电加热装置的制作方法

本发明涉及一种电加热装置。特别地，本发明旨在说明一种可扩展的并且因此能够容易地适应不同的性能要求的电加热装置。该电加热装置应当能够廉价地生产并且能够实现简单的结构。

背景技术：

1、在这方面，本发明提出了一种具有权利要求1的特征的电加热装置。

技术实现思路

1、根据本发明的电加热装置具有层层叠置(以一个在另一个上方的方式设置)的多个盒，所述多个盒将ptc加热装置各自包围在它们之间。每个盒在相反设置的正面侧表面上具有两个开口。设置在正面侧表面上的两个开口通常被连接到偏转装置，利用所述偏转装置使盒内的流体偏转。盒形成有至少两个流动通道，所述流动通道沿相反方向反向流动。这产生了基于逆流原理的热传递。分隔壁被设置在两个流动通道之间，所述分隔壁通常由盒本身形成，并所述分隔壁通常延伸到两个正面侧表面上的开口。使盒内的流体偏转的偏转装置在下文中被称为盒偏转装置。其他偏转装置通常被设置在相对设置的正面侧表面上，经由所述其他偏转装置，流体从第一盒被偏转到与第一盒相邻设置的第二盒。以一个在另一个上方的方式设置的盒形成了盒的堆叠。两个叠置的盒形成用于实现根据本发明的电加热装置的最小单元。将两个相邻的盒彼此流体连接的偏转装置在下文中也称为堆叠偏转装置。堆叠偏转装置连接两个不同盒的、设置在相同的正面侧表面上的至少两个开口。在电加热装置只有两个盒的情况下，电加热装置的入口开口和出口开口位于该正面侧表面上。

2、不言而喻，多个盒可以以一个在另一个上方的方式堆叠，其中ptc加热装置各自被设置在相应的盒之间。ptc加热装置包括至少一个ptc元件。这是一种陶瓷半导体部件，所述陶瓷半导体部件还通常与导体带的被赋予不同极性的相对侧接触。导体带可以由盒的相反设置的表面形成。然而，导体带通常由单独的传导元件(特别是接触板)形成，所述传导元件以导热方式抵靠盒的表面，并且在它们之间包围至少一个ptc元件。在无电势布置的情况下，导体带和ptc元件通常设置在两个绝缘层之间，所述绝缘层抵靠外侧上的导体带。然后，可以由具有良好导热性的金属形成各个盒。盒的相对简单的几何形状也使得由陶瓷材料生产它们成为可能，例如通过挤压坯体和随后的烧结。在相应的正面侧表面上，基本上形成盒的这种半成品可以设置有偏转装置，所述偏转装置可以以最终轮廓廉价地生产，并且以密封的方式连接到所述偏转装置。这些偏转装置可以由例如塑料材料制成，这对于偏转区域中的良好的绝缘是期望的。至少在ptc加热装置被布置在盒之间的情况下，盒本身应具有良好的导热性能。此处提供的表面在下文中也被称为盖元件。盖元件可以由与盒的其余部分不同的材料制成，所述盒被形成为大致框架形状。

3、与不同的加热电路相关联的多个ptc元件可以设置在相邻的盒之间。为此目的，多个导体带可以被设置在所述ptc元件的至少一侧上，并可以被布置成彼此电分离并且被单独地控制。以这种方式形成的每个单独的加热电路具有用于相应的加热电路的电连接的连接凸耳。

4、一个或多个加热电路通过这些连接凸耳被电连接。

5、根据本发明的优选实施例，这些连接凸耳被设置在盒之间的单个侧表面上，并且从盒突出。因此，设置在两个盒之间的ptc加热装置的所有连接凸耳都被暴露在盒之间的侧表面上。接触装置被设置在该侧表面上，所有连接凸耳经由接触装置与控制装置接触。控制装置设置在堆叠中的边缘盒上。控制装置通常与边缘处的盒的盖元件直接接触。不言而喻，控制装置优选地设置在单独的壳体中，并且免受环境影响。

6、接触装置可以形成为导体带，如ep 2 505 931 a1中所描述的。这种接触装置通常插入控制装置的印刷电路板中。接触装置的印刷电路板通常与控制装置的印刷电路板成直角延伸。

7、控制装置通常具有产生散热损失的功率晶体管。所述功率晶体管以导热方式耦合到相关联的盒的至少一个流动通道，使得所产生的散热损失也可以用于加热待加热的流体。

8、根据本发明的电加热装置特别适用于在水上、陆地上或空中的移动车辆中进行加热。电加热装置适用于加热气体介质以及加热流体介质。不言而喻，产生散热损失的功率晶体管应当与入口侧上的流动通道相关联，所述入口侧上的流动通道中的流体具有比出口侧上的流动通道中的温度更低的温度，因此具有更好的吸热能力。出于相应的考虑，功率晶体管应当被布置为尽可能靠近相应的流动通道的入口开口。

9、根据本发明的优选实施例，每个盒在相反设置的侧面上具有盖元件。所述盖元件覆盖形成开口的盒的框架。盖元件可以由具有良好导热性的材料制成，而框架可以由不同的材料制成，例如表现出比金属差的导热性的塑料材料。为了避免热损失，实际上期望在整个框架的周向方向上进行绝缘。所述ptc加热装置设置在相邻的盒的盖元件之间。

10、盖元件本身可以形成导体带。盖元件可以形成多个电分离的导体带，所述多个导体带彼此电绝缘，并且可以与流体电绝缘。将ptc加热装置接收在它们之间的盖元件优选地在与ptc加热装置相反设置的内表面上具有表面设计，所述表面设计对(一个或多个)流动通道内的层流的形成进行干扰。这种表面设计可以分别具有分别横向于主流动方向延伸的突起或波浪件或边缘。可以通过使盖元件的内表面粗糙化来形成相应的设计。不言而喻，在分隔壁以优选的密封方式抵靠盖元件的内表面的情况下，则省去这种设计。表面设计也可以例如通过对由金属片材形成的盖元件进行压花来形成。对于对层状表面进行尽可能好的干扰，也可以考虑对盖元件进行喷丸处理或喷砂处理来修改表面。

11、在流过电加热装置的介质的压降略微增加的情况下，实现了改进的热传递，这是在于盒各自形成了加宽的流动入口部分和加宽的流动出口部分，并且流动横截面比流动入口部分和流动出口部分坡度更大(更呈锥形)的传热部分被设置在这两个入口部分和出口部分之间。优选地，在堆叠的高度方向上提供加宽。不言而喻，这种结构特别优选地用于仅具有两个盒的堆叠。在坡度更大的传热部分中，存在相对较小的间隙以用于待加热的流体通过电加热装置的通道。以这种方式，流体总是被引导成相对靠近以导热方式直接连接到ptc加热装置的内表面。在坡度更大的传热部分中增加的流量通常会导致湍流，这进一步改善在内表面处的热传递。

12、对于其他实施例，可以优选地设置结合接在一起的两个相同的盒模块，每个盒模块形成一个盒。

13、上面提到的盖元件可以覆盖盒以及盒偏转装置，在盒的平面中所述盖元件覆盖在一个正面侧表面上的、在外周上延伸、以及具有将一个流动通道连接到另一流动通道的半圆弧的盒偏转装置，使得两个通道之间的流体仅承受小的压力损失。

技术特征：

1.一种电加热装置(2)，所述电加热装置具有层层叠置的多个盒(4)，所述多个盒中的每个在相反设置的正面侧表面(6；8)上具有至少两个开口(10；12)，其中所述开口(10；12)中的一个形成入口，所述开口中的另一个形成出口，设置在之间的所述开口成对地连接到偏转装置(20；22)，所述盒(4)内的流体通过偏转装置(20；22)从第一盒(4)偏转到与所述第一盒相邻的第二盒(4)，其中ptc加热装置(5)设置在相邻的盒(4)之间，并且以导热方式耦合到设置在所述两个盒(4)中的流动通道(24；26)。

2.根据权利要求1所述的电加热装置，其特征在于，所述ptc加热装置(5)设置有电连接凸耳(34)，所述电连接凸耳在所述盒(4)之间在侧表面上从所述盒(4)突出，并且暴露在所述侧表面上的所有连接凸耳(34)通过公共接触装置(36)与控制装置(38)接触，所述控制装置在边缘处与堆叠中的盒(4.2)相关联。

3.根据权利要求2所述的电加热装置，其特征在于，在所述侧表面上的布线电路板(36)插接连接到所述连接凸耳(34)，并且插接连接到所述控制装置的电路板(38)。

4.根据权利要求2或3所述的电加热装置，其特征在于，所述控制装置(38)的产生散热损失的至少一个功率晶体管以导热方式耦合到所述相关联的盒(4)的至少一个流动通道(24；26)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电加热装置，其特征在于，所述盒(4)在相反设置的侧面上各自具有盖元件(42)，所述盖元件覆盖形成所述开口的框架元件(40)，并且相邻的盒(4)的所述盖元件(42)将所述ptc加热装置(5)接纳于它们之间。

6.根据权利要求5所述的电加热装置，其特征在于，所述盖元件(42)的被设置成与所述ptc加热装置(5)相反设置的内表面(44)具有干扰层流形成的表面设计(46)。

7.根据权利要求6所述的电加热装置，其特征在于，所述表面设计(46)通过对形成所述盖元件(42)的金属片材进行压花而形成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电加热装置，其特征在于，所述盒各自形成加宽的流动入口部分(46)和加宽的流动出口部分(48)，其中所述流动入口部分(46)和所述流动出口部分(48)各自形成所述开口(10；12)，并且所述ptc加热装置(5)与传热部分(52)相关联，传热部分(52)的流动横截面相比于所述流动入口部分(46)和所述流动出口部分(48)坡度更大。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电加热装置，其特征在于，每个盒由结合在一起的两个相同的盒模块形成。

技术总结
本发明涉及一种结构简单且易于进行规模变化的电加热装置(2)，所述电加热装置具有层层叠置的多个盒(4)，多个盒中的每个在相反设置的正面侧表面(6；8)上具有两个开口(10；12)，其中开口(10；12)中的一个形成入口，开口中的另一个形成出口，设置在之间的开口成对地连接到偏转装置(20；22)，盒(4)内的流体通过偏转装置(20；22)从第一盒(4)偏转到与第一盒相邻的第二盒(4)。PTC加热装置(5)设置在相邻的盒(4)之间，并且以导热方式耦合到设置在两个盒(4)中的流动通道(24；26)。

技术研发人员：阿哈默德·阿萨菲,阿德里亚娜·蒙克
受保护的技术使用者：埃贝赫卡腾有限两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25