CN101378924A - 用于车辆的预热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于车辆的预热器，其包括PTC杆组件；一个或多个散热鳍片组件，耦合成与每个PTC杆组件的两个表面进行紧密接触；框架，耦合到最外侧的散热鳍片组件的外侧表面；以及第一壳体和第二壳体，具有壳体端子并耦合到这些各个部件组合的两个纵向端；其中每个框架被形成为弯曲，使得这些各个部件可以彼此进行紧密接触。在本发明的预热器中，包含在预热器中的PTC元件所产生的热量不跑到外部，而只是均匀地传递到散热鳍片组件，并且改善PTC杆组件和散热鳍片组件的紧密接触。

Description

用于车辆的预热器
技术领域
本发明涉及用于车辆的预热器，更具体而言，本发明涉及这样的一种用于车辆的预热器，其被构造使得包含在预热器中的正温度系数(PTC)元件所产生的热量不跑到外部，而是仅均匀地传递到散热鳍片组件，并且改善PCT杆组件和散热鳍片组件之间的紧密接触。
背景技术
一般车辆具有加热设备，用于使用车辆发动机所产生的热量加热的冷却水的热能来加热车辆内部或去除水分或霜冻。
在加热设备中，因为在发动机起动后绕发动机流动的冷却水被引入到加热器中，耗费大量时间来加热冷却水以及随后加热车辆的内部。因此，存在这样的问题，在发动机起动后，驾驶者和/或乘客需要在冷的车辆内部呆上一段时间。
为了解决这样的问题，韩国专利No.445722公开了一种使用PTC元件的预热器。
下面参考图1和2简单描述预热器。
如图1所示，用于车辆的传统预热器包括热杆组件10，每个热杆组件10包括PTC元件；热鳍片组件20，彼此平行地布置在每个热杆组件10的两侧；阴极端子30，平行布置到热鳍片组件20；框架60和90，分别耦合到热杆组件10、热鳍片组件30及阴极端子30与框架60和90组合的两个纵向端。
此时，每个热杆组件10包括：沟槽形下热杆；放置在下热杆的底面部分上的绝缘体；阳极端子，纵向放置在绝缘体并固定地耦合到绝缘体；PTC元件，耦合到绝缘体，并且阳极端子插入在PCT元件和绝缘体之间；以及上热杆，用于覆盖下热杆的开口部分。但是，很显然，除了上述结构之外，热杆组件可以具有各种结构。
同时，因为前壳体40和后壳体80以压配合方式简单地耦合到热杆组件10、热鳍片组件20、阳极端子30与框架60和90组合的纵向端，框架60和90平行布置在用于车辆的传统预热器1中，如图2所示，因此存在缺少耦合强度的问题。
具体而言，阳极和阴极端子12和30的前端配合并安装到绝缘板中，然后直接固定到前壳体40。此外，热杆组件10的后端、热鳍片组件20、阴极端子300与框架60和90直线对齐，然后直接配合到后壳体80中。具体而言，框架60和90的后端适于配合到后壳体80中形成的沟槽82中。
这样，现有技术中具有这样的缺点，其缺少确保阴极端子30或热杆组件10与热鳍片组件200组合的较强侧向耦合的结构。因此，存在这样的风险，结合的部件在使用时可能从壳体40和80分离。虽然壳体40和80显然具有确保与结合的端部进行紧密接触的结构，但是，因为壳体的耦合强度较小，所以不可能足以呈现它们的效果。此外，如果由于平行布置的热杆组件10、热鳍片组件20、阴极端子30与框架60和90之间的紧密接触的恶化而产生气隙，则存在预热器的整体性能相应降低的缺点。
发明内容
技术问题
构思本发明，以解决上述问题。本发明的目的在于提供一种用于车辆的预热器，其被构造使得包含在预热器中的正温度系数(PTC)元件产生的热量不跑到外部，而是仅均匀地传递到散热鳍片组件，并且改善PCT杆组件和散热鳍片组件之间的紧密接触。
技术方案
根据本发明用于实现该目的的用于车辆的预热器包括：PTC杆组件；一个或多个散热鳍片组件，耦合成与每个PTC杆组件的两个表面进行紧密接触；一对框架，耦合到最外侧的散热鳍片组件的外侧表面；以及第一壳体和第二壳体，具有用作阴极端子的壳体端子并耦合到这些各个部件组合的两个纵向端。
此时，该对框架被形成为弯曲，使得这些各个部件可以彼此进行紧密接，并且具有形成于其与散热鳍片组件接触的表面上的加固沟槽，该加固沟槽沿着与散热鳍片组件的接触表面的纵向。
此外，第一和第二壳体的相对表面形成有多个突出件，突出件分别沿相反方向突出。每个框架的两端形成有接收突出件的空间。
技术效果
在根据本发明的用于车辆的预热器中，包含在预热器中的PTC元件所产生的热量不跑到外部，而只是均匀地传递到散热鳍片组件。此外，还存在一些优点，其中增大放置在框架之间的各个部件的耦合力，并且可以改善PTC杆组件和散热鳍片组件的紧密接触。
此外，在根据本发明的用于车辆的预热器中，在第一和第二壳体中形成一对突出件，用于将各个部件耦合到另一个，对应于突出件的每个框架的两端形成有接收突出件的空间。因此，存在可以容易进行组装工艺的优点。
附图说明
图1是示出传统用于车辆的预热器的立体图。
图2是图1的预热器的分解立体图。
图3是示出根据本发明用于车辆的预热器的分解状态的立体图。
图4是示出根据本发明用于车辆的预热器中所包括的第一壳体和PTC杆组件的耦合结构的截面图。
图5是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的壳体的截面立体图。
图6是示出壳体端子中一个的耦合结构的壳体截面图。
图7是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的PTC杆组件的立体图。
图8是图7的PTC杆组件的分解立体图。
图9是示出PTC杆组件的分解状态的立体图，其中PTC杆组件包括形成有释放沟槽的绝缘体。
图10是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的PTC杆组件的修改实施例的立体图。
图11是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的PTC杆组件的另一修改实施例的立体图。
<附图中主要部分的标号说明>
1000：PTC杆组件     2000：散热鳍片组件
3000：阴极端子      4000、5000：框架
6000、7000：第一和第二壳体
100：第一PTC杆200   200：第二PTC杆
300：电极端子       400：绝缘体
500：PTC元件        600：传热块
具体实施方式
下面，将参考附图详细描述根据本发明的优选实施例。
图3是示出根据本发明用于车辆的预热器的分解状态的立体图。
如图3所示，根据本发明用于车辆的预热器包括：多个PTC杆组件1000，彼此沿纵向平行布置；散热鳍片组件2000，接触并耦合到每个PTC杆组件1000的两侧；阴极端子3000，每个阴极端子3000放置在相邻散热鳍片组件2000之间；一对框架4000和5000，分别耦合到最外侧的散热鳍片组件2000的外侧表面；以及第一壳体6000和第二壳体7000，分别耦合到PTC杆组件1000、散热鳍片组件2000、阴极端子3000与框架4000和5000组合的两个纵向端。
此时，安装在PTC杆组件1000内的PTC元件(未示出)产生的热量传递到散热鳍片组件2000，以加热经过散热鳍片组件2000的气体。
此外，为了防止传递到散热鳍片组件2000的热量通过框架4000和5000传递到外部，在框架4000和5000与散热鳍片组件2000的接触表面上沿纵向形成加固沟槽4100和5100，以最小化框架4000和5000与对应的散热鳍片组件2000的接触面积。
当如上所述形成加固沟槽4100和5100时，减小了每个框架4000和5000与对应的散热鳍片组件2000的接触面积，由此得到降低的传热速率。此时，因为加固沟槽4100和5100的内部填充有空气，所以散热鳍片组件2000中的一些热量通过空气传递到框架4000和5000。但是，因为空气具有非常低的传热速率，所以通过空气传递的热量的量可以认为可忽略的量。
PTC杆组件1000和由安装在PTC杆组件1000中的PTC元件(未示出)产生的热量加热的散热鳍片组件2000的体积增大，然后将耦合到PTC杆组件1000和散热鳍片组件2000组合的两个侧向外侧的框架4000和5000向外推。因此，纵向端耦合到壳体6000和7000的框架4000和5000在其中间部分可能向外凸出。如果框架4000和5000凸出，则存在这样的问题，布置在框架4000和5000之间的各个部件的耦合状态可能被损坏(sprayed)。
因此，本发明中使用的框架4000和5000被形成使得，其与散热鳍片组件2000接触的表面中间部分朝着对应散热鳍片组件2000倾斜突出。与传统的直的框架相比，中间部分倾斜向内突出的框架4000和5000更少地凸出，即使它们受到PTC杆组件100和散热鳍片组件2000的膨胀所产生的压力。此外，因为加固沟槽4100和5100用作防止本发明中使用的框架4000和5000的凸出，由此存在框架由于外力而形状几乎不变形的优点。
此时，因为框架4000和5000的纵向端耦合到壳体6000和7000，如上所述，壳体6000和7000设置有耦合沟槽(图8中的6020，图3中的7020)，框架4000和5000的纵向端插入到耦合沟槽中。框架4000和5000的纵向端4200和5200朝向它们的顶端逐渐变细，使得它们可以容易地插入到耦合沟槽6020和7020。
此外，虽然本实施例中在散热鳍片组件2000之间设置有另外的阴极端子3000，但是框架4000和5000可以被构造成行使阴极端子3000的功能，而不需要阴极端子3000。当框架4000和5000用作阴极端子3000时，存在简化用于车辆的预热器的内部结构并可以降低生产成本的优点。
散热鳍片组件2000耦合到每个PTC杆组件1000的两侧表面。因为PTC杆组件中安装PTC元件的一侧产生的热量高于PTC杆组件中安装传热块的另一侧产生的热量，所以在PTC杆组件中安装PTC元件的一侧上侧向堆叠多个散热鳍片组件2000，而将数量小于耦合到PTC杆组件中安装PTC元件的一侧的散热鳍片组件2000的数量的散热鳍片组件2000耦合到PTC杆组件中没有安装PTC元件的另一侧。在本实施例中，两个散热鳍片组件2000耦合到PTC杆组件中安装PTC元件的一侧，而一个散热鳍片组件2000耦合到PTC杆组件中安装传热块的另一侧。但是，耦合到每个PTC杆组件1000的一侧的散热鳍片组件2000的数量并不局限于此，可以根据用户的选择而不同的变化。
图4是示出根据本发明用于车辆的预热器中所包括的第一壳体和PTC杆组件的耦合结构的截面图。
根据本发明的用于车辆的预热器的各个PTC杆组件1100、1200和1300具有不同的PTC元件和传热块的位置。因此，如果PTC杆组件在不同位置耦合到第一壳体6000，则存在预热器的效率降低或预热器出故障的几个问题。
为了避免这些问题，PTC杆组件1100、1200和1300被形成使得其端子1160、1260和1360的弯曲部分的长度彼此不同。因此，在第一壳体6000中，确定每个耦合端子6100、6200和6300中与每个底座凹槽6400、6500和6600中的距离，以符合端子1160、1260和1360的弯曲部分的长度，其中端子1160、1260和1360耦合到耦合端子6100、6200和6300，而底座凹槽6400、6500和6600用于接收各个绝缘构件1180、1280和1380。
因此，每个PTC杆组件1100、1200和1300可以仅耦合在指定位置，由此避免在组装PTC杆部件1100、1200和1300时发生混淆。此时，以此方式耦合每个PTC杆组件1100、1200和1300，使得每个绝缘构件1180、1280和1380完全插入壳体6000中。
图5是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的壳体的截面立体图，而图6是示出壳体端子中一个的耦合结构的壳体截面图。
如图5和6所示，本发明中使用的第一壳体6000包括壳体端子6700，每个壳体端子6700具有嵌入在第一壳体6000中的一端，并且还具有和引入到第一壳体6000的每个PTC杆组件(图3中的1100、1200和1300)的一端接触的弯曲板6800。当与各个PTC杆组件1100、1200和1300接触的壳体端子6700被如此设置时，整个PTC杆组件1100、1200和1300用作阴极端子，并且由此，存在不需要提供另外阴极端子的优点。
此时，每个壳体端子6700中嵌入在第一壳体6000的一部分形成有锁定突起6900，该锁定突起6900被捕捉在第一壳体6000中，使得壳体端子6700不能够从壳体6000中出来。此时，优选地，每个锁定突起6900被形成具有尖角顶端并且沿壳体端子6700退出的方向倾斜。
图7是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的PTC杆组件的立体图，而图8是图7的PTC杆组件的分解立体图。
如图7和8所示，根据本发明第一实施例的PTC杆组件1000包括第一PTC杆100和第二PTC杆200，第一PTC杆100被构造成截面为槽形并且具有预定长度，第二PTC杆200具有和第一PTC杆100的相同长度，并耦合到第一PTC杆100，以覆盖第一PTC杆100的开口部分。此时，当第一PTC杆100和第二PTC杆200彼此耦合时，在其之间提供纵向细长的具有矩形截面的空间110，而电极端子300、绝缘体400、PTC元件500和传热块600容纳在空间110中。
设置在空间110中的部件的电极端子300是具有预定长度的电极端子，并且具有形成在电极端子一端的端子310和在电极端子中沿纵向以预定间隔形成的多个通孔(未示出)。此时，形成端子210的电极端子300的一端的宽度大于电极端子的中间部分的宽度。电极端子的一端的上下侧向内折叠，并且电极端子的折叠端然后以曲柄形式折叠。如上构造的端子310的厚度是电极端子300的中间部分的厚度的两倍大，使得端子310的强度增大。因此，在端子连接到连接器或壳体的状态下存在更稳定传输电流的优点。
这里，电极端子300优选地由合金钢(诸如具有高导电性和一定强度的碳钢)制成，使得可以通过其平稳施加从车辆的电源提供的电功率。通孔优选地被形成为细长孔，以增大电极端子300和绝缘体400之间的耦合力，并在执行双注射模制时便于注射和注射模制材料的流动。
绝缘体400防止电极端子300与第一PTC杆100和第二PTC杆200接触，并且通过双注射模制与电极端子300一体形成。
至于绝缘体的形状，绝缘体400被形成围绕电极端子300，并在其两侧具有第一和第二底座部分410、420，使得电极端子300部分暴露。第一和第二底座部分410(未示出)沿绝缘体400的纵向以相同间隔形成有第一和第二支撑构件430(未示出)，以将第一和第二底座部分分割成多个区域。PTC元件500和传热块600安装在第一和第二底座部分410(未示出)的分割区域中。
同时，如图9所示，绝缘体400的两个纵向端设置有截面形状为矩形的绝缘构件460和470，该矩形在第一和第二PTC杆100和200彼此耦合的状态下的长度大于宽度。此时，该对绝缘构件460和470适于和每个第一和第二PTC杆100和200的两端进行紧密接触。绝缘体构件460和470防止电极端子的变形、由于其与周边部件接触发生的短路、以及耦合在该对绝缘构件之间的第一和第二PTC杆100和200的变化(play)。此外，绝缘构件可以防止产生灰尘或其它外部物质通过第一和第二PTC杆100和200中每个的两个开口端而进入内部空间110。此时，电极端子300的一端向外突出到该对绝缘构件的绝缘构件460之外，绝缘构件460的一端形成在绝缘体的一端。此外，端子310形成于电极端子300中向外突出到绝缘构件460之外的一端。
在每个绝缘构件460和470的两侧形成一个或多个释放沟槽462或472。释放沟槽462和472与通过第一和第二PTC杆的耦合所限定的空间110连通，使得由于PTC元件500产生热量而从电极端子300、PTC元件500和传热块600产生的气体可释放到外部。通过这样做，可以防止绝缘体400由于气体而变形。此外，释放沟槽432也形成在第一和第二支撑构件430和440处，由此进一步提高气体释放效率。
图10是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的PTC杆组件的修改实施例的立体图，而图11是示出根据本发明的用于车辆的预热器中所使用的PTC杆组件的另一修改实施例的立体图。
在PTC杆组件的修改实施例中，绝缘体400的第一和第二支撑构件430(未示出)中的任何一者(即，第一支撑构件430)为成对的，如图10中所示。该对第一支撑构件被形成为在第一底座部分410的上下端处朝向彼此突出。如果第一支撑构件430为成对的，并如上所述定位成彼此间隔，则安装在第一底座部分410中的PTC元件(未示出)的各个角可以耦合到第一支撑构件430，同时与第一底座部分410进行紧密接触。此时，优选地，形成在电极端子300中的通孔(未示出)设置在形成成对第一支撑构件340的位置。
在PTC杆组件的其它修改实施例中，如图11所示，在电极端子300的两个纵向端形成绝缘构件460和470，而对应于绝缘构件330的绝缘体400的两个纵向端形成有接收部分480，绝缘构件330容纳在接收部分480中。此外，绝缘构件330和接收部分480中的任何一个(即，本实施例中的绝缘构件330)形成有耦合孔332，而接收部分480形成有插入到耦合孔332中的耦合突起482。此时，绝缘体400的第一支撑构件430同第二实施例中同样的方式为成对的，并且形成为在第一底座部分410的上下端处向外突出。
同时，如果在图10和11中所示的实施例中的每个绝缘构件460和330中设置至少一个释放沟槽(未示出)，由于PTC元件产生的热量而从电极端子、PTC元件和传热块产生的气体可以释放到外部。具体而言，因为第一支撑构件430为成对的，并且在每个实施例中彼此间隔定位，所以气体可以平稳地释放，而不需要另外在第一支撑构件处提供释放沟槽。
虽然上面已经参考附图描述了本发明的优选实施例用于车辆的预热器和设置在其中的PTC杆组件的组成和耦合结构，但是它们仅用于解释目的。本领域一般技术人员应当理解，在不偏离本发明范围的情况下可以做出各种变化和修改。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于车辆的预热器，包括：
正温度系数杆组件；
一个或多个散热鳍片组件，耦合成与每个所述正温度系数杆组件的两个表面进行紧密接触；
框架，耦合到最外侧的所述散热鳍片组件的外侧表面；以及
第一壳体和第二壳体，具有壳体端子并耦合到这些各个部件的组合的两个纵向端；
其中，每个所述框架被形成为弯曲，使得这些各个部件可以彼此进行紧密接触。
2.根据权利要求1所述的预热器，其中每个所述框架包括弹性体，所述弹性体具有向内凸出的中间部分。
3.根据权利要求1所述的预热器，其中每个所述框架具有形成于其与所述散热鳍片组件接触的表面上的加固沟槽，所述加固沟槽沿着与所述散热鳍片组件的接触表面的纵向。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中每个最外侧的所述散热鳍片组件具有安装在其中的正温度系数元件，所述正温度系数元件面对所述预热器的内部。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中至少一个所述正温度系数杆组件具有交替安装到其两个侧表面的正温度系数元件和传热块。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中耦合到每个所述正温度系数杆组件中安装正温度系数元件的一侧的所述散热鳍片组件的数量大于耦合到所述正温度系数杆组件的另一侧的所述散热鳍片组件的数量。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中所述正温度系数杆组件包括电极端子、绝缘体、正温度系统元件和传热块、第一和第二正温度系数杆，所述绝缘体形成包围所述电极端子的一部分的绝缘体，并具有第一和第二底座部分，使得所述电极端子部分暴露到两侧，所述正温度系数元件和所述传热块分别安装到所述第一和所述第二底座部分，所述第一和第二正温度系数杆当彼此耦合时限定预定空间，所述空间容纳所述电极端子、所述绝缘体、所述正温度系数和所述传热块。
8.根据权利要求7所述的预热器，其中每个所述壳体端子设置有弯曲板，所述弯曲板与所述正温度系数杆组件中的每个所述正温度系数杆的一端接触。
9.根据权利要求7所述的预热器，其中在所述正温度系数杆组件中成对的所述正温度系数杆的每个的两端设置绝缘构件，并且耦合所述电极端子，使得其一端突出到所述绝缘构件中一个之外。
10.根据权利要求7所述的预热器，其中所述绝缘构件形成有一个或多个释放沟槽，使得通过耦合所述第一和第二正温度系数杆而限定的空间与外部连通。
11.根据权利要求7所述的预热器，其中所述第一和第二底座部分形成有第一和第二支撑构件，以将所述第一和第二底座部分分割成多个区域。
12.根据权利要求11所述的预热器，其中所述第一和第二支撑构件形成有一个或多个释放沟槽，所述释放沟槽用于使一对相邻的所述第一和第二底座部分彼此连通。
13.根据权利要求7所述的预热器，其中所述电极端子的两端设置有绝缘构件，接收槽形成于所述绝缘体的两端；并且
其中所述绝缘构件和所述接收部分中一者形成有耦合孔，而另一者形成有插入到所述耦合孔中的耦合突起。

Claims (11)

1.一种用于车辆的预热器，包括：
正温度系数杆组件；
一个或多个散热鳍片组件，耦合成与每个所述正温度系数杆组件的两个表面进行紧密接触；
框架，耦合到最外侧的所述散热鳍片组件的外侧表面；以及
第一壳体和第二壳体，具有壳体端子并耦合到这些各个部件的组合的两个纵向端；
其中，每个所述框架被形成为弯曲，使得这些各个部件可以彼此进行紧密接触。
2.根据权利要求1所述的预热器，其中每个所述框架包括弹性体，所述弹性体具有向内凸出的中间部分。
3.根据权利要求1所述的预热器，其中每个所述框架具有形成于其与所述散热鳍片组件接触的表面上的加固沟槽，所述加固沟槽沿着与所述散热鳍片组件的接触表面的纵向。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中每个最外侧的所述散热鳍片组件具有安装在其中的正温度系数元件，所述正温度系数元件面对所述预热器的内部。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中至少一个所述正温度系数杆组件具有交替安装到其两个侧表面的正温度系数元件和传热块。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中耦合到每个所述正温度系数杆组件中安装正温度系数元件的一侧的所述散热鳍片组件的数量大于耦合到所述正温度系数杆组件的另一侧的所述散热鳍片组件的数量。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中每个所述壳体端子设置有弯曲板，所述弯曲板与所述正温度系数杆组件中的每个正温度系数杆的一端接触。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中在所述正温度系数杆组件中成对的正温度系数杆的每个的两端设置绝缘构件，并且耦合电极端子，使得其一端突出到所述绝缘构件中一个之外。
9.根据权利要求1所述的预热器，其中所述绝缘构件形成有一个或多个释放沟槽，使得通过耦合第一和第二正温度系数杆而限定的空间与外部连通。
10.根据权利要求9所述的预热器，其中第一和第二支撑构件形成有一个或多个释放沟槽，所述释放沟槽用于使一对相邻的第一和第二底座部分彼此连通。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的预热器，其中电极端子的两端设置有绝缘构件，接收槽形成于所述绝缘体的两端；并且
其中所述绝缘构件和所述接收部分中一者形成有耦合孔，而另一者形成有插入到所述耦合孔中的耦合突起。
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