电加热设备制造技术

本发明专利技术涉及一种电加热设备，其具有拥有流体入口并且拥有流体出口的壳体，其中壳体能够被流体流经并且其中一定数目个加热元件伸入到壳体的内部空间中，其中加热元件具有加热元件壳体并且其中加热元件在加热元件壳体中具有至少一个加热装置和接触所述至少一个加热装置的接触元件以及用于将接触元件相对于加热元件壳体绝缘的电绝缘体，其中加热元件以其加热元件壳体与壳体密封地连接，其中加热元件被布置为使得加热元件在流体从流体入口到流体出口的流动方向上能够一侧或双侧地被流体流经。由此可以提供简单和低成本的电加热设备，该电加热设备具有到要升温流体的良好热传递。

Electric heating equipment

The invention relates to an electric heating device, comprising a shell with fluid entrance and has a fluid outlet, wherein the housing can be and where a certain number of fluid flowing through the heating element extends into the inner space of the casing, wherein the heating element has a heating element and contact element and shell wherein the heating element in the shell is provided with at least one heating element a heating device and contact the at least one heating device and used to contact the electrical insulator element relative to the shell insulation heating element, the heating element to the heating element of shell and shell sealingly connected, wherein the heating elements are arranged such that the heating element in the direction of flow of fluid from the fluid to the fluid outlet to the entrance one or both by fluid. This can provide simple and low cost electric heating equipment, which has a good heat transfer to the heating fluid.

【技术实现步骤摘要】
电加热设备
本专利技术涉及一种尤其是用于加热机动车辆的内部空间的电加热设备。
技术介绍
机动车辆通常具有可加热的内部空间。为此，具有内燃机的机动车辆通常具有连接在冷却回路中的加热换热器，其中被内燃机升温的热的冷却剂流经所述加热换热器。由此，流经加热换热器的空气可以被升温并且输送到内部空间。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插电/增程器的机动车辆为了内部空间加热而需要辅助加热设备。具有电驱动装置的机动车辆需要加热设备，因为利用被内燃机升温的冷却剂进行的升温无法进行，这是因为它们不具有内燃机。在此，尤其是在起动阶段和/或在低外部温度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设备或辅助加热设备、比如电辅助加热设备、热泵设备、燃料加热器、以及借助于废气换热器的辅助加热。电辅助加热所具有的优点是，为此所需的电加热设备与其它解决方案相比是相对低成本的，并且所生成的热可以立即被感知，因为电功率几乎立刻被转换成可感知的热。此外，电加热设备是节省空间的，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力的车辆而言，电加热或辅助加热的价值更高，因为通过内燃机的废热的升温是不可能的。在这样的机动车辆的情况下，需要大致大于3kW的电功率。这也意味着，高的功率密度是有利的。在这样的机动车辆的情况下，车载电源电压大多高于60伏、部分甚至高于300伏。由于对(辅助)加热器所要求的高功率，所述电加热设备也以高电压运行，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60伏以上电压的加热设备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设备造成的危害。在电加热设备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、比如冷却剂中，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部空间中。这样的加热设备亦称冷却剂侧加热设备。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部空间。这样的加热设备亦称空气侧加热设备。空气侧加热设备更加迅速地被感知，因为电能几乎百分之百被转换成空气升温。该效率处于几乎百分之百。但是其仅能被合理地用于使车辆座舱的内部空间升温。其同样合理地集成在车辆内部空间、即空调设备中。但是将高压部件集成在内部空间中出于安全原因是高成本的，并且通常意味着空调设备的更复杂的高成本构造。冷却剂侧加热设备在其加热效果方面不是完全如此迅速地被感知和有效的，因为电能首先被用于使例如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要流入到内部空间中的空气升温。在此，在机动车辆的内部空间中优选不存在高压部件。在该情况下还有利的是，冷却剂侧加热设备可以安装在机动车辆中的内部空间以外的各个位置处。空调设备可以如在经典机动车辆的情况下那样被使用，而不需要大的构造改变。冷却剂侧加热设备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侧加热设备。DE102010060446A1公开了一种电阻加热设备，其具有处于被冷却剂流经的壳体中的螺旋形加热螺旋线圈。在该加热螺旋线圈中又存在螺旋形加热导线。电压下降或电流流动沿着该螺旋形地缠绕的加热导线进行。但是该构造是非常高成本的，并且因此在制造方面也是昂贵的。还公知了具有PTC加热元件的加热设备，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引导冷却剂的通道的壳体，以便使冷却剂升温。所述壳体是具有U形缺口的十分厚重的铸造体，所述缺口伸入到流体室中。冷却剂于是曲折形地围绕U形缺口流动。在该流体室中存在加热元件，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于是利用由铝制成的夹持楔(Klemmkeil)被压入到U形缺口中。通过所述挤压来进行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。这样的加热设备也已经通过EP2637475A1以及通过EP2440004B1公知。在此，根据现有技术的加热设备也具有缺点。冷却剂侧电阻加热器不具有加热单元在温度超高方面的固有安全性。因此，需要温度监视，并且例如在冷却剂体积流的突发停止状态的情况下进行相应的关断。冷却剂侧PTC加热设备通常具有大量加热单元，所述加热单元由两个接触电极和PTC加热元件以及绝缘体构成。由此导致相当高的安装成本。注塑壳体使得实施方式重和大。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种电加热设备，所述电加热设备与现有技术相比可以简单和低成本地制造，并且与现有技术相比仍然得到改进。该任务通过具有以下特征的方案来解决。本专利技术的一个实施例涉及一种电加热设备，其具有拥有流体入口并且拥有流体出口的壳体，其中所述壳体可以被流体流经并且其中一定数目个加热元件伸入到壳体的内部空间中，其中加热元件具有加热元件壳体并且其中加热元件在加热元件壳体中具有至少一个加热装置和接触所述至少一个加热装置的接触元件以及用于将接触元件相对于加热元件壳体绝缘的电绝缘体，其中加热元件以其加热元件壳体与壳体密封地连接，其中加热元件被布置为使得所述加热元件在流体从流体入口到流体出口的流动方向上可以一侧或双侧地被流体流经。由此可以提供简单和低成本的电加热设备，该电加热设备具有到要升温流体的良好热传递。有利的是，接触元件从加热元件中伸出。由此可以以简单方式进行电接触。在此，在本专利技术的一个实施例中特别有利的是，加热元件从流体的流动方向上来看被布置为彼此相继并且在侧向上彼此错开。由此，加热元件可以被布置成一种锯齿线，使得要升温的流体从一个加热元件被转向到一个加热元件，并且因此改善的热传递由于与之相随的流体混合而得到实现。在另一实施例中还有利的是，加热元件从流体的流动方向上来看彼此相继地并且在侧面上彼此错开地被布置成至少一行或多行。由此，可以根据加热设备的宽度来最优地匹配围绕加热元件或加热元件之间的相应流体路径，使得热传递在可接受的压力下降的情况下是有利的。如果安装空间非常狭窄，则例如可以在侧面宽度上设置仅仅一个加热元件，该加热元件于是优选地在流动方向上具有较大长度。如果安装空间大得多，则例如可以在侧面宽度上设置多个加热元件，这些加热元件于是必要时也可以在流动方向上具有较小长度。还有利的是，流动引导元件从壳体出发伸入到壳体的内部空间中或者流动引导元件被布置在壳体的内部空间中，所述流动引导元件影响流体的流动，尤其是将流体的流动朝着在侧向上错开的加热元件引导。由此，流体流优选地被引导到布置加热元件之处。加热设备的壳体的内部空间的横截面由此被局部地减小，并且流体流被朝着加热元件引导。因此，到流体的热传递被改善。还有利的是，流体引导元件被布置为分别与加热元件相邻，并且与加热元件相邻的流体的流动横截面被减小。由此，从流动方向上来看，有利地在加热元件的高度上降低了壳体的内部空间的横截面，并且流体被朝着加热元件引导。有利的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电加热设备(1，100，200，300)，其具有拥有流体入口(3，103，203，304)并且拥有流体出口(4，104，204，305)的壳体(2，101，201，301，303)，其中壳体(2，101，201，301，303)能够被流体流经并且其中一定数目个加热元件(9，50，102，202，302)伸入到壳体(2，101，201，301，303)的内部空间(13，107，207)中，其中加热元件(9，50，102，202，302)具有加热元件壳体(11，51)并且其中加热元件(9，50，102，202，302)在加热元件壳体(11，51)中具有至少一个加热装置(19，56，320)和接触所述至少一个加热装置(19，56，320)的接触元件(12，55，314)以及用于将接触元件(12，55，314)相对于加热元件壳体(11，51)绝缘的电绝缘体(20，57，315)，其中加热元件(9，50，102，202，302)以其加热元件壳体(11，51)与壳体(2，101，201，301，303)密封地连接，其中加热元件(9，50，102，202，302)被布置为使得加热元件(9，50，102，202，302)在流体从流体入口(3，103，203，304)到流体出口(4，104，204，305)的流动方向上能够一侧或双侧地被流体流经。...

【技术特征摘要】
2016.09.06 EP 161873571.一种电加热设备(1，100，200，300)，其具有拥有流体入口(3，103，203，304)并且拥有流体出口(4，104，204，305)的壳体(2，101，201，301，303)，其中壳体(2，101，201，301，303)能够被流体流经并且其中一定数目个加热元件(9，50，102，202，302)伸入到壳体(2，101，201，301，303)的内部空间(13，107，207)中，其中加热元件(9，50，102，202，302)具有加热元件壳体(11，51)并且其中加热元件(9，50，102，202，302)在加热元件壳体(11，51)中具有至少一个加热装置(19，56，320)和接触所述至少一个加热装置(19，56，320)的接触元件(12，55，314)以及用于将接触元件(12，55，314)相对于加热元件壳体(11，51)绝缘的电绝缘体(20，57，315)，其中加热元件(9，50，102，202，302)以其加热元件壳体(11，51)与壳体(2，101，201，301，303)密封地连接，其中加热元件(9，50，102，202，302)被布置为使得加热元件(9，50，102，202，302)在流体从流体入口(3，103，203，304)到流体出口(4，104，204，305)的流动方向上能够一侧或双侧地被流体流经。2.根据权利要求1所述的电加热设备，其特征在于，其中接触元件(12，55，314)从加热元件(9，50，102，202，302)中伸出。3.根据权利要求1或2所述的电加热设备(1，100，200，300)，其特征在于，加热元件(9，50，102，202，302)从流体的流动方向上来看被布置为彼此相继并且在侧向上彼此错开。4.根据权利要求1或2所述的电加热设备(1，100，200，300)，其特征在于，加热元件(9，50，102，202，302)从流体的流动方向上来看彼此相继地并且在侧面上彼此错开地被布置成至少一行(105，106，205，206)或多行(105，106，205，206)。5.根据权利要求2、3或4所述的电加热设备(1，100，200，300)，其特征在于，流动引导元件(109，120，131)从壳体(2，101，201，301，303)出发伸入到壳体(2，101，201，301，303)的内部空间(13，107，207)中或者流动引导元件(109，120，131)被布置在壳体(2，101，201，301，303)的内部空间(13，107，207)中，所述流动引导元件(109，120，131)影响流体的流动，尤其是将流体的流动朝着在侧向上错开的加热元件(9，50，102，202，302)引导。6.根据权利要求5所述的电加热设备(1，100，200，300)，其特征在于，流体引导元件(109，120，131)被布置为分别与加热元件(9，50，102，202，302)相邻，并且与加热元件(9，50，102，202，302)相邻的流体的流动横截面被减小。7.根据前述权利要求之一所述的电加热设备(1，100，200，300)，其特征在于，流动引导元件(109，120，131)是纯粹的排出体或者流动引导元件(109，120，131)具有用于提高流动的紊流的外部结构。8.根据权利要求1所述的电加热设备(1，100，200，300)，其特征在于，加热元件(9，50，102，202，302)从流体的流动方向上来看在侧向上并排地布置成行(105，106，205，206)，使得流体能够在行(105，106，205，206)之间流过。9.根据权利要求8所述的电加热设备(1，100，200，300)，其特征在于，一行(105，106，205，206)或者多行(105，106，205，206)中的加热元件(9，50，102，202，302)彼此相邻地并且优选并排地在流动方向上彼此相继地布...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰·茨梅利克，米夏埃尔·科尔，卡尔盖德·克鲁姆巴赫，沃尔夫冈·塞瓦尔德，福尔克·维里格，
申请(专利权)人：马勒国际公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE