专利名称：一种多波纹状大功率加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电热器具。
七十年代，一种新型固体发热材料——正温度系数PTC热敏电阻高温发热体开始进入实用化，国内外广泛开展着PTC空气加热器的研究。继日本TDK公司及日本村田制作所的“蜂巢状”及“口琴状”小型大功率加热器后，八十年代推出了一类新型大功率PTC空气加热器，这类加热器采用大散热面积的铝散热片，强化少量PTC元件的散热，以达到大功率发热的效果。由于PTC材料或元件数量的减少和结构简化，减小了加热器制造技术的难度并降低了成本，击穿失效的几率也因之减少。然而，这类加热器尚有不足之处，如日本松下公司采用硬钎焊法制成的“翅片”式PTC加热器，其较之以前的PTC加热器在性能等方面有较大进步，但它依赖较多的PTC元件，制造工艺也较为复杂，成本较高。日本村田制作所制造了一种高密度薄散热片共极型大功率PTC加热器，取得了优良的电加热特性，其散热片叶片及整体组合较为精密，然而，由于使用较多PTC元件及长条薄形高铝瓷片，创造成本仍较高。西德Eichenauer公司研制了分立叶片组合式PTC加热器，装备上较简单，但由此降低了叶片与PTC传热板主体的耦合，特别是长期使用的热冲击容易导致结构松驰，电性能易于老化，而且由于大面积PTC元件及薄高铝瓷片的使用，成本仍然较高。目前，国内也广泛开展大功率PTC加热器的研制。本发明人研制并已申请专利的梳板状大功率加热器采用压铸的方法制造梳板状散热片，该加热器采用PTC元件较少、热耦合较佳，且结构较简单、成本较低。然而，由于国内对梳板状散热片制造技术不高，要大批量制造高密度、低风阻梳板状散热片仍存在一定的困难，这就给在工业上应用带来困难。
本实用新型的目的就是为了克服现有各种PTC加热器成本高或制造技术上、结构性能等的不足，提供一种既具有现有PTC加热器的优点，又容易制造、成本低、热耦合佳、热空气发生效率高、寿命较长的PTC大功率加热器。
本实用新型通过下述技术方案达到其目的现结合附图加以说明。
图1为多波纹状PTC大功率加热器结构示意图。图2为多波纹状散热片结构示意图。多波纹状PTC大功率加热器由多波纹状散热片1、绝缘支承架2、PTC元件3、铆钉4、电极端子5、热耦合绝缘填料6、固定框7共同构成，其中多波纹状散热片由2～5种大、中、小的分立或整体的，能够以紧密组合形式构成的多波纹片与框架共同构成。多波纹状大功率加热器其结构相互连接关系为电极端子5置于绝缘支承架2的端子位置上，并配置上多波纹散热片1、热耦合绝缘填料6充填于多波纹散热片与绝缘支承架之间的凹槽内，PTC元件3分别嵌入凹槽内，并在其上面敷有适量热耦绝缘填料，构成多波纹状加热器，几只多波纹状加热器排列装置于固定框7并固紧。而多波纹状散热片其结构相互连接关系为大波纹片8的波谷分别与一组中、小波纹片的波谷对正衔接，其波峰分别与另一组中、小波纹片的波峰对正衔接，组合后的多波纹片4夹紧或固紧于散热片框架内。
本实用新型与现有PTC大功率加热器比较有如下的优点和效果①由于本实用新型采用多种周期相同、幅度不同、易于加工的多波纹叶片组合成多波纹散热片，增加了多波纹片与传热框架板的接触面积，加强了散热片与PTC元件的热耦合并强化了传热，且多波纹散热片的波纹波长大幅度增加，因此，加工、装配较容易并易于获得较大的散热表面积。例如，本实用新型采用15mm波长，振幅分别为20mm、14mm、7mm的三种波纹片，与波长为6mm、振幅为20mm的“翅片状”或“单波纹状”的散热片比较，热耦合面积为后者的2倍，散热面积为后者的1.2～1.3倍。这样，由于能够使多波纹片以较大的面积向热源吸取热量，其热耦合及传热特性均优于后者；②本实用新型能够获得较大散热面积及热耦合面积的基础上，较之“分立叶片状”、“梳板状”等形式易于降低风阻。有利于提高输出功率及降低应用本实用新型的热风机的整机升温；③由于本实用新型采用优化传热的多波纹片，并以紧凑的结构构成窗式结构，这就克服了分立叶片组合式加热器的结构容易松弛、电性能易于老化的缺点。同时，其温度特性优于、成本低于现有多种形式的加热器。例如，尺寸为100×100×30mm，功率1500W的多波纹状PTC大功率加热器，采用PTC元件25～30cm2。该加热器的成本仅为功耗及温度特性与之相近的“蜂巢状”、“口琴状”加热器成本的1／5。
下面对附图加以说明图1为多波纹状PTC大功率加热器结构示意图。图中，1为多波纹状散热片；2为绝缘支承架；3为PTC元件；4为铆钉；5为电极端子；6为热耦合绝缘填料；7为大功率加热器固定框。图2为多波纹状散热片结构示意图。图中8为大波纹片；9为中波纹片；10为小波纹片；11为大、中、小波纹片组合的多波纹片；12为多波纹散热片框架；1为组装好的多波纹散热片。
发明人现以五层波纹片散热片结构构成4只PTC加热器联接装配的PTC大功率加热器作为实施例来说明本实用新型的实施。其实施步骤如下(1)用廉价的铝金属压铸成或冲压成多波纹状散热片框架。采用0.2～0.5mm厚的铝片轧成3种分立的不同形状的大、中、小波纹片；(2)取多波纹散热片框架一只，大波纹片一片，中、小波纹片各二片，把大波纹片的波谷分别与一片中波纹片及一片小波纹片的波谷对正衔接，其波峰与另一组中、小波纹片的波峰对正衔接，将组合后的波纹片紧密地插入散热片框架夹紧或采取硬钎焊法固紧，制成多波纹状散热片；(3)取多波纹散热片一个、绝缘支架一个、电极端子一片，把电极端子置于绝缘支承架端子位置上，配置上多波纹散热片，取三个铆钉穿过多波纹散热片、电极端子、绝缘支承架，用压力机压紧固定；在多波纹散热片与绝缘支架之间形成的三个凹槽内填入适量热耦合绝缘填料。再取PTC元件三片，分别嵌入三个凹槽内，并在PTC元件上敷以适量的热耦合绝缘填料。然后取一电极端子及一多波纹散热片，配置到其相应位置上，取三只铆钉压紧铆好，多波纹状PTC大功率加热器中的单只加热器便制成；(4)重复上述步骤(3)的工序，便可制成一个具有五层波纹片、四只分别含3片PTC元件的加热器的多波纹状大功率加热器的芯体，最后装上固定框，旋紧固紧部件，便完成了本实用新型的实施。当然，可以根据要求设计具有更多只加热器的多波纹状PTC大功率加热器。
权利要求1.一种由PTC发热元件、绝缘支承架、固定框等共同构成的多波纹状大功率加热器，其特征在于它由多波纹状散热片、绝缘支承架、PTC元件、电极端子、热耦合绝缘填料、固定框共同构成，其结构相互连接关系为电极端子置于绝缘支承架的端子位置上，并配置上多波纹散热片，热耦合绝缘填料充填于多波纹散热片与绝缘支承架之间的凹槽内，PTC元件分别嵌入凹槽内，并在其上面敷有适量的热耦合绝缘填料，构成多波纹状加热器，几只多波纹状加热器排列装置于固定框并固紧。
2.按权利要求1所述的多波纹状大功率加热器，其特征在于所述的多波状散热片由2～5种大、中、小分立或整体的能够以紧密组合形式构成的多波纹片与框架共同构成，其相互连接关系为大波纹片的波谷分别与一组中、小波纹片的波谷对正衔接，其波峰分别与另一组中，小波纹片的波峰对正衔接，组合后的多波纹片夹紧或固紧于散热片框架内。
专利摘要本实用新型是一种多波纹状大功率加热器。它由多波纹状散热片、绝缘支承架、PTC元件、电极端子、热耦合绝缘填料、固定框等共同构成。其采用多种同周期而不同幅度的多波纹片组合成多波纹散热片，散热面积大、风阻低、热耦合及传热特征优于现有各种形式加热器，其克服了现有各种形式加热器的缺点而保留了它们的优点，加工装配容易、成本低、能广泛用于暖气机、干衣机、干手机、电吹风、被褥干燥机等热空气发生装置中。
文档编号H05B3/02GK2096181SQ91217818
公开日1992年2月12日 申请日期1991年7月4日 优先权日1991年7月4日
发明者郑锦清 申请人:华南理工大学