热交换装置和加热装置制造方法

热交换装置和加热装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种热交换装置(12、90)，尤其涉及用于汽车的加热装置(10)的热交换装置(12、90)，具有：壳体(30)，其内部设有至少一个流体通道(46、52、62、66、108、111、113、116)，该流体通道具有流体入口(14、93)和流体出口(16、94)；产生交变磁场的元件(32)；以及至少一个由流体绕其单侧或双侧环流的、优选金属制成的面加热元件(24、26、28、91、95、101)，其中，设置有至少一个另外的面加热元件(28、91)，以将至少一个流体通道(66、116)分隔为多个子通道(70a、70b)。本实用新型还涉及一种具有热交换装置(12、90)的加热装置(10)。
【专利说明】热交换装置和加热装置

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于加热装置的热交换装置以及一种加热装置，尤其涉及一 种用于汽车的加热装置和热交换装置。

【背景技术】
[0002] 加热装置在现有技术中是已知的。因此已经存在空气侧加热装置，其具有所谓的 PTC加热元件，该加热元件被通电并因此进行加热。热量通过空气侧的、与PTC加热元件接 触的薄片传递到循环空气中。但这些加热装置的构造与液态介质所需的构造基本不同。
[0003] 用于液态介质的加热装置设置有封闭的壳体，所述壳体设置有流体通道，该流体 通道具有流体入口和流体出口，其中借助PTC元件加热的加热元件伸入该壳体中。
[0004] 从 申请人:的未公开的专利申请中已知一种具有壳体的加热装置，该壳体内设有流 体通道，该流体通道具有流体入口和流体出口，其中在该壳体中设有产生交变磁场的元件， 该元件通过至少一个壁与流体通道密封隔开，其中设置有至少一个金属的面加热元件，它 可通过交变磁场来加热，其中该至少一个面加热元件设置在流体通道中。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是，提供一种比现在技术更好的加热装置，其中优化了对流动 流体的加热。
[0006] 上述目的通过以下技术方案得以实现。
[0007] -种热交换装置，尤其用于汽车的加热装置的热交换装置，具有：壳体，其内部设 有至少一个流体通道，该流体通道具有流体入口和流体出口；产生交变磁场的元件；以及 至少一个由流体绕其单侧或双侧环流的、优选金属制成的面加热元件，其中设置有另外的 面加热元件，以以将至少一个流体通道分隔为多个子通道。该至少一个面加热元件和另外 的面加热元件通过交变磁场加热，并且能够把它们的热量排放到环绕该至少一个面加热元 件和另外的面加热元件流动的流体中。产生交变磁场的元件优选通过壁与流体密封隔离， 并因此设置在流体通道以及流经流体通道的流体之外。该至少一个面加热元件和另外的面 加热元件设置在流体通道中，其中实现了电力系统（产生交变磁场的元件、面加热元件）的 电气隔离。除了该至少一个面加热元件以外，该另外的面加热元件也可接收交变磁场产生 的部分热功率。该至少一个面加热元件优选是设置在产生交变磁场的元件内部的第一面加 热元件。该产生交变磁场的元件优选是感应线圈。
[0008] 优选地，在产生交变磁场的元件之外设置有第二面加热元件。另外的面加热元件 优选设置为直接与该第二面加热元件邻接。它尤其优选设置在第二面加热元件之外。因此， 为流体提供了四个流体通道。
[0009] 第二面加热元件和该另外的面加热元件优选相接触，因此热功率密度 (Heizleistungsdichte)可按每个面加热元件进行分散，并因此被降低。尤其可优化第二面 加热元件的热功率密度。
[0010] 尤其有利的是，第四个外部流体通道被划分为两个子通道，因为这样能够尽量充 分利用穿过和环绕被加热的面加热元件（第二面加热元件和第三面加热元件）的流体。由 此能够使流体的热传递最佳，因为局部体积的流体能够被设置为使热传递最佳，该局部体 积的流体是指沿着第三面加热元件两侧的流体通道中以相同的方向流动的流体。
[0011] 该另外的面加热元件优选具有横向混合元件。因此尤其可在第四流体通道中将流 入两个子通道中的流体横向混合。对于圆柱形构造的热交换装置来说，从中心轴看设置有 圆柱形的第一面加热元件。它被圆柱形的感应线圈包围。第二面加热元件呈圆柱形地环绕 在该感应线圈的周围。如果径向朝外看，则连接着圆柱形构造的第三面加热元件。因此能 够改善热传递。横向混合是尤其有利的，因为流体经常在进入第四流体通道时不均匀地分 布。横向混合元件可在第四流体通道的两个子通道之间提供流动路径。
[0012] 在优选的实施例中，横向混合元件具有孔口，流体能够借助这些孔口流过该另外 的第三面加热元件。该流体在此可通过流体通道（尤其是子通道中的一个，其设置在该另 外的面加热元件的一侧上）抵达设置在另一侧的子通道中。孔口优选这样形成：使该另外 的面加热元件具有直线的部段以及带凸起部的部段。这些直线的部段和具有凸起部和孔口 的部段优选交替地设置，因此分散地设置在面加热元件的长度上的连接通道或流动路径构 造得可以使流体从一个子通道溢流到另一个子通道中。这些横向连接元件还可通过在第三 面加热元件的直线部段中设置狭缝或通常通过设置凹槽形成。
[0013] 该另外的面加热元件优选具有这样的几何结构：借助该几何结构能够使两个相邻 设置的面加热元件间隔开来。该面加热元件还可通过该结构使面加热元件与壳体的内壁间 隔开来。该几何结构优选包含凸起部、波纹，通常来说是指在表面（尤其是表面加热元件的 直线部段的表面）上突出的、但与之设计成一体的元件。在这种情况下，优选可实现两个功 能，尤其是使流体从一个子通道流动到另一个子通道中，以及保持该另外的面加热元件和 相邻设置的第二面加热元件之间的间隔。
[0014] 该另外的面加热元件的几何设计优选具有这样的几何结构：该几何结构设计和构 造得使流经子通道的流体出现紊流和漩涡。这一点尤其可通过横向混合元件的几何布局实 现，尤其通过该面加热元件的表面上的凸起部和孔口实现。该凸起部的具体几何造型优选 也可以被制造成各种不同的。这些凸起部优选设置在"空缺"处，因此在流动方向上看直线 部段和具有凸起部的部段交替地设置。
[0015] 此外还有利的是，该另外的面加热元件使该至少一个流体通道划分为子通道，从 而实现尽可能小的压差并使流体通道中的热量最大化地排放到冷却介质上。该尽可能大的 热量排放通过该另外的面加热元件的造型来提高，其方法是：增大用于热量交换的表面。此 夕卜，通过将流体通道划分为多个子通道，可减少产生的压差。
[0016] 该另外的面加热元件优选具有压印和/或肋条。因此能够有针对性地在流体侧引 入压差。
[0017] 这些面加热元件优选由这样的材料制成，即该材料具有比产生交变磁场的元件 (感应线圈）的材料更高的电阻，尤其地，这些面加热元件具有含铁的材料。因此，能够高 效地将电磁能量转换成热能。感应线圈在此具有传导性非常好的铜，尤其具有HF铜（高频 铜）。
[0018] 该另外的面加热元件的含铁材料优选是铁素体材料。该第一面加热元件优选由铁 素体材料构成，第二面加热元件优选由奥氏体材料构成，第三面加热元件优选由铁素体材 料构成。
[0019] 第二面加热元件因此被交变磁场穿透，并且第三面加热元件可"捕获""剩余的"磁 场，并且通过感应的涡流转换成热能。因此，加热功率份额能够优化地分散在置于感应线圈 之内和之外的面加热元件上。
[0020] 该另外的面加热元件优选能够这样构成，即该另外的面加热元件能够安装在平面 的和/或圆柱形的壳体中。因此这些面加热元件能够构成为圆柱形，或作为平面的元件存 在，并且坚直或水平地设置。在此，该另外的、第三面加热元件可在坚直或水平延伸的部段 中具有凸起部、孔口和/或狭缝、波纹和/或压印、肋条。
[0021] 还有利的是，两个相互邻接的面加热元件形锁合和/或材料锁合地彼此连接。这 一点是尤其有利的，因为由此能够简化安装。尤其当与该壳体直接邻接的面加热元件与朝 内邻接的面加热元件相连时，能够避免外部的面加热元件支撑在壳体上，因此避免了在安 装时卡在面加热元件和壳体之间的危险。这些面加热元件优选在间隔元件的区域内彼此连 接，该间隔元件例如通过露出来的瘤状的隆起部构成。
[0022] 具有按本实用新型的热交换装置的加热装置还具有控制单元，该控制单元用来控 制产生交变磁场的元件和面加热元件，其中该热交换装置具有：壳体，其内部设有至少一个 流体通道，该流体通道具有流体入口和流体出口；产生交变磁场的元件；以及至少一个由 流体绕其单侧或双侧环流的、优选金属制成的面加热元件，其中设置有另外的面加热元件， 它设计得使该至少一个流体通道划分为子通道。
[0023] 通过下面的附图描述和从属权利要求描述了其它有利的实施方案。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 下面以至少一个实施例为基础并且借助附图详细地阐述本实用新型。其中
[0025] 图Ia和Ib示出了本实用新型的加热装置的组装状态；
[0026] 图2为本实用新型的加热装置的分解图；
[0027] 图3示出了具有热交换装置的加热装置；
[0028] 图4a、4b、4c示出了热交换装置的不同透视图；
[0029] 图5a、5b示出了热交换装置的剖视图；
[0030] 图6a、6b、6c示出了面加热元件（图6a、6b)的透视图以及该面加热元件（图6c) 的横截面视图；
[0031] 图7示出了热交换装置的透视图，其中外部的面加热元件具有作为横向混合元件 的圆孔；
[0032] 图8示出了按图7的热交换装置的透视图，其中中间的面加热元件具有多个瘤状 的隆起部，该隆起部由内朝外成型；
[0033] 图9示出了按图7和8的热交换装置的另一透视图，其中以剖开方式示出了所有 三个面加热元件；
[0034] 图10示出了热交换装置的剖视图，其中在箭头方向上示出了热交换装置的流动 原理；
[0035] 图11示出了按图10的热交换装置的透视图，其中这些面加热元件缩短地示出，因 此可看到冷却介质连接盖的构造；
[0036] 图12示出了图9的热交换装置的底端区域的放大图；
[0037] 图13示出了图8的热交换装置的底端区域的放大图；以及
[0038] 图14示出了热交换装置的与图7至10相同的视图，其中外部的面加热元件由按 图6a的面加热元件构成。
[0039] 附图标记列表：
[0040] 90热交换装置
[0041] 91面加热元件
[0042] 92 孔口
[0043] 93流体入口
[0044] 94流体出口
[0045] 95面加热元件
[0046] 96 孔口
[0047] 97 孔口
[0048] 98外表面
[0049] 99隆起部
[0050] 100通风孔
[0051] 101面加热元件
[0052] 102冷却介质连接盖
[0053] 103 部段
[0054] 104 部段
[0055] 105 部段
[0056] 106 内部心轴
[0057] 107方向箭头
[0058] 108流体通道
[0059] 109方向箭头
[0060] 110方向箭头
[0061] 111流体通道
[0062] 112方向箭头
[0063] 113流体通道
[0064] 114方向箭头
[0065] 115方向箭头
[0066] 116流体通道
[0067] 117方向箭头
[0068] 118方向箭头
[0069] 120 壳体
[0070] 121 间隙
[0071] 122间隔元件
[0072] 123环状元件
[0073] 124固定器件

【具体实施方式】
[0074] 图Ia在从侧面看的透视图中示出了按本实用新型的加热装置10的第一实施例， 该加热装置具有热交换装置12以及控制装置18,该热交换装置12带有流体入口 14和流体 出口 16。流体入口 14和流体出口 16设置在连接法兰22上。控制装置18具有HV (高压） 接口 20和NV(低压）接口 21。图Ib在相对于图Ia转动90°的视图中示出了具有相同部 件的加热装置10。
[0075] 图2示出了加热装置10的分解图。相同的部件采用同样的参考标记表示。热交 换装置12具有流体入口 14和流体出口 16,它们设置在连接法兰22上并且至少部分设置在 连接法兰22中。连接法兰22也称为冷却介质连接盖22。在该连接法兰22或冷却介质连 接盖22上可设置流体入口或流体出口 14、16,它们可设计成连接支管。备选的是，可以在连 接法兰22中的其中一个孔口处设置一个单独的法兰，或者可以在连接法兰的两个孔口处 设置一个共同的法兰。外部的流体连接导体能够通过两个连接支管或法兰连接。连接支管 和法兰在此可与连接法兰22 -体成型。
[0076] 在连接法兰22上并且至少部分在连接法兰22中设置有原本的热交换装置，该热 交换装置具有第一内部面加热元件24。第一面加热元件24优选构成为不锈钢管。第二面 加热元件26和第三面加热元件28环绕第一面加热元件24设置。在图2的视图中，第三面 加热元件作为光滑的板示出，但第三面加热元件28优选具有狭缝和/或凸起部和/或波纹 和/或孔口。图6示出了第三面加热元件28的详细视图。
[0077] 这些面加热元件24、26和28容纳在壳体30中。该壳体30优选是铝制壳体，优选 是挤压成型的铝制圆柱体。该壳体30优选是圆柱形的壳体30。
[0078] 此外，在壳体30中还设置有产生交变磁场的兀件32。该产生交变磁场的兀件32 优选是感应线圈32,尤其优选是中空圆柱形的感应线圈32。但该感应线圈32也可构成为 平面的感应线圈32，尤其当它安装在平面的热交换装置中时。该产生交变磁场的元件32容 纳在元件壳体34中、优选容纳在线圏壳体34中。
[0079] 控制装置18邻接地设置在壳体30上，该控制装置具有容纳在电子元件壳体36中 的高压功率电子元件。该电子元件壳体36优选由铝制成。电子元件壳体36优选连接在壳 体30的侧面并且设置在连接板40上。壳体30和36优选机械地相连，因此加热装置10能 够作为一个装置例如安装在汽车中。
[0080] 这些面加热元件24、26和28优选构成为中空圆柱形元件或面加热元件，并且由金 属制成。优选地，面加热元件24、26、28构成为薄板，其具有大约在0. 08mm至0. 5mm范围内 的壁厚。第一面加热元件24优选由铁素体材料制成，并且可接收交变磁场产生的约20 %至 40%的加热功率。第二面加热元件26优选由奥氏体材料制成，并且可接收约50%至70% 的加热功率。第三面加热元件28优选由铁素体材料制成，并且可接收约5%至15%的加热 功率。
[0081] 用来制造面加热元件24、26、28的材料都具有特殊的电阻，该电阻明显大于感应 线圈的电阻，该感应线圈例如由铜、尤其由HF铜（高频铜）制成。
[0082] 磁场的穿透深度以及涡流流入的区域通过集肤效应来描述。如果该穿透深度大于 面加热元件的材料厚度，则还可依次"接通"多个单独的薄面加热元件。这一点例如在由奥 氏体材料制成的第二面加热元件26中展示出来。由于该面加热元件的厚度较薄，所以能够 穿透一个以上的面加热元件。因此，能够依次地接通第二和第三面加热元件26和28。
[0083] 图3示出了加热装置10的剖视图。该加热装置10也称为电感加热器10。在图 3中，除了加热装置10的组成部件以外，还示出了流体流经热交换装置12的流动路径。该 流体通过流体入口或冷却介质入口 14(尤其是其入口法兰22)进入热交换装置12的内部。 该流体的流动方向借助箭头14表示，并且称为输入流动方向44。该流体流经由第一面加热 元件24构成的第一流体通道46。
[0084] 呈直线的流动方向46在流体通道端部48处偏转，并且形成用箭头50表示的U形 偏转流动。该流体可以基本上平行地、但以相反的方向（通过箭头52表示）沿着第一面加 热元件24的外壁流动，直到流体抵达第一面加热元件24的另一端部54。该端部54与连接 法兰42这样连接：使得流体不能够再次进入第一面加热元件24的内部。因此第二流体通 道52被认为是在流动方向52上通过壁56封闭。
[0085] 在壁56和径向地环绕第一面加热元件24的感应线圈32之间设置有通道58,流 经该通道的流体偏转进入用箭头60表示的流动路径60中并且流入流体通道62。第三流 体通道62的一侧由密封的（电力方面和机械方面）电感线圈壳体34构成，并且另一侧由 第二面加热元件26构成。流体在第三流体通道62的端部处再一次偏转（通过箭头64表 示）到第四流体通道66中，其中在设置于流体入口 14旁边的流体出口 16(其在图3中未 示出）的方向上示出了流体的流动方向。
[0086] 图4a不出了热交换装置12,其具有壳体30、线圈壳体34、第一面加热兀件24、第 二面加热元件26和第三面加热元件28以及冷却介质连接盖22。同样可看到感应线圈32 本身。
[0087] 图4b示出了具有相同部件的热交换装置12,其中由于不同的剖开面可看到内部 心轴68。
[0088] 图4c同样示出了热交换装置12,其具有壳体30、线圈壳体34和感应线圈32、内 部心轴68,该内部心轴设置得与感应线圈42同心。而且面加热元件24、26和28围绕内部 心轴68是旋转对称的。第一面加热元件24设置在线圈32的内部，第二面加热元件26设 置在感应线圈32的外部，并且第三面加热元件28设置在第四流体通道66中并且将该流体 通道66划分为第一子通道70a和第二子通道70b。在图5中可更明显地看到流体通道46、 52、66、70a、70b 的划分。
[0089] 图5a和5b同样示出了热交换装置12的剖视图。除了热交换装置12的在前述附 图中所示的构造以外，还可看到，流体入口 14和流体出口 16是如何设置和构造的。流体入 口 14设置在冷却介质连接盖22中并且设置在流体出口 16的旁边，因此该流体可流入第一 流体通道46的中心，并且能够通过流体出口 16从热交换装置12中流出，该流体出口 16设 置在连接法兰22中并与入口法兰14相邻。
[0090] 图5a和5b中的热交换装置12的连接法兰22的实施例与图1所示的实施例是不 同的。图1的连接法兰22具有并排设置的流体入口和流体出口 14和16。因此，示出了两 个用于流体入口 14和流体出口 16的实施例，尤其示出了用于连接法兰22的实施例。
[0091] 图6a、6b和6c示出了第三面加热元件28,其被形成为具有圆柱形套72的中空圆 柱体。第三面加热元件28具有设置在该圆柱形套72上的孔口 74,这此孔口可构成为狭缝。 通过在圆柱形套72两侧设置凸起部76,也可提供这些孔口 74。凸起部76这样形成：在圆 柱形套72的圆周上延伸设置圆柱形套段78并构成圆柱形套带78。该圆柱形套带78交替 地在圆柱形套72的内侧和圆柱形套72的外侧上向外倒置（ausgestiilpt)或向外拱起。因 此，在直线延伸的圆柱形套段82与倒置或拱起的圆柱形套段78之间形成流体通道或流动 路径80。这些圆柱形套带78和82的高度例如约为0· Imm至10mm。根据流体的期望混匀 程度以及圆柱形套带78的数量以及圆柱形套72的高度，能够改变圆柱形套带78的高度。
[0092] 在图6c的剖面图中可看到，圆柱形套带78在圆柱形套72的两侧上延伸。圆柱形 的圆柱形套72的凸起部76的尺寸在圆周上可涵盖圆柱形套圆周的不同圆弧段。因此，可 构成不同大小的流动路径80。
[0093] 孔口 74同样可以制造成不同形状的狭缝或孔口。其中，肋条或波纹可作为凸起 部，以起到与第二面加热元件26间隔开的作用。这些孔口在此也可以是简单的冲压孔。
[0094] 面加热元件28也可作为平滑的元件存在，其中在圆柱形套72上没有延伸的凸起 部段，而是构成平面带，该平面带与直线段或直线带交替地设置。
[0095] 图7示出了热交换装置90的备选实施例，其中第三面加热元件91构成为圆柱形 的中空体。该面加热元件91在圆周方向上和轴向方向上分散地具有多个孔口 92,它们例 如通过冲压方法制成。这些孔口 92在图7中构成为圆形，并且以相同的样式呈行呈列地设 置。这些孔口 92用作所谓的横向混合元件，可使两个子通道之间的流体混合，这些子通道 径向地设置在第三面加热兀件91的内部和外部。
[0096] 在备选的实施例中，还可为孔口设置不同的造型，例如其横截面设置为四边形、正 方形或椭圆形。此外，这些孔口在面加热元件上的布局也可改变。例如，这些孔口可任意分 散地设置。
[0097] 此外在图7的热交换装置90的底端区域上设置冷却介质连接盖102,它具有流体 入口 93和流体出口 94。流体入口 93与流体出口 94在构造上分开，其中流体入口 93和流 体出口 94都构成为圆柱形的连接支管。流体入口 93和流体出口 94分别通过冷却介质连 接盖102中的孔口与热交换装置90内的流体通道流体连通。
[0098] 图8示出了图7的热交换装置90的剖面图。外部的面加热元件91以剖开的形式 示出，因此可以看到中间的面加热元件95。第二面加热元件95在其底端区域中具有多个孔 口 96、97,其中既设置有长孔状的孔口 96,也设置有圆形的孔口 97。这些孔口 96、97设置在 沿着第二面加热元件95的底端区域的圆周方向上。在图8的实施例中，这些孔口 96、97成 行地沿着圆周分散地设置。
[0099] 通过这些孔口 96、97,可在沿径向方向设置于第二面加热元件95之外的流体通道 和设置在第二面加热元件95内部的流动区域之间实现流体流通。相应地设置在内部的流 动区域优选与流体出口 94流体连通。如同在下面的图9中所示的一样，设置在内部的流动 区域优选通过设置于冷却介质连接盖102中的环形凹槽构成
[0100] 此外，第二面加热元件95在其向外的表面98上具有瘤状的隆起部99,该隆起部 99用作朝向第三面加热元件91的间隔元件。该瘤状的隆起部99例如通过模压成型工艺从 第二面加热元件95的内表面成型。该瘤状的隆起部99具有锥形的形状，它以第二面加热 元件95的外表面98为基础并且逐渐收尾成尖部。
[0101] 该瘤状的元件99的尖部贴靠在第三面加热元件91的向内的表面上，从而实现了 第二面加热元件95和第三面加热元件91之间的间隔。在有利的构造方案中，第三面加热 元件91在瘤状的隆起部99的尖部处与第二面加热元件95相连。这一点例如可通过铆接 (Verkdmung )、点焊或通过其它固定方式实现。多个瘤状的隆起部99沿圆周方向和轴向 方向设置在第二面加热元件95上。通过第三面加热元件91与第二面加热元件95的固定 连接，可避免第三面加热元件91相对于其它元件的相对运动，这尤其在安装时是有利的， 因为第三面加热元件91不会不受期望地与热交换装置90的壳体的内表面接触，从而可以 避免造成卡锁或卡紧。
[0102] 此外，图8还示出了位于底端区域的孔口 96、97上方的多个通风孔100。这些通风 孔100构成空气通道，使空气能够在位于第二面加热元件95内的流体通道的底端区域（尤 其在线圈壳体的偏转区域上）形成或汇集。空气能够通过通风孔100朝外溢流到第二面加 热元件95和第三面加热元件91之间的流体通道中，并且从该处通过流体通道94从热交 换装置90中流出。
[0103] 在尤其优选的安装状态中，热交换装置90这样定向，即流体入口 93、流体出口 94 以及通风孔100朝上。与优选的安装位置相比，图7和8中的热交换装置是倒置的。这也 适用于前面的图3至5的热交换装置12。
[0104] 图9示出了热交换装置90的另一剖面图，其中第二面加热元件95和第一面加热 元件101同样以剖开的方式示出。在图9的实施例中，内部心轴106在轴向方向上具有明 显比前面的图4和5更短的延伸部分。
[0105] 该冷却介质连接盖102构成基座状的区域，该区域具有三个不同直径的部段。直 径从流体接口 93、94开始朝上变小。热交换装置90的中空圆柱形壳体借助内表面贴靠在 具有较大直径的部段103上。第二面加热元件95借助内表面贴靠在置于上方的部段104 上。第一面加热兀件101借助内表面贴靠在置于上方的第三部段105上。该冷却介质连接 盖102因此除了流体接口 93、94以外，还分别构成了通过面加热元件101、95和91构成的 流体通道的下方边界。该冷却介质连接盖102像塞子一样从下方插入构成为中空圆柱体的 面加热元件95和101以及热交换装置90的壳体中。
[0106] 第二部段103具有在圆周方向上延伸的环形凹槽105,它通过轴向孔106与流体出 口 94流体连通。该冷却介质连接盖102还具有孔107,它与流体入口 93流体连通，并且完 全从下往上穿透冷却介质连接盖102,并通到置于第一面加热元件101内的流体通道中。
[0107] 图10示出了热交换装置90的流动形态，其中流体通过流体入口 93流入第一流体 通道108中并且沿着方向箭头109朝上流动，该第一流体通道设置在第一面加热元件101 的内部。在上方的端部区域中，流体沿着方向箭头110通过第一面加热元件101和上方盖 子之间的间隙以约180度的角度偏转。流体朝下在第二流体通道111中流动，该流体通道 111设置在第一面加热元件101和线圈壳体之间。流体在该处沿着方向箭头112偏转约180 度并且沿着方向箭头114朝上在第三流体通道113中流动，该第三流体通道113设置在线 圈壳体和第二面加热元件95之间。流体在热交换装置90的上方端部区域上沿着方向箭头 115偏转约180度，然后在第四流体通道116中沿着方向箭头119朝下流动。第四流体通道 116划分为两个子通道，其中一个子通道设置在第三面加热元件91和第二面加热元件95 之间，另一个子通道设置在第三面加热元件91和外部壳体之间。这两个子通道通过孔口 92 彼此流体连通。
[0108] 流体在底端区域上沿着方向箭头117偏转约90度，并且通过设置在第二面加热元 件95中的孔口 96、97流入环形凹槽105中，流体沿着方向箭头118从该环形凹槽由流体出 口 94流出。
[0109] 图11示出了图10的热交换装置90的透视图。图11尤其清楚地示出了这样一个 区域：在该区域中流体从环形凹槽105溢流到孔106中。第二面加热元件95为此缩短地示 出，以使环形凹槽105可见。
[0110] 这些面加热元件91、95和101优选借助冷却介质连接盖102的部段103、104压 入。有利的连接是锥体挤压连接，它是在充分利用铸造斜度的情况下实现，该铸造斜度是在 冷却介质连接盖的制造过程中产生的。这些部段103、104和105为此也可有利地这样构成， 艮P，它们分别从下朝上呈锥形，因此使面加热元件91、95和101的挤压更容易。
[0111] 在备选的实施方案中，这些面加热元件还可以通过铆接、翻转的袢扣或类似的固 定辅助器件与冷却介质连接盖的各部段相连。
[0112] 图12在细节图中示出了图9的热交换装置90的底端区域。尤其可看到设置在冷 却介质连接盖102和壳体120(线圈壳体嵌入该壳体120中）之间的间隙121，流体通过该 间隙能够在流体通道111和113之间流动。在壳体120和冷却介质连接盖102之间设置有 间隔元件122,它使壳体120相对于冷却介质连接盖102间隔开来。该间隔元件122具有朝 向上方的U形容纳区域，壳体12设置在该容纳区域中。
[0113] 在备选的实施方案中，这些间隔元件也可具有固定装置，以实现冷却介质连接盖 和壳体之间的固定。该固定装置可例如通过咬合钩、卡锁元件或夹持元件构成。
[0114] 此外，示出了中间的面加热元件95中的通风孔100,它尤其用来使热交换装置90 通风。空气通过该通风孔100能够从流体通道113溢流到流体通道116中。这些流体通道 113U16径向地设置在中间面加热元件95的外部和内部。最后，空气通过图12未示出的孔 口 96、97能够从径向位于外面的流体通道116溢流到冷却介质连接盖102的环形凹槽105 中，并且从该处通过流体出口 94从热交换装置90中流出。如果热交换装置90安装在其 优选的安装位置中，则这一点尤其是可能的，其中冷却介质连接盖102在该优选的安装位 置中设置在热交换装置90的顶端区域中。
[0115] 图13示出了按图12的另一细节图，其中面加热元件95不是以剖开的方式示出。 尤其可看到孔口 96、97和通风孔100,它们设置在面加热元件95的底端区域中。面加热元 件95完全包围着冷却介质连接盖102的部段104,并且位于下方部段103上。
[0116] 图14示出了热交换装置90的备选实施例，其中外部的面加热元件设计成按图6a 的面加热元件28的形式。图14因此尤其示出了面加热元件28(如同在图4a、4b、4c、5a、 5b、6a、6b和6c中示出的一样）和热交换装置90的组合，该热交换装置具有冷却介质连接 盖102并且在图7至11中示出，该冷却介质连接盖具有相互分开设置的流体接口 93和94。
[0117] 冷却介质连接盖102的部段104通过环状的元件123包围，该元件123通过固定器 件124与冷却介质连接盖102相连。该环状的元件123在背向观察者的位置上具有孔口， 流体能够通过这些孔口流入置于部段104中的流动区域中，该流动区域例如构成为环形凹 槽。
[0118] 前面的图1至14是示例性的，用来阐明实用新型理念。不同实施例的单个特征能 够相互组合。尤其就单个元件的材料选择和几何形状以及元件的相互布局而言，图1至14 本质上不受限制。
[0119] 在本文件中，热交换器、热传递装置、和热交换器都表示同样的意思。流体通道或 流动通道、子流动通道或子通道以及流动路径或流动路线的表述也是同样的情况。
【权利要求】
1. 一种热交换装置（12、90)，具有：壳体（30)，其内部设有至少一个流体通道（46、52、 62、66、108、111、113、116)，该流体通道具有流体入口（14、93)和流体出口（16、94);产生 交变磁场的元件（32);以及至少一个由流体绕其单侧或双侧环流的面加热元件（24、26、 28、91、95、101)，其特征在于，该热交换装置（12、90)中设置有至少一个另外的面加热元件 (28、91)，以将该至少一个流体通道（66、116)划分为多个子通道（70a、70b)。
2. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，该另外的面加热元件（28、 91) 具有横向混合元件（74、76、78、92)。
3. 根据权利要求2所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，横向混合元件（74、76、78、 92) 具有孔口（74、92)，流体能够借助这些孔口流经面加热元件（28、91)。
4. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，该另外的面加热元件（28、 95)具有几何结构，借助该几何结构可实现两个相邻的面加热元件（26、28、91、95)的间隔 (78)，和/或可使面加热元件（28)和壳体（30)的内壁间隔开来。
5. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，该另外的面加热元件（28、 91)将该至少一个流体通道（66、116)划分为多个子通道（70a、70b)，以实现尽可能小的压 差并使流体通道（66、116)中的热量最大化地排放到冷却介质上。
6. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，该另外的面加热元件 (28、91)的几何设计具有几何结构（74、76、78)，该几何结构被设计和构造得使流经子通道 (70a、70b)的流体出现紊流和漩涡。
7. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，该另外的面加热元件（28、 95)具有压印和/肋条。
8. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，这些面加热元件（24、26、 28、91、95、101)由具有比产生交变磁场的元件的材料更高的电阻的材料制成。
9. 根据权利要求1或7所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，该另外的面加热元件 (28、91)具有铁素体材料。
10. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，该另外的面加热元件 (28、91)被构成为使该另外的面加热元件（28、91)能够安装在平面的和/或圆柱形的壳体 (30)中。
11. 根据权利要求1所述的热交换装置（12、90)，其特征在于，两个相互邻接的面加热 元件（91、95)形锁合和/或材料锁合地彼此连接。
12. -种加热装置（10)，其特征在于，其具有按权利要求1至11中任一项所述的热交 换装置（12、90)以及控制单元（18)，该控制单元用来控制产生交变磁场的元件（32)和面加 热元件（24、26、28、91、95、101)，其中该热交换装置（12、90)具有：壳体（30)，其内部设有至 少一个流体通道（46、52、62、66、108、111、113、116)，该流体通道具有流体入口（14、93)和 流体出口（16、94);产生交变磁场的元件（32);以及至少一个由流体绕其单侧或双侧环流 的面加热元件（28、91)，其中该热交换装置（12、90)中设置有至少一个另外的面加热元件 (28、91)，以将该至少一个流体通道（66、116)划分为多个子通道（70a、70b)。
【文档编号】H05B3/82GK204190964SQ201420323028
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】沃尔夫冈·塞瓦尔德, 卡尔-盖德·克鲁姆巴赫, 米夏埃尔·科尔 申请人:贝洱两合公司