专利名称：Ptc液体加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电热器件，特别是一种以PTC元件为电热元件的液体加热用的PTC液体加热器。
中国《实用新型专利公报》第15卷、第9号公开了名称是“PTC液体电加热器”的专利，其专利号ZL97226994.0、公告号CN2309681Y。
中国《实用新型专利公报》第15卷、第19号公开了名称是“大功率PTC液体PTC加热器”的专利，其专利号ZL98210712.9、公告号CN2318569Y。
中国《实用新型专利公报》第15卷、第27号公开了名称是“直热式半导体热水器”的专利，其专利号ZL98202956.X、公告号CN232794Y。
以上专利为代表的一类专利，其目的都是以PTC元件为发热元件构成液体加热器。它们的构成基本都是由外壳、绝缘材料、导电片、PTC电热元件、电极片等组成；其外壳形式为板状、盘状、铝板加盘形铝管等；其绝缘材料通常采用云母板、绝缘膜等。其不足之处是绝缘材料一般没有采用绝缘强度高的陶瓷材料，更没有采用陶瓷管或陶瓷棒的。
中国《实用新型专利公报》第15卷、第40号公开了名称是“电热水器用电热管”的专利，其专利号ZL98234617.4、公告号CN2342541Y。
以该专利为代表的一类专利都是以电热丝为发热体，以陶瓷管为绝缘材料的构成液体加热器。它们虽然采用具有良好导热和绝缘性能的绝缘材料陶瓷，而且外形采用安装维护更为方便的棒状，但是它们的发热元件没有采用PTC元件，因而没有PTC元件加热的优良特性。
本实用新型的设计目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种以PTC元件为发热元件，绝缘性能更好，使用更安全可靠，安装维护更方便，散热效果好，电热转换效率高，适用范围广的PTC液体加热器。
本实用新型的设计目的可以通过以下措施来达到在由壳体、绝缘层、导热器、PTC元件、电极片构成的PTC液体加热器中，由外向内依次是壳体、绝缘层、导热器和PTC元件。PTC元件夹在两侧的导热器当中，其接触面紧密接合并用导电胶粘结一体，导热器的外侧面与绝缘层的内侧面接合，两侧的导热器分别与两电极片连接。它的壳体采用棒状金属管体，其绝缘层采用高导热陶瓷材料的陶瓷管。该陶瓷管与其端头的陶瓷端板粘结一体，或者由粘结材料封口构成陶瓷棒。PTC元件及其两侧的导热器置于封闭的陶瓷棒中，导热器与陶瓷管内壁的接触面紧密接合并用导热胶粘结一体，两电极片由陶瓷棒一端端头伸出、并且伸出棒状金属管体的开口端端头。
本实用新型的设计目的还可以通过以下措施来达到
PTC液体加热器的陶瓷管采用横断面为内方外圆的陶瓷管；其导热器采用波纹散热条。
PTC液体加热器的陶瓷管采用圆形横断面的陶瓷管，该陶瓷管与位于其内呈对称布置的弓形或者拱形横断面的陶瓷板的弧面紧密接合并粘结一体；其导热器采用波纹散热条。
PTC液体加热器的陶瓷管采用圆形横断面的陶瓷管；其导热器采用波纹条与弓形或者拱形横断面的金属导热板的结合体。金属导热板的平面向内与波纹条外表面紧密接合并粘结一体，金属导热板的弧面向外与陶瓷管内表面接合。
PTC液体加热器的陶瓷管采用圆形横断面的陶瓷管；其导热器采用弓形或拱形横断面的金属导热板，金属导热板的平面向内与PTC元件导电面接合，金属导热板的弧面向外与陶瓷管的内表面接合。
PTC液体加热器的陶瓷管采用圆形横断面的陶瓷管；其导热器采用弓形或者拱形的翅片散热体。该翅片散热体的平面向内与PTC元件的导电面接合，翅片散热体的弧面向外与陶瓷管内表面接合。
PTC液体加热器的陶瓷管采用横断面为内方外圆的陶瓷管；其导热器采用矩形的翅片散热体。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点①采用陶瓷管作绝缘层，绝缘性能好，绝缘强度高，安全可靠。
②制成棒状，便于立式安置，其散热方式利于水流循环加热，因此，散热效果好，电热转换效率高，节约电能。
③安装拆卸方便，便于维修。在加热容器内有水或其它液体时，可带液更换，不必先放掉水或液体。
④导热器用波纹散热条，提高接合密度和散热效果。
⑤由于PTC元件发热具有自动恒温的特点，不怕过热干烧，加热无明火，安全节能，使用寿命长。
附图的图面说明如下
图1本实用新型液体PTC液体加热器的结构示意图主剖视图图2本实用新型实施例1的中部横断面A-A剖面图图3本实用新型下端端头的B向视图图4本实用新型实施例2的中部横断面图图5本实用新型实施例3的中部横断面图图6本实用新型实施例4的中部横断面图图7本实用新型实施例5的中部横断面图图8本实用新型实施例6的中部纵向剖视面图图9本实用新型实施例7的中部横断面图图10本实用新型安装于热水器水箱的示意图图中1-波纹散热条、2-PTC元件、3-外圆内方断面陶瓷管、4-棒状金属管体、5-法兰、6-导热硅脂、7-电极片、8-陶瓷端板、9-固定板、10-圆断面陶瓷管、11-弓形横断面陶瓷板、12-弓形横断面陶瓷板、13-弓形横断面金属导热板、14-弓形横断面金属导热板、15-拱形横断面陶瓷条、16-弓形翅片散热体、17-固定杆、18-翅片顶端平面金属片、19-翅片顶端弧面金属片、20-散热片、21-矩形翅片散热体、22-水桶、23-保温层、24-本PTC液体加热器。
本实用新型下面将结合附图对实施例作进一步详述实施例1图1～3示出了本实用新型PTC液体加热器的一种结构。它的外形为棒状，主要由导热器1、PTC元件2、陶瓷管3、管体4、电极片7组成；由外向内依次是管体4、陶瓷管3、导热器1和PTC元件2。PTC元件2夹在两侧的波纹散热条导热器1当中，其接触面紧密接合并用导电胶粘结一体。波纹散热条导热器1的外侧面与作为绝缘层的陶瓷管3的内侧面接合。该陶瓷管3与其端头的陶瓷端板8粘结一体，或者由粘结材料封口构成陶瓷棒。PTC元件及其两侧的波纹散热条1置于封闭的陶瓷棒中。作为导热器的波纹散热条1与陶瓷管内壁的接触面紧密接合并用导热胶粘结一体，两电极片7由陶瓷棒一端端头伸出、并且伸出棒状金属管体4的开口端端头。
管体4棒状金属管体，断面为圆形，一端封闭，另一端开口并带法兰5，以便于用螺纹联接件固定到液体加热容器上。用不锈钢管制作，或用普通钢管制作、其表面进行挂搪瓷或复膜处理。
陶瓷管3为外圆内方断面的陶瓷管。陶瓷管3、陶瓷端盘8既作绝缘体又作热的良导体，故要求绝缘性能和导热性能都好，因此选用高绝缘强度、高导热陶瓷材料高铝瓷的九五瓷、八五瓷、八O瓷以及刚玉瓷等。陶瓷管3与金属管体4之间涂敷导热涂料--导热硅脂6，以提高导热效率。外圆内方断面的陶瓷管3烧制难度大，但可以使加热器整体结构简单。
波纹散热条1作导热器，又称导电片，用铝片制造。波纹形散热条1的波纹顶端为一平面铝片，因此它与PTC元件2、陶瓷管3内壁的接合面都为平面接触；在其与PTC元件2导电面、陶瓷管3内壁紧密接合的同时，分别用导电硅胶、导热硅胶粘结。其俯视的断面形状为矩形、如图2所示。用波纹散热条作导热器导热效果好。
PTC元件2是发热元件，为矩形片状正温度系数陶瓷热敏电阻；其两侧导电面镀银，在纵向方向，两导电面在两侧的导热器夹持下呈排状排列。PTC元件发热具有自动恒温的特点，不怕过热干烧，加热无明火，使用非常安全。例如，作为家用热水淋浴器用，加热器的PTC元件可选上限温度为78℃的，即加热温度最高为78℃，当液体温度达到78℃时，加热功率为0W。
电极片7或称引线端，固定于陶瓷端板8上；对外，两电极片接电源的两极，对内，通过波纹散热条1与PTC元件2的两导电面连接。用不锈钢制作成标准电极片，以便于通用插接。
固定板8固定于金属管体4的下端面、法兰5上，用于将陶瓷棒固定在金属管体4内，可用聚四氟乙烯板制作。
实施例2图4示出了实施例2的内部结构。其陶瓷管采用圆形断面陶瓷管10，陶瓷管10与位于其内呈对称布置的弓形横断面的陶瓷板11粘结一体，拱形横断面的亦可，一起粘结的还有与PTC元件2的导电面呈垂直布置的两块弓形横断面陶瓷板12。陶瓷板11、12与陶瓷管10粘结一体，相当于外圆内方断面的陶瓷管3，但可以解决陶瓷管3烧制成品率低的问题。粘结用耐高温的陶瓷粘结剂。其导热器采用波纹散热条1，波纹散热条1的外表面与陶瓷板11的内平面紧密接合并用导热胶粘结一体。陶瓷板12也可以不用。其余与实施例1相同。
实施例3图5示出了实施例3的内部结构。其陶瓷管采用圆形横断面的陶瓷管10；其导热器是由波纹散热条1与弓形横断面的金属导热板13结合构成，拱形横断面的亦可。金属导热板13的平面向内与波纹散热条1的外表面紧密接合并用导热胶粘结为一体，金属导热板13的弧面向外与陶瓷管10的内表面紧密接合并用导热胶粘结一体。陶瓷管10内也可粘结与PTC元件2非导电的两个侧面的两块拱形横断面陶瓷条12。其余与实施例1相同。此例也解决外圆内方陶瓷管烧制难以及波纹散热条不能与平面、弧面同时接合的问题。
实施例4图6示出了实施例4的中部的内部结构。其陶瓷管采用圆形横断面的陶瓷管10；其导热器采用弓形横断面的金属导热板14，拱形横断面的亦可，金属导热板14的平面与PTC元件2导电面紧密接合并用导电胶粘结一体，金属导热板14的弧面与陶瓷管10内表面紧密接合并用导热胶粘结一体。陶瓷管10内也可粘结与PTC元件2导电面两旁的陶瓷条15。其余与实施例1相同。此例结构简单。
实施例5图7、8示出了实施例5的中部的内部结构。其陶瓷管采用圆形横断面的陶瓷管10；其导热器采用弓形的翅片散热体16。该翅片散热体16的内侧平面向内与PTC元件2的导电面紧密接合并用导电胶粘结一体，翅片散热体的外侧弧面向外与陶瓷管10内表面紧密接合并用导热胶粘结一体。
翅片散热体16是由翅片20、固定杆17、翅片顶端平面金属片18和弧面金属片19构成。翅片为弓形，翅片顶端弧面金属片18为弧面，该弧面向外与陶瓷管10的内表面接触；翅片顶端弧面金属片19为平面，该平面向内与PTC元件2的导电面接触。翅片和翅片顶端平面金属片18、弧面金属片19可用铝片制造。翅片20采用拱形的亦可。其余与实施例1相同。
实施例6图9示出了实施例6的中部的内部结构。其陶瓷管采用横断面为内方外圆的陶瓷管3；其导热器采用矩形的翅片散热体21。翅片散热体21的内侧面向内与PTC元件的导电面紧密接合并用导电胶粘结一体，翅片散热体16的外侧面向外与陶瓷管10的内表面紧密接合并用导热胶粘结一体。
翅片散热体21的结构和材料与翅片散热体16相同，仅翅片形状为矩形，翅片顶端的金属片都为平面金属片。其余与实施例1相同。
图10示出了本实用新型安装于热水器水箱的情况。其中16是水桶、17是保温层、18是本实用新型PTC液体加热器。加热器18的法兰用螺栓固定到16是水桶底部。本实用新型的金属管体也可加翅片散热，但安装略有不便。
权利要求1．一种PTC液体加热器，它包括壳体、绝缘层、导热器、PTC元件、电极片，由外向内依次是壳体、绝缘层、导热器、PTC元件，PTC元件夹在两侧的导热器当中，其接触面紧密接合并用导电胶粘结一体，导热器的外侧面与绝缘层的内侧面接合，两侧的导热器分别与两电极片相连接，其特征在于所说的壳体为棒状金属管体(4)；所说的绝缘层为高导热陶瓷材料的陶瓷管，该陶瓷管与其端头的陶瓷端板(8)粘结一体或由粘结材料封口构成陶瓷棒，PTC元件(2)及其两侧的导热器位于封闭的陶瓷棒中，导热器与陶瓷管内壁的接触面紧密接合并用导热胶粘结一体，两电极片(7)由陶瓷棒一端端头伸出、并且伸出棒状金属管体(4)的开口端端头。
2．根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于所说的陶瓷管是横断面为内方外圆的陶瓷管(3)；所说的导热器为波纹散热条(1)。
3．根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于所说的陶瓷管是圆形横断面的陶瓷管(10)，它与位于其内呈对称布置的弓形或者拱形横断面的陶瓷板(11)的弧面紧密接合并粘结一体；所说的导热器为波纹散热条(1)。
4．根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于所说的陶瓷管是圆形横断面的陶瓷管(10)；所说的导热器为波纹散热条(1)与弓形或者拱形横断面的金属导热板(13)的结合体，金属导热板(13)的平面向内与波纹散热条(1)的外表面紧密接合并粘结一体，金属导热板(13)的弧面向外与陶瓷管(10)内表面接合。
5．根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于所说的陶瓷管是圆形横断面的陶瓷管(10)；所说的导热器为弓形或拱形横断面的金属导热板(14)，金属导热板(14)的平面向内与PTC元件(2)导电面接合，金属导热板(14)的弧面向外与陶瓷管(10)内表面接合。
6．根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于所说的陶瓷管是圆形横断面的陶瓷管(10)；所说的导热器为弓形或者拱形的翅片散热体(16)，翅片散热体(16)的平面向内与PTC元件的导电面接合，翅片散热体(16)的弧面向外与陶瓷管(10)内表面接合。
7．根据权利要求1所述的PTC液体加热器，其特征在于所说的陶瓷管是横断面为内方外圆的陶瓷管(3)；所说的导热器为矩形的翅片散热体(21)。
专利摘要本实用新型涉及一种以PTC元件为发热体的液体加热器,或称液体PTC陶瓷加热棒。自外向内由棒状管体、陶瓷管、导热器、PTC元件等构成,其端头有电极片。陶瓷管为外圆内方或圆形断面的,导热器为波纹散热条、弓形断面金属板、翅片散热体等。其优点是绝缘强度高,安全可靠,使用寿命长;转换效率高,高效节能;自动恒温发热,不怕过热干烧;安装维护方便,适用范围广,不仅适于家庭和工业热水器用,也适于其它液体加热。
文档编号H05B3/78GK2423697SQ0021426
公开日2001年3月14日 申请日期2000年4月21日 优先权日2000年4月21日
发明者吴瑜杰 申请人:吴瑜杰