本發(fā)明涉及一種電制熱器，尤其是水暖電加熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)CN101170844A和CN100567843C中加熱水或防凍液(主要成分為乙二醇和水)的電加熱器采用金屬基座，再在上面插入PTC電加熱片，并以楔形元件壓緊。主要存在兩個(gè)缺陷，缺點(diǎn)一是由于楔形元件增加了傳熱中間環(huán)節(jié)，熱阻增加，熱效率低、功率密度小；缺點(diǎn)二是各個(gè)PTC電加熱片都各需要單獨(dú)的楔形元件進(jìn)行緊固，將影響其生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電制熱器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電制熱器，包括PTC電加熱組體，所述PTC電加熱組體包括PTC電極條組件，所述的PTC電極條組件包括正電極條、PTC發(fā)熱片組、負(fù)電極條，所述PTC發(fā)熱片組由若干PTC發(fā)熱片組成；

所述正電極條包括正電極片、正極極耳；

所述負(fù)電極條包括負(fù)電極片、負(fù)極極耳；

所述的PTC發(fā)熱片組設(shè)置在正電極片和負(fù)電極片之間；

所述正電極片和負(fù)電極片各自外部的一側(cè)設(shè)有第一絕緣層。

其中，PTC電極條組件中的PTC發(fā)熱片優(yōu)選通過膠粘的方式與正負(fù)電極片連接；當(dāng)然，也可采用壓緊的方式連接。

進(jìn)一步的，所述PTC電極條組件、第一絕緣層組成第一整體件；所述PTC電制熱器包括流體通道，所述流體通道與所述第一整體件依次間隔設(shè)置形成PTC電加熱組體。

進(jìn)一步的，所述PTC電加熱組體的最外圍優(yōu)選為流體通道。

進(jìn)一步的，相鄰兩流體通道之間分別設(shè)置第一密封件，各第一密封件對第一整體件的兩側(cè)邊緣或整體形成密封絕緣。這樣，起到了將換熱液體與第一整體件(或PTC電極條組件)之間密封隔絕的效果。

進(jìn)一步的，所述的PTC電制熱器還包括主板，該主板具有內(nèi)空腔；所述的PTC電加熱組體設(shè)置在主板的內(nèi)空腔中，并且與主板內(nèi)壁之間形成密封結(jié)構(gòu)；所述主板的外部包裹有用于容納主板與PTC電加熱組體的外殼。所述外殼優(yōu)選塑料外殼，且優(yōu)選采用上下合圍形式的塑料外殼。

其中，所述主板可以是單開口槽形式的，也可以是多開口槽形式的。

或者，進(jìn)一步的，所述的PTC電制熱器還包括集液腔，所述的PTC電加熱組體的兩端與所述集液腔連通，所述集液腔上設(shè)置有進(jìn)液口和出液口。所述的PTC電加熱組體的兩端與所述集液腔的連接優(yōu)選采用膠粘的方式。所述集液腔用于進(jìn)出流體的集液或分液，所述集液腔可以是類似平行流換熱器所用的集流管，或者可以是板翅式換熱器所用的封頭等。

進(jìn)一步的，所述流體通道采用封閉式流體通道。所謂封閉式流體通道是指，垂直于液體流動(dòng)方向的流體通道的截面上的四個(gè)邊(即平行于液體流動(dòng)方向的流體通道的四個(gè)面)是封閉的(或者說相互連接的)，流體與第一整體之間不直接接觸。

進(jìn)一步的，所述封閉式流體通道為板束或扁管。所述板束由隔板、翅片、封條組成，在相鄰兩隔板間放置翅片，翅片底端與頂端放置封條。所述扁管可以是單孔的或多孔的；可以是擠壓成型的，也可以是焊接成型的，扁管材料可以是金屬的，也可以是塑料等非金屬的。

或者，進(jìn)一步的，所述流體通道采用開放式流體通道。所謂開放式流體通道是指，垂直于液體流動(dòng)方向的流體通道的截面上的四個(gè)邊不全是封閉的，流體與第一整體之間存在直接接觸的部分，比如流體與第一整體件的第一絕緣層直接接觸。

所述開放式流體通道包括如下幾種形式：所述流體通道由兩相鄰第一整體件與設(shè)置于兩相鄰第一整體件之間的第二密封件包圍形成；或者，所述流體通道由兩相鄰第一整體件與兩相鄰第一整體件之間的主板部分包圍形成；或者，所述流體通道由第一整體件、邊板以及設(shè)置于第一整體件與邊板之間的第二密封件包圍形成；或者，所述流體通道由第一整體件、外殼以及設(shè)置于第一整體件與外殼之間的第二密封件包圍形成。

所述的第二密封件，其作用是用于密封相鄰兩第一整體件之間的空隙，防止換熱液體從相鄰兩第一整體件之間的上下方向流到主板或外殼之外。若主板是多開口槽形式的，每個(gè)開口槽均插入第一整體件，并被第一整體件充滿且密封，這樣則可以省略第二密封件。

所述邊板，位于PTC電加熱組體的最外圍，作為兩側(cè)流體通道的一部分。

進(jìn)一步的，兩相鄰第一整體件之間的上部設(shè)置一個(gè)所述第二密封件，或者兩相鄰第一整體件之間的上部和下部各設(shè)置一個(gè)所述第二密封件。

進(jìn)一步的，所述開放式流體通道中設(shè)置有若干翅片，以強(qiáng)化換熱性能。所述翅片可以是各種形式的翅片，比如光直翅片、鋸齒翅片、多孔翅片等。

進(jìn)一步的，所述第一絕緣層材料為耐換熱液體浸泡的絕緣材料。這種材料有耐換熱液體浸泡的絕緣硅膠、外部涂覆有環(huán)氧樹脂的聚酰亞胺薄膜，等等。所謂耐換熱液體浸泡的絕緣材料是指該絕緣材料浸泡在換熱液體中仍能保持良好的絕緣功能。若選擇耐換熱液體浸泡 的絕緣材料作為第一絕緣層材料，則也可選用該絕緣材料作為第一密封件。現(xiàn)有的乘用車用換熱液體通常為乙二醇型水基防凍液，而乙二醇對一般的絕緣硅膠有明顯的溶脹作用，從而導(dǎo)致絕緣硅膠的絕緣防護(hù)功能失效，所以耐換熱液體浸泡的絕緣材料主要特征之一就是抗乙二醇溶脹功能，這種絕緣硅膠比如是抗乙二醇型防凍液溶脹的氟硅橡膠等等。另外，本發(fā)明中耐換熱液體浸泡的絕緣材料可以是單一材料、或者復(fù)合材料、或者多種材料組合，其能夠同時(shí)起到絕緣和耐冷卻液浸泡功能。

進(jìn)一步的，所述第一絕緣層為陶瓷絕緣片、或高分子材料絕緣片、或涂覆(如噴涂、浸涂等)絕緣層、或鍍絕緣層，或者，所述正電極片和負(fù)電極片的外部包裹第一絕緣層。

進(jìn)一步的，所述第一絕緣層材質(zhì)選自高分子絕緣材料、陶瓷絕緣材料、和摻雜有陶瓷的高分子復(fù)合絕緣材料中的任意一種或幾種。

進(jìn)一步的，所述第一絕緣層材質(zhì)選自硅膠、有機(jī)硅樹脂、無機(jī)硅、聚酰亞胺、特氟龍、聚酯亞胺、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯類膠粘劑、丙烯酸類膠粘劑、苯并噁嗪、摻雜有陶瓷的硅膠中的任意一種或幾種。

進(jìn)一步的，設(shè)置所述第一絕緣層的方法選自涂覆、平貼、以及繞包(或包裹)中的一種或數(shù)種的組合。

進(jìn)一步的，設(shè)置所述第一絕緣層的涂覆方法選自噴涂、刷涂、輥涂、沉積、浸涂、點(diǎn)膠、絲網(wǎng)印、滾涂、電泳、以及刮涂中的一種或數(shù)種的組合。

進(jìn)一步的，所述第一密封件為絕緣密封膠、或絕緣橡膠圈、或焊接密封件。

進(jìn)一步的，所述正極極耳位于正電極片的頂部，所述負(fù)極極耳位于負(fù)電極片的頂部；所述流體通道的換熱液體流動(dòng)方向?yàn)镻TC電制熱器的左側(cè)至右側(cè)或由右側(cè)到左側(cè)。

本發(fā)明PTC電制熱器所用的換熱液體優(yōu)選采用水基冷卻液，所謂水基冷卻液是指冷卻液以水為基本成分，比如純水或者常用的防凍液，其中防凍液的主體組分為水和乙二醇，比如配比優(yōu)選為約50％乙二醇+約50％水。

進(jìn)一步的，所述電制熱器還包括換熱液體，換熱液體在流體通道中流動(dòng)，所述換熱液體為水基冷卻液。優(yōu)選地，水基冷卻液為純水或者是以乙二醇和水為主要成分的防凍液。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用三明治式結(jié)構(gòu)排列，傳熱效率高、功率密度大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，成本低，并且裝配簡單。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是第一整體件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是第一整體件與流體通道交疊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是正電極片和負(fù)電極片的外部包裹第一絕緣層的截面剖視示意圖；

圖4是圖3中A處的局部放大圖；

圖5是PTC電加熱組體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是單開口槽主板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是PTC電加熱組體安裝在主板中的截面剖視示意圖；

圖8是一種封閉式流體通道(板束)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是另一種封閉式流體通道(扁管)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是包含有開放式流體通道的PTC電加熱組體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11-1和圖11-2是多種翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12-1和圖12-2是包含有開放式流體通道且中間設(shè)置了翅片的PTC電加熱組體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13-1和圖13-2是多開口槽主板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14-1和圖14-2是集液腔的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、正電極條，2、負(fù)電極條，3、PTC發(fā)熱片，4、第一絕緣層，5、流體通道，511、板束，512、扁管，52、開放式流體通道，6、第一密封件，7、主板，71、內(nèi)空腔，72、內(nèi)空腔，73、內(nèi)空腔，8、第一整體件，9邊板，10、第二密封件，11、集液腔，12、翅片。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例一

如圖1至圖8所示，一種電制熱器，包括PTC電加熱組體，PTC電加熱組體包括PTC電極條組件，PTC電極條組件包括正電極條1、PTC發(fā)熱片組、負(fù)電極條2，PTC發(fā)熱片組由若干PTC發(fā)熱片3組成。

正電極條1包括正電極片、正極極耳；負(fù)電極條2包括負(fù)電極片、負(fù)極極耳；PTC發(fā)熱片3組設(shè)置在正電極片和負(fù)電極片之間。正極極耳位于正電極片的左側(cè)邊頂部，負(fù)極極耳位于負(fù)電極片的右側(cè)邊頂部。正極極耳、負(fù)極極耳根據(jù)實(shí)際需求可以設(shè)置在正電極片或負(fù)電 極片頂端的任意位置，可以是左側(cè)或右側(cè)或中間。優(yōu)選地，可以采用硅膠將PTC發(fā)熱片組粘接于正負(fù)電極片之間。

PTC電極條組件、第一絕緣層4組成第一整體件8；如圖1所示的第一整體件8，其正電極片和負(fù)電極片各自外部的一側(cè)設(shè)有第一絕緣層4。第一絕緣層4為陶瓷絕緣片或高分子材料絕或噴涂絕緣層或鍍絕緣層；或者，如圖3、圖4所示的第一整體件8，其正電極片和負(fù)電極片的外部包裹第一絕緣層4。

PTC電制熱器包括流體通道5，如圖5所示，流體通道5與第一整體件8依次間隔設(shè)置形成PTC電加熱組體，PTC電加熱組體的最外圍為流體通道5。

流體通道5在工作時(shí)內(nèi)部有換熱液體流經(jīng)過，依靠PTC電極條組件工作產(chǎn)生的熱量對流體通道5內(nèi)的換熱液體進(jìn)行加熱，PTC電加熱組體的最外圍設(shè)置為流體通道5，其余的流體通道5和PTC電極條組件交疊設(shè)置。

如圖5所示，相鄰兩流體通道5之間分別設(shè)置第一密封件6，各第一密封件6對第一整體件8的兩側(cè)邊緣形成密封絕緣，也可以對第一整體件8的下部、上部以及整體形成密封絕緣。第一密封件6為膏狀絕緣密封膠或絕緣橡膠圈或焊接密封件。

如圖6、圖7所示，為能將密封好的PTC電加熱組體組裝起來，PTC電制熱器還包括主板7，該主板7具有內(nèi)空腔71，PTC電加熱組體設(shè)置在主板7的內(nèi)空腔71中，并且與主板7的內(nèi)壁之間形成密封結(jié)構(gòu)。另外，主板7的外部包裹有用于容納主板7與PTC電加熱組體的塑料外殼(未示出)。塑料外殼的作用是個(gè)容腔，換熱液體從中經(jīng)過。除了進(jìn)出口之外，其他地方均進(jìn)行密封，塑料外殼采用上、下外殼合圍形式。

PTC發(fā)熱片3的數(shù)量為18個(gè)，若干PTC發(fā)熱片3呈三行六列分布在正電極片和負(fù)電極片之間，根據(jù)該實(shí)施例要求，第一整體件8的數(shù)量為3個(gè)，流體通道5的數(shù)量為4個(gè)，針對其他實(shí)施方式，也可以設(shè)置其他數(shù)量的第一整體件8與流體通道5數(shù)量。對于PTC發(fā)熱片3的數(shù)量選擇，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇，本申請中所有數(shù)字，僅為舉例，可推而廣之。

如圖8所示的流體通道5為單層板束511，是一種封閉式流體通道，由兩塊隔板、一組翅片、兩個(gè)封條組成，在兩隔板間放置翅片，翅片底端與頂端放置封條。翅片處還可以放置用以導(dǎo)流的導(dǎo)流片。流體通道5內(nèi)換熱液體的流動(dòng)方向?yàn)镻TC電制熱器的左側(cè)至右側(cè)或由右側(cè)到左側(cè)。為了更好地進(jìn)行密封，優(yōu)選地，可在板束的兩個(gè)隔板外表面開設(shè)一圈凹槽，用于放置O型密封圈，以將第一整體件更好地密封與兩個(gè)板束之間。

流體通道5為190*70mm，厚度為5±0.5mm；流體通道5的厚度根據(jù)實(shí)際的需求也可以采用其他的尺寸。正電極條1為180*60mm，厚度為0.2±0.05mm，負(fù)電極條2為180*60mm， 厚度為0.2±0.05mm，正極極耳、負(fù)極極耳的尺寸為10*10mm；PTC發(fā)熱片3為30*20mm，厚度為3.5±0.05mm；第一絕緣層4的厚度為0.5±0.05mm。

本發(fā)明采用三明治式結(jié)構(gòu)排列，傳熱效率高、功率密度大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，成本低，并且裝配簡單。

實(shí)施例二

本實(shí)施例大部分與實(shí)施例一相同，所不同的是，流體通道5采用如圖9所示的多孔擠壓扁管512。擠壓扁管作為一種封閉式流體通道，其成型工藝簡單，傳熱效率高。

實(shí)施例三

本實(shí)施例中的流體通道為開放式流體通道，如圖10所示，一部分流體通道52由兩相鄰第一整體件8與設(shè)置于兩相鄰第一整體件8之間的第二密封件10包圍形成；另一部分流體通道52由第一整體件8、邊板9以及設(shè)置于第一整體件8與邊板9之間的第二密封件10包圍形成。

PTC電極條組件除正負(fù)極耳部分之外，其余部分(包括前后左右四面以及底部)涂覆(噴涂或浸涂)第一絕緣層4，第一絕緣層4材料采用耐換熱液體浸泡的絕緣硅膠。這種硅膠浸泡于換熱液體中能仍然保持良好的電絕緣功能，適合應(yīng)用于采用開放式的流體通道的PTC電加熱組體。而且，由于PTC電極條組件兩側(cè)和底部均涂覆了該耐換熱液體浸泡的第一絕緣層4，故不再需要另外設(shè)置第一密封件6。

如圖10所示的PTC電加熱組體，在兩相鄰第一整體件8上部和下部分別設(shè)置一個(gè)第二密封件10，一方面用于間隔和固定第一整體件8，另一方面用于防止換熱液體從主板處溢出。

該種結(jié)構(gòu)的PTC電制熱器結(jié)構(gòu)簡單，其絕緣層直接與換熱液體接觸，換熱效率更高。

實(shí)施例四

本實(shí)施例與實(shí)施例三大部分相同，所不同的是：如圖12-1所示，在兩相鄰第一整體件8之間的上部設(shè)置了一個(gè)第二密封件10，并在兩相鄰第一整體件8之間設(shè)置了一組翅片12。該翅片12一方面可以加強(qiáng)換熱，另一方面用于支撐和間隔兩相鄰第一整體件8。翅片8的形式有多種形式可選，如圖11所示。

實(shí)施例五

本實(shí)施例采用多開口槽形式的主板，該主板如圖13-1或圖13-2所示。在兩相鄰第一整體件8 之間設(shè)置了翅片12，將第一整體件8的上部或極耳分別對應(yīng)插入主板7一個(gè)開口槽72或73內(nèi)，并確保第一整體件8與主板7之間的密封。本實(shí)施例的流體通道5由兩相鄰第一整體件8與兩相鄰第一整體8件之間的主板7部分包圍形成；或者，流體通道由第一整體件8、外殼以及主板7部分包圍形成。優(yōu)選地，可在兩相鄰第一整體8件之間增加翅片12以提高機(jī)械性能和換熱能力。第一絕緣層4采用耐換熱液體浸泡的絕緣硅膠，且除極耳之外，在PTC電極條組件的所有外表面均涂覆該絕緣硅膠。

實(shí)施例六

本實(shí)施例采用實(shí)施例一所述的PTC電加熱組體，即封閉式流體通道5與第一整體件8間隔設(shè)置形成PTC電加熱組體。所不同的是，在PTC電加熱組體左右兩端采用如圖14所示的集液腔11與其連通，連接的方式為膠粘，組成帶集液腔11的PTC電制熱器。

實(shí)施例七

本實(shí)施例與實(shí)施例四大部分相同，所不同的是：如圖12-2所示，在兩相鄰第一整體件8之間的上部未設(shè)置第二密封件，兩相鄰第一整體件8之間僅設(shè)置了一組翅片12。

如圖12-2所示的PTC電加熱組體可與圖13-2所示的主板配合使用，第一整體件8的上部(如極耳)穿過圖13-2所示的內(nèi)空腔73伸出于主板之上。第一絕緣層4采用耐換熱液體浸泡的絕緣硅膠(如抗乙二醇型防凍液溶脹的氟硅橡膠)，且除極耳之外，在PTC電極條組件的所有外表面均涂覆該絕緣硅膠，并在極耳與主板之間采用該硅膠密封。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。