CN107148094A - 一种水暖电加热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电加热器,包括PTC电加热组体，PTC电加热组体包括PTC电极条组件，PTC电极条组件包括正电极条、PTC发热陶瓷片组、负电极条，PTC发热陶瓷片组由若干PTC发热陶瓷片组成；正电极片和负电极片各自外部的一侧设有第一绝缘层。PTC电极条组件、第一绝缘层组成第一整体件；翅片组与第一整体件依次间隔设置形成PTC电加热组体。本发明采用三明治式结构排列，传热效率高、功率密度大、结构紧凑、体积小，成本低，并且装配简单。

Description

一种水暖电加热器

技术领域

本发明涉及电加热领域，尤其是一种水暖PTC电加热器。

背景技术

现有电加热采用金属基座，再在上面插入PTC电加热片。主要存在两个缺陷，缺点一是增加了传热中间环节，热阻增加，热效率低、功率密度小；缺点二是增加了子零件，增加了成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种水暖PTC电加热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电加热器，包括PTC电加热组体，所述PTC电加热组体包括PTC电极条组件，所述的PTC电极条组件包括正电极条、PTC发热陶瓷片组、负电极条，所述PTC发热陶瓷片组由若干PTC发热陶瓷片组成；

所述正电极条包括正电极片、正极极耳；

所述负电极条包括负电极片、负极极耳；

所述的PTC发热陶瓷片组设置在正电极片和负电极片之间；

所述正电极片和负电极片各自外部的一侧设有第一绝缘层。

进一步的，所述第一绝缘层为陶瓷绝缘片或高分子材料绝缘片或喷涂绝缘层或镀绝缘层，或者，所述正电极片和负电极片的外部包裹第一绝缘层。

进一步的，所述PTC电极条组件、第一绝缘层组成第一整体件；所述PTC电加热器包括翅片组，所述翅片组与第一整体件依次间隔设置形成PTC电加热组体，所述PTC电加热组体的最外围为翅片组。

进一步的，相邻两翅片组之间分别设置密封件，各密封件对第一整体件的两侧边缘或整体形成密封绝缘。

进一步的，所述密封件为膏状密封胶、或绝缘橡胶圈、或焊接密封件。

进一步的，所述的PTC电加热器还包括主板，该主板具有内空腔；所述的PTC电加热组体的极耳穿过主板的内空腔，并且与主板之间形成密封结构。

进一步的，所述主板的外部包裹有用于容纳主板与PTC电加热组体的外套壳或封头。

进一步的，所述正极极耳位于正电极片的顶部，所述负极极耳位于负电极片的顶部。

进一步的，所述翅片组由隔板、翅片、封条组成，在相邻两隔板间放置翅片，翅片底端与顶端放置封条，所述翅片组的水流方向为PTC电加热器的左侧至右侧或由右侧到左侧。

进一步的，所述第一整体件两侧的所述隔板外侧的周边设置有凸台或凹槽，相邻凸台与凹槽形成凹凸配合，对所述第一整体件形成密封。所述凸台和凹槽可以通过压铸与平隔板一体成型，也可以通过封条形式（凸台封条或凹槽封条）与平面隔板钎焊成型。

进一步的，凸台和凹槽之间设置有密封件。

进一步的，凸台和凹槽通过密封胶粘接密封或通过密封垫密封；也可通过焊接密封。

进一步的，凸台和凹槽的齿部的截面形状为矩形、或者三角形、或者梯形。

进一步的，隔板外侧的周边设置的凸台或凹槽为一个或多个。

进一步的，隔板外侧周边设置的凸台或凹槽位于隔板外侧四周。或者，进一步的，隔板外侧周边设置的凸台或凹槽仅位于隔板左右两侧，相邻两翅片组的隔板间在上下两侧以密封件进行密封。其中，所谓隔板左右两侧是指，当隔板平面平行于冷却液流动方向时，冷却液进口和出口方向为左右方向；因此，垂直于冷却液流动方向为上下方向。其中，密封件优选为密封胶，更优选为耐冷却液浸泡的密封胶，如氟橡胶。

本发明所述的水是换热介质，也可称为冷却水、或称为冷却液；优选地包括各种水基冷却液，比如纯水、或者主要由水与乙二醇组成的防冻冷却液（也可简称防冻液）。

当翅片组与水或防冻液进行接触时，翅片组不可避免地会受到防冻液的腐蚀。为了进一步提高翅片组的耐腐蚀性能，防止隔板被腐蚀穿孔漏水漏电，对翅片组的隔板和翅片材料的电位进行匹配设计。隔板和翅片材料优选采用铝合金材料。进一步的，隔板由防锈铝形成。再进一步的，翅片的腐蚀电位低于隔板的腐蚀电位。比如，隔板采用3系铝合金或4系铝合金的基本型，而翅片采用添加锌的3系铝合金或4系铝合金的改进型。这样，翅片作为牺牲阳极保护隔板，从而确保整个电加热器的耐腐蚀寿命。

本发明的有益效果是：本发明采用三明治式结构排列，传热效率高、功率密度大、结构紧凑、体积小，成本低，并且装配简单。此外，本发明优选通过隔板上的凸台和凹槽配合密封，相比于平面密封，该密封更可靠，更耐久。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是正电极条的结构示意图；

图2是负电极条的结构示意图；

图3是PTC发热陶瓷片的结构示意图；

图4是PTC电极条组件的结构示意图；

图5是正电极片和负电极片各自外部的一侧设置第一绝缘层的结构示意图；

图6是第一整体件与翅片组交叠的结构示意图；

图7是正电极片和负电极片的外部包裹第一绝缘层的截面剖视示意图；

图8是图7中A处的局部放大图；

图9是PTC电加热组体的结构示意图；

图10是主板的结构示意图；

图11是PTC电加热组体安装在主板中的截面剖视示意图；

图12是翅片组的结构示意图；

图13是带凸台的隔板；

图14是带凹槽的隔板；

图15是包含有带凸台和凹槽的隔板的PTC电加热组体的结构示意图;

图16 是图15中B处的局部放大图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施方式一

如图1至图12所示，一种电加热器，包括PTC电加热组体，PTC电加热组体包括PTC电极条组件，如图4所示，PTC电极条组件包括正电极条1、PTC发热陶瓷片组、负电极条2，PTC发热陶瓷片组由若干PTC发热陶瓷片3组成。PTC发热陶瓷片3如图3所示。

如图1所示，正电极条1包括正电极片、正极极耳；如图2所示，负电极条2包括负电极片、负极极耳；PTC发热陶瓷片3组设置在正电极片和负电极片之间。正极极耳位于正电极片的左侧边顶部，负极极耳位于负电极片的右侧边顶部。正极极耳、负极极耳根据实际需求可以设置在正电极片或负电极片顶端的任意位置，可以是左侧或右侧或中间。

如图5所示，正电极片和负电极片各自外部的一侧设有第一绝缘层4。第一绝缘层4为陶瓷绝缘片或高分子材料绝或喷涂绝缘层或镀绝缘层，或者，如图7、图8所示，正电极片和负电极片的外部包裹第一绝缘层4。

PTC电极条组件、第一绝缘层4组成第一整体件；PTC电加热器包括翅片组5，如图6、图9所示，翅片组5与第一整体件依次间隔设置形成PTC电加热组体，PTC电加热组体的最外围为翅片组5。该翅片组5类似于板翅式换热器所用的板束，故也可以称为板束。

翅片组5在工作时内部有水流经过，依靠PTC电极条组件工作产生的热量对翅片组5内的水进行加热，PTC电加热组体的最外围设置为翅片组5，其余的翅片组5和PTC电极条组件交叠设置。

如图9所示，相邻两翅片组5之间分别设置密封件6，各密封件6对第一整体件的两侧边缘形成密封绝缘，也可以对第一整体件的下部、上部以及整体形成密封绝缘。密封件6为膏状密封胶或绝缘橡胶圈或焊接密封件。

如图10、图11所示，为能将密封好的PTC电加热组体组装起来，PTC电加热器还包括主板7，该主板7具有内空腔71，PTC电加热组体的极耳穿过主板7的内空腔71，并且与主板7之间形成密封结构。为提高密封性，主板7的外部包裹有用于容纳主板7与PTC电加热组体的外套壳。也可采用封头形式对主板和/或PTC电加热组体进行包裹。外套壳的作用是个容腔，水流从中经过。除了进出口之外，其他地方均进行密封。外套壳除了采用上、下外壳合围形式之外，还可以采用左、右封头的形式。

如图12所示，翅片组5由隔板51、翅片52、封条53组成，在相邻两隔板51间放置翅片52，翅片52底端与顶端放置封条53。翅片处还可以放置用以导流的导流片。翅片组5的水流方向为PTC电加热器的左侧至右侧或由右侧到左侧。其中，隔板51包括有全平面的隔板51c，也可以是四周带凸台的隔板51a（如图13所示），还可以是四周带凹槽的隔板51b（如图14所示）。所述隔板可以是仅包含一块板，也可以是由多块板组合在一起形成的。

实施方式二

本实施方式与实施方式一大致相同，所不同的是电极片的极耳位于电极片上部的中央；并在本实施例在实施方式一的基础上，为了达到更好的密封效果，如图15和图16所示，夹于PTC电加热组体两侧的隔板分别采用如图13所示的带凸台的隔板51a和如图14所示的带凹槽的隔板51b。在隔板上除电极片极耳伸出处（隔板上侧的中间部位）之外，隔板的四个周边都设置有凸台或凹槽。相邻凸台与凹槽形成凹凸配合，凸台和凹槽之间设置有密封件并形成密封（所述密封件优选为密封胶粘剂）。所述凸台和凹槽可以是通过压铸与平隔板一体成型，也可以以封条形式（凸台封条或凹槽封条）与平面隔板钎焊成型。以上通过隔板上的凸台和凹槽配合密封，相比于平面密封，该密封更可靠。

实施方式三

本实施方式在实施方式一的基础上，通过匹配翅片组内隔板和翅片的腐蚀电位来进一步提高整个翅片组和整个电加热器的耐防冻液腐蚀性能。隔板芯材选用3003铝合金，翅片选用添加锌的3003改进型铝合金，如添加质量百分比为1%~1.5%的3003铝合金改进型（如下表中3003+1%Zn或者3003+1.5%Zn）。当然，为了将隔板芯材与翅片钎焊在一起，隔板还包含有作为钎料的皮材。当然，该钎焊的钎料也可以复合在翅片上。复合钎料可以选择常用的4343铝合金。3003铝合金的腐蚀电位约为-0.72V，3003+1%Zn铝合金的腐蚀电位约为-0.83V~-0.89V，从而由此形成的翅片组具有牺牲阳极保护功能。

通过上述翅片的牺牲阳极作用保护了隔板，从而显著地延长了隔板、翅片组和整个电加热器的耐腐蚀寿命。

本发明采用三明治式结构排列，传热效率高、功率密度大、结构紧凑、体积小，成本低，并且装配简单。另外，本发明优选通过隔板上的凸台和凹槽配合密封，相比于平面密封，该密封更可靠。此外，通过翅片组的牺牲阳极设计进一步提高了电加热器的耐防冻液腐蚀寿命，从而保障电加热器更加安全可靠运行。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种电加热器，包括PTC电加热组体，所述PTC电加热组体包括PTC电极条组件，所述的PTC电极条组件包括正电极条、PTC发热陶瓷片组、负电极条，所述PTC发热陶瓷片组由若干PTC发热陶瓷片组成；

所述正电极条包括正电极片、正极极耳；

所述负电极条包括负电极片、负极极耳；

所述的PTC发热陶瓷片组设置在正电极片和负电极片之间；

所述正电极片和负电极片各自外部的一侧设有第一绝缘层；

所述PTC电极条组件、第一绝缘层组成第一整体件；所述PTC电加热器包括翅片组，所述翅片组与第一整体件依次间隔设置形成PTC电加热组体，所述PTC电加热组体的最外围为翅片组；

所述正极极耳位于正电极片的顶部，所述负极极耳位于负电极片的顶部，所述翅片组由隔板、翅片、封条组成，在相邻两隔板间放置翅片，翅片底端与顶端放置封条，所述翅片组的水流方向为PTC电加热器的左侧至右侧或由右侧到左侧；

所述第一整体件两侧的所述隔板外侧的周边设置有凸台或凹槽，相邻凸台与凹槽形成凹凸配合，对所述第一整体件形成密封；

所述的PTC电加热器还包括主板，该主板具有内空腔；所述的PTC电加热组体的极耳穿过主板的内空腔，并且与主板之间形成密封结构；

所述主板的外部包裹有用于容纳主板与PTC电加热组体的外套壳；

隔板外侧周边设置的凸台或凹槽位于隔板外侧四周；或者，隔板外侧周边设置的凸台或凹槽仅位于隔板左右两侧，相邻两翅片组的隔板间在上下两侧以密封件进行密封。

2.如权利要求1所述的电加热器，翅片的腐蚀电位低于隔板的腐蚀电位。