CN219995578U - 一种加热组件及液体加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加热组件，包括：导热壳，导热壳设有沿导热壳长度方向延伸的容纳腔，导热壳的第一端设有第一开口，第二端设有第二开口；第一限位部设置于第一开口；第二限位部设置于第二开口；以及PTC发热芯，全部容纳于容纳腔中，PTC发热芯位于第一限位部和第二限位部之间，第一限位部和第二限位部限制PTC发热芯沿导热壳的长度方向滑出容纳腔。本实用新型能够避免加热组件漏电或PTC发热芯失效等问题。本实用新型还提供了一种液体加热器。

Description

一种加热组件及液体加热器

技术领域

本实用新型涉及液体加热器技术领域，特别涉及一种加热组件及液体加热器。

背景技术

目前，PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)液体加热器已被广泛的应用于SPA水池、娱乐水池、饮水机、足浴盆等家电产品和其它工业产品上。

现有的PTC液体加热器一般包括PTC加热组件，PTC加热组件包括PTC发热芯和金属外壳，PTC发热芯通电产生的热量会传递至金属外壳，随后金属外壳再给流过其表面的液体进行加热。

参考图1，以PTC加热组件1为例，为了尽可能提高导热效率，PTC发热芯11和金属外壳10之间通常挤压得比较紧。虽然PTC发热芯11和金属外壳10被挤压很紧，但是PTC发热芯11被加热后的热胀冷缩仍不可避免。PTC发热芯11发热后在金属外壳10中沿金属外壳10的长度方向伸展，在冷却后又回缩。在PTC发热芯11和金属外壳10的接触面表面状况、不同材料的膨胀率、工艺误差等各因素的影响下，PTC加热组件1经过多次加热-冷却循环后，PTC发热芯11在金属外壳10中的位置可能会发生难以预测的变化。最终PCT加热芯11可能移动至部分伸出金属外壳10，造成漏电或者PTC发热芯失效。

实用新型内容

考虑到上述问题，本实用新型提供了一种加热组件及液体加热器，避免加热组件漏电或PTC发热芯失效。

本实用新型的实施方式公开了一种加热组件，包括：导热壳，所述导热壳设有沿所述导热壳长度方向延伸的容纳腔，所述导热壳的第一端设有第一开口，第二端设有第二开口；第一限位部，设置于所述第一开口；第二限位部，设置于所述第二开口；以及PTC发热芯，全部容纳于所述容纳腔中，所述PTC发热芯位于所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述第一限位部和所述第二限位部限制所述PTC发热芯沿所述导热壳的长度方向滑出所述容纳腔。

可选地，所述第一限位部包括：

第一收缩部，形成于所述导热壳的所述第一端，所述第一开口设置于所述第一收缩部，并且所述第一开口的尺寸小于所述PTC发热芯的外轮廓尺寸，从而所述第一收缩部在所述第一端形成所述第一限位部；

其中，所述加热组件还包括电源线，所述电源线与所述PTC发热芯电连接，并从所述第一开口伸出所述导热壳。

可选地，所述第一收缩部的内轮廓尺寸沿朝向所述第一开口的方向逐渐减小。

可选地，所述第一收缩部通过挤压所述导热壳的所述第一端成型。

可选地，上述加热组件还包括：

第一端盖，所述第一端盖的至少一部分设置于所述第一开口和所述PTC发热芯之间，所述第一端盖设有第一开孔，所述电源线穿过所述第一开孔，所述第一端盖的至少一部分与所述导热壳的内壁相抵。

可选地，所述第一限位部包括：

限位件，所述限位件固定于所述导热壳的所述第一端的所述第一开口；

其中，所述限位件包括第二开孔，所述加热组件还包括电源线，所述电源线与所述PTC发热芯电连接，并穿过所述第二开孔。

可选地，上述加热组件还包括：

第二端盖，设置于所述限位件和所述PTC发热芯之间，所述第二端盖设有第三开孔，所述第三开孔和所述第二开孔连通，所述电源线穿过所述第三开孔。

可选地，上述加热组件还包括：

接地柱；

其中所述第二限位部包括导电件，所述导电件分别与所述导热壳的所述第二端和所述接地柱连接。通过这种方式，接地柱可以为加热组件的导热壳提供可靠的接地。

可选地，上述加热组件还包括：

第三端盖，设置于所述导电件与所述PTC发热芯之间，所述第三端盖的至少一部分所述导热壳的内壁相抵。

可选地，上述加热组件还包括接地柱，第二限位部包括导电件。导热壳包括第一层和第二层，PTC发热芯与第一层的内表面接触，第一层和第二层电连接，导电件分别与第二层和接地柱连接。通过这种方式，接地柱可以为加热组件的导热壳提供可靠的接地。

本实用新型的实施方式还公开了一种基于上述加热组件的液体加热器，包括：壳体和上述的加热组件，所述壳体内设有沿所述导热壳的长度方向延伸的腔室，所述加热组件至少部分穿设于所述腔室。

本实用新型公开的加热组件通过设置限位部件以限制PCT发热芯在导热壳中的位置，避免PTC发热芯暴露于导热壳外，避免了漏电或者PTC发热芯失效的情形发生，从而能够为用户的安全提供保障。

附图说明

图1示出一种加热组件的剖视图；

图2示出一加热组件的立体图；

图3示出一加热组件的剖视图；

图4示出一加热组件的第一收缩部的放大图；

图5示出一加热组件的导电件部分的放大图；

图6示出一加热组件的限位件部分的立体图；

图7示出一加热组件的限位件部分的剖视图；

图8示出一液体加热器的立体图；

图9示出一液体加热器的剖视图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

下面将结合附图详细说明本申请实施例的加热组件的具体结构。

【加热组件实施例1】

参考图2和图3，本申请的加热组件2包括：导热壳3、PTC发热芯4、第一限位部5和第二限位部6，其中，导热壳3设有沿导热壳3的长度方向(图3中X方向所示)延伸的容纳腔300，导热壳3的第一端303设有第一开口304，第二端305设有第二开口306；第一限位部5设置于第一开口304，以阻止PTC发热芯4移动至从第一开口304暴露于导热壳3外。第二限位部6设置于第二开口306，以阻止PTC发热芯4移动至从第二开口306暴露于导热壳3外。

PTC发热芯4全部容纳于容纳腔300中。其中，导热壳3具有良好的导热性能，以高效地将PTC发热芯4产生的热量传递至待加热的液体中。示例性地，导热壳3还具有良好的导电性能，以便通过导热壳3为加热组件2提供接地。可选地，导热壳3由例如，但不限于，不锈钢、铝合金、钛合金等金属制成。在一些实施例中，导热壳3还置于一保护壳(图中未示出)中，该保护壳具有良好的导热性能和抗腐蚀性能并和导热壳3良好接触。换言之，导热壳3可以直接或间接地与待加热液体接触。

通过设置上述第一限位部5和第二限位部6，在经过多次加热-冷却循环后，PTC发热芯4虽然仍然可能会相对导热壳3沿导热壳3的长度方向(图3中X方向所示)发生相对移动，但由于第一限位部5和第二限位部6的设置，PTC发热芯4只能在第一限位部5和第二限位部6之间的范围内移动，即第一限位部5和第二限位部6分别在导热壳3的长度方向上的第一端303和第二端305对PTC发热芯4进行了进行阻挡，从而避免PTC发热芯4从第一开口304和/或第二开口306滑出导热壳3，进而避免了漏电或PTC发热芯4失效等问题的发生。

参考图3和图4，可选地，第一限位部5包括第一收缩部501，第一收缩部501形成于导热壳3的第一端303，第一开口304设置于第一收缩部501，并且第一开口304的尺寸D1小于PTC发热芯4的外轮廓尺寸D2，从而第一收缩部501在第一端303形成第一限位部5。加热组件2还包括电源线401，电源线401与PTC发热芯4电连接，并从第一开口304伸出导热壳3。

可选地，第一收缩部501是通过缩小导热壳3的第一端303所形成，从而使得导热壳3的第一端303的第一开口304的径向尺寸D1小于PTC发热芯4的外轮廓尺寸D2，从而避免PTC发热芯4从该导热壳3的第一端303的第一开口304滑出。

可选地，第一收缩部501的内轮廓尺寸沿朝向第一开口304的方向逐渐减小。例如，第一收缩部501的内表面大致呈锥面状，从而PTC发热芯4向第一开口304移动越多则受到的阻力越大。

沿导热壳3的长度方向(图4中X方向所示)，第一收缩部501的位于容纳腔300外的尺寸(即最小径向尺寸)为第一开口304的径向尺寸D1，而第一收缩部501的另一端(即位于容纳腔300内的一端)的径向尺寸(即最大径向尺寸)为D3，而D3大于PTC发热芯4的外轮廓尺寸D2。沿电源线401伸出的方向，第一收缩部501的径向尺寸逐渐缩小，即由金属圆管(导热壳3)初始的最大径向尺寸D3逐渐缩小至最小径向尺寸D1，此时第一收缩部501位于第一开口304处的径向尺寸D1小于PTC发热芯4的外轮廓尺寸D2，从而实现第一收缩部501对PTC发热芯4的阻挡，进而避免PTC发热芯4沿电源线401的伸出方向滑出导热壳3。

可选地，导热壳3由金属管制成，第一收缩部501是通过挤压导热壳3的第一端303的至少一部分形成的。挤压导热壳3的端部形成用于限制PTC发热芯4移动的第一收缩部501，可以方便地形成上述第一限位部5，生产效率和产品的可靠性都较高。以导热壳3由金属圆管制成、且第一收缩部501是通过挤压导热壳3的第一端303的整个周缘形成的情形为例，导热壳3的中部和第一开口304分别具有呈圆形或大致呈圆形的截面轮廓。

参考图3和图4，第一收缩部501与导热壳3原为内径为D3的管状的一体结构，而第一收缩部501是通过对导热壳3的第一端303的端部挤压弯曲成型的。可以理解地，导热壳3在其他实施例中也可具有其他形状(例如，但不限于，椭圆形、方形或长方形)的截面轮廓。同样可以理解地，在其他实施例中，第一收缩部501可以通过仅挤压导热壳3的端部的一处或几处(而不是整个外周)而形成的。

可选地，第一限位部5也可以通过其他方式设置。例如，将其他部件(如金属片或金属块)通过焊接或其他方式固定于导热壳3的第一端303，从而在导热壳3的第一端303形成用于阻挡PTC发热芯4滑出导热壳3的第一限位部5。通过附加一部件以形成第一限位部5，可以避免将导热壳3挤压变形而产生的内部应力和微小裂纹，减少外部环境对导热壳3的腐蚀，延长导热壳3的使用寿命。

参考图3和图5，可选地，第二限位部6包括导电件601，导电件601固定连接于导热壳3的第二端305。示例性地，导电件601为板状结构，其形状与导热壳3的截面形状相配。例如，导热壳3具有圆形的截面内轮廓，导电件601为圆形金属板。

可选地，导电件601的外周面与导热壳3的靠近第二端305处的内壁沿周向焊接，从而实现导电件601相对导热壳3的固定，进而避免PTC发热芯4沿导热壳3的长度方向且朝向第二限位部6的方向滑出导热壳3。

可选地，加热组件2还包括接地柱7，接地柱7与一导电件相连，该导电件与导热壳3相连。例如，该导电件为前述导电件601。接地柱7与导电件601的外端面固定连接。示例性地，接地柱7与导电件601通过铆接实现固定连接。接地柱7向外伸出并接地。相比于现有的将加热组件通过一个接地的金属法兰连接在一起而使加热组件接地的方案而言，本方案明显降低了成本且保证了可靠的接地。可以理解地，接地柱7在其他实施例中还可通过其他方式与导电件601机械连接。非限制性地，例如，接地柱7与导电件601通过螺纹连接或焊接连接。

在PTC发热芯4置入导热壳3后，通常需要通过挤压导热壳3的方式使导热壳3和PTC发热芯4紧密接触以保证热传导效率。这种挤压会在导热壳3的外表面形成大量的微小裂纹，此时若导热壳3的外表面接触到待加热液体，导热壳3将很快被腐蚀。

为了延缓或消除该潜在的腐蚀，可选地，参考图3至图5，上述的导热壳3包括第一层301和第二层302，即导热壳3具有双层壳体结构。示例性地，导电件601的外周缘与第二层302的内壁焊接。PTC发热芯4与第一层301的内表面接触，第一层301的外表面和第二层302的内表面连接；PTC发热芯4和第一层301之间涂有导热胶，第一层301和第二层302之间涂有导热胶。

可选地，导热壳3的第一层301的内表面涂有导热胶，PTC发热芯4塞入第一层301后，通过挤压第一层301，使得PTC发热芯4和第一层301紧密贴合从而减少PTC发热芯4和第一层301之间的相对移动，并同时保证PTC发热芯4与第一层301之间的导热效率。然后再将第一层301塞进第二层302内，第一层301和第二层302之间通过导热胶填充间隙从而改善热传导。

该种第一层301插入第二层302的布置形式，可以使得PTC发热芯4和第一层301经挤压后在第一层301的外表面形成的微小裂纹不会暴露在被加热的液体(例如水)中。另一方面，未被挤压的第二层302外表面相对于被挤压后的第一层301的外表面而言更光滑，从而相对于第一层301而言，第二层302直接暴露于被加热液体也相对更不易被腐蚀。通过这种方式，导热壳3被暴露于被加热液体后较不容易被该液体腐蚀，因此导热壳3的安全性改善了。示例性地，第一层301为铝管以提升导热壳3的传热效率，第二层302为钛管以提升导热壳3的抗腐蚀性能。

在导热壳3包含第一层301和第二层302的情形下，可选的接地柱7可以与第一层301直接或间接连接。例如，接地柱7焊接于第一层301的端部而与第一层301直接连接，或者接地柱7焊接于第二层302的端部而与第一层301经第二层302间接连接。

参考图3和图4，加热组件2还可选地包括第一端盖200，沿导热壳3的长度方向(图3中X方向所示)，第一端盖200的至少一部分设置于第一开口304和PTC发热芯4之间，第一端盖200设有第一开孔202，以供电源线401从第一开孔202伸出，第一端盖200的侧面部分或全部沿第一端盖200的径向与导热壳3的第一层301的内表面相抵。

示例性地，第一收缩部501的位于第一开口304处的部分和其所靠近PTC发热芯4的这一端的端部C设定有间隔距离H，以在此间隔距离H内容纳第一端盖200。

示例性地，第一端盖200的一部分位于导热壳3内，另一部分位于第一收缩部501处。第一端盖200的外周设有第一凸起203，第一凸起203能够与导热壳3的第一层301的内表面抵接，以形成第一密封区域505，从而防止导热壳3的第一层301和第二层302之间的导热胶流入PTC发热芯4，从而导致的PTC发热芯4失效。

可选地，第一端盖200为橡胶材质的胶塞。可以理解地，第一端盖200在其他实施例中还可由其他材料(例如，但不限于，硅胶或PVC)制成。

示例性地，第一端盖200上设有两个第一开孔202，以分别供两支电源线401伸出。

参考图3和图5，加热组件2还可选地包括第三端盖201，第三端盖201设置于导电件601与PTC发热芯4之间，第三端盖201的侧面部分或全部与导热壳3的第一层301的内表面相抵。可选地，第三端盖201为橡胶材质的胶塞。可以理解地，第三端盖201在其他实施例中还可由其他材料(例如，但不限于，硅胶或PVC)制成。

可选地，导电件601和其所靠近PTC发热芯4的这一端的端部D设定有间隔距离L，以在此间隔距离L内容纳第三端盖201。第三端盖201的靠近导电件601的这侧的端面与导热壳3的第一层301的端部E沿径向齐平，第三端盖201的外周设有第二凸起602，第二凸起602能够沿第三端盖201的径向与导热壳3的第一层301的内表面相抵，以形成第二密封区域603。

导热壳3的第一层301和第二层302的挤压使得位于两者之间的导热胶有分别向第一层301的第一端303和第二端305流出的可能性，第三端盖201靠近于导热壳3的第二端305处，其第二密封区域603对从第一层301的端部E和第二层302之间流出的导热胶进行阻挡，避免其流入PTC发热芯4使得PTC发热芯4失效。

可以理解地，导热壳3也可以是单层结构，如只设置第一层301，而不设置第二层302，并分别在第一层301的第一端303和第二端305设置第一限位部5和第二限位部6，以对PTC发热芯4进行阻挡，避免其伸出导热壳3，即单层的导热壳也适用于本方案，并在解决PTC发热芯4伸出导热壳3的问题上也可以取得同样的效果。

【加热组件实施例2】

本实施例中的加热组件与实施例1中大致相同。与实施例1的不同之处在于，本实施例中第一限位部的具体结构发生了变化，具体而言，本实施例中第一限位部采用限位件来代替了实施例1中的第一收缩部。

具体来说，参考图6和图7，第一限位部5是限位件502，限位件502固定于导热壳3的第一端303的第一开口304。示例性地，限位件502与第一开口304连接，限位件502包括第二开孔503，加热组件还包括电源线401，电源线401与PTC发热芯4电连接，电源线401从第二开孔503伸出。示例性地，限位件502包括两个第二开孔503，以分别供两支电源线401伸出。

可选地，限位件502与导热壳3的第一端303沿周向(图6中R方向所示)固定连接，其限位件502的连接部504在导热壳3的长度方向(图7中X方向所示)上对PTC发热芯4进行阻挡，以避免PTC发热芯4沿电源线401的伸出方向滑出导热壳3。

可选地，加热组件还包括第二端盖204，第二端盖204设置于限位件502和PTC发热芯4之间，第二端盖204设有第三开孔205，第三开孔205和第二开孔503连通，电源线401穿过第三开孔205。示例性地，电源线401先穿过第二端盖204的第三开孔205，再从限位件502的第二开孔503穿出，从而连接外部电源。

可选地，第二端盖204的外周设有第三凸起206，第三凸起206能够与导热壳3的第一层301的内表面抵接，以形成第三密封区域506，从而防止导热壳3的第一层301和第二层302之间的导热胶流入PTC发热芯4，从而导致的PTC发热芯4失效。

可选地，第二端盖204和上述实施例中的第一端盖200相同或类似，二者均为橡胶材质的胶塞。可以理解地，第二端盖204在其他实施例中还可由其他材料(例如，但不限于，硅胶或PVC)制成。

以上详述了本申请加热组件的结构。

参考图8和图9，上述各实施例中的加热组件2可以用于示例性的液体加热器8。其中，液体加热器8包括壳体800和上述任一加热组件2。壳体800内设有腔室801，待加热的液体(例如水)流经腔室801并被加热组件2加热。例如，腔室801沿加热组件2的导热壳3的长度方向延伸，加热组件2部分或全部地穿设于腔室801。

可选地，液体加热器8的壳体800内包括供流体流入并流出腔室801的管道802，加热组件2置入腔室801内。液体由管道802进入腔室801内，然后与加热组件2的导热壳3的外表面直接或者间接接触，从而PTC发热芯4通电后经导热壳3对流过导热壳3表面的液体进行加热。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (11)

1.一种加热组件，其特征在于，包括：

导热壳，所述导热壳设有沿所述导热壳的长度方向延伸的容纳腔，所述导热壳的第一端设有第一开口，第二端设有第二开口；

第一限位部，设置于所述第一开口；

第二限位部，设置于所述第二开口；以及

PTC发热芯，全部容纳于所述容纳腔中，所述PTC发热芯位于所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述第一限位部和所述第二限位部限制所述PTC发热芯沿所述导热壳的长度方向滑出所述容纳腔。

2.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述第一限位部包括：

第一收缩部，形成于所述导热壳的所述第一端，所述第一开口设置于所述第一收缩部，并且所述第一开口的尺寸小于所述PTC发热芯的外轮廓尺寸，从而所述第一收缩部在所述第一端形成所述第一限位部；

其中，所述加热组件还包括电源线，所述电源线与所述PTC发热芯电连接，并从所述第一开口伸出所述导热壳。

3.如权利要求2所述的加热组件，其特征在于，所述第一收缩部的内轮廓尺寸沿朝向所述第一开口的方向逐渐减小。

4.如权利要求2所述的加热组件，其特征在于，所述第一收缩部通过挤压所述导热壳的所述第一端成型。

5.如权利要求2所述的加热组件，其特征在于，还包括：

第一端盖，所述第一端盖的至少一部分设置于所述第一开口和所述PTC发热芯之间，所述第一端盖设有第一开孔，所述电源线穿过所述第一开孔，所述第一端盖的至少一部分与所述导热壳的内壁相抵。

6.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，所述第一限位部包括：

限位件，所述限位件固定于所述导热壳的所述第一端的所述第一开口；

其中，所述限位件包括第二开孔，所述加热组件还包括电源线，所述电源线与所述PTC发热芯电连接，并穿过所述第二开孔。

7.如权利要求6所述的加热组件，其特征在于，还包括：

第二端盖，设置于所述限位件和所述PTC发热芯之间，所述第二端盖设有第三开孔，所述第三开孔和所述第二开孔连通，所述电源线穿过所述第三开孔。

8.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，还包括：

接地柱；

其中所述第二限位部包括导电件，所述导电件分别与所述导热壳的所述第二端和所述接地柱连接。

9.如权利要求8所述的加热组件，其特征在于，还包括：

第三端盖，设置于所述导电件与所述PTC发热芯之间，所述第三端盖的至少一部分与所述导热壳的内壁相抵。

10.如权利要求1所述的加热组件，其特征在于，还包括：

接地柱；

所述第二限位部包括导电件；

其中，所述导热壳包括第一层和第二层，所述PTC发热芯与所述第一层的内表面接触，所述第一层和所述第二层电连接，所述导电件分别与所述第二层和所述接地柱连接。

11.一种液体加热器，其特征在于，包括：壳体和权利要求1至10任一项所述的加热组件，所述壳体内设有沿所述导热壳的长度方向延伸的腔室，所述加热组件至少部分穿设于所述腔室。