专利名称：采用陶瓷发热元件的暖风空调的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及日用电器领域，具体涉及暖风空调。
技术背景暖风空调适用于居室、宾馆、饭店的室内采暖，通常由柜体、发热组件、 离心风机、控制电路、导线、电源插头等构成。如图1所示，目前暖风空调采用的发热组件以PTC (正温度系数，Positive Temperature Coe伍cient的縮写)发热元件为核心，在PTC发热元件的两侧用导 电粘胶粘接两块金属片(如铜、铝、不锈钢片)，并由该两块金属片引两根导线 作为通电电极，组成一个发热单元，多个这样的发热单元并联组成发热组件(图 1中为三个发热单元)。然而，基于PTC发热元件的发热组件(简称PTC发热 组件)在暖风空调工作时整个发热组件表面带电，不安全，需要在金属片外部 再套上绝缘耐热材料，采用额外的绝缘防护处理；此外PTC发热组件固有的启 动功率在5 15秒内非线性急剧变化，动态调节过程导致PTC发热组件的升温 速率慢，且对控制电路存在一个非常明显的冲击电流，控制电路设计要求比较 苛刻。实用新型内容本实用新型提供一种采用陶瓷发热组件的暖风空调，目的在于提高发热组 件安全性，改善暖风空调启动功率特性，提高升温速率，减小对控制电路的冲 击电流。上述目的由以下技术方案实现一种采用陶瓷发热组件的暧风空调，包括柜体、发热组件、离心风机、控 制电路、导线及电源插头；发热组件包括至少一组陶瓷发热单元，所述发热单 元由氧化铝陶瓷发热元件、绝缘胶及通过绝缘胶粘接在氧化铝陶瓷发热元件上 下表面的散热片组成。所述氧化铝陶瓷发热元件包括氧化铝底层、氧化铝上层、形成于氧化铝 底层和氧化铝上层之间的导电层、连接导电层的电极及导线。所述氧化铝上层设有内凹闭孔，电极及导线的端部设置在该内凹闭孔内， 内凹闭孔采用绝缘硅胶填补。本实用新型暖风空调较现有技术的有益效果在于采用的陶瓷发热组件在 工作时散热片表面不带电，且能通过4500V/ls耐压测试，安全可靠；同时，从通电启动到稳定工作温度的整个工作期间无明显的冲击电流，电阻与温度为正线性关系，温度与时间、功率与时间为缓慢变化的近似线性关系；在相同加热 条件下，初始升温速率明显比采用现有的PTC发热组件的暖风空调快，达到相 同加热效果时的平衡功率比采用PTC发热组件的暖风空调明显节能。
图1是现有的PTC发热组件的分立组成图；图2是本实用新型采用的陶瓷发热组件的分立组成图；图3是本实用新型采用的陶瓷发热组件中陶瓷发热元件的俯视表面图；图4是图3中A-A处即陶瓷发热元件电极处的剖面图；图5是陶瓷发热元件的电阻-温度特性图；图6是现有的PTC发热组件的电阻-温度特性图；图7是采用陶瓷发热组件的暖风空调与采用PTC发热组件的暖风空调的温 度-时间特性对比图；图8是采用陶瓷发热组件的暖风空调与采用PTC发热组件的暖风空调的电 流-时间特性对比图。
具体实施方式
本实施例提供的暖风空调包括柜体、陶瓷发热组件、离心风机、控制电路、 导线、电源插头，其中柜体、离心风机、控制电路、导线及电源插头属于现有 技术，此处不再赘述。下面对本实用新型的创作点，即陶瓷发热组件部分着重 介绍。如图2所示，陶瓷发热组件包括至少一组陶瓷发热单元(图中为三组)，每 组发热单元由氧化铝陶瓷发热元件2-l、绝缘胶2-2及散热片l-l粘接组成。氧 化铝陶瓷发热元件2-l上下表面均通过绝缘胶粘接一散热片1-1，散热片1-1采 用铝或铝合金材料，绝缘胶采用耐50(TC高温的绝缘胶。如图3所示，氧化铝陶瓷发热元件2-l包括氧化铝绝缘基体陶瓷3-l、设置 于氧化铝绝缘基体陶瓷3-1内部的导电层(图中未示)、连接导电层的电极3-2 及导线3-3。如图4所示，本实施例中，氧化铝绝缘基体陶瓷3-1具体包括氧化 铝底层3-6及氧化铝上层3-5，所述导电层形成于氧化铝底层3-6和氧化铝上层 3-5之间，氧化铝上层3-5上设置狭小内凹闭孔，该内凹闭孔表面积占整个氧化 铝绝缘基体陶瓷3-1总表面的比例小于5%，电极3-2及导线3-3的端部设置在 该内凹闭孔内，用于发热元件电极引出，内凹闭孔采用绝缘硅胶填补。导线为 镍线，且采用铁氟龙胶管套住引出。为了导通顺畅，内凹闭孔处的导电层上设 置镍镀层3-4。上述陶瓷发热元件采用流延法制备的氧化铝陶瓷作为氧化铝绝缘基体陶 瓷，氧化铝底层3-6、氧化铝上层3-5层间通过印刷导电层的金属浆料形成发热 线路。叠压处理后的多层陶瓷片在通入一定比例水蒸气的湿氢气还原气氛下在 高于160(TC的高温烧结而成，烧结形成的之后的发热陶瓷对外只有两个电极引 出处，其余95%以上的表面都是绝缘性能良好的氧化铝陶瓷。然后经过镀镍处 理，以及在氢气气氛炉中用银铜合金合金作为焊料来焊接具有良好耐高温性能 与导电性能的镍金属导线形成电极引出线。结合图2及上述表述，每组陶瓷发热单元及整个陶瓷发热组件表面不带电， 加上氧化铝基体材料的良好绝缘性能，发热组件能通过4500V/1S的耐压测试， 完全消除了表面带电的潜在安全隐患。图4中的爬电距离(两个导电部件之间或导电部件与器具边界之间的沿绝 缘物表面测得的最短距离)完全符合GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的 安全第1部分通用要求》和IEC 60335-1-2006《HousehoW and similar electrical appliances - Safety - Part 1: General requirements》家用及类似用途电器安全标准。通过绝缘硅胶和高温铁氟龙套管处理，两边用能耐50(TC高温的绝缘胶与铝 散热片粘连起来作为一发热单元，铝散热片可采用放射式、波纹式、鳍片式等 结构，发热组件有这样的一个或多个发热单元通过并联或者串联方式连接起来 构成。下面进一步结合实验数据，说明本实用新型的有益效果图5是本实用新型采用的陶瓷发热元件常温(25±2°C)阻值为105 Q的电 阻-温度曲线的一个实验数据，其电阻随着温度缓慢平稳变化，这种变化为正温 度系数的线性关系，明显不同于图6所示的现有的PTC发热元件的电阻-温度特性图，由图6可知，PTC发热元件刚一通电时，元件的电阻值随温度的升高 而下降，呈负温度亦即NTC特性；当温度升高到一定范围时，PTC元件将呈正 温度特性，正温度特性的起点即为所谓的居里点。正是由于本发明的电阻-温度 的正线性关系，本质上决定了本实用新型的暖风空调不存在冲击电流。图7和图8是相同规格、型号的本实用新型暖风空调与采用PTC发热组件 的暖风空调的比较，在相同环境中测试两者电流和温度特性的对比实验。由图7 可知，本实用新型升温速率比采用PTC发热组件暖风空调快，尤其是前40秒的 加热效率更加明显。图8给出了本实用新型暖风空调及采用PTC发热组件的暖风空调的电流曲 线图，可以看出，采用PTC发热组件的暖风空调有一个明显的冲击电流峰。该 实验中，由于在其它条件相同的情况下，加载电压恒定，回路电流就表征了暖 风空调的功耗。对电流曲线积分，就能看出在某时间段内，本实用新型暖风空 调及采用PTC发热组件暖风空调的功耗情况。对两者的电流曲线取OS—3600S 积分，图8中的附表给出了对应的积分计算结果。从积分面积看，本实用新型 暖风空调为15615.075，采用PTC发热组件的暖风空调为19221.675，相比本实 用新型提供的基于陶瓷发热组件的暖风空调的积分面积少了 18.7 6% ((19221.675-15615.075) /19221.675)。也就是，在测试时间段内lh,陶瓷发热 组件的暖风空调的功耗比PTC暖风空调低了 18.76%。
权利要求1.一种采用陶瓷发热组件的暖风空调，包括柜体、发热组件、离心风机、控制电路、导线及电源插头；其特征在于发热组件包括至少一组陶瓷发热单元，所述发热单元由氧化铝陶瓷发热元件、绝缘胶及通过绝缘胶粘接在氧化铝陶瓷发热元件上下表面的散热片组成。
2. 根据权利要求1所述的采用陶瓷发热组件的暖风空调，其特征在于所述氧 化铝陶瓷发热元件包括氧化铝底层、氧化铝上层、形成于氧化铝底层和氧化 铝上层之间的导电层、连接导电层的电极及导线。
3. 根据权利要求2所述的采用陶瓷发热组件的暖风空调，其特征在于所述氧 化铝上层设有内凹闭孔，电极及导线的端部设置在该内凹闭孔内，内凹闭孔采 用绝缘硅胶填补。 '
4. 根据权利要求3所述的采用陶瓷发热组件的暖风空调，其特征在于所述导 线采用铁氟龙胶管套住引出。
5. 根据权利要求3所述的采用陶瓷发热组件的暖风空调，其特征在于所述内 凹闭孔处的导电层上设置镍镀层。
6. 根据权利要求1所述的采用陶瓷发热组件的暖风空调，其特征在于所述散 热片采用放射式、波纹式、鳍片式中的一种。
7. 根据权利要求1所述的采用陶瓷发热组件的暖风空调，其特征在于所述所述绝缘胶为耐50(TC高温的绝缘胶。
专利摘要本实用新型涉及一种采用陶瓷发热组件的暖风空调，包括柜体、发热组件、离心风机、控制电路、导线及电源插头；发热组件的发热单元由氧化铝陶瓷发热元件、绝缘胶及散热片粘接组成。所述氧化铝陶瓷发热元件包括氧化铝底层、氧化铝上层、形成于氧化铝底层和氧化铝上层之间的导电层、连接导电层的电极及导线。所述氧化铝上层设有内凹闭孔，电极及导线的端部设置在该内凹闭孔内，内凹闭孔采用绝缘硅胶填补。本实用新型暖风空调采用的陶瓷发热组件安全可靠，整个工作期间无明显的冲击电流，在相同加热条件下，初始升温速率明显比采用PTC发热组件的暖风空调快，达到相同加热效果时的平衡功率比采用PTC发热组件的暖风空调明显节能。
文档编号F24H3/02GK201401936SQ200920054730
公开日2010年2月10日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者吴崇隽, 斌 王, 苏方宁 申请人:珠海粤科京华电子陶瓷有限公司