CN101754500B - 正温度系数杆组件和利用该组件的正温度系数加热器 - Google Patents

Abstract

一种正温度系数杆组件和利用该组件的正温度系数加热器，所述正温度系数(PTC)杆组件为PTC加热器而提供。PTC元件以及与绝缘器连接的电极终端可以被保持在具有开口侧的沟槽状杆盖中以便暴露到外部，且散热片与该杆盖的一个表面直接接触以便传热，并且另一个散热片可以与连接到电极终端的外表面的绝缘器的一个表面直接接触以便传热，从而该PTC杆组件使杆盖的内部空间中的闲置空间最小化，使传热效率提高，并且由于结构简单且部件数目减小而易于制造。

Description

正温度系数杆组件和利用该组件的正温度系数加热器

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年12月5日提交的韩国专利申请第10-2008-0123102号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种正温度系数(PTC)杆组件和一种利用该杆组件的PTC加热器，尤其涉及一种PTC杆组件，其中PTC元件以及绝缘器连接的电极终端保持在具有开口侧的沟槽状杆盖中以便暴露到外部，且散热片与该杆盖的一个表面直接接触以便传热，并且另一个散热片与连接到电极终端的外表面的绝缘器的一个表面直接接触以便传热，从而使杆盖的内部空间中的闲置空间(empty space)最小化，使传热效率提高，并且由于结构简单且部件数目减小而易于制造；以及一种PTC加热器，其中接触杆盖的散热片和接触电极终端的绝缘器的另一个散热片接触并与PTC杆组件相对的表面联结，从而提高了关于散热片的传热效率，并增强了整体能量效率和性能。

背景技术

车辆配备有空调系统，该空调系统选择性地为车辆内部提供冷气和暖气。在夏季，启动空调以提供冷气。在冬季，启动加热器以提供暖气。

总体而言，加热器基于加热系统，其中通过经由发动机循环而加热的冷却剂与通过风扇导入的空气进行热交换，从而将变暖的空气提供到车辆内部。加热系统具有较高的能量效率，因为其利用发动机产生的热量。

然而，在冬季，等待发动机在启动后变热需要花费一些时间。因而，在启动后，加热不会立即实现。这样，为了加热，发动机在驱动车辆之前经常要空转预定时间，直到发动机变热以提高冷却剂的温度。发动机的这种空转造成了能源浪费和环境污染。

为了克服这一问题，已经使用了在发动机正在变暖时利用单独的预加热器将车辆内部加热预定时间的方法。由于热量较大，利用加热线圈的常规加热器有效地实行了加热，但是由于加热线圈寿命较短，其部件需要频繁地修理和更换。

因而，最近已经开发了利用正温度系数(PTC)元件的加热器。该PTC加热器具有较低的火灾危险，并由于寿命较长而能够保证半永久性的使用。

如图1所示，PTC预加热器包括PTC杆组件10，每一个PTC杆组件10都具有PTC元件；散热片组件20，所述散热片组件20成对地平行设置在各自的PTC杆组件10的相对侧；以及阴极终端30，所述阴极终端30平行设置在散热片组件20之间。PTC预加热器还包括安装在联结体相对的外侧上的框架40和50，在该联结体中PTC杆组件10、散热片组件20和阴极终端30彼此联结；以及联结到联结体相对的纵向端部的外壳60和70，在该联结体中PTC杆组件10、散热片组件20、阴极终端30以及框架40和50彼此联结。

如图2和3所示，较低杆盖11为沟槽状，并作为一种容器。绝缘器12设置在较低杆盖11的底部，以便防止短路。绝缘器12由具有诸如尼龙的非导体属性和良好的导热性的材料构成。

阳极终端17沿纵向方向固定地联结在绝缘器12上，并且由诸如碳钢或铝的金属构成。PTC元件18设置在阳极终端17上，被固定地联结到绝缘器12上，并被提供能量以产生热量。另外，较高杆盖19设置在PTC元件18上，并与较低杆盖11联结。电流经过较高和较低杆盖11和19流到每个阴极终端30。

然而，具有这种结构的PTC杆组件具有的问题在于，由于绝缘器12是单独地需要的，所以要组装许多部件；在于每个部件的形状复杂，使得组装过程困难；并且在于增加了其厚度。因而，绝缘效果提高了，而传热效率降低了。另外，从结构上看，较低杆盖11与PTC元件18并非直接接触，并且在各部件之间存在空气，从而降低了PTC元件的传热效率。由于内部空气受热所引起的膨胀，各部件彼此分离，从而在开始驱动预加热器时，空气会发生泄露，进而造成噪音并降低性能。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供一种正温度系数(PTC)杆组件，其中PTC元件以及与绝缘器连接的电极终端保持在具有开口侧的沟槽状杆盖中以便暴露到外部，且散热片可以与该杆盖的一个表面直接接触以便传热，并且另一个散热片可以与连接到电极终端的外表面的绝缘器的一个表面直接接触以便传热，从而使杆盖的内部空间中的闲置空间最小化，使传热效率提高，并且由于结构简单且部件数目减小而易于制造。

本发明的各个实施方式提供一种PTC加热器，其中接触杆盖的散热片和接触电极终端的绝缘器的另一个散热片接触PTC杆组件相对的表面，并与PTC杆组件相对的表面联结，从而提高了关于散热片的传热效率，并增强了整体能量效率和性能。

在本发明的各个实施方式中，PCT杆组件可以包括：杆盖，所述杆盖为沟槽状且具有开口侧以及从其相对的边缘向内突出的凸缘；PTC元件，所述PTC元件具有与所述杆盖的内部底部接触的较低表面；以及电极终端，所述电极终端由所述凸缘所夹持，与所述PTC元件的较高表面接触，并被保持在所述杆盖的内部空间中。在此，绝缘器可以连接到与所述PTC元件不接触的电极终端的外表面。

根据本发明的各个实施方式，所述PTC元件以及所述绝缘器连接的所述电极终端保持在具有所述开口侧的沟槽状杆盖中以便暴露到外部，且散热片可以与所述杆盖的一个表面直接接触以便能够传热，并且另一个散热片可以与连接到所述电极终端的外表面的所述绝缘器的一个表面直接接触以便能够传热，从而所述PTC杆组件使所述杆盖的内部空间中的闲置空间最小化，使传热效率提高，并且由于结构简单且部件数目减小而会易于制造。

另外，接触所述杆盖的散热片和接触所述电极终端的所述绝缘器的另一个散热片接触所述PTC杆组件相对的表面，并与所述PTC杆组件相对的表面联结，从而所述PTC加热器提高了关于各个散热片的传热效率，并增强了整体能量效率和性能。

本发明的一个方面涉及一种正温度系数杆组件，包括：沟槽状杆盖，所述杆盖具有开口侧以及从其相对的边缘向内突出的凸缘；正温度系数元件，所述正温度系数元件具有与所述杆盖的内部底部接触的较低表面；电极终端，所述电极终端由所述凸缘所夹持，与所述正温度系数元件的较高表面接触，并被保持在所述杆盖的内部空间中；以及/或者绝缘器，所述绝缘器连接到与所述正温度系数元件不接触的所述电极终端的外表面。

所述杆盖可以包括从其较低表面相对的边缘向下突出的固定突出部，以便使散热片装配在所述固定突出部之间。所述绝缘器可以包括阳极处理的绝缘涂层。所述绝缘器可以包括连接到所述电极终端的外表面的绝缘薄膜。所述杆盖可以包括从其较低表面相对的边缘向下突出的固定突出部，以便使散热片装配在所述固定突出部之间。车辆加热器可以包括任意上述正温度系数杆组件。

本发明的另一方面涉及一种包括正温度系数杆组件的车用正温度系数加热器，所述正温度系数杆组件可以包括沟槽状的杆盖，所述杆盖具有开口侧以及从其相对的边缘向内突出的凸缘；正温度系数元件，所述正温度系数元件具有与所述杆盖的内部底部接触的较低表面；电极终端，所述电极终端由所述凸缘所夹持，与所述正温度系数元件的较高表面接触，并被保持在所述杆盖的内部空间中；以及/或者绝缘器，所述绝缘器连接到与所述正温度系数元件不接触的所述电极终端的外表面。所述加热器可以进一步包括散热片，所述散热片装配在所述杆盖的凸缘之间，以便与所述电极终端的所述绝缘器紧密接触；以及/或者较高和较低外壳，所述较高和较低外壳联结到所述正温度系数杆组件和所述散热片的较高和较低纵向端部。

所述杆盖可以包括从其较低表面相对的边缘向下突出的固定突出部，并且所述散热片的每一个都装配在所述固定突出部之间，以便与所述杆盖的较低表面紧密接触。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为显示示例性车用PTC预加热器的示意性的分解立体图。

图2为显示示例性PTC杆组件的形状的示意性的分解立体图。

图3为显示示例性PTC杆组件的横截面图。

图4为显示根据本发明的示例性PTC杆组件的结构的示意性的分解立体图。

图5为显示根据本发明的示例性PTC杆组件的内部结构的示意性的分解立体图。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。

在各个实施方式中，正温度系数(PTC)杆组件包括：沟槽状的杆盖110，所述杆盖110具有开口侧以及从其相对的边缘向内突出的凸缘111；PTC元件180，所述PTC元件180的较低表面的每一个都与杆盖110的内部底部接触；以及电极终端170，所述电极终端170由凸缘111所夹持，与PTC元件180的较高表面接触，并被保持在杆盖110的内部空间中。绝缘器120连接到与PTC元件180不接触的电极终端170的外表面。

图4为显示根据本发明的各个实施方式的PTC杆组件的结构的示意性的分解立体图。图5为显示根据本发明的各个实施方式的PTC杆组件的内部结构的示意性的分解立体图。

如图4所示，根据本发明的各个实施方式，PTC杆组件包括杆盖110，该杆盖110为沟槽状且具有开口侧；PTC元件180，该PTC元件180的较低表面的每一个都与杆盖110的内部底部接触；以及电极终端170，该电极终端170与PTC元件180的较高表面接触，并具有连接到其外表面的绝缘器120。

如图4所示，杆盖110以沟槽状而开口到其较高表面，且包括从其相对的边缘向内突出的凸缘111。PTC元件180设置在杆盖110的内部底部，并与其接触。电极终端170安装在杆盖110的内部空间中，与每一个PTC元件180的较高表面接触。此时，电极终端170由从杆盖110相对的边缘向内突出的凸缘所夹持，并由此被保持并固定到杆盖110的内部空间。另外，绝缘器120连接到与PTC元件180不接触的电极终端170的外表面，从而电极终端170与杆盖110电绝缘。

因而，根据本发明的各个实施方式，该PTC杆组件设置为PTC元件180和电极终端170通过杆盖110相对的边缘的凸缘111而被保持并固定地联结到杆盖110的内部空间中，其中杆盖110为其一侧开口的沟槽状，而不是被分为较高和较低部分的整体管状或封闭状。

如图5所示，由于这种结构，电极终端170通过绝缘器120而与杆盖110电绝缘，而不是与杆盖110直接接触，并且PTC元件180与杆盖110的内表面接触，从而电流从电极终端170流动到PTC元件180。具体而言，由外部电源提供到电极终端170的电流经过接触电极终端170的PTC元件180而流到杆盖110。在此过程中，PTC元件180电力地产生热量。

因而，根据本发明的各个实施方式，该PTC杆组件与现存组件的不同在于电极终端170与杆盖110绝缘，且在于不需要上面设置有PTC元件180的单独的绝缘器。因而，通过杆盖110的凸缘111，电极终端170和接触电极终端170的PTC元件180在杆盖110的内部空间中受到挤压，并联结到杆盖110的内部空间，并且通过以简单结构连接到其外表面的绝缘器120，电极终端170被绝缘。

以此方式，根据本发明的各个实施方式，该PTC杆组件由于结构简单而易于制造，由于部件数目减少而制造成本降低，并且因为各个部件以使杆盖110的内部空间中的闲置空间最小化的这种方式联结，所以传热效率得以提高。

更特别地，如图5所示，由于PTC元件180和电极终端170被保持在一侧开口的杆盖110的内部空间中，所以电极终端170的外表面经由绝缘器120而向外部开口，以便与外部直接接触。因而，PTC加热器这样的方式设置：散热片200与连接到电极终端170的外表面的绝缘器120的较高表面直接接触，并联结到该绝缘器120的较高表面。该PTC加热器基于传导而从PTC元件180传热到散热片200，从而极大地提高了传热效率。

具体而言，如图5所示，从PTC元件180产生的热量经过每一个PTC元件180的较低表面而被传递到杆盖110，并经过每一个PTC元件180的较高表面而被传递到电极终端170和绝缘器120。然后，热量被传到接触绝缘器120的散热片200。以此方式，由PTC元件180产生的热量被传到散热片200，该散热片200经过每一个PTC元件180的较低和较高表面而接触并联接到该PTC杆组件的相对侧。因而，具有这种结构的该PTC加热器的传热效率进一步提高了。

同时，如图5所示，杆盖110优选地具有从其较低表面相对的边缘向下突出的固定突出部112。因而，如图5所示，散热片200能够易于装配在固定突出部112之间。另外，杆盖110的凸缘111优选地设置为散热片200能够易于装配在凸缘111之间。换句话说，杆盖110的凸缘111充当用于将电极终端170保持在杆盖的内部空间中的装置，以及用于装配散热片200的装置。

同时，根据本发明的各个实施方式，绝缘器120优选地由具有良好导热性的材料构成，并且电极终端70能够以其绝缘表面被阳极处理以形成绝缘涂层的这种方式而构造。可替代地，单独的粘附性绝缘薄膜可以连接到电极终端170的绝缘表面。

接下来，根据本发明的各个实施方式，在上述的PTC加热器中，PTC杆组件100包括PTC元件180以及安装在具有开口侧的杆盖110上以便暴露到外部的电极终端170。散热片200装配在杆盖110的凸缘111之间，以便与连接到电极终端170的外表面的绝缘器120紧密接触。较高和较低外壳60和70联结到PTC杆组件100和散热片200的较高和较低纵向端部(参见图1)。

在此，如上所述，更优选地，杆盖110包括从其较低表面相对的边缘向下突出的固定突出部112，并且散热片200装配在固定突出部112之间，从而与杆盖110的较低表面紧密接触。

如上所述，该PTC加热器将由PTC元件180产生的热量经过每一个PTC元件180的较低和较高两个表面而传到散热片200，从而提高了其传热效率，并由此提高了整体能量效率。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“较高”或“较低”、“内部”或“外部”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (5)

1.一种正温度系数杆组件，包括：

沟槽状的杆盖，所述杆盖具有开口侧以及从所述杆盖相对的边缘向内突出的凸缘；

正温度系数元件，所述正温度系数元件具有与所述杆盖的内部底部接触的较低表面；

电极终端，所述电极终端由所述凸缘所夹持，与所述正温度系数元件的较高表面接触，并被保持在所述杆盖的内部空间中；

绝缘器，所述绝缘器连接到与所述正温度系数元件不接触的所述电极终端的外表面，其中所述正温度系数元件以及与所述绝缘器连接的所述电极终端保持在具有开口侧的沟槽状杆盖中以便暴露到外部；以及

第一散热片，所述第一散热片装配在所述杆盖的凸缘之间，以便与连接到所述电极终端的外表面的所述绝缘器紧密接触，从而能够进行传热，

其中所述杆盖包括从其较低表面相对的边缘向下突出的固定突出部，并且第二散热片装配在所述固定突出部之间，以便与所述杆盖的较低表面紧密接触，从而能够进行传热，

其中所述杆盖的凸缘充当用于将所述电极终端保持在所述杆盖的内部空间中的装置，以及用于装配所述散热片的装置。

2.根据权利要求1所述的正温度系数杆组件，其中所述绝缘器包括阳极处理的绝缘涂层。

3.根据权利要求1所述的正温度系数杆组件，其中所述绝缘器包括连接到所述电极终端的外表面的绝缘薄膜。

4.一种车辆加热器，包括根据权利要求1所述的正温度系数杆组件。

5.一种车用正温度系数加热器，包括：

正温度系数杆组件，包括：

沟槽状的杆盖，所述杆盖具有开口侧以及从所述杆盖相对的边缘向内突出的凸缘；

正温度系数元件，所述正温度系数元件具有与所述杆盖的内部底部接触的较低表面；

电极终端，所述电极终端由所述凸缘所夹持，与所述正温度系数元件的较高表面接触，并被保持在所述杆盖的内部空间中；以及

绝缘器，所述绝缘器连接到与所述正温度系数元件不接触的所述电极终端的外表面，其中所述正温度系数元件以及与所述绝缘器连接的所述电极终端保持在具有开口侧的沟槽状杆盖中以便暴露到外部；

第一散热片，所述第一散热片装配在所述杆盖的凸缘之间，以便与连接到所述电极终端的外表面的所述绝缘器紧密接触，从而能够进行传热；

其中所述杆盖包括从其较低表面相对的边缘向下突出的固定突出部，并且第二散热片装配在所述固定突出部之间，以便与所述杆盖的较低表面紧密接触，从而能够进行传热；

其中所述杆盖的凸缘充当用于将所述电极终端保持在所述杆盖的内部空间中的装置，以及用于装配所述散热片的装置；以及较高和较低外壳，所述较高和较低外壳联结到所述正温度系数杆组件和所述第一散热片和第二散热片的较高和较低纵向端部。