CN115835428A - 一种使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热装置技术领域，尤其涉及一种使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，包括底座、外壳体、导热件、PTC陶瓷发热片、第一翅片组、第二翅片组、常温热管和风扇组件，导热件包括下导热板和上导热板，PTC陶瓷发热片夹设在下导热板与上导热板之间；第一翅片组包括多个连接在上导热板的上表面的第一散热翅片，第二翅片组包括多个并排间隔布置的第二散热翅片；常温热管呈L形状，设有多个，包括压装在对应的导热板内的水平管段和穿进第二散热翅片中的竖直管段；风扇组件包括设置在第一翅片组与第二翅片组之间的风扇固定架和风扇，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组。本发明能实现常温热管在低温环境下的正常工作，降低使用成本。

Description

一种使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置

技术领域

本发明涉及加热装置技术领域，尤其涉及一种使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置。

背景技术

热管是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程（即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热），使热量快速传导。按照热管管内工作温度可将热管分为低温热管（-273~0℃）、常温热管（0~250℃）、中温热管（250~450℃）、高温热管（450~1000℃）。目前常用的热管为常温热管，可用在汽车上进行散热，但是汽车行驶的环境复杂多样，尤其在冬天，东北地区的室外温度可达到-30℃甚至更低，此时并未达到常温热管的工作温度，使得常温热管无法正常启动导热，低温热管虽然可满足在上述极端环境中使用，但是低温热管的工艺复杂、使用成本高，不能满足汽车上散热器的批量使用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，实现常温热管在低温环境下的正常工作，降低使用成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，包括：

底座，定义底座的长度方向为左右方向，底座的宽度方向为前后方向；

导热件，包括固定在底座上的下导热板和上导热板；

PTC陶瓷发热片，夹设在下导热板与上导热板之间，PTC陶瓷发热片在通电后产生热量并与下导热板和上导热板进行热量传递；

第一翅片组，包括多个连接在上导热板的上表面并且在左右方向上并排间隔布置的第一散热翅片，第一散热翅片沿上下方向延伸；

第二翅片组，包括多个在上下方向上并排间隔布置的第二散热翅片，第二散热翅片沿左右方向延伸，第二散热翅片和第一散热翅片分别位于上导热板的前后两侧；

常温热管，呈L形状，设有多个，包括水平管段和竖直管段，水平管段压装在对应的导热板内，竖直管段穿进第二散热翅片中；

风扇组件，包括设置在第一翅片组与第二翅片组之间的风扇固定架和风扇，风扇安装在风扇固定架上，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组；

外壳体，安装在底座上，外壳体上对应第一翅片组、第二翅片组和常温热管的位置均设置有多个散热孔。

上述技术方案的有益效果是：PTC陶瓷发热片在通电后产生热量，热量通过上导热板和下导热板进行传递，由于常温热管的水平管段压装在对应的导热板内，因此PTC陶瓷发热片产生的热量能够通过对应处的导热板传递给水平管段，来对常温热管的水平管段进行加热；热量通过上导热板传递至前后两侧的第一翅片组和第二翅片组，进而通过第二翅片组将热量传递给常温热管的竖直管段，又由于风扇设置在第一翅片组和第二翅片组之间，在开启风扇时，风扇可从第一散热翅片上吸热风，并将此热风对风扇出风口处的竖直管段进行进一步加热，两处热量进行叠加，使常温热管达到正常的启动温度以进行正常导热。本发明的电加热装置在正常加热的同时，也能够给常温热管进行加热，保证常温热管在低温环境时的正常运行，无需使用低温热管，节省成本。

进一步的，所述下导热板的上表面上对应各常温热管设有上凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在上凹槽内，水平管段的上表面为与下导热板的上表面平齐的平面；或者所述上导热板的下表面上对应各常温热管设有下凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在下凹槽内，水平管段的下表面为与下导热板的下表面平齐的平面。

有益效果：一方面，便于水平管段的装配，提高了水平管段与导热板和PTC陶瓷发热片之间的接触面积，另一方面，水平管段能够直接与PTC陶瓷发热片接触进行热量的传递，避免了热量的损失。

进一步的，第一翅片组的左右两侧分别穿设有加强热管，加强热管的底部与下导热板的上表面固定连接。

有益效果：能够增强第一翅片组处的导热效果。

进一步的，所述加强热管呈U形，包括上水平段、下水平段和竖直连接段，下水平段和上水平段分别穿过多个第一散热翅片，下水平段的底部与下导热板的上表面固定连接，竖直连接段位于第一翅片组的外侧。

有益效果：采用U形加强热管，使其能够同时与上导热板和第一散热翅片保证充分的接触，以进行良好的热传递。

进一步的，第一散热翅片上设有供下水平段穿过的避让槽和供上水平段穿过的第一穿孔，第一散热翅片上对应第一穿孔的位置设有与第一穿孔连通的第一连通孔；第二散热翅片上设有供竖直管段穿过的第二穿孔，第二散热翅片上对应第二穿孔的位置设有与第二穿孔连通的第二连通孔或连通豁口。

有益效果：第一连通孔、第二连通孔或连通豁口处能够加入焊接用的焊锡膏，便于加强热管与第一散热翅片、常温热管与第二散热翅片之间的固定。

进一步的，所述第二翅片组在左右方向上间隔设置有至少两组，第一散热翅片在左右方向上的排列长度不小于各个第二翅片组中的第二散热翅片在左右方向上的排列长度之和。

有益效果：可根据实际安装空间来选择合适组数的第二翅片组，同时使风扇能够将第一翅片组处的热风尽数吹向第二散热翅片处，来保证对常温热管的竖直管段的加热，以使常温热管能够被加热至启动温度。

进一步的，所述下导热板和上导热板均为铝板。

有益效果：铝板的导热性能好，重量轻，成本低。

进一步的，所述风扇固定架包括安装板和一体成型在安装板左侧、右侧和上侧的翻板，安装板与各翻板围成用于定位第二翅片组的定位槽，所述风扇固定在安装板的背向第二翅片组的一侧，安装板上对应风扇的位置设有适配的通风孔。

有益效果：保证了风扇固定架的结构强度，同时能够对第二翅片组的安装进行定位。

进一步的，安装板的底部设有用于避让上导热板、下导热板和PTC陶瓷发热片的避让口，安装板的位于避让口两侧的板段部分与底座固定连接。

有益效果：安装板直接与底座固定连接，连接可靠性更高，同时安装板不直接与上、下导热板接触，不会影响此处热量的传递。

附图说明

图1是本发明的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置的外形示意图；

图2是图1中去掉外壳体后的其中一个视角的示意图；

图3是图1去掉外壳体后的另外一个视角的示意图；

图4是图2中第一翅片组的结构示意图；

图5是图3中第二翅片组的结构示意图；

图6是图3中常温热管的结构示意图；

图7是本发明的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置中显示常温热管与下导热板、第二翅片组的装配关系示意图；

图8是图2中风扇固定架的结构示意图。

附图标记：1-外壳体，2-底座，3-下导热板，4-上导热板，5-第一散热翅片，6-第二散热翅片，7-风扇固定架，8-风扇，9-常温热管，10-避让槽，11-第一穿孔，12-第二穿孔，13-第一连通孔，14-连通豁口，15-安装板，16-通风孔，17-避让口，18-翻板，19-上凹槽，20-水平管段，21-竖直管段，22-PTC陶瓷发热片，23-散热孔，24-加强热管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置的具体实施例：

如图1、图2和图3所示，使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置包括底座2、固定在底座上的外壳体1以及安装在外壳体1内部的导热件、PTC陶瓷发热片22、第一翅片组、第二翅片组、常温热管9和风扇组件。

具体的，本发明的电加热装置在使用时安装在客车座椅底架处，用于客车的取暖，安装时如图1的方式进行水平固定。但本实施例中，为便于描述，以图2和图3中所示的方向，定义底座2的长度方向为左右方向，底座2的宽度方向为前后方向。当然，需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例中，导热件包括固定在底座2上的下导热板3和上导热板4。为了有利于热量的传递，下导热板3和上导热板4均采用铝板，能够兼顾导热性和重量轻。PTC陶瓷发热片22为现有技术，在通电后能够产生热量。PTC陶瓷发热片22夹设在下导热板3与上导热板4之间，并与下导热板3和上导热板4贴合。上导热板4和下导热板3之间穿设有螺栓，起到将上导热板4和下导热板3固定的作用，同时也将PTC陶瓷发热片22夹紧。PTC陶瓷发热片22产生的热量能够传递给下导热板3和上导热板4。

如图2和图4所示，第一翅片组包括多个连接在上导热板4的上表面并且在左右方向上并排间隔布置的第一散热翅片5，第一散热翅片5沿上下方向延伸，各个第一散热翅片5的顶部也连接在一起。

如图3和图5所示，第二翅片组在左右方向上间隔设置有两组，每组均包括多个在上下方向上并排间隔布置的第二散热翅片6，第二散热翅片6沿左右方向延伸，每组中的各个第二散热翅片6连接在一起。第二散热翅片6和第一散热翅片5分别位于上导热板4的前后两侧，并且第一散热翅片5在左右方向上的排列长度大于两个第二翅片组中的第二散热翅片6在左右方向上的排列长度之和。

如图7所示，下导热板3的上表面上设有多个沿左右方向间隔布置的上凹槽19，常温热管9的数量与上凹槽19的数量相同。如图6所示，常温热管9弯折成L形，包括水平管段20和竖直管段21，水平管段20采用机械压装的方式过盈配合的装配在对应的上凹槽19内，水平管段20的上表面为与下导热板3的上表面平齐的平面，此时水平管段20与PTC陶瓷发热片贴合。竖直管段21穿进第二散热翅片6中，本实施例中，如图5所示，每个第二翅片组中穿设有十二根常温热管9，每个第二散热翅片6上均设有供十二个常温热管9的竖直管段21穿过的第二穿孔12，第二散热翅片6上对应第二穿孔12的位置设有与第二穿孔12连通的连通豁口14。连通豁口14处能够加入焊接用的焊锡膏，从而将竖直管段21与各个第二散热翅片6固定连接在一起。当然，常温热管的设置数量可根据第二散热翅片6的尺寸进行适应性调整。

如图2和图3所示，风扇组件包括设置在第一翅片组与第二翅片组之间的风扇固定架7和风扇8，风扇8安装在风扇固定架7上，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组。如图8所示，风扇固定架7包括安装板15和一体成型在安装板15左侧、右侧和上侧的翻板18。其中，安装板15的底部设有用于避让上导热板4、下导热板3和PTC陶瓷发热片22的避让口17，并且与上导热板4、下导热板3和PTC陶瓷发热片22之间均留有一定的间隙，安装板15的位于避让口17两侧的板段部分与底座2固定连接。翻板18能够提高风扇固定架7的结构强度，安装板15与各翻板18围成用于定位第二翅片组的定位槽，第二翅片组位于定位槽内。风扇8设有四个，均通过螺栓固定在安装板15的背向第二翅片组的一侧，安装板15上对应各风扇8的位置设有适配的通风孔16。当然，在实际使用时，风扇的设置数量可根据具体使用尺寸进行适应调整。

如图1所示，外壳体1上对应第一翅片组、第二翅片组和常温热管9的位置均设置有多个散热孔23，散热孔23能够将外壳体1内部的热量排出去。

需要说明的是，本发明的电加热装置在实际使用时，PTC陶瓷发热片为并联连接，为600V直流高压电，由高压线束与车内连接。风扇之间并联，由车内提供的24V直流低压电，与车内通过安普插件连接。

为了进一步提高导热效果，如图2所示，在第一翅片组的左右两侧分别穿设有加强热管24，加强热管24也为常温热管。本实施例中，加强热管24呈U形，包括上水平段、下水平段和竖直连接段，如图4所示，第一散热翅片5上设有供下水平段穿过的避让槽10和供上水平段穿过的第一穿孔11，第一散热翅片5上对应第一穿孔11的位置设有与第一穿孔11连通的第一连通孔13，第一连通孔13能够加入焊接用的焊锡膏，从而将上水平段与第一散热翅片5固定连接在一起。下水平段的底部与下导热板3的上表面固定连接，竖直连接段位于第一翅片组的外侧。

本发明的电加热装置的工作原理：在低温环境下，对PTC陶瓷发热片22通电，PTC陶瓷发热片22在通电后产生热量，热量通过上导热板4和下导热板3进行传递，由于常温热管9的水平管段20与PTC陶瓷发热片22贴合，因此PTC陶瓷发热片22产生的热量能够通过直接传递给水平管段20，来对常温热管的水平管段20进行加热；另外，热量通过上导热板4传递至前后两侧的第一翅片组和第二翅片组，进而通过第二翅片组将热量传递给常温热管的竖直管段21，又由于风扇8设置在第一翅片组和第二翅片组之间，在开启风扇8时，风扇8可从第一散热翅片5处吸热风，并将此热风吹向风扇8出风口处的竖直管段21，对竖直管段21进行进一步加热，两处热量进行叠加，最终使常温热管在低温环境下能达到正常的启动温度以进行正常导热。

本发明的电加热装置在正常加热的同时，也能够给常温热管9进行加热，保证常温热管9在低温环境时的正常运行，无需使用低温热管，节省成本。

在其他实施例中，也可以仅在上导热板的下表面上对应各常温热管设置下凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在下凹槽内，水平管段的下表面为与下导热板的下表面平齐的平面。当然，在实际安装时，也可以既在上导热板的下表面上对应常温热管的位置设置下凹槽，同时也在下导热板的上表面上对应常温热管的位置设置上凹槽，此时常温热管在左右方向上呈上下交替形式。

在其他实施例中，若不考虑器件自身重量的情况下，上导热板和下导热板也可以采用铜板。

在其他实施例中，在导热效果已较好的情况下，也可以不设置加强热管。

以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，包括：

底座，定义底座的长度方向为左右方向，底座的宽度方向为前后方向；

导热件，包括固定在底座上的下导热板和上导热板；

PTC陶瓷发热片，夹设在下导热板与上导热板之间，PTC陶瓷发热片在通电后产生热量并与下导热板和上导热板进行热量传递；

第一翅片组，包括多个连接在上导热板的上表面并且在左右方向上并排间隔布置的第一散热翅片，第一散热翅片沿上下方向延伸；

第二翅片组，包括多个在上下方向上并排间隔布置的第二散热翅片，第二散热翅片沿左右方向延伸，第二散热翅片和第一散热翅片分别位于上导热板的前后两侧；

常温热管，呈L形状，设有多个，包括水平管段和竖直管段，水平管段压装在对应的导热板内，竖直管段穿进第二散热翅片中；

风扇组件，包括设置在第一翅片组与第二翅片组之间的风扇固定架和风扇，风扇安装在风扇固定架上，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组；

外壳体，安装在底座上，外壳体上对应第一翅片组、第二翅片组和常温热管的位置均设置有多个散热孔。

2.根据权利要求1所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，所述下导热板的上表面上对应各常温热管设有上凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在上凹槽内，水平管段的上表面为与下导热板的上表面平齐的平面；

或者所述上导热板的下表面上对应各常温热管设有下凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在下凹槽内，水平管段的下表面为与下导热板的下表面平齐的平面。

3.根据权利要求1所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，第一翅片组的左右两侧分别穿设有加强热管，加强热管的底部与下导热板的上表面固定连接。

4.根据权利要求3所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，所述加强热管呈U形，包括上水平段、下水平段和竖直连接段，下水平段和上水平段分别穿过多个第一散热翅片，下水平段的底部与下导热板的上表面固定连接，竖直连接段位于第一翅片组的外侧。

5.根据权利要求4所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，第一散热翅片上设有供下水平段穿过的避让槽和供上水平段穿过的第一穿孔，第一散热翅片上对应第一穿孔的位置设有与第一穿孔连通的第一连通孔；第二散热翅片上设有供竖直管段穿过的第二穿孔，第二散热翅片上对应第二穿孔的位置设有与第二穿孔连通的第二连通孔或连通豁口。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，所述第二翅片组在左右方向上间隔设置有至少两组，第一散热翅片在左右方向上的排列长度不小于各个第二翅片组中的第二散热翅片在左右方向上的排列长度之和。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，所述下导热板和上导热板均为铝板。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，所述风扇固定架包括安装板和一体成型在安装板左侧、右侧和上侧的翻板，安装板与各翻板围成用于定位第二翅片组的定位槽，所述风扇固定在安装板的背向第二翅片组的一侧，安装板上对应风扇的位置设有适配的通风孔。

9.根据权利要求7所述的使常温热管在低温环境下正常运行的电加热装置，其特征在于，安装板的底部设有用于避让上导热板、下导热板和PTC陶瓷发热片的避让口，安装板的位于避让口两侧的板段部分与底座固定连接。

Images