一种电加热器及采用其的空气加热器的制作方法

本实用新型涉及加热领域，尤其涉及一种电加热器及采用其的空气加热器。

背景技术：

目前广泛采用ptc电加热器中散热条与翅片底面的连接往往通过钎焊连接，如图1所示，这样翅片55的底面可以与传热管54的散热基面表面形成熔接的结构，从而一方面减小传递热阻，另一方面，提高两者的连接强度。但是钎焊连接需要钎焊料和钎焊炉，这两者的采用一方面造成巨大的污染和能耗，另一方案是，需要先加工翅片55连接的模块，再作为一个部件连接到ptc加热器上。ptc部分包括设置在传热管54内的夹持于芯体53两边的电极片52及包裹住电极片与芯体的绝缘纸51，由于绝缘纸与ptc芯体耐受的最高温度都小于400度，无法进行钎焊加热，所以现行ptc电加热件ptc管与散热条间的连接，大多采用ptc管与散热条的接触面涂胶后进行通电高温挤压固化连接，此连接强度较低可靠性较差，导热性能较低，在运行后期可能导致产品性能不达标。同时此加工工艺每件产品需通电固化(电功率在1-8kw)，持续4-8分钟，耗电巨大，另外生产效率极为低下，存在严重的生产瓶颈。同时，由于ptc加热器采用硅胶加热固化连接，部件间存在有硅胶层，导热系数较低不利于加热件长期稳定运行。特别是由于电加热器在一些对洁净度要求较高的场合，通过硅胶连接的情况下，容易造成引入杂质，所以如何形成一种同时消除以上各缺点的电加热器成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种电加热器，目的在于解决当前电加热器中翅片连接形式单一，容易产生额外杂质等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种电加热器，包括散热壳体，及设置在该散热壳体内的发热芯，所述散热壳体至少包括一向外传热的散热基面；还包括翅片，该翅片有贴近所述散热基面的底面，以及与所述底面相连接的立面；

所述的散热壳体包括散热基面或基面折边，其中所述翅片的底面侧边与所述散热基面贴近，且在所述翅片的底面侧边与所述散热基面结合处形成有连接所述底面侧边和所述散热基面的第一熔融部；

或所述翅片的底面侧边与所述散热基面折边贴近，且在所述翅片的底面侧边与所述散热基面折边结合处形成有连接所述底面侧边和所述散热基面折边的第一熔融部。

所述的第一熔融部与所述散热基面熔接，所述第一熔融部延所述结合处长度方向延伸，所述翅片侧边处的底面与所述散热基面形成第一熔融段，该第一熔融段与所述第一熔融部连接，且该第一熔融段与所述散热基面熔接，或/和该第一熔融段与所述翅片熔接；该第一熔融段向所述底面的中心延伸。

所述的翅片底面与所述翅片立面连接处与所述散热基面之间形成有与所述第一熔融部连接的第二熔融段，该第二熔融段与所述散热基面熔接，或/和该第二熔融段与所述翅片熔接；该第二熔融段向所述底面的中心延伸。

所述的翅片包括连续的顶面、立面和所述底面，相邻所述底面间隔的延所述散热基面长度方向上设置，所述翅片底面与所述散热基面之间有第一间隙，其中所述翅片的宽度与所述散热基面的长度的比值为1/2至1/2000；

在相邻两所述翅片底面之间的散热基面或相邻两所述翅片底面之间的所述基面折边形成有第二熔融部，该第二熔融部与所述第一熔融部连接，且连接至第二熔融段。

所述翅片的翅型为波纹翅片，矩形翅片，或梯形翅片；在所述翅片的立面上形成有冲缝。

所述的翅片侧边的下部形成翅片融亏区域，该翅片融亏区域形成的上边缘与所述翅片侧边面的下缘间距h，该间距为1/5-1/80倍翅片高度；所述翅片侧边面的融亏距离为0.2至5mm；所述翅片立面侧边的下部与所述第一熔融部熔接，且所述熔接的连接面为曲面，该曲面朝向翅片中心处凸出。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电加热器，所述电加热器翅片的两侧与散热基面/所述散热基面折边之间形成如上述电加热器的结构。

本实用新型的另一个目的在于提供一种空气加热器，包括如上述任一电加热器，其特征在于，所述电加热器的翅片用于给空气换热，所述的散热基面围成容置腔，用于设置ptc电加热芯。

所述的容置腔中所述ptc电加芯体的上下两侧设置有电极片，电极片外包裹有绝缘纸，ptc电加热芯体的电极片连接有供电电源线；所述容置腔中对应左右两侧位置上下散热基面对应的ptc电加热芯加热能力大于散热基板中间区域对应的ptc加热芯体的加热能力。

通过上述技术方案，本实用新型的，通过在翅片侧边与散热基面之间形成熔融部，从而直接把翅片与散热基面熔接起来，一方面提高了结构强度简化工艺，另一方面可以通过熔融部与翅片的多位置进行连接，增大选热效果提高换热效率。

附图说明

图1为现有技术中ptc空气加热器的爆炸图；

图2为本实用新型的一实施例中立体示意图；

图3为本实用新型的一实施例图2的局部放大图；

图4为本实用新型的一实施例中立体示意图；

图5为本实用新型的一实施例图4的局部放大图。

附图标记：

其中：电加热器10，散热基面11，基面折边12，翅片13，底面14，立面15，第一熔融部20，第二熔融部21，容置腔24。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同，或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中提及电加热器是指通过电能直接发热，或者电能转换其他形式的能量进而转换成热能，并且通过散热基面把热量传输出去的加热器。比如，通过感应发热加热散热基面，或者磁控管转换加热散热基面的都称为电加热器。高能焊接是指通过集中能量使得金属待加工表面形成有局部的熔融区域，且该熔融区域内金属液体保持较短时间的流动性，并且在停止能量供应后，自然温降熔融区域金属液体固化，高能焊接可以但不限于激光焊接，高温等离子焊接等。本实施例提及的现有技术中翅片钎焊工艺指的是，翅片通过工装压接在待焊接面上，通过钎焊炉对翅片和待焊接面整体加热，在翅片层和/或待焊接面上存在钎焊焊料，高温熔化钎焊焊料后在翅片和待焊接面上形成熔融的连接面，比如，在波纹翅片的底面与待焊接面之间形成熔融的熔接面，两者之间不存在间隙(这里的间隙是空气可以进入两者之间，形成较大的热阻的情况)。正常钎焊加工后，翅片底面与焊接面之间通过焊料连接成一体，在整个底面形成良好的传热面。

本实用新型首先披露一种电加热器10，如图2和图3所示，包括散热壳体，及设置在该散热壳体内的发热芯，所述散热壳体至少包括一向外传热的散热基面11；还包括翅片13，该翅片13有贴近所述散热基面11的底面14，以及与所述底面14相连接的立面15；所述的散热壳体包括散热基面11，其中所述翅片的底面14侧边与所述散热基面11贴近，且在所述翅片的底面侧边与所述散热基面结合处延长度方向形成有连接所述底面14侧边和所述散热基面11的第一熔融部20。这样第一熔融部20与散热基面11熔接，可以快速把散热基板的热量传递出来；同时，第一熔融部20和翅片的底面14侧边连接，可以通过底面，以及翅片的侧面把热量传递到翅片的立面上，从而可以高效的进行换热。同时第一熔融部20同时连接翅片和散热基板使两者成为巩固的一体结构，具有较高的结构强度。其中，翅片的底面14贴近所述散热基面11是指两者之间存在间隙，虽然在加工过程中，会压紧波纹翅片和散热基面，但是固体存在较高的硬度，其间必然存在间隙，由于空气可以进入该间隙，形成较大的热阻，所以本领域的技术人员，在不采用特定手段情况下，是会认为这样接触的翅片底面和散热基面之间无法进行有效的传热，是本领域技术人员不倾向采用的技术手段。一般通过钎焊的形式使翅片底面和散热基面之间发生熔融焊接连接，从而破除间隙中的空气，实现好的换热效果。在本实施例中，散热基面与翅片之间的传热是主要是通过第一熔融部连接散热基面和连接翅片底面和立面并强化传热来实现，或者是后面会详述的第一熔融段，第二熔融段来强化传热，其余部分的底面与散热基面之间存在间隙，传热能力很小。

其中，散热壳体围成容置腔24，该容置腔24中设置发热芯，该发热芯可以是电阻丝也可以是ptc发热件，采用本实施例的熔接结构，与背景技术中的ptc电加热器比较，可以直接把翅片焊接在散热壳体外部，而不需要另外钎焊翅片和散热片，减少散热片部件；另一方面，不再需要散热片与散热壳体外部通过胶粘且自发热使其粘在一起，减少了胶层的传热阻力，以及胶层对于可靠性和杂质添加的问题。

一些实施例中，如图4和图5所示，电加热器包括散热壳体，及设置在该散热壳体内的发热芯23(图中未示出)，所述散热壳体至少包括一向外传热的散热基面11；还包括翅片13，该翅片13有贴近所述散热基面11的底面14，以及与所述底面14相连接的立面15；所述的散热壳体包括散热基面11，其中所述翅片的侧边与所述散热基面折边12贴近，且在所述贴近的结合处延侧边延伸方向形成有连接所述底面14侧边和所述散热基面折边12的第一熔融部20。基面折边12是由散热基面11与相邻壳体立面形成折边的形式，由于该折边处形成截面为直角，在高能焊接情况下，可以供给更多的金属熔融液体，所以在焊接结构式基面折边12情况下，会产生更多的金属熔融物，从而提高第一熔融部的体积，也进一步扩展液体金属延间隙向远处延伸，以扩大接触面积提高换热面积及连接巩固性。这样第一熔融部20与基面折边12熔接，可以快速把换热基板的热量从散热基面折边水平和竖直两个面传递出来；同时，第一熔融部20和翅片的底面14侧边连接，可以通过底面，以及翅片的侧面把热量传递到翅片的立面上，从而可以高效的进行换热。同时第一熔融部20同时连接翅片和基板折边12使两者成为巩固的一体结构，具有较高的结构强度。其中，翅片的底面14贴近所述散热基面折边12是指两者之间存在间隙，虽然在加工过程中，会压紧波纹翅片和散热基面，但是固体存在较高的硬度，其间必然存在间隙，由于空气可以进入该间隙，形成较大的热阻，所以本领域的技术人员，在不采用特定手段情况下，是会认为这样接触的翅片底面和散热基面之间无法进行有效的传热，是本领域技术人员不倾向采用的技术手段。一般通过钎焊的形式使翅片底面和散热基面之间发生熔融焊接连接，从而破除间隙中的空气，实现好的换热效果。

其中，散热壳体围成容置腔24，该容置腔24中设置发热芯，该发热芯可以是电阻丝也可以是ptc发热件，采用本实施例的熔接结构，与背景技术中的ptc电加热器比较，可以直接把翅片焊接在散热壳体外部，而不需要另外钎焊翅片和散热片，减少散热片部件；另一方面，不再需要散热片与散热壳体外部通过胶粘且自发热使其粘在一起，减少了胶层的传热阻力，以及胶层对于可靠性和杂质添加的问题。

本实施例的生产制造过程说明第一熔融部的形成，首先翅片和散热基面的材料是熔点相似的金属，在本实用新型的一些实施例中，采用的是以铝材为主体的合金。具体的，通过工装把波纹翅片固定压紧在散热基面的预定位置，并且把翅片底面与散热基面的接触面设置成竖直方向，通过有保护气的高能焊接对准翅片底面与散热基面的接触面，即以散热基面为基础，同时确保翅片底面与散热基面的间隙被高能焊接融化，同时形成第一熔融部。由于高能焊接通过集中能量使得金属待加工表面形成有局部的熔融区域，且该熔融区域内金属液体保持较短时间的流动性，并且在停止能量供应后，自然温降熔融区域金属液体固化。实际加工过程中，当高温加热情况下，翅片侧边的下部会有一些发生融化，散热基面的被加热处也会有一些散热基面的材质发生融化，共同组成熔融金属液体，这时翅片侧边底面的位置会比未加热时向翅片中心靠近，且这时翅片侧边处的底面与散热基面之间存在第一间隙，有吸附作用存在就会有液体的金属液流进第一间隙中，从而在该第一间隙中热量很容易从翅片底面两侧的立面散发，从而形成与第一熔融部连接的第一熔融段。即所述翅片侧边处的底面与所述散热基面形成第一熔融段，该第一熔融段与所述第一熔融部连接，且该第一熔融段与所述散热基面熔接，或/和该第一熔融段与所述翅片熔接。这样散热基板中热量很容易从第一熔融段通过翅片底面的两侧散热给气体流体，同时第一熔融部连接的第一熔融段进一步扩大了传热通路，把翅片侧边外侧的热量通过第一熔融部接力，传递到第一熔融段，从而传递给翅片的立面，利于通过翅片立面向翅片的中心区域扩散，而提高传热效率。在高能焊接过程中，第一熔融段还处于液体时，很容易与翅片底面熔接，且由于翅片底面与散热基面之间存在第一间隙，而从翅片底面一侧流入的液体金属会延第一间隙向翅片底面中心延伸，等液体金属降温冷凝下来形成向所述翅片底面的中心延伸的第一熔融段，向翅片底面的中心延伸可以有效的扩大第一熔融段与翅片底面，以及散热基面接触的面积，可以有效的扩大从散热基面传热的面积，同时，提高翅片与散热基面之间的连接强度。

在一些实施例中，在翅片立面与翅片底面的连接处会靠近散热基面，如图1和图2中的波纹翅片，或者其他实施例中的正弦波翅片、矩形翅片都会有连接处接近散热基面的情况。即在所述的翅片底面与所述翅片立面连接处与所述散热基面之间有第二间隙，当高能焊接通过集中能量使得金属待加工表面形成有局部的熔融区域，且该熔融区域内金属液体保持较短时间的流动性，并且在停止能量供应后，自然温降熔融区域金属液体固化。实际加工过程中，当高温加热情况下，翅片侧边的下部会有一些发生融化，形成融亏区域，散热基面的被加热处也会有一些散热基面的材质发生融化，共同组成熔融金属液体，这时翅片侧边底面的位置会比未加热时向翅片中心靠近，且这时所述的翅片底面与所述翅片立面连接处与所述散热基面之间存在第二间隙，有吸附作用存在就会有液体的金属液流进第二间隙中，从而在该第二间隙中热量很容易从翅片底面两侧的立面散发，从而形成与第一熔融部连接的第二熔融段。也即所述的翅片底面与所述翅片立面连接处与所述散热基面之间有第二熔融段，该第二熔融段与所述第一熔融部连接，该第二熔融段与该第二熔融段与所述散热基面熔接，或/和该熔融段与所述翅片熔接；该第二熔融段向所述底面的中心延伸。从而该第二熔融段可以有效从散热基面传递热量，通过翅片底面和立面的连接处高效的传递给翅片立面。在高能焊接过程中，该第二熔融段还处于液体时，很容易与翅片底面及立面熔接，且由于翅片底面与立面连接处与散热基面之间存在第二间隙，而从翅片侧面流入的液体金属会延第二间隙向翅片底面和立面连接处向翅片中心延伸，等液体金属降温冷凝下来形成向所述翅片底面与立面连接处向翅片中心延伸的第二熔融段，向翅片底面和立面的中心延伸可以有效的扩大第二熔融段与翅片底面、立面，以及散热基面接触的面积，可以有效的扩大从散热基面传热的面积，同时，提高翅片与散热基面之间的连接强度。

在一些实施例中，如图2至图5所示，所述的翅片13包括连续的顶面、立面15和所述底面14，相邻所述底面14间隔的延所述散热基面长度方向上设置，所述翅片底面14与所述散热基面11之间有第一间隙，其中所述翅片的宽度与所述散热基面的长度的比值范围为1/2至1/2000，由于翅片底面14与所述散热基面11之间有第一间隙，两者之间的换热性能较差，需要提高翅片中第一熔融部连接翅片和散热基面的比例，当翅片宽度较大而换热器基面长度方向较小时，采用本实用新型的方式，会由于太多的翅片底面传热效率差，且形成翅片底面侧边的第一熔融部的长度过小，而显著降低电加热器的整体散热效率，在多个实施例中，该比值范围可以示1/5；1/8，1/25，1/110等，均有较高的换热效果。

在一些实施例中，只在翅片底面侧边与散热基面或基面折边接触处进行高能焊接，从而降低高能焊接的能量消耗，具体如图3和图2所示。在另一些实施例中，高能焊接的焊枪是连续工作的，即如图4和图5所示，在相邻两所述翅片底面之间的散热基面形成有第二熔融部，该第二熔融部与所述第一熔融部连接，且连接至第二熔融段；相邻两所述翅片底面之间的所述基面折边形成有第二熔融部，该第二熔融部与所述第一熔融部连接，且连接至第二熔融段。且第二熔融部的中心高度与第一熔融部的中心高度相比，第一熔融部的中心更靠近对应翅片的中心。从而所述第一熔融部与翅片有更好的接触面积，进一步提高散热效能。同时，通过高能焊接形式对翅片之间的散热基面或者基面折边进行加热融化，从而形成液体熔融金属，这部分熔融金属特别是靠近翅片立面与底面连接处与基面之间第二间隙情况下，一部分形成第二熔融部的液体金属也被吸附到该间隙中，从而增加了第二熔融段的换热面积，从而提高的换热效能；同时，通过高能焊接形式对翅片之间的散热基面或者基面折边进行加热融化，从而形成液体熔融金属，这部分熔融金属特别是靠近翅片底面与基面之间第一间隙情况下，一部分形成第二熔融部的液体金属也被吸附到该间隙中，从而增加了第一熔融段的换热面积，从而提高的换热效能。

一些实施例中，如图2至图5中，采用的是波纹翅片，其优点是采购方便技术成熟；在采用本实用新型技术方案的情况下，翅片还可以采用矩形翅片，梯形翅片等，由于对于翅片与散热基面或基面折边之间的连接结构较长，可以有效提高底面侧边的长度，从而提高第一熔融部的长度，对于提高散热能效有利。而且，可以在所述翅片的立面上形成有冲缝，有利于提高空气侧的换热。

一些实施例中，如图2和图3所述，所述翅片侧边的下部形成翅片融亏区域，该融亏区域的形成由于高能焊接过程中为了形成更多的熔融金属液体，以及保持液态熔融金属较长的时间，以激光焊接为例，激光焊枪的照射点会进行往复抖动，也即形成一定宽度的激光照射区域，以增加形成熔融金属液体的体积，同时使其保持液态较长的时间，以便熔融金属液体可以进行渗入和扩展。该翅片融亏区域形成的上边缘与所述翅片底面的下缘间距h，该间距为1/5-1/80倍翅片高度；所述翅片侧边面的融亏距离为0.2至5mm；所述翅片立面侧边的下部与所述第一熔融部熔接，且所述熔接的连接面为曲面，该曲面朝向翅片中心处凸出。通过翅片下侧的立面和底面有一些融亏，虽然牺牲了一些向翅片立面传热的传热面积，不为本领域技术人员倾向采用，但是在本实用新型揭示的技术方案中，翅片立面侧边下部的融亏区域可以一定量提高熔融金属液的体积，进而可以增加第一熔融部、第一熔融段及第二熔融段与翅片底面，或者立面侧边的接触面积；以及翅片立面侧边下部的融亏区域可以一定量提高熔融金属液的体积，进而可以增加第一熔融部、第一熔融段及第二熔融段与散热基面或散热基面折边的接触面积；从而提高换热的能效。

在一些实施例中，如图2至图5所示，在电加热器的翅片的两侧与所述散热基面/所述基面折边之间形成如上述实施例中的如第一熔融部，第二熔融部，第一熔融段，第二熔融段等传热和连接结构。而且，如图2至图5所述，散热壳体包含上面的散热基面或者基面折边，还包括下面的散热基面或者基面折边，其下部的散热基面或者基面折边也形成有如上述实施例中的如第一熔融部，第二熔融部，第一熔融段，第二熔融段等传热和连接结构。即多个散热基面和/或散热基面折边形成有如上公开的传热和连接结构。

本实用新型还披露一种空气加热器，包括如上述实施例中的电加热器，所述翅片13用于给空气换热，所述的散热基面围11成容置腔24，用于设置ptc电加热芯。进一步的，容置腔24内的ptc电加芯体的上下设置有电极片，在电极片外包裹有绝缘纸，电源通过电极片给ptc电加热芯体供电。且在容置腔24中对应左右两侧位置上下散热基面对应的ptc电加热芯加热能力要大于散热基板中间区域对应的ptc加热芯体的加热能力，由于采用本实用新型披露的散热结构，散热壳体左右两侧位置上下散热基面的散热能力最强，所以此处有较大制热量情况下，也可以较好的散发出去。而散热基板中间区域与其对应的翅片与基面之间存在间隙，散热较差，减小对应处ptc电加热芯的发热能力，可以避免局部出现高温，而影响空气加热器的可靠性。

在本说明书的描述中，参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上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，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。