加熱裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種加熱裝置(1)，該加熱裝置具有殼體(3)，在所述殼體(3)中設(shè)有具有流體入口(6、7)和流體出口(6、7)的流體通道，其中，在所述殼體(3)中設(shè)有產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈(8)，所述線圈通過(guò)線圈殼體(9)與所述流體通道密封地隔開(kāi)，其中，此外還設(shè)有至少一個(gè)金屬面狀加熱元件(18、19、20)，所述面狀加熱元件能夠通過(guò)所述交變磁場(chǎng)被加熱，其中，所述至少一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)設(shè)置在所述流體通道中，其中，所述流體通道至少被劃分為第一通道(14、15、16、17)和第二通道(14、15、16、17)，其中，界定所述通道(14、15、16、17)的壁部由所述線圈殼體(9)和/或由一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)構(gòu)成。
【專利說(shuō)明】
加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種加熱裝置，該加熱裝置具有殼體，在該殼體中設(shè)有具有流體入口和流體出口的流體通道，其中，在該殼體中設(shè)有用于產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈，該線圈通過(guò)線圈殼體與流體通道密封地隔開(kāi)，其中，此外還設(shè)有至少一個(gè)金屬面狀加熱元件，該面狀加熱元件能夠通過(guò)交變磁場(chǎng)被加熱，其中，所述至少一個(gè)面狀加熱元件設(shè)置在流體通道中。
【背景技術(shù)】
[0002]為了給車(chē)輛加熱，特別是在具有低耗內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛中或者在混合動(dòng)力車(chē)輛中給車(chē)輛加熱，越來(lái)越多地需要附加加熱裝置，這些附加加熱裝置與由內(nèi)燃機(jī)提供的加熱功率無(wú)關(guān)地或者作為對(duì)該加熱功率的補(bǔ)充地提供內(nèi)室加熱。
[0003]在這種情況下，已經(jīng)被證明特別實(shí)用的是電加熱裝置。這些電加熱裝置快速地提供所需熱量并且可以特別節(jié)省空間地進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)。能夠在300伏以上的電壓下工作的所謂高壓加熱裝置特別適用于混合動(dòng)力車(chē)輛中。
[0004]加熱裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。因此，有這樣的空氣側(cè)加熱裝置，它們具有所謂的PTC加熱元件，這些PTC加熱元件被通電并且因此變熱。通過(guò)與PTC元件接觸的空氣暖氣片，熱量被傳遞到流過(guò)的空氣中。但是這些加熱裝置具有與用于液態(tài)介質(zhì)所需的加熱裝置根本不同的結(jié)構(gòu)。
[0005]用于液態(tài)介質(zhì)的加熱裝置具有封閉殼體，這些加熱裝置被設(shè)計(jì)成具有流體通道，該流體通道具有流體入口和流體出口，其中，用PTC元件被加熱的加熱元件伸進(jìn)殼體中。
[0006]所述用于液態(tài)介質(zhì)的加熱裝置具有以下缺點(diǎn):熱量不是在要被加熱的液態(tài)介質(zhì)流經(jīng)的通道中產(chǎn)生，而是在其它區(qū)域中產(chǎn)生。因此，由于存在傳輸阻力，因而會(huì)導(dǎo)致延遲加熱，該延遲加熱被認(rèn)為是不利的?，F(xiàn)有技術(shù)的解決方案中的缺點(diǎn)特別是:已有加熱裝置的效率低并且結(jié)構(gòu)在某種程度上非常復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種加熱裝置，其適合于快速且成本低廉地對(duì)流體進(jìn)行加熱，其中，加熱是直接對(duì)待加熱的流體進(jìn)行的。
[0008]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)一種具有權(quán)利要求1的特征的加熱裝置得以實(shí)現(xiàn)。
[0009]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例涉及一種加熱裝置，該加熱裝置具有殼體，在該殼體中設(shè)有具有流體入口和流體出口的流體通道，其中，在殼體中設(shè)有產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈，該線圈通過(guò)線圈殼體與流體通道密封地隔開(kāi)，其中，此外還設(shè)有至少一個(gè)金屬面狀加熱元件，該面狀加熱元件能夠通過(guò)交變磁場(chǎng)被加熱，其中，所述至少一個(gè)面狀加熱元件設(shè)置在流體通道中，其中，流體通道至少被劃分成第一通道和第二通道，其中，界定這些通道的壁部通過(guò)線圈殼體和/或通過(guò)一個(gè)面狀加熱元件構(gòu)成。
[0010]在這里，交變磁場(chǎng)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)有電流流過(guò)的線圈產(chǎn)生。這些線圈使所謂的面狀加熱元件中感應(yīng)出渦電流。這些面狀加熱元件有利地由一種金屬材料構(gòu)成并且能夠在它們的形狀方面與相應(yīng)加熱裝置相適應(yīng)。面狀加熱元件中的渦電流對(duì)面狀加熱元件進(jìn)行加熱并且因此對(duì)在面狀加熱元件上流過(guò)的流體進(jìn)行加熱。
[0011]線圈有利地容納在由一種非導(dǎo)電材料，比如塑料構(gòu)成的殼體中。線圈可以被繞制成單層或者多層，特別是雙層。嵌入和/或封入線圈殼體中的線圈直接位于加熱裝置內(nèi)待加熱的流體流中。因此，線圈的廢熱可以直接被導(dǎo)入到待加熱的流體中并且同時(shí)線圈直接被流體流冷卻。
[0012]位于流體流中的面狀加熱元件可以在兩側(cè)或者一側(cè)被流體繞流。有利地，面狀加熱元件的材料具有比感應(yīng)線圈的具有良好傳導(dǎo)性的銅明顯更高的電阻率，所述銅有利地為高頻銅。這有助于高效率地將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能。
[0013]因此，在殼體內(nèi)設(shè)有位于其線圈殼體中的感應(yīng)線圈并且設(shè)有金屬面狀加熱元件。
[0014]通過(guò)無(wú)接觸地將能量傳遞到流體，利用本實(shí)用新型可以將線圈中的高壓與加熱裝置中的流體流隔開(kāi)。
[0015]加熱裝置的外部幾何結(jié)構(gòu)例如可以被設(shè)置成圓柱形或者扁平形。在采用圓柱形的情況下，線圈被繞制成圓柱形線圈并且加熱板被制成管子。在采用扁平形的情況下，線圈被繞制成扁平形并且加熱板被制成平板且與線圈相鄰設(shè)置。
[0016]在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，流體通道和/或流體通道的各個(gè)通道被設(shè)計(jì)成環(huán)形，并且線圈殼體和/或面狀加熱元件被成形為空心圓柱形且具有彼此不同的直徑且相互插入。
[0017]面狀加熱元件在這里例如可以設(shè)置在線圈的徑向內(nèi)部和/或徑向外部。由于交變磁場(chǎng)的擴(kuò)散，在線圈徑向內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度高于在線圈徑向外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0018]也可以優(yōu)選的是，面狀加熱元件和/或線圈和/或線圈殼體彼此同軸地設(shè)置。
[0019]為了能夠有利地實(shí)施所形成的各個(gè)通道的設(shè)計(jì)，這是特別有利的。
[0020]此外還可優(yōu)選的是，至少一個(gè)面狀加熱元件設(shè)置在線圈的徑向內(nèi)部和/或至少一個(gè)面狀加熱元件設(shè)置在線圈的徑向外部。
[0021]以這種方式，可以特別有利地利用產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，因?yàn)樵摻蛔兇艌?chǎng)不僅朝線圈的徑向內(nèi)部而且也朝線圈的徑向外部輻射。
[0022]也適宜的是，流過(guò)兩個(gè)鄰接的通道的流體以順流或者逆流的方式流過(guò)。
[0023]根據(jù)各個(gè)通道以及通道之間的流體轉(zhuǎn)移的設(shè)計(jì)，可以有利地得到順流式通流或者逆流式通流。
[0024]此外還有利的是，至少一個(gè)面狀加熱元件由一種磁性材料構(gòu)成。
[0025]通過(guò)磁性材料可以阻止交變磁場(chǎng)擴(kuò)散。以這種方式可以減輕或者完全避免交變磁場(chǎng)對(duì)鄰接的結(jié)構(gòu)和元件產(chǎn)生的非預(yù)期影響。
[0026]此外還可優(yōu)選的是，至少一個(gè)面狀加熱元件能夠安裝在所述通道的其中一個(gè)通道中，其中，相應(yīng)通道能夠通過(guò)該面狀加熱元件被劃分為兩個(gè)子通道。
[0027]以這種方式，可以調(diào)整相應(yīng)通道的液壓直徑，此外還可以對(duì)在該通道內(nèi)的流型進(jìn)行影響。
[0028]也有利的是，將通道劃分成兩個(gè)子通道的面狀加熱元件被順流式地繞流。
[0029]此外還適宜的是，一個(gè)面狀加熱元件和/或線圈殼體在它們能夠被流體繞流的其中一個(gè)表面上具有渦流元件和/或紊流元件。
[0030]以這種方式可以改善通道內(nèi)的流型。特別地，可以實(shí)現(xiàn)更好的充分混合進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高程度的溫度均勻化。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的一種特別有利的改進(jìn)方案，可以規(guī)定，一個(gè)面狀加熱元件由一種與線圈材料相比具有更高電阻的材料構(gòu)成。
[0032]為了產(chǎn)生對(duì)面狀加熱元件的盡可能強(qiáng)的加熱效果，采用一種與產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈相比具有更高電阻的材料是特別有利的。這提高了整個(gè)加熱裝置的效率。在這里，特別有利的是面狀加熱元件的材料厚度為大約0.08mm到0.5_。
[0033]此外還可優(yōu)選的是，至少一個(gè)面狀加熱元件具有至少一個(gè)孔，通過(guò)該孔能夠?qū)崿F(xiàn)相互鄰接的通道之間的流體轉(zhuǎn)移。
[0034]因此，可以改善流體流動(dòng)并且實(shí)現(xiàn)更加均勻的流體分布。
[0035]也適宜的是，至少在所述通道中的一個(gè)通道中能夠引入用于對(duì)通道的液壓直徑進(jìn)行調(diào)整的元件。
[0036]在這里，通過(guò)該元件，可以有利地調(diào)整液壓直徑，也可以調(diào)整在通道內(nèi)的流體導(dǎo)向。這種元件的一個(gè)例子是芯軸，該芯軸可以被插入所述通道中的一個(gè)通道中。
[0037]此外還有利的是，在線圈殼體內(nèi)部和/或外部設(shè)有溫度傳感器。
[0038]通過(guò)溫度傳感器可以有利地檢測(cè)不同元件的溫度。例如，可以檢測(cè)線圈的溫度或者加熱裝置中的不同位置上的流體溫度。特別有利的是，溫度傳感器集成在被引入加熱裝置內(nèi)以調(diào)整流體通道的其中一個(gè)通道的液壓直徑的元件中。
[0039]也可優(yōu)選的是，在相互鄰接的通道中的壓力損失隨著在加熱裝置內(nèi)的流動(dòng)路徑長(zhǎng)度的增加而增大或者減小。
[0040]為了確保在從一個(gè)通道轉(zhuǎn)移到下一個(gè)通道時(shí)流體在相應(yīng)通道中均勻分布，流體壓力損失逐通道地稍微增大。
[0041]此外，整個(gè)加熱裝置的流體壓力損失應(yīng)當(dāng)盡可能小，以便能夠?qū)崿F(xiàn)電液壓泵的盡可能小的泵送功率。
[0042]在流體通道內(nèi)的通道的盡可能最優(yōu)匹配還提高了加熱功率。其原因是，可以對(duì)流動(dòng)速度產(chǎn)生積極的影響，并且因此有利于從面狀加熱元件到流體的熱傳遞。因此，也可以實(shí)現(xiàn)向通道或者說(shuō)流體通道完全均勻地供給流體。
[0043]也有利的是，在相互鄰接的通道中的壓力損失隨著在加熱裝置內(nèi)的流動(dòng)路徑長(zhǎng)度的增加而持續(xù)增大。
[0044]在一種替代實(shí)施方式中，可以設(shè)有第一面狀加熱元件、第二面狀加熱元件和第三面狀加熱元件，其中，流體通道通過(guò)面狀加熱元件被劃分成第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，其中，這些通道中的其中一個(gè)通道能夠通過(guò)第三面狀加熱元件劃分成兩個(gè)子通道。
[0045]設(shè)置多個(gè)面狀加熱元件是特別有利的，因?yàn)橐赃@種方式可以提高整個(gè)加熱裝置的加熱功率。通過(guò)調(diào)整各個(gè)面狀加熱元件之間的間距，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)交變磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)優(yōu)化加熱裝置。
[0046]此外還有利的是，第一面狀加熱元件設(shè)置在線圈的徑向內(nèi)部以及第二面狀加熱元件和第三面狀加熱元件設(shè)置在線圈的徑向外部。
[0047]也有利的是，加熱裝置的加熱功率可以通過(guò)調(diào)整工作電壓的頻率來(lái)進(jìn)行調(diào)整。如果在工作電壓中要使用不同電壓水平，這是特別有利的。
[0048]此外還可優(yōu)選的是，面狀加熱元件被結(jié)構(gòu)化和/或具有波浪形狀。
[0049]為了能夠提高整個(gè)加熱裝置的加熱功率，面狀加熱元件的這種設(shè)計(jì)可以是特別有利的。
[0050]也有利的是，面狀加熱元件在一側(cè)或者在兩側(cè)能夠被流體流過(guò)。
[0051]面狀加熱元件優(yōu)選與流經(jīng)流體通道的流體直接接觸。因此，實(shí)現(xiàn)良好且快速的流體加熱。
[0052]此外還可以是特別有利的是，面狀加熱元件在兩側(cè)能夠被流體流過(guò)，其中，流體在面狀加熱元件的一側(cè)的流動(dòng)方向與在面狀加熱元件的另一側(cè)的流動(dòng)方向相同或者相反。因此，可以連續(xù)地引導(dǎo)流體使其首先在面狀加熱元件的一側(cè)流過(guò)然后在另一側(cè)流過(guò)。這提高了加熱效率。
[0053]一種優(yōu)選實(shí)施例的特征是，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的元件是基本上為平的元件和/或空心圓柱形兀件。
[0054]也可優(yōu)選的是，面狀加熱元件是基本上為平的元件和/或空心圓柱形元件。
[0055]此外還可以規(guī)定，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的元件是基本上為平的線圈和/或空心圓柱形線圈。
[0056]也有利的是，控制單元與殼體連接或者集成在殼體中。
[0057]此外還可以是有利的是，殼體由一種磁場(chǎng)吸收材料構(gòu)成或者對(duì)于交變磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)不可穿透的材料構(gòu)成。
[0058]此外還適宜的是，線圈殼體由一種磁場(chǎng)可穿透的材料構(gòu)成。
[0059]本實(shí)用新型的有利改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中和在下面的附圖描述中進(jìn)行描述。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0060]下面借助于實(shí)施例參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在附圖中:
[0061]圖1示出了一種根據(jù)本實(shí)用新型的具有集成在殼體上的控制單元的加熱裝置的視圖；
[0062]圖2示出了如圖1的加熱裝置的另一視圖，其中，加熱裝置以局部剖視圖示出，由此示出了加熱裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
[0063]圖3示出了如圖1和2的根據(jù)本實(shí)用新型的加熱裝置的分解圖；
[0064]圖4示出了如圖1至3的加熱裝置的剖視圖；
[0065]圖5示出了如圖1至4的根據(jù)本實(shí)用新型的加熱裝置的另一剖視圖；以及
[0066]圖6示出了加熱裝置的詳細(xì)圖，其中，觀察者的視角是沿著加熱裝置的軸向主延伸方向。
[0067]附圖標(biāo)記清單:
[0068]01加熱裝置
[0069]02控制單元
[0070]03 殼體
[0071]04 蓋
[0072]05 蓋
[0073]06流體接口
[0074]07流體接口
[0075]08線圈
[0076]09線圈殼體
[0077]12電接觸件
[0078]13連接區(qū)域
[0079]14通道
[0080]15通道
[0081]16通道
[0082]17通道
[0083]18管子
[0084]19面狀加熱元件
[0085]20面狀加熱元件
[0086]30氣隙
[0087]31芯軸
[0088]32凹部
[0089]33氣隙
[0090]34通道
【具體實(shí)施方式】
[0091]圖1示出了加熱裝置I的立體圖。加熱裝置I具有殼體3，控制單元2連接在該殼體3上。其中，例如，如圖1所示，控制單元2通過(guò)螺紋連接件固定在殼體3上。殼體3形成圓柱形內(nèi)腔，加熱裝置I的組成部分集成在該內(nèi)腔中。在殼體3的軸向端部區(qū)域上設(shè)有蓋4、5，這些蓋在端側(cè)沿軸向封閉殼體3。蓋4具有流體接口 6和流體接口 7，這兩個(gè)接口根據(jù)加熱裝置內(nèi)的流動(dòng)方向分別可以被用作流體入口和流體出口。在一種替代實(shí)施方式中，線圈殼體也可以與其中一個(gè)蓋一體構(gòu)成。線圈殼體在這種情況下承擔(dān)蓋的功能，由此殼體的端側(cè)能夠通過(guò)線圈殼體沿著至少一個(gè)軸向方向封閉。在蓋4、5上或者在與線圈殼體一體構(gòu)成的蓋上可以設(shè)置密封元件，比如O型密封圈。
[0092]圖2示出了在圖1中所示的加熱裝置I的剖視圖。在圖2的上部區(qū)域中示出了控制單元2，下面不再對(duì)控制單元進(jìn)行詳細(xì)討論。
[0093]在殼體3的內(nèi)部中設(shè)有線圈殼體9，該線圈殼體9被設(shè)計(jì)成單件式或者多件式。在線圈殼體內(nèi)設(shè)有凹部32，線圈8安裝在該凹部中。線圈8構(gòu)成空心圓柱體，該空心圓柱體由導(dǎo)電材料繞組構(gòu)成。
[0094]線圈8通過(guò)電接觸件12與控制單元2連接。為此，在殼體3的外部(可選地也可以是內(nèi)部)設(shè)有連接區(qū)域13，電接觸件12可以通過(guò)該連接區(qū)域13被引導(dǎo)到控制單元2中。
[0095]除了線圈8之外，線圈殼體9在其內(nèi)部還可以具有介質(zhì)，該介質(zhì)一方面將線圈8流體密封地包圍在線圈殼體9的內(nèi)部中并且另一方面提高在線圈殼體9內(nèi)的導(dǎo)熱能力。
[0096]在線圈殼體9的中心位置設(shè)有管子18，該管子18形成通道14，流體可以流經(jīng)該通道14。通道14在這里直接與流體接口 6處于流體連通。隨后的通道14、15、16和17在這里分別是加熱裝置內(nèi)的流體通道的通道。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，它們被稱作通道并且相互連接以形成從加熱裝置的流體入口通至流體出口的流體通道。
[0097]在圖2中，流體接口 6被設(shè)計(jì)成流體入口。因此，流體可以通過(guò)流體接口 6沿著管子18中的通道14流動(dòng)并且在管子18遠(yuǎn)離流體接口 6的端部區(qū)域處流入位于管子18與線圈殼體9之間的區(qū)域中。
[0098]管子18在這里套裝在位于蓋4的內(nèi)部或者位于流體接口 6上的凸緣上并且在那里與該凸緣連接。管子18的遠(yuǎn)離流體接口 6的端部區(qū)域與蓋5有間隔，使得在管子18與蓋5或線圈殼體的封閉區(qū)域之間形成氣隙，流體可以通過(guò)該氣隙流至管子18與線圈殼體9之間形成的通道15中。然后，流體經(jīng)過(guò)通道15流向蓋4。在線圈殼體9與蓋4之間設(shè)有氣隙，流體最后可以通過(guò)該氣隙溢流到在線圈殼體與面狀加熱元件19之間形成的通道16中，該面狀加熱元件16同樣被設(shè)計(jì)成空心圓柱體。
[0099]然后，流體最后可以朝著蓋5的方向流動(dòng)。在面狀加熱元件19與蓋5或線圈殼體的封閉區(qū)域之間同樣設(shè)有氣隙，流體通過(guò)該氣隙再一次被轉(zhuǎn)向。流體沿著位于面狀加熱元件19與殼體3的內(nèi)壁之間的通道17又朝著蓋4的方向流動(dòng)。在面狀加熱元件19與該殼體內(nèi)壁之間可以設(shè)有另一面狀加熱元件20。
[0100]該面狀加熱元件20在這里將位于面狀加熱元件19與殼體3的殼體內(nèi)壁之間的通道17劃分成兩個(gè)較小的子通道17a和17b。為此，面狀加熱元件20例如可以具有交替突出的區(qū)域，這些區(qū)域是由面狀加熱元件20的圓柱形側(cè)面上的槽形成的。因此，流體沿相同方向同時(shí)在面狀加熱元件20的朝向面狀加熱元件19的一側(cè)和朝向殼體3的一側(cè)流過(guò)。在一種替代實(shí)施方式中，也可以在其它通道14、15、16中分別插入一個(gè)面狀加熱元件或者其它轉(zhuǎn)移元件，該轉(zhuǎn)移元件將相應(yīng)通道劃分成較小的子通道。
[0101]通過(guò)在蓋4中沿徑向設(shè)置的孔，流體最后可以通過(guò)在圖2中未示出的流體接口 7從加熱裝置I中流出。
[0102]線圈殼體9這樣設(shè)置在加熱裝置中:使得流體可以繞其兩側(cè)流動(dòng)。以這種方這式，在線圈8內(nèi)產(chǎn)生的熱量可以特別好地被流體帶走并且此外還以這種方式產(chǎn)生對(duì)流體的加熱效應(yīng)。
[0103]在線圈殼體9的朝向流體的外表面上可以有利地設(shè)置表面增大元件，比如渦流元件或者紊流元件。以這種方式，可以積極地影響流體流動(dòng)，使得加熱裝置I內(nèi)的面狀加熱元件與流體之間的熱傳遞得到改善。
[0104]在加熱裝置I中所示的元件，比如管子18或者由金屬材料構(gòu)成的面狀加熱元件19和20，可以基于感應(yīng)效應(yīng)而被加熱。在這里，熱量可以被傳遞到圍繞面狀加熱元件流動(dòng)的流體，由此對(duì)流體進(jìn)行加熱。
[0105]線圈8優(yōu)選通過(guò)電接觸件12與電壓源連接，以將交流電壓施加到線圈8上。以這種方式可以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該交變磁場(chǎng)可以對(duì)金屬元件，比如管子18和面狀加熱元件19、20進(jìn)行加熱。
[0106]圖3示出了如在圖1和2中已經(jīng)示出的加熱裝置I的分解圖。在圖3中特別可見(jiàn)，加熱裝置I的各個(gè)元件被設(shè)置成一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)之中。因此，流體接口 6以及7能夠插入蓋4的孔中并且與管子18以及面狀加熱元件19和面狀加熱元件20 —起裝入殼體2中。線圈殼體9和線圈8連同它們的電接觸件12可以類似地從相對(duì)側(cè)插入殼體2中。在殼體3的頂面上設(shè)有控制單元2，該控制單元用于給線圈8通電。
[0107]通過(guò)線圈殼體9的設(shè)計(jì)可以將線圈8與流經(jīng)加熱裝置I的流體完全地隔開(kāi)。以這種方式可以避免發(fā)生電路短接。此外，通過(guò)線圈8和被流體繞流的線圈殼體9的集成，還可以有利地將熱量從線圈傳遞到流體。
[0108]圖4示出了加熱裝置I的另一示意圖。
[0109]通過(guò)例如提供交流電壓給線圈8通電，可以在加熱裝置I內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。管子18和面狀加熱元件19、20都是由金屬材料構(gòu)成。
[0110]基于由線圈8產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，可以對(duì)管子18以及面狀加熱元件19、20進(jìn)行加熱。流體不僅可以在面狀加熱元件19、20上流過(guò)而且也可以在管子18上流過(guò)，該流體在流過(guò)時(shí)吸收面狀加熱元件19、20以及管子18的熱量。管子18構(gòu)成另一個(gè)面狀加熱元件。
[0111]面狀加熱元件18和20有利地由磁性材料構(gòu)成。以這種方式可以阻止由線圈8產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)在空間上延伸。為了盡可能使交變磁場(chǎng)對(duì)殼體3外部的影響最小，這是特別有利的。此外，通過(guò)由磁性材料構(gòu)成的管子18可以實(shí)現(xiàn)在加熱裝置I內(nèi)部具有一個(gè)無(wú)交變磁場(chǎng)的內(nèi)部區(qū)域。
[0112]為了盡可能避免與相鄰電氣或者電子系統(tǒng)發(fā)生不期望的相互影響，阻止交變磁場(chǎng)擴(kuò)散是特別有利的。此外，為了避免其它金屬材料無(wú)意地被加熱，這是有利的。此外，通過(guò)將交變磁場(chǎng)限制在預(yù)定的集中空間內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)加熱裝置I的更高的效率，因?yàn)橛捎诮蛔兇艌?chǎng)的散射而造成的損失更少。
[0113]在一種有利的實(shí)施方案中，殼體3可以由一種非金屬或者非導(dǎo)電且非磁性的材料，比如塑料構(gòu)成。這特別適用于最外面的面狀加熱元件20由一種磁性材料構(gòu)成的情況。那么，也就是說(shuō)，通過(guò)該面狀加熱元件20就已可以阻止絕大部分的交變磁場(chǎng)擴(kuò)散，由此避免與相鄰的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)發(fā)生不期望的相互影響。
[0114]在圖4中還示出了設(shè)置在管子18內(nèi)部并位于插入管子18中的芯軸31與管子18的內(nèi)壁之間的通道14。芯軸31可以被用于縮小通道14的液壓直徑。這可以主要地通過(guò)芯軸31的幾何設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)調(diào)整液壓直徑，可以優(yōu)化加熱裝置I內(nèi)的流動(dòng)特性。
[0115]此外，芯軸31 (特別是在其尖端上)可以具有溫度傳感器，該溫度傳感器可以檢測(cè)能夠在加熱裝置I內(nèi)流動(dòng)的并位于下蓋4的區(qū)域中的靠近流入位置或者流出位置6、7處的流體的溫度。
[0116]在管子18與上蓋5或線圈殼體的封閉區(qū)域之間形成徑向環(huán)繞的氣隙，流體可以通過(guò)該氣隙從通道14中流出。在線圈殼體9與下蓋4之間形成徑向環(huán)繞的氣隙33，流體可以通過(guò)該氣隙33從通道15流入通道16中。最后，在面狀加熱元件19與上蓋5或線圈殼體的封閉區(qū)域之間形成徑向環(huán)繞的氣隙30，流體可以通過(guò)該氣隙30從通道16溢流到通道17中。流體最后可以通過(guò)位于下蓋4的圓柱形部分的徑向邊緣表面上的徑向延伸的通道34從通道17流向流體接口 6、7之一并且在那里從加熱裝置I中流出。
[0117]圖5示出了加熱裝置I的剖視圖，其中，剖切面是沿著中央芯軸31的中軸線延伸。
[0118]在圖5的視圖中可看到在面狀加熱元件18、19及20之間形成的通道14、15、16和17。在圖5中通過(guò)多個(gè)箭頭示出了流經(jīng)加熱裝置I的可能的流道。在這里要注意，所示通道14、15、16及17分別被設(shè)計(jì)成徑向環(huán)繞地呈環(huán)形。相反的流通方向在替代實(shí)施方式中同樣是可以的。
[0119]流體圍繞管子18、線圈殼體9和面狀加熱元件19的各自的兩個(gè)圓柱形側(cè)面上對(duì)流。相反地，將通道17劃分為至少兩個(gè)子通道17a和17b的面狀加熱元件20的兩個(gè)圓柱形側(cè)面被順流式地繞流。
[0120]通過(guò)替代的設(shè)計(jì)方案，也可以提供其它區(qū)域以供流體圍繞該區(qū)域順流或者逆流。如圖1至5中所示的加熱裝置I的設(shè)計(jì)方案使得流體入口 6、7和流體出口 6、7設(shè)置在加熱裝置I的相同的軸向端部區(qū)域上。
[0121]在線圈8的徑向內(nèi)部通過(guò)管子18設(shè)有一個(gè)面狀加熱元件以及在線圈8的徑向外部設(shè)有兩個(gè)面狀加熱元件19、20。根據(jù)加熱裝置I內(nèi)的期望的功率分配，面狀加熱元件的分布也可以不同。由于將線圈8設(shè)計(jì)成空心圓柱形單元，因而特別是在線圈8的徑向內(nèi)部將產(chǎn)生特別強(qiáng)的交變磁場(chǎng)。
[0122]圖6示出了加熱裝置的部分視圖，其中，視角是沿著芯軸31的中軸線的方向?？梢钥吹矫鏍罴訜嵩?8、19和20與線圈殼體9之間的各個(gè)通道14、15、16和17的布置。如在上文中已經(jīng)表明的，通道14、15、16和17的液壓直徑可以通過(guò)引入轉(zhuǎn)移元件，比如芯軸31進(jìn)行調(diào)整。因此，可以優(yōu)化加熱裝置的流通。
[0123]在圖6的視圖中，特別是可以看到面狀加熱元件20的結(jié)構(gòu)。從圓柱形表面不僅沿徑向向外突出而且也沿徑向內(nèi)內(nèi)突出有多個(gè)部分，由此產(chǎn)生波浪形結(jié)構(gòu)。利用各個(gè)突出部分，面狀加熱元件20不僅貼靠在面狀加熱元件19的外表面上而且也貼靠在殼體3的內(nèi)表面上。
[0124]通過(guò)各個(gè)突出部分，在通道17內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)子通道，這些子通道能夠供流體流過(guò)。通過(guò)面狀加熱元件20的設(shè)計(jì)，可以影響通道17的液壓直徑進(jìn)而影響通道17內(nèi)的流動(dòng)特性。
[0125]有利地，最里面的面狀加熱元件18由一種鐵素體材料構(gòu)成，而中間的面狀加熱元件19由一種奧氏體材料構(gòu)成以及最外面的面狀加熱元件20由一種鐵素體材料構(gòu)成。
[0126]根據(jù)設(shè)置，在這里，總加熱功率的20 %到40 %的部分由里面的面狀加熱元件18產(chǎn)生，50%到70%的部分由中間的面狀加熱元件19產(chǎn)生以及5%到15%的部分由外面的面狀加熱元件20產(chǎn)生。鐵素體材料在這里適合用于阻止線圈8的交變磁場(chǎng)擴(kuò)散。
[0127]加熱裝置I的加熱功率有利地在3kW到7kW的范圍內(nèi)。在這種情況下，面狀加熱元件18、19、20優(yōu)選具有大約1dm2到25dm2的傳熱表面。面狀加熱元件18、19、20的材料厚度有利地為0.08mm到0.5mm，在這里優(yōu)選為0.3_。一種優(yōu)選材料是鋼材。
[0128]有利地，殼體3由一種鋁材制成并且具有1.5mm到3mm的材料厚度，在這里優(yōu)選為2mm的材料厚度。
[0129]在一種有利實(shí)施方式中，芯軸31具有6mm到15mm的直徑，在這里優(yōu)選為1mm的直徑。
[0130]通道14的寬度優(yōu)選為4mm到10mm，在這里大約為7mm。通道14的液壓直徑大約為8mm到20mm,優(yōu)選為14mm。
[0131]通道15的寬度優(yōu)選為3mm到7mm,在這里大約為5mm。通道15的液壓直徑大約為6mm 到 14mm,優(yōu)選為 10mnin
[0132]通道16的寬度優(yōu)選為2mm到6mm,在這里大約為4mm。通道16的液壓直徑大約為4mm到12mm,優(yōu)選為8_。
[0133]帶有插入的面狀加熱元件20的通道17被劃分成兩個(gè)子通道17a、17b。這兩個(gè)子通道中的其中一個(gè)子通道的寬度在這里為Omm到6mm,優(yōu)選為4mm,并具有范圍在Omm到12mm之間，在這里優(yōu)選大約為8_的液壓直徑。另一個(gè)子通道的寬度為0_到4_，在這里優(yōu)選大約為2mm,并且具有范圍在Omm到8mm之間,在這里優(yōu)選大約為4mm的液壓直徑。液壓直徑的數(shù)值在這里與異形的面狀加熱元件20有關(guān)。
[0134]所描述的數(shù)值與加熱裝置的【具體實(shí)施方式】有關(guān)。在替代的實(shí)施方式中，在所述數(shù)值范圍之外且與它們不同的尺寸設(shè)計(jì)也是可設(shè)想的。
[0135]作為上面描述的實(shí)施例的替代方案，第一通道14、15和/或第二通道16、17都可以一體形成而無(wú)需通過(guò)壁部連接?？商娲兀诓恐苯淤N靠在殼體3上或者貼靠在線圈殼體9上。因此，特別地，最外面的通道和/或最里面的通道也可以在面狀加熱元件18、19、20之間沒(méi)有中間壁部連接的條件下形成。那么，面狀加熱元件優(yōu)選直接貼靠在殼體3上或者貼靠在線圈殼體9上或者貼靠在另一個(gè)面狀加熱元件或者貼靠在另一個(gè)壁部上。
[0136]當(dāng)外面的面狀加熱元件緊靠中間的面狀加熱元件時(shí)，面狀加熱元件可以這樣設(shè)計(jì):使得這兩個(gè)面狀加熱元件相互貼靠并且相互連接或者這兩個(gè)元件被設(shè)計(jì)成雙金屬件或者以其它方式被設(shè)計(jì)成表面復(fù)合元件。
[0137]外面的面狀加熱元件在這里可以被設(shè)計(jì)成具有孔和/或呈波浪形，并且從而以整個(gè)面的方式和/或以點(diǎn)的方式貼靠在殼體3的壁部上或者貼靠在中間的面狀加熱元件的外壁上。
[0138]圖1至6的實(shí)施方式是示例性的并且用作說(shuō)明實(shí)用新型構(gòu)思。它們不具有任何限制性。實(shí)施例的各個(gè)特征可以相互組合。
【權(quán)利要求】
1.一種加熱裝置，該加熱裝置具有殼體(3)，在所述殼體(3)中設(shè)有具有流體入口(6、7)和流體出口(6、7)的流體通道，其中，在所述殼體(3)中設(shè)有產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的線圈(8)，所述線圈(8)通過(guò)線圈殼體(9)與所述流體通道密封地隔開(kāi)，其中，此外還設(shè)有至少一個(gè)金屬面狀加熱元件(18、19、20)，所述面狀加熱元件通過(guò)所述交變磁場(chǎng)被加熱，其中，所述至少一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)設(shè)置在所述流體通道中，其特征在于，所述流體通道至少被劃分為第一通道(14、15、16、17)和第二通道(14、15、16、17)，其中，界定所述通道(14、15、16、17)的壁部由所述線圈殼體(9)和/或由一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述流體通道和/或所述流體通道的各通道(14、15、16、17)被設(shè)計(jì)成環(huán)形，并且所述線圈殼體(9)和/或所述面狀加熱元件(18、19,20)被成形為空心圓柱形且具有彼此不同的直徑且相互插入。
3.如權(quán)利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，所述面狀加熱元件(18、19、20)和/或所述線圈(8)和/或所述線圈殼體(9)彼此同軸地設(shè)置。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的加熱裝置，其特征在于，至少一個(gè)面狀加熱元件(18)設(shè)置在所述線圈(8)的徑向內(nèi)部和/或至少一個(gè)面狀加熱元件(19、20)設(shè)置在所述線圈⑶的徑向外部。
5.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，流過(guò)兩個(gè)相互鄰接的通道(14、15、16、17)的流體以順流或者逆流的方式流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，至少一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)由磁性材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，至少一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)安裝在所述通道(14、15、16、17)中的其中一個(gè)通道中，其中，相應(yīng)通道(14、15、16、17)通過(guò)該面狀加熱元件(18、19、20)被劃分成兩個(gè)子通道(17a、17b)。
8.如權(quán)利要求7所述的加熱裝置，其特征在于，將所述通道(14、15、16、17)劃分成所述兩個(gè)子通道的所述面狀加熱元件(18、19、20)被順流式地繞流。
9.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)和/或所述線圈殼體(9)在它們被流體繞流的其中一個(gè)表面上具有渦流元件和/或紊流元件。
10.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)由一種與所述線圈(8)的材料相比具有更高電阻的材料構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，至少一個(gè)面狀加熱元件(18、19、20)具有至少一個(gè)孔，通過(guò)所述孔實(shí)現(xiàn)相互鄰接的通道(14、15、16、17、17a、17b)之間的流體轉(zhuǎn)移。
12.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，至少在所述通道(14、15、16、17)中的一個(gè)通道中引入用于對(duì)該通道(14、15、16、17)的液壓直徑進(jìn)行調(diào)整的元件(31)。
13.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，在所述線圈殼體(9)的內(nèi)部和/或外部設(shè)有溫度傳感器。
14.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，在相互鄰接的通道(14、15、16、17)中的壓力損失隨著所述加熱裝置內(nèi)的流動(dòng)路徑長(zhǎng)度的增加而增大或減小。
15.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，在相互鄰接的通道(14、15、16、17)中的壓力損失隨著所述加熱裝置內(nèi)的流動(dòng)路徑長(zhǎng)度的增加而持續(xù)增大。
16.如權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，設(shè)有第一面狀加熱元件(18)、第二面狀加熱元件(19)和第三面狀加熱元件(20)，其中，所述流體通道通過(guò)所述面狀加熱元件(18,19,20)被劃分成第一通道(14)、第二通道(15)、第三通道(16)和第四通道(17)，其中，所述通道中的一個(gè)通道(17)通過(guò)所述第三面狀加熱元件(20)劃分成兩個(gè)子通道。
17.如權(quán)利要求16所述的加熱裝置，其特征在于，所述第一面狀加熱元件(18)設(shè)置在所述線圈(8)的徑向內(nèi)部以及所述第二面狀加熱元件(19)和所述第三面狀加熱元件(20)設(shè)置在所述線圈(8)的徑向外部。
【文檔編號(hào)】H05B6/10GK204227674SQ201420325900
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】沃爾夫?qū)と郀柕? 卡爾-蓋德·克魯姆巴赫, 米夏埃爾·科爾, 馬蒂亞斯·斯塔萊因, 拉爾斯·赫佩, 卡斯騰·馬奎塞 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司, 貝洱海拉溫控系統(tǒng)公司