CN216143991U - 一种气体加热装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气体加热装置，包括：第一管道、第二管道以及加热厚膜。第一管道内部设置有用于收容气体以及允许气体流通的收容腔；第二管道设置于第一管道的气体流通方向上，且第二管道的直径小于第一管道的直径，第二管道设置有出口且其内部设置有允许气体流通并与出口连通的通路，通路与收容腔连通；加热厚膜至少设置于第一管道的外表面，加热厚膜用于加热并与第一管道导热连接以加热收容于第一管道内的气体。本申请有利于空调等气体加热装置的小型化设计，并降低加热气体所需的功率及能耗。

Description

一种气体加热装置

技术领域

本申请涉及厚膜加热领域，还涉及一种气体加热装置。

背景技术

空调制热的原理及过程为：气体氟利昂被压缩机加压，变成为高温高压气体，然后进入换热器(例如为冷凝器)，冷凝液化放热并变成为液体，同时将空气加热，从而达到提高车内、室内等温度的目的。但是，压缩机和换热器的体积较大，难以满足空调等气体加热装置的小型化设计，使得小型化场景的应用受到限制，并且加热气体所需的功率较高，导致耗电量较大。

实用新型内容

针对于上述技术问题，本申请的实施例提供一种气体加热装置，有利于加热装置的小型化设计，以及降低加热气体所需的功率及能耗。

第一方面，本申请的实施例提供一种气体加热装置，包括：第一管道、第二管道以及加热厚膜。第一管道内部设置有用于收容气体以及允许气体流通的收容腔；第二管道设置于第一管道的气体流通方向上，且第二管道的直径小于第一管道的直径，第二管道设置有出口且其内部设置有允许气体流通并与出口连通的通路，通路与收容腔连通；加热厚膜至少设置于第一管道的外表面，加热厚膜用于加热并与第一管道导热连接以加热收容于第一管道内的气体。

可选地，气体加热装置还包括芯柱，设置于第一管道的内部，芯柱的表面设置有外螺旋槽，外螺旋槽与第一管道的内表面形成螺旋通道。

可选地，沿气体在螺旋通道内的流通方向，外螺旋槽的间距逐渐减小。

可选地，外螺旋槽与第一管道的内表面间隔设置。

可选地，沿气体在螺旋通道内的流通方向，第一管道的直径逐渐减小，外螺旋槽与第一管道的内表面抵接。

可选地，芯柱延伸至第二管道内部，外螺旋槽与第二管道内表面形成螺旋通道。

可选地，加热厚膜还设置于第二管道的外表面，并与第二管道导热连接。

可选地，加热厚膜包括：绝缘层，至少设置于第一管道的外表面；加热线圈，设置于绝缘层上；封装层，设置于绝缘层上并覆盖加热线圈。

可选地，气体加热装置还包括温度控制器，连接于加热线圈的通路上，用于在监测到温度达到预定温度时断开加热线圈的通路以停止加热。

可选地，气体加热装置还包括调向阀，调向阀设置于第二管道允许气体排出的出口，调向阀用于调节气体从出口排出后的流通方向。

可选地，气体加热装置包括空调或者烘干机。

如上所述，本申请实施例的气体加热装置通过在第一管道的外表面设置加热厚膜，加热厚膜加热并与第一管道导热连接以加热收容于第一管道内的气体，加热后的气体经第二管道排出，实现例如车内等的加热，加热厚膜的体积小、可贴置于第一管道的外表面，有利于加热装置的小型化设计，并且加热厚膜的能耗较小，可降低加热气体所需的功率及能耗；另外，第二管道的直径小于第一管道的直径，可以延长气体在第一管道的收容腔内驻留的时间，有利于气体获取更多的热量，以此提高热交换率，提高加热速度。

附图说明

图1为本申请一实施例的气体加热装置的局部结构示意图；

图2为本申请一实施例的第一管道的结构示意图；

图3为设于图2所示的第一管道外表面的加热厚膜展开状态的示意图；

图4为图2所示的第一管道沿A-A’方向的截面示意图；

图5为本申请一实施例的芯柱的结构示意图；

图6为图5所示的芯柱沿B-B’方向的截面示意图。

具体实施方式

加热厚膜是采用糊状导电浆料，例如超导陶瓷材料微粉与有机粘合溶剂调和成的糊状浆料，以电路布线或图案形式印制在衬底基材上，经过热处理工序之后进行烧结，制成厚膜。本申请将加热厚膜应用于空调等气体加热装置中，加热厚膜设置于允许气体流通的管道外表面，利用加热厚膜加热管道，以此加热管道内的气体，从而实现例如车内等环境的加热。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图，对本申请的技术方案进行清楚地描述。显然，下文所描述实施例仅是本申请的一部分实施例，而非全部。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可相互组合，且亦属于本申请的技术方案。

应理解，在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请相应实施例的技术方案和简化描述，而非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申请的限制。

图1为本申请一实施例的气体加热装置的局部结构示意图，图2为图1所示的第一管道一实施例的结构示意图。请一并参阅图1和图2，气体加热装置包括第一管道11、第二管道12及加热厚膜13。

第一管道11的内部设置有用于收容气体以及允许气体流通的收容腔，气体的流通方向请参阅图1中箭头所示的方向。

第二管道12设置于第一管道11的气体流通方向上，且第二管道12的直径小于第一管道11的直径，第二管道12设置有出口且其内部设置有允许气体流通并与出口连通的通路，通路与收容腔连通。

加热厚膜13至少设置于第一管道11的外表面，加热厚膜13用于加热并与第一管道11导热连接，以加热收容于第一管道11内的气体。

通过在第一管道11的外表面设置加热厚膜13，加热厚膜13加热第一管道11以及收容于第一管道11内的气体，加热后的气体经第二管道12排出，实现例如车内等环境的加热，加热厚膜13的体积小、可贴置于第一管道11的外表面，有利于气体加热装置的小型化设计，并且加热厚膜13的能耗较小，可降低加热气体所需的功率及能耗；另外，第二管道12的直径小于第一管道11的直径，可以延长气体在第一管道11的收容腔内驻留的时间，有利于气体获取更多的热量，以此提高热交换率，提高加热速度。

本申请的实施例不限制气体加热装置的具体表现形式，例如，在实际场景中，气体加热装置可以为空调(例如车载空调)或者烘干机等。

气体加热装置还可以包括调向阀，调向阀设置于第二管道12的出口，调向阀用于调节气体从出口排出后的流通方向，以此调节热气吹出的方向。

第一管道11和第二管道12可以为内部中空的结构，两者的截面形状可以相同也可以不同，任一者的截面形状包括但不限于图1至图4中所示的圆形，例如还可以为矩形等多边形。例如，第一管道11可以为矩形体，第一管道11的六个外表面中至少一者上设置有加热厚膜13；第二管道12可以为圆柱状管道，有利于气体从第二管道12及时排出，快速出风加热。

在一些实施例中，加热厚膜13还可以设置于第二管道12的外表面，并与第二管道12导热连接，有利于气体获取更多的热量。第一管道11和第二管道12上的加热厚膜13可以单独设置、单独控制，仅通过第一管道11上的加热厚膜13加热气体，以实现较低温度的加热需求；在满足较高温度的加热需求时，可以同时利用这两个管道上的加热厚膜13进行加热。

第一管道11和第二管道12可以采用热膨胀系数合适的材料，例如金属或合金，管道受热膨胀后与加热厚膜13以及该加热厚膜13的发热线圈的导热接触更加紧密，进一步有利于热量快速传递至管道。

加热厚膜13可以通过贴膜方式或印刷方式形成于管道的外表面上，加热厚膜13的制备工艺、形状、材料等，本申请的实施例不予以限制。

在一些实施例中，请一并参阅图2和图3所示，加热厚膜13包括绝缘层131、加热线圈132和封装层(图未示出)。绝缘层131至少设置于第一管道11的外表面，当然，对于加热厚膜13还设置于第二管道12的外表面的场景，绝缘层131还设置于第二管道12的外表面。绝缘层131用于实现加热线圈132与管道(例如管道为金属管道)之间的电气绝缘。加热线圈132设置于绝缘层131上，用于例如通过导电焊盘接电并发热。封装层设置于绝缘层131上并覆盖加热线圈132，封装层用于避免加热线圈132暴露，从而避免加热线圈132与外界的导电的电子元器件电接触而形成短路。

封装层可以通过绝缘材料采用成膜方式(例如溅射或者蒸镀方式)直接形成并覆盖加热线圈132。应理解，该封装层也可以视为一隔热层，不仅包覆加热线圈132，还可以具有良好的隔热性能，有利于将加热线圈132产生的热量更多的传递给管道，以及避免向管道外部传递。

在另一些实施例中，加热厚膜13所设置的管道的外表面不导电，则加热厚膜13可以不设置前述绝缘层131，而是包括加热线圈132和封装层。加热线圈132直接设置于管道的外表面上，用于例如通过导电焊盘接电并发热。封装层设置于管道的外表面上并覆盖加热线圈132。

加热厚膜13还可以设置有导电焊盘134，封装层暴露导电焊盘134，以允许导电焊盘134接电。在一些实施例中，第一管道11的表面可以设置有端子片，端子片的一端用于接电，端子片的另一端电连接导电焊盘134。在另一些实施例中，暴露的导电焊盘134可以直接接电。

应理解，图3所示的两个导电焊盘134仅供示例性展示，本申请的实施例不限制导电焊盘134的数量。例如，加热厚膜13可以设置四个导电焊盘134，其中两个导电焊盘134可用于接电，另外两个导电焊盘134可分别连接温度控制器135的两个引脚，并根据温度控制器135检测到的温度选择性断开加热线圈132(两个导电焊盘134之间)的通路上，例如，在检测到加热温度达到并超过预设温度时断开两个导电焊盘134之间的通路，而低于该预设温度时保持两个导电焊盘134之间的通路连通，以停止加热。

请一并参阅图4、图5和图6所示，在一些实施例中，气体加热装置还包括芯柱14，该芯柱14设置于第一管道11的内部，芯柱14的表面设置有外螺旋槽141，外螺旋槽141与第一管道11的内表面形成螺旋通道。通过在管状基体11内部设置芯柱14，芯柱14的外螺旋槽141与管状基体11的内表面形成螺旋通道，螺旋通道延长了气体在第一管道11内流通的长度和驻留的时间，有利于气体获取更多的热量，以此提高热交换效率，并提高加热速度。

芯柱14可以为一体成型结构件，具体实现形式包括但不限于：硅胶柱、陶瓷柱或者塑料柱等。芯柱14的外表面可以设置有螺旋凸起142，这些螺旋凸起142形成外螺旋槽141。在一些实施例中，沿气体在螺旋通道内的流通方向，外螺旋槽141的间距逐渐减小，也就是说，越靠近出口端，外螺旋槽141的密度逐渐增大，气体流通的长度越大，单位时间内传递至气体的热量越多，有利于提高加热速度。越靠近入口端，外螺旋槽141的密度越小，有利于气体快速进入第一管道11内部，增大气体的进入量。

气体加热装置还可以包括固定件143，固定件143穿设于芯柱14的内部，且固定件143的相对两端分别与第一管道11两端的密封结构件(例如分别设置于第一管道11两端的第一接头和第二接头)固定。

在一些实施例中，固定件143可以为螺栓，螺栓的螺帽设于第一接头和第二接头中的一者背向另一者的侧面，并与侧面相抵接，螺杆穿出第一接头和第二接头中的另一者后与螺母拧合。或者，螺栓设有螺纹的螺杆与第一接头和第二接头中的另一者拧合。例如，如图5和图6所示，螺帽设置于第二接头背向第一接头的侧面，并与该侧面相抵接。

在一些实施例中，沿第一管道11的径向，外螺旋槽141与第一管道11的内表面相对间隔设置，外螺旋槽141与第一管道11之间留有一定间隙，第一管道11与芯柱14之间未直接形成导热接触，可以防止第一管道11的温度过高时烧坏芯柱14及其外螺旋槽141，有利于延长其使用寿命。

在另一些实施例中，沿气体在螺旋通道内的流通方向，第一管道11的直径逐渐减小，外螺旋槽141与第一管道11的内表面抵接。

应理解，芯柱14还可以延伸至第二管道12内部，外螺旋槽141与第二管道12的内表面形成螺旋通道，螺旋通道延长了气体在第二管道12内流通的长度和驻留的时间，有利于气体获取更多的热量，以此提高热交换效率，并提高加热速度。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

在本申请的描述中，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

另外，尽管本文采用术语“第一、第二、第三”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，仅是用来将同一类型的信息彼此区分开来。例如，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也可以包括复数形式，仅当与对应实施例的描述内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

Claims (10)

1.一种气体加热装置，其特征在于，包括：

第一管道，内部设置有用于收容气体以及允许气体流通的收容腔；

第二管道，所述第二管道设置于所述第一管道的气体流通方向上，且所述第二管道的直径小于所述第一管道的直径，所述第二管道设置有出口且其内部设置有允许气体流通并与出口连通的通路，所述通路与所述收容腔连通；

加热厚膜，至少设置于所述第一管道的外表面，所述加热厚膜用于加热并与所述第一管道导热连接以加热收容于所述第一管道内的气体。

2.根据权利要求1所述的气体加热装置，其特征在于，所述气体加热装置还包括芯柱，设置于所述第一管道的内部，所述芯柱的表面设置有外螺旋槽，所述外螺旋槽与所述第一管道的内表面形成螺旋通道。

3.根据权利要求2所述的气体加热装置，其特征在于，沿气体在所述螺旋通道内的流通方向，所述外螺旋槽的间距逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的气体加热装置，其特征在于，所述外螺旋槽与所述第一管道的内表面间隔设置；或者，沿气体在所述螺旋通道内的流通方向，所述第一管道的直径逐渐减小，所述外螺旋槽与所述第一管道的内表面抵接。

5.根据权利要求2至4任一项所述的气体加热装置，其特征在于，所述芯柱延伸至所述第二管道内部，所述外螺旋槽与第二管道内表面形成螺旋通道。

6.根据权利要求1至4任一项所述的气体加热装置，其特征在于，所述加热厚膜还设置于所述第二管道的外表面，并与所述第二管道导热连接。

7.根据权利要求1所述的气体加热装置，其特征在于，所述加热厚膜包括：

绝缘层，至少设置于所述第一管道的外表面；

加热线圈，设置于所述绝缘层上；

封装层，设置于所述绝缘层上并覆盖所述加热线圈。

8.根据权利要求7所述的气体加热装置，其特征在于，所述气体加热装置还包括温度控制器，所述温度控制器连接于所述加热线圈的通路上，用于在监测到温度达到预定温度时断开所述加热线圈的通路以停止加热。

9.根据权利要求1所述的气体加热装置，其特征在于，所述气体加热装置还包括调向阀，所述调向阀设置于所述第二管道允许气体排出的出口，所述调向阀用于调节所述气体从所述出口排出后的流通方向。

10.根据权利要求9所述的气体加热装置，其特征在于，所述气体加热装置包括空调或者烘干机。

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