CN220507254U - 加热装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及加热装置,包括加热板和具有进口和出口的壳体,加热板设于壳体的一侧以封闭壳体;壳体内形成有至少一个第一流道,待加热的流体通过第一流道从进口流向出口,其中,第一流道内设置扰流结构,扰流结构被构造为形成在第一流道的内壁的凸起筋板,凸起筋板沿第一流道的延伸方向呈螺旋状地延伸,以扰动第一流道内的流体的流动。本公开提供的加热装置能使流体保持其每一部分都能与加热板进行均匀的热交换,降低了加热装置的生产成本,增强了加热装置的加热表现。
Description
技术领域
本公开涉及交通工具领域,特别地,涉及一种加热装置。
背景技术
传统交通工具领域中,汽车的热循环***通常通过将高温流体中的热能以热交换的方式传递到目标区域以实现对该区域加热的效果。相比于直接通电加热,此方式更加高效、环保、和安全。
然而,在流体进行换温的过程中,其常因热交换不完全、不均衡而降低温度置换的效率,导致最终热交换效果较差,本领域技术人员尝试采用多种方式来提升温度置换的效率,但伴随着温度置换的效率的提高,生产成本也随之提高,和提升温度置换效率造成的流体流速的降低也同时带来的加热装置的加热表现下降。
实用新型内容
本公开旨在解决在保证流体均匀的热交换的同时提升加热装置的加热表现。
第一方面,本公开提供一种加热装置,包括加热板和具有进口和出口的壳体,加热板设于壳体的一侧以封闭壳体;壳体内形成有至少一个第一流道,待加热的流体通过第一流道从进口流向出口,其中,第一流道内设置扰流结构,扰流结构被构造为形成在第一流道的内壁的凸起筋板,凸起筋板沿第一流道的延伸方向呈螺旋状地延伸,以扰动所述第一流道内的流体的流动。
当流体沿着流道平稳的流动时,容易进入层流状态,此时各层之间不易发生流体的混合。具体来说,靠近加热板的流体层更易实现受热,远离加热板的流体层实现受热较为困难。最终各层之间的流体因受热不均而造成难以达到期望的热交换效果。为避免流体进入层流状态,本示例提供的一种加热装置中在第一流道内包括扰流结构,使得流体在第一流道内流动时,流体以层流状态接触扰流结构,受扰流结构的扰动作用,流体由层流状态进入湍流状态,第一流道内的流体在湍流状态下也能够交替反复的与加热板接触,实现了加热板对流体均匀的加热,提高了流体的热交换速度,进而提高了流体的热交换效率。
扰流结构被构造为形成在第一流道的内壁的凸起筋板,其可以理解为扰流结构与第一流道一体形成,这降低了加热装置的生产成本。
螺旋状地延伸的扰流结构减少了同一时刻在与流体流动方向垂直的平面上扰流结构与流体的接触面积,从而降低流经扰流结构的流体受到的流阻。
沿第一流道的延伸方向呈螺旋状地延伸的扰流结构能够使得流经其的流体在沿着第一流道的延伸方向流动的过程同时又能够产生螺旋前进的效果,能在旋转的过程中带走第一流道内可能存在的气泡,提高加热装置的使用寿命。同时免去了在加热装置内部增加排气孔结构的需要,简化加热装置的结构,进一步降低生产成本。
在螺旋前进状态下,流体既能保持其每一部分都能与加热板进行均匀的热交换,又能保证其以相对较快的速度流经第一流道,进而整体提升了加热装置的加热水平,增强了加热装置的加热表现。
在一示例性的实施例中,壳体内设置有导流空间,至少一个第一流道在导流空间内被设置为彼此分隔的多个第一流道,每个第一流道内均设置扰流结构。
相同流动范围内,第一流道数量越多,扰流结构对流体的扰动效果更好。
在一示例性的实施例中,壳体限定进口和出口,其中在垂直于流体的流动方向上,进口和/或出口的横截面积小于至少一个第一流道的横截面积/横截面积之和。
为了进一步增加流体在第一流道内的留存时间,进而提升换热效果,将多个第一流道的横截面积之和设置成大于进口/出口的横截面积,使得相较于流经进口/出口的流体的流速,多个第一流道内的流体的流速实现了减缓的效果,进一步增加了流体与第一流道的接触时间,同时,较大的总横截面积之和即为较大的流体流动面积,也就是说,第一流道在导流空间内占用了更大的空间,这也使得流体与壳体有更大的接触面积。以上特点更进一步地提升了流体的换热效果。
在一示例性的实施例中,壳体在导流空间内形成有多个栅条以形成多个第一流道,每个栅条分隔相邻的两个第一流道,其中加热板抵接多个栅条,或加热板与多个栅条之间设置有流动间隙。
当加热板抵接多个栅条时,即此时加热板抵接多个栅条的顶端,加热板与第一流道之间不存在间隙。当第一流道的占用空间足够大的情况下,满足了期望的流体换热效率,此时,在为了保证加热装置维持在较高的加热水平下,则需要第一流道内的流体具有更快的流动速度。通过将加热板设置成抵接到栅条(即多个第一流道之间的流体的流动互不干扰),使得流体在第一流道内的流动速度更快,在保证了流体的换热效率的同时,更进一步的提升了加热装置空气的加热水平。当加热板与第一流道之间设置有流动间隙时,也就是说,加热板没有抵接栅条。当受设计因素影响使得第一流道的占用空间较小的情况下,为了保证流体在流出导流空间之前能够达到较好的换热水平,则需要提高多个第一流道内流体的扰动程度,以实现更高的流体换热水平。通过将加热板设置成与栅条之间存在流动间隙(即多个第一流道之间的流体的流动可相互影响),使得在多个第一流道内的流体得以实现进一步的扰动,如此便提高了流体的换热水平。
在一示例性的实施例中,多个第一流道中的每个第一流道被构造为关于第一方向对称或关于自身呈中心对称,壳体在导流空间内还形成有多个导流板以形成多个第二流道。进口形成在壳体的内壁上,进口的朝向与第一方向基本垂直,多个导流板包括在进口和多个栅条之间延伸的第一导流板,第一导流板的远离多个栅条的端部被布置为沿着进口的朝向在第一方向上逐渐地升高,或者逐渐地且等间距地升高。
当具有一定冲击力的流体从进口流入导流空间内时,由于其具有一定的初速度,则流体会倾向于朝向远离进口的第一流道内流动,造成远离进口的第一流道内的流体在未达到预期的换热效果的情况下因过量的流体来流而加快了其从第一流道的出液端流出的速度;相反,靠近进口的第一流道因较少接收流体,使得在其中的流体在已达到预期的换热效果的情况下却因较少的流量而减缓了其从第一流道的出液端流出的速度。因此,本公开在进口和多个栅条之间设置第一导流板,进口的朝向与第一方向基本垂直,这能够阻挡冲击到导流板的流体。沿着进口的朝向在第一方向上逐渐地升高的第一导流板可使得流体不被遮挡地冲击每一个导流板,进而进入每一个第二流道,使得流体可沿着第一导流板形成的第二流道而流入相应的第一流道当中。从多个第一流道的出液端流出的速度得以调节。沿着进口的朝向在第一方向上等间距地升高的第一导流板使得每个导流面接收到来自进口的流体的量都相对均匀,即经由第二流道而引入第一流道内的流体的量也相对均匀。
出口形成在壳体的内壁上,出口的朝向与第一方向基本垂直,多个导流板包括在出口和多个栅条之间延伸的第二导流板,第二导流板的远离多个栅条的端部被布置为沿着出口的朝向在第一方向上逐渐、等间距地升高。当流体从第一流道经由第二导流板形成的第二流道流向出口时,沿着出口的朝向在第一方向上逐渐升高的第二导流板使得流体流出第二流道后朝向出口时不至于受到阻挡而回流入第一流道。沿着出口的朝向在第一方向上等间距升高的第二导流板使得当因实际安装的原因时,进口和出口的位置需要调换时,第二导流板也可以作为第一导流板而起到相同的作用。
关于第一方向对称或关于自身呈中心对称的第一流道可使得进口和出口互相替换应用。
在一示例性的实施例中,壳体在导流空间内形成有多个栅条以形成多个第一流道,每个第一流道被构造为关于第一方向对称或关于自身呈中心对称,壳体在导流空间内还形成有多个导流板以形成多个第二流道。进口形成在壳体的内壁上,进口的朝向与第一方向基本垂直,多个导流板包括在进口和多个栅条之间延伸的第一导流板,第一导流板的远离多个栅条的端部被布置为沿着进口的朝向在第一方向上逐渐升高,或者逐渐地且等间距地升高,并且第一导流板中的每个导流板远离多个第一流道依次包括第一部分和第二部分,第一导流板的第一部分沿第一方向延伸,第一导流板的第二部分被构造为呈朝向进口弯曲的弧状。当具有一定冲击力的流体从进口流入导流空间内时,由于其具有一定的初速度,则流体会倾向于朝向远离进口的第一流道内流动,造成远离进口的第一流道内的流体在未达到预期的换热效果的情况下因过量的流体来流而加快了其从第一流道的出液端流出的速度;相反,靠近进口的第一流道因较少接收流体,使得在其中的流体在已达到预期的换热效果的情况下却因较少的流量而减缓了其从第一流道的出液端流出的速度。因此,本公开在进口和多个栅条之间设置第一导流板,进口的朝向与第一方向基本垂直,这能够阻挡冲击到导流板的流体,沿着进口的朝向在第一方向上等逐渐地升高的第一导流板可使得流体不被遮挡地冲击每一个导流板,进而进入每一个第二流道,使得流体可沿着第一导流板形成的第二流道而流入相应的第一流道当中。从多个第一流道的出液端流出的速度得以调节。在流体由进口到达导流板时,与进口的朝向基本垂直的导流板易造成流体的溅射,影响对多个第一流道的均匀分配。本公开中被构造为朝向进口呈弯曲的弧状的导流板的第二部分使得在第二部分受到流体的冲击时,因其弧形结构而有效的避免了溅射的发生,保证了对多个第一流道的均匀分配。
出口形成在壳体的内壁上,出口的朝向与第一方向基本垂直,多个导流板包括在出口和多个栅条之间延伸的第二导流板,第二导流板的远离多个栅条的端部被布置为沿着出口的朝向在第一方向上逐渐升高,或者逐渐地且等间距地升高,并且第二导流板中的每个导流板远离多个第一流道依次包括第一部分和第二部分,第二导流板的第一部分沿第一方向延伸,第二导流板的第二部分被构造为朝向出口呈弯曲的弧状。当流体从第一流道经由第二导流板形成的第二流道流向出口时,沿着出口的朝向在第一方向上逐渐升高的第二导流板使得流体流出第二流道后朝向出口时不至于受到阻挡而回流入第一流道。朝向出口的弧形结构的导流板又可以引导流体朝向出口流出,减少了已达到预期换热效果的流体在导流空间内存留的时间。
关于第一方向对称或关于自身呈中心对称的第一流道可使得进口和出口互相替换应用。
在一示例性的实施例中,多个导流板的靠近多个栅条的端部与多个栅条靠近多个导流板的端部分别正对。在导流空间较大的情况下,流体在达到预期换热效果的前提下,快速离开导流空间可以对后续装置提供更高的加热水平。如此设置可快速将流体从第二流道引入第一流道,以及快速将流体从第一流道引入第二流道。
在一示例性的实施例中,多个导流板的靠近多个栅条的端部与多个栅条靠近多个导流板的端部交错布置。在导流空间较小的情况下,增加流体在导流空间的留存时间,可使流体更加有效的达到预期的换热效果,如此设置可将多个第一流道内的流体混合,增加了多个第一流道间的流体换热效率。
在一示例性的实施例中,多个第二流道和多个第一流道之间具有横向通道,横向通道被构造为混合在多个第二流道与多个第一流道之间流动的流体。
第二流道的流体来流在进入第一流道并接触扰流结构之前,仍处于层流状态。本公开在第二流道和第一流道之间设置横向通道,使得流体经过横向通道后,得到了整体的混合,以湍流状态流入第一流道;以及流体从第一流道流入第二流道之前得到了再一次的混合,并最终从第一流道流入第二流道之前混合使之保持在湍流状态。
在一示例性的实施例中,第一流道迂回地延伸。为避免流体的热交换时间过短导致热交换效率低下,迂回延伸的第一流道使得流体与第一流道的接触时间得以增加,进一步提升流体的换热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单地介绍。
应当理解,以下附图仅示出了本公开的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
应当理解,在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的元素(构件或组成部分)。
应当理解,附图仅是示意性的,附图中的元素(构件或组成部分)的尺寸和比例不一定精确。
图1是根据本公开一实施例的加热装置的结构示意图。
图2是图1实施例的加热装置的结构示意图,其中加热板未示出。
图2A是图1实施例的加热装置的第一流道的截面示意图。
图2B是图1实施例的加热装置的局部放大示意图。
图3是图1实施例的加热装置的扰流结构的放大示意图。
图3A是图3扰流结构的参考图。
图4是图1实施例的加热装置的正视图。
图4A是沿着图4中A-A线截取的截面图。
图5是图1实施例的加热装置的结构示意图。
图5A是图5所示导流板中第一导流板在一种实施例下的示意图。
图5B是图5所示导流板中第二导流板在一种实施例下的示意图。
图5C是图5所示导流板中第一导流板在另一种实施例下的示意图。
图5D是图5所示导流板中第一导流板在另一种实施例下的示意图。
图6是图5所示导流板引导流体流动的示意图。
图7是第一流道与第二流道的布局关系图。
图8是第一流道与第二流道的另一种布局关系图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施方式中的附图,对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式,而不是全部的实施方式。
如图1至图3A所示,本实施例的加热装置10包括加热板200和具有进口130和出口150的壳体100,加热板200设于壳体100的一侧以封闭壳体;壳体100内形成有第一流道120,待加热的流体通过第一流道120从进口130流向出口150,其中,第一流道120内设置扰流结构140,扰流结构140被构造为形成在第一流道120的内壁的凸起筋板,凸起筋板沿第一流道120的延伸方向呈螺旋状地延伸,以扰动第一流道120内的流体的流动。
示例性的,进口130和出口150通过第一流道120流体连通,即,第一流道120由进口130附近向出口150附近延伸。第一流道120具有进液端125和出液端127,其中进液端125对应进口130,出液端127对应出口150。流体从进口130经由进液端125、第一流道120、出液端127后从出口150流出。第一流道120从壳体100形成,其中,从加热板200到壳体100底部的距离限定了第一流道120的最大高度。
示例性的,图2A所示为第一流道120沿第一方向的截面示意图,扰流结构140覆盖第一流道120的宽度,在其他示例中,扰流结构也可部覆盖第一流道的宽度。扰流结构140的高度不超过第一流道120的高度。例如,扰流结构140的高度不超过第一流道120的高度的1/2、1/3或1/4。
扰流结构140例如可以是分段式扰流结构(独立分布在第一流道120内的多个位置)(如图1-2所示)或整体式扰流结构(一个扰流结构140贯穿所在第一流道120的整个延伸范围)。在分段式扰流结构的情况下,流体从进液端125流入时,处于层流状态,靠近壳体100和加热板200的流体层与远离壳体100和加热板200的流体层之间存在温差,且热交换效果较差。沿着第一流道120继续流动,流体首先接触到了第一个扰流结构140,在扰流结构140的扰动作用下,层流状态的流体进入了湍流状态,越过了扰流结构140,流体趋向于由湍流状态恢复到层流状态,在恢复到层流状态之前,流体接触到了第二个扰流结构140,使得湍流状态得以保持,以这样的节奏,流体陆续接触第三个、第四个、第N个扰流结构140,直到从出液端127流出前,流体始终保持湍流状态;在其他实施例中,例如扰流结构140为整体式扰流结构的情况下,流体从进液端125流入时,接触到了扰流结构140的流体进入湍流状态,因为在第一流道120内流动的过程中始终接触扰流结构140,所以其湍流状态始终得以保持。
本实施例提供的加热装置10使得流体在第一流道120内流动时,流体以层流状态接触扰流结构140,受扰流结构140的扰动作用,流体由层流状态进入湍流状态,第一流道120内的流体在湍流状态下也能够交替反复的与加热板200接触,实现了加热板200对流体均匀的加热,提高了流体的热交换速度,进而提高了流体的热交换效率。
如图2B所示,扰流结构200被构造为形成在第一流道120的内壁的凸起筋板,其可以理解为扰流结构200与第一流道120一体形成,在本示例中,扰流结构140形成在第一流道120的底面,在其他示例中,扰流结构也可形成在第一流道的内侧表面。扰流结构200与第一流道120一体形成可使得节省加热装置10的制造成本,同时一体形成的方式也可以增加扰流结构200的稳定性,保证稳定的扰流效率。
此外,由于加热板200与壳体100相接触,在加热板200对流体进行加热的同时,其对壳体100也起到了一定的加热作用,在扰流结构200与第一流道120一体形成的情况下,扰流结构200也间接的与壳体100接触,如此便意味着流体与壳体100的接触面积得到了增加,这进一步提升了流体的换热效率。使得加热装置10能够维持在较高的加热水平。
如图3、3A所示,螺旋状地延伸的扰流结构140减少了同一时刻在与流体流动方向垂直的平面上扰流结构140与流体的接触面积,从而降低流经扰流结构140的流体受到的流阻。
示例性地,例如,起止于扰流结构140的两端,扰流结构140具有两个或多个导液表面142,从导液表面142的一端到另一端,导液表面142为螺旋状曲面。例如,螺旋状曲面可以为扭转状曲面,沿着垂直于扭转方向的方向,每个导液表面142的任意部分的法向角度都与该导液表面142的其他部分的法向角度不同。沿第一流道120的延伸方向呈螺旋状地延伸的扰流结构140能够使得流经其的流体在沿着第一流道120的延伸方向流动的过程同时又能够产生螺旋前进的效果,能在旋转的过程中带走第一流道120内可能存在的气泡,提高加热装置10的使用寿命。同时免去了在加热装置10内部增加排气孔结构的需要,简化加热装置10的结构,进一步降低加热装置10的生产成本。
在螺旋前进状态下,流体既能保持其每一部分都能与加热板200进行均匀的热交换,又能保证其以相对较快的速度流经第一流道120,进而整体提升了加热装置10的加热水平,增强了加热装置10的加热表现。
示例性地,沿第一流道120的延伸方向,扰流结构140相对于第一流道120的中心线L倾斜小于90°(可以向中心线L两侧倾斜),如图3中α所示。优选地,扰流结构140与第一流道120的夹角α可以为80°、70°、60°、50°、40°、30°、20°或10°。扰流结构140相对于第一流道120的中心线L的倾斜侧不同,流经扰流结构140的水流旋转也有顺逆之差。
在一个示例中,参照图1至图2,壳体100内设置有导流空间,至少一个第一流道120在导流空间内被设置为彼此分隔的多个第一流道120,多个第一流道120中的每一个内均设置扰流结构140。
示例性地,多个第一流道120在导流空间内可以被设置为平行的或彼此呈不同角度的延伸。相同流动范围内,第一流道120数量越多,扰流结构140的扰动效果更好。
在一个示例中,壳体100限定进口130和出口150,在垂直于流体的流动方向上,进口和/或出口的横截面积小于至少一个第一流道的横截面积或第一流道横截面积之和。
将多个第一流道的横截面积之和设置成大于进口/出口的横截面积,使得相较于流经进口/出口的流体的流速,多个第一流道内的流体的流速实现了减缓的效果,进一步增加了流体与第一流道的接触时间,同时,较大的总横截面积之和即为较大的流体流动面积,也就是说,第一流道在导流空间内占用了更大的空间,这也使得流体与壳体有更大的接触面积。以上特点更进一步地提升了流体的换热效果。本实施例中,特征“进口和/或出口的横截面积小于至少一个第一流道的横截面积/横截面积之和”应当理解为包括但不限于:第一流道的数量较多和/或单个第一流道的横截面积较大。
在一示例性的实施例中,壳体100在导流空间内设置有多个栅条122以形成多个第一流道120,每个栅条122分隔相邻的两个第一流道120,其中加热板200抵接多个栅条122,或加热板200与多个栅条122之间设置有流动间隙。
如图4和4A所示,加热板200抵接多个栅条122,也就是说,加热板200的一侧表面抵接多个栅条122的顶端,加热板200与多个栅条122之间不存在间隙。当第一流道120的占用空间足够大的情况下,满足了期望的流体换热效率,此时,在为了保证对后续装置提供更高的加热水平,则需要第一流道120内的流体具有更快的流动速度。通过将加热板200设置成抵接到多个栅条122(即多个第一流道120内的流体彼此独立,如图4A所示),使得流体在第一流道120内的流动速度更快,在保证了流体的换热效率的同时,更进一步的提升了加热装置10的加热水平。
如图4和4A所示,加热板200与多个栅条122之间设置有流动间隙,也就是说,加热板200没有抵接多个栅条122。当受设计因素影响使得多个第一流道120的占用空间较小的情况下,为了保证流体从出口150流出之前能够达到较好的换热水平,则需要提高多个第一流道120内流体的扰动程度,以实现更高的流体换热水平。通过将加热板200设置成与第一流道120之间存在流动间隙(即多个第一流道120内的流体存在混合现象,如图4A所示),使得在多个第一流道120内的流体得以实现进一步的扰动,如此便提高了流体的换热水平,提高了扰动程度的流体又可带走导流空间内更多的气泡。
在一示例性的实施例中,如图5所示,壳体100在导流空间内形成有多个栅条122以形成多个第一流道120,多个第一流道120中的每个第一流道120被构造为关于第一方向对称或关于自身呈中心对称,壳体100在导流空间内还形成有多个导流板,以形成多个第二流道160。进口130形成在壳体100的内壁(优选为侧壁)上,进口130的朝向与第一方向基本垂直,多个导流板包括在进口130和多个栅条122之间延伸的第一导流板162,第一导流板162的远离多个栅条122的端部被布置为沿着进口130的朝向在第一方向上逐渐升高,即为,随着越远离进口130,栅条122的长度越来越长。
优选地,第一导流板162与壳体100一体形成,在进口130和多个栅条122之间平行的并排布置。在导流空间内,从加热板200到壳体100底部的距离限定了第一导流板162的最大高度。每个导流板隔开两个第二流道160,第二流道160宽度优选等于第一流道120宽度,第二流道160一端用于接收来自进口130的流体,另一端朝向第一流道120,以将流体引向第一流道120。被布置为其进口130的朝向与第一方向基本垂直的多个导流板阻挡冲击到导流板的流体,使之流向对应的第二流道160中。沿着进口130的朝向在第一方向上逐渐地升高的第一导流板162(如图5中箭头所示)可使得流体不被遮挡地冲击每一个导流板,进而进入每一个第二流道160,使得流体可沿着第二流道160流入相应的第一流道120当中。从多个第一流道120的出液端流出的速度得以调节。
出口150形成在壳体100的内壁上,出口150的朝向与第一方向基本垂直,多个导流板包括在出口150和多个栅条122之间延伸的第二导流板164,第二导流板164的远离多个栅条122的端部被布置为沿着出口150的朝向在第一方向上逐渐升高(如图5中箭头所示),即为,随着越远离出口150,栅条122的长度越来越长。
优选地,第二导流板164与壳体100一体形成,在出口150和多个栅条122之间平行的并排布置。在导流空间内,从加热板200到壳体100底部的距离限定了第二导流板164的最大高度。每个导流板隔开两个第二流道160,第二流道160宽度优选等于第一流道120宽度,第二流道160一端用于接收来自第一流道120的流体,另一端朝向出口150,以将流体引向出口150。当流体从第一流道120经由第二导流板164形成的第二流道160流向出口150时,沿着出口150的朝向在第一方向上逐渐升高的第二导流板164使得流体流出第二流道160后朝向出口150时不至于受到阻挡而回流入第一流道120。其中,在本示例中,进口130的朝向和出口150的朝向均是指向导流空间内的。
关于第一方向对称或关于自身呈中心对称的第一流道120可使得进口130和出口150互相替换应用。
关于第一方向对称的第一流道120例如可以呈“W”“M”“V”“U”“C”形等;关于自身呈中心对称的第一流道120例如可以呈“S”“N”“Z”形等。
本实施例中,术语“基本垂直”例如可以是进口130/出口150的朝向与第一方向优选地呈90°。
在一示例性的实施例中,如图5A所示,第一导流板162的远离多个栅条122的端部被布置为沿着进口130的朝向在第一方向上等间距地升高,即为,随着越远离出口150,栅条122的长度越来越长,且每一个栅条122与其两侧的长度差的绝对值L都相等(如图5A所示)。沿着进口130的朝向在第一方向上等间距地升高的第一导流板162使得每个导流面接收到来自进口130的流体的量都相对均匀,即经由第二流道160而引入第一流道120内的流体的量也相对均匀。
如图5B所示,第二导流板164的远离多个栅条122的端部被布置为沿着出口150的朝向在第一方向上逐渐、等间距地升高。当因实际安装的原因使得,进口130和出口150的位置需要调换时,第二导流板164也可以作为第一导流板162而起到相同的作用。
在一示例性的实施例中,如图5C所示,第一导流板162中的每个导流板远离多个第一流道120依次包括第一部分162a和第二部分162b,第一导流板162的第一部分162a沿第一方向延伸,第一导流板162的第二部分被构造为呈朝向进口130弯曲的弧状。
优选地,第一部分162a沿着第一方向延伸,第二部分162b从第一部分162a远离第一流道120的一端朝向进口130弯曲,第一导流板162中每一个第二部分162b都相等,第一导流板162在第一方向上的长度之差等于第二部分162b的长度。
被构造为朝向进口130呈弯曲的弧状的导流板的第二部分162b使得在第二部分162b受到流体的冲击时,因其弧形结构而有效的避免了溅射的发生,保证了对多个第一流道120的均匀分配。
如图5D所示,第二导流板164中的每个导流板远离多个第一流道120依次包括第一部分164a和第二部分164b,第二导流板164的第一部分164a沿第一方向延伸,第二导流板164的第二部分164b被构造为朝向出口150呈弯曲的弧状。
优选地,第一部分164a沿着第一方向延伸,第二部分164b从第一部分164a远离第一流道120的一端朝向出口150弯曲,第二导流板164中每一个第二部分164b都相等,第二导流板164在第一方向上的长度之差等于第二部分164b的长度。
示例性地,多个导流板的高度等于多个栅条122的高度,第二流道160的宽度等于第一流道120的宽度。多个导流板与加热板200之间可存在的位置关系与多个栅条122与加热板200之间可存在的位置关系以及作用相同。在此不再赘述。
在一些实施例中,弧形结构的多个第二部分也可以伸入进口130/出口150中。
在一示例性的实施例中,如图6所示,多个导流板的靠近多个栅条122的端部与多个栅条122靠近多个导流板的端部分别正对。即,第一导流板162的数量等于栅条122的数量等于第二导流板的数量。例如,第二流道160的导流板330可以与第一流道120的栅条122一体成型,如此设置可快速将流体从第二流道160引入第一流道120,以及快速将流体从第一流道120引入第二流道160。在导流空间较大的情况下,流体在达到预期换热效果的前提下,快速离开导流空间可以对后续装置提供更高的加热水平。
在另一示例性的实施例中,如图7所示,多个导流板的靠近多个栅条122的端部与多个栅条122靠近多个导流板的端部交错布置。导流板例如,第二流道160的第一导流板162可伸入第一流道120中,如此设置可使相邻两个第二流道160的流体在进入第一流道120时、在流体流经扰流结构140之前实现初步混合;以及可使相邻两个第一流道120的流体在从出口150流出之前在第二流道160内得到最终的混合。
在另一示例性的实施例中,第二流道和第一流道之间可具有横向通道,被构造为混合第二流道的流体来流。第二流道的流体来流在进入第一流道并接触扰流结构之前,仍存在层流现象。本公开在第二流道和第一流道之间设置横向通道,使得流体经过横向通道后,得到了整体的混合,以湍流状态流入第一流道;以及流体从第一流道流入第二流道之前得到了再一次的混合,并最终再一次以湍流状态流入第二流道。
在另一个实施例中,本公开还提供了一种加热单元,包括加热装置以及根据第一方面所述的加热装置,其中加热装置用于对加热板进行加热。
应当理解,本公开使用的术语“包括”及其变形是开放性包括,即“包括但不限于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”,术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。
需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征(元素),在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
以上,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种加热装置,其特征在于,包括加热板和具有进口和出口的壳体,所述加热板设于所述壳体的一侧以封闭所述壳体;
所述壳体内形成有至少一个第一流道,待加热的流体通过所述第一流道从所述进口流向所述出口,其中,所述第一流道内设置扰流结构,所述扰流结构被构造为形成在所述第一流道的内壁的凸起筋板,所述凸起筋板沿所述第一流道的延伸方向呈螺旋状地延伸,以扰动所述第一流道内的流体的流动。
2.根据权利要求1所述的加热装置,其特征在于,所述壳体内设置有导流空间,所述至少一个第一流道在所述导流空间内被设置为彼此分隔的多个第一流道,所述多个第一流道中的每一个内均设置所述扰流结构。
3.根据权利要求2所述的加热装置,其特征在于,所述壳体限定所述进口和所述出口,其中,在垂直于流体的流动方向上,所述进口和/或所述出口的横截面积小于所述多个第一流道的横截面积之和。
4.根据权利要求2所述的加热装置,其特征在于,所述壳体在所述导流空间内形成有多个栅条以形成所述多个第一流道,每个栅条分隔相邻的两个第一流道,其中所述加热板抵接所述多个栅条,或所述加热板与所述多个栅条之间设置有流动间隙。
5.根据权利要求4所述的加热装置,其特征在于,所述多个第一流道中的每个第一流道被构造为关于第一方向对称或关于自身呈中心对称,所述壳体在所述导流空间内还形成有多个导流板以形成多个第二流道;
所述进口形成在所述壳体的内壁上,所述进口的朝向与所述第一方向基本垂直,所述多个导流板包括在所述进口和所述多个栅条之间延伸的第一导流板,所述第一导流板的远离所述多个栅条的端部被布置为沿着所述进口的朝向在所述第一方向上逐渐升高,或者逐渐地且等间距地升高;和/或
所述出口形成在所述壳体的内壁上,所述出口的朝向与所述第一方向基本垂直,所述多个导流板包括在所述出口和所述多个栅条之间延伸的第二导流板,所述第二导流板的远离所述多个栅条的端部被布置为沿着所述出口的朝向在所述第一方向上逐渐升高,或者逐渐地且等间距地升高。
6.根据权利要求4所述的加热装置,其特征在于,所述壳体在所述导流空间内形成有多个栅条以形成多个第一流道,每个第一流道被构造为关于第一方向对称或关于自身呈中心对称,所述壳体在所述导流空间内还形成有多个导流板以形成多个第二流道;
所述进口形成在所述壳体的内壁上,所述进口的朝向与所述第一方向基本垂直,所述多个导流板包括在所述进口和所述多个栅条之间延伸的第一导流板,所述第一导流板的远离所述多个栅条的端部被布置为沿着所述进口的朝向在第一方向上逐渐升高,并且所述第一导流板中的每个导流板远离所述多个第一流道依次包括第一部分和第二部分,所述第一导流板的所述第一部分沿所述第一方向延伸,所述第一导流板的所述第二部分被构造为朝向所述进口呈弯曲的弧状;和/或
所述出口形成在所述壳体的内壁上,所述出口的朝向与所述第一方向基本垂直,所述多个导流板包括在所述出口和所述多个栅条之间延伸的第二导流板,所述第二导流板的远离所述多个栅条的端部被布置为沿着所述出口的朝向在第一方向上逐渐升高,并且所述第二导流板中的每个导流板远离所述多个第一流道依次包括第一部分和第二部分,所述第二导流板的所述第一部分沿所述第一方向延伸,所述第二导流板的所述第二部分被构造为朝向所述出口呈弯曲的弧状。
7.根据权利要求5所述的加热装置,其特征在于,所述多个导流板的靠近所述多个栅条的端部与所述多个栅条靠近所述多个导流板的端部分别正对。
8.根据权利要求5所述的加热装置,其特征在于,所述多个导流板的靠近所述多个栅条的端部与所述多个栅条靠近所述多个导流板的端部交错布置。
9.根据权利要求5所述的加热装置,其特征在于,所述多个第二流道和所述多个第一流道之间具有横向通道,所述横向通道被构造为混合在所述多个第二流道与所述多个第一流道之间流动的流体。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的加热装置,其特征在于,所述第一流道迂回地延伸。
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