CN114087776A - 一种车载水暖加热器及其装配方法 - Google Patents
一种车载水暖加热器及其装配方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114087776A CN114087776A CN202111326984.9A CN202111326984A CN114087776A CN 114087776 A CN114087776 A CN 114087776A CN 202111326984 A CN202111326984 A CN 202111326984A CN 114087776 A CN114087776 A CN 114087776A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ptc heating
- ptc
- water tank
- tube
- heating
- 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
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/18—Water-storage heaters
- F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
- F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
- F24H1/202—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply with resistances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
- B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
- B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
- F16J15/102—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/0005—Details for water heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
- F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
- F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means
- F24H9/1827—Positive temperature coefficient [PTC] resistor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/04—Waterproof or air-tight seals for heaters
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
- H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H2250/00—Electrical heat generating means
- F24H2250/04—Positive or negative temperature coefficients, e.g. PTC, NTC
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
本发明公开了一种车载水暖加热器,包括水箱、PTC发热体一、PTC发热体二、封装硅胶层、顶部盖板,PTC发热体一平行间隔设有两个,PTC发热体二在两者之间平行设置,PTC发热体二的首端朝向与PTC发热体一的首端朝向相反,三者构成的整体置于水箱内并分别与水箱连接,封装硅胶层设置于三者的上方,其外周面与水箱的内周面卡接,顶部盖板封盖水箱的顶部。并提供了其装配方法。本发明绝缘效果好,安装方便,加热功率高,可维护性强,同时PTC发热体与流体直接接触换热的优化设计,提高了产品的加热效率。
Description
技术领域
本发明涉及正温度系数热敏电阻(Positive Temperature Coefficient,PTC)加热技术领域,尤其是涉及一种车载水暖加热器及其装配方法。
背景技术
由于全球气候变暖和化石燃料的逐步枯竭,二氧化碳排放法规正在促使汽车工业从传统的内燃机汽车向电动汽车等环保汽车转变。考虑到这些情况,电动汽车尤其被认为是生态友好型汽车的最佳模式。
电池、电机和传动系统是电动汽车中的三大关键技术。电动汽车内部的加热系统对于电池组、发动机系统、空调系统有重要作用。无故障的热启动能够显著提高发动机的使用寿命,在寒冷的冬季,加热系统能够不依靠发动机而给车体提供热量,提升驾驶员与乘客的在车体内部的舒适度,另一方面,车窗上的冰霜能够及时融化,驾驶员不必担心视野造成的潜在危险。
传统燃油汽车的采暖主要是利用发动机的余热或是设置独立的燃油热源,电动汽车与传统内燃机驱动的汽车相比,它们的能效更高,而且它们几乎不排放二氧化碳等温室气体。然而,与传统发动机的汽车不同,电动汽车的能效使得其动力发动机产生的废热较少而不足以用于供热,因此,需要额外的设备提供主要热源。目前正在对电动汽车的主要供热设备(如热泵和燃烧加热器)进行大量研究,能够达到所需加热能力、效率和可靠性的高压正温度系数(PTC)加热器被认为是最现实的选择。
相对稳定的工作环境温度能够显著提升电池组的工作效率与寿命,特别是在冬季,低温环境会大幅降低电池组的充电效率和使用效率。相较于风暖加热器无法做到对各个电池单元均匀恒温加热,水暖加热器的防冻液均匀,相对恒定的温度保证了各个电池单元的工作环境温度,因此水暖加热器将会是车载加热器行业今后的发展趋势和方向。
但是,目前PTC水暖加热器存在几个显著的问题:一是发热体所产生的热量利用率低,导致加热效率低下;二是加热器结构水阻大,无形间增加电源的消耗;三是加热器维护繁琐,故障后需要停机排查故障。目前市场上主流的PTC水暖加热器产品存在的这些问题成为电动汽车推广使用进程缓慢的原因之一。
在一项以往专利中公开了一种用于电动汽车的PTC水暖加热装置,其内部结构5路U型管每个管槽之间放置PTC加热管对U型管进行加热,其换热方式为间接换热,这大大降低了换热效率,且整个U型换热管弯头太多,由于其进出口很小,水阻大,弯头多,水循环又需要水泵的支持,因而势必会增加水泵的输出功率,从能效比方面考量,此装置能效比欠佳。在另一项以往专利中公开了一种PTC水暖加热管,其内部采用普通陶瓷作为绝缘材料,很明显,这种设计方案安全性是欠佳的,且PTC加热管非独立安装,因此故障后维护繁琐。
发明内容
发明目的:针对上述问题,本发明的目的是提供一种车载PTC水暖加热器,优化结构,解决现有问题,提高防水性能、抗振性能及加热性能,增强安全性。并提供了其装配方法。
技术方案:一种车载PTC水暖加热器,包括水箱、PTC发热体一、PTC发热体二、封装硅胶层、顶部盖板,PTC发热体一平行间隔设有两个,PTC发热体二在两者之间平行设置,PTC发热体二的首端朝向与PTC发热体一的首端朝向相反,三者构成的整体置于水箱内并分别与水箱连接,封装硅胶层设置于三者的上方,其外周面与水箱的内周面卡接,顶部盖板封盖水箱的顶部。
进一步的,本加热器还包括发热体安装片,水箱的X侧上间隔开设有两个第一插口,两个PTC发热体一分别从对应的一个第一插口中插入,两者的尾端分别嵌入与X侧相对的Y侧的内侧面中,首端分别通过一个发热体安装片在对应的第一插口处与水箱连接,Y侧的中部还开设有第二插口,PTC发热体二从第二插口中插入,其尾端嵌入X侧的内侧面中,首端通过另一个发热体安装片在第二插口处与水箱连接。
进一步的,水箱为其中一相对两侧面为平面板、另一相对两侧面为弧形面板的盒状结构,X侧、Y侧为两个平面板,其中一个弧形面板上开设有进水口,另一个弧形面板上开设有出水口,水箱的上部的内周开设有顶部槽口,封装硅胶层的外周面卡设于顶部槽口中。
进一步的,PTC发热体一包括PTC发热管一、散热片一、散热片二、固定法兰一,PTC发热管一平行间隔设有两个,两个PTC发热管一分别穿设于散热片二,使其置于二者中部,散热片二的相对两侧分别间隔设有多个散热片一,散热片一在两个PTC发热管一所构成的整体的外周沿其长度方向依次层层包裹于其外周面上,两个PTC发热管一的首端分别与固定法兰一连接,固定法兰一与水箱连接。
进一步的,PTC发热体二包括PTC发热管二、散热片三、固定法兰二,PTC发热管二与PTC发热管一结构相同,PTC发热管二平行间隔设有三个,散热片三在三个PTC发热管二所构成的整体的外周沿其长度方向依次层层包裹于其外周面上,散热片三与散热片二结构相同,三个PTC发热管二的首端分别与固定法兰二连接,固定法兰二与水箱连接,固定法兰二与固定法兰一结构相同。
进一步的,PTC发热管一包括长条形铝管、电极片、绝缘安装孔、绝缘管、PTC发热芯片、导管,导管沿其长度方向间隔开设有多个卡槽,每个卡槽中卡设有一个PTC发热芯片,导管的相对两侧面分别设有一个电极片,三者构成的整体插入绝缘管中,绝缘管整体穿设于长条形铝管中至与其尾端内壁接触,两个电极片的延伸电极外露,绝缘安装孔压入长条形铝管的首端中,使电极片、绝缘管、PTC发热芯片、导管压紧于长条形铝管中,两个延伸电极分别穿设于绝缘安装孔中并通过固定法兰一外露于水箱外部,长条形铝管首端与固定法兰一连接,尾端嵌入水箱内侧面中,散热片一、散热片二分别与长条形铝管的外周面连接。
最佳的,PTC发热芯片的数量为4~10个,散热片一为正弦波纹型翅片,散热片二为直板翅片。
进一步的,绝缘安装孔上间隔开设有两个电极通道,绝缘安装孔一侧面上还间隔设有两个安装插片,两个安装插片呈中心对称,绝缘安装孔压入长条形铝管中,安装插片插入绝缘管与导管的空隙中压紧,使电极片、绝缘管、PTC发热芯片、导管压紧于长条形铝管中,两个延伸电极分别穿设于绝缘安装孔的两个电极通道中。
一种上述的车载PTC水暖加热器的装配方法,包括以下步骤:
步骤一:将多片PTC发热芯片依次嵌入导管内后,将两片电极片贴附在导管的相对两侧面上,其中延伸电极与导管一端的电极凹槽紧密配合,PTC发热芯片、导管和电极片的组合体插入一端封闭的绝缘管中,再将绝缘管插入末端封闭的长条形铝管中,最后将绝缘安装孔的安装插片插入绝缘管与导管的空隙中压紧,延伸电极从绝缘安装孔的电极通道穿出,PTC发热管一装配完成,并以相同的方法装配PTC发热管二;
步骤二:将两根PTC发热管一平行放置且保持一定间距构成一个整体,在PTC发热管一的电极侧设有固定法兰一,取散热片一和散热片二,按序沿两根PTC发热管一竖向依次等距层层包裹于其外周面上,每个散热片一和散热片二中均穿设有两根PTC发热管一,固定法兰一、散热片一和散热片二分别与PTC发热管一用钎焊进行固定,PTC发热体一装配完成,并以相同的方法装配PTC发热体二;
步骤三:将组装完成的两个PTC发热体一和一个PTC发热体二依次插入水箱内并安装到位;
步骤四:将封装硅胶层放置于水箱上方,使封装硅胶层嵌入水箱顶部槽口内,然后将顶部盖板放置于水箱上方,顶部盖板的内槽口与水箱外边框配合,将顶部盖板四周的孔位与水箱顶部外侧孔位配合并用机械螺丝固定,整个PTC水暖加热器装配完成。
有益效果:与现有技术相比,本发明的优点是:
1、本发明提供的车载高效率低水阻PTC水暖加热器绝缘效果好,结构稳定,安装方便,加热效率高,水阻低,可维护性高。
2、本发明主要由水箱、两种PTC发热体及顶部盖板构成。两种PTC发热体与水箱之间组装十分方便,两种PTC发热体下端部插入水箱的内部限端位即可,两种PTC发热体上端部的固定法兰插入水箱边框的槽口内,发热体固定法兰外侧与安装片上设有孔位并用螺丝旋紧固定,水箱顶部通过顶部盖板封装顶部,顶部盖板侧面与水箱顶部侧面孔位并用螺丝旋紧固定,多组螺丝结合十分紧密,可满足强烈震动环境下的使用条件。
3、本发明提供的两种PTC发热体可紧密分布在水箱内部,两种PTC发热体中的发热管内部主要采用具有良好物化性能的云母做为绝缘材料,相对于一般的绝缘材料更加可靠安全。两种PTC发热体的接线端露出于水箱两侧,便于控制系统接线。同时,控制系统与加热系统的分离也提高了整个系统的安全性和可维护性。由于PTC发热棒的错列分布、进出口散热片的流线化设计和水直接与两种PTC发热体接触,使得整个设备的换热效率大大提高,这也是本发明最显著的特点之一。
4、本发明提供的两种PTC发热体的PTC发热组件和水箱之间依靠固定端上的螺孔进行固定,拆卸十分方便,其中各接口处均有硅胶密封垫片,因而又可以保证装置的密封性。当水箱内或加热器上布满水垢时,用户可以自行将PTC发热体从水箱两侧拆卸下来,之后分别做清理。若PTC发热组件腐蚀严重,可直接换新,而不用重新更换整套装置,这大大降低了用户的使用成本。整个装置可直接放入水槽中,这样不仅降低了水阻,减轻了水泵的负担,同时也大大提高了加热效率。
5、本发明所设计水箱结构的进水口和出水口位于箱体两侧,水箱外形结果相比于传统矩形水箱在边角进行了圆角优化,因此流体进出入水箱更符合流体流动,本发明显著降低水阻大小,从侧面降低了外部水泵功率消耗,提高汽车电池使用效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的侧视图;
图3为本发明的主视图;
图4为本发明的仰视图;
图5为本发明的立体结构示意图;
图6为PTC发热体一的立体结构示意图;
图7为PTC发热体二的立体结构示意图;
图8为PTC发热管一的结构示意图;
图9为图8的A-A剖视图;
图10为图8的B-B剖视图;
图11为PTC发热管一的分解结构示意图;
图12为水箱立体结构示意图;
图13为顶部盖板立体结构示意图;
图14为发热体安装片的立体结构示意图之一;
图15为发热体安装片的立体结构示意图之二;
图16为封装硅胶层立体结构示意图;
图17为绝缘安装孔的立体结构示意图;
图18为绝缘安装孔的剖视结构示意图;
图19为电极片的立体结构示意图;
图20为正弦波纹型翅片立体结构示意图;
图21为直板翅片立体结构示意图之一;
图22为直板翅片立体结构示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种车载水暖加热器,如图1~22所示,包括水箱1、PTC发热体一2、PTC发热体二3、封装硅胶层4、顶部盖板5、发热体安装片6。
水箱1为其中一相对两侧面为平面板、另一相对两侧面为弧形面板的盒状结构,顶部盖板5封盖水箱1的顶部,两者构成似椭圆柱框架结构,设X侧、Y侧为两个平面板,其中一个弧形面板上开设有进水口1-5,另一个弧形面板上开设有出水口1-6,顶部盖板5内侧周向设有安装凹槽5-1,并且周向开设有多个螺丝安装孔5-2,螺丝安装孔5-2与水箱1顶部侧面孔位匹配,通过螺栓连接,水箱1上设置有用于与汽车安装结构配合的安装座。
PTC发热体一2平行间隔设有两个,PTC发热体二3在两者之间平行设置,PTC发热体二3的首端朝向与PTC发热体一2的首端朝向相反,三者构成的整体置于水箱1内并分别与水箱1连接,水箱1的X侧上间隔开设有两个第一插口1-1,两个PTC发热体一2分别从对应的一个第一插口1-1中插入,两者的尾端分别嵌入与X侧相对的Y侧的内侧面中,首端分别通过一个发热体安装片6在对应的第一插口1-1处与水箱1连接。
PTC发热体一2包括PTC发热管一2-1、散热片一2-2、散热片二2-3、固定法兰一2-4,PTC发热管一2-1平行间隔设有两个,两个PTC发热管一2-1分别穿设于散热片二2-3,使其置于二者中部,散热片二2-3的相对两侧分别间隔设有多个散热片一2-2,散热片一2-2在两个PTC发热管一2-1所构成的整体的外周沿其长度方向依次层层包裹于其外周面上,两个PTC发热管一2-1的首端分别与固定法兰一2-4连接,固定法兰一2-4与发热体安装片6连接,发热体安装片6嵌入对应的第一插口1-1中。
Y侧的中部还开设有第二插口1-2,PTC发热体二3从第二插口1-2中插入,其尾端嵌入X侧的内侧面中,首端通过另一个发热体安装片6在第二插口1-2处与水箱1连接,PTC发热体二3包括PTC发热管二3-1、散热片三3-2、固定法兰二3-3,PTC发热管二3-1与PTC发热管一2-1结构相同,PTC发热管二3-1平行间隔设有三个,散热片三3-2在三个PTC发热管二3-1所构成的整体的外周沿其长度方向依次层层包裹于其外周面上,散热片三3-2与散热片二2-3结构相同,三个PTC发热管二3-1的首端分别与固定法兰二3-3连接,固定法兰二3-3与发热体安装片6连接,发热体安装片6嵌入第二插口1-2中,固定法兰二3-3与固定法兰一2-4结构相同。
水箱1的X侧、Y侧的内侧面上分别开设有用于安装PTC发热管一2-1、PTC发热管二3-1的多组内部限端位1-3,用于PTC发热体的插入与固定,Y侧的内侧面设有两组内部限端位1-3,每组包括两个间隔设置的内部限端位孔,两个PTC发热体一2的两个PTC发热管一2-1的尾端分别插入对应一组的两个内部限端位孔中,X侧的内侧面设有一组内部限端位1-3,包括三个间隔设置的内部限端位孔,PTC发热体二3的三个PTC发热管二3-1的尾端分别插入对应的内部限端位孔中,发热体安装片6包括安装片本体、固定通道6-1、螺丝安装孔位6-2,与PTC发热体一2连接的发热体安装片6上的固定通道6-1的数量为两个,用以插入两个PTC发热管一2-1,与PTC发热体二3连接的发热体安装片6上的固定通道6-1的数量为三个,用以插入三个PTC发热管二3-1,螺丝安装孔位6-2用于与水箱1的螺纹连接,机械螺丝从发热体安装片6外侧插入螺丝安装孔位6-2内穿过发热体安装片6、固定法兰一2-4或固定法兰二3-3和水箱1。
水箱1的上部的内周开设有顶部槽口1-4,封装硅胶层4的外周面卡设于顶部槽口1-4中,封装硅胶层4平行放置于水箱1和顶部盖板5之间,封装硅胶层4上部与顶部盖板5紧密贴合。
PTC发热管一2-1包括长条形铝管2-1-2、电极片2-1-3、绝缘安装孔2-1-4、绝缘管2-1-5、PTC发热芯片2-1-6、导管2-1-7,导管2-1-7沿其长度方向间隔开设有多个卡槽,每个卡槽中卡设有一个PTC发热芯片2-1-6,导管2-1-7的相对两侧面分别设有一个电极片2-1-3,三者构成的整体插入绝缘管2-1-5中,绝缘管2-1-5整体穿设于长条形铝管2-1-2中至与其尾端内壁接触,两个电极片2-1-3的延伸电极2-1-3-1外露,绝缘安装孔2-1-4压入长条形铝管2-1-2的首端中,使电极片2-1-3、绝缘管2-1-5、PTC发热芯片2-1-6、导管2-1-7压紧于长条形铝管2-1-2中,两个延伸电极2-1-3-1分别穿设于绝缘安装孔2-1-4中并通过固定法兰一2-4外露于水箱1外部,长条形铝管2-1-2首端与固定法兰一2-4连接,尾端嵌入水箱1内侧面中,散热片一2-2、散热片二2-3分别与长条形铝管2-1-2的外周面连接。PTC发热芯片2-1-6的数量为4~10个,散热片一2-2为正弦波纹型翅片,散热片二2-3为直板翅片,具有增大换热面积,增加流体扰动强化换热等优点。
绝缘安装孔2-1-4上间隔开设有两个电极通道2-1-4-1,绝缘安装孔2-1-4一侧面上还间隔设有两个安装插片2-1-4-2,两个安装插片2-1-4-2呈中心对称,绝缘安装孔2-1-4压入长条形铝管2-1-2中,安装插片2-1-4-2插入绝缘管2-1-5与导管2-1-7的空隙中压紧,使电极片2-1-3、绝缘管2-1-5、PTC发热芯片2-1-6、导管2-1-7压紧于长条形铝管2-1-2中,两个延伸电极2-1-3-1分别穿设于绝缘安装孔2-1-4的两个电极通道2-1-4-1中。
相邻PTC发热芯片2-1-6之间由导管2-1-7隔开并固定使得加热安全性得以提升,绝缘管2-1-5包裹电极2-1-3,不仅加强了防水性,而且保护了加热元件并提高安全性,绝缘管2-1-5的导热性良好。
相较于以前U型水管PTC加热器,水箱的设计使得流体从间接加热变为直接加热,提高了加热效率,相较于U型管内流动,流体进出入口的对侧设计使得水阻得以控制,近似椭圆形的外形优化更符合流体流动,从而也降低了水阻,水箱插入口异侧设计使得PTC发热体更换更加方便,同时也缩小了水箱的设计尺寸使之轻量化。PTC发热体与水箱接触处均涂有防水绝缘胶,保证了整个加热器的安全性。同时,控制系统与加热系统的分离也提高了整个系统的安全性和可维护性。水箱外部的槽口和内部限端位设计使PTC发热体牢牢固定在水箱内部,极大提高了恶劣工况下工作的稳定性。
水箱和顶部盖板都为新型复合材料,此材料具有保温、隔热和机械强度高的特点,因此汽车在恶劣工况下行驶时安全性得以保证。
封装硅胶层稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度。硅胶层和绝缘胶的加入将水箱内部的流体与外部完全隔绝开,整个设备的防水性和安全性得以提升。
PTC发热体一、PTC发热体二的分布方式大大提高了发热量且散热片阵列的安装使得散热量得到相应匹配,因此一个PTC发热体的功率及效率得到极大提升。
正弦波纹型翅片在发热棒的始端和末端采用了对称设计,此设计方式更加符合流体流动,从而降低了流动水阻,PTC发热体二采用直板翅片且加入了更多发热管,此类设计方式使得PTC发热体二的发热量得以提升从而提高整个设备的发热功率,在水箱内部发热棒的错列分布强化了流体扰动强化换热。
长条形铝管一端封闭,一端开口,管壁四周做了圆角处理,材料具有良好的绝缘性、散热性和耐腐蚀性。良好的绝缘性使该装置安全性得以提高,圆角处理更有利空气流动,因此具有更高的加热效率。长条形的电极片出口段进行垂直设计,材料为铝片、银片或铜片,出口段的垂直设计加大了电极片之间的距离且使得电极片分布更加有序,因此垂直设计更利于安装和电源接入,电极片可以从绝缘管内部抽出,方便更换。固定法兰结构简单稳定,易于更换,同时绝缘性能好。绝缘安装孔的安装插片的设计使整个PTC加热体安装和内部元件更换更加方便。由于绝缘物性能良好,具有防水、耐酸碱、抗风化的优点,且具有较高的绝缘强度、恒定介电常数、高热稳定性等优质特性,使得本结构的绝缘性得以保证。
绝缘管和绝缘安装孔都为云母材料,云母具有良好的绝缘性和导热性且耐高温,具有一定的延展性和可加工性,在温度急剧变化或酸碱环境中,具有良好的物化性能,使用寿命长,可靠性高。PTC发热芯片为陶瓷材料(BaTiO3),其具有体积小、对过载电流反应迅速、性能稳定可靠、恒温加热、耐冲击力强和使用寿命长等特点。
安装片为复合碳板,此材料具有耐磨、耐温、耐压、抗腐蚀、膨胀系数小、密封性优越等特点,PTC加热体产生的高温会被防松垫片阻隔,材料结构强度大,PTC发热体上部被防松垫片牢牢固定,因此大大提升了整个装置的安全性。
本发明改进市场现有PTC风暖加热器的缺点,本发明提供的PTC风暖加热器绝缘效果好,安装方便,加热效率高,具有高度可维护性的车载PTC水暖加热器。
上述的车载水暖加热器的装配方法,包括以下步骤:
步骤一:将多片PTC发热芯片依次嵌入导管内后,将两片电极片贴附在导管的相对两侧面上,其中延伸电极与导管一端的电极凹槽紧密配合,PTC发热芯片、导管和电极片的组合体插入一端封闭的绝缘管中,再将绝缘管插入末端封闭的长条形铝管中,最后将绝缘安装孔的安装插片插入绝缘管与导管的空隙中压紧,延伸电极从绝缘安装孔的电极通道穿出,PTC发热管一装配完成,并以相同的方法装配PTC发热管二;
步骤二:将两根PTC发热管一平行放置且保持一定间距构成一个整体,在PTC发热管一的电极侧设有固定法兰一,取散热片一和散热片二,按序沿两根PTC发热管一竖向依次等距层层包裹于其外周面上,每个散热片一和散热片二中均穿设有两根PTC发热管一,固定法兰一、散热片一和散热片二分别与PTC发热管一用钎焊进行固定,PTC发热体一装配完成,并以相同的方法装配PTC发热体二;
步骤三:将组装完成的两个PTC发热体一和一个PTC发热体二插入水箱两侧,以PTC发热体一为例,PTC发热管一首端的固定法兰一与水箱侧面的第一插口配合,PTC发热管一尾端插入水箱内部限端位内,发热体安装片置于固定法兰一外侧且与水箱第一插口紧密配合,发热体安装片、固定法兰一和水箱的螺丝孔位对齐并用机械螺丝固定;组装完成的两个PTC发热体一和一个PTC发热体二依次插入水箱内并安装到位;
步骤四:将封装硅胶层放置于水箱上方,使封装硅胶层嵌入水箱顶部槽口内,然后将顶部盖板放置于水箱上方,顶部盖板的内槽口与水箱外边框配合,将顶部盖板四周的孔位与水箱顶部外侧孔位配合并用机械螺丝固定,整个PTC水暖加热器装配完成。
Claims (9)
1.一种车载水暖加热器,其特征在于:包括水箱(1)、PTC发热体一(2)、PTC发热体二(3)、封装硅胶层(4)、顶部盖板(5),PTC发热体一(2)平行间隔设有两个,PTC发热体二(3)在两者之间平行设置,PTC发热体二(3)的首端朝向与PTC发热体一(2)的首端朝向相反,三者构成的整体置于水箱(1)内并分别与水箱(1)连接,封装硅胶层(4)设置于三者的上方,其外周面与水箱(1)的内周面卡接,顶部盖板(5)封盖水箱(1)的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种车载PTC水暖加热器,其特征在于:还包括发热体安装片(6),水箱(1)的X侧上间隔开设有两个第一插口(1-1),两个PTC发热体一(2)分别从对应的一个第一插口(1-1)中插入,两者的尾端分别嵌入与X侧相对的Y侧的内侧面中,首端分别通过一个发热体安装片(6)在对应的第一插口(1-1)处与水箱(1)连接,Y侧的中部还开设有第二插口(1-2),PTC发热体二(3)从第二插口(1-2)中插入,其尾端嵌入X侧的内侧面中,首端通过另一个发热体安装片(6)在第二插口(1-2)处与水箱(1)连接。
3.根据权利要求2所述的一种车载PTC水暖加热器,其特征在于:水箱(1)为其中一相对两侧面为平面板、另一相对两侧面为弧形面板的盒状结构,X侧、Y侧为两个平面板,其中一个弧形面板上开设有进水口(1-5),另一个弧形面板上开设有出水口(1-6),水箱(1)的上部的内周开设有顶部槽口(1-4),封装硅胶层(4)的外周面卡设于顶部槽口(1-4)中。
4.根据权利要求1所述的一种车载PTC水暖加热器,其特征在于:PTC发热体一(2)包括PTC发热管一(2-1)、散热片一(2-2)、散热片二(2-3)、固定法兰一(2-4),PTC发热管一(2-1)平行间隔设有两个,两个PTC发热管一(2-1)分别穿设于散热片二(2-3),使其置于二者中部,散热片二(2-3)的相对两侧分别间隔设有多个散热片一(2-2),散热片一(2-2)在两个PTC发热管一(2-1)所构成的整体的外周沿其长度方向依次层层包裹于其外周面上,两个PTC发热管一(2-1)的首端分别与固定法兰一(2-4)连接,固定法兰一(2-4)与水箱(1)连接。
5.根据权利要求4所述的一种车载PTC水暖加热器,其特征在于:PTC发热体二(3)包括PTC发热管二(3-1)、散热片三(3-2)、固定法兰二(3-3),PTC发热管二(3-1)与PTC发热管一(2-1)结构相同,PTC发热管二(3-1)平行间隔设有三个,散热片三(3-2)在三个PTC发热管二(3-1)所构成的整体的外周沿其长度方向依次层层包裹于其外周面上,散热片三(3-2)与散热片二(2-3)结构相同,三个PTC发热管二(3-1)的首端分别与固定法兰二(3-3)连接,固定法兰二(3-3)与水箱(1)连接,固定法兰二(3-3)与固定法兰一(2-4)结构相同。
6.根据权利要求4或5所述的一种车载PTC水暖加热器,其特征在于:PTC发热管一(2-1)包括长条形铝管(2-1-2)、电极片(2-1-3)、绝缘安装孔(2-1-4)、绝缘管(2-1-5)、PTC发热芯片(2-1-6)、导管(2-1-7),导管(2-1-7)沿其长度方向间隔开设有多个卡槽,每个卡槽中卡设有一个PTC发热芯片(2-1-6),导管(2-1-7)的相对两侧面分别设有一个电极片(2-1-3),三者构成的整体插入绝缘管(2-1-5)中,绝缘管(2-1-5)整体穿设于长条形铝管(2-1-2)中至与其尾端内壁接触,两个电极片(2-1-3)的延伸电极(2-1-3-1)外露,绝缘安装孔(2-1-4)压入长条形铝管(2-1-2)的首端中,使电极片(2-1-3)、绝缘管(2-1-5)、PTC发热芯片(2-1-6)、导管(2-1-7)压紧于长条形铝管(2-1-2)中,两个延伸电极(2-1-3-1)分别穿设于绝缘安装孔(2-1-4)中并通过固定法兰一(2-4)外露于水箱(1)外部,长条形铝管(2-1-2)首端与固定法兰一(2-4)连接,尾端嵌入水箱(1)内侧面中,散热片一(2-2)、散热片二(2-3)分别与长条形铝管(2-1-2)的外周面连接。
7.根据权利要求6所述的一种车载PTC水暖加热器,其特征在于:PTC发热芯片(2-1-6)的数量为4~10个,散热片一(2-2)为正弦波纹型翅片,散热片二(2-3)为直板翅片。
8.根据权利要求6所述的一种车载PTC水暖加热器,其特征在于:绝缘安装孔(2-1-4)上间隔开设有两个电极通道(2-1-4-1),绝缘安装孔(2-1-4)一侧面上还间隔设有两个安装插片(2-1-4-2),两个安装插片(2-1-4-2)呈中心对称,绝缘安装孔(2-1-4)压入长条形铝管(2-1-2)中,安装插片(2-1-4-2)插入绝缘管(2-1-5)与导管(2-1-7)的空隙中压紧,使电极片(2-1-3)、绝缘管(2-1-5)、PTC发热芯片(2-1-6)、导管(2-1-7)压紧于长条形铝管(2-1-2)中,两个延伸电极(2-1-3-1)分别穿设于绝缘安装孔(2-1-4)的两个电极通道(2-1-4-1)中。
9.一种权利要求7或8所述的车载PTC水暖加热器的装配方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一:将多片PTC发热芯片依次嵌入导管内后,将两片电极片贴附在导管的相对两侧面上,其中延伸电极与导管一端的电极凹槽紧密配合,PTC发热芯片、导管和电极片的组合体插入一端封闭的绝缘管中,再将绝缘管插入末端封闭的长条形铝管中,最后将绝缘安装孔的安装插片插入绝缘管与导管的空隙中压紧,延伸电极从绝缘安装孔的电极通道穿出,PTC发热管一装配完成,并以相同的方法装配PTC发热管二;
步骤二:将两根PTC发热管一平行放置且保持一定间距构成一个整体,在PTC发热管一的电极侧设有固定法兰一,取散热片一和散热片二,按序沿两根PTC发热管一竖向依次等距层层包裹于其外周面上,每个散热片一和散热片二中均穿设有两根PTC发热管一,固定法兰一、散热片一和散热片二分别与PTC发热管一用钎焊进行固定,PTC发热体一装配完成,并以相同的方法装配PTC发热体二;
步骤三:将组装完成的两个PTC发热体一和一个PTC发热体二依次插入水箱内并安装到位;
步骤四:将封装硅胶层放置于水箱上方,使封装硅胶层嵌入水箱顶部槽口内,然后将顶部盖板放置于水箱上方,顶部盖板的内槽口与水箱外边框配合,将顶部盖板四周的孔位与水箱顶部外侧孔位配合并用机械螺丝固定,整个PTC水暖加热器装配完成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111326984.9A CN114087776A (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种车载水暖加热器及其装配方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111326984.9A CN114087776A (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种车载水暖加热器及其装配方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114087776A true CN114087776A (zh) | 2022-02-25 |
Family
ID=80299557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111326984.9A Pending CN114087776A (zh) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 一种车载水暖加热器及其装配方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114087776A (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100140254A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Yu-Chin Wang | Aquarium heater |
JP2011088506A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Kashing Industrial Co Ltd | 車載温水生成ユニット |
US20130186966A1 (en) * | 2010-07-21 | 2013-07-25 | Koshiro Taguchi | Highly-efficient, hot-water generating, car-mounted heater with internal liquid flow path |
CN107864524A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-30 | 华中科技大学 | 一种ptc加热装置 |
CN107889292A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-06 | 华中科技大学 | 一种ptc水暖加热系统 |
CN113438761A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-09-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 发热装置及热水器 |
CN113473654A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-01 | 江苏科技大学 | 一种电动汽车用ptc风暖加热器及其装配方法 |
-
2021
- 2021-11-10 CN CN202111326984.9A patent/CN114087776A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100140254A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Yu-Chin Wang | Aquarium heater |
JP2011088506A (ja) * | 2009-10-21 | 2011-05-06 | Kashing Industrial Co Ltd | 車載温水生成ユニット |
US20130186966A1 (en) * | 2010-07-21 | 2013-07-25 | Koshiro Taguchi | Highly-efficient, hot-water generating, car-mounted heater with internal liquid flow path |
CN107864524A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-30 | 华中科技大学 | 一种ptc加热装置 |
CN107889292A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-06 | 华中科技大学 | 一种ptc水暖加热系统 |
CN113473654A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-01 | 江苏科技大学 | 一种电动汽车用ptc风暖加热器及其装配方法 |
CN113438761A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-09-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 发热装置及热水器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4520305A (en) | Thermoelectric generating system | |
CN104869674B (zh) | 一种ptc电热管及电动汽车水暖加热器 | |
CN106992273A (zh) | 动力电池包 | |
RU2013107609A (ru) | Высокоэффективный, генерирующий горячую воду и устанавливаемый на легковом автомобиле обогреватель с внутренним проточным каналом для жидкости | |
CN103423871B (zh) | 一种电加热装置的壳体、电加热装置以及电动车 | |
CN103517467B (zh) | 一种ptc电热元件、电加热装置以及电动车 | |
CN107889292B (zh) | 一种ptc水暖加热系统 | |
CN106328853A (zh) | 具有圆柱形电芯的动力电池总成 | |
CN206040903U (zh) | 电动汽车柱形电池组水冷套 | |
CN113473654B (zh) | 一种电动汽车用ptc风暖加热器及其装配方法 | |
CN204669631U (zh) | 一种ptc电热管及电动汽车水暖加热器 | |
KR20120121719A (ko) | Ptc 소자를 이용한 차량용 냉각수 가열장치 | |
CN114087776A (zh) | 一种车载水暖加热器及其装配方法 | |
CN208460747U (zh) | 水加热器igbt贴合散热结构 | |
RU2718556C1 (ru) | Система терморегулирования для двигателей внутреннего сгорания на основе саморегулируемых электронагревателей | |
CN207703037U (zh) | 一种改进的暖风芯体 | |
CN211230638U (zh) | 一种车辆发动机余热利用装置 | |
CN211174405U (zh) | 柴油加热装置 | |
CN109186074B (zh) | 一种紧凑型电动汽车用ptc液体加热器 | |
CN208734403U (zh) | 车用曲通管加热器 | |
CN102387620A (zh) | 一种热敏电阻发热式加热装置 | |
CN206759748U (zh) | 一种六角形液体ptc电加热器 | |
CN215244252U (zh) | 一种汽车电加热器 | |
CN221195226U (zh) | 一种进气加热装置 | |
CN212413443U (zh) | 蓄热式电加温高温电极引出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |