CN110360746A - 电加热器装置 - Google Patents

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Abstract

一种电加热器装置包括：多个管道(21)，多个管道(21)通过预定间隙彼此堆叠为管道堆叠体(20)，流体在多个管道内流动；加热元件(30)，加热元件(30)布置在多个管道之间的间隙中；壳体(40)，壳体(40)容纳多个管道和加热元件，壳体与管道堆叠体分开形成；以及热阻结构(110、120、130、140、150、160、161、170)，热阻结构(110、120、130、140、150、160、161、170)增加管道堆叠体和壳体之间的热阻。

Description

电加热器装置
技术领域
本公开涉及一种电加热器装置。
背景技术
JP2018-152195描述了电加热器装置，该电加热器装置包括管状层压件、加热元件以及壳体，在管状层压件中，管道以预定间隙被堆叠用于流动水，加热元件布置在该间隙中，壳体用于容纳管状层压件和加热元件。在电加热器装置中，从加热元件发出的热量被传递至管道内流动的水，从而加热水。
发明内容
在管状层压件和壳体在电加热器装置中相互接触的情况下，当管道内的水被加热元件加热时，水的热量可以通过壳体传递至外部。由于其成为降低加热水的效率的因素，因此，这不是优选的。鉴于上述情况做出了本公开，其目的是提供一种电加热器装置，该电加热器装置能够提高加热流体的效率。
根据本公开的一个方面，一种电加热器装置包括：多个管道，多个管道通过预定间隙彼此堆叠为管道堆叠体，流体在多个管道内流动；加热元件，加热元件布置在多个管道之间的间隙中；壳体，壳体容纳多个管道和加热元件，壳体与管道堆叠体分开形成；以及热阻结构，热阻结构增加管道堆叠体和壳体之间的热阻。
因此，由于管道堆叠体和壳体之间的热阻被热阻结构增加，因此，在管道堆叠体的管道内流动的流体的热量不容易传递至壳体。由加热元件加热的流体的温度可以保持较高，从而提高加热流体的效率。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的电加热器装置的分解立体图。
图2是示出第一实施例的电加热器装置的平面图。
图3是示出沿图2的线III–III截取的端面结构的剖视图。
图4是示出根据第二实施例的电加热器装置的端面结构的剖视图。
图5是示出根据第三实施例的电加热器装置的端面结构的剖视图。
图6是示出根据第四实施例的电加热器装置的平面图。
图7是示出沿图6的线VII–VII截取的端面结构的剖视图。
具体实施方式
下文将参考附图描述实施例。为了便于理解，在可能的情况下，在附图中，相同的附图标记附于相同的元件，并且省略多余的说明。
第一实施例
参考图1描述第一实施例的电加热器装置10。电加热器装置10用于例如通过电加热在车辆的空调中循环通过加热器芯的水来升高加热器芯的温度。可以通过提高加热器芯的温度来提高吹入乘客席的空气温度，从而使乘客席的加热变得可能。在本实施例的电加热器装置10中，水作为要被加热的流体。
如图1所示，电加热器装置10包括管道堆叠体20、多个加热元件30、壳体40、按压构件50、开关元件60、基板80和上盖90。如图2所示，管道堆叠体20包括多个扁平管21，多个扁平管21在Y轴方向上通过预定的间隙彼此堆叠，水流过多个扁平管21。在下文中，在Y轴方向上的一个方向被称为“Y1方向”，相反的方向被称为“Y2方向”。进一步地，管道21的纵向方向被称为“X轴方向”。在X轴方向上的一个方向被称为“X1方向”，并且相反的方向被称为“X2方向”。进一步地，如图1所示，垂直于X轴方向和Y轴方向的方向被称为Z轴方向。在Z轴方向上的一个方向被称为“Z1方向”，并且相反的方向称为“Z2方向”。
每个管道21在X2方向上的端部分具有在Y1方向上突出的管状连接部分22a和在Y2方向上突出的管状连接部分22b。管道21在X2方向上的端部通过连接彼此相邻的管道21的连接部分22a和连接部分22b而彼此连通。每根管道21在X1方向上的端部分具有在Y1方向上突出的管状连接部分23a和在Y2方向上突出的管状连接部分23b。管道21在X1方向上的端部通过连接彼此相邻的管道21的连接部分23a和连接部分23b而彼此连通。
流入管道70在管道堆叠体20在Y1方向上的最末端部分处连接至管道21，而不是连接部分22a。流出管道71在管道堆叠体20在Y1方向上的最末端部分处连接至管道21，而不是连接部分23a。管道堆叠体20在Y2方向上的最末端部分处的管道21不具有连接部分22b、23b，并且相应的部分被闭合。
在管道堆叠体20中，流入流入管道70的水通过连接部分22a、22b被分配至每个管道21中，并且水在x1方向上在每个管道21中流动。流过每个管道21的水被连接部分23a、23b收集，然后流出流出管道71。
加热元件30布置在彼此相邻的管道21之间的间隙中。加热元件30在被供电时发热。流入每个管道21的水通过加热元件30和管道21之间的热交换被加热。如图1所示，壳体40具有矩形盒形状，在Z1方向上具有开口。管道堆叠体20和加热元件30被容纳在壳体40内。壳体40与管道堆叠体20和加热元件30分开形成，并且由具有高导热性的金属材料制成，例如铝。
壳体40的在Y1方向上的侧壁41具有U形的插入槽42、43，U形的插入槽42、43从上端表面在Z2方向上延伸。流入管道70插入插入槽42中。流出管道71插入插入槽43中。流入管道70和流出管道71通过相应的插入槽42、43从壳体40的内部延伸至外部。
环形垫片72布置在插入槽42中，以填充插入槽42的内周表面和流入管道70之间的间隙。类似地，环形垫片73布置在插入槽43中，以填充插入槽43的内周表面和流出管道71之间的间隙。如图2所示，壳体40具有与管道堆叠体20的在Y1方向上的最末端管道21接触的接触部分44。接触部分44由从插入槽42和插入超43之间的区域内的壳体40的侧壁41突出至壳体40中的厚部分形成。管道堆叠体20被按压构件50压靠在接触部分44上。
具体来说，按压构件50包括弹簧构件51和板构件52。板构件52与位于上管道堆叠体20在Y2方向上的最末端部分处的管道21表面接触。弹簧构件51由弯曲成弧形的板簧制成。弹簧构件51的中心部分与板构件52接触。弹簧构件51的各个端部分由固定至壳体40的柱状固定销45a和45b支撑。处于压缩状态的弹簧构件51插入固定销45a、45b和板构件52之间。因此，管道堆叠体20被从弹簧构件51经由板构件52施加的弹性力压靠在接触部分44上。结果，管道21和加热元件30紧密接触，从而可以增强它们之间的导热性。
阴螺纹部分46设置在壳体40的四个角上，并具有阴螺纹孔。如图1所示，螺栓91拧入内螺纹部分46，以将上盖90固定至壳体40。当上盖90装配至壳体40时，壳体40的开口被闭合。上盖90具有分别插入插入槽42、43中的突起92、93。突起92、93从上侧按压垫片72、73。
如图2所示，多个柱状阴螺纹部分47形成在壳体内部，每个阴螺纹部分47具有阴螺纹孔。如图1所示，螺栓81拧入阴螺纹部分47，以将基板80固定至壳体40。加热元件30和开关元件60安装在基板80上。开关元件60由IGBT，MOSFET等形成，并且接通/断开以向加热元件30供应电力/停止到加热元件30的电力。进一步地，用于检测电加热器装置10的各种状态(量)的传感器、用于控制开关元件60的控制装置等安装在基板80上。传感器包括例如用于检测流过管道堆叠体20的管道21的水的温度的温度传感器。控制装置基于温度传感器检测到的水的温度，通过接通/断开开关元件60来控制加热元件30的通电量。控制装置通过控制提供至加热元件30的电力控制由加热元件30产生的热量以调节水的温度。
如图3所示，壳体40具有在Z轴方向上与管道堆叠体20相对的底板部分48。肋110和肋120形成在底板部分48上，以在Z1方向上从壳体40朝向管道堆叠体20突出。扁平表面111形成在肋110在Z1方向上的尖端处，并且扁平表面121形成在肋120在Z1方向上的尖端处。管道21在X2方向上的端部分的底表面与扁平表面111相接触。管道21在X1方向上的端部分的底表面与扁平表面121相接触。通过肋110、120在壳体40的底板部分48和管道堆叠体20之间形成空间。
根据电加热器装置10，由于通过肋110、120可以在壳体40的底板部分48和管道堆叠体20之间形成空间，因此，与未设置肋110、120的情况相比，可以减小壳体40的底板部分48和管道堆叠体20之间的接触面积。因此，壳体40和管道堆叠体20之间的热阻可以增加。即，在本实施例的电加热器装置10中，肋110、120对应于热阻结构。由于管道堆叠体20和壳体40之间的热阻通过肋110和120而被增加，因此，在管道堆叠体20的管道21中流动的水的热量难以传递至壳体40。因此，由加热元件30加热的水的温度可以保持较高。因此，可以提高加热水的效率。
第二实施例
将描述电加热器装置10的第二实施例。在下文中，将主要描述与第一实施例的电加热器装置10的区别。
在第一实施例的电加热器装置10中，肋110、120形成在壳体40上。相反，在本实施例的电加热器装置10中，如图4所示，肋130和140形成在管道堆叠体20上。具体来说，肋130形成为从管道21在X2方向上的端部分的底表面朝向壳体40的底板部分48突出。肋140形成为从管道21在X1方向上的端部分的底表面朝向壳体40的底板部分48突出。通过肋130、140在壳体40的底板部分48和管道堆叠部20之间形成空间。
根据第二实施例的电加热器装置10，与第一实施例的电加热器装置10类似，可以增加壳体40和管道堆叠体20之间的热阻。即，在本实施例的电加热器装置10中，肋130和140对应于热阻结构。由于管道堆叠体20和壳体40之间的热阻被肋130和140增加，因此，在管道堆叠体20的管道21中流动的水的热量难以传递至壳体40。因此，由加热元件30加热的水的温度可以保持较高。因此，可以提高加热水的效率。
第三实施例
将描述电加热器装置10的第三实施例。在下文中，将主要描述与第一实施例的电加热器装置10的区别。
在第一实施例的电加热器装置10中，肋110、120形成在壳体40上。相反，在本实施例的电加热器装置10中，如图5所示，设置热传导抑制构件150以抑制管道堆叠体20与壳体40之间的热传导。热传导抑制构件150由例如隔热材料形成。
根据第三实施例的电加热器装置10，可以通过热传导抑制构件150增加壳体40和管道堆叠体20之间的热阻。即，在本实施例的电加热器装置10中，热传导抑制构件150对应于热阻结构。通过使用热传导抑制构件150增加管道堆叠体20和壳体40之间的热阻，在管道堆叠体20的管道21中流动的水的热量不太可能传递至壳体40。因此，由加热元件30加热的水的温度可以保持较高。因此，可以提高加热水的效率。
第四实施例
将描述电加热器装置10的第四实施例。在下文中，将主要描述与第一实施例的电加热器装置10的区别。
如图6所示，本实施例的电加热器装置10包括用于分别保持流入管道70、流出管道71和板构件52，以使得空间形成在壳体40的底板部分48和管道堆叠体20之间的保持构件160、161、170，而不是第一实施例的肋110、120。
具体来说，保持构件160设置于壳体40的底板部分48和流入管道70之间，并且保持流入管道70与壳体40的底板部分48分开。保持构件161设置于壳体40的底板部分48和流出管道71之间，并且保持流出管道71与壳体40的底板部分48分开。保持构件170设置于壳体40的底板部分48和板构件52之间，并且保持板构件52与壳体40的底板部分48分开。
如上所述，管道堆叠体20通过弹簧构件51的弹性力支撑于壳体40的接触部分44和板构件52之间。因此，由于管道堆叠体20的管道21与壳体40的接触部分44之间的摩擦力以及管道堆叠体20的管道21与板构件52之间的摩擦力，相对于壳体40和板构件52，不产生管道堆叠体20的位置位移。因此，由于保持构件160、161、170分别保持流入管道70、流出管道71和板构件52与壳体40的底板部分48分开，管道堆叠体20可以在与壳体40的底板部分48分开的状态下被支撑。即，在本实施例中，保持构件160、161和170对应于保持管道堆叠体20与壳体40的底板部分48分开的保持构件。
以这种方式，如图7所示，通过保持管道堆叠体20与壳体40的底板部分48分开，可以在壳体40的底板部分48与管道堆叠体20之间形成空间。因此，可以增加壳体40和管道堆叠体20之间的热阻。即，在本实施例的电加热器装置10中，保持构件160、161和170对应于热阻结构。因此，在管道堆叠体20的管道21中流动的水的热量不太可能传递至壳体40，从而，由加热元件30加热的水的温度可以保持较高。因此，可以提高加热水的效率。
其他实施例
电加热器装置10可以加热除水以外的适当流体。
本公开不限于上述具体示例。只要修改的具体示例具有本公开的特征，本领域技术人员在设计上适当修改的上述具体示例也包括在本公开的范围内。包括在上述每个具体示例中的每个元件，以及元件的位置、条件、形状等不限于图示的那些，并且可以适当地修改。只要没有技术不一致发生，包括在每个上述具体示例中的元件的组合都可以被适当地修改。

Claims (5)

1.一种电加热器装置，其特征在于，包括：
多个管道(21)，所述多个管道(21)通过预定间隙彼此堆叠成管道堆叠体(20)，流体在所述多个管道内流动；
加热元件(30)，所述加热元件(30)被布置在所述多个管道之间的所述间隙中；
壳体(40)，所述壳体(40)容纳所述多个管道和所述加热元件，所述壳体与所述管道堆叠体分开形成；以及
热阻结构(110、120、130、140、150、160、161、170)，所述热阻结构(110、120、130、140、150、160、161、170)增加所述管道堆叠体和所述壳体之间的热阻。
2.根据权利要求1所述的电加热器装置，其特征在于，其中，
所述热阻结构包括朝向所述管道堆叠体突出的所述壳体的肋(110、120)。
3.根据权利要求1所述的电加热器装置，其特征在于，其中，
所述热阻结构包括朝向所述壳体突出的所述管道堆叠体的肋(130、140)。
4.根据权利要求1所述的电加热器装置，其特征在于，其中，
所述热阻结构包括热传导抑制构件(150)，所述热传导抑制构件(150)被布置在所述管道堆叠体和所述壳体之间，以抑制所述管道堆叠体和所述壳体之间的热传导。
5.根据权利要求1所述的电加热器装置，其特征在于，其中，
所述热阻结构包括保持构件(160、161、170)，所述保持构件(160、161、170)保持所述管道堆叠体与所述壳体分开。
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