CN207053815U - 一种管式加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液体加热技术领域，公开一种管式加热装置，包括供液体流通的管式外壳，管式外壳具有进液口和出液口，管式外壳外表面覆盖有能加热液体的加热层。覆盖于管式外壳外表面的加热层可保证液体与加热层间接接触充分、加热效果好，同时保证了液体的整体加热均匀；多个管式外壳连接形成的液体流道给予了液体足够的加热源头，使液体加热充分，通过对焊盘导体选择串联或并联连接，可实现管式加热装置的功率可调、温度可控的功能，增加了温度的可选择性；电阻发热层与液体之间仅间隔有绝缘介质层和管式外壳，无其它热阻器件，同时电阻发热层为浆料涂层，在管式外壳上的辐射面积大，可保证电阻发热层热量迅速地传递给液体，电热转化效率高达98%。

Description

一种管式加热装置

技术领域

本实用新型涉及液体加热技术领域，具体地，涉及一种管式加热装置。

背景技术

传统的用电将液体快速加热装置大多是装有管式水道加热器，其结构是在铜管或铝管的外侧安装电热元件，使用最多的是电热管、电阻丝（片）或PTC陶瓷发热块，通过电热元件对金属管加热，加热器内的液体无法实现加热的均匀性，即液体与电热元件的接触不均匀，同时液体在加热器内流动过程中，与电热元件的接触时间不长，无法达到液体温度满足需求温度或液体温度分布均匀的效果，电热转化率不高，且PTC陶瓷发热块功率易衰竭、寿命短，同时现有的液体速热装置结构复杂，用材不环保，对用户身心影响较大。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、功率可调、温度可控的厚膜混合电路（HIC）加热层。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种管式加热装置，包括至少1个供液体流通的管式外壳，所述管式外壳具有进液口和出液口，所述管式外壳外表面覆盖有能加热液体的加热层。

进一步地，当管式外壳个数大于等于2个时，可选择各管式外壳单独进水出水的排列连接方式，也可选择各管式外壳的进液口或出液口之间相互连接、最终只形成一个出水口的连接方式。

更进一步地，多个所述管式外壳通过管道连接形成可对液体持续加热的液体流道，所述液体流道呈S迂回型。

进一步地，所述加热层为厚膜混合电路加热层，包括覆盖于管式外壳外表面的绝缘介质层、设于绝缘介质层上的电阻发热层、串联于电阻发热层中的焊盘导体，所述电阻发热层为使用电阻浆料通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

通过对各管式外壳外表面加热层上的焊盘导体进行串联或并联选择连接，可实现厚膜混合电路加热层的功率可调、温度可控的功能。

进一步地，为对电阻发热层的温度形成有效监控，所述电阻发热层中还串联有温控元件。

进一步地，还包括覆盖在电阻发热层表面的保护层，可将电阻发热层与外界隔离，有利于后期维护。

更进一步地，所述绝缘介质层和保护层均采用介质浆料制作，所述焊盘导体通过导体浆料附着在电阻发热层上，所述绝缘介质层、保护层和焊盘导体均通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

具体地，所述电阻发热层的印刷厚度为12～18um；所述绝缘介质层的印刷厚度为20-30μm；所述焊盘导体的印刷厚度12～18um；所述保护层的印刷厚度为20-30μm。

更进一步地，还包括用于对管式外壳进行整体固定的固定支座，所述固定支座包括上支座、下支座和连接杆，上支座贴合管式外壳第一端部，下支座贴合管式外壳第二端部，管式外壳两侧分别设有连接杆，所述连接杆两端分别与上支座和下支座连接，用于对上支座和下支座位置进行固定。

再进一步地，为对加热装置中流出的液体温度进行有效监控，所述液体流道出口处还安装有温度传感器。

本实用新型同时提供一种新能源汽车，包括暖气系统，所述暖气系统设有如上所述的管式加热装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.覆盖于管式外壳外表面的加热层可保证液体与加热层间接接触充分、加热效果好，同时保证了液体的整体加热均匀；

2.多个管式外壳连接形成的液体流道给予了液体足够的加热源头，使液体加热充分，通过对焊盘导体选择串联或并联连接，可实现管式加热装置的功率可调、温度可控的功能，增加了温度的可选择性；

3.所述液体流道可无限扩展，功率密度大；

4.加热层采用厚膜混合电路加热层，即采用电阻浆料制作的电阻发热层发热，绿色环保，不含铅镉等有害元素，不会对人体造成潜在伤害；

5.电阻发热层响应迅速，可直接发热，极速升温；

6.绝缘介质层、电阻发热层和焊盘导体均采用丝网印刷与烧结工艺制作，可有效附着于导热基板上，通过控制各层的印刷厚度，可实现厚膜混合电路加热层的极致轻薄；

7.电阻发热层与液体之间仅间隔有绝缘介质层和管式外壳，无其它热阻器件，同时电阻发热层为浆料涂层，在管式外壳上的辐射面积大，可保证电阻发热层热量迅速地传递给液体，其电热转化效率高达98%以上。

附图说明

图1为所述管式加热器的结构示意图；

图2为所述厚膜混合电路加热层的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

如图1～2所示，一种管式加热装置，包括至少1个供液体流通的管式外壳2，管式外壳2具有进液口21和出液口22，管式外壳2外表面覆盖有能加热液体的加热层1。

本实施例中管式外壳个数大于2，各管式外壳2通过管道6连接形成可对液体持续加热的S迂回型液体流道3，S迂回型液体流道可使该管式加热装置布置规整，减少使用空间面积的浪费。

加热层1覆盖整个管式外壳2外表面，使管式外壳内的液体无加热死角，可保证液体加热均匀。

具体地本实施例中管式外壳为圆柱形外壳。

加热层1为厚膜混合电路加热层，包括覆盖于管式外壳2外表面的绝缘介质层12、设于绝缘介质层12上的电阻发热层13、串联于电阻发热层13中的焊盘导体14，电阻发热层13为使用电阻浆料通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

具体地，形成电阻回路的电阻发热层13均匀分布于绝缘介质层上，具体地电阻浆料为根据专利申请文件201410009200.3基于金属基板的烧结温度可调的厚膜电路电阻浆料及其制备工艺中的记载制作。

通过对各焊盘导体14进行选择性接通，即对各管式外壳上的焊盘导体选择串联连接方式或并联连接方式，可实现厚膜混合电路加热层的功率可调、温度可控的功能，从而增加管式加热装置的温度选择性。

本实施例中绝缘介质层12采用介质浆料制作，焊盘导体14通过导体浆料附着在电阻加热层上，绝缘介质层12和焊盘导体14也是通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

具体地，在管式外壳2外表面先涂覆绝缘介质层12，绝缘介质层的丝网印刷目数为90～125目，印刷厚度为20～30um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800～900℃的高温烧结30分钟，其印刷烧结操作需重复2～4次。

待绝缘介质层12成型后，再在其表面印刷电阻发热层13，电阻发热层的丝网印刷目数为200-250目，印刷厚度为12～18um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800-900℃的高温烧结30分钟，烧结完成后需测量印刷线路电阻值是否满足要求，如有偏差则需对印刷参数等进行调整，优选地，电阻发热层的印刷厚度为15um。

导体浆料在电阻发热层上的丝网印刷目数为200-250目，印刷厚度为15um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800-900℃的高温烧结30分钟。

绝缘介质层12、电阻发热层13和导体浆料在烧结完成后均需采用超声波测厚仪测量其印刷成膜厚度是否满足要求。

同时，为使电阻发热层13的发热情况得到有效监控，厚膜混合电路加热层还包括串联于电阻发热层13中的温控元件15。

为使电阻发热层13得到有效维护，在电阻发热层表面还覆盖有保护层16，保护层也采用介质浆料通过丝网印刷与分层烧结工艺制作，其印刷厚度为20～30um，印刷完成后在200-300℃的温度下烘干10分钟，然后以800～900℃的高温烧结30分钟，烧结完成后需采用超声波测厚仪测量其印刷成膜厚度是否满足要求。

具体来说，绝缘介质层、电阻发热层和保护层作为厚膜混合电路加热层的功能层，其总厚仅0.1mm左右，使整个厚膜混合电路加热层达到了极致轻薄的状态。

为对各管式外壳2进行有效固定，本管式加热装置还包括固定支座7，固定支座7包括上支座71、下支座72和连接杆73，上支座71贴合管式外壳2第一端部，下支座72贴合管式外壳2第二端部，整个加热装置两侧分别设有连接杆73，连接杆73两端分别与上支座71和下支座72连接，用于对上支座71和下支座72位置进行固定。

液体流道出口31处还安装有温度传感器5，以便对液体流道中流出的液体温度进行实时监测。

管式外壳2为金属基板，具体可采用铝合金、不锈钢、铜等金属材料制作，其可提高厚膜混合电路层的安全耐用性，其寿命预测可达15年，金属基板相对于非金属基板来说无老化倾向，且抗冲击、耐震强。

工作过程中，液体从进液口21进入管式外壳2内部，同时提供给厚膜混合电路加热层一定的工作电压，电阻发热层开启工作直接发热，管式外壳内部的液体即极速升温，加热后的液体从液体流道出口31流出，完成一个加热循环。

固定支座7可以使用铝合金、不锈钢、铜等金属材料制作，也可采用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚酰胺树脂（PA66）等塑料制作。

加热装置用液体具体可采用水、防冻液等公知导热介质，优选地选用防冻液。

本实施例中通过对串联在电阻发热层中的焊盘导体进行选择性接通，可实现加热装置的不同温度选择；厚膜混合电路加热层采用环保型电子浆料制作，不含铅镉等有害元素，绿色环保，符合欧洲ROHS指令。

本实用新型的管式加热装置可应用于新能源汽车、空调、热水器、家用取暖器等方面，尤其适用于新能源汽车，采用厚膜混合电路（HIC）加热技术，完全颠覆了现有技术的新能源汽车如PTC风暖、PTC水暖等设计思路，带来了高效、安全、环保、轻量化、高舒适度的全新体验。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管式加热装置，其特征在于，包括供液体流通的管式外壳，管式外壳具有进液口和出液口，管式外壳外表面覆盖有能加热液体的加热层。

2.根据权利要求1所述管式加热装置，其特征在于，多个所述管式外壳通过管道连接形成可对液体持续加热的液体流道，所述液体流道呈S迂回型。

3.根据权利要求2所述管式加热装置，其特征在于，所述加热层为厚膜混合电路加热层，包括覆盖于管式外壳外表面的绝缘介质层、设于绝缘介质层上的电阻发热层、串联于电阻发热层中的焊盘导体，所述电阻发热层为使用电阻浆料通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

4.根据权利要求3所述管式加热装置，其特征在于，还包括串联于电阻发热层中的温控元件。

5.根据权利要求4所述管式加热装置，其特征在于，还包括覆盖在电阻发热层表面的保护层。

6.根据权利要求5所述管式加热装置，其特征在于，所述绝缘介质层和保护层均采用介质浆料制作，所述焊盘导体通过导体浆料附着在电阻发热层上，所述绝缘介质层、保护层和焊盘导体均通过丝网印刷与分层烧结工艺制作而成。

7.根据权利要求6所述管式加热装置，其特征在于，所述电阻发热层的印刷厚度为12～18um。

8.根据权利要求6所述管式加热装置，其特征在于，所述绝缘介质层的印刷厚度为20-30μm；所述焊盘导体的印刷厚度12～18um；所述保护层的印刷厚度为20-30μm。

9.根据权利要求8所述管式加热装置，其特征在于，还包括用于对管式外壳进行整体固定的固定支座，所述固定支座包括上支座、下支座和连接杆，上支座贴合管式外壳第一端部，下支座贴合管式外壳第二端部，管式外壳两侧分别设有连接杆，所述连接杆两端分别与上支座和下支座连接，用于对上支座和下支座位置进行固定。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括暖气系统，所述暖气系统设有如权利要求1～9任意一项所述的管式加热装置。