專利名稱：一種多波紋狀大功率加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電熱器具。
七十年代，一種新型固體發(fā)熱材料——正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻高溫發(fā)熱體開始進(jìn)入實(shí)用化，國(guó)內(nèi)外廣泛開展著PTC空氣加熱器的研究。繼日本TDK公司及日本村田制作所的“蜂巢狀”及“口琴狀”小型大功率加熱器后，八十年代推出了一類新型大功率PTC空氣加熱器，這類加熱器采用大散熱面積的鋁散熱片，強(qiáng)化少量PTC元件的散熱，以達(dá)到大功率發(fā)熱的效果。由于PTC材料或元件數(shù)量的減少和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，減小了加熱器制造技術(shù)的難度并降低了成本，擊穿失效的幾率也因之減少。然而，這類加熱器尚有不足之處，如日本松下公司采用硬釬焊法制成的“翅片”式PTC加熱器，其較之以前的PTC加熱器在性能等方面有較大進(jìn)步，但它依賴較多的PTC元件，制造工藝也較為復(fù)雜，成本較高。日本村田制作所制造了一種高密度薄散熱片共極型大功率PTC加熱器，取得了優(yōu)良的電加熱特性，其散熱片葉片及整體組合較為精密，然而，由于使用較多PTC元件及長(zhǎng)條薄形高鋁瓷片，創(chuàng)造成本仍較高。西德Eichenauer公司研制了分立葉片組合式PTC加熱器，裝備上較簡(jiǎn)單，但由此降低了葉片與PTC傳熱板主體的耦合，特別是長(zhǎng)期使用的熱沖擊容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松馳，電性能易于老化，而且由于大面積PTC元件及薄高鋁瓷片的使用，成本仍然較高。目前，國(guó)內(nèi)也廣泛開展大功率PTC加熱器的研制。本發(fā)明人研制并已申請(qǐng)專利的梳板狀大功率加熱器采用壓鑄的方法制造梳板狀散熱片，該加熱器采用PTC元件較少、熱耦合較佳，且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、成本較低。然而，由于國(guó)內(nèi)對(duì)梳板狀散熱片制造技術(shù)不高，要大批量制造高密度、低風(fēng)阻梳板狀散熱片仍存在一定的困難，這就給在工業(yè)上應(yīng)用帶來(lái)困難。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有各種PTC加熱器成本高或制造技術(shù)上、結(jié)構(gòu)性能等的不足，提供一種既具有現(xiàn)有PTC加熱器的優(yōu)點(diǎn)，又容易制造、成本低、熱耦合佳、熱空氣發(fā)生效率高、壽命較長(zhǎng)的PTC大功率加熱器。
本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案達(dá)到其目的現(xiàn)結(jié)合附圖加以說(shuō)明。

圖1為多波紋狀PTC大功率加熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為多波紋狀散熱片結(jié)構(gòu)示意圖。多波紋狀PTC大功率加熱器由多波紋狀散熱片1、絕緣支承架2、PTC元件3、鉚釘4、電極端子5、熱耦合絕緣填料6、固定框7共同構(gòu)成，其中多波紋狀散熱片由2～5種大、中、小的分立或整體的，能夠以緊密組合形式構(gòu)成的多波紋片與框架共同構(gòu)成。多波紋狀大功率加熱器其結(jié)構(gòu)相互連接關(guān)系為電極端子5置于絕緣支承架2的端子位置上，并配置上多波紋散熱片1、熱耦合絕緣填料6充填于多波紋散熱片與絕緣支承架之間的凹槽內(nèi)，PTC元件3分別嵌入凹槽內(nèi)，并在其上面敷有適量熱耦絕緣填料，構(gòu)成多波紋狀加熱器，幾只多波紋狀加熱器排列裝置于固定框7并固緊。而多波紋狀散熱片其結(jié)構(gòu)相互連接關(guān)系為大波紋片8的波谷分別與一組中、小波紋片的波谷對(duì)正銜接，其波峰分別與另一組中、小波紋片的波峰對(duì)正銜接，組合后的多波紋片4夾緊或固緊于散熱片框架內(nèi)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有PTC大功率加熱器比較有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果①由于本實(shí)用新型采用多種周期相同、幅度不同、易于加工的多波紋葉片組合成多波紋散熱片，增加了多波紋片與傳熱框架板的接觸面積，加強(qiáng)了散熱片與PTC元件的熱耦合并強(qiáng)化了傳熱，且多波紋散熱片的波紋波長(zhǎng)大幅度增加，因此，加工、裝配較容易并易于獲得較大的散熱表面積。例如，本實(shí)用新型采用15mm波長(zhǎng)，振幅分別為20mm、14mm、7mm的三種波紋片，與波長(zhǎng)為6mm、振幅為20mm的“翅片狀”或“單波紋狀”的散熱片比較，熱耦合面積為后者的2倍，散熱面積為后者的1.2～1.3倍。這樣，由于能夠使多波紋片以較大的面積向熱源吸取熱量，其熱耦合及傳熱特性均優(yōu)于后者；②本實(shí)用新型能夠獲得較大散熱面積及熱耦合面積的基礎(chǔ)上，較之“分立葉片狀”、“梳板狀”等形式易于降低風(fēng)阻。有利于提高輸出功率及降低應(yīng)用本實(shí)用新型的熱風(fēng)機(jī)的整機(jī)升溫；③由于本實(shí)用新型采用優(yōu)化傳熱的多波紋片，并以緊湊的結(jié)構(gòu)構(gòu)成窗式結(jié)構(gòu)，這就克服了分立葉片組合式加熱器的結(jié)構(gòu)容易松弛、電性能易于老化的缺點(diǎn)。同時(shí)，其溫度特性優(yōu)于、成本低于現(xiàn)有多種形式的加熱器。例如，尺寸為100×100×30mm，功率1500W的多波紋狀PTC大功率加熱器，采用PTC元件25～30cm2。該加熱器的成本僅為功耗及溫度特性與之相近的“蜂巢狀”、“口琴狀”加熱器成本的1／5。
下面對(duì)附圖加以說(shuō)明圖1為多波紋狀PTC大功率加熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為多波紋狀散熱片；2為絕緣支承架；3為PTC元件；4為鉚釘；5為電極端子；6為熱耦合絕緣填料；7為大功率加熱器固定框。圖2為多波紋狀散熱片結(jié)構(gòu)示意圖。圖中8為大波紋片；9為中波紋片；10為小波紋片；11為大、中、小波紋片組合的多波紋片；12為多波紋散熱片框架；1為組裝好的多波紋散熱片。
發(fā)明人現(xiàn)以五層波紋片散熱片結(jié)構(gòu)構(gòu)成4只PTC加熱器聯(lián)接裝配的PTC大功率加熱器作為實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施。其實(shí)施步驟如下(1)用廉價(jià)的鋁金屬壓鑄成或沖壓成多波紋狀散熱片框架。采用0.2～0.5mm厚的鋁片軋成3種分立的不同形狀的大、中、小波紋片；(2)取多波紋散熱片框架一只，大波紋片一片，中、小波紋片各二片，把大波紋片的波谷分別與一片中波紋片及一片小波紋片的波谷對(duì)正銜接，其波峰與另一組中、小波紋片的波峰對(duì)正銜接，將組合后的波紋片緊密地插入散熱片框架夾緊或采取硬釬焊法固緊，制成多波紋狀散熱片；(3)取多波紋散熱片一個(gè)、絕緣支架一個(gè)、電極端子一片，把電極端子置于絕緣支承架端子位置上，配置上多波紋散熱片，取三個(gè)鉚釘穿過(guò)多波紋散熱片、電極端子、絕緣支承架，用壓力機(jī)壓緊固定；在多波紋散熱片與絕緣支架之間形成的三個(gè)凹槽內(nèi)填入適量熱耦合絕緣填料。再取PTC元件三片，分別嵌入三個(gè)凹槽內(nèi)，并在PTC元件上敷以適量的熱耦合絕緣填料。然后取一電極端子及一多波紋散熱片，配置到其相應(yīng)位置上，取三只鉚釘壓緊鉚好，多波紋狀PTC大功率加熱器中的單只加熱器便制成；(4)重復(fù)上述步驟(3)的工序，便可制成一個(gè)具有五層波紋片、四只分別含3片PTC元件的加熱器的多波紋狀大功率加熱器的芯體，最后裝上固定框，旋緊固緊部件，便完成了本實(shí)用新型的實(shí)施。當(dāng)然，可以根據(jù)要求設(shè)計(jì)具有更多只加熱器的多波紋狀PTC大功率加熱器。
權(quán)利要求1.一種由PTC發(fā)熱元件、絕緣支承架、固定框等共同構(gòu)成的多波紋狀大功率加熱器，其特征在于它由多波紋狀散熱片、絕緣支承架、PTC元件、電極端子、熱耦合絕緣填料、固定框共同構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)相互連接關(guān)系為電極端子置于絕緣支承架的端子位置上，并配置上多波紋散熱片，熱耦合絕緣填料充填于多波紋散熱片與絕緣支承架之間的凹槽內(nèi)，PTC元件分別嵌入凹槽內(nèi)，并在其上面敷有適量的熱耦合絕緣填料，構(gòu)成多波紋狀加熱器，幾只多波紋狀加熱器排列裝置于固定框并固緊。
2.按權(quán)利要求1所述的多波紋狀大功率加熱器，其特征在于所述的多波狀散熱片由2～5種大、中、小分立或整體的能夠以緊密組合形式構(gòu)成的多波紋片與框架共同構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為大波紋片的波谷分別與一組中、小波紋片的波谷對(duì)正銜接，其波峰分別與另一組中，小波紋片的波峰對(duì)正銜接，組合后的多波紋片夾緊或固緊于散熱片框架內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種多波紋狀大功率加熱器。它由多波紋狀散熱片、絕緣支承架、PTC元件、電極端子、熱耦合絕緣填料、固定框等共同構(gòu)成。其采用多種同周期而不同幅度的多波紋片組合成多波紋散熱片，散熱面積大、風(fēng)阻低、熱耦合及傳熱特征優(yōu)于現(xiàn)有各種形式加熱器，其克服了現(xiàn)有各種形式加熱器的缺點(diǎn)而保留了它們的優(yōu)點(diǎn)，加工裝配容易、成本低、能廣泛用于暖氣機(jī)、干衣機(jī)、干手機(jī)、電吹風(fēng)、被褥干燥機(jī)等熱空氣發(fā)生裝置中。
文檔編號(hào)H05B3/02GK2096181SQ91217818
公開日1992年2月12日 申請(qǐng)日期1991年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月4日
發(fā)明者鄭錦清 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)