带旁路通道的流加热器的制作方法

带旁路通道的流加热器
1.本发明基于具有在权利要求1的前序部分中指定的特征的流加热器，例如从de102017121341b4已知的技术。
2.例如在汽车中需要流加热器，用以加热各种液体，特别是水或水溶液。车用流加热器的发展目标始终如一，为：紧凑的设计、低制造成本和高效率，从而可以在短时间内加热大量液体。
3.本发明的一个目的是在更大程度上实现这些目标。
4.该目的通过根据权利要求1的流加热器实现。本发明的有利改进是从属权利要求的主题。
5.机动车辆的水回路有时可能含有气泡，或者随着时间的推移会产生气泡。流加热器中的气泡会削弱从带有电加热电阻的加热板至液体的热传递，尤其是当气泡积聚在流加热器中时。在根据本发明的流加热器中，旁路通道抵消了气泡到达加热板或者甚至于后者上积聚的问题。
6.在根据本发明的流加热器中，加热板形成流体通道的加热段的壁。该加热段与旁路通道平行连接。因此，液体中可能存在的气泡可以从入口被引导至出口，而无需通过流体通道的加热段。
7.流体通道的平行连接应在流体的上下文中理解，因此“平行”(parallel)一词并不意味着旁路通道在几何上平行于流体通道的加热段。相反，“平行连接”(parallel connection)是指旁路通道从加热段上游的流体通道分支出来并与加热段下游的流体通道汇合。因此，在入口处进入流加热器的一部分液体流过流体通道的加热段到达出口，而另一部分则从入口流过旁路通道。流过流体通道的加热段的部分大于流过旁路通道的部分，优选地，至少10倍大。例如，旁路通道的流阻可以是流动通道的加热段的流阻的至少10倍。
8.当液体流过流体通道的加热段时，摩擦会导致压力损失。因此，旁路通道开始处的压力高于旁路通道末端处的压力。该压差可用于抽吸可能存在于旁路通道中的任何气泡。
9.在本发明的有利改进中，可以通过加宽入口与加热段之间的流动通道来增加压差。在本发明的相应实施例中，入口的横截面小于加热段的横截面。此外，如果加热段与出口之间的流动通道变窄，则压差会增加。这样，就可以实现于入口后流速降低，并于出口前流速再次升高。出口前比入口后更高的速度会导致压力差，从而可以通过旁路通道更有效地吸入任何可能存在的气泡。
10.流加热器旨在在操作中定向为使得旁路通道的起点位于流体通道的上壁上。然后重力会导致任何气泡上升，这样它们就可以更容易地进入旁路通道。
11.在本发明的一个实施例中，加热段可以为u形形状。然后加热段具有连接于一端的两条腿。可以实现这种形式的流动通道，例如，通过在两条腿之间设置分隔壁，该分隔壁连接至加热板。在这样的实施例中，液体可以沿着分隔壁的一侧向下流动，然后在分隔壁的另一侧向上流动。在这样的实施例中，旁路通道可以设置于分隔壁上端作为分隔壁中的开口，或者设置为直接连接u形流动通道的两个腿的上端的导管。
12.在本发明的一个实施例中，流动通道的加热段可以是加热板与导流板之间的间
隙，该导流板沿加热板延伸，例如平行延伸。例如，导流板可以由金属板制成。然后，旁路通道可以设置为在导流板的上侧中和/或在连接至导流板的下侧的中间壁的下侧中的凹槽。或者，导流板和内壁可以作为一个整体制成。在这两种情况下，旁路通道都可以被设置为穿过中间壁的孔。
13.在本发明的一个实施例中，中间壁可以具有非常大的壁厚，并且可以被设计为，诸如外壳盖的底部或降低的部分，或者外壳底板的升高的部分。中间壁具有与紧靠壁的导流板的上表面成直角测量的高度、在连接入口和出口的线的方向上测量的宽度或壁厚，以及与其高度和壁厚成直角的长度。在此，壁厚可以是壁高的数倍，也可以大于壁长。
14.在本发明的另一有利改进中，规定中间壁的厚度随着与入口的分离距离的增加而增加。通过这种方式，可以更好地引导流动，且可以避免涡流和滞流区的形成。
15.参考附图，在说明性实施例中解释了本发明的进一步细节和优点。这里：
16.图1示出了流加热器的分解图，
17.图2示出了从下方观察的连续流加热器的外壳；和，
18.图3示出了流加热器的简化截面图。
19.图1所示的流加热器具有外壳1，外壳1具有入口2和出口3。在所示实施例中，入口2和出口3并排设置于外壳1的同一侧；然而，入口2和出口3也可以设置于外壳的不同侧。
20.外壳1设置有加热板4和导流板5，加热板4承载例如以印刷导体路径形式的电加热电阻器。此外，外壳1中设置有具有控制电子装置的电路板6，该电路板可以通过外壳1提供的连接器端子7、8连接至电源电压和通信线路。外壳1的上方和下方用盖子9、10封闭。
21.在例如可以由金属制成的外壳1中，用于待加热液体流动的流动通道从入口2延伸至出口3。该流动通道的路线可以辅助图2和图3来最好地理解；图2显示了从下方(参照图1中所示的方向)观察的流加热器的外壳1，图3示意性地示出了流加热器的简化截面图。
22.例如可以由金属片制成的导流板5邻接中间壁11，中间壁11被设置于外壳1中的入口2和出口3之间。加热板4为流动通道的加热段的壁。在所示的实施例中，流动通道的加热段被设置为加热板4和导流板5之间的间隙，该加热板4可以具有散热片13。
23.在图1的方向中，间隙由导流板5的下表面和加热板4的上表面界定。在入口2和出口3处，流动通道在每种情况下都可以具有沿着导流板5的另一面延伸的段14，即沿着导流板5的上表面延伸的段14。
24.为了防止气泡在连续流加热器中积聚，旁路通道16在入口2与流动通道的加热段之间的某个点从流动通道分出，并在流动通道的加热段的下游重新连接至流动通道。由此，旁路通道与流动通道的加热段平行连接。在所示的实施例中，旁路通道由中间壁11的上表面中的凹槽提供，导流板5抵靠该凹槽。
25.中间壁11以其前表面11a和后表面11b界定流动通道的开始段和结束段。在此，在前表面11a和后表面11b之间测量的中间壁11的厚度可以随着离入口2的距离的增加而增加。以这种方式，抵消了涡旋和停滞区的形成。
26.流动通道于外壳1中在入口2与流动通道的加热段之间变宽。换言之，在入口2和间隙之间的流动通道具有比入口2更大的横截面积。这意味着液体在进入外壳1后流速降低。在加热段与出口3之间的区域，流动通道的截面积减小至出口3的截面积。
27.旁路通道16的流阻明显高于流动通道12的加热段，即加热板4和导流板5之间的间
隙，例如十倍或更多。以这种方式，可以确保只有一小部分液体流过旁路通道16。为了获得高流阻，将旁路通道16设计得窄是有利的。例如，旁路通道16在其最窄点处的横截面积可以不超过由间隙形成的流动通道12的加热段的横截面积的五分之一。
28.附图标记列表
29.1外壳
30.2入口
31.3出口
32.4加热板
33.5导流板
34.6电路载板
35.7连接器
36.8连接器
37.9盖子
38.10盖子
39.11中间壁
40.11a中间壁的前表面
41.11b中间壁的后表面
42.12流动通道
43.13散热片
44.14流动通道的段
45.16旁路通道。