CN114731741A - 电加热器 - Google Patents

Abstract

一种电加热器(1)，包括:—至少一个铠装管状筒(2)，该至少一个铠装管状筒(2)包括在该至少一个铠装管状筒(2)中的至少一个PTC电阻器(3)；—通过围绕所述至少一个铠装管状筒(2)压铸而包覆成型的铝块(4)或铝合金块；其中设置有塑料材料的涂层(5)，该涂层围绕所述铝块(4)施加。

Description

电加热器

发明领域

本发明涉及一种电加热器，其用于任何有必要确保最佳热传递以确保在系统所达到的最高温度时的高安全水平的应用。

背景技术

市场上可获得包括铠装管状筒(armored tubular cartridges)和/或电阻器的电加热器，该电加热器包括嵌入氧化镁中的至少一根电阻丝。

第一个缺点表现为下列事实，即温度调节是通过诸如恒温器或热电偶的附加部件进行的。

第二个缺点表现为下列事实，即这些铠装管状筒与在外部粘附到筒的其它部件的热交换经常不是最佳的，这是由于在所讨论的部件和铠装管状筒之间存在空气。

因此，需要一种允许克服背景技术的电加热器。

发明概述

本发明的一个目标是制造一种电加热器，从结构和功能的角度来看该电加热器更简单。

本发明的另一个目标是制造一种电加热器，该电加热器优化铠装管状筒与其关联的外部部件之间的热交换。

本发明的另一个目标是制造一种电加热器，即使在可能存在的温度传感器出现故障的情况下，该电加热器也确保最高的系统温度而没有出错的可能性。

本发明的另一个目标是制造一种电加热器，其允许通过用工作温度调节功率来减少能量消耗。

本发明通过一种电加热器实现了这些目标和根据本说明书将会变得明显的其它目标中的至少一个，该电加热器包括:

—至少一个铠装管状筒，该至少一个铠装管状筒包括在该至少一个铠装管状筒中的至少一个PTC电阻器；

—铝块或铝合金块，其通过围绕所述至少一个铠装管状筒压铸而包覆成型；

其中，设置有塑料材料的涂层，其被围绕所述铝块施加。

根据一个方面，本发明还包括前述电加热器的生产方法，该方法包括以下步骤:

—提供至少一个铠装管状筒，该至少一个铠装管状筒包括在该至少一个铠装管状筒中的至少一个PTC电阻器；

—通过围绕所述至少一个铠装管状筒压铸铝块或铝合金块来包覆成型；

—围绕所述铝块(4)施加塑料材料以产生涂层。

在本发明的解决方案中，至少一个铠装管状筒被放置在铝压铸件内，通过应用至少一个PTC石来产生热量。

凭借这种筒，不需要另外的温度控制系统，因为凭借石头的PTC效应，石头永远不会超过预先选择的温度阈值。

事实上，在正温度系数(PTC)电阻器中，随着温度增加电阻值增加，由此会限制在电路中流动的最大电流，确保不超过预先确定的最高温度。

在本发明的解决方案的优点中有:

—凭借目前处于先进的工业化水平的压铸工艺，以低成本实现高产量；

—改善铠装管状筒与在其外部的压铸铝的热交换，因为在压铸过程中铝在压力下直接地围绕筒固化，避免了气泡的形成，气泡的形成会降低系统的热效率，因为空气是热绝缘体；

—不需要将铝块电绝缘；

—当PTC电阻器被用于加热液体(例如水)时，在液体蒸发后PTC电阻器不会被损坏；

—PTC电阻器具有长的使用寿命，正常情况下使用寿命达到10年。

有利地，本发明的电加热器可用于家用或工业蒸发器，或者用在咖啡机中。

根据对示例性但非排他性实施例的详细描述，本发明的另外的特征和优点将变得更加明显。

从属权利要求描述了本发明的特定的实施例。

附图简述

在本发明的描述中，对通过非限制性示例提供的附图进行了参考，在附图中：

图1示出了根据本发明的电加热器的第一实施例的部件的部分截面透视图；

图2示出了图1的视图的横截面；

图3示出了根据本发明的电加热器的所述第一实施例的截面图；

图4示出了根据本发明的电加热器的第二实施例的部件的侧视图；

图5示出了根据本发明的电加热器的第三实施例的部件的侧视图；

图6示出了根据本发明的电加热器的第四实施例的部件的侧视图；

图7示出了根据本发明的电加热器的变型的截面图；

图8示出了根据本发明的电加热器的另一变型的截面图。

相同元件或功能上等同的元件具有相同的参考标记。

本发明的示例性实施例的描述

参考附图，描述了本发明的电加热器1，在本发明的所有实施例中，电加热器1包括:

—至少一个铠装管状筒2，该至少一个铠装管状筒2包括在该至少一个铠装管状筒2中的至少一个PTC(正温度系数)电阻器3；

—铝或其合金的块或元件4，其通过围绕该至少一个铠装管状筒2压铸而包覆成型。

因此，铝块4与一个或更多个铠装管状筒2外部相邻，优选完全相邻。

有利地，铝块4完全包围单个铠装管状筒(图3)或者两个或更多个铠装管状筒2(图7和8)。只有供给至少一个铠装管状筒2的供电电缆9可以从铝块4伸出。在多于一个铠装管状筒2的情况下，为每个铠装管状筒设置有一对供电电缆9。

有利地，为了保护铝块4，还设置有塑料材料的涂层5，例如聚乙烯或聚酰胺或特氟隆，该涂层被围绕铝块4施加，例如包覆成型。因此，所述涂层5与铝块4外部相邻，优选完全相邻。

塑料涂层5可以具有大约0.1-5mm的厚度。

优选地，在每个铠装管状筒2内设置有优选由陶瓷材料制成的多个PTC电阻器3，这些PTC电阻器沿着整个铠装管状筒2依次彼此连接。这种PTC电阻器是例如以石头的形式，其基本上呈扁平的长方体的形状，在相对于石头的其他面的面积小得多的端部面处，一个PTC电阻器串联到下一个。

所述PTC电阻器被插入由铝或其合金制成的两个散热件或电极8之间。每个铝散热件或电极8连接到相应的供电电缆9，供电电缆9从相应的铠装管状筒2的一端伸出。

由铝散热件或电极8且由PTC电阻器3所限定的组件被绝缘材料层10包围，该绝缘材料层10优选为粉末状氧化镁或聚酰亚胺，其外部由金属护套11界定，该金属护套11优选为钢的。因此，铝块4通过围绕金属护套11压铸而包覆成型。

在图1-图3所示的第一实施例中，铠装管状筒2仅仅限定了直的纵向轴线X。

例如，三个PTC电阻器3串联设置在铠装管状筒2内。然而，PTC电阻器3的数量可少于或多于三个。

在图3所示的变型中，铠装管状筒2的形状是圆柱形的，金属护套11具有圆形截面，且两个散热件8具有半圆柱形形状且被布置成彼此相对，而包围筒2的铝块4的横截面是四边形的。

可以提供任何其他形状的铠装管状筒2和铝块4。不排除铠装管状筒2和压铸铝块4两者设有相同的横截面形状。

该第一实施例的一种变型设置为铠装管状筒2仅仅限定曲线的纵向轴线，而不是直的纵向轴线。

在该第一实施例中，可以在压铸铝块内设置单个铠装管状筒2，或者可以设置彼此相同或不同的两个或更多个铠装管状筒。

本发明的电加热器的其他变型设置为至少一个铠装管状筒2包括多于一个的延伸部或部分；其中至少一个第一延伸部6限定直的纵向轴线且至少一个第二延伸部7限定曲线轴线。

在图4所示的第二实施例中，铠装管状筒2包括两个直延伸部6、6’或由两个直延伸部6、6’组成，直延伸部6、6’通过至少一个曲线延伸部7连结在一起，优选通过仅一个曲线延伸部7连结在一起。优选地该两个延伸部6、6’彼此垂直。

在图5所示的第三实施例中，铠装管状筒2包括两个直延伸部6、6’，该直延伸部6、6’通过至少一个曲线延伸部7连结在一起，优选通过仅一个曲线延伸部7连结在一起。另一直延伸部6”依次设置到直延伸部6’。

优选地延伸部6、6’彼此垂直，并且可能地，延伸部6’、6”也彼此垂直，并且因此，延伸部6和6”彼此平行。

该第三实施例的未示出的一种变型可以包括存在于直延伸部6’和直延伸部6”之间的另一曲线延伸部，所述另一曲线延伸部具有与曲线延伸部7相反的曲率半径。

该第三实施例的未示出的另一变型可以替代地包括存在于直延伸部6和直延伸部6”之间的具有相反曲率半径的两个曲线延伸部。在该后一种情况下，没有设置直延伸部6’。

在图6所示的第四实施例中，铠装管状筒2包括至少两个直延伸部6、6’；每个延伸部6、6’限定相应直纵向轴线并且其中直纵向轴线以虚线标示。

在图6所示的变型中提供了三个直延伸部6、6’、6”。优选地，但不是必须地，直延伸部6和6”彼此垂直，而中间直延伸部6’相对于两个延伸部6、6”中的一个以锐角倾斜，该锐角优选地在30°和60°之间，例如为45°。

图4、图5和图6没有示出围绕铠装管状筒2的铝块4。

即使在第二、第三和第四实施例中，在铝压铸块内也可以设置单个铠装管状筒2，或者可以设置彼此相同或不同的两个或更多个铠装管状筒。

在本发明的电加热器的实施例中，其中设置有具有彼此不同的纵向轴线的至少两个延伸部，每个延伸部6、6’、6”、7在其中包括至少一个PTC电阻器3。

特别地，每个直延伸部6、6’、6”包括优选为陶瓷材料的多个PTC电阻器3，该多个PTC电阻器沿着整个延伸部依次彼此连接并且被插入用铝或其合金制成的两个散热件或电极8之间，每个铝散热件或电极8连接至从铠装管状筒2的一端伸出的相应供电电缆9。

而在每个曲线延伸部7中，可以设有单个PTC电阻器3，该单个PTC电阻器在形状上基本上是扁平的并且具有曲线轴线，或者可以设有多个PTC电阻器，该多个PTC电阻器在形状上基本上是扁平的并且具有直的轴线，但是相对于具有曲线轴线的单个PTC电阻器具有短得多的纵向延伸。在多个PTC电阻器的情况下，PTC电阻器被布置成其直的轴线沿着曲线延伸部7彼此关联(incident)。

同样在曲线延伸部7中，单个PTC电阻器或多个PTC电阻器被插入在用铝或其合金制成的两个散热件或电极8之间，每个铝散热件或电极8连接至从铠装管状筒2的一端伸出的相应供电电缆9。

下面描述根据本发明的电加热器1的生产方法。

在其所有实施例中，该方法包括以下步骤:

—提供至少一个铠装管状筒2，该至少一个铠装管状筒2包括在该至少一个铠装管状筒2中的至少一个PTC电阻器3；

—通过围绕所述至少一个铠装管状筒2压铸铝块4或铝合金块来包覆成型。

有利地，围绕所述铝块4提供塑料材料的施加，例如通过包覆成型，以产生涂层5。

Claims (11)

1.一种电加热器(1)，包括:

—至少一个铠装管状筒(2)，所述至少一个铠装管状筒(2)包括在所述至少一个铠装管状筒(2)中的至少一个PTC电阻器(3)；

—铝块(4)或铝合金块，其通过围绕所述至少一个铠装管状筒(2)压铸而包覆成型；

其中，设有塑料材料的涂层(5)，其被围绕所述铝块(4)施加。

2.根据权利要求1所述的电加热器(1)，其中所述至少一个铠装管状筒(2)仅限定直的纵向轴线X或仅限定曲线的纵向轴线。

3.根据权利要求1所述的电加热器(1)，其中所述至少一个铠装管状筒(2)包括一个以上的延伸部；其中至少一个第一延伸部(6)限定直的纵向轴线并且至少一个第二延伸部(7)限定曲线轴线。

4.根据权利要求3所述的电加热器(1)，其中设有至少两个第一延伸部(6、6’、6”)，优选仅两个第一延伸部(6、6’)，其通过至少一个第二延伸部(7)连结在一起，优选通过仅一个第二延伸部(7)连结在一起。

5.根据权利要求1所述的电加热器(1)，其中所述至少一个铠装管状筒(2)包括至少两个延伸部(6、6’)；每个延伸部(6、6’)限定相应直的纵向轴线，并且其中所述直的纵向轴线限定虚线。

6.根据权利要求5所述的电加热器(1)，其中设有三个延伸部(6、6’、6”)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电加热器(1)，其中设有优选由陶瓷材料制成的多个PTC电阻器(3)，所述PTC电阻器沿着整个所述铠装管状筒(2)依次彼此连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电加热器(1)，其中所述至少一个PTC电阻器(3)被插入用铝制成的两个散热件或电极(8)或用铝合金制成的两个散热件或电极之间，每个铝的散热件或电极(8)连接到从所述至少一个铠装管状筒(2)的一端伸出的相应供电电缆(9)。

9.根据权利要求8所述的电加热器(1)，其中由所述铝的散热件或电极(8)和所述至少一个PTC电阻器(3)所限定的组件被绝缘材料层(10)包围，所述绝缘材料层优选为粉末状氧化镁或聚酰亚胺，所述绝缘材料层外部由金属护套(11)限定，所述金属护套优选为钢的。

10.根据权利要求9所述的电加热器(1)，其中所述铝块(4)或铝合金块通过围绕所述金属护套(2)压铸而包覆成型。

11.一种电加热器(1)的生产方法，所述电加热器(1)是根据前述权利要求中任一项所述的电加热器(1)，所述方法包括以下步骤:

—提供至少一个铠装管状筒(2)，所述至少一个铠装管状筒(2)包括在所述至少一个铠装管状筒(2)中的至少一个PTC电阻器(3)；

—通过围绕所述至少一个铠装管状筒(2)压铸铝块(4)或铝合金块来包覆成型；

—围绕所述铝块(4)施加塑料材料以产生涂层(5)。

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