电加热液体流通式加热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电加热液体流通式加热器，包括厚膜加热元件；壳体，加热元件密封地固定到所述壳体以邻近于加热元件的被加热表面产生腔室；用于在所述腔室内的液体流动的至少一个液体入口和至少一个液体出口；以及用于干扰液体通过所述腔室的流动的装置。在腔室的任一侧上可以设置两个厚膜加热元件。用于在腔室内引导液体流动的装置可以包括通道板或波纹状通道引导件，所述通道板或波纹状通道引导件在其两侧限定平行的流体通道。

【技术实现步骤摘要】
电加热液体流通式加热器
本技术涉及用于加热连续液体流动的电加热流通式加热器。
技术介绍
电加热流通式加热器用于多种应用，例如淋浴器、自动售货机和咖啡机的即时热水器。在这些产品的制造中使用了许多不同的构造。通常，在电淋浴器中使用的加热器使用容纳在小箱中的常规管状护套元件，所述小箱由塑料或由铜或黄铜或这些材料的组合制成。管状护套元件通常形成为螺旋形状以节省空间。这些加热器往往具有相对较高的流速和相对较低的压降。典型的淋浴器使用的自来水的最小水压为1巴，流速约为8升/分钟。另一方面，用于咖啡机的加热器具有相对较低的流速，通常小于0.5升/分钟。在咖啡机中使用的水通过泵被强制经过加热器，因此可以获得超过1巴的压力。GB-A-2481265中公开了一种适用于咖啡机的新型流通式加热器，该新型流通式加热器包括厚膜加热元件。这使用了平坦的厚膜加热元件，压制的金属通道板被钎焊到该厚膜加热元件。通过设计通道板以使得液体的流动紧密地沿着加热元件上的加热迹线的路径，来确保厚膜加热元件上的加热迹线与液体之间的良好热传递。虽然非常适合于例如咖啡机的应用，但是该方法很少适合于具有高流速和低压降的流通式加热器，这是因为迹线宽度在3mm或更小的范围内，并且长度为450mm。流通式加热器的一种可能的应用是加热电动车辆等中的可再充电电池组。这些应用中所使用的锂离子电池在低温下输出降低，并且如果在低温下给锂离子电池充电，则可能会损坏锂离子电池。这些流通式加热器比GB-A-2481265中描述的这类流通式加热器需要更高的流速和更低的压降。GB-A-2481265中公开的通道板对于给定的压降减小流速，或者对于给定的流速增加压降。汽车应用可能在环境温度和湿度、冲击、振动和/或可靠性方面提供特别严格的要求。特别地，汽车应用可能要求小、轻质和稳固的加热器。为了设计容纳在小空间包封中的加热器，同时确保加热元件的操作温度足够低以提供长的使用寿命和可靠性，需要加热器与液体之间的良好热传递。还希望限制与液体接触的部件的温度，以避免液体的变质，在电池组加热器中，所述液体可以是具有例如乙二醇的添加剂的水。
技术实现思路
根据本技术的一个方面，提供了一种电加热流通式加热器，该电加热流通式加热器包括：厚膜加热元件；壳体，加热元件密封地固定到所述壳体以邻近于所述加热元件的被加热表面产生空间或腔室；用于在所述腔室内的液体流动的至少一个液体入口和至少一个液体出口；以及用于引导或干扰液体通过所述腔室的流动的装置。在本技术的实施例中，液体在加热元件的基本上整个加热表面上流动通过腔室，从而增加流速。干扰液体通过腔室的流动往往会产生湍流，这增加了从被加热表面到液体的热传递。增加的表面面积和湍流的组合显著地增加了传热速率。用于干扰液体流动的装置可以包括放置在液体路径中的一个或多个部件，例如翅片和/或挡板。当热连接到加热元件时，所述部件增加了用于热交换的表面面积。这些部件可以额外地或替代地增加流通式加热器的刚度。已经发现，在热交换器中将铝钎焊到铝而提供的焊剂可以用于将铝部件(例如，翅片)钎焊到厚膜加热元件的钢基板，以生产流通式加热器。然而，该过程并不理想。由于金属间化合物的形成，该过程往往会产生脆性接头。钎焊过程需要专门的设备。需要具有良好受控的氮气气氛的钎焊炉，其中气氛应具有不高于-40℃的露点。厚膜加热元件的制造过程开始于通过丝网印刷或喷涂将一层或多层绝缘玻璃或类似材料施加到不锈钢基板，然后干燥并烧制这些层。烧制温度高于在铝钎焊过程期间遇到的温度。因此，必须在厚膜加热元件的制造之后进行钎焊过程。然而，钎焊过程可能不利于厚膜加热元件。本技术的以下实施例解决了上述问题中的至少一些。在第一实施例的第一变形例中，用于干扰液体流动的部件通过导热粘合剂附接到加热元件。粘合剂可以是环氧树脂、硅酮化合物或任何其它合适的材料。典型的硅酮粘合剂的热导率为3.5W/mK。与可以高达380W/mK的铝钎焊合金的热导率相比，这可以被认为是低的。然而，当考虑到粘合接缝的厚度时，应当理解，粘合接缝上的温度降较低，可能小于1开氏度。此外，该部件仍然干扰液体通过该腔室的流动。在第一实施例的第二变形例中，用于干扰流动的部件附接到加热元件的加热表面，并且由与加热元件的加热表面类似的例如不锈钢的材料制成。该附接可以通过钎焊来实现。这是有利的，这是因为类似材料之间的钎焊避免了金属间化合物的形成。使用不锈钢是特别有利的，因为两个不锈钢部件可以在高温下例如在1000℃左右的温度下使用镍基合金被钎焊。这高于厚膜加热元件的最高烧制温度，使得可以在将厚膜元件施加到不锈钢基板或元件板之前进行钎焊过程。在第二实施例中，用于干扰液体的流动的部件没有附接到加热元件，而是位于加热元件与壳体之间的腔室中。在该实施例中，该部件可以是铝或其它金属部件。可选地，壳体本身可以被设计成干扰液体的流动以引起湍流，并且可以不存在用于干扰液体的流动的单独部件。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种电加热流通式加热器，其中厚膜加热元件设置在液体流动通过的空间或腔室的两侧，从而增加加热的功率密度并降低热变形的风险。该腔室可以被通道板分成平行的液体通道。液体可以邻近相应的厚膜加热元件在通道板的两侧上流动。波纹状板或其它导流和/或干扰装置代替通道板可以设置在腔室内。在加热器之间可以定位有通道引导件，使得液体沿着多个平行通道流动并且被均匀地加热。在入口或出口与平行通道之间可以布置有歧管，以便平衡通过通道的压力。在歧管与通道之间可以存在横截面受限的区域，以便改善压力的平衡。壳体可以由一对板形成，所述一对板以水密方式固定在一起，例如通过熔焊或使用密封垫。每个板都可以具有形成在其上的相应的一组厚膜迹线。优选地，形成在一个或两个板上的电介质层不会延伸到相应板的边缘，使得在板的边缘处的熔焊不会破坏电介质层。一个或两个板可以例如通过压制成形而成形，使得在板之间形成腔室。在优选的实施例中，两个板被对称地成形，使得壳体可以由一对基本相同的板形成，从而减少需要制造的不同部件的数量。然后，可以根据需要在板中形成流体入口和出口。附图说明现在将参照如下所述的附图描述本技术的具体实施例。图1示出了本技术的第一或第二实施例中的流通式加热器的分解图；图2示出了图1的流通式加热器的截面图，其中箭头示出了液体流动的方向；图3示出了实施例的第一实施例中的厚膜加热元件，其中挡板阵列附接到所述厚膜加热元件；图4示出了通过图3的平面A-A的包括壳体的示意性横截面图；图4a是在第一实施例的第一变形例中以虚线轮廓示出的图4的一部分的特写视图；图4b是在第一实施例的第二变形例中以虚线轮廓示出的图4的一部分的特写视图；图5是第一实施例的第二变形例的构造的方法的流程图；图6示出了第二实施例中的流通式加热器的壳体；图7示出了通过图6的平面B-B的包括壳体的示意性横截面图；图8a至8c分别示出了第三实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电加热液体流通式加热器，其特征在于，包括至少一个液体入口、至少一个液体出口、以及至少第一厚膜加热元件和第二厚膜加热元件，所述第一厚膜加热元件和所述第二厚膜加热元件每一个都包括基板，所述基板的一个主表面上具有一个或多个厚膜加热迹线，使得与所述一个主表面相反的主表面包括加热表面，所述加热器被布置成使得液体通过所述第一厚膜加热元件的所述加热表面与所述第二厚膜加热元件的所述加热表面之间的一个或多个导流部件在所述至少一个液体入口和所述至少一个液体出口之间流动。/n

【技术特征摘要】
20190924 GB 1913744.71.一种电加热液体流通式加热器，其特征在于，包括至少一个液体入口、至少一个液体出口、以及至少第一厚膜加热元件和第二厚膜加热元件，所述第一厚膜加热元件和所述第二厚膜加热元件每一个都包括基板，所述基板的一个主表面上具有一个或多个厚膜加热迹线，使得与所述一个主表面相反的主表面包括加热表面，所述加热器被布置成使得液体通过所述第一厚膜加热元件的所述加热表面与所述第二厚膜加热元件的所述加热表面之间的一个或多个导流部件在所述至少一个液体入口和所述至少一个液体出口之间流动。


2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述一个或多个导流部件限定多个平行通道。


3.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，包括布置在所述至少一个液体入口或所述至少一个液体出口与所述平行通道之间的歧管。


4.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，包括位于所述至少一个液体入口和/或所述至少一个液体出口与所述导流部件之间的横截面受限的区域。


5.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述一个或多个导流部件包括通道板。


6.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述一个或多个导流部件包括波纹状部件。


7.根据权利要求5所述的加热器，其特征在于，所述平行通道布置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷德斯·约翰尼斯·克罗普斯，亨德里克·约翰·阿诺特·纽文微斯，戴维·史密斯，安德鲁·亨特，
申请(专利权)人：翱泰温控器惠州有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44