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DE102023106460A1 - Electric heater - Google Patents

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Publication number
DE102023106460A1
DE102023106460A1 DE102023106460.6A DE102023106460A DE102023106460A1 DE 102023106460 A1 DE102023106460 A1 DE 102023106460A1 DE 102023106460 A DE102023106460 A DE 102023106460A DE 102023106460 A1 DE102023106460 A1 DE 102023106460A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating device
housing
branch
supply branch
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023106460.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Patrick Werner
Timo Kröner
Sascha Herzig
Daniil Salahub
Jikang Wang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Catem GmbH and Co KG
Original Assignee
Eberspaecher Catem GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eberspaecher Catem GmbH and Co KG filed Critical Eberspaecher Catem GmbH and Co KG
Priority to DE102023106460.6A priority Critical patent/DE102023106460A1/en
Publication of DE102023106460A1 publication Critical patent/DE102023106460A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/24Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor being self-supporting
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/021Heaters specially adapted for heating liquids

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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kompakt bauende elektrische Heizvorrichtung mit einem Gehäuse (2), das eine Heizkammer (8) für das Hindurchleiten eines zu erwärmenden Mediums durch das Gehäuse (2) und eine Anschlusskammer (14) für den elektrischen Anschluss von zumindest einer PTC-Heizeinrichtung (24) aufweist, wobei die PTC-Heizeinrichtung (24) zumindest ein PTC-Element (28) und zur Bestromung des PTC-Elements (28) mit unterschiedlicher Polarität elektrisch leitend mit dem PTC-Element (28) verbundene Leiterbahnen (30) aufweist und wobei die PTC-Heizeinrichtung (24) in ein Heizeinrichtungsgehäuse (20) eingebracht ist, das an seinem oberen Ende und zu der Anschlusskammer (14) offen und seinem unteren Ende und zu der Heizkammer (8) geschlossen ist und von der Trennwand (12) in Richtung auf die Heizkammer (8) abragt. In der in der Heizkammer (8) sind ein Zuleitungszweig (64) und ein Ableitungszweig (66) für das zu erwärmenden Medium ausgebildet, die über einen Querkanal (62) miteinander verbunden sind, der gegenüberliegend zu einem Einlass (16) des Zuleitungszweigs (64) bzw. einem Auslass (18) und des Ableitungszweigs (66) vorgesehen ist. Der Zuleitungszweig (64) und der Ableitungszweig (66) bilden jeweils einen mäandrierenden Strömungsweg (69) aus, der sich zwischen Hauptseitenflächen der Heizeinrichtungsgehäuse (20) erstreckende Strömungskanäle (70) aufweist, wobei die Strömungskanäle (70) des Zuleitungszweigs (64) und des Ableitungszweigs (66) jeweils schräg relativ zu einer im wesentlichen rechteckigen Grundfläche (R) des Gehäuses (2) und fischgrätartig relativ zueinander ausgerichtet sind und wobei der am entferntesten von dem Einlass (16) bzw. dem Auslass (18) angeordnete Strömungskanal (70.6) des Zuleitungszweigs (64) und des Ableitungszweigs (66) in den Querkanal (62) mündet.The present invention relates to a compact electrical heating device with a housing (2) which has a heating chamber (8) for passing a medium to be heated through the housing (2) and a connection chamber (14) for the electrical connection of at least one PTC heating device (24), wherein the PTC heating device (24) has at least one PTC element (28) and conductor tracks (30) which are electrically conductively connected to the PTC element (28) for supplying current to the PTC element (28) with different polarity, and wherein the PTC heating device (24) is introduced into a heating device housing (20) which is open at its upper end and towards the connection chamber (14) and closed at its lower end and towards the heating chamber (8) and protrudes from the partition wall (12) in the direction of the heating chamber (8). In the heating chamber (8), a supply branch (64) and a discharge branch (66) for the medium to be heated are formed, which are connected to one another via a transverse channel (62) which is provided opposite an inlet (16) of the supply branch (64) or an outlet (18) and the discharge branch (66). The supply branch (64) and the discharge branch (66) each form a meandering flow path (69) which has flow channels (70) extending between main side surfaces of the heating device housings (20), wherein the flow channels (70) of the supply branch (64) and the discharge branch (66) are each aligned obliquely relative to a substantially rectangular base area (R) of the housing (2) and in a herringbone pattern relative to one another, and wherein the flow channel (70.6) of the supply branch (64) and the discharge branch (66) arranged furthest from the inlet (16) or the outlet (18) opens into the transverse channel (62).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1.The present invention relates to an electric heating device having the preamble features of claim 1.

Eine solche elektrische Heizvorrichtung ist beispielsweise aus EP 1 872 986 A1 bzw. EP 2 797 381 A1 bekannt.Such an electric heating device is made, for example, of EP 1 872 986 A1 or EP 2 797 381 A1 known.

Diese vorbekannte elektrische Heizvorrichtung hat ein mehrteiliges Gehäuse, welches eine Heizkammer zum Hindurchleiten des zu erwärmenden Mediums durch das Gehäuse und eine Anschlusskammer für den elektrischen Anschluss von zumindest einer PTC-Heizeinrichtung aufweist. Das Gehäuse hat Ein- und Auslassöffnungen für das Einleiten des zu erwärmenden Mediums in das Gehäuse bzw. Ausleiten aus dem Gehäuse. Zwischen der Zirkulationskammer und der Anschlusskammer befindet sich auch bei der erfindungsgemäßen Lösung bevorzugt eine Trennwand, von der Heizeinrichtungsgehäuse abragen, die Aufnahmetaschen ausbilden, in welche anschlussseitig PTC-Heizeinrichtungen eingebracht sind. Diese Heizeinrichtungsgehäuse ragen nach Art von Heizrippen in die Heizkammer herein, die über die Trennwand fluidisch vollkommen von der Anschlusskammer getrennt ist. Die Anschlusskammer hat üblicherweise auch eine Steuereinrichtung für die innerhalb der Anschlusskammer elektrisch angeschlossenen ggf. dort auch zu Heizkreisen gruppierten PTC-Heizeinrichtungen.This previously known electric heating device has a multi-part housing which has a heating chamber for passing the medium to be heated through the housing and a connection chamber for the electrical connection of at least one PTC heating device. The housing has inlet and outlet openings for introducing the medium to be heated into the housing or discharging it from the housing. In the solution according to the invention, there is preferably a partition between the circulation chamber and the connection chamber, from which heating device housings protrude, forming receiving pockets into which PTC heating devices are inserted on the connection side. These heating device housings protrude into the heating chamber like heating ribs, which is completely separated from the connection chamber in terms of fluids via the partition. The connection chamber usually also has a control device for the PTC heating devices which are electrically connected within the connection chamber and may also be grouped there into heating circuits.

Bei einem anderen Stand der Technik gemäß EP 2 884 817 A1 werden die Heizrippen durch Steckelemente gebildet, die in Steckelementaufnahmen dichtend eingebracht sind, die in der Trennwand ausgespart sind, wobei Kontaktzungen der PTC-Heizeinrichtungen durch die Trennwand hindurch in die Anschlusskammer verlängert und überführt sind. Das Heizeinrichtungsgehäuse wird dabei einen Rahmen und durch diesen gefügte Isolierlage gebildet, die die PTC-Heizeinrichtung so umgeben, dass deren stromführenden Komponenten jedenfalls nicht mit dem zu erwärmenden Medium unmittelbar in Kontakt kommen.In case of a different state of the art according to EP 2 884 817 A1 The heating fins are formed by plug-in elements that are sealed into plug-in element receptacles that are recessed in the partition wall, with contact tongues of the PTC heating devices being extended and transferred through the partition wall into the connection chamber. The heating device housing is formed by a frame and an insulating layer joined to it, which surround the PTC heating device in such a way that its current-carrying components do not come into direct contact with the medium to be heated.

Das Heizeinrichtungsgehäuse ist zu der Heizkammer hin und an seinem unteren Ende geschlossen und an seinem oberen Ende und zu der Anschlusskammer so weit offen, dass zumindest die elektrische Kontaktierung der Leiterbahnen in Anschlusskammer erfolgen kann. Dies schließt nicht aus, dass zwischen der Anschlusskammer und der durch das Heizeinrichtungsgehäuse gebildeten Aufnahme für die PTC-Heizeinrichtung eine fluidische Abdichtung vorgesehen ist. Die zuvor erwähnten Merkmale des Standes der Technik können auch erfindungswesentlich für die vorliegende Erfindung sein.The heating device housing is closed towards the heating chamber and at its lower end and is open at its upper end and towards the connection chamber so that at least the electrical contacting of the conductor tracks can take place in the connection chamber. This does not exclude the provision of a fluidic seal between the connection chamber and the receptacle for the PTC heating device formed by the heating device housing. The previously mentioned features of the prior art can also be essential to the present invention.

Die elektrische Heizvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hat - wie der Stand der Technik - zumindest ein PTC-Element, bei dem es sich um einen üblicherweise quaderförmig ausgebildeten Keramikstein handelt, der auf gegenüberliegenden Seiten zur Einleitung des Leistungsstromes mit einer Metallisierung versehen ist. Dieses PTC-Element wird über Leiterbahnen an unterschiedliche Polarität angeschlossen. Sowohl die Leiterbahnen als auch das PTC-ElementThe electric heating device according to the present invention has - like the prior art - at least one PTC element, which is usually a cuboid-shaped ceramic stone, which is provided with a metallization on opposite sides to introduce the power current. This PTC element is connected to different polarity via conductor tracks. Both the conductor tracks and the PTC element

Die vorliegende Erfindung will eine elektrische Heizungsvorrichtung der eingangs genannten Art schaffen, die kompakt bauend ist, gleichwohl eine gute Erwärmung des in der Regel flüssigen Mediums erlaubt und die Durchströmung eines solchen Mediums bei möglichst geringem Strömungswiderstand durch die Heizkammer ermöglicht. Die elektrische Heizungsvorrichtung soll insbesondere als Heizer in einem KFZ zum Einsatz kommen.The present invention aims to create an electric heating device of the type mentioned at the beginning, which is compact in construction, but nevertheless allows good heating of the usually liquid medium and enables the flow of such a medium through the heating chamber with the lowest possible flow resistance. The electric heating device is intended to be used in particular as a heater in a motor vehicle.

Im Hinblick darauf schlägt die vorliegende Erfindung vor, in der Heizkammer einen Zuleitungszweig und einen Ableitungszweig für das zu erwärmendes Medium vorzusehen. Zu dem Zuleitungszweig ist ein Einlass, zu dem Ableitungszweig ein Auslass vorgesehen. Ein- und Auslass sind auf einer Seite in Bezug auf das Gehäuse angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses ist der Zuleitungszweig mit dem Ableitungszweig über einen Querkanal verbunden. So bildet der Zuleitungszweig eine Hauptströmungsrichtung von dem Einlass zu dem Querkanal aus und der Ableitungszweig eine Hauptströmungsrichtung in entgegengesetzter Richtung. Der Zuleitungszweig und der Ableitungszweig bilden jeweils einen mäandrierenden Strömungsweg aus. Dieser mäandrierende Strömungsweg umströmt Heizeinrichtungsgehäuse, die von der Trennwand in die Heizkammer ragen. Der Strömungsweg ist gebildet durch Strömungskanäle, die zwischen Hauptseitenflächen der Heizeinrichtungsgehäuse vorgesehen sind, und Verbindungskanäle, die die Strömung von dem einen Strömungskanal auf den anderen überführen. In solcher Weise ist der Strömungsweg in dem Zuleitungszweig und der Strömungsweg in dem Ableitungszweig ausgebildet. Die Strömungskanäle des Zuleitungsweges und die Strömungskanäle des Ableitungsweges sind jeweils schräg relativ zu einer im wesentlichen rechteckigen Grundfläche des Gehäuses angeordnet. Sie sind fischgrätartig relativ zueinander ausgerichtet. Die Strömungskanäle des Zuleitungszweigs sind die üblicherweise streng parallel relativ zueinander angeordnet. Entsprechendes gilt für die Strömungskanäle des Ableitungszweigs. Üblicherweise sind sämtliche Strömungskanäle des Zuleitungszweigs relativ zu sämtlichen Strömungskanäle des Ableitungszweigs des schräg angeordnet. Die Anordnung erfolgt nach Art eines Fischgrätmusters. Eine sich zwischen dem Zuleitungszweig und dem Ableitungszweig erstreckende Mittellängsachse des Gehäuses kann die Symmetrieachse für diese Ausgestaltung der Strömungskanäle und ggf. auch der Verbindungskanäle ausbilden.In view of this, the present invention proposes providing a supply branch and a discharge branch for the medium to be heated in the heating chamber. An inlet is provided for the supply branch and an outlet for the discharge branch. The inlet and outlet are arranged on one side in relation to the housing. On the opposite side of the housing, the supply branch is connected to the discharge branch via a transverse channel. The supply branch thus forms a main flow direction from the inlet to the transverse channel and the discharge branch a main flow direction in the opposite direction. The supply branch and the discharge branch each form a meandering flow path. This meandering flow path flows around heating device housings that protrude from the partition wall into the heating chamber. The flow path is formed by flow channels that are provided between main side surfaces of the heating device housings and connecting channels that transfer the flow from one flow channel to the other. The flow path in the supply branch and the flow path in the discharge branch are designed in this way. The flow channels of the supply path and the flow channels of the discharge path are each arranged obliquely relative to a substantially rectangular base area of the housing. They are aligned in a herringbone pattern relative to one another. The flow channels of the supply branch are usually arranged strictly parallel relative to one another. The same applies to the flow channels of the discharge branch. Usually, all flow channels of the supply branch are arranged relative to all flow channels of the discharge supply branch of the arranged diagonally. The arrangement is in the form of a herringbone pattern. A central longitudinal axis of the housing extending between the supply branch and the discharge branch can form the axis of symmetry for this design of the flow channels and possibly also the connecting channels.

Die Strömungskanäle sind geradlinig verlaufend ausgeformt. Der Übergang zwischen den Strömungskanälen und den Verbindungskanälen ist üblicherweise abgerundet, um eine möglichst gleichförmige und verlustarme Umlenkung der Strömung von einem Strömungskanal in den nächsten Strömungskanal zu ermöglichen. Der am entferntesten von dem Einlass angeordnete Strömungskanal des Zuleitungszweigs und der am entferntesten von dem Auslass angeordnete Strömungskanal des Ableitungszweigs münden in den Querkanal. So bilden die beiden am entferntesten angeordneten Strömungskanäle unmittelbar den Ein- bzw. Auslass zu dem Querkanal aus. Auch hier erfolgt die Strömungsumlenkung um Radien und damit weich.The flow channels are formed in a straight line. The transition between the flow channels and the connecting channels is usually rounded to enable the flow to be diverted from one flow channel to the next as uniformly and as little loss as possible. The flow channel of the supply branch that is furthest from the inlet and the flow channel of the discharge branch that is furthest from the outlet open into the cross channel. The two flow channels that are furthest away form the inlet and outlet to the cross channel. Here, too, the flow is diverted around radii and is therefore smooth.

Der Querkanal kann sich unmittelbar an einen nach innen gerichteten Strömungskanal des Zuleitungszweigs und des Ableitungszweigs anschließen. In diesem Fall befindet ist der Querkanal mit Abstand zu einer Seitenfläche des Gehäuses angeordnet. Der Querkanal kann leicht gekrümmt zwischen den daran angeschlossenen Strömungskanälen ausgeformt sein, um einen möglichst geringen Strömungswiderstand für das fließende Medium am Übergang zwischen dem Zuleitungszweig und dem Ableitungszweig zu schaffen.The cross channel can be connected directly to an inward-facing flow channel of the supply branch and the discharge branch. In this case, the cross channel is arranged at a distance from a side surface of the housing. The cross channel can be formed slightly curved between the flow channels connected to it in order to create the lowest possible flow resistance for the flowing medium at the transition between the supply branch and the discharge branch.

Diese Ausgestaltung kommt mit weniger Umlenkung als eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung aus, bei welcher der Querkanal parallel zu einer Seitenfläche des Gehäuses verläuft und die Verlustleistung eines Leistungsschalters aufnimmt, hierdurch den Leistungsschalter kühlt und dabei gleichzeitig das zu erwärmenden Medium mit der Verlustleistung erwärmt. Dazu hat die elektrische Heizvorrichtung bevorzugt ein Steuergehäuse, das eine den zumindest einen Leistungsschalter umfassende Steuereinrichtung umgibt und mit dem Gehäuse mechanisch verbunden ist. Das Steuergehäuse kann mit dem übrigen Gehäuse, insbesondere dem Gehäuseoberteil verschweißt, insbesondere laserverschweißt sein. Das Steuergehäuse ist üblicherweise quer dem Gehäuse angeordnet. Mit anderen Worten erstreckt sich das Steuergehäuse in seiner Hauptströmungsrichtung im Wesentlichen parallel zu dem Querkanal und liegt an der benachbarten zu dem Querkanal vorgesehenen Seitenfläche des Gehäuses an.This design requires less deflection than a preferred development of the present invention, in which the transverse channel runs parallel to a side surface of the housing and absorbs the power loss of a circuit breaker, thereby cooling the circuit breaker and at the same time heating the medium to be heated with the power loss. For this purpose, the electrical heating device preferably has a control housing that surrounds a control device comprising the at least one circuit breaker and is mechanically connected to the housing. The control housing can be welded to the rest of the housing, in particular the upper part of the housing, in particular laser welded. The control housing is usually arranged transversely to the housing. In other words, the control housing extends in its main flow direction essentially parallel to the transverse channel and rests on the side surface of the housing provided adjacent to the transverse channel.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung hat das PTC-Element in an sich bekannter Weise eine rechteckige Grundfläche mit einer Höhe und einer Breite . Die Breite ist dabei kleiner als die Höhe. Das Verhältnis von Breite zu Höhe liegt bei zwischen 8 zu 14 bis 12 zu 14, insbesondere bei 11 zu 14. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Breite entlang einer Richtung, die das untere Ende des Heizeinrichtungsgehäuse mit dem oberen Ende desselben verbindet. Die kleinere Erstreckung der rechteckigen Grundfläche verläuft dementsprechend zwischen der Anschlusskammer und dem unteren Ende des Heizeinrichtungsgehäuses. Entgegen der üblichen Anordnung ist das PTC-Element „quer“ eingebaut. Dadurch kann das Heizeinrichtungsgehäuse mit geringerer Tiefe hergestellt werden. Die durch das Heizeinrichtungsgehäuse gebildete Heizrippe ragt weniger weit in die Heizkammer hinein. So lässt sich das Heizeinrichtungsgehäuse leichter herstellen, insbesondere durch Gießen als bauliche Einheit mit der Trennwand und bevorzugt als Bestandteil eines Gehäuseoberteils aus Metall, welches üblicherweise lediglich über eine Blechplatte als Abdeckung abgedeckt werden muss, um die Anschlusskammer gegenüber der Umgebung abzudichten. Eine solche Ausgestaltung hat sich auch für den Fall als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Anschlusskammer die Steuereinrichtung vorgesehen ist, die aufgrund der Wände des Gehäuseoberteils und der metallischen Abdeckung in der Anschlusskammer abgeschirmt aufgenommen ist.According to a preferred development of the present invention, the PTC element has a rectangular base area with a height and a width in a manner known per se. The width is smaller than the height. The ratio of width to height is between 8 to 14 and 12 to 14, in particular 11 to 14. In this preferred embodiment, the width extends along a direction that connects the lower end of the heater housing with the upper end thereof. The smaller extension of the rectangular base area accordingly runs between the connection chamber and the lower end of the heater housing. Contrary to the usual arrangement, the PTC element is installed "transversely". This allows the heater housing to be manufactured with a smaller depth. The heating fin formed by the heater housing protrudes less far into the heating chamber. This makes the heater housing easier to manufacture, in particular by casting as a structural unit with the partition wall and preferably as a component of a housing upper part made of metal, which usually only has to be covered with a sheet metal plate as a cover in order to seal the connection chamber from the environment. Such a design has also proven to be advantageous in the case where the control device is provided in the connection chamber, which is accommodated in a shielded manner in the connection chamber due to the walls of the upper housing part and the metallic cover.

Die größere Erstreckung der Grundfläche des PTC-Elementes erstreckt sich bei dieser bevorzugten Ausgestaltung parallel zu der Strömung innerhalb des Strömungskanal. So wird mehr Fläche des PTC-Elementes von dem Strömungsweg überstrichen, wodurch die Wärmeübertragung an das zu erwärmenden Medium verbessert ist.In this preferred embodiment, the larger extent of the base area of the PTC element extends parallel to the flow within the flow channel. This means that more of the surface area of the PTC element is swept over by the flow path, which improves the heat transfer to the medium to be heated.

Im Hinblick auf eine möglichst verlustarme Durchleitung der Strömung wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass der am weitesten entfernt von dem Einlass bzw. dem Auslass angeordnete Strömungskanal des Zuleitungszweigs bzw. des Ableitungszweigs mit dem Querkanal einen Winkel von 30 Grad bis 40 Grad einschließt. Diese winkelige Ausrichtung dieser Strömungskanäle, die üblicherweise parallel zu den weiteren Strömungskanälen des Zuleitungszweigs bzw. des Ableitungszweigs angeordnet sind, gilt insbesondere auch für die relative Anordnung der entsprechenden Strömungskanäle relativ zu dem in seiner Grundfläche im wesentlichen rechteckigen Gehäuse.In order to ensure that the flow is passed through with as little loss as possible, a preferred development of the present invention proposes that the flow channel of the supply branch or the discharge branch that is arranged furthest from the inlet or the outlet forms an angle of 30 degrees to 40 degrees with the transverse channel. This angular alignment of these flow channels, which are usually arranged parallel to the other flow channels of the supply branch or the discharge branch, also applies in particular to the relative arrangement of the corresponding flow channels relative to the housing, which is essentially rectangular in its base area.

Ein verlustarmes Durchleiten der Strömung innerhalb der Heizkammer wird aber nicht nur durch die Anordnung der Strömungskanäle bzw. der Verbindungskanäle und deren Ausgestaltung erreicht. Vielmehr werden mit der vorliegenden Erfindung auch Abmessungen der Strömungskanäle vorgegeben, die sich als besonders bevorzugt im Hinblick auf die Übertragung der Wärme an das Medium bei möglichst geringen Strömungswiderstand innerhalb der Strömungskanäle erwiesen haben.However, a low-loss flow within the heating chamber is not only achieved by the arrangement of the flow channels or the connecting channels and their design. Rather, the present invention Dimensions of the flow channels are also specified, which have proven to be particularly preferred with regard to the transfer of heat to the medium with the lowest possible flow resistance within the flow channels.

Die Heizeinrichtungsgehäuse laufen bei dieser bevorzugten Ausgestaltung üblicherweise in Richtung auf ihr unteres Ende konisch zu. Der zwischen benachbarten Heizeinrichtungsgehäusen vorgesehene Strömungskanal ist dementsprechend benachbart zu der Trennwand breiter als an dem unteren Ende der Heizeinrichtungsgehäuse. Dort haben benachbarte Heizeinrichtungsgehäuse bevorzugt einen Abstand von zwischen 4 mm und 8 mm, bevorzugt von zwischen 5 und 6 mm. Im Bereich der Trennwand, d.h. dort, wo die Heizeinrichtungsgehäuse in die Trennwand übergehen, beträgt der Abstand zwischen benachbarten Heizeinrichtungsgehäuse in etwa 2 mm und 6 mm, bevorzugt von zwischen 4 und 5 mm. Sämtliche Heizeinrichtungsgehäuse der elektrischen Heizeinrichtung ragen in der Regel von einer sich in einer Ebene erstreckenden Trennwand ab und ragen mit gleicher Erstreckung in die Heizkammer hinein. Sämtliche Heizeinrichtungsgehäuse sind bevorzugt identisch vorgesehen und einteilig mit der Trennwand ausgebildet.In this preferred embodiment, the heating device housings usually taper towards their lower end. The flow channel provided between adjacent heating device housings is accordingly wider adjacent to the partition than at the lower end of the heating device housing. There, adjacent heating device housings preferably have a distance of between 4 mm and 8 mm, preferably between 5 and 6 mm. In the area of the partition, i.e. where the heating device housings merge into the partition, the distance between adjacent heating device housings is approximately 2 mm and 6 mm, preferably between 4 and 5 mm. All heating device housings of the electric heating device generally protrude from a partition extending in one plane and protrude into the heating chamber with the same extent. All heating device housings are preferably provided identically and formed in one piece with the partition.

Die zuvor diskutierte Erfindung weist verschiedene Vorteile auf, die bei einer kompakt bauenden elektrischen Heizvorrichtung eine verlustarme gleichwohl im Hinblick auf die Wärmeauskopplung effektive Ausgestaltung ermöglichen. Aufgrund des zweireihigen Aufbaus mit einem Zuleitungszweig und einem Ableitungszweig können der Ein- und Auslass des Gehäuses an der selben Seite positioniert sein. Dadurch wird der Anschluss der elektrischen Heizvorrichtung an das zu erwärmenden Medium erleichtert. Die elektrische Heizvorrichtung der vorliegenden Erfindung kommt insbesondere in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz, wo der Einbauraum naturgemäß begrenzt ist.The invention discussed above has various advantages that allow a compact electric heating device to be designed with low losses but still effectively in terms of heat extraction. Due to the two-row structure with a supply branch and a discharge branch, the inlet and outlet of the housing can be positioned on the same side. This makes it easier to connect the electric heating device to the medium to be heated. The electric heating device of the present invention is used in particular in a motor vehicle, where the installation space is naturally limited.

Die Heizeinrichtungsgehäuse und damit die PTC-Elemente sind schräg relativ zu der Grundfläche des Gehäuses und damit der Hauptströmungsrichtung innerhalb der Heizkammer angeordnet. Insbesondere das Fischgrätmuster bewirkt eine kompakte Ausgestaltung bei hinreichend verlängertem Wärmeweg innerhalb der Heizkammer.The heating device housings and thus the PTC elements are arranged at an angle relative to the base area of the housing and thus the main flow direction within the heating chamber. The herringbone pattern in particular results in a compact design with a sufficiently extended heat path within the heating chamber.

Durch die Anordnung des PTC-Elementes „quer“ ergibt sich eine reduzierte Tiefe der durch das Heizeinrichtungsgehäuse gebildeten Aufnahmetasche. Damit lässt sich die Trennwand gegebenenfalls davon abragende und die Anschlusskammer umgebende Wandungen so wie mehrere einteilig an der Trennwand auch angeformte Heizeinrichtungsgehäuse vereinfacht mittels Druckguß herstellen.The arrangement of the PTC element "transversely" results in a reduced depth of the receiving pocket formed by the heating device housing. This allows the partition wall, any walls protruding from it and surrounding the connection chamber, as well as several heating device housings molded onto the partition wall in one piece, to be manufactured in a simplified manner using die casting.

Die Ausgestaltung, bei der der Querkanal parallel zu einer Seitenfläche des Gehäuses verläuft und mit dem jeweils letzten Strömungskanal einen Winkel von zwischen 30 und 40 Grad einschließt, ermöglicht eine im Grunde dreieckige Aussparung innerhalb der Anschlusskammer. Diese Aussparung wird durch Wände begrenzt, die wie eine Heizrippe in die Heizkammer hineinragen und dementsprechend den Strömungsweg innerhalb der Heizkammer begrenzen. Die dreieckige Aussparung eignet sich zur Aufnahme von Trocknungsgranulat, durch das Feuchtigkeit innerhalb der Anschlusskammer gebunden werden kann. Ist die Anschlusskammer fluiddicht mit dem Innern eines Steuergehäuses verbunden, wird auch dort vorhandene Feuchtigkeit durch das Trocknungsgranulat gebunden. In der dreieckigen Aussparung lassen sich aber zur Erhöhung der Heizleistung auch weitere PTC-Heizeinrichtungen unterbringen. Durch die dreieckige Aussparung lässt sich auch Material für die Ausbildung des Gehäuses einsparen. In urformenden Herstellverfahren zur Herstellung des Gehäuses wäre der Bereich andernfalls voll mit Material ausgefüllt.The design, in which the transverse channel runs parallel to a side surface of the housing and forms an angle of between 30 and 40 degrees with the last flow channel, enables a basically triangular recess within the connection chamber. This recess is limited by walls that protrude into the heating chamber like a heating rib and accordingly limit the flow path within the heating chamber. The triangular recess is suitable for accommodating drying granulate, which can bind moisture within the connection chamber. If the connection chamber is connected to the inside of a control housing in a fluid-tight manner, any moisture present there is also bound by the drying granulate. However, additional PTC heating devices can also be accommodated in the triangular recess to increase the heating output. The triangular recess also saves material for the construction of the housing. In primary forming processes for producing the housing, the area would otherwise be completely filled with material.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:

  • 1: eine erste perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer elektrischen Heizvorrichtung ohne Steuerstecker;
  • 2: eine zweite perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 1 ohne Steuerstecker;
  • 3: eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Gehäuseoberteils des Ausführungsbeispiels;
  • 4: eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels in der der Ebene IV-IV nach 1 mit Steuerstecker;
  • 5: ein vergrößertes Detail der Schnittansicht gemäß 4;
  • 6: eine anschlusskammerseitige Draufsicht auf das Gehäuseoberteil des Ausführungsbeispiels ohne Verdrahtungsmodul und
  • 7: eine Querschnittsdarstellung des Strömungsweges innerhalb der Heizkammer.
Further details and advantages of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment in conjunction with the drawing, in which:
  • 1 : a first perspective side view of an embodiment of an electric heating device without control plug;
  • 2 : a second perspective view of the embodiment according to 1 without control plug;
  • 3 : a perspective view of the underside of the upper housing part of the embodiment;
  • 4 : a cross-sectional view of the embodiment in the plane IV-IV according to 1 with control plug;
  • 5 : an enlarged detail of the sectional view according to 4 ;
  • 6 : a connection chamber side top view of the housing top of the embodiment without wiring module and
  • 7 : a cross-sectional view of the flow path within the heating chamber.

Die 1 und 2 zeigen eine Heizvorrichtung mit einem insgesamt mit Bezugszeichen 2 gekennzeichneten Gehäuse, wobei Gehäusedeckel teilweise weggenommen sind. Das Gehäuse 2 hat ein Gehäuseoberteil 4 aus Metall, ein Gehäuseunterteil 6 aus Kunststoff, welches dicht zur Ausformung einer Heizkammer 8 mit dem Gehäuseoberteil 4 verbunden ist und einen in den 4 dargestellten Gehäusedeckel 10, der fluiddicht mit dem Gehäuseoberteil 4 verbunden ist. Die Heizkammer 8 ist in den 3 und 4 mit Bezugszeichen 8 gekennzeichnet, wenngleich das Gehäuseunterteil 6 dort nicht dargestellt ist. Zwischen dem Gehäusedeckel 10 und einer mit Bezugszeichen 12 gekennzeichneten Trennwand bildet das Gehäuseoberteil 4 eine Anschlusskammer 14 aus. Die Trennwand 12 trennt die Anschlusskammer 14 vom der Heizkammer 8 ab.The 1 and 2 show a heating device with a housing, which is identified overall by reference number 2, with the housing cover partially removed. The housing 2 has a housing upper part 4 made of metal, a housing lower part 6 made of plastic, which is tightly connected to the housing upper part 4 to form a heating chamber 8 and a 4 shown housing cover 10, which is fluid-tight with the housing upper part 4. The heating chamber 8 is in the 3 and 4 marked with reference number 8, although the housing lower part 6 is not shown there. Between the housing cover 10 and a partition wall marked with reference number 12, the housing upper part 4 forms a connection chamber 14. The partition wall 12 separates the connection chamber 14 from the heating chamber 8.

Das Gehäuseunterteil 6 bildet einteilig daran angeformte Einlass- und Auslassstutzen aus, die einen Einlass 16 bzw. einen Auslass 18 zu der Heizammer 8 ausbilden und an die Schläuche zum Führen des zu erwärmenden flüssigen Mediums angeschlossen werden können.The housing lower part 6 forms inlet and outlet nozzles formed thereon in one piece, which form an inlet 16 and an outlet 18 to the heating chamber 8 and can be connected to the hoses for guiding the liquid medium to be heated.

Die Stutzen münden in die Heizkammer 8. In diese Heizkammer 8 ragen Heizeinrichtungsgehäuse 20 als Heizrippen hinein, die durch Druckguss einteilig an der Trennwand 12 und damit dem Gehäuseoberteil 4 ausgebildet sind. Jedes Heizeinrichtungsgehäuse 20 bildet eine in 4 mit Bezugszeichen 22 gekennzeichnete Aufnahmetasche aus, die zu der Heizkammer 8 hin geschlossen und zu der Anschlusskammer 14 hin offen ist. In jeder Aufnahmetasche 22 ist vorliegend zumindest eine ggf. auch mehrere PTC-Heizeinrichtungen 24 vorgesehen. Jede PTC-Heizeinrichtung 24 hat einen Rahmen 26, der ein PTC-Element 28 in sich aufnimmt und zwei Leiterbahnen in Form von Kontaktblechen 30 zu einer Einheit fügt, die unmittelbar elektrisch leitend an Hauptseitenflächen des PTC-Elementes 28 anliegen und bis in die Anschlusskammer 14 hineinragende Kontaktzungen 32 ausbilden. Die Kontaktbleche 30 sind außenseitig mit einer Isolierlage 34, beispielsweise einer Aluminiumoxidplatte bzw. einer elektrisch isolierenden Folie, versehen. Dadurch werden die Kontaktbleche 30 isolierend in der Aufnahmetasche 22 abgestützt. Ein gut wärmeleitender Kontakt der Hauptseitenflächen des PTC-Elementes 28 kann beispielsweise durch Verkeilen des PTC-Elementes 28 zusammen mit den Kontaktblechen und den Isolierlagen 34 in der Aufnahmetasche 22 durch ein Keilelement 36 erfolgen, das aber auch als U-förmiges Element verwirklicht sein kann; vergleiche DE 10 2020 201 571 A1 .The nozzles open into the heating chamber 8. Heating device housings 20 protrude into this heating chamber 8 as heating ribs, which are formed by die-casting in one piece on the partition wall 12 and thus the housing upper part 4. Each heating device housing 20 forms a 4 with reference number 22, which is closed towards the heating chamber 8 and open towards the connection chamber 14. In each receiving pocket 22, at least one, possibly several PTC heating devices 24 are provided. Each PTC heating device 24 has a frame 26, which accommodates a PTC element 28 and joins two conductor tracks in the form of contact plates 30 to form a unit, which lie directly on the main side surfaces of the PTC element 28 in an electrically conductive manner and form contact tongues 32 that extend into the connection chamber 14. The contact plates 30 are provided on the outside with an insulating layer 34, for example an aluminum oxide plate or an electrically insulating film. The contact plates 30 are thereby supported in an insulating manner in the receiving pocket 22. A good heat-conducting contact of the main side surfaces of the PTC element 28 can be achieved, for example, by wedging the PTC element 28 together with the contact plates and the insulating layers 34 in the receiving pocket 22 by means of a wedge element 36, which can also be implemented as a U-shaped element; compare EN 10 2020 201 571 A1 .

Die 1 und 2 lassen einen Leistungsstecker 38 mit einem Leistungssteckergehäuse 40 erkennen. Ein in eine dort mit Bezugszeichen 42 gekennzeichnete Steuersteckeraufnahme 42 einzusetzender Steuerstecker 44 ist in 4 im Schnitt mit seinem Steuersteckergehäuse 46 gezeigt. Über den Leistungsstecker 38 wird der Leistungsstrom, über den Steuerstecker 44 werden Steuersignale einer Steuerungseinrichtung zugeleitet.The 1 and 2 show a power connector 38 with a power connector housing 40. A control connector 44 to be inserted into a control connector receptacle 42 marked there with reference number 42 is shown in 4 shown in section with its control plug housing 46. The power current is fed to a control device via the power plug 38 and control signals are fed to a control device via the control plug 44.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Heizvorrichtung ist diese Steuerungseinrichtung 50 in einem gesonderten metallischen Steuergehäuse 52 vorgesehen; vgl. 4 und 5. Die elektrische Verbindung der PTC-Heizeinrichtungen 24 mit der Steuereinrichtung 50 erfolgt über ein in der Anschlusskammer 8 angeordnetes Verdrahtungsmodul 53, das dort mehrere PTC-Heizeinrichtungen 24 zu Heizkreisen gruppiert. Die Stromschienen dieses Verdrahtungsmoduls 53 sind mit der Leiterplatte 54 steckkontaktiert; vgl. 5.In the embodiment of an electric heating device shown, this control device 50 is provided in a separate metallic control housing 52; cf. 4 and 5 . The electrical connection of the PTC heating devices 24 to the control device 50 is made via a wiring module 53 arranged in the connection chamber 8, which groups several PTC heating devices 24 into heating circuits. The busbars of this wiring module 53 are plugged into the circuit board 54; cf. 5 .

Die Steuerungseinrichtung 50 umfasst im Wesentlichen eine bestückte Leiterplatte 54, mit welcher der Leistungsstecker 38 und der Steuerstecker 46 sowie das dieses Verdrahtungsmoduls 53 steckkontaktiert sind und die Leistungsschalter 56 aufweist, die wärmeleitend unter Zwischenlage einer elektrisch isolierenden Folie je an einer Kühlfläche 58 anliegen, die durch das Gehäuseunterteil 6 gebildet und in 5 dargestellt ist.The control device 50 essentially comprises a printed circuit board 54 with which the power connector 38 and the control connector 46 as well as the wiring module 53 are plugged in and which has the power switches 56, which each rest in a heat-conducting manner with an electrically insulating film in between on a cooling surface 58 which is formed by the housing base 6 and in 5 is shown.

Das Steuergehäuse 52 ist mit dem Gehäuseoberteil 4 verschweißt, verlötet bzw. verklebt. Dazu hat das Gehäuseoberteil 4 eine in 5 mit Bezugszeichen 60 gekennzeichnete Außenfläche. Wie die Schnittdarstellung gemäß den 4 und 5 vermitteln, liegt das Steuergehäuse 52 auf Höhe des Leistungsschalters 56 unmittelbar gegen diese Außenfläche 60 des metallischen Gehäuseoberteils 4 an, sodass eine gute Wärmeleitung zwischen dem Leistungsschalter 56 und dem zu erwärmenden Medium gegeben ist und dieses den Leistungsschalter 56 kühlen kann.The control housing 52 is welded, soldered or glued to the housing upper part 4. For this purpose, the housing upper part 4 has a 5 outer surface marked with reference number 60. As the sectional view according to the 4 and 5 In order to convey heat, the control housing 52 lies at the level of the circuit breaker 56 directly against this outer surface 60 of the metallic housing upper part 4, so that there is good heat conduction between the circuit breaker 56 and the medium to be heated and this medium can cool the circuit breaker 56.

Die Strömungsführung des zu erwärmenden Mediums innerhalb der elektrischen Heizvorrichtung ergibt sich insbesondere aus 3 und 7, wobei die 7 in einer Querschnittdarstellung die Strömungskanäle innerhalb des Gehäuseunterteils 6, teilweise abgeteilt durch Komponenten, die dem Gehäuseoberteil 4 zugeordnet sind, verdeutlicht.The flow of the medium to be heated within the electric heating device results in particular from 3 and 7 , whereby the 7 in a cross-sectional view, the flow channels within the lower housing part 6, partially separated by components assigned to the upper housing part 4, are illustrated.

Die Strömungsführung ist vorliegend symmetrisch relativ zu einer Mittellängsachse L, die in der Heizkammer 8 eine von der Trennwand 12 abgehende Querwand 62 des Gehäuseoberteils 4 vorgegeben wird. Mit Bezugszeichen 64 ist in der 7 ein Zuleitungszweig; mit Bezugszeichen 66 ein Ableitungszweig gekennzeichnet. Der Zuleitungszweig 64 und der Ableitungszweig 66 sind gegenüberliegend zu dem Einlass 16 bzw. dem Auslass 18 über einen Querkanal 68 miteinander verbunden. Der Querkanal 68 verläuft parallel zu einer Außenwand 76 des Gehäuseunterteils 6.The flow guidance is symmetrical relative to a central longitudinal axis L, which is defined in the heating chamber 8 by a transverse wall 62 of the upper housing part 4 extending from the partition wall 12. Reference numeral 64 in the 7 a supply branch; reference numeral 66 denotes a discharge branch. The supply branch 64 and the discharge branch 66 are connected to one another via a transverse channel 68 opposite the inlet 16 and the outlet 18, respectively. The transverse channel 68 runs parallel to an outer wall 76 of the housing base 6.

Der Zuleitungszweig 64 und der Ableitungszweig 66 geben jeweils einen Strömungsweg 69 vor, der durch geradlinig verlaufende Strömungskanäle 70 zwischen den einzelnen Heizeinrichtungsgehäusen 20 und dazwischen vorgesehenen Umlenkabschnitten 72, 74 gebildet ist, wobei die äußeren Umlenkabschnitte 72 durch gegenüberliegende Außenwände des Gehäuseunterteils 6 und die inneren Umlenkabschnitte 74 durch die Querwand 62 begrenzt sind.The supply branch 64 and the discharge branch 66 each define a flow path 69, which is formed by straight flow channels 70 between the individual heating device housings 20 and deflection sections 72, 74 provided therebetween, the outer deflection sections 72 being formed by opposite Outer walls of the housing base 6 and the inner deflection sections 74 are delimited by the transverse wall 62.

Die Strömungskanäle 70 des Zuleitungszweigs 64 verlaufen parallel zueinander; die Strömungskanäle 70 des Ableitungsweges 64 verlaufen parallel zueinander. Aufgrund der gegenläufigen Schrägstellung der Strömungskanäle 70 ergibt sich in der Querschnittsansicht nach 7 eine fischgrätenartige Ausbildung der Strömungskänale 70 innerhalb des in der Draufsicht im Wesentlichen rechteckigen Gehäuseunterteils 6. Die in 7 mit R eingezeichnete rechteckige Grundfläche wird dabei durch die äußeren Umlenkabschnitte 72, den Querkanal 68 und die diesem gegenüberliegende Gestaltung des Strömungsweges 69 ausgeformt. Der von dem Einlass 16 bzw. dem Auslass 18 am entferntesten liegende Strömungskanal 70.6 des Zuleitungszweigs 64 bzw. des Ableitungszweigs 66 schließt zwischen sich und dem Querkanal 68 jeweils einen Winkel α von etwa 40 Grad ein.The flow channels 70 of the supply branch 64 run parallel to each other; the flow channels 70 of the discharge path 64 run parallel to each other. Due to the opposing inclination of the flow channels 70, the cross-sectional view according to 7 a herringbone-like design of the flow channels 70 within the substantially rectangular housing base 6 in plan view. 7 The rectangular base area marked R is formed by the outer deflection sections 72, the transverse channel 68 and the design of the flow path 69 opposite it. The flow channel 70.6 of the supply branch 64 or the discharge branch 66 which is furthest away from the inlet 16 or the outlet 18 encloses an angle α of approximately 40 degrees between itself and the transverse channel 68.

Dieser Querkanal 68 begrenzt vorliegend eine Außenwand des Gehäuseoberteils 4, die in 4 mit Bezugszeichen 76 gekennzeichnet ist. Auf Seiten der Anschlusskammer 14 ergibt sich eine zu der Anschlusskammer 14 offene, in ihrer Grundfläche im Wesentlichen dreieckige Aussparung 76. Die Stärke der diese Aussparung 76 umgebenden Wände des Gehäuseoberteil 4 entspricht im Wesentlichen der Wandstärke der Querwand 62. So kann das Gehäuseoberteil 4 mit relativ dünnen Wänden ausgebildet werden. Die zu der Anschlusskammer 14 offene Aussparung 76 kann ein Trocknungsgranulat aufnehmen. Alternativ kann zur Erhöhung der Heizleistung der elektrischen Heizvorrichtung insgesamt darin auch zumindest eine PTC-Heizeinrichtung vorgesehen sein.This transverse channel 68 defines an outer wall of the upper housing part 4, which 4 is identified with reference number 76. On the side of the connection chamber 14, there is a recess 76 which is open to the connection chamber 14 and has a substantially triangular base. The thickness of the walls of the upper housing part 4 surrounding this recess 76 corresponds substantially to the wall thickness of the transverse wall 62. The upper housing part 4 can thus be designed with relatively thin walls. The recess 76 which is open to the connection chamber 14 can accommodate drying granules. Alternatively, at least one PTC heating device can also be provided therein to increase the heating output of the electrical heating device as a whole.

Wie 4 verdeutlicht, stehen von einem Boden 86 des Gehäuseunterteils 6 Rippen 82 in Richtung auf die Heizkammer 8 vor. Diese Rippen 82 erstrecken sich parallel zu den Heizeinrichtungsgehäusen 20 und befinden sich in Breitenrichtung mittig innerhalb der Strömungskanäle 70. Die Rippen 82 umgeben die freien Enden der Heizeinrichtungsgehäuse 20 mit wenig Spiel und beschränken damit erheblich das Umströmen dieses freien Endes auf einer Höhe, auf der sich innerhalb der Aufnahmetasche 22 das PTC-Element 28 nicht mehr befindet und auf der dementsprechend die Abgabe von Wärme an die Außenseite des Heizeinrichtungsgehäuses 20 gering ist.How 4 As illustrated in the drawing, ribs 82 protrude from a base 86 of the lower housing part 6 in the direction of the heating chamber 8. These ribs 82 extend parallel to the heating device housings 20 and are located in the width direction centrally within the flow channels 70. The ribs 82 surround the free ends of the heating device housings 20 with little play and thus significantly limit the flow around this free end at a height at which the PTC element 28 is no longer located within the receiving pocket 22 and at which the release of heat to the outside of the heating device housing 20 is accordingly low.

Die 4 verdeutlicht eine in Richtung der Heizkammer 8 konisch zulaufende Thermofühleraufnahme 84, die unterseitig verschlossen und zur Aufnahme eines in der Anschlussammer 14 angeschlossenen Thermofühlers (nicht gezeigt) offen ist. An die Thermofühleraufnahme 84 schließt sich -wie 3 zeigt - eine Strömungsführungswand 86 an, die die Strömung von dem Einlass 16 um die Thermofühleraufnahme 84 herum dem Beginn des ersten Heizeinrichtungsgehäuses 20 zuleitet. Entsprechendes gilt für Strömungswege zwischen dem letzten Heizeinrichtungsgehäuse 20 und dem Auslass 18.The 4 shows a thermocouple holder 84 tapering towards the heating chamber 8, which is closed at the bottom and open to accommodate a thermocouple connected in the connection chamber 14 (not shown). The thermocouple holder 84 is connected - as 3 shows - a flow guide wall 86 which directs the flow from the inlet 16 around the thermocouple holder 84 to the beginning of the first heater housing 20. The same applies to flow paths between the last heater housing 20 and the outlet 18.

Die PTC-Elemente 28 sind - wie üblich - aus keramischen Halbleitersteinen gebildet, die außenseitig mit einer Metallisierung versehen sind, welche elektrisch leitend an den Kontaktblechen 30 anliegt. Die PTC-Elemente 28 haben eine rechteckige Grundfläche mit einer Höhe H und einer Breite B ausgebildet. Die Breite B ist kleiner als die Höhe H. Die Erstreckung in Richtung der Höhe H ist in 6 eingezeichnet; die Erstreckung in Richtung der Breite B ist in 4 eingezeichnet. Die Breite B erstreckt sich entlang derjenigen Richtung, die das untere freie Ende des Heizeinrichtungsgehäuses 20 mit dem oberen, zu der Anschlusskammer 14 hin offenen Ende verbindet. So liegen die PTC-Elemente 28 in der Aufnahmetasche 22 quer.The PTC elements 28 are - as usual - made of ceramic semiconductor stones, which are provided with a metallization on the outside, which lies electrically conductively on the contact plates 30. The PTC elements 28 have a rectangular base with a height H and a width B. The width B is smaller than the height H. The extension in the direction of the height H is in 6 the extension in the direction of width B is in 4 The width B extends along the direction that connects the lower free end of the heating device housing 20 with the upper end open towards the connection chamber 14. The PTC elements 28 thus lie transversely in the receiving pocket 22.

Die Abmessungen H und B geben die Hauptseitenflächen des PTC-Elementes 28 vor. Parallel dazu erstreckt sich auch die äußere Hauptseitenfläche des Heizeinrichtungsgehäuse 20, die den benachbarten Strömungskanal 70 begrenzt.The dimensions H and B specify the main side surfaces of the PTC element 28. The outer main side surface of the heater housing 20, which delimits the adjacent flow channel 70, also extends parallel to this.

Die als Heizrippen wirkendenden Heizeinrichtungsgehäuse 20 haben eine relativ geringe Höhe im Vergleich zu einem konventionellen Aufbau. Wie 4 vermittelt, liegt eine Projektionsfläche auf das PTC-Element 28 vollständig in dem Strömungsweg 69 frei, während in Höhenrichtung unterhalb des PTC-Elementes 28 durch die Rippen 82 und oberhalb des PTC-Elementes 28 durch das obere Ende der Aufnahmetasche 22 kein freier Strömungskanal 70 mehr gebildet ist. So wird die Wärme bestmöglich aus dem PTC-Element 28 ausgekoppelt.The heating device housings 20, which act as heating fins, have a relatively low height compared to a conventional structure. How 4 conveyed, a projection surface onto the PTC element 28 is completely exposed in the flow path 69, while in the vertical direction below the PTC element 28 by the ribs 82 and above the PTC element 28 by the upper end of the receiving pocket 22 no free flow channel 70 is formed any more. In this way, the heat is coupled out of the PTC element 28 in the best possible way.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22
GehäuseHousing
44
GehäuseoberteilHousing top
66
GehäuseunterteilHousing base
88
HeizkammerHeating chamber
1010
GehäusedeckelHousing cover
1212
Trennwandpartition
1414
AnschlusskammerConnection chamber
1616
Einlassinlet
1818
AuslassOutlet
2020
HeizeinrichtungsgehäuseHeating device housing
2222
AufnahmetascheRecording pocket
2424
PTC-HeizeinrichtungPTC heating device
2626
RahmenFrame
2828
PTC-ElementPTC element
3030
KontaktblechContact plate
3232
KontaktzungenContact tongues
3434
IsolierlageInsulation layer
3636
KeilelementWedge element
3838
LeistungssteckerPower connector
4040
LeistungssteckergehäusePower connector housing
4242
SteuersteckeraufnahmeControl plug receptacle
4444
SteuersteckergehäuseControl plug housing
4646
SteuersteckerControl plug
5050
SteuereinrichtungControl device
5252
SteuergehäuseControl housing
5454
LeiterplatteCircuit board
5656
LeistungsschalterCircuit breaker
5858
KühlflächeCooling surface
6060
AußenflächeExterior surface
6262
QuerwandCross wall
6464
ZuleitungszweigSupply branch
6666
AbleitungszweigDerivative branch
6868
QuerkanalCross channel
6969
StrömungswegFlow path
7070
StrömungskanalFlow channel
7272
äußerer Umlenkabschnittouter deflection section
7474
innerer Umlenkabschnittinner deflection section
7676
AußenwandExterior wall
7878
AussparungRecess
8080
BodenFloor
8282
RippenRibs
8484
ThermofühleraufnahmeThermocouple holder
8686
StrömungsführungswandFlow guide wall
LL
MittellängsachseCentral longitudinal axis
RR
rechteckige Grundflächerectangular base
αα
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1872986 A1 [0002]EP1872986A1 [0002]
  • EP 2797381 A1 [0002]EP 2797381 A1 [0002]
  • EP 2884817 A1 [0004]EP 2884817 A1 [0004]
  • DE 102020201571 A1 [0024]DE 102020201571 A1 [0024]

Claims (7)

Elektrische Heizvorrichtung mit einem Gehäuse (2), das eine Heizkammer (8) für das Hindurchleiten eines zu erwärmenden Mediums durch das Gehäuse (2) und eine Anschlusskammer (14) für den elektrischen Anschluss von zumindest einer PTC-Heizeinrichtung (24) aufweist, wobei die PTC-Heizeinrichtung (24) zumindest ein PTC-Element (28) und zur Bestromung des PTC-Elements (28) mit unterschiedlicher Polarität elektrisch leitend mit dem PTC-Element (28) verbundene Leiterbahnen (30) aufweist und wobei die PTC-Heizeinrichtung (24) in ein Heizeinrichtungsgehäuse (20) eingebracht ist, das an seinem oberen Ende und zu der Anschlusskammer (14) offen und seinem unteren Ende und zu der Heizkammer (8) geschlossen ist und von der Trennwand (12) in Richtung auf die Heizkammer (8) abragt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Heizkammer (8) ein Zuleitungszweig (64) und ein Ableitungszweig (66) für das zu erwärmenden Medium ausgebildet ist, und über einen Querkanal (62) miteinander verbunden sind, der gegenüberliegend zu einem Einlass (16) des Zuleitungszweigs (64) bzw. einem Auslass (18) und des Ableitungszweigs (66) vorgesehen ist und wobei der Zuleitungszweig (64) und der Ableitungszweig (66) jeweils einen mäandrierenden Strömungsweg (69) ausbilden, der sich zwischen Hauptseitenflächen der Heizeinrichtungsgehäuse (20) erstreckende Strömungskanäle (70) aufweist, wobei die Strömungskanäle (70) des Zuleitungszweigs (64) und des Ableitungszweigs (66) jeweils schräg relativ zu einer im wesentlichen rechteckigen Grundfläche (R) des Gehäuses (2) und fischgrätartig relativ zueinander ausgerichtet sind und wobei der am entferntesten von dem Einlass (16) bzw. dem Auslass (18) angeordnete Strömungskanal (70.6) des Zuleitungszweigs (64) und des Ableitungszweigs (66) in den Querkanal (62) mündet.Electric heating device with a housing (2) which has a heating chamber (8) for passing a medium to be heated through the housing (2) and a connection chamber (14) for the electrical connection of at least one PTC heating device (24), wherein the PTC heating device (24) has at least one PTC element (28) and conductor tracks (30) which are electrically connected to the PTC element (28) for supplying current to the PTC element (28) with different polarity, and wherein the PTC heating device (24) is introduced into a heating device housing (20) which is open at its upper end and towards the connection chamber (14) and closed at its lower end and towards the heating chamber (8) and protrudes from the partition wall (12) in the direction of the heating chamber (8), characterized in that in the heating chamber (8) there is a supply branch (64) and a discharge branch (66) for the medium to be heated is formed, and are connected to one another via a transverse channel (62) which is provided opposite an inlet (16) of the supply branch (64) or an outlet (18) and the discharge branch (66), and wherein the supply branch (64) and the discharge branch (66) each form a meandering flow path (69) which has flow channels (70) extending between main side surfaces of the heating device housings (20), wherein the flow channels (70) of the supply branch (64) and the discharge branch (66) are each aligned obliquely relative to a substantially rectangular base area (R) of the housing (2) and in a herringbone pattern relative to one another, and wherein the flow channel (70.6) of the supply branch (64) and the discharge branch (66) arranged furthest from the inlet (16) or the outlet (18) is in the Cross channel (62) flows into it. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein Steuergehäuse, (52) das eine zumindest einen Leistungsschalter (56) umfassende Steuereinrichtung (50) umgibt und mit dem Gehäuseoberteil (4) verbunden, wobei der Querkanal (68) parallel zu einer Außenwand (76) des Gehäuses (2) verläuft und der Leistungsschalter (56) wärmeleitend mit dem Querkanal (68) gebunden ist.Electric heating device according to Claim 1 characterized by a control housing (52) which surrounds a control device (50) comprising at least one circuit breaker (56) and is connected to the upper housing part (4), wherein the transverse channel (68) runs parallel to an outer wall (76) of the housing (2) and the circuit breaker (56) is bonded to the transverse channel (68) in a heat-conducting manner. Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das PTC-Element (28) eine rechteckige Grundfläche mit einer Höhe (H) und einer Breite (B) aufweist, wobei die Breite (B) kleiner als die Höhe (H) ist und dass sich die Breite (B) entlang der Richtung erstreckt, die das untere Ende des Heizeinrichtungsgehäuses (20) mit seinem oberen Ende verbindet.Electric heating device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the PTC element (28) has a rectangular base with a height (H) and a width (B), wherein the width (B) is smaller than the height (H) and that the width (B) extends along the direction connecting the lower end of the heater housing (20) to its upper end. Elektrische Heizvorrichtung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (70) des Zuleitungszweigs (64) und die Strömungskanäle (70) des Ableitungszweigs (66) jeweils parallel zueinander vorgesehen sind und dass der am entferntesten von dem Einlass (16) bzw. dem Auslass (18) angeordnete Strömungskanal (70.6) des Zuleitungszweigs (64) bzw. des Ableitungszweigs (66) mit dem Querkanal (68) einen Winkel (α) von 30° bis 40° einschließt.Electric heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flow channels (70) of the supply branch (64) and the flow channels (70) of the discharge branch (66) are each provided parallel to one another and that the flow channel (70.6) of the supply branch (64) or of the discharge branch (66) arranged furthest from the inlet (16) or the outlet (18) encloses an angle (α) of 30° to 40° with the transverse channel (68). Elektrische Heizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den entferntesten von dem Einlass (16) bzw. dem Auslass (18) angeordneten Strömungskanälen (70.6) des Zuleitungszweigs (64) und des Ableitungszweigs (66) und dem Querkanal (68) eine sich zu dem Anschlusskammer öffnende dreieckige Aussparung (76) vorgesehen ist.Electric heating device according to Claim 4 , characterized in that a triangular recess (76) opening towards the connection chamber is provided between the flow channels (70.6) of the supply branch (64) and the discharge branch (66) arranged furthest from the inlet (16) or the outlet (18) and the transverse channel (68). Elektrische Heizvorrichtung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Heizeinrichtungsgehäuse an ihrem unteren Ende einen Abstand von zwischen 4 mm und 8 mm und dass der Abstand zwischen den benachbarten Heizeinrichtungsgehäuse (20) im Bereich der Trennwand (12) von zwischen 2 und 6 liegt.Electric heating device according to at least one of the preceding claims, characterized in that adjacent heating device housings have a distance of between 4 mm and 8 mm at their lower end and that the distance between the adjacent heating device housings (20) in the region of the partition wall (12) is between 2 and 6. Elektrische Heizvorrichtung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergehäuse (52) mit dem Gehäuseoberteil (4) verschweißt ist.Electric heating device according to at least one of the preceding Claims 2 until 5 , characterized in that the control housing (52) is welded to the housing upper part (4).
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1872986A1 (en) 2006-06-28 2008-01-02 Catem GmbH & Co. KG Electrical heating device
EP2440004A1 (en) 2010-10-08 2012-04-11 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device
EP2797381A1 (en) 2013-04-26 2014-10-29 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device and method for its production
EP2884817A1 (en) 2013-12-13 2015-06-17 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device and method for its production
EP3334242A1 (en) 2016-12-06 2018-06-13 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device
DE102020209916A1 (en) 2019-08-06 2021-02-11 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Electric heater
DE102020201571A1 (en) 2020-02-10 2021-08-12 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Electric heater and method for making the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1872986A1 (en) 2006-06-28 2008-01-02 Catem GmbH & Co. KG Electrical heating device
EP2440004A1 (en) 2010-10-08 2012-04-11 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device
EP2797381A1 (en) 2013-04-26 2014-10-29 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device and method for its production
EP2884817A1 (en) 2013-12-13 2015-06-17 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device and method for its production
EP3334242A1 (en) 2016-12-06 2018-06-13 Eberspächer catem GmbH & Co. KG Electric heating device
DE102020209916A1 (en) 2019-08-06 2021-02-11 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Electric heater
DE102020201571A1 (en) 2020-02-10 2021-08-12 Eberspächer Catem Gmbh & Co. Kg Electric heater and method for making the same

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