一种电加热器的制作方法

文档序号:14908562发布日期:2018-07-10 22:45阅读:112来源:国知局

本发明涉及加热器技术领域,特别是涉及一种电加热器。



背景技术:

目前,电加热器主要分为金属管式电加热器、玻璃管式电加热器、铸铝式电加热器及半导体陶瓷式电加热器。其中,金属管式电加热器因其质量稳定性高、成本较低,在市场上占有较大份额。

金属管式电加热器的技术来源于储水式热水器,将电加热管直接浸泡于流体(如水)中,热效率高,制热快,配套产品成熟,是目前普遍采用的加热技术。

现有电加热管的外套管多采用不锈钢管或铜管,为使电加热管具有较大的电阻,以满足功率需求,通常都会对外套管进行折弯,使其呈U形结构、螺旋形结构或其他结构等,如此,折弯部位残余应力较大,容易发生应力腐蚀,存在漏电的安全隐患。若外套管采用其它延展性较好的材质制成,可能存在无法直接浸泡于流体(如水)中的问题。

因此,如何设计一种电加热器,该电加热器的安全性能较高,能够规避漏电等安全隐患,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供一种安全性能较高的电加热器。

一种电加热器,包括电加热管、箱体框架以及位于所述箱体框架两侧的第一隔板、第二隔板,所述第一隔板与所述箱体框架密封设置,所述第二隔板与所述箱体框架密封设置,所述第一隔板具有面向所述第二隔板的第一侧部和背向所述第二隔板的第二侧部,所述第二隔板具有面向所述第一隔板的第一侧部和背向所述第一隔板的第二侧部,所述第一隔板、第二隔板中至少一个具有凹槽,所述凹槽位于所述第一隔板和/或第二隔板的第二侧部,所述电加热管至少有部分位于所述凹槽,所述第一隔板、第二隔板中至少一个具有平板部;所述电加热器包括流体进口、流体出口和流体腔,所述箱体框架的周壁、第一隔板的第一侧部、第二隔板的第一侧部为形成所述流体腔的至少一部分壁部,所述流体进口、流体出口与所述流体腔连通。

该电加热器工作时,待加热流体从流体进口流入,经过箱体的内腔后经流体出口流出,在此过程中,安装于第一隔板、第二隔板的电加热管通电工作,电加热管的热量通过第一隔板、第二隔板传递给流体腔中的流体,;该电加热器的电加热管通过隔板与待加热流体隔离,避免了与流经箱体内部的流体直接接触,可规避流体中漏电等安全隐患,提高电加热器的安全性和可靠性。

附图说明

图1为示出部分零部件的电加热器的结构示意图;

图2为本发明所提供第一隔板一种具体实施例的示意图;

图3为本发明所提供第二隔板一种具体实施例的示意图;

图4为本发明所提供箱体框架一种具体实施例的示意图;

图5为本发明所提供第一盖体一种具体实施例的示意图;

图6为本发明所提供第二盖体一种具体实施例的示意图;

图7为本发明所提供电加热器的整体结构的一种具体实施例的示意图;

图8为本发明所提供密封圈的一种具体实施例的示意图;

图9为本发明所提供密封圈的一种具体实施例的示意图;

图10为本发明所提供的电加热管的一种具体实施例的示意图。

其中,图1至图10中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示:

箱体10,流体进口10a,流体出口10b,箱体框架11,通孔11a,隔板111,支撑部112,第二安装部113,第一隔板12,凹槽121,喇叭口段1211,配合段1212,平直段1213,平板部122,接线端部123,第一侧部124,第二侧部125,第二隔板13,凹槽131,喇叭口段1311,配合段1312,平直段1313,接线端部132,第一侧部133,第二侧部134,导热板14,安装板15,第一盖体16,凸块161,通孔16a,第二盖体17,凸块171,通孔17a,螺栓18;流体腔19;

电加热管20,平直部201,翘起部202,密封圈30,密封圈40。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3,图1为示出部分零部件的电加热器的结构示意图;图2为本发明所提供第一隔板一种具体实施例的示意图;图3为本发明所提供第二隔板一种具体实施例的示意图。

本实施例中,所述电加热器包括箱体10和电加热管20。箱体10具有流体进口、流体出口和流体腔,流体进口、流体出口与流体腔连通。流体为液体,例如水,流体也可以为气体,例如空气。

箱体10包括位于箱体框架11两侧的第一隔板12和第二隔板13,箱体框架11具有第一开口和第二开口,也就是说,箱体框架11为箱体10的周壁部分,第一隔板12位于箱体框架11的第一开口位置,第二隔板13位于第二开口位置。第一隔板12与箱体框架11密封设置,第二隔板13与箱体框架11密封设置。第一隔板12具有面向第二隔板13的第一侧部124和背向第二隔板13的第二侧部125,第二隔板13具有面向第一隔板12的第一侧部133和背向第一隔板12的第二侧部134,箱体框架11的周壁、第一隔板12的第一侧部124和第二隔板13的第一侧部133为形成流体腔19的一部分壁部。

第一隔板12、第二隔板13中至少一者具有凹槽,凹槽位于第一隔板和/或第二隔板的第二侧部,当然,为了满足电加热器功率的需求,每一个隔板上凹槽的数量可以为两个或者两个以上。每一个隔板上的凹槽具体数目可根据实际需求来确定。各凹槽内均安装有电加热管20。凹槽可以为通槽,且多个通槽平行设置,如此,便于安装于凹槽内的电加热管20与外部电路连接,线路布置较方便。

该电加热器工作时,安装于第一隔板12和/或第二隔板13的电加热管通电工作,通过隔板将热量传递给流体腔内的流体,加热流体;该电加热器的电加热管通过隔板与待加热流体隔离,避免了与流经箱体10内部的流体直接接触,可规避电加热管在流体中漏电等安全隐患,提高电加热器的安全性和可靠性。同时,由于电加热管不直接与流体接触,从而对其外套管的材质要求降低,可选择性增多。

具体地,第一隔板12的第二侧部125设置平板部122,第二隔板13的第二侧部134具有凹槽131;电加热器包括与电加热管20电连接的电路板,平板部122固定有安装板15,电路板固定于所述安装板15。

在一种具体的实施例中,参照图1和图2,第一隔板12的第二侧部125的一部分设置平板部122,第一隔板12的第二侧部125的另一部分具有凹槽121,第二隔板13的第二侧部134具有凹槽131,电加热器包括与电加热管20电连接的电路板,平板部122固定有安装板15,安装板15邻近边缘位置处设置有凸起151,凸起151内设置有安装盲孔,电路板固定于安装板15。如此,可布置更多的电加热管,各电加热管的功率可较小,延长电加热管的使用寿命。更为具体地,平板部122与安装板15焊接固定,该安装板15可以为铝合金板,与电加热管连接的电路板可以设置在安装板15上。如此,与电加热管连接的电路板上各电子元件产生的热量可以通过铝合金板和第一隔板12传递至流体,有利于电子元件热量的快速散热,提高电子元件的使用寿命。另外,安装板15设置于平板部122还能增强平板部122的强度,使其不容易变形。

作为其他实施方式,所述第一隔板的第二侧部设置所述平板部,所述第二隔板的第二侧部具有所述凹槽;所述电加热器包括与所述电加热管电连接的电路板,所述平板部固定有安装板,所述电路板固定于所述安装板。如此,在第一隔板设置平板部,第二隔板设置凹槽,电加热管的至少部分位于凹槽,结构上更为简单,制造方便。

图2中示出了第一隔板12的一种具体实施方式,第一隔板12的第二侧部125设置有凹槽121,凹槽121包括配合段1212和喇叭口段1211,配合段1212位于喇叭口段1211之间,喇叭口段1211是自配合段1212向外扩口,参照图10,电加热管20包括平直部201和翘起部202,至少有部分位于凹槽121内的电加热管20的平直部201位于配合段1212,翘起部202位于喇叭口段1211。图3中示出了第二隔板13的一种具体实施方式,第二隔板13的第二侧部134设置有凹槽131,凹槽131包括配合段1312和喇叭口段1311,配合段1312位于喇叭口段1311之间,喇叭口段1311是自配合段1312向外扩口,至少有部分位于凹槽131内的电加热管20的平直部201位于配合段1312,翘起部202位于喇叭口段1311上方空间。电加热管20的平直部201与配合段1212、1312接触设置,翘起部202悬空设置于喇叭口段1211、1311上方。通常第一隔板12和第二隔板13的配合段为直槽段,其横截面形状可以为多边形。配合段的形状可以与电加热管的外形相匹配,电加热管可以压装于配合段。

上述凹槽具有喇叭口段,首先使得喇叭口段在一定程度上可以提高隔板的横向强度,使凹槽不容易变形,保证凹槽的配合段和电加热管配合尺寸稳定;其次,喇叭口段直径相对配合段较大,在电加热管的安装过程中,不会对电加热管端部进行压缩,减小电加热管损坏的风险,同时保证足够大的空间接线。

具体地,所述第一隔板12的第二侧部125包括喇叭边1211a和侧边(可参照第二隔板的侧边),喇叭边1211a为形成喇叭口段1211的侧壁,侧边为形成配合段1212的侧壁,喇叭边1211a自侧边的端部向外延伸,喇叭边1211a与侧边的反向延长线之间的夹角α(可参照第二隔板)范围为5°至20°。同样地,所述第二隔板13的第二侧部134包括喇叭边1311a和侧边1312a,喇叭边1311a为形成喇叭口段1311的侧壁,侧边1312a为形成配合段1312的侧壁,喇叭边1311a自侧边1312a的端部向外延伸,喇叭边1311a与侧边1312a的反向延长线之间的夹角α范围为5°至20°。如此,冲压时,材料流动性较小,冲压制造比较方便。并且,外扩型喇叭口对于后续在隔板与箱体框架11之间安装密封圈提供了足够大的空间,有利于提高密封可靠性。优选地,喇叭口段的张角为6°至16°。

进一步地,所述凹槽包括平直段,所述喇叭口段位于所述平直段与所述配合段之间,所述第一隔板和/或第二隔板包括平直边,所述平直边为形成所述平直段的侧壁,如图2中第一隔板12具有平直边1213a,平直边1213a为形成平直段1213的侧壁,如图3中第二隔板13具有平直边1313a,平直边1313a为形成平直段1313的侧壁。隔板的平直段和箱体框架11之间设置有密封圈,密封圈的轮廓与隔板的边缘轮廓相匹配。图8和图9分别给出了与第一隔板12和第二隔板13相配合的密封圈40和密封圈30的具体结构。平直段的设计有利于更均匀地压紧密封圈,实现可靠密封。

上述各实施例中,电加热管的至少部分位于凹槽内部,其底壁和侧壁均可以与凹槽的槽壁接触,即电加热管的热量由凹槽的槽壁传递至流体。参照图10,电加热管20的平直部包括裸露面203和包覆面204,包覆面204与凹槽121、131内壁固定。为了增加电加热管热量的传递,还可以对电加热器的结构进行以下改进。

进一步地,再次参考图1,电加热器包括导热板14,导热板14覆盖电加热管20的裸露面203的至少一部分,且导热板14与裸露面203的至少一部分接触设置。如此,在电加热管工作过程中,电加热管产生的热量可以通过裸露面203传递给导热板14,其中图1中仅示出了安装于第一隔板12上的导热板14,第二隔板13上的导热板虽未示出,但第二隔板也可设置有导热板。如此,电加热管的裸露面产生的热量即可通过导热板传递出去,有助于增长电加热管的使用寿命。

其中,导热板14可以与电加热管20钎焊固定,导热板14与第一隔板12的第二侧部125钎焊固定,导热板14具体包括导热面和通孔14a,导热面与第一隔板12的第二侧部125接触设置,通孔14a内堆积导热板14与电加热管20之间、导热板14与第一隔板12之间的焊料的一部分。以安装于第一隔板12上的导热板为例,电加热管20的裸露面203的热量通过导热板14传递至第一隔板12,再通过导热面传递给第一隔板,因第一隔板12与流体介质接触,进而将热量最终传递至流体介质。即,导热板14将电加热管未与隔板接触一侧(上述裸露面)的热量传递到与流体接触的隔板上,提高对电加热管热量的利用率,另外,在隔板上另外设置导热板还可以增加隔板的强度。另外,导热板14在焊接时,太多的焊料滞留于电加热管的表面容易影响电加热管的热传递,故通孔的设置有助于提高电加热管的热传效率,延长电加热管的使用寿命。

具体地,导热板可以为两个,本文将与第一隔板12、电加热管20焊接固定的导热板定义为第一导热板,将与第二隔板13、电加热管20焊接固定的导热板为第二导热板,导热板包括导热面和通孔,第一导热板的导热面与第一隔板的第二侧部接触设置,第一导热板的通孔内堆积第一导热板与所述电加热管之间、第一导热板与第一隔板12之间的焊料的一部分;第二导热板的导热面与第二隔板13的第二侧部接触设置,第二导热板的通孔内堆积第二导热板与电加热管20之间、第二导热板与第二隔板13之间的焊料的一部分

上述第一导热板和第二导热板中通孔14a的具体数量可以根据实际情况设定。

这样,避免焊料堆积在电加热管的表面,消除焊料堆积对电加热管传热的影响。

导热板14可以为铝板或者其他材料的导热型安装板。

请参考图4至图7,图4为本发明所提供箱体框架一种具体实施例的示意图;图5为本发明所提供第一盖体一种具体实施例的示意图;图6为本发明所提供第二盖体一种具体实施例的示意图;图7为本发明所提供电加热器立体结构的示意图。

上述各实施例中,电加热器包括第一盖体16、第二盖体17和密封圈,第一盖体16与第一隔板12密封设置,第二盖体17与第二隔板13密封设置。

并且,箱体框架11可以进一步包括第一开口和第二开口,箱体框架的内壁周向设置有支撑部112,支撑部112形成第一开口和第二开口,第一隔板13位于第一开口,第二隔板13位于第二开口,支撑部设置有固定槽,密封圈至少有部分位于固定槽,第一盖体16周向外缘设置有与第一隔板12的凹槽相适配的凸块161,第二盖体17周向外缘设置有与第二隔板13的凹槽相适配的凸块171。

这样隔板完全位于箱体框架11的内部,有利于实现可靠密封。

第一盖体16、第二盖体17、箱体框架11组装固定,第一盖体16的周壁的边缘向外凸伸形成第一安装部162,第一安装部162设置有多个安装孔16a,第二盖体17的周壁的边缘向外凸伸形成第一安装部172,第一安装部172设置有多个安装孔17a,箱体框架11的周壁的边缘向外凸伸形成有第二安装部113,第二安装部113设置有多个安装孔,第一安装部与第二安装部位置相对应,且第一安装部、第二安装部通过位于安装孔内的紧固件固定。

紧固件可以为螺栓18,螺栓18连接强度比较大,确保密封圈被压紧到位,与铆接等其他方式相比,电加热器可以承受更高的液体压力,工作更可靠,应用范围更广。

另外,在第一隔板12、第二隔板13、箱体框架11、第一盖体16和第二盖体17相邻两者之间注入密封胶或者衬垫,利用螺栓带来的压紧力,实现整个电加热器的防水防尘效果。

第一隔板12和第二隔板13可以利用第一盖体16和第二盖体17与箱体框架11之间的锁紧力锁定于支撑部112上,有利于第一隔板12、第二隔板13与支撑部112之间的密封。

上述各实施例中,第一隔板12、第二隔板13可以为金属板,第一隔板12向外凸伸设置有接线端部123,第二隔板13向外凸伸设置有接线端部132。接线端部123和接线端部132可以相对应设置,有利于提高接线的便利性,接线端部可用于电加热器的接地。

上述各实施例中,箱体框架11内壁固定设置有隔离部件111,隔离部件111位于流体进口10a与流体出口10b之间,隔离部件111可以为一个或一个以上,隔离部件111可具有流通口,流体进口10a、流体出口10b通过隔离部件111设置的流通口连通;作为其他实施方式,隔离部件111与箱体框架11内壁之间设置有流通口,流体进口10a、流体出口10b通过隔离部件111与箱体框架11内壁之间设置的流通口连通。

更为具体地,多个隔离部件111可将箱体10的内腔分隔为与通槽121数目、位置对应的分腔,可结合图4理解,也就是说,装配后,每个分腔的上下侧(以图4所示方位为准)均对应一电加热管20。如此,可使流体腔内流体换热更为充分。

每一隔离部件111上均开设流通口,以连通位于隔离部件111两侧的分腔,从而各分腔均连通,以便流体能够在箱体10内腔流动。

以上对本发明所提供的一种电加热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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