CN117715773A - 流体加热加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明的特征在于包括：主体，该主体设置有板状的分隔壁部；电路板，该电路板位于分隔壁部的一个表面上；发热板，该发热板定位成面向分隔壁部的另一表面；汇流条，该汇流条将发热板和电路板电连接；以及流动路径，该流动路径位于分隔壁部和发热板之间。流动路径包括多个直线流动路径和多个弯曲流动路径，并且在形成流动路径的分隔壁部和发热板当中的至少一者上布置有多个散热翅片。

Description

流体加热加热器
技术领域
本发明涉及流体加热加热器，并且更具体地，涉及具有提高的热辐射功能的流体加热加热器。
背景技术
目前，最常见的车辆使用发动机作为驱动源。发动机采用汽油、柴油等作为能源，这些能源具有诸如环境污染以及减少石油储量等的各种问题。因此，对新能源的需求逐渐出现，并且使用新能源的车辆(诸如电动车辆)正被开发或正达到实际使用阶段。
然而，由于电动车辆不具有像发动机一样产生大量热量的热源，所以需要安装要在车辆空调系统中使用的附加热源。
安装在传统电动车辆中的热源包括热泵和电加热器等，其中，电加热器被广泛使用，因为它们可以在不显著改变现有空调系统的设计的情况下使用。电加热器主要分为空气加热加热器和流体加热加热器(或冷却水加热器)，空气加热加热器直接加热吹入车辆中的空气，流体加热加热器通过加热与空气交换热量的冷却水来间接加热空气。
[相关技术]
(专利文献1)韩国公开专利No.10-2018-0005410(2018年1月16日，冷却水加热器)
发明内容
技术问题
本发明旨在通过提高热辐射性能来提高产品的热传递效率。
本发明还旨在提高流体加热加热器的耐久性。
本发明要解决的目的不限于上述目的，本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解未在上文中描述的其它目的。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种流体加热加热器，所述流体加热加热器包括：主体，所述主体包括具有板状的分隔壁部；加热板，所述加热板定位成面向所述分隔壁部的另一表面；电路板，所述电路板设置在所述分隔壁部的一个表面上；汇流条，所述汇流条将所述加热板和所述电路板电连接；以及流动路径，所述流动路径设置在所述分隔壁部和所述加热板之间，其中，所述流动路径包括多个直线流动路径和多个弯曲流动路径，并且在形成所述流动路径的所述分隔壁部和所述加热板的至少一侧设置有多个散热翅片。
优选地，流动路径可以包括多个直线部分和多个弯曲部分。
优选地，转向叶片可以设置在弯曲部分之间的设置成面向弯曲部分的内表面的空间中。
优选地，从转向叶片的中心线到出口的长度可以形成为大于从转向叶片的中心线到入口的长度。
优选地，出口处的转向叶片可以形成为平行于直线部分的形成方向。
优选地，至少一个引导叶片可以设置在转向叶片和弯曲部分之间。
优选地，引导叶片可以与弯曲部分具有相同的曲率。
优选地，散热翅片可以设置在直线流动路径上。
优选地，散热翅片可以以Z字形方式设置。
优选地，散热翅片可以是具有圆形截面的柱。
优选地，散热翅片可以是具有雨滴形的截面的柱。
优选地，散热翅片可以是具有菱形截面的柱。
优选地，流动路径可以具有流入口和流出口，并且散热翅片可以设置成朝向流出口延伸。
优选地，引导叶片可以设置为多个引导叶片，并且垂直于直线部分设置的多个散热翅片之间的距离可以形成为大于引导叶片之间的距离。
有益效果
根据实施方式，由于隔板用作肋，因此存在最小化产品的变形并降低冷却水泄漏的风险的效果。
此外，由于散热性能提高，因此存在提高产品的热传递效率的效果。
另外，由于加热元件的热能容易传递到冷却水，因此存在通过降低加热元件的温度来提高耐久性的效果。
本发明的各种有益优点和效果不限于上述内容，并且可以在描述本发明的具体实施方式的过程中更容易地理解。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施方式的流体加热加热器的立体图。
图2和图3是图1的分解立体图。
图4是示出第一盖与图1中的流体加热加热器分离的状态的正视图。
图5是示出第二盖与图1中的流体加热加热器分离的状态的后视图。
图6是沿着图1中的线A-A的截面图。
图7是沿着图1中的线B-B的截面图。
图8是图2的主体的正视图。
图9是图2的主体的后视图。
图10是示出作为图1的部件的加热板的结构的图。
图11是图10中所示的散热翅片的效果分析材料的图。
图12是图10中的弯管部的散热结构和效果分析材料的图。
图13是示出根据本发明的实施方式的结构改进的效果的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
然而，本发明的技术精神不限于将描述的一些实施方式，并且可以以各种不同的形式实现，并且可以在本发明的技术精神的范围内选择性地组合、替换和使用实施方式的一个或更多个部件。
此外，除非上下文另外明确和具体定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)可以被解释为具有本领域技术人员通常理解的含义，并且通常使用的术语(诸如在常用词典中定义的术语)的含义将考虑相关领域的上下文含义来解释。
此外，在本发明的实施方式中使用的术语仅在描述性意义上考虑，而不限制本发明。
在本说明书中，除非上下文另外特别指出，否则单数形式包括复数形式，并且在描述“A、B和C当中的至少一者(或一者或更多者)”的情况下，这可以包括A、B和C的所有可能组合中的至少一个组合。
此外，在本发明的部件的描述中，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”的术语。
术语仅是为了将一个部件与另一个部件区分开，并且部件的本质、顺序等不受术语的限制。
此外，应当理解，当第一部件被称为“连接”或“联接”到第二部件时，这样的描述可以包括第一部件直接连接或联接到第二部件的情况，以及第一部件连接或联接到第二部件并且在它们之间设置有第三部件的情况。
另外，当第一部件被描述为形成或设置在第二部件“上”或“下方”时，这种描述包括两个部件形成或设置成彼此直接接触的情况和一个或更多个其它部件插设在两个部件之间的情况。此外，当第一部件被描述为形成在第二部件“上”或“下方”时，这种描述可以包括第一部件相对于第二部件形成在上侧或下侧处的情况。
在下文中，当参考附图详细描述实施方式时，相同或对应于彼此的部件将在所有附图中由相同或对应的附图标记表示，并且将省略多余的描述。
图1至图13是示出主要特征部件的图，以便清楚地理解本发明的构思，并且结果，预期附图的各种变型，并且本发明的范围不需要受附图中所示的特定形状的限制。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的流体加热加热器的立体图，图2和图3是图1的分解立体图。图4是示出第一盖与图1中的流体加热加热器分离的状态的正视图，图5是示出第二盖与图1中的流体加热加热器分离的状态的后视图。
参照图1至图5，根据本发明的一个实施方式的流体加热加热器10可以包括主体100、第一盖210、第二盖220、加热板230、电路板300和汇流条400，并且还可以包括第一连接器310、第二连接器320、电子元件330和340和/或水温传感器350。
主体100可以包括分隔壁部110、第一侧壁部120、第二侧壁部130和一对突出部150。
分隔壁部110可以具有包括一个表面和与该一个表面相对的另一表面的板形。
第一侧壁部120可以设置在分隔壁部110的一个表面上，第二侧壁部130可以设置在分隔壁部110的另一表面上。
该对突出部150可以设置在分隔壁部110的一个表面上。该对突出部150可以联接到流体供应管160和流体排放管170。
流体供应管160可以将流体供应到流动路径235，并且流体排放管170可以从流动路径235排放流体。
第一盖210可以通过诸如螺栓的紧固构件联接到第一侧壁部120，并且可以在主体100的前部中形成第一容纳空间。第二盖220可以通过诸如螺栓的紧固构件联接到第二侧壁部130，并且可以在主体100后面形成第二容纳空间。在第一盖210与主体100之间、第二盖220与加热板230之间以及加热板230与主体100之间可以插设有用于提高水密性的密封件S，例如O形环。
加热板230可以定位成面向分隔壁部110的另一表面。例如，流动路径235的直线部分和弯曲部分可以与分隔壁部110的另一表面接触。
加热板230和第二盖220可以通过诸如螺栓的紧固构件联接到第二侧壁部130。第二侧壁部130可以包括阶梯状的边缘部分131，以允许加热板230被插入到第二侧壁部130中。边缘部分131可以沿着第二侧壁部130的边缘突出以支撑加热板230的侧表面。
电路板300可以设置在第一侧壁部120内部。另外，电路板300可以通过诸如螺栓的紧固构件联接到从分隔壁部110的一个表面突出的多个立柱111。因此，电路板300可以设置成与分隔壁部110的一个表面间隔开，并且可以在电路板300与分隔壁部110的一个表面之间确保电子元件330和340设置在其中的空间。
第一连接器310和第二连接器320可以穿过第一侧壁部120以电连接外部电源(未示出)和电路板300。第一连接器310可以是高电压连接器(HV连接器)，并且第二连接器320可以是低电压连接器(LV连接器)。电路板300可以通过第一连接器310和第二连接器320从外部电源接收电力。
电子元件330和340可以设置在形成在分隔壁部110的一个表面上的安置凹槽112或平台113中。因此，电子元件330和340可以与沿着流动路径141流动的流体交换热量，其中分隔壁部110插设在电子元件330和340与流动路径141之间。因此，可以防止电子元件330和340的过热，并且还可以通过使用从电子元件330和340发出的热量加热流体来提高能量效率。
电子元件330和340可以电连接到电路板300，以实现各种控制逻辑以及印刷或安装在电路板300上的电路图案(未示出)、装置(未示出)等。电子元件330和340可以包括电容器330、绝缘栅双极晶体管(IGBT)340等，但不限于此。
汇流条400可以设置在穿过分隔壁部110的连接孔110e中，以电连接加热板230的加热图案和电路板300。加热板230的加热图案可以通过汇流条400接收电力。加热图案可以是在接收电力时被加热的电阻器。同时，连接孔110e可以在第一侧壁部120和第二侧壁部130内部穿过分隔壁部110。
图6是沿着图1中的线A-A的截面图，图7是沿着图1中的线B-B的截面图。
参照图6和图7，主体100可以包括从第一侧壁部120的外部穿过分隔壁部110的流入口110a和流出口110b。
流入口110a和流出口110b可以连接到流动路径141，并且可以延伸到该对突出部150中以分别连接到流体供应管160和流体排放管170。
一对水温传感器350可以设置在穿过分隔壁部110的一对插入孔110c和110d中。插入孔110c和110d可以在第一侧壁部120内部穿过分隔壁部110连接流动路径141。此外，该对插入孔110c和110d可以分别设置在对应于流入口110a和流出口110b的位置。也就是说，该对插入孔110c和110d可以设置成面向流入口110a和流出口110b，其中第一侧壁部120插设在该对插入孔110c和110d与流入口110a和流出口110b之间。因此，该对水温传感器350可以测量紧接在进入流动路径141之后的流体的温度和刚好在从流动路径141排放之前的流体的温度。同时，电路板300可以从该对水温传感器350接收温度数据，并且调节供应到加热板230的电力，使得从流动路径141排放的流体的温度达到预定目标温度。
该对插入孔110c和110d可以设置在一对倾斜表面121a中。倾斜表面121a可以设置成相对于分隔壁部110的一个表面倾斜并且连接到第一侧壁部120的内侧表面。插入孔110c和110d可以在相对于分隔壁部110的一个表面倾斜的方向上延伸。因此，可以解决当安装或更换水温传感器350时保持并转移水温传感器350的夹具(未示出)可能与第一侧壁部120碰撞的问题。插入孔110c和110d可以垂直于倾斜表面121a延伸，但不必限于此。
图8是图2的主体的正视图，并且图9是图2的主体的后视图。
参考图8和图9，第一侧壁部120可以包括面向彼此的1-1侧壁121和1-2侧壁122，以及连接1-1侧壁121和1-2侧壁122并面向彼此的1-3侧壁123和1-4侧壁124。
1-1侧壁121的内侧表面可以连接到该对倾斜表面121a，并且1-1侧壁121的外侧表面可以连接到该对突出部150。该对倾斜表面121a可以设置成面向该对突出部150。
参照图4和图8，第一连接器310和第二连接器320可以定位成穿过1-1侧壁121。此外，第一连接器310和第二连接器320可以设置在该对突出部150之间或该对倾斜表面121a之间。
参照图9，流入口110a和流出口110b可以设置在分隔壁部的另一表面中。流入口110a和流出口110b可以连接到设置在分隔壁部和加热板之间的流动路径入口236和流动路径出口237。
此外，该对插入孔110c和110d可以分别与流入口110a和流出口110b相邻设置。
图10是示出作为图1的部件的加热板的结构的图，并且图11是图10中所示的散热翅片的效果分析材料的图。图12是图10中的弯管部的散热结构和效果分析材料的图，并且图13是示出根据本发明的实施方式的结构改进的效果的图。
参照图10至图13，根据本发明的实施方式的流体加热加热器10可以包括：主体100，主体100包括具有板形状的分隔壁部110；设置成面向分隔壁部110的另一表面的加热板230；设置在分隔壁部110的一个表面上的电路板300；电连接加热板230和电路板300的汇流条400；以及设置在分隔壁部110和加热板230之间的流动路径235，流动路径235可以包括多个直线流动路径235a和多个弯曲流动路径235b，并且多个散热翅片233可以设置在形成流动路径235的分隔壁部110和加热板230的至少一侧。
在本发明的描述中，描述了流动路径235的直线部分231和弯曲部分232连接到加热板230的结构，但是本发明不限于此，流动路径235可以设置在主体100的分隔壁部110的另一表面上，并且可以被划分并设置在加热板230和主体100上。
流动路径235可以设置在加热板230上并且通过联接多个直线部分231和多个弯曲部分232而形成。
多个直线部分231可以设置成彼此平行设置，并且直线流动路径235a可以形成在流动路径235的相邻直线部分231之间。
弯曲部分232可以连接直线部分231和直线部分231以形成弯曲流动路径235b。
直线部分231和弯曲部分232可以互连以形成一个流动路径235，并且流动路径入口236和流动路径出口237可以形成在流动路径235的端部处。
多个散热翅片233可以设置在通过多个直线部分231和多个弯曲部分232的联接形成的流动路径235中。散热翅片233可以设置在直线流动路径235a的区域中，并且多个散热翅片233可以以Z字形方式设置。这种Z字形布置可以使冷却水与散热翅片233之间的流动接触面积最大化。
在散热翅片233中，可以使用截面为圆形的柱、截面为雨滴形的柱和截面为菱形的柱当中的任一种。
在这种情况下，圆形的截面可以包括圆形或椭圆形。
水滴形的截面可以是具有半圆形的一侧连接到具有三角形的另一侧的形状的截面。
此外，具有菱形截面的柱可以是具有菱形截面的柱并且包括具有顶点倒圆的形状的柱。
散热翅片233的形状不一定限于此，可以改变为各种形状中的任一种。
散热翅片233可以将由加热元件产生的热量传递到冷却水以提高冷却效率。在这种情况下，可以在压降被最小化的范围内确定散热翅片233的高度。作为一个示例，散热翅片233的高度可以被确定为在流动路径235的总高度的20％至50％的范围内。
图11的(a)示出了具有圆形的散热翅片233的测试结果，图11的(b)示出了不存在散热翅片233时的测试结果，图11的(c)示出了具有雨滴形的散热翅片233的测试结果，图11的(d)示出了具有菱形的散热翅片233的测试结果。
参照图11，可以评估根据散热翅片233的形状的压降和温度降低效果。当散热翅片233不存在时，可以看出压降最低，温度最高，因此散热性能下降。
同时，当散热翅片233存在时，可以看出，当形状为圆形、雨滴形和菱形时，温度分布彼此相似。
这些结果显示，散热翅片的形状不会显著影响散热效果，并且可以看出，当散热翅片233存在时，在菱形中压降被最小化。因此，可以看出，可以改进散热翅片233的形状以减小压降。
转向叶片234可以设置在弯曲部分232的内表面与设置成面向内表面的直线部分231之间的空间中，即，在弯曲部分232的前面。
转向叶片234可以与直线部分231的端部相邻设置，并且可以防止流入弯曲部分232中的整个冷却水流偏向壁表面。
从转向叶片的中心线到出口的长度可以形成为大于从转向叶片的中心线到入口的长度。在这种情况下，出口处的转向叶片234可以形成为平行于直线部分231的形成方向。
参照图13，图13的(a)是示出沿着转向叶片234的流动的图，该转向叶片234设置成使得转向叶片234的出口侧面向壁表面，并且图13的(b)是示出沿着转向叶片234的流动的图，该转向叶片234设置成使得出口处的转向叶片234平行于直线部分231的形成方向设置。
在图13中，可以看出，与当设置成面向壁表面时相比，当转向叶片234的出口侧平行于直线部分231的形成方向设置时，可以改进流动并且可以减小偏向壁表面。
至少一个引导叶片238可以设置在转向叶片234和弯曲部分232之间。在这种情况下，引导叶片238和弯曲部分232可以具有相同的曲率以使流动平稳。
作为示例，引导叶片238可以设置为多个引导叶片238。
引导叶片238可以设置在弯曲部分232中以引导冷却水的流动，并且可以起到散热功能。
当引导叶片238如图13所示设置时，可以看出，与不存在引导叶片238时相比，散热面积增大并且散热性能提高。
此外，在本发明中，可以增大翅片之间的距离以减小流动偏向，从而提高散热性能。
参见图13，可以看出，散热翅片233之间的距离增大，以减小流动偏向，从而提高散热性能。
例如，沿垂直于直线部分231的方向设置的多个散热翅片233之间的距离D1可以形成为大于引导叶片238之间的距离D2。
图12是图10中的加热板230的散热结构和效果分析材料的图。
参照图12，情况1示出了仅使用圆形散热翅片233时的实验结果，情况2示出了仅使用菱形散热翅片233时的实验结果，情况3示出了使用菱形散热翅片233时的实验结果，散热翅片233之间的距离增大，并且添加了叶片，并且情况4示出了从情况3另外使用出口翅片时的实验结果。
可以看出，情况2的压降最低，情况4的散热性能最好。
根据对这些结果的分析可以看出，当添加引导叶片238时，压降增加，并且当翅片之间的距离和翅片的布置提高，并且添加了引导叶片238时，温度降低的效果提高。
在情况4中，可以看出，与压降相比，温度降低效果显著提高。
如上所述，已经参考附图具体描述了本发明的实施方式。
以上描述仅是描述本发明的技术精神的示例，并且在不脱离本发明的基本特征的情况下，本领域技术人员可以进行各种改变、修改和替换。因此，本发明所公开的实施方式和附图仅在描述性意义上考虑而不是出于限制的目的，并且本发明的范围不受实施方式的限制。应当理解，本发明的范围由所附权利要求限定，并且涵盖落入所附权利要求的范围内的所有修改和等同物。
[附图标记]
10：流体加热加热器，100：主体
110：分隔壁部，110a：流入口
110b：流出口，110c、110d：插入孔
110e：连接孔，111：立柱
112：安置凹槽，113：平台
120：第一侧壁部，121：1-1侧壁
121a：倾斜表面，122：1-2侧壁
123：1-3侧壁，124：1-4侧壁
130：第二侧壁部，131：边缘部分
150：突出部，160：流体供应管
170：流体排放管，210：第一盖
220：第二盖，230：加热板
231：直线部分，232：弯曲部分
233：散热翅片，234：转向叶片
235：流动路径，235a：直线流动路径
235b：弯曲流动路径，236：流动路径入口
237：流动路径出口，238：引导叶片
300：电路板，310：第一连接器
320：第二连接器，330、340：电子元件
350：水温传感器，400：汇流条

Claims (14)

1.一种流体加热加热器，所述流体加热加热器包括：
主体，所述主体包括具有板状的分隔壁部；
加热板，所述加热板定位成面向所述分隔壁部的另一表面；
电路板，所述电路板设置在所述分隔壁部的一个表面上；
汇流条，所述汇流条将所述加热板和所述电路板电连接；以及
流动路径，所述流动路径设置在所述分隔壁部和所述加热板之间，
其中，所述流动路径包括多个直线流动路径和多个弯曲流动路径，并且
在形成所述流动路径的所述分隔壁部和所述加热板的至少一侧设置有多个散热翅片。
2.根据权利要求1所述的流体加热加热器，其中，所述流动路径包括：
多个直线部分；以及
多个弯曲部分。
3.根据权利要求2所述的流体加热加热器，其中，在所述弯曲部分之间的设置成面向所述弯曲部分的内表面的空间中能够设置转向叶片。
4.根据权利要求3所述的流体加热加热器，其中，从所述转向叶片的中心线到出口的长度形成为大于从所述转向叶片的所述中心线到入口的长度。
5.根据权利要求4所述的流体加热加热器，其中，所述出口处的所述转向叶片形成为平行于所述直线部分的形成方向。
6.根据权利要求3所述的流体加热加热器，其中，在所述转向叶片和所述弯曲部分之间设置有至少一个引导叶片。
7.根据权利要求6所述的流体加热加热器，其中，所述引导叶片与所述弯曲部分具有相同的曲率。
8.根据权利要求1所述的流体加热加热器，其中，所述散热翅片设置在所述直线流动路径上。
9.根据权利要求8所述的流体加热加热器，其中，所述散热翅片以Z字形方式设置。
10.根据权利要求8所述的流体加热加热器，其中，所述散热翅片包括具有圆形截面的柱。
11.根据权利要求8所述的流体加热加热器，其中，所述散热翅片包括具有雨滴形的截面的柱。
12.根据权利要求8所述的流体加热加热器，其中，所述散热翅片包括具有菱形截面的柱。
13.根据权利要求1所述的流体加热加热器，其中，
所述流动路径具有流入口和流出口；并且
所述散热翅片设置成朝向所述流出口延伸。
14.根据权利要求6所述的流体加热加热器，其中，
所述引导叶片被设置为多个引导叶片；并且
垂直于所述直线部分设置的所述多个散热翅片之间的距离形成为大于所述引导叶片之间的距离。
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