专利名称：百叶窗式大功率加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型是百叶窗式大功率加热器，属电热器具。
背景技术：
目前，用于空调器具或装置的暖气发生器，其发热体大部分仍采用镍Ni—铬Cr或其它合金发热丝或电热带及由之形成的电热管，部分也采用发热陶瓷或类似的固体发热元件。基于这类发热体的电阻的线性特性，对电压适应范围窄，加上其有限的散热面积，降低了加热器的热效率。另外，这类加热器一般发热时具有明火，安全性较差，附加散热片的加热器也不例外；70年代以来，一种新型发热材料——正温度系数PTC(Positive TemperatureCoefficient)热敏电阻恒温发热体已进入大规模实用化阶段，国内外一直对大功率PTC空气加热器进行着广泛的研究。早期，日本TDK公司及村田制作所研究并制造了“蜂巢状”及“口琴状”小型大功率加热器，并成功地应用于电吹风、暖气机及空调机等家用电器，这类PTC加热器与传统的电热加热器相比，它具有自动恒温、限温、无明火、适用电压范围广和高安全性、长寿命等优点，但此类加热器制造技术复杂，成本较高；其后，日本松下公司推出了“翅片”式PTC加热器，日本村田制作所制成了高密度散热叶片共极PTC加热器，这两种加热器的翅片及叶片式散热片的制作及整体组合结构较为精密，尽管它们都具有PTC加热器的所有优点，但其制造技术及产品成本仍然较高，并且由于加热器易触及的散热片本身就是电极端子，所以加热器的表面是带电的；西德Eichenauer公司也制成了叶片组合式PTC加热器，这种加热器由分立叶片与PTC加热器芯组合而成，属不带电型。这种加热器制作工艺较为简单，但由于其组合的特点却降低了叶片与PTC传热板主体的热耦合性，同样由于使用大面积的PTC元件和箔高铝瓷片，成本仍然较高。
发明内容本实用新型的目的就是为了克服和解决现有PTC大功率加热器制造技术复杂、表面带电而安全性差、成本较高、热耦合性能不够好等的缺点和问题，研究设计一种制造容易，热耦合性能佳、传热、散热效果好，热空气发生效率高，表面不带电、安全性好的长寿命百叶窗式大功率加热器。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的百叶窗式大功率加热器的结构示意图如图1、图2所示，它由百叶窗式大功率加热器芯体1、百叶窗式散热片2、耐高温阻燃塑料端头3、电极引出端子4、PTC元件5、兼作传热片的电极片6、云母或陶瓷隔离片7、高温绝缘膜8、裹装百叶窗式大功率加热器芯体1的铝型材槽或铝型材管9共同安装连接成一整体构成，其相互位置及连接关系为采用合适居里点的高质圆片状或方片状PTC元件5通过高度绝缘及附加具有高热耦合的绝缘导热材料把PTC元件5嵌装入条形铝型材管9内；焊上电极引出电端子4的两电极片6之间从头至尾依次排布上隔离片7、PTC元件5，排布满后在其外面包裹上耐高温的绝缘膜8，配上耐高温阻燃塑料端头3与电极引出端子4，再把装好的整体推入铝型材管或盖上铝片的铝槽9，压实后形成整体百叶窗式大功率加热器芯体1；把开有百页窗的散热片2一片一片顺向推入并嵌在芯体1，即在芯体1上套上能与其紧密接触并能良好受热的、具有能强化传热及散热的百叶窗式薄铝散热片2，制成一表面不带电的、具有强热负载能力的百叶窗式散热片热空气发生大功率加热器；并在加热器两端配上相应的端头支承架和电极引出端子4；散热片2的中方孔挠起的叶片能与结构中的加热芯条完成紧密的、充分传热的机械面接触；在散热片2的两侧边设置增强散热片硬度的筋条，另两侧设置了弯出的、能使散热片与相邻的散热片等距离隔开的隔离耳片。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点和效果(1)由于散热片百叶窗的设置及选取合适的叶片开放角度，减少散热片的厚度而相应增加散热片片数，使加热器在选择相同技术指数、同等发热面积的PTC元件的条件下，由于其优良的传热及散热条件可使加热器在同样的风速、风量条件下，发热功率可增加15～25％；(2)由于加热器的百页窗式散热片的设计及采用，使加热器的热设计具有强烈的散热特点，从而使同等发热功率要求的加热器的PTC元件用量减少，或可大幅度地降低PTC元件的居里点，这样不仅可以大大地提高加热器的耐电强度，而且当整机出现异常情况、风机停转，即使在没有热保护的情况下，加热器的功耗及表面温度也会很大程度地降低，这也在一定程度上加强了整机的安全性和增长了加热器的使用寿命；(3)本实用新型——百叶窗式大功率加热器可以广泛地用于空调器、暖气机、干衣机、干手器等热空气发生装置。
下面对说明书附图进一步说明如下图1是百叶窗式大功率加热器的外形示意图，图2是百叶窗式大功率加热器的内部结构示意图，图3是百叶窗式散热片形状结构示意图；各图中1是百叶窗式大功率加热器芯体，2是百叶窗式散热片，3是耐高温阻燃塑料端头，4是电极引出端子，5是PTC元件，6是兼作传热片的电极片，7是云母或陶瓷隔离片，8是高温绝缘膜，9是裹装百叶窗式大功率加热器芯体1的铝型材槽或铝型材管。
具体实施方式
发明人认为实现本实用新型的优选方式可为如下(1)按图1、图2所示，选择或设计、加工、制造各部件。例如百叶窗式散热片2可按图3所示，选用铝合金片采用机加工冲压方法加工而成，该散热片的百叶窗是本实用新型的要点，散热片的中方孔绕起的叶片能与结构中的加热器芯条完成紧密的、充分的传热机械面接触。由于散热片采用厚度为0.2～0.4mm、具有一定硬度及弹性的薄铝片，因此，在散热片的两侧边可设置增强散热片硬度的筋条，另两侧设置弯出的散热片隔离耳，百叶窗页的窗页数可依散热片的面积而合理设置及排布，散热片的面积及外轮廓的形状可依应用的整机要求的特性及可安排的空间决定。一般散热片的厚度在相同的风速或风量的条件下，面积、窗页数及加热器的散热片数越多，散热效果越好。当然，散热片的厚度及窗页的开放角度也是一个重要因素，与之有关的吸热、传热与散热的平衡和合适的风阻的设定对加热器的输出功率也有一定的影响；PTC元件5可根据要求选用具有合适居里点的圆片状或方片状PTC元件；兼作传热片的电极片6可选用厚度为0.2mm的铜、铝或不锈钢片，采用冲切方法加工而成；高温绝缘膜8可选用如耐高温的聚酰亚胺绝缘膜；铝型材管可选用外形尺寸为(22×4.5)mm的铝型材管；(2)制作、选购好各部件后，可按图1、图2所示，并按上面说明书所述的位置连接关系进行安装连接。根据应用整机的结构及结合电气性能的要求而确定加热器的长度，并在加热器两端配上相应的端头支承架和电极引出端子4。根据百叶窗式大功率加热器芯体1可选择及确定好能与其紧密配合的、具有相应的百叶窗数、合适的散热片厚度及外形轮廓的散热片2，加热器芯体1的宽度已设定，长度依应用整机提出的技术要求及安装尺寸决定。同样，长度确定后，散热片2所需的片数也确定，把散热片2顺向推入芯体1，一片一片嵌入，最后百叶窗式大功率加热器制造完成。在本实施过程中，尽可能合理地加大散热面积，增加百叶窗的页数，在能平衡风阻及散热矛盾的条件下尽可能地增加散热片的片数。
权利要求1.一种百叶窗式大功率加热器，其特征在于它由百叶窗式大功率加热器芯体(1)、百叶窗式散热片(2)、耐高温阻燃塑料端头(3)、电极引出端子(4)、PTC元件(5)、兼作传热片的电极片(6)、云母或陶瓷隔离片(7)、高温绝缘膜(8)、裹装百叶窗式大功率加热器芯体(1)的铝型材槽或铝型材管(9)共同安装连接成一整体构成，其相互位置及连接关系为采用合适居里点的高质圆片状或方片状PTC元件(5)通过高度绝缘及附加具有高热耦合的绝缘导热材料把PTC元件(5)嵌装入条形铝型材管(9)内；焊上电极引出电端子(4)的两电极片(6)之间从头至尾依次排布上隔离片(7)、PTC元件(5)，排布满后在其外面包裹上耐高温的绝缘膜(8)，配上耐高温阻燃塑料端头(3)与电极引出端子(4)，再把装好的整体推入铝型材管或盖上铝片的铝槽(9)，压实后形成整体百叶窗式大功率加热器芯体(1)；把开有百页窗的散热片(2)一片一片顺向推入并嵌在芯体(1)，即在芯体(1)上套上能与其紧密接触并能良好受热的、具有能强化传热及散热的百叶窗式薄铝散热片(2)，制成一表面不带电的、具有强热负载能力的百叶窗式散热片热空气发生大功率加热器；并在加热器两端配上相应的端头支承架和电极引出端子(4)；散热片(2)的中方孔挠起的叶片能与结构中的加热芯条完成紧密的、充分传热的机械面接触；在散热片(2)的两侧边设置增强散热片硬度的筋条，另两侧设置了弯出的、能使散热片与相邻的散热片之间等距离隔开的隔离耳片。
专利摘要本实用新型是百叶窗式大功率加热器,属电热器具。它由加热器芯体、百叶窗式散热片、塑料端头、电极引出端子、PTC元件、电极片、隔离片、绝缘膜、铝型材管共同连接构成,其位置关连接系为:隔离片装于电极片之间,电极引出端子与电极片相焊接,高温绝缘膜包裹在电极片、隔离片及PTC元件外面形成一个整体,两端头装配上电极引出端子和塑料端头,把整体装入铝型材管,固定后形成加热器芯体、散热片顺向嵌入芯体,构成百叶窗式大功率加热器。本实用新型制造容易、热耦合性能佳、传热散热效果好、热空气发生效率高、表面不带电、安全性好、寿命长。
文档编号F24H3/04GK2518032SQ0125859
公开日2002年10月23日 申请日期2001年12月13日 优先权日2001年12月13日
发明者郑锦清, 郑轶励, 范顺佳 申请人:华南理工大学