取暖器及表面绝缘型PTC电热器的制作方法

文档序号:13940692
取暖器及表面绝缘型PTC电热器的制作方法
本实用新型涉及PTC加热
技术领域
,尤其涉及一种取暖器及表面绝缘型PTC电热器。
背景技术
:PTC(PositiveTemperatureCoefficient,正温度系数)电热器采用PTC陶瓷片作为发热元件,与传统电热丝、电热管、远红外石英电热器相比,具备自动温控特性,且具有无明火、安全可靠、寿命长等优点,广泛应用于商用中央空调、风幕机、暖风机、干衣机、除湿烘干机、烘房设备、大型工业风道加热、火车机车电暖、电动汽车加热系统、小家电、控制柜加热防潮等领域。PTC电热器分可为表面带电型和表面绝缘性两种。对于表面带电型PTC电热器,其PTC片直接与散热铝条连接。对于表面绝缘型PTC电热器,一般采用聚酰亚胺绝缘薄膜包裹PTC发热片和电极片形成发热组件,然后将发热组件放置于铝套管内并压紧铝管,使PTC发热片和电极片与铝管紧密结合,最后将铝管与散热铝条连接。对于该结构的表面绝缘型PTC电热器而言,由于使用了铝管,导致PTC发热片热量难散发,因此不能充分发挥PTC发热片功率,PTC发热片单片功率利用率下降30%以上,要达到与表面带电型PTC电热器相同功率要求,PTC发热片使用数量需增加30%以上;相应地,散热铝条使用数量增加30%以上,整个PTC电热器体积增大30%以上,最终导致表面绝缘型PTC电热器体积大、成本高。此外,表面绝缘型PTC电热器中的聚酰亚胺绝缘层不是直接零距离粘结在电极片与铝管上,会形成一层空气薄层,降低发热体组件的导热性,进一步降低了PTC电热器的热效率。因此,如何提供一种功率利用率高、体积小、成本低的表面绝缘型PTC电热器,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。技术实现要素:本实用新型的主要目的是提供一种表面绝缘型PTC电热器,旨在解决现有技术中功率利用低下的问题。为实现上述目的,本实用新型提出的表面绝缘型PTC电热器,包括PTC发热片和连接于所述PTC发热片上的第一电极片和第二电极片,所述第一电极片和所述第二电极片位于所述PTC发热片的相对两侧;在所述第一电极片、PTC发热片及第二电极片的整体外侧环绕包覆设置有绝缘导热涂层,所述绝缘导热涂层的外侧设置有金属层,所述金属层外侧设置有散热翅片。优选地,所述金属层由片状金属缠绕设置于所述绝缘导热涂层的外侧而形成。优选地,所述金属层为铝层或铜层。优选地,所述金属层的厚度为30μm~150μm。优选地,所述金属层与所述散热翅片相对的表面之间设置有导热连接层。优选地,所述第一电极片和所述第二电极片均为多边形结构。优选地,所述第一电极片和所述第二电极片均为长条形结构,所述绝缘导热涂层在长度方向的截面为矩形结构。优选地,所述第一电极片与所述PTC发热片相对的表面之间设置有第一导电连接层。优选地,所述第二电极片与所述PTC发热片相对的表面之间设置有第二导电连接层。本实用新型还提供一种取暖器,所述取暖器包括壳体,所述壳体内形成容置空间,所述容置空间内设置有前述任一项的表面绝缘型PTC电热器。本实用新型的表面绝缘型PTC电热器,采用绝缘导热涂层环绕包覆在第一电极片、PTC发热片及第二电极片的整体外侧,无需采用现有技术中的铝管及聚酰亚胺薄膜,由于绝缘导热涂层与电极片及PTC发热片之间结合紧密,且没有空气薄层,因此既能保证电热器表面不带电,又能充分发挥PTC发热片效率,结构紧凑,体积小,价格便宜。此外,由于在绝缘导热涂层的外侧设置有金属层,该金属层能有效降低绝缘导热涂层受机械损坏的风险。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型一实施例的表面绝缘性PTC电热器的截面图;图2为本实用新型另一实施例的表面绝缘性PTC电热器的结构示意图;图3为图1所示实施例的表面绝缘型PTC电热器的制备方法的流程图。附图标号说明:标号名称标号名称100PTC发热片201第一电极片202第二电极片300绝缘导热涂层400金属层500散热翅片401导热连接层211第一导电连接层221第二导电连接层本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外,本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。请参阅图1,本实用新型实施例提供一种表面绝缘性PTC电热器,至少包括PTC发热片100、第一电极片201、第二电极片202、绝缘导热涂层300、金属层400及散热翅片500。第一电极片201和第二电极片202连接于PTC发热片100上,并可位于PTC发热片100的相对两侧。在图1所示的方位中,第一电极片201位于PTC发热片100的上侧,因此也称“上电极片”;第二电极片202位于与第一电极片201相对的下侧,因此也称“下电极片”。第一电极片201和第二电极片202的其中一个可作为正极,另一个可作为负极,通电以后可使得PTC发热片100工作。第一电极片201和第二电极片202可选用不锈铁、不锈钢、铜、银、铝及导电石墨等材质。PTC发热片100可选择陶瓷发热体,如BaTiO3等,其居里点为220~315℃,当PTC发热片100的温度超过居里点,电阻值成倍增大,而电源电压不变,电流明显减小并使得功率随之减小,进而升温减少最终温度重新恒定在居里点处,该PTC发热片100具有自动恒温性能,不需要专门的温控器和热电阻电偶等温度传感器进行反馈即可进行加热控制。第一电极片201和第二电极片202均为多边形结构,可以是如梯形、正方形、菱形等结构。进一步地,第一电极片201和第二电极片202优选均为长条形结构(如类似于直尺形状),将PTC发热片100夹持于中间。PTC发热片100的数量可以为多个,间隔布置于第一电极片201和第二电极片202之间。该实施例在第一电极片201、PTC发热片100及第二电极片202的整体外侧环绕包覆设置有绝缘导热涂层300,该绝缘导热涂层300一方面可起到电绝缘的作用,另一方面能将PTC发热片100工作时发出的热量传导出来。绝缘导热涂层300可选改性树脂、聚酰亚胺、氧化铝层、氧化镁层、氮化铝、氧化金属铍等,优选为改性树脂。该绝缘导热涂层300可通过喷涂、刷涂、印刷等方式形成,优选为喷涂。此外,该绝缘导热涂层300的厚度10μm~200μm,该厚度的绝缘导热涂层300既能起到有效的绝缘导热作用,也能保证制造成本较低。需要说明的是,该绝缘导热涂层300整体包覆于第一电极片201、PTC发热片100及第二电极片202的外侧,在图1所示的截面图中,该绝缘导热涂层300为闭环结构。此外,第一电极片201及第二电极片202的引线需穿过该绝缘导热涂层300,以便于与外部电路连接。更具体地,绝缘导热涂层300在长度方向的截面为矩形结构,以取代现有技术中的矩形铝管,并且无需使用聚酰亚胺薄膜。此外,在矩形结构各边的交界处还可形成圆弧过渡。当然,通过专门的工艺也可以使得该矩形结构形成直角过渡。进一步地,在绝缘导热涂层300的外侧设置有金属层400,该金属层400位于绝缘导热涂层300的外侧,由于金属层400具有较优的机械强度,因此能对位于其内侧的绝缘导热涂层300起到保护作用,有效降低绝缘导热涂层300受机械损坏的风险,不会出现因绝缘导热涂层300破损而影响绝缘性的情况。该金属层400可设置于绝缘导热涂层300的一侧或几侧,优选其整体包覆于绝缘导热涂层300的外侧。此外,金属层400可选铝层或铜层,优选铝层,易于包覆、导热性好且成本低,厚度为30μm~150μm。该金属层400可通过多种工艺形成于绝缘导热涂层300的外侧,如真空溅镀等方式。优选金属层400由片状金属(如铝纸)缠绕设置于绝缘导热涂层300的外侧而形成。此外,在缠绕完成后还可以进行压紧固化等工序。金属层400的外侧设置有散热翅片500,该散热翅片500是PTC电热器的散热端,其具有较大的比表面积,能与外部空气进行热交换。散热翅片500可采用多种可能的材质及结构形式,优选散热翅片500为散热波纹铝条。根据PTC电热器的空间布置需要,散热翅片500可设置于金属层400的一侧或两侧。在图1所示的实施例中,散热翅片500包括上散热片和下散热片,热传递效率更高、散热效果更好。前述实施例的表面绝缘型PTC电热器,无需采用现有技术中的铝管及聚酰亚胺薄膜,由于绝缘导热涂层300与电极片及PTC发热片100之间结合紧密,且没有空气薄层,因此既能保证电热器表面不带电,使用安全;又能充分发挥PTC发热片100效率,结构紧凑,体积小,价格便宜。此外,由于在绝缘导热涂层300的外侧设置有金属层400,该金属层400能有效降低绝缘导热涂层300受机械损坏的风险。而且,由于绝缘导热涂层300和散热翅片500之间由金属层400间隔,也没有胶体浸入散热翅片500内部的风险。金属层400与散热翅片500之间可通过机械固定连接,优选在金属层400与散热翅片500相对的表面之间设置有导热连接层401,该导热连接层401可选为硅胶或树脂(进一步还可为有机硅胶及改性树脂)。优选为硅胶,通过该硅胶能将金属层400与散热翅片500之间粘接。导热连接层401的厚度为1μm~50μm。对应图1所示的实施例,在上散热片与金属层400之间设置上导热连接层,在下散热片与金属层400之间设置下导热连接层。同样地,第一电极片201与PTC发热片100之间、第二电极片202与PTC发热片100之间也可采用机械固定连接。优选地,第一电极片201与PTC发热片100相对的表面之间设置有第一导电连接层211;第二电极片202与PTC发热片100相对的表面之间设置有第二导电连接层221。具体地,第一导电连接层211位于第一电极片201下表面和PTC发热片100上表面之间,第二导电连接层221位于第二电极片202上表面和PTC发热片100下表面之间。第一导电连接层211和第二导电连接层221一方面起到导电的作用,将电极片上的电流传导至PTC发热片100上,以便于其通电发热;另一方面,各导电连接层也起到粘接各电极片与PTC发热片100的作用。第一导电连接层211和第二导电连接层221可选为硅胶或树脂(进一步还可为有机硅胶及改性树脂),优选为具有导电性能的硅胶。此外,第一导电连接层211和第二导电连接层221的厚度均选择为1μm~50μm。图2为本实用新型另一实施例的表面绝缘性PTC电热器的结构示意图,其由前述实施例的结构拼接形成多排,且各排之间相互平行,该拼接形成的结构发热功率大,尤其适用于在暖风机中使用。各排之间可通过粘接或机械方式固定。在图2中可见的是位于最外侧的金属层400及散热翅片500,位于内侧的绝缘导热涂层300、第一电极片201、第二电极片202及PTC发热片100不可见。本实用新型还提供一种取暖器,所述取暖器包括壳体,所述壳体内形成容置空间,所述容置空间内设置有前述实施例的表面绝缘型PTC电热器。该表面绝缘型PTC电热器的具体结构参照上述实施例,由于本取暖器采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。请参阅图3,前述实施例表面绝缘型PTC电热器的制备方法包括如下步骤:步骤S10:将第一电极片201和第二电极片202粘接于PTC发热片100上;第一电极片201可通过第一导电连接层211粘接于PTC发热片100上,第二电极片202可通过第二导电连接层221粘接于PTC发热片100上,且可将第一电极片201和第二电极片202粘接于PTC发热片100的相对两侧。第一导电连接层211和第二导电连接层221可选为硅胶或树脂(进一步还可为有机硅胶及改性树脂),优选为具有导电性能的硅胶。粘接的方式可选刷涂、印刷,固化温度为150℃~250℃,固化时间为30min~80min。此外,粘接后还可进行压紧及固化的工序。步骤S20:在第一电极片201、PTC发热片100及第二电极片202的整体外侧环绕包覆绝缘导热涂层300;绝缘导热涂层300可选改性树脂、聚酰亚胺、氧化铝层、氧化镁层、氮化铝、氧化金属铍等,并可通过喷涂、刷涂、印刷等方式包覆于第一电极片201、PTC发热片100及第二电极片202的整体外侧。优选绝缘导热涂层300为改性树脂,并通过喷涂环绕包覆于第一电极片201、PTC发热片100及第二电极片202的整体外侧。固化工艺条件为固化温度50℃~300℃,固化时间为30min~60min。步骤S30:在绝缘导热涂层300外侧缠绕金属层400;金属层400可选铝层或铜层,优选铝层,通过铝纸缠绕设置于绝缘导热涂层300的外侧而形成铝层。此外,在缠绕完成后还可进行压紧固化等工序。步骤S40:在金属层400外侧粘接散热翅片500。散热翅片500可通过导热连接层401粘接于金属层400外侧,该导热连接层401可选为硅胶或树脂(进一步还可为有机硅胶及改性树脂),优选为硅胶。粘接的方式可选刷涂、印刷,固化温度为150℃~250℃,固化时间为30min~80min。此外,粘接后还可进行压紧及固化的工序。前述实施例表面绝缘型PTC电热器的制备方法,无需采用包裹聚酰亚胺绝缘薄膜以及套设压紧铝管的工序,操作性强,生产效率高,制造成本低。以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的
技术领域
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 
再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1