一种PTC水暖加热器的制作方法

一种ptc水暖加热器
技术领域
1.本发明涉及一种用于加热流动介质的ptc水暖加热器的组件，尤其涉及一种ptc水暖加热器。


背景技术：

2.目前ptc水暖加热器的热功率受流道的影响很大，流道结构影响了冷却液的流阻和换热能力，当换热能力低下时，ptc发热元件散发的热量不能被冷却液及时带走，ptc发热元件的阻值会增大，ptc水暖加热器的发热功率会大大降低，影响了产品性能以及热效率，并且当ptc水暖加热器热效率低时，会消耗掉混动车和电动车更多的电量，降低了混动车型和纯电动车型的续航里程。
3.因此有必要设计一种新的ptc水暖加热器，对流道结构进行改善，进而提升换热效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种ptc水暖加热器，本发明至少解决了现有技术中的部分问题。
5.本发明是这样实现的：
6.本发明提供一种ptc水暖加热器，包括底座和上盖，所述底座和上盖围合成冷却液换热空间，所述底座上开设有冷却液进水口和冷却液出水口，所述冷却液换热空间在竖直方向上被分隔为若干流道层，相邻两流道层间被一发热层隔开，各所述流道层均设有从冷却液进水口到冷却液出水口的若干分支流道，每一流道层的各分支流道在水平方向上并行设置。
7.进一步地，所述冷却液进水口和冷却液出水口设于所述底座的同一侧且高度相同。
8.进一步地，各流道层被换热肋片分隔为若干分支流道，所述分支流道呈m形。
9.进一步地，所述冷却液换热空间在竖直方向上被分隔为三个流道层，自下而上依次为第一流道、第二流道、第三流道，所述第一流道和所述第二流道间设有第一发热层，所述第二流道和所述第三流道间设有第二发热层。
10.进一步地，所述ptc水暖加热器还包括第一下壳体、第一上壳体、第二下壳体、第二上壳体，所述第一下壳体、第一上壳体、第二下壳体、第二上壳体均位于冷却液换热空间内，所述第一下壳体与所述底座配合构成第一流道，所述第一上壳体与第二下壳体配合构成第二流道，所述第二上壳体与上盖配合构成第三流道，所述冷却液进水口和冷却液出水口均正对第二流道，所述第一下壳体与所述第一上壳体围合成第一发热层，所述第二下壳体与所述第二上壳体围合成第二发热层，所述第一发热层和所述第二发热层内均设有发热元件，所述第一下壳体设有向下延伸的换热肋片，所述第一流道被换热肋片分隔为三个分支流道，所述第一上壳体设有向上延伸的换热肋片，所述第二下壳体设有向下延伸的换热肋
片，第一上壳体上的换热肋片和第二下壳体上的换热肋片对接配合将第二流道分隔为三个分支流道，所述第二上壳体设有向上延伸的换热肋片，所述第三流道被换热肋片分隔为三个分支流道。
11.进一步地，所述底座与上盖配合处设有第一密封圈，所述第一下壳体与第一上壳体配合处以及第二下壳体与第二上壳体配合处均设有第二密封圈，所述第一上壳体与第二下壳体配合处以及第二上壳体与上盖配合处均设有第三密封圈。
12.进一步地，所述第一流道、第二流道、第三流道内的换热肋片厚度相同，所述第一流道、第二流道、第三流道内的分支流道宽度相同。
13.进一步地，所述换热肋片的形状呈波浪形。
14.进一步地，所述第一下壳体、第一上壳体、第二下壳体、第二上壳体及上盖通过第二螺钉紧固密封在一起，所述上盖与所述底座通过第一螺钉紧固密封在一起。
15.进一步地，所述底座的内壁上设有四个凹槽，各所述凹槽均沿竖直方向延伸，冷却液进水口设于两个凹槽之间，冷却液出水口设于另外两个凹槽之间，所述第一下壳体、第一上壳体、第二下壳体及第二上壳体上均设有与凹槽配合卡接的四个凸筋。
16.本发明具有以下有益效果：
17.本发明优化了流道层的布局结构，增加了层流道和分支流道，并且层流道和分支流道成并联方式排布，均衡了介质流体的流速，使整个散热平面的散热均匀，避免了局部温度过高，提升换热效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本发明实施例提供的ptc水暖加热器的立体分解结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的冷却液的z向(竖直方向)流向示意图；
21.图3为本发明实施例提供的ptc水暖加热器的剖切结构示意图；
22.图4为本发明实施例提供的冷却液的平面流向示意图；
23.图5为本发明实施例提供的ptc水暖加热器的内部结构示意图；
24.图6为本发明实施例提供的ptc水暖加热器的外部结构示意图。
25.图中：1-底座；2-第一螺钉；3-第一密封圈；4-第一下壳体；5-发热元件；6-第二密封圈；7-第二螺钉；8-第一上壳体；9-第三密封圈；10-第二下壳体；11-第三螺钉；12-第二上壳体；13-上盖；14-冷却液进水口；15-第一流道；16-第二流道；17-第三流道；18-冷却液出水口；19-凸筋；20-凹槽；21-第一分支流道；22-第二分支流道；23-第三分支流道；24-换热肋片。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
28.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。
29.如图1-图6，本发明实施例提供一种ptc水暖加热器，包括底座1和上盖13，所述底座1和上盖13围合成冷却液换热空间，所述底座1上开设有冷却液进水口14和冷却液出水口18，所述冷却液进水口14和冷却液出水口18设于所述底座1的同一侧且高度相同，所述冷却液换热空间在竖直方向上被分隔为若干流道层，相邻两流道层间被一发热层隔开，各所述流道层均设有从冷却液进水口14到冷却液出水口18的若干分支流道，每一流道层的各分支流道在水平方向上并行设置。
30.本发明优化了流道层的布局结构，冷却液换热空间从下往上被分隔为第一流道15、第二流道16、第三流道17，第一流道15、第二流道16、第三流道17在竖直方向上呈并联方式排布，竖直方向上的每一流道层被换热肋片24分隔为第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23，各分支流道在水平方向上呈并联方式排布，各分支流道均为m形流道，本发明用三层流道夹住两层的发热元件，结构更加精巧，以更小的结构获取更大的发热功率，提升了换热效果。
31.本发明优化了流道层的布局结构，增加了层流道和分支流道，并且层流道和分支流道成并联方式排布，均衡了介质流体的流速，使整个散热平面的散热均匀，避免了局部温度过高，提升换热效果。
32.各流道层被换热肋片24分隔为若干分支流道，所述分支流道呈m形，各个流道的分支流道以并联方式将进口流道中的流动介质引入到出口流道，使得冷却液得到充分的加热，提高加热效率。所述冷却液换热空间在竖直方向上被分隔为三个流道层，自下而上依次为第一流道15、第二流道16、第三流道17，所述第一流道15和所述第二流道16间设有第一发热层，所述第二流道16和所述第三流道17间设有第二发热层。
33.在本实施例中，所述ptc水暖加热器还包括第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10、第二上壳体12，所述第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10、第二上壳体12均位于冷却液换热空间内，所述第一下壳体4与所述底座1配合构成第一流道15，所述第一上壳体8与第二下壳体10配合构成第二流道16，所述第二上壳体12与上盖13配合构成第三流道17，所述冷却液进水口14和冷却液出水口18均正对第二流道16，
34.所述第一下壳体4与所述第一上壳体8围合成第一发热层，所述第二下壳体10与所述第二上壳体12围合成第二发热层，所述第一发热层和所述第二发热层内均设有发热元件5，所述第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10、第二上壳体12均与发热元件5贴合，
35.所述第一下壳体4设有向下延伸的换热肋片24，所述第一流道15被换热肋片24分
隔为三个分支流道，所述第一上壳体8设有向上延伸的换热肋片24，所述第二下壳体10设有向下延伸的换热肋片24，第一上壳体8上的换热肋片24和第二下壳体10上的换热肋片24对接配合将第二流道16分隔为三个分支流道，所述第二上壳体12设有向上延伸的换热肋片24，所述第三流道17被换热肋片24分隔为三个分支流道。第一流道15、第二流道16、第三流道17均包括第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23三个分支流道，冷却液进水口14中的冷却液以并联方式分流到第一流道15、第二流道16、第三流道17的第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23，然后汇流进入冷却液出水口18。发热元件5产生的热量通过第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10及第二上壳体12传导至换热肋片24，对冷却液换热。流道的高低(换热肋片24的高度)可控制每个流道的冷却液流量。换热肋片24的形状呈波浪形，增加换热面积，提升换热效果。
36.如图3，所述第一流道15、第二流道16、第三流道17内的换热肋片24厚度相同，所述第一流道15、第二流道16、第三流道17内的分支流道宽度相同。换热肋片24厚度及分支流道宽度的大小可控制冷却液的流阻，三个流道层的换热肋片24厚度相同，三个流道层的分支流道宽度相同，均衡了介质流体的流速，使得流阻降低。冷却液进水口14和冷却液出水口18通过第一流道15、第二流道16、第三流道17中的第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23九股分支流道连通，九股分支流道的宽度相等，九股分支流道同时流动，流阻小、换热效率高。
37.所述底座1的内壁上设有四个凹槽20，各所述凹槽20均沿竖直方向延伸，冷却液进水口14设于两个凹槽20之间，冷却液出水口18设于另外两个凹槽之间，所述第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10及第二上壳体12上均设有与凹槽20配合卡接的四个凸筋19，可使冷却液进水口14中的冷却液全部流入到第一流道15、第二流道16、第三流道17的第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23中。
38.如图5，所述第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10、第二上壳体12及上盖13通过第二螺钉7紧固密封在一起，然后所述上盖13与所述底座1通过第一螺钉2紧固密封在一起。所述上盖13与所述第二上壳体12通过第三螺钉11紧固密封在一起，所述第一上壳体8与所述第二下壳体10通过第三螺钉11紧固密封在一起。所述底座1与上盖13配合处设有第一密封圈3，所述第一下壳体4与第一上壳体8配合处以及第二下壳体10与第二上壳体12配合处均设有第二密封圈6，所述第一上壳体8与第二下壳体10配合处以及第二上壳体12与上盖13配合处均设有第三密封圈9。
39.本发明公开了一种可以均衡介质流速，散热更均匀充分，避免局部温度过高，同时安装方便，流阻低，换热效率高的ptc水暖加热器的多层流道结构。它包括底座1、下壳体、上壳体、上盖13、发热元件5、连接紧固件及密封元件，下壳体和上壳体中至少有一个与ptc发热元件5贴合，上下壳体和底座上设有用于安装密封元件的凹槽，壳体之间及上盖与底座之间通过与密封元件压合后形成一个对外只设有进口和出口的装配体；装配体内设置有多层流道(自下而上为第一流道15、第二流道16、第三流道17)，每层流道由若干个换热肋片24构成的若干分支流道组成(每层流道包括第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23)；分支流道呈m形，各个流道的分支流道以并联方式将进口流道中的流动介质引入到出口流道，使得冷却液得到充分的加热，提高加热效率。
40.所述第一流道15、第二流道16、第三流道17由厚度相同的换热肋片24构成宽度相
同的第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23。设定换热肋片24厚度及分支流道宽度的大小可控制冷却液的流阻。换热肋片24的形状呈波浪形，分支流道成m形。
41.参见图1-6，本发明实施例提供一种ptc水暖加热器的多层流道结构，它包括底座1、第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10、第二上壳体12、发热元件5、第一密封圈3、第二密封圈6、第三密封圈9、第一螺钉2、第二螺钉7、第三螺钉11及上盖13，所述底座1与第一下壳体4配合构成第一流道15，所述第一上壳体8与第二下壳体10配合构成第二流道16，所述第二上壳体12与上盖13配合构成第三流道17，所述第一下壳体4与第一上壳体8配合夹持发热元件5，所述第二下壳体10与第二上壳体12配合夹持发热元件5，所述发热元件5分别位于第一流道15与第二流道16之间、第二流道16与第三流道17之间，所述底座1上设有冷却液进水口14与冷却液出水口18，冷却液进水口14中的冷却液以并联方式分流到第一流道15、第二流道16、第三流道17的第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23，然后汇流进入冷却液出水口18。
42.换热肋片24的高低可控制第一流道15、第二流道16、第三流道17的冷却液流量。所述换热肋片24厚度及第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23宽度的大小可控制冷却液的流阻。
43.在本实施例中，所述底座1设有四个凹槽20，第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10及第二上壳体12分别设有四个凸筋19与底座上的凹槽20配合，可使冷却液进水口14中的冷却液全部流入到第一流道15、第二流道16、第三流道17的第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23中，九股分支流道同时流动，流阻小、换热效率高。
44.具体实施时，发热元件5与第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10及第二上壳体12紧密贴靠，发热元件5产生的热量通过第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10及第二上壳体12传导至换热肋片24，底座1上设置用于进水的冷却液进水口14和用于出水的冷却液出水口18，冷却液进水口14和冷却液出水口18通过第一流道15、第二流道16、第三流道17中的第一分支流道21、第二分支流道22、第三分支流道23九股分支流道连通，进出主流道位于九股分支流道的正中心，且九股分支流道截面沿介质流向宽度相等；九个分支流道为平行布置的“m”形结构组成，换热肋片24呈波浪形，增加换热面积，提升换热效果，所述的九个分支流道以并联的方式将进口主流道介质导引至出口主流道，实现引流效果，并且能减小流阻；第一下壳体4、第一上壳体8、第二下壳体10、第二上壳体12及上盖13通过第二螺钉7紧固密封在一起(如图5)；装配后的产品(如图5)再与底座1通过第一螺钉2紧固密封在一起(如图6)；第一上壳体8与第二下壳体10的换热肋片24位置相同配合组成第二流道16。所述ptc水暖加热器的多层流道结构在保证密封等性能的同时增加换热面积，提升换热效果。
45.本发明提供了一种ptc水暖加热器的多层流道结构，本发明涉及汽车水加热器领域的流道结构设计，但是不仅仅局限于汽车水加热器技术领域。
46.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
47.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。