本發(fā)明涉及一種用于加熱流體的電加熱裝置，所述加熱裝置包括殼體、入口連接件、出口連接件、和待加熱流體可流過的流動路徑，并且所述路徑通過殼體從入口連接件通向出口連接件。加熱裝置還包括至少一個電加熱元件，所述電加熱元件連接到流動路徑外部的殼體壁。流動路徑包括入口室、出口室和從入口室到出口室并排延伸的至少兩個流動通道。

背景技術：

例如，在車輛中需要這樣的加熱裝置以加熱水性流體，通常水性流體是由水和防凍劑制成的混合物，如乙二醇；在所述工序中出現(xiàn)的問題是，必須將相對大量的能量盡可能均勻且快速地引入待加熱的流體中。應盡可能避免流體的選擇性加熱，因為這可能導致流體的局部過熱和分解。DE102012207301A1和DE102012207305A1公開了這種加熱裝置。

DE102009038978A1和WO2010/069355A1公開了用于加熱車輛中的流體的非通用電加熱裝置，所述加熱裝置僅包括一個流動通道，所述流動通道以幾個回旋延伸通過殼體。

將流體送到大家所熟知的加熱裝置中并將流動分離成若干流動通道可能導致壓力下降或湍流，以致流體不能均勻地流過流動路徑。因此，可能產(chǎn)生流體的不均勻加熱。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是優(yōu)化通過加熱裝置的流體的流動并實現(xiàn)流體的均勻加熱。

本發(fā)明的目的是通過具有權利要求1所述的特征的加熱裝置來實現(xiàn)。本發(fā)明的用于加熱流體的加熱裝置包括殼體、入口連接件和出口連接件。殼體具有上殼體部件、下殼體部件和殼體壁，所述殼體壁設置在上殼體部件和/或下殼體部件。入口連接件設置在殼體的入口開口處。出口連接件設置殼體的出口開口處。加熱裝置包括待加熱流體可以流過的流動路徑。流動路徑限定在殼體內(nèi)部并從入口連接件引導到出口連接件。加熱裝置包括至少一個電加熱單元，所述電加熱單元連接到流動路徑外側(cè)的至少一個殼體壁上。流動路徑包括入口室、出口室和從入口室到出口室并排延伸的至少兩個流動通道。殼體壁中的至少一個是分隔壁，其將兩個流動通道彼此分開。分隔壁也可以表示為殼體的肋。流動路徑可以包括至少四個流動通道。流動路徑包括不超過八個流動通道，尤其是不超過六個流動通道。通過入口連接件和入口室進入加熱裝置的流體流被分成彼此分離并流過流動通道的至少兩個流體流。在通過流動通道之后，分開的流體流在出口室中重新匯合并通過出口連接件離開加熱裝置。

根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的每個流動通道具有入口部分，所述入口部分連接到入口室并且通過其在流動方向上的延伸限定入口流動方向。每個流動通道具有出口部分，所述出口部分連接到出口室并且通過其在流動方向上的延伸限定出口流動方向。根據(jù)本發(fā)明，入口連接件朝向入口流動方向和/或出口連接件朝向出口流動方向。特別地，入口連接件中的流動方向可以平行于流動通道的入口部分中的流動方向和/或出口連接件中的流動方向可以平行于流動通道的出口部分中的流動方向。入口室的敞開橫截面朝入口連接件的方向連續(xù)減小。換句話說，入口室在入口連接件的下游增加其敞開橫截面。因此，入口室起擴散器的作用。出口室的敞開橫截面朝出口連接件的方向連續(xù)減小。因此，出口室起噴嘴的作用。

本發(fā)明具有以下顯著的優(yōu)點：

·根據(jù)本發(fā)明設計的加熱裝置具有降低的流動阻力。流通路徑中的壓降顯著降低。

流體流可非常平穩(wěn)地流過加熱裝置。

·特別是通過對入口室和/或出口室的設計來減小在加熱裝置中的流體流的速度。

·降低的流速使流體均勻地分流到分離的流動通道中。

·流體的加熱更均勻。

·提高了加熱裝置的總效率。

·均勻加熱減少了加熱裝置中蒸汽氣泡的產(chǎn)生。如果仍然出現(xiàn)蒸汽泡，則它們可以容易地通過出口連接件流出。

在流動路徑中，特別是在入口室中，應當避免銳邊，因為它們可能導致湍流。入口室的敞開橫截面的增加可以是線性增加，但是也可以根據(jù)任何其他代數(shù)函數(shù)來設計。出口室的敞開橫截面可相應地減小。

流動通道可以各自具有S形形狀并且可以以蜿蜒的方式并排地延伸，而且它們也可以彼此平行地延伸，特別是沿著它們的整個長度平行地延伸。流動通道的入口部分和/或出口部分可以筆直地延伸。特別地，流動通道可以筆直地延伸或者每個流動通道包括不多于一個彎曲部分。具有一個彎曲部分的流動通道從入口室到出口室呈U形延伸。包括彎曲部分的流動通道具有不同的長度。特別地，流動通道中的一個可以更短并且可以具有比另一流動通道更大的敞開橫截面。一個流動通道的敞開橫截面可以沿著其整個長度保持恒定。兩個流動通道沿其整個長度由分隔壁分開。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，殼體可包括限制流動通道的底壁。底壁橫切于分隔壁延伸。電加熱單元可以連接到底壁，特別是連接到背離流動通道的一側(cè)。底壁可以是平面的，并且流動通道可以平行于其延伸。加熱單元也可以是平面的。分隔流動通道的壁中的至少一個橫向于底壁延伸，特別是垂直于底壁延伸。分隔壁的寬度能夠隨著距底壁的距離的增加而減小。這可以提高流體的熱傳遞。底壁和分隔壁可以由電加熱單元加熱。上殼體部件和下殼體部件能夠各自具有底壁。下殼體部件的底壁和/或上殼體部件的底壁可以被加熱。底壁中的一個可以通過電加熱單元加熱。另一底壁可以由設置在殼體中或連接到殼體的控制單元的廢熱來加熱。下殼體部件的底壁可以設置為平行于上殼體部件的底壁。特別地，從下殼體部件延伸的分隔壁正對著從上殼體部件延伸的分隔壁，使得這兩個分隔壁一起將一個流動通道與另一個流動通道分開。兩壁之間的小間隙(能夠通過該間隙使兩流動通道之間產(chǎn)生小泄漏)不是那么重要，使得低制造公差的分隔壁是非必要的。入口室的部分，特別是與流動通道相鄰的入口室的部分由底壁的部分限制。限制一部分入口室的底壁和入口連接件可以設置在相同的殼體部件處。在由底壁限制的入口室的部分，流動路徑尚未被分隔壁分開，使得流體流在進入各自的流動通道的入口部分之前具有更多的時間來均衡。在由底壁限制的部分中的入口室的敞開橫截面是恒定的。

在本發(fā)明的另一實施例中，其中流動通道是U形的，而且流動通道的長度也是不同的。為了防止流體的不均勻加熱，流動通道的敞開橫截面的尺寸能夠不同，使得較短流動通道具有比較長流動通道更大的敞開橫截面。流動通道的不同敞開橫截面可以幫助均衡加熱功率不同的不同加熱區(qū)。可以通過流體在相應的流動通道中的較長的停留時間來均衡較低的加熱功率。

根據(jù)另一實施例，入口室和/或出口室包括錐形部分。錐形部分包括平面和/或錐形表面。錐形部分包括相對于流動路徑中的流動方向傾斜的表面。入口室的敞開橫截面能夠朝入口連接件的方向連續(xù)減小。橫切于底壁觀察，入口室能夠朝入口連接件方向減小其寬度。沿著底壁和橫切于流動方向觀察，入口室能夠朝入口連接件方向減小其高度。出口室的敞開橫截面能夠朝出口連接件的方向連續(xù)減小。橫切于底壁觀察，出口室能夠朝出口連接件方向減小其寬度。沿著底壁和橫切于流動方向觀察，出口室能夠朝出口連接件方向增加其高度。當橫切于底壁，特別是垂直于底壁并橫切于流動方向觀察入口室或出口室時，能夠看見其寬度，能夠橫切于流動方向測量該寬度。當沿著底壁，特別是垂直于底壁并橫切于流動方向觀察入口室或出口室時，能夠看見其高度，能夠橫切于流動方向測量該高度。盡管入口室的高度朝入口連接件方向增加，但是入口室的寬度能夠朝入口連接件方向減小到這樣的程度，即，使得入口室的總敞開橫截面朝入口連接件方向減小。入口室具有沿流動方向測量的長度，該長度長于出口室的長度。入口室的錐形部分能夠具有與出口室的錐形部分大致相同的長度。入口室的錐形部分能夠長于入口室的總長度的三分之一，特別地，能夠具有入口室的總長度的大約一半的長度。

在另一實施例中，橫切于底壁觀察的入口連接件可以相對于流動通道的入口部分居中。這可以有助于實現(xiàn)流體對稱且均勻的流入到流動通道。橫切于底壁中的一個觀察，所述出口連接件可以朝向外流動通道的出口部分，所述外流動通道鄰近外側(cè)壁，所述外側(cè)壁連接到下殼體部件的底壁和上殼體部件的底壁。這可以使得在流體加熱期間在流動通道中產(chǎn)生的蒸汽氣泡更容易流出加熱裝置并且不阻塞出口室中的流動路徑。入口連接件和出口連接件都可設置在上殼體部件處，或者可以均設置在下殼體部件處。

附圖說明

結(jié)合以下附圖及詳細描述，本發(fā)明的這些以及進一步的目的、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電加熱裝置的下殼體部件的透視圖；

圖2示出下殼體部件的另一實施例的入口部分的透視圖；

圖3示出圖2的下殼體部件的出口部分的俯視圖；

圖4示出了圖3的透視圖。

具體實施方式

在圖1至4中部分示出的加熱裝置用于加熱車輛中的水性流體，特別是由水和防凍劑制成的混合物，如乙二醇。電加熱裝置具有殼體，所述殼體包括下殼體部件1和上殼體部件(未示出)。入口連接件2設置在下殼體部件1的入口開口處。出口連接件3設置在下殼體部件1的出口開口處。流動路徑限定在殼體內(nèi)部并從入口連接件2引導到出口連接件3。待加熱的流體能夠流動到所述流動路徑。所述流動路徑包括入口室4、出口室5和從入口室4到出口室5并排地并且彼此平行延伸的四個流動通道8。每個流動通道8具有連接到入口室4的入口部分6。每個流動通道8具有出口部分7，其連接到出口室5。下殼體部件1具有三個肋或分隔壁9，每個肋或分隔壁9將兩個流動通道8彼此分開。如圖1所示，流動通道8是U形的并且具有通過彎曲部分連接的筆直的入口部分6和筆直的出口部分7。因此，如圖1所示的四個流動通道8的長度是不同的。

入口部分6限定入口流動方向，所述入口流動方向沿著流動通道8的筆直的入口部分6延伸。入口連接件2朝向入口流動方向，使得入口連接件2中的流動方向平行于入口部分6中的流動方向。出口部分7限定出口流動方向，所述出口流動方向平行于入口流動方向。出口連接件3朝向出口流動方向，使得出口連接件3中的流動平行于出口部分7中的流動。

下殼體部件1包括底壁10，底壁10限制流動通道8并垂直于分隔壁9延伸。底壁10是平面的，并且流動通道8平行于其延伸。電加熱裝置包括電加熱單元(未示出)，所述電加熱單元連接到底壁10的背側(cè)并且從下側(cè)加熱底壁10。來自加熱單元的熱量通過底壁10傳導并且通過分隔壁9傳導到流動通道8，其中待加熱流體在流動通道8中流動。分隔壁9具有一寬度，所述寬度隨著距底壁10的距離的增加而減小。加熱單元不與待加熱的水性流體接觸，因為其設置在流動路徑的外部。如圖1中所示，入口連接件2設置在由底壁10限定的平面的相對于流動通道8的相對側(cè)上。出口連接件3和流動通道8設置在由底壁10限定的平面的相反兩側(cè)上。

為了在入口室4、流動通道8和出口室5的部分中形成封閉的流動路徑，在下殼體部件1上設置有上殼體部件(未示出)。上殼體部件也具有底壁，所述底壁在組裝之后覆蓋下殼體部件1并且平行于下殼體部件1的底壁10延伸。殼體還具有外側(cè)壁11，其連接下殼體部件1的底壁10和上殼體部件(未示出)的底壁。密封件可以設置在上殼體部件和下殼體部件之間的外側(cè)壁11上。上殼體部件的底壁能夠與下殼體部件1的分隔壁9接觸。可替代地，上殼體部件還可包括分隔壁，其被設計成與下殼體部件1的分隔壁9鏡像對稱，使得室4、5和流動通道8部分地設置在上殼體部件和下殼體部件中。

在圖2、3和4中，示出了電加熱裝置的另一實施例，其與圖1所示的實施例的不同之處在于，四個流動通道8沿著其整個長度筆直且平行地延伸。相同的及相應的部件用統(tǒng)一的附圖標記表示，從而可以省略重復的描述。

當垂直于底壁10觀察下殼體部件1時，入口連接件2相對于流動通道8的入口部分6居中，具體參見圖2。當垂直于底壁10觀察下殼體部件1時，出口連接件3朝向外流動通道8的出口部分7，所述外流動通道8與外側(cè)壁11相鄰，具體參見圖3和圖4。

入口室4和出口室5均具有錐形部分，每個錐形部分由相對于流動方向傾斜的表面形成。入口室4的錐形部分的長度大致對應于出口室5的錐形部分的長度。入口室4的敞開橫截面向入口連接件2方向連續(xù)減小。與流動通道8的入口部分6相鄰的入口室4部分由平面底壁10的一部分限制。在圖1和圖2中，指向附圖標記4的參考線開始于具有變化的敞開橫截面的入口室的第一部分，并且指向附圖標記10的參考線開始于入口室的第二部分，所述入口室的第二部分由底壁10的一部分限制且具有恒定的敞開橫截面。換句話說，流動路徑的敞開橫截面在入口連接件2中是恒定的，然后在入口室4的第一部分中增加，然后在由底壁10限制的入口室4的第二部分中再次保持恒定。緊接下來的流動路徑的敞開橫截面在整個流動通道8中是恒定的。此后，出口室5的敞開橫截面向出口連接件3方向連續(xù)減小。當垂直于底壁10觀察時，入口室4向入口連接件2方向減小其寬度，并且出口室5向出口連接件3方向減小其寬度。當平行于底壁10并橫切于流動方向觀察時，入口室4向入口連接件2方向增加其高度，并且出口室5向出口連接件3方向增加其高度。

引用標記列表

1.下殼體部件

2.入口連接件

3.出口連接件

4.入口室

5.出口室

6.流動通道的入口部分

7.流動通道的出口部分

8.流動通道

9.分隔壁

10.底壁

11.外側(cè)壁