專利名稱：翅片狀大功率陶瓷加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)陶瓷作發(fā)熱體，散熱器為鋁翅片狀的大功率加熱器。
隨著正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)陶瓷的發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外開展了利用其特性的加熱器研究，并研制成了各種不同的加熱器。我國華南理工大學(xué)等單位在專利號90218265.X專利中公開了一種梳板狀大功率加熱器，它采用少量高質(zhì)PTC元件，配置連接成共極性或分極性的高密度、大面積薄梳板狀散熱片，且在散熱片與絕緣支架之間裝有高熱耦合性、高絕緣性的填料，夾裝成具有強(qiáng)熱負(fù)載能力的小型大功率加熱器。是一種制造容易、工藝簡單、壽命高、成本低的加熱器。日本松下公司在National Technical Repost Vol.31No.3Jun.1985上詳細(xì)研究了PTC高輸出功率加熱器構(gòu)造及工作原理，并設(shè)計(jì)制造成“波紋狀”高輸出功率熱風(fēng)加熱器。這種熱風(fēng)加熱器先將薄鋁板成形呈波紋狀散熱片，然后在波紋狀散熱片的二側(cè)夾上鋁薄板，在氮?dú)庵锈F焊成波紋狀散熱器。然后，在PTC陶瓷的兩邊涂敷硅系列粘著劑，將波紋狀散熱器粘接固化在PTC陶瓷片上，制成波紋狀熱風(fēng)加熱器。這種熱風(fēng)加熱器發(fā)熱效率高，使用方便，是一種較好的陶瓷加熱器。然而，這些加熱器還存在不足，設(shè)計(jì)不盡完全合理。為了克服已有陶瓷加熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不足，本實(shí)用新型改進(jìn)并提供了一種充分發(fā)揮PTC陶瓷體熱特性的，散熱器與PTC陶瓷片接觸良好的翅片狀大功率陶瓷加熱器。
本實(shí)用新型的目的是為了防止PTC陶瓷體熱材料表面溫度散熱過快以及翅片狀散熱器與陶瓷片接觸不良，在翅片狀散熱器與陶瓷片之間之間增設(shè)一層99.99％純鋁箔填料，并在陶瓷片二側(cè)的翅片狀散熱器外面各加一片厚鋁板，以螺釘夾緊，從而制成熱效率高、結(jié)構(gòu)相對簡單、可靠的大功率陶瓷加熱器。
本實(shí)用新型加熱器由正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)陶瓷片、釬焊成型的翅片狀散熱器、PTC陶瓷片電極面與散熱器之間的99.99％純鋁箔填料、PTC陶瓷片二側(cè)的散熱器外面的厚鋁板、螺釘以及涂復(fù)的高溫絕緣硅橡膠等構(gòu)成。眾所周知，PTC陶瓷熱風(fēng)加熱器的發(fā)熱功率由下式表示P＝α(Tc－Ta)其中，P為加熱器發(fā)熱功率；α為發(fā)熱因子；Tc為PTC陶瓷的居里溫度；Ta為加熱器環(huán)境溫度。由式可知，增大加熱器的發(fā)熱功率可提高Tc和α。然而，Tc與PTC陶瓷體熱材料有關(guān)，一定的PTC陶瓷體熱材料具有確定的居里溫度，即一定的PTC陶瓷，溫度升到居里點(diǎn)Tc后，正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)的阻值急增，從而切斷電流，停止加熱，所以可用其做成控制加熱器，其次，發(fā)熱因子α與散熱器的有效設(shè)計(jì)有關(guān)，即取決于散熱片的材料、散熱片的厚度，大小、形狀、間距、散熱片組成的散熱器結(jié)構(gòu)以及散熱器與PTC陶瓷片的接觸方式、接觸緊密程度等等。在研究了上述因素后，本實(shí)用新型針對PTC陶瓷體熱特性，通過增加厚鋁夾板以改善PTC體熱陶瓷的表層溫度，從而充分發(fā)揮了PTC陶瓷的性能，提高了加熱器的可靠性；同時(shí)，本實(shí)用新型還為進(jìn)一步提高發(fā)熱因子，對散熱器與陶瓷接觸的緊密程度進(jìn)行了改進(jìn)，在散熱器與PTC陶瓷元件之間增加了一層99.99％純鋁箔填料，并以螺釘和厚鋁板將散熱器和陶瓷元件夾緊，改善散熱器與陶瓷直接接觸的緊密程度，提高了散熱因子α，增大了發(fā)熱功率。通過改進(jìn)和有效設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型加熱器無論是發(fā)熱功率，還是可靠性都大大提高，是一種發(fā)熱效率高，實(shí)用，可靠的PTC陶瓷加熱器。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)比較明顯。釬焊翅片狀散熱器設(shè)計(jì)合理，發(fā)熱效率高；以99.99％純鋁箔為填料提高了散熱器與陶瓷直接接觸的緊密程度和可靠性；增設(shè)的厚鋁夾板不但改善了PTC陶瓷體熱材料的表層溫度，而且提高了加熱器可靠性，簡化了工藝。因此，是一種設(shè)計(jì)比較合理的高效大功率陶瓷加熱器。


圖1(A、B)是本實(shí)用新型加熱器的構(gòu)造圖。其中1是電源銅端子；2是鉚釘；3是電源引出線端子；4是鋁合金散熱翅片；5是散熱器上面厚鋁夾板；6是散熱器下面厚鋁夾板；7是99.99％純鋁箔填料；8是碗狀絕緣珠；9是彈簧墊圈；10是緊固螺釘；11是正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)陶瓷片；12是高溫絕緣硅橡膠。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明符合本實(shí)用新型主題的實(shí)施例。
實(shí)施例本實(shí)用新型加熱器主要由散熱器、正溫度系數(shù)熱敏電阻11、99.99％純鋁箔填料7和厚鋁夾板5、6構(gòu)成。其中，散熱器用鋁薄板制成散熱翅片4，夾上鋁薄板釬焊粘接制成。制成的鋁翅片狀散熱器的電極面用酒精清洗干凈，鉚接引出電極端子3，放上清潔處理過的純鋁箔7，再將電極面清潔過的PTC陶瓷片11放在純鋁箔7上，對準(zhǔn)螺釘孔。然后，同樣把清潔鋁箔7再放在PTC陶瓷片11的另一電極面上，將事先鉚接引出電極端子3的另一鋁翅片狀散熱器電極面貼放在鋁箔7上，在散熱器二面蓋上厚鋁夾板5，用螺釘10緊固。緊固成的加熱器，用高溫絕緣硅橡膠涂敷PTC陶瓷片11的四周，并放入烘箱固化處理，便制成本實(shí)用新型鋁翅片狀大功率陶瓷加熱器。制成的加熱器經(jīng)電性能測試合格后，可組裝應(yīng)用于熱風(fēng)加熱器、衣物干燥機(jī)、空調(diào)器、電吹風(fēng)、干燥箱等熱風(fēng)發(fā)生裝置。
權(quán)利要求1.一種正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)陶瓷加熱器，包括釬焊制成的鋁翅片狀散熱器、PTC陶瓷元件以及涂復(fù)高溫絕緣硅橡膠，其特征在于散熱器上接有厚鋁板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁翅片狀陶瓷加熱器，其特征在于厚鋁板由螺釘旋接夾緊加熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的鋁翅片狀陶瓷加熱器，其特征在于厚鋁板夾緊的散熱器和PTC陶瓷片之間填充純鋁箔接觸填料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)陶瓷作發(fā)熱體，散熱器為鋁翅片狀的大功率加熱器。主要由PTC陶瓷片、釬焊成型的翅片狀散熱器，99.99％純鋁箔接觸填料、散熱器外面的夾緊厚鋁板和涂覆高溫絕緣硅橡膠構(gòu)成。本實(shí)用新型加熱器的設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)上充分有效地利用了PTC陶瓷的體熱特性以及增強(qiáng)了散熱器與PTC陶瓷片接觸的緊密程度，是一種高效、可靠的陶瓷加熱器?？蓱?yīng)用于各類熱風(fēng)裝置。
文檔編號F24D13/00GK2109519SQ9123105
公開日1992年7月8日 申請日期1991年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月19日
發(fā)明者黃景平, 王銀鳳 申請人:中國科學(xué)院上海冶金研究所