CN115835429A - 一种使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热装置技术领域，尤其涉及一种使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，包括底座、外壳体、导热件、PTC陶瓷发热片、第一翅片组、第二翅片组、常温热管和风扇组件，导热件包括下导热板和上导热板，PTC陶瓷发热片夹设在下导热板与上导热板之间；第一翅片组包括多个连接在上导热板的上表面的第一散热翅片，第二翅片组包括多个并排间隔布置的第二散热翅片；常温热管呈L形状，设有多个，包括压装在对应的导热板内的水平管段和穿进第二散热翅片中的竖直管段；风扇组件包括设置在第一翅片组背向第二翅片组一侧的风扇固定架和风扇，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组。本发明能实现常温热管在低温环境下的正常工作，降低使用成本。

Description

一种使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置

技术领域

本发明涉及加热装置技术领域，尤其涉及一种使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置。

背景技术

热管是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程（即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热），使热量快速传导。按照热管管内工作温度可将热管分为低温热管（-273~0℃）、常温热管（0~250℃）、中温热管（250~450℃）、高温热管（450~1000℃）。目前常用的热管为常温热管，可用在汽车上进行散热，但是汽车行驶的环境复杂多样，尤其在冬天，东北地区的室外温度可达到-30℃甚至更低，此时并未达到常温热管的工作温度，使得常温热管无法正常启动导热，低温热管虽然可满足在上述极端环境中使用，但是低温热管的工艺复杂、使用成本高，不能满足汽车上散热器的批量使用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，实现常温热管在低温环境下的正常工作，降低使用成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，包括：

底座，定义底座的长度方向为左右方向，底座的宽度方向为前后方向；

导热件，包括固定在底座上的下导热板和上导热板；

PTC陶瓷发热片，夹设在下导热板与上导热板之间，PTC陶瓷发热片在通电后产生热量并与下导热板和上导热板进行热量传递；

第一翅片组，包括多个连接在上导热板的上表面并且在左右方向上并排间隔布置的第一散热翅片，第一散热翅片沿上下方向延伸；

第二翅片组，包括多个在上下方向上并排间隔布置的第二散热翅片，第二散热翅片沿左右方向延伸，第二散热翅片位于第一散热翅片的前侧；

常温热管，呈L形状，设有多个，包括水平管段和竖直管段，水平管段压装在对应的导热板内，竖直管段穿进第二散热翅片中；

风扇组件，包括风扇固定架和风扇，风扇固定架位于第一翅片组的背向第二翅片组的一侧，风扇安装在风扇固定架的背向第一翅片组的一侧，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组；

外壳体，安装在底座上，外壳体上对应第一翅片组、第二翅片组和常温热管的位置均设置有多个散热孔。

上述技术方案的有益效果是：PTC陶瓷发热片在通电后产生热量，热量通过上导热板和下导热板进行传递，由于常温热管的水平管段压装在对应的导热板内，因此PTC陶瓷发热片产生的热量能够通过对应处的导热板传递给水平管段，来对常温热管的水平管段进行加热；热量通过上导热板传递至第一翅片组和第二翅片组，进而通过第二翅片组将热量传递给常温热管的竖直管段，又由于风扇设置在第一翅片组的背向第二翅片组的一侧，在开启风扇时，风扇可将第一散热翅片处的热量吹向第二散热翅片，将此热风对竖直管段进行进一步加热，两处热量进行叠加，使常温热管达到正常的启动温度以进行正常导热。本发明的电加热装置在正常加热的同时，也能够给常温热管进行加热，保证常温热管在低温环境时的正常导热，无需使用低温热管，节省成本

进一步的，所述下导热板的上表面上设有多个上热管安装凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在上热管安装凹槽内，水平管段的上表面为与下导热板的上表面平齐的平面；和/或，所述上导热板的下表面上设有多个下热管安装凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在下热管安装凹槽内，水平管段的下表面为与下导热板的下表面平齐的平面。

有益效果：一方面，便于水平管段的装配，提高了水平管段与导热板和PTC陶瓷发热片之间的接触面积，另一方面，水平管段能够直接与PTC陶瓷发热片接触进行热量的传递，避免了热量的损失。

进一步的，上热管安装凹槽成组设置，且在左右方向上至少间隔设置有两组；下热管安装凹槽成组设置，且在左右方向上至少间隔设置有两组；上热管安装凹槽组与下热管安装凹槽组在左右方向上交替布置，常温热管包括上常温热管和下常温热管，上常温热管的水平管段过盈装配在下热管安装凹槽内，下常温热管的水平管段过盈装配在上热管安装凹槽内。

有益效果：上常温热管和下常温热管在排布上呈上下交替排布，可减少常温热管的使用长度和对应第二散热翅片的尺寸，外观上错落有致，可减少密集感。

进一步的，所述第二翅片组在左右方向上间隔设置有至少两组，且设置组数等于上热管安装凹槽组和下热管安装凹槽组的组数之和；第一散热翅片在左右方向上的排列长度不小于各个第二翅片组中的第二散热翅片在左右方向上的排列长度之和。

有益效果：可根据实际安装空间来选择合适组数的第二翅片组，同时使风扇能够将第一翅片组处的热风尽数吹向第二散热翅片处，来保证对常温热管的竖直管段的加热，以使常温热管能够被加热至启动温度。

进一步的，所述风扇固定架与各第二翅片组之间围成翅片定位腔，第一翅片组中的各个第一散热翅片均安装在所述翅片定位腔内。

有益效果：风扇固定架既能对风扇起到固定作用，又能对第一翅片组进行定位，使整体结构更为紧凑，减少整体尺寸，节约安装空间。

进一步的，所述风扇固定架包括安装板、连接在安装板左右两端的竖板以及连接在竖板底端的固定板，所述风扇固定在安装板的背向第一翅片组的一侧，安装板上对应风扇的位置设有适配的通风孔，安装板与两竖板之间围成翅片定位槽，固定板与底座连接。

有益效果：结构简单，固定方便。

优选的，第一散热翅片的后侧与安装板抵靠接触，第一散热翅片的前侧与对应的第二散热翅片抵靠接触。

有益效果：使结构更为紧凑，同时便于热量从第一翅片组处向第二翅片组处进行传递，避免了热量的损失。

进一步的，安装板的底部设有用于避让上导热板、下导热板和PTC陶瓷发热片的避让口。

有益效果：安装板直接与底座固定连接，连接可靠性更高，同时安装板不直接与上、下导热板接触，不会影响此处热量的传递。

附图说明

图1是本发明的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置的外形示意图；

图2是本发明的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置去掉外壳体后的结构示意图；

图3是图2的主视图；

图4是图2的俯视图；

图5是图2中风扇固定架的结构示意图。

附图标记：1-外壳体，2-底座，3-下导热板，4-上导热板，5-第一散热翅片，6-第二散热翅片，7-风扇固定架，8-风扇，9-上常温热管，10-下常温热管，11-安装板，12-通风孔，13-避让口，14-竖板，15-固定板，16-上热管安装凹槽，17-下热管安装凹槽，18-翅片定位槽，19-散热孔，20-PTC陶瓷发热片。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置的具体实施例：

如图1和图2所示，使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置包括底座2、固定在底座上的外壳体1以及安装在外壳体1内部的导热件、PTC陶瓷发热片20、第一翅片组、第二翅片组、常温热管和风扇组件。

具体的，本发明的电加热装置在使用时安装在客车座椅底架处，用于客车的取暖，安装时如图1的方式进行水平固定。但本实施例中，为便于描述，以图2中所示的方向，定义底座2的长度方向为左右方向，底座2的宽度方向为前后方向。当然，需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是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发明的限制。

本实施例中，导热件包括固定在底座2上的下导热板3和上导热板4。为了有利于热量的传递，下导热板3和上导热板4均采用铝板，能够兼顾导热性和重量轻。PTC陶瓷发热片20为现有技术，在通电后能够产生热量。PTC陶瓷发热片20夹设在下导热板3与上导热板4之间，并与下导热板3和上导热板4贴合。上导热板4和下导热板3之间穿设有螺栓，起到将上导热板4和下导热板3固定的作用，同时也将PTC陶瓷发热片20夹紧。PTC陶瓷发热片20产生的热量能够传递给下导热板3和上导热板4。

如图2、图3和图4所示，下导热板3的上表面上设有多个沿左右方向间隔布置的上热管安装凹槽16，上导热板4的下表面上设有多个下热管安装凹槽17。本实施例中，上热管安装凹槽16成组设置，且在左右方向上间隔设置有三组，每组均包括四个间隔布置的上热管安装凹槽16；下热管安装凹槽17成组设置，且在左右方向上间隔设置有三组，每组均包括四个间隔布置的下热管安装凹槽17。上热管安装凹槽组与下热管安装凹槽组在左右方向上交替布置。第二翅片组共设有六组，分别与下热管安装凹槽组和上热管安装凹槽组对应，每个第二翅片组中均包括多个在上下方向上并排间隔布置的第二散热翅片6，每组中的各个第二散热翅片6连接在一起。

本实施例中，常温热管根据安装的位置分为上常温热管9和下常温热管10，上常温热管9和下常温热管10均弯折成L形，均包括水平管段和竖直管段。其中，下常温热管10的水平管段采用机械压装的方式过盈配合的装配在对应的上热管安装凹槽16内，下常温热管10的水平管段上表面为与下导热板3的上表面平齐的平面，此时下常温热管10的水平管段与PTC陶瓷发热片20的下表面贴合。上常温热管9的水平管段采用机械压装的方式过盈配合的装配在对应的下热管安装凹槽17内，上常温热管9的水平管段下表面为与上导热板43的下表面平齐的平面，此时上常温热管9的水平管段与PTC陶瓷发热片20的上表面贴合。

上常温热管9和下常温热管10的竖直管段分别穿进对应的第二散热翅片6中，同时与第二散热翅片6通过锡膏焊接在一起，实现第二散热翅片6的固定。需要说明的是，在实际安装时，第二翅片组中穿设的上常温热管9或下常温热管10的数量可根据第二散热翅片6的尺寸进行适应性调整。

如图2和图4所示，风扇组件包括设置风扇固定架7和风扇8，风扇固定架7位于第一翅片组的背向第二翅片组的一侧，风扇8安装在风扇固定架7的背向第一翅片组的一侧，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组。

如图5所示，风扇固定架7包括安装板11、连接在安装板11左右两端的竖板14以及连接在竖板14底端的固定板15，固定板15与底座2连接。风扇8设有四个，均通过螺栓固定在安装板15的背向第一翅片组的一侧，安装板15上对应每个风扇8的位置设有适配的通风孔12。当然，在实际使用时，风扇8的设置数量可根据具体使用尺寸进行适应调整。安装板15的底部设有用于避让上导热板4、下导热板3和PTC陶瓷发热片20的避让口13，并且与上导热板4之间均留有一定的间隙。竖板14与上导热板4、下导热板3和PTC陶瓷发热片20之间也留有一定的间隙。

安装板15与两竖板14之间围成翅片定位槽18，第二翅片组正对翅片定位槽18的槽口处，从而与风扇固定架7之间围成一个翅片定位腔。第一翅片组安装在上述的翅片定位腔内，包括多个连接在上导热板4的上表面并且在左右方向上并排间隔布置的第一散热翅片5，第一散热翅片5沿上下方向延伸，并且第一散热翅片5在左右方向上的排列长度大于各个第二翅片组中的第二散热翅片6在左右方向上的排列长度之和。为提高导热效果，如图4所示，本实施例中，第一散热翅片5的后侧与安装板15抵靠接触，第一散热翅片5的前侧与对应的第二散热翅片6抵靠接触，也即第一散热翅片5呈现出被夹设在安装板15与第二翅片组之间的形式，这样使整个电加热装置的结构更为紧凑，热量更为聚集，便于统一排出。

如图1所示，外壳体1上对应第一翅片组、第二翅片组和各常温热管的位置均设置有多个散热孔19，散热孔19能够将外壳体1内部的热量排出去。

需要说明的是，本发明的电加热装置在实际使用时，PTC陶瓷发热片为并联连接，为600V直流高压电，由高压线束与车内连接。风扇之间并联，由车内提供的24V直流低压电，与车内通过安普插件连接。

本发明的电加热装置的工作原理：在低温环境下，对PTC陶瓷发热片22通电，PTC陶瓷发热片20在通电后产生热量，热量通过上导热板4和下导热板3进行传递，由于上常温热管9的水平管段和下常温热管的水平管段均与PTC陶瓷发热片22贴合，因此PTC陶瓷发热片22产生的热量能够通过直接传递给各水平管段，来对水平管段进行加热；另外，热量通过上导热板4传递至第一翅片组和第二翅片组，进而通过第二翅片组将热量传递给上常温热管9和下常温热管10的竖直管段，又由于风扇8设置在第一翅片组的背向第二翅片组的一侧，在开启风扇8时，风扇8可将第一散热翅片5处的热量吹向第二散热翅片6，将此热风对竖直管段进行进一步加热，两处热量进行叠加，最终使常温热管在低温环境下能达到正常的启动温度以进行正常导热。

本发明的电加热装置在正常加热的同时，也能够给各常温热管进行加热，保证各个常温热管在低温环境时的正常运行，无需使用低温热管，节省成本。

在其他实施例中，也可以仅在上导热板的下表面上设置下热管安装凹槽，此时所有常温热管的水平管段均过盈装配在下热管安装凹槽内，水平管段的下表面为与上导热板的下表面平齐的平面。当然，也可以仅在下导热板的上表面上设置上热管安装凹槽，此时所有常温热管的水平管段均过盈装配在上热管安装凹槽内，水平管段的上表面为与下导热板的上表面平齐的平面。

在其他实施例中，若不考虑器件自身重量的情况下，上导热板和下导热板也可以采用铜板。

在其他实施例中，第一翅片组和第二翅片组与风扇固定架之间也可以间隔布置。

以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，包括：

底座，定义底座的长度方向为左右方向，底座的宽度方向为前后方向；

导热件，包括固定在底座上的下导热板和上导热板；

PTC陶瓷发热片，夹设在下导热板与上导热板之间，PTC陶瓷发热片在通电后产生热量并与下导热板和上导热板进行热量传递；

第一翅片组，包括多个连接在上导热板的上表面并且在左右方向上并排间隔布置的第一散热翅片，第一散热翅片沿上下方向延伸；

第二翅片组，包括多个在上下方向上并排间隔布置的第二散热翅片，第二散热翅片沿左右方向延伸，第二散热翅片位于第一散热翅片的前侧；

常温热管，呈L形状，设有多个，包括水平管段和竖直管段，水平管段压装在对应的导热板内，竖直管段穿进第二散热翅片中；

风扇组件，包括风扇固定架和风扇，风扇固定架位于第一翅片组的背向第二翅片组的一侧，风扇安装在风扇固定架的背向第一翅片组的一侧，用于将第一翅片组处的热量吹向第二翅片组；

外壳体，安装在底座上，外壳体上对应第一翅片组、第二翅片组和常温热管的位置均设置有多个散热孔。

2.根据权利要求1所述的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，所述下导热板的上表面上设有多个上热管安装凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在上热管安装凹槽内，水平管段的上表面为与下导热板的上表面平齐的平面；

和/或，所述上导热板的下表面上设有多个下热管安装凹槽，常温热管的水平管段过盈装配在下热管安装凹槽内，水平管段的下表面为与下导热板的下表面平齐的平面。

3.根据权利要求2所述的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，上热管安装凹槽成组设置，且在左右方向上至少间隔设置有两组；下热管安装凹槽成组设置，且在左右方向上至少间隔设置有两组；上热管安装凹槽组与下热管安装凹槽组在左右方向上交替布置，常温热管包括上常温热管和下常温热管，上常温热管的水平管段过盈装配在下热管安装凹槽内，下常温热管的水平管段过盈装配在上热管安装凹槽内。

4.根据权利要求3所述的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，所述第二翅片组在左右方向上间隔设置有至少两组，且设置组数等于上热管安装凹槽组和下热管安装凹槽组的组数之和；第一散热翅片在左右方向上的排列长度不小于各个第二翅片组中的第二散热翅片在左右方向上的排列长度之和。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，所述风扇固定架与各第二翅片组之间围成翅片定位腔，第一翅片组中的各个第一散热翅片均安装在所述翅片定位腔内。

6.根据权利要求5所述的温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，所述风扇固定架包括安装板、连接在安装板左右两端的竖板以及连接在竖板底端的固定板，所述风扇固定在安装板的背向第一翅片组的一侧，安装板上对应风扇的位置设有适配的通风孔，安装板与两竖板之间围成翅片定位槽，固定板与底座连接。

7.根据权利要求6所述的温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，第一散热翅片的后侧与安装板抵靠接触，第一散热翅片的前侧与对应的第二散热翅片抵靠接触。

8.根据权利要求6所述的温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，安装板的底部设有用于避让上导热板、下导热板和PTC陶瓷发热片的避让口。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的使常温热管在低温环境下正常导热的电加热装置，其特征在于，所述下导热板和上导热板均为铝板。

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