CN110291344A - 电加热设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的电加热设备、特别是驻车加热器，所述电加热设备包括用于接收和引导液体、特别是水的容区(11)、液体入口(19)和液体出口(20)，使得液体能够通过液体入口(19)流入容区(11)并能够通过液体出口(20)流出容区(11)；至少一个加热元件(12)、特别是加热电阻器布置在容区(11)中；设有至少一个偏移装置(14)、特别是至少一个分隔壁设置成使得从液体入口(19)流到液体出口(20)的液体偏移，从而增大流动路径的长度。

Description

电加热设备
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的电加热设备、特别是驻车加热器并且涉及一种用于操作加热设备的方法。
背景技术
用于机动车辆的电加热设备、例如驻车加热器是众所周知的。驻车加热器通常具有带有主流动方向的载水区域(容区)。此外，水连接部配属于载水区域，这使得可以将水供入和送出载水区域。为了继续操作这种驻车加热器，通常必需使得可进行排气。在这种情况下，可用的安装空间的使用被认为是值得改进的。
发明内容
因此，本发明的目的是能够高效地使用机动车辆中的可用的安装空间。
该目的通过权利要求1的特征来实现。
特别地，该目的通过一种用于机动车辆(例如汽车或卡车)的电加热设备、特别是驻车加热器来实现，所述电加热设备包括用于接收和引导液体、特别是水的容区、液体入口和液体出口，使得液体能够通过液体入口流入容区并能够通过液体出口流出，其中，至少一个(电)加热元件、特别是(电)加热电阻器布置在容区中，其中，设有至少一个偏移装置、特别是至少一个分隔壁设置，使得从液体入口流到液体出口的液体偏移(从而与不具有这种偏移装置的电加热设备相比形成增长的流动路径)。
容区(载水区域)优选地由容器形成，加热元件、或特别是加热电阻器(至少部分地)布置在所述容器中。容区或容器尤其可构造成长方体(可选地具有滚圆的边缘)或(圆-)筒形。容器可选择性地与偏移装置(优选地一体地)形成为一体件。作为替代方案，容器可包括多个元件和/或容器与偏移装置可由单独的部件形成。容区可(至少部分地)由金属和/或塑料制成。液体入口和/或出口优选地具有圆形横截面。加热元件尤其旨在表示能够加热容区中的液体的元件，使得当从液体出口排出时液体的温度相对于通过液体入口进入时的温度升高。这种加热元件优选为密封的(即，特别地形成为不具有集成在其中的流体通道)。加热元件优选为(电)加热电阻器，即在施加电流时被加热的结构，在这种情况下，热量可在此被消散至容区中的液体。加热元件布置在容区中尤其旨在表示加热元件伸入容区的内部空间中的布置。然而，这也可以是下述布置，其中加热元件布置在容区的壁的内表面上或者由壁本身限定。在一个具体实施例中，提供恰好一个液体入口和一个液体出口。还可设想，提供多于一个液体入口和/或多于一个的液体出口。通过偏移装置偏移特别是指液体入口和液体出口之间的直接路径至少部分地被偏移装置阻挡，使得液体至少部分地被迫使进入绕行路径，以便在流经容区时从液体入口流到液体出口。这并不意味着排除流过容区的液体的至少一小部分也可在从液体入口到液体出口的直接路径上流动(例如通过偏移装置中的狭窄开口，所述开口允许液体中的至少一小部分从液体入口流到液体出口而无需绕行路径)的可能性。然而，液体中的至少大部分应通过偏移装置被迫使进入绕行路径。该绕行路径应优选为液体入口和液体出口之间的(潜在)直接路径的至少两倍、优选地至少四倍大。在特定配置中，偏移装置可在两个相对的壁区段之间的距离的至少25％、更优选地至少50％上延伸(例如，平行延伸)。在例如(圆-)筒形构造的情况下，偏移装置可优选地在圆筒长度的至少25％、特别是至少50％上延伸。
本发明的一个关键概念是通过偏移装置迫使流过容区的流体进入一路径，从而(至少部分地)防止液体从液体入口到液体出口的“短路”。以这种方式(至少与安装方位无关地)，加热元件可很好地(至少基本上完全地)并以限定的方式绕流。因此，绕加热元件流动的性质(至少基本上)与安装方位无关。然而，可以在不同的(例如两个或三个不同的)安装方位中进行充分的排气。总之，因此可更高效地使用可用的安装空间(通过电加热设备的相应定向)。总的来说，电加热设备可以可变地使用。
根据本发明的一个独立方面(可优选地与上述方面结合)，该目的通过一种用于机动车辆的电加热设备(特别是驻车加热器)来实现，所述电加热设备优选为上述类型的电加热设备，电加热设备包括用于接收和引导液体、特别是水的容区、液体入口和液体出口，使得液体可通过液体入口流入容区中并且可通过液体出口流出，其中，加热电阻器布置在容区中，其中，电加热设备构造成能够以至少两个、优选地至少三个不同的安装方位安装和排气。根据本发明的一个基本构思，提出了一种电加热设备，其构造成使得其在不同的安装方位(持续地)运行、特别是可排气。此外，电加热设备旨在构造成能够在多个安装方位(高效地)操作，即可进行相应的热传递。最后，电加热设备还构造成能够以不同的安装方位(安装方向)安装。这设想同样允许以多个安装方位(安装方向)安装的相应的安装装置。在这种情况下，应该记住，不同的力作用在不同的安装方位，因为重力始终指向下方。由此，首先可以使第一安装方位成为可能。通过将电加热设备从第一安装方位旋转90度，可以可选地达到第二安装方位。通过从第二安装方位围绕第二(不同)轴线旋转90度可以达到可选的第三安装方位。第二轴线优选地垂直于第一轴线。例如，第一轴线可平行于电设备的纵向尺度，第二轴线可垂直于电设备(即，横向地延伸)。在现有技术的电加热设备、特别是电驻车加热器中，特别是通流的配置类型以及水连接部的布置阻止实现加热设备的不同安装方位。根据本发明，现在克服了这种限制。通常，不同的安装方位旨在表示电加热设备相对于重力矢量的不同取向。
偏移装置(偏移元件，特别是分隔壁)可以由金属制成和/或构造成板的形式或构造为板。偏移元件可至少部分地是(优选直的)金属板。偏移元件的基本轮廓可以是方形的。
偏移装置(偏移元件)可与加热元件间隔开，即不连接至至少一个或多个或所有加热元件，特别是不与至少一个或多个或所有加热元件相接触。
偏移装置可在近端处安装在电加热设备内，特别是安装在电加热设备的壳体或壳体部分上。远端优选为自由的。
优选地，液体入口和液体出口彼此相邻地布置。替代地或附加地，液体入口和液体出口可布置在电加热设备(或形成容区的容器)的同一侧(例如在同一壁、特别是侧壁中)。“彼此相邻”特别地表示液体入口和液体出口之间的距离小于5cm。例如，液体入口和液体出口可布置在电加热设备(或容区)的纵向延伸的壁上，特别是这种纵向壁的一端部上，在这种情况下，该端部可以由纵向尺度的20％范围(从端部边缘看)限定。通过这种布置，一方面可以在不同的安装方位高效地进行排气，同时电加热设备可以高效地操作，因为在不同的安装方位中通过偏移装置确保足够的绕加热元件的流动。总的来说，可以在不同的安装方位进行高效的操作，即高效利用可用的安装空间。
液体入口和液体出口可彼此间隔的距离(明显)小于容区内的两点之间的最大可能距离、例如小于该最大可能距离的一半、优选地小于该最大可能距离的四分之一、优选地小于该最大可能距离的八分之一。例如，在(完美)长方体的情况下，最大可能距离将对应于空间对角线。
优选地，在至少三个不同的安装方位，液体出口可布置在与液体入口相同的高度处或在液体入口上方。在一个具体实施例中，液体出口可以在两个安装方位布置在液体入口的高度处，并且在第三安装方位布置在液体入口的上方。通过这种方式，可在三个不同的安装方位以直接的方式实现有效的操作和排气。
如果液体出口和液体入口布置在容区的同一壁上(优选地，在长方体的情况下布置在同一侧壁上或在圆柱体的情况下布置在侧向面上)，液体出口和液体入口优选地布置在该壁的相同高度处，或者布置成使得液体入口与液体出口之间的连接直线平行于壁边界延伸。
通过偏移装置增长的流动路径是液体入口与液体出口之间的距离的至少两倍、优选至少四倍、更优选至少八倍、甚至更优选地十六倍。
优选地，偏移装置在容区内在容区的(纵向)尺度的至少50％、优选地至少80％、更优选地至少90％和/或至多95％、优选地至多92％上延伸。
在一个具体实施例中，偏移装置将容区分成至少两个子容区，所述子容区优选地通过至少一个或恰好一个连接开口彼此连接。连接开口可比液体出口(距离液体入口)更远离液体入口。替代地或附加地，加热元件或加热元件的一区段可布置在两个子容区中。由偏移装置(分隔壁)限定的分隔表面优选地具有在至多20％、更多优选地至多10％(的面积)上的一个或多个开口。换句话说，分隔表面大致是密封的。在一个具体实施例中，子容区之间可设有仅位于偏移装置的(远离液体入口的)远端处的通路。然而，可选地，(至少较小的)通路也可布置在液体入口的方向上，例如以便改善排气和/或流到加热元件的各个区域上。
偏移装置(分隔壁)可布置和定向成使得液体输送结构的与偏移装置的纵向尺度垂直的横截面从液体入口和/或液体出口开始以漏斗形变窄或变宽。偏移装置(分隔壁)可从第一侧对角地延伸到第二侧(相对侧，可选地平行延伸的第二侧。通过这种(以漏斗的形状)变窄或变宽，可以有效地实现通过容区的流动(即使在不同的安装方位)，这总体上提高了效率。
限定容区的壳体和偏移装置可制造为一体式(整体式)构件。以这种方式，可降低生产成本并且可避免(附加的)密封位置。
优选地，提供至少一个管状加热体和/或至少一个层式加热器作为加热元件或加热元件的一部分。管状加热体尤其可理解为(任选地密封的，即没有内部流体通道的)电导体的曲折和/或螺旋和/或盘旋形轮廓。层式加热器尤其是下述加热元件，其中电导体扁平地(例如，在至少5cm2或10cm2上)施加到支撑件(例如壳体内壁)上并且具有施加到其上的用于加热的电流。例如，在这方面，参考WO 2013/186106A1和WO 2013/030048A1。其中描述了包括在施加电压(或电流)时被加热的电加热层的加热器。管状加热体的使用尤其可实现易于制造的几何形状。
上述目的另外通过一种机动车辆来实现，该机动车辆包括上述类型的电加热设备。
该目的另外通过一种用于操作上述类型的加热设备或上述类型的机动车辆的加热设备的方法来实现，其中，液体通过液体入口流入并以升高的温度从液体出口流出。流出容区的液体优选地用于加热机动车辆的内部、特别是乘客座椅，和/或加热(或预热)推进元件、特别是发动机。
根据本发明的另一方面，提出了上述类型的加热设备的用途，所述加热设备用作预热装置和/或辅助加热装置、特别是作为驻车加热器。
加热元件(电加热电阻器)可借助于机动车辆的电流供应(例如车辆电池)和/或借助(外部)电网来供应电流。
子容区相应地占(总)容区的至少10％、优选地至少20％、更优选地至少40％。
容区可包括至少200cm3、优选1000cm3。此外，容区(在纵向尺度上)可以是至少5cm、优选至少12cm长。上限可以是40cm、优选地30cm。宽度和/或深度和/或(例如在筒形实施例的情况下)直径可例如至少为4cm、优选地至少为6cm。相应的上限可以是12cm、优选地8cm。
为了以安装方位安装，电加热设备优选地包括相应的紧固装置(例如孔)。
附图说明
下面借助于示例性实施例描述本发明，将借助附图更详细地解释本发明，附图中：
图1示出了根据本发明的加热设备的示意斜视图；
图2示出了根据图1的加热设备的侧视图(其中壁被部分透明地表示或省略)。
具体实施方式
在下面的描述中，相同的附图标记用于相同的部件和具有相同效果的部件。
图1示出了根据本发明的加热设备的示意性斜视图(未示出可在图2中看到的壁元件22，使得可部分地看到电加热设备的内部)。加热设备的壳体10构造成(近似)长方体(具有滚圆的边缘)，使得由壳体10限定的相应的容区11也构造成长方体(具有滚圆的边缘)。在容区11之内，设有加热元件12，所述加热元件12在本示例性实施例中包括管状加热体。在存在电流的情况下，该管状加热体13被加热，从而可加热容区11中的液体(水)。
容区11被分隔壁14(分隔金属板)分为两个子容区15、16。在这种情况下，分隔壁14从一个(纵向)侧壁17对角地(倾斜地)延伸到相对的侧壁18。在侧壁17上，设有液体入口19和液体出口20(具体地，对于壳体10的纵向尺度而言彼此相邻)。具体地，液体入口19和液体出口20位于侧壁17的端部区段21中。作为替代方案，液体入口也可布置在附图标记20处，而液体出口可布置在附图标记19处。
还可以看到孔21，这使得可以安装加热装置。
图2示出了根据图1的电加热装置的侧视图，一些元件(特别是壁)被透明地表示。特别地，从图2中可以看出，电加热电阻器(加热元件)12(几乎)在容区的整个纵向尺度上延伸(至少在该纵向尺度的90％上延伸)。因此，加热电阻器从一个壁22，通过加热元件端子23，(几乎)延伸到相对的壁23。分隔壁14的远端24同样在图2中示出。此外可以看出，分隔壁14从壁22远离地(在超过容区的纵向尺度的3/4上)延伸到容区中，但是优选地不比加热元件12延伸得更远。在任何情况下，液体可绕远端24通过连接开口25从一个子容区流到另一个子容区中，使得液体可从液体入口19流到液体出口20。
图1和图2示出了第一安装方位(水平)，其中水连接部(液体入口19和液体出口20)布置在侧壁17的(在这种情况下限定了容区或载水区域的上侧的)一端处。
在第二(可能的)安装方位(绕纵轴线旋转90度)，水连接部相对于载水区域(容区)侧向地定位(于在此竖直定向的壁上)，液体出口位于液体入口上方。
在第三(可能的)安装方位(“竖直”；从水平安装方位绕横向轴线旋转90度)，水连接部(液体入口19和液体出口20)侧向地布置在容区(载水区域)的上端处。容区11被分为子容区15、16的事实确保了液体(水)不直接从液体入口流到液体出口20进而避开加热元件12。通过分隔壁14(分隔金属板)使分隔成为可能。分隔壁14优选地由金属制成，并构造成板的形式(分隔壁的厚度优选地小于4mm，更优选地小于2mm)。偏移元件(分隔壁14)布置在两个水连接部(液体入口19和液体出口20)之间，并且偏移元件将载水区域(容区)分成两部分。用于流过分隔壁14或绕分隔壁14流动的凹部可以可选地仅设置在距离水连接部最远的区域中(即，在水平安装方位的最底部)，使得水必须绕整个加热元件流动。然而，为了排气或为了受控地流动到加热元件的各个区域上，也可在一定程度上在分隔壁14(分隔金属板)中提供另外的通路。
在这一点上，应指出的是，对于本发明而言重要的是要求保护上述所有部件本身或以任何组合、特别是附图中所示的细节。其变体是本领域技术人员熟悉的。
附图标记列表
10 壳体
11 容区
12 加热元件
13 管状加热体
14 偏移装置(分隔壁)
15 子容区
16 子容区
17 侧壁
18 侧壁
19 液体入口
20 液体出口
21 孔
22 壁
23 壁
24 远端
25 连接开口

Claims (13)

1.一种用于机动车辆的电加热设备、特别是驻车加热器，所述电加热设备包括用于接收和引导液体、特别是水的容区(11)、液体入口(19)和液体出口(20)，使得液体能够通过液体入口(19)流入容区(11)并能够通过液体出口(20)流出，
其中，至少一个加热元件(12)、特别是加热电阻器布置在容区(11)中，
其中，设有至少一个偏移装置(14)、特别是至少一个分隔壁设置，使得从液体入口(19)流到液体出口(20)的液体偏移，从而形成增长的流动路径。
2.一种用于机动车辆的电加热设备、特别是驻车加热器，所述电加热设备优选为根据权利要求1所述的电加热设备，电加热设备包括用于接收和引导液体、特别是水的容区(11)、液体入口(19)和液体出口(20)，使得液体能够通过液体入口(19)流入容区(11)并能够通过液体出口(20)流出，
其中，加热元件(12)、特别是加热电阻器布置在容区(11)中，
其中，电加热设备构造成能够以至少两个、优选地至少三个不同的安装方位安装和排气。
3.根据权利要求1或2的电加热设备，
其特征在于，
液体入口(19)和液体出口(20)彼此相邻地布置和/或布置在电加热设备的同一侧上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电加热设备，
其特征在于，
液体入口(19)和液体出口(20)彼此间隔的距离明显小于容区内的两点之间的最大可能距离、例如小于该最大可能距离的一半、优选地小于该最大可能距离的四分之一。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电加热设备，
其特征在于，
在至少三个不同的安装方位，液体出口(20)位于与液体入口(19)同一高度处或高于液体入口(19)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电加热设备，
其特征在于，
由偏移装置(14)增长的流动路径是液体入口(19)与液体出口(20)之间的距离的至少两倍、优选至少四倍、更优选至少八倍。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电加热设备，
其特征在于，
偏移装置(14)将容区(11)分隔成至少两个子容区(15、16)，所述子容区通过至少一个或恰好一个连接开口(25)彼此连接，连接开口(25)优选地比液体出口(20)更远离液体入口(19)，和/或加热元件(12)或加热元件(12)的一区段优选地布置在两个子容区(15、16)中。
8.根据前述权利要求中任一项的电加热设备，
其特征在于，
偏移装置(14)、特别是分隔壁布置和定向成使得液体输送结构的与偏移装置(14)的纵向尺度垂直的横截面从液体入口(19)和/或液体出口(20)开始以漏斗形变窄或变宽，和/或
偏移装置(14)、特别是分隔壁从第一侧对角地延伸到第二侧。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电加热设备，
其特征在于，
至少一个管状加热体和/或至少一个层式加热器设置为加热元件(12)或加热元件(12)的一部分。
10.一种机动车辆，其包括根据前述权利要求中任一项所述的电加热设备。
11.一种用于操作根据前述权利要求1-9中任一项所述的用于根据权利要求10所述的机动车辆的加热设备的方法，其中，液体通过液体入口(19)流入并且以升高的温度从液体出口(20)流出。
12.根据权利要求11所述的方法，
其特征在于，
流出容区(11)的液体用于加热机动车辆的内部、特别是乘客座椅，和/或加热推进元件、特别是发动机。
13.一种根据前述权利要求1-9中任一项所述的加热设备的用途，所述加热设备用作预热装置和/或辅助加热装置，特别是用作驻车加热装置。
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