本發(fā)明涉及一種熱交換器，尤其涉及一種用于車輛的電流體加熱器。

背景技術：

1、車輛通常包括用于加熱待供應到乘客艙的空氣的加熱器?？商娲?，加熱器用于供應加熱的空氣以對擋風玻璃進行除霧或除霜。在一些情況下，加熱器用于供應熱空氣或熱冷卻劑以冷啟動發(fā)動機。隨著電動車輛和混合動力車輛的出現(xiàn)，加熱器也適用于電池熱管理。加熱器可以用于對用于為電動馬達供電的電池進行有效的熱管理，從而顯著地提高電池的使用壽命。待加熱的空氣通常通過熱交換器，該熱交換器包括加熱元件，例如在熱加熱器的情況下，所述加熱元件是熱交換流管，加熱的流體通過該熱交換流管循環(huán)，或者例如在電阻加熱器的情況下，所述加熱元件是通電的電阻元件。特別地，待加熱的空氣循環(huán)穿過熱交換器的加熱元件并從加熱元件提取熱量。

2、圖1中所示的常規(guī)電加熱器1包括相對于流體加熱空間布置的多個加熱元件2，所述流體加熱空間相對于加熱元件2配置，用于在加熱元件2和在加熱空間中圍繞加熱元件2流動的流體之間進行熱交換。每個加熱元件2包括管，該管又在其中接收電芯。具體地，管與電芯一起形成加熱元件。電芯例如包括ptc（正溫度系數(shù)）電阻器。每個管可以具有多個電芯，這些電芯可以在管的方向上一個接一個地布置。每個加熱元件包括在至少一個電芯的至少一側上的電極，用于通過加熱元件供電。電極和電芯包括在加熱元件的發(fā)熱部分中。此外，加熱元件包括電絕緣且導熱的材料層。這些層位于一個電極和管壁之間的環(huán)形空間中。以這種方式，管與電極和電芯電絕緣，但與它們熱接觸。

3、在常規(guī)電流體加熱器1的情況下，流體加熱空間由包圍加熱元件2的殼體限定，或者由多個模塊化元件限定，特別是組裝在一起以相對于加熱元件2限定流體加熱空間的板4。板4在端板5a和5b之間一個堆疊在另一個上方，其中板4的對準部分4a和4b限定相應的流體流動通道，這些流體流動通道通過限定在端板5b和多個板4中的最后一個板之間的中間歧管連接。通過中間歧管連接的這種第一流動通道和第二流動通道限定流體在電流體加熱器1內(nèi)的u形流動軌跡。此外，這種構造使得能夠?qū)⑷肟?a和出口6b設置在電流體加熱器1的頂部，從而使電加熱元件1具有緊湊的構造。流體加熱空間與入口6a和出口6b流體連通。特別地，通過入口6a進入電加熱器1的流體流過與加熱元件2的第一部分相鄰的流體加熱空間以限定第一通道，并且在該過程中從加熱元件2的第一部分提取熱量。在通過流過第一通道提取熱量之后的流體被引導流過第二通道，以進一步從加熱元件的第二部分提取熱量。從加熱元件2提取熱量之后的流體通過出口6b流出。由于加熱元件一個堆疊在另一個之上，因此這種構造的電流體加熱器體積大并且面臨封裝問題。此外，流過如此構造的流體加熱空間的流體不是均勻分布的，并且不能充分地和直接地接觸加熱元件。此外，氣泡可能潛在地形成在加熱元件的邊緣處，這不利地影響電加熱器的效率和性能。實際上，空氣成為了熱隔離器，并且加熱元件上的可能出現(xiàn)熱點。在通過接合多個板來限定流體加熱空間的情況下，板的釬焊是一個問題。更具體地，這種配置需要在多個部位進行釬焊，這又需要較高的釬焊公差，增加了制造難度。此外，在常規(guī)電流體加熱器的情況下，由于入口/出口冷卻劑流垂直于加熱元件，并且冷卻劑通過相鄰板孔和在加熱元件之間以恒定的之字形流動，因此流過熱交換器的流體的壓降不必要地增加，從而不利地影響電流體加熱器的效率和性能。

4、因此，需要一種具有扁平緊湊構造并解決封裝問題的電流體加熱器。此外，需要一種電流體加熱器，即使當加熱器元件具有相當大的尺寸時，該電流體加熱器也能改善熱交換流體沿著加熱器元件的表面的分布。此外，需要一種配置有流體加熱空間的電加熱器，其使加熱器元件與流過流體加熱空間的流體之間的熱交換最大化，從而提高電加熱器的效率和性能。此外，需要一種電加熱器，其通過使釬焊溫度均勻化并避免熱應力來確保相對于加熱元件構造流體加熱空間的板之間的方便的釬焊連接。

5、本發(fā)明的一個目的是提供一種流體電加熱器，該流體電加熱器避免了傳統(tǒng)流體電加熱器所面臨的由于相對于加熱元件的不均勻流體分布而引起的問題，而與加熱元件的尺寸無關。

6、本發(fā)明的另一個目的是提供一種流體電加熱器，其結構緊湊并且解決了傳統(tǒng)流體電加熱器所面臨的封裝問題。

7、本發(fā)明的另一個目的是提供一種電流體加熱器，其確保在所有流體流動通道中均勻的流體分布和流體填充，以實現(xiàn)改進的效率和性能。

8、本發(fā)明的又一個目的是提供一種流體電加熱器，其防止在流體電加熱器內(nèi)形成氣泡。本發(fā)明的另一個目的是提供一種電流體加熱器，其形成有用于從關鍵部分清除流體的特征。

9、本發(fā)明的另一個目的是提供一種流體電加熱器，其制造時需要較少的釬焊點，從而減少了由于制造傳統(tǒng)流體電加熱器需要更多數(shù)量的釬焊點而產(chǎn)生的諸如較高釬焊公差、制造困難和熱應力之類的問題。

10、在本說明書中，一些元素或參數(shù)可以被索引，諸如第一元素和第二元素。在這種情況下，除非另有說明，否則該索引僅意味著區(qū)分和命名相似但不相同的元素。不應從這種索引中推斷出優(yōu)先級的概念，因為這些術語可以在不背叛本發(fā)明的情況下被切換。另外，這種索引并不意味著安裝或使用本發(fā)明的元件的任何順序。

技術實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的實施例公開了一種電流體加熱器。電流體加熱器包括至少一個加熱元件和至少一個殼體。殼體包括第一部分、第二部分、分隔凹槽、入口和出口。第二部分沿著接口平面組裝到第一部分，以限定用于在其中接收加熱元件的外殼。形成在殼體上的分隔凹槽在殼體的近端和遠端之間延伸，以將殼體分成用于第一通道“a”的第一腔室和用于第二返回通道“b”的第二腔室，以用于流體流動。入口將流體供應到第一通道“a”，并且出口從第二通道收集在與加熱元件熱交換之后的流體。殼體形成有中間連接部分以限定u形轉(zhuǎn)彎軌跡“c”，該u形轉(zhuǎn)彎軌跡沿著加熱元件的平面在第一腔室與第二腔室之間形成流體連通，并且沿著加熱元件的橫向側在縱向方向上延伸。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電流體加熱器包括一對殼體，該對殼體相對于彼此以重疊的方式堆疊，每個殼體容納至少一個加熱元件。入口和出口設置在第一殼體的近端處。中間連接部分設置在第二殼體的近端。相鄰的第一殼體的第一腔室經(jīng)由其遠端處的第一組對準狹槽彼此流體連通。第二殼體的第一腔室和第二腔室經(jīng)由中間連接部分彼此流體連通。相鄰的第一殼體的第二腔室經(jīng)由其遠端處的第二組對準狹槽彼此流體連通。

3、優(yōu)選地，殼體的第一部分和第二部分中的至少一個是扁平構造。

4、此外，殼體的第一部分和第二部分是相同的并且關于接口平面相對于彼此對稱。

5、特別地，加熱元件的至少一部分設置在殼體的第一腔室中，而加熱元件的其余部分設置在殼體的第二腔室中。

6、此外，分隔凹槽相對于殼體居中設置，并將第一通道“a”與第二通道“b”分開。

7、特別地，入口和出口通過組裝分別形成在殼體的第一部分和第二部分上的互補輪廓而形成，所述互補輪廓被接納并保持在套筒中。

8、優(yōu)選地，入口和出口相對于相應的第一腔室和第二腔室居中設置。

9、此外，連接部分具有沿著加熱元件的縱向方向變化的橫截面。

10、特別地，中間連接部分通過組裝在殼體的第一部分和第二部分的遠端和近端中的任一個處的區(qū)段而形成。

11、根據(jù)一個實施例，中間連接部分通過組裝在殼體的第一部分和第二部分的與殼體的入口和出口相對的遠端處的區(qū)段而形成。

12、根據(jù)另一個實施例，中間連接部分通過組裝在第二殼體的第一部分和第二部分的近端處的區(qū)段而形成，并且設置在入口和出口設置在第一殼體上的同一側上。

13、特別地，中間連接部分在中心處具有最大橫截面，并且橫截面從中心到殼體的相應橫向側逐漸減小。

14、此外，入口和出口分別相對于容納在殼體中的加熱元件的橫向側正交地設置并且設置在第一腔室和第二腔室的中心處。

15、此外，湍流器設置在加熱元件和殼體之間的環(huán)形空間中。

16、此外，殼體包括具有彎曲輪廓的橫截面的中間凹槽。中間凹槽沿著加熱元件的橫向側延伸，并且設置在容納在殼體中的加熱元件之間。

17、加熱元件包括管狀元件、在其至少一側上形成有電極的至少一個芯以及電絕緣且導熱的材料層。管狀元件的橫向側具有彎曲輪廓。芯容納在管狀元件內(nèi)部，而相應的電極從管狀元件的兩側延伸出來，以使得能夠通過加熱元件供電。電絕緣且導熱的材料層設置在電極與管狀元件的壁之間的環(huán)形空間中。

18、通常，中間凹槽的彎曲輪廓的橫截面的曲率半徑“r”大于管狀元件的橫向側的彎曲輪廓的曲率半徑“r”。