例如200V至400V或更高范围的高压电压。特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电加热器(1)，具有壳体(2，102)，所述壳体(2，102)具有用于将待升温流体导入导入到壳体(2，102)中的流体入口(3)和用于将待升温流体从壳体(2，102)中排出的流体出口(4)，其中在流体入口(3)与流体出口(4)之间形成流体的流道(5)，在所述壳体(2，102)中，至少一个载热体(6，105，205)伸入流道(5)中，所述载热体(6，105，205)具有外罩(7，207)，所述外罩(7，207)以液密的方式包封载热体(6，105，205)的内腔，其中在外罩(7，207)中设设有至少一个加热元件(8，208)，其特征在于，在外罩(7，207)中设设有至少一个传感器元件(9，109，209)以对所述至少一个加热元件(8，208)进行温度监控。

【技术特征摘要】
2017.05.08 DE 102017207738.71.一种电加热器(1)，具有壳体(2，102)，所述壳体(2，102)具有用于将待升温流体导入导入到壳体(2，102)中的流体入口(3)和用于将待升温流体从壳体(2，102)中排出的流体出口(4)，其中在流体入口(3)与流体出口(4)之间形成流体的流道(5)，在所述壳体(2，102)中，至少一个载热体(6，105，205)伸入流道(5)中，所述载热体(6，105，205)具有外罩(7，207)，所述外罩(7，207)以液密的方式包封载热体(6，105，205)的内腔，其中在外罩(7，207)中设设有至少一个加热元件(8，208)，其特征在于，在外罩(7，207)中设设有至少一个传感器元件(9，109，209)以对所述至少一个加热元件(8，208)进行温度监控。2.根据权利要求1所述的电加热器(1)，其特征在于，在壳体(2，102)中，多个载热体(6，105，205)伸入所述流道(5)中。3.根据权利要求1或2所述的电加热器(1)，其特征在于，载热体(6，105，205)的外罩(7，207)为管状结构，并且其两个端部区域(10，11)从壳体(2，102)中伸出。4.根据权利要求1、2或3所述的电加热器(1)，其特征在于，壳体(2，102)为基本长方体结构，沿其纵向延伸方向具有长边(13)，其中载热体(6，105，205)的具有端部区域(10，11)的外罩(7，207)在壳体(2，102)的长边的一个端部(14)从壳体(2，102)中伸出。5.根据权利要求1、2或3所述的电加热器(1)，其特征在于，壳体(2，102)为基本长方体结构，沿其纵向延伸方向具有长边(13)，其中载热体(6，105，205)的具有端部区域(10，11)的外罩(7，207)分别在壳体(2，102)的长边的彼此相对的端部(14)从壳体(2，102)中伸出。6.根据前述权利要求之一所述的电加热器(1)，其特征在于，壳体(2，102)由包括槽形元件(15)和盖板(16)的多个部件组成，其中外罩(7，207)的端部区域(10，11)从盖板(16)的开口(18)引出，所述开口在外罩(7，207)的引出区域被密封。7.根据权利要求6所述的电加热器(1)，其特征在于，在盖板(16)上设有控制单元(12)，所述控制单元(12)与从外罩(7，207)的端部区域(10，11)中伸出的至少一个加热元件(8，208)和所述至少一个传感器元件(9，109，209)电连接。8.根据权利要求6或7所述的电加热器(1)，其特征在于，控制单元(12)由端盖(20)包覆，所述端盖(20)与盖板(16)密封连接。9.根据前述权利要求之一所述的电加热器(1)，其特征在于，一个加热元件(8，208)或多个加热元件(8，208)被设置在载热体(6，105，205)的外罩(7，207)中，并且一个传感器元件(9，109，209)或多个传感器元件(9，109，209)被设置在载热体(6，105，205)的外罩(7，207)中。10.根据权利要求9所述的电加热器(1)，其特征在于，加热元件(8，208)是加热导线，所述加热导线具有电阻特性或PTC电阻特性。11.根据权利要求10所述的电加热器(1)，其特征在于，加热元件(8，208)是加热导线，所述加热导线被加热元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔·科尔，卡尔盖德·克鲁姆巴赫，沃尔夫冈·塞瓦尔德，伊戈·切梅瑞斯，克里斯托弗·福多尔，安德烈亚斯·施利夫，
申请(专利权)人：马勒国际公司，蒂尔克海林阁汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE