CN205573962U - 一种用于列车的ptc电加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于列车的PTC电加热器，包括：至少两个继电器，其设置在电路箱内；以及高电平电路，包括至少两个高电平支路，每个所述高电平支路连接PTC陶瓷电阻；所述高电平支路分别连接所述继电器，所述继电器选择性的接通和断开所述高电平支路；低电平电路，包括至少两个低电平支路，每个所述低电平支路分别连接不同的所述继电器，能够使所述继电器接通和断开，实现所述高电平支路的通断；挡位切换装置，其固定在所述电路箱外部，选择性的将电源和所述低电平支路之一接通；至少一个二极管，连接相邻的所述低电平支路。采用电路支路结构，使列车司机能够根据需要选择不同的支路进行温度调节，确保列车司机室的温度。

Description

一种用于列车的PTC电加热器

技术领域

本发明涉及一种PTC电加热器，特别是一种用于列车司机室内加热空气的PTC电加热器。

背景技术

PTC是指正温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻，简称PTC热敏电阻，是一种典型的具有温度敏感的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

列车司机的室电加热器是保证列车司机人员在寒冷季节能够在相对舒适的环境下工作，确保列车运行安全的重要电加热装置。列车高速运行的工作环境对加热器的要求较高，在提升换热能力以改善加热效果的基础上，需要给予列车司机较好的热舒适度。由于列车高速行驶，环境温度变化速度快，温差大，因此需要使用能够调节温度的加热器来保证温度，然而，现有温度可调的用于列车的PTC电加热器多为简单的闭合回路，直接将温度设定为最大值时容易使电路因电流突然增大而导致电路烧毁，带来安全隐患。同时，现有的用于列车的PTC电加热器风道设计简单，被加热的空气没有经过充分混合便由风道直接通向出风口，造成出风温度不均匀，并且现有的用于列车的PTC电加热器中的传热翅片结构简单，传热效果差，影响加热温度，造成能源浪费。

发明内容

本发明设计开发了一种用于列车的PTC电加热器，能够根据需要选择不同的支路进行温度调节，且支路结构设计合理，通过低电平电路控制高电平电路的通断，能够防止电流突然增大时所产生的安全隐患。

本发明的另一个发明目的，通风管路结构设计合理，能够将热风均匀混合，保证出风温度均匀。

本发明的另一个发明目的，提供了一种新的发热装置，具有有效的传热结构，能够提高传热效率。

本发明提供的技术方案为：

一种用于列车的PTC电加热器，其特征在于，包括：

至少两个继电器，其设置在电路箱内；以及

高电平电路，包括至少两个高电平支路，每个所述高电平支路连接PTC陶瓷电阻；所述高电平支路分别连接所述继电器，所述继电器选择性的接通和断开所述高电平支路；

低电平电路，包括至少两个低电平支路，每个所述低电平支路分别连接不同的所述继电器，能够使所述继电器接通和断开，实现所述高电平支路的通断；

挡位切换装置，其固定在所述电路箱外部，选择性的将电源和所述低电平支路之一接通；

至少一个二极管，连接相邻的所述低电平支路。

优选的是，还包括加热箱，其设置在电路箱一侧

优选的是，所述加热箱内部设置有进风风道和与其连通的出风风道，所述进风风道设置在下方，所述出风风道设置在上方；所述PTC陶瓷电阻设置在进风风道和出风风道形成的腔体内。

优选的是，所述进风风道起点处设置有贯风机。

优选的是，所述腔体的形状为一侧平直，另一侧弧形鼓起；并且在出风风道的出口端，出风风道截面先变狭窄然后变宽。

优选的是，所述加热箱内部设置有多个加热套杆和连接相邻加热套杆的传热翅片，且所述传热翅片为波纹和百叶窗翅片；所述PTC陶瓷电阻设置在所述加热套杆的内芯。

优选的是，还包括设置在所述加热箱外表面的进风口和出风口，所述进风口与进风风道连通，所述出风口与出风风道连通，且所述出风口上设置有百叶窗格栅，能够调节出风方向。

优选的是，还包括导电金属，其正负极分别与所述PTC陶瓷电阻的正反表面接触；所述加热套杆还为绝缘套杆，其材料为导热绝缘陶瓷。

优选的是，所述电路箱顶部和下部分别设置有散热口，能够转移电路箱内部的热量，防止电路损坏。

优选的是，所述高电瓶电路包括五个支路，所述低电平电路包括五个支路，所述继电器个数为五个，所述二极管个数为四个，并且所述二极管的连接方向一致。

本发明所述的有益效果：采用电路支路结构，使列车司机能够根据需要选择不同的支路进行温度调节，确保列车司机室的温度；同时支路结构设计合理，通过低电平电路控制高电平电路的通断，能够防止电流突然增大时所产生的安全隐患，确保列车安全行驶。通风道结构设计合理，能够使热风均匀混合，能够给以列车司机良好的舒适度。采用新的发热装置，提高传热效率，并且节约能源。

附图说明

图1为本发明所述的用于列车的PTC电加热器的外部示意图。

图2为本发明所述的加热器件的结构示意图。

图3为本发明所述的加热套杆的剖面图。

图4为本发明所述的加热主体的内部结构示意图。

图5为本发明所述的电路箱内部结构示意图。

图6为本发明所述的电路箱左侧视图。

图7为本发明所述的继电器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1图2所示，本发明提供一种用于列车的PTC电加热器，包括电路箱20，加热箱10，其设置在所述电路箱20一侧，所述加热箱10外部侧面上设置有出风口110和进风口120，所述出风口110上设置有百叶窗格栅111，能够改变出风方向，增加舒适度。所述加热箱10内部设置有加热套杆130和连接相邻所述加热套杆130的传热翅片140，所述传热翅片140为波纹和百叶窗组合结构，能够强化传热。

如图3所示，所述加热套杆130包括绝缘套杆131，其材料为导热绝缘陶瓷，氮化硅陶瓷作为一种优选，且其内部设置有导电金属132和PTC陶瓷电阻133，导电金属132包括正负极两片，能够与与PTC陶瓷电阻133正反表面紧密接触，所述PTC陶瓷电阻133均匀分布在所述绝缘套杆130内部，能够减小所述加热套杆130在水平位置上温度分布不均匀。

如图4所示，所述加热箱10内部设置有进风风道160和与其连通的出风风道170a和170b，所述进风风道160设置在下方，所述出风风道170a和170b设置在上方，且所述进风风道160的起点处连接有贯风机140；所述PTC陶瓷电阻133设置在进风风道160和出风风道170a形成的腔体内，所述170a为弧形鼓起结构，所述170b为平直结构，使出风风道170a和170b之间的截面先变狭窄然后变宽，能够使被加热的空气热充分混合，防止出风温度不均，每一个加热套杆130的两端均设置有座套150，其为绝缘橡胶材质，能够使所述加热套套杆130与外部壳体紧密连接，并且所述座套150能够起到防震作用，增加用于列车的PTC电加热器的使用寿命。

如图5、图7所示，电路箱20连接于所述加热箱10的左侧，其顶部和侧面下部分别设置有散热口210和230，其左侧面设置有档位旋钮220，其与电路箱20内部的低电平电路240连接，并能够控制所述低电平电路240。所述电路箱20内部还设置有高电平电路270，所述低电平电路240和高电平电路270之间连接有继电器260，并通过继电器260将高电平区域和低电平区域分隔开来。所述继电器260有四个接口，分别是低电平电路正极端和负极端，高电平电路正极端和负极端。所述低电平区域包括低电平电路240、二极管和档位旋钮220，旋钮开关上端电路240f外接加热器电源的低电平正极，其包括五条支路：第一支路240a、第二支路240b、第三支路240c、第四支路240d、第五支路240e，每一条支路对应的负极外接加热器电源的低电平负极。

所述第一支路240a和第二支路240b之间连接有第一二极管250a，所述第二支路240b和第三支路240c之间连接有第二二极管250b，所述第三支路240c和第四支路240d之间连接有第三二极管250c，所述第四支路240d、第五支路240e之间连接有第四二极管250d，电流方向由250d流向250a。

所述高电平区域包括高电平电路270和加热套杆130中的导电金属132，PTC加热器的高电平正极包括五条支路：第一支路270a、第二支路270b、第三支路270c、第四支路270d、第五支路270e。所述继电器260包括第一继电器260a、第二继电器260b、第三继电器260c、第四继电器260d和第五继电器260e，且分别与高电平电路270的五个支路一一连接。所述加热套杆130包括：第一加热套杆130a、第二加热套杆130b、第三加热套杆130c、第四加热套杆130d、第五加热套杆130e，且分别与高电平电路270的五个支路一一连接。

所述高电平电路270能够分为三个部分，上端部分的五条支路分别连接导电金属的正极，中间部分连接继电器260的高电平正极端和导电金属的负极，最下层部分连接继电器260的高电平负极端并外界加热器电源的高电平负极。

如图5、图6所示，连接PTC加热器的电源，转动档位旋钮220，使其连接240a，继电器260a通电使高电平正负端闭合，从而闭合高电平电路270a，使加热器件130a工作；二极管250a、250b、250c、250d阻止240a的电流流向240b、240c、240d、240e，使得加热器件130b、130c、130d、130e处于断路而不工作。在此状态下，五个加热器件有一个工作，将该工况定为“1档”，该档位功率最小。

当转动档位旋钮220使其连接240b，继电器260b通电使高电平正负端闭合，从而闭合高电平电路270b，使加热器件130b工作；二极管250a起分流作用，使电流流向240a，从而使加热器件130a工作；二极管250b、250c、250d阻止240b的电流流向240c、240d、240e，使得加热器件130c、130d、130e处于断路而不工作。在此状态下，五个加热器件有两个工作，将该工况定为“2档”，该档位功率大于“1档”。

当转动档位旋钮220使其连接240c，继电器260c通电使高电平正负端闭合，从而闭合高电平电路270c，使加热器件130c工作；二极管250b、250a起分流作用，使电流流向240b、240a，从而使加热器件130a、130b工作；二极管250c、250d阻止240c的电流流向240d、240e，使加热器件130d、130e处于断路状态而不工作。在此状态下，五个加热器件有三个工作，将该工况定为“3档”，该档位功率大于“2档”。

当转动档位旋钮220使其连接240d，继电器260d通电使高电平正负端闭合，从而闭合高电平电路270d，使加热器件130d工作；二极管250c、250b、250a起分流作用，使电流流向240c、240b、240a，从而使加热器件130a、130b、130c工作；二极管250d阻止240d的电流流向240e，使得加热器件130e处于断路状态而不工作。在此状态下，五个加热器件有四个工作，将该工况定为“4档”，该档位功率大于“3档”。

当转动档位旋钮220使其连接240e，继电器260e通电使高电平正负端闭合，从而闭合高电平电路270e，使加热器件130e工作；二极管250c、250b、250a起分流作用，使电流流向240d、240c、240b、240a，从而使加热器件130a、130b、130c、130d工作。在此状态下，五个加热器件全部工作，将该工况定为“5档”，该档位功率最大。

采用电路支路结构，使列车司机能够根据需要选择不同的支路进行温度调节，确保列车司机室的温度；同时支路结构设计合理，通过低电平电路控制高电平电路的通断，能够防止电流突然增大时所产生的安全隐患，确保列车安全行驶。通风道结构设计合理，能够使热风均匀混合，能够给以列车司机良好的舒适度。采用新的发热装置，提高传热效率，并且节约能源。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种用于列车的PTC电加热器，其特征在于，包括：

至少两个继电器，其设置在电路箱内；以及

高电平电路，包括至少两个高电平支路，每个所述高电平支路连接PTC陶瓷电阻；所述高电平支路分别连接所述继电器，所述继电器选择性的接通和断开所述高电平支路；

低电平电路，包括至少两个低电平支路，每个所述低电平支路分别连接不同的所述继电器，能够使所述继电器接通和断开，实现所述高电平支路的通断；

挡位切换装置，其固定在所述电路箱外部，选择性的将电源和所述低电平支路之一接通；

至少一个二极管，连接相邻的所述低电平支路。

2.根据权利要求1所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，还包括加热箱，其设置在电路箱一侧。

3.根据权利要求2所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，所述加热箱内部设置有进风风道和与其连通的出风风道，所述进风风道设置在下方，所述出风风道设置在上方；所述PTC陶瓷电阻设置在进风风道和出风风道形成的腔体内。

4.根据权利要求3所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，所述进风风道起点处设置有贯风机。

5.根据权利要求3所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，所述腔体的形状为一侧平直，另一侧弧形鼓起；并且在出风风道的出口端，出风风道截面先变狭窄然后变宽。

6.根据权利要求1或2所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，所述加热箱内部设置有多个加热套杆和连接相邻加热套杆的传热翅片，且所述传热翅片为波纹和百叶窗翅片；所述PTC陶瓷电阻设置在所述加热套杆的内芯。

7.根据权利要求2所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，还包括设置在所述加热箱外表面的进风口和出风口，所述进风口与进风风道连通，所述出风口与出风风道连通，且所述出风口上设置有百叶窗格栅，能够调节出风方向。

8.根据权利要求6所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，还包括导电金属，其正负极分别与所述PTC陶瓷电阻的正反表面接触；所述加热套杆还为绝缘套杆，其材料为导热绝缘陶瓷。

9.根据权利要求1所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，所述电路箱顶部和下部分别设置有散热口，能够转移电路箱内部的热量，防止电路损坏。

10.根据权利要求1所述的用于列车的PTC电加热器，其特征在于，所述高电瓶电路包括五个支路，所述低电平电路包括五个支路，所述继电器个数为五个，所述二极管个数为四个，并且所述二极管的连接方向一致。