CN115968063A - 一种用于spa的ptc加热器及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于SPA的PTC加热器及制作方法，PTC加热器包括加热芯体、导热组件及防腐层，加热芯体为用以将电能转化成热能的发热单元；导热组件设在加热芯体的外部，包括导热管及密封塞，两件以上导热管的内径均不相同，且按内径由小到大逐层套设在加热芯体的外部；密封塞设在加热芯体的两端；防腐层喷涂在最外层的导热管与外部接触的表面。本发明在导热组件中设置两件以上内径均不相同的导热管，通过逐层套设，对加热芯体构成多层保护，尽量降低间隙造成的热阻；密封塞的设置有力提升了PTC加热器的绝缘性能，另外，防腐层显著加强了PTC加热管的耐腐蚀性能；dn导热管不进行缩管或压合，表面不会有微裂纹，有效防止水的浸入和腐蚀。

Description

一种用于SPA的PTC加热器及制作方法

技术领域

本发明涉及加热器技术领域，具体涉及一种用于SPA的PTC加热器及制作方法。

背景技术

由于PTC陶瓷元件具有特殊的正温度系数电阻温度特性，PTC加热器产品在加热技术领域广受青睐，现已经广泛应用于家电领域进行风暖加热，比如空调辅助加热，暖风机，浴霸等；传统燃油汽车的除霜，取暖等；新能源汽车的车内取暖及电池热管理等。

PTC加热器采用PTC陶瓷作为核心发热元件，与传统的电热丝，电热管，远红外石英加热器相比，具有自动控温，使用电压范围广，且无明火，安全可靠，寿命长等优势。在大功率加热领域，PTC加热器的应用范围还在不断扩展，除了风暖加热领域，目前PTC加热器也已经被广泛应用于家庭休闲娱乐的水池(SPA)、地暖、电热水器及新能源汽车电池热管理等水加热场合，用于对水或汽车防冻液进行快速加热。

用在水中的PTC加热器的绝缘性能要求相比风暖加热器更高，尤其是SPA用水的PTC加热器，人会长时间呆在水中，安全性要求极高，且SPA用水中会加少量氯片进行消毒，有时还会用到海水，所以对与水接触的PTC加热器来说，还需要一定的抗腐蚀性，否则也会出现安全隐患(水把加热器外壳腐蚀后渗入加热芯体内部，引起绝缘不良，导致水带电)。

在现有技术中，SPA用PTC加热器通常有两种结构：一种通过制成矩形PTC加热管放置在通水铝壳体中发出热量，通过电极片，绝缘薄膜，金属管传到通水铝壳的水道，从而实现加热水道中的水；另一种是将PTC加热芯体塞入金属管内进行缩管，形成加热金属管，最后将加热金属管塞入内径稍大的不锈钢管中，再次缩管形成PTC加热器。

在长时间使用过程中，尤其是家庭休闲娱乐水池(SPA)，需要用氯片对水进行消毒，水中有一定浓度的氯离子，而且有时还会用到海水，腐蚀性更强。前一种结构的通水铝壳体的水道和两端密封面由于耐腐蚀性差会出现一定的腐蚀，导致密封失效，严重的会使得壳体穿孔，水就会渗入到PTC加热管内部，从而造成漏电的安全问题。而后一种结构的外层不锈钢加热管的耐腐蚀性更好，且内部金属管和外部不锈钢管均采用缩管结构，热阻小。但是，这种结构有如下致命缺陷：

1)尽管不锈钢的耐腐蚀能力比铝要好，但耐氯离子腐蚀能力较差，不适合用于SPA水池加热；

2)外层的不锈钢经过压合缩管，表面存在微裂纹和缺陷，在水中长期使用过程中，微裂纹和缺陷处是薄弱点，首先被腐蚀，造成裂纹扩大，水渗入不锈钢内部，进而渗透到金属管内部(金属管经过缩合，表面也存在微裂纹)的加热芯体中，从而引起绝缘不良，造成极大的安全隐患；

3)外层不锈钢管的导热性大大低于内层金属铝管，热阻大，加热效率低。

因此，本技术领域亟需一种结构简单、防腐能力强、热传导效率高的适用于SPA的PTC加热器。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种结构简单、防腐能力强、绝缘性良好且热传导效率高的适用于SPA的PTC加热器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明公开了一种用于SPA的PTC加热器，包括加热芯体、导热组件及防腐层，所述加热芯体，用以将电能转化成热能的发热单元，所述加热器芯体包括PTC陶瓷元件、金属电极及绝缘纸；所述PTC陶瓷元件设在中间，所述金属电极数量为两件，两件所述金属电极分别贴附在所述PTC陶瓷元件的两侧，构成横截面为圆形的发热组合体，所述绝缘纸包裹在所述发热组合体的外周；所述导热组件，设在所述加热芯体的外部，包括导热管及密封塞，所述导热管为两件以上，两件以上所述导热管的内径均不相同，且按内径由小到大依次为d1导热管、d2导热管至dn导热管，其中n为大于等于2的整数，所述d1导热管套设在所述加热芯体的外部，且所述d1导热管的内壁与所述加热芯体的外表面紧密接触，所述d2导热管至dn导热管按内径由小到大依次套设在所述d1导热管的外部；所述密封塞分别设在所述加热芯体的两端，用以与所述导热管一起为所述加热芯体构造密封空间；所述防腐层，喷涂在所述dn导热管与外部接触的表面。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中用于SPA的PTC加热器所存在的耐腐蚀能力差、绝缘不良、漏电安全风险高及传热效率低的问题，在导热组件中设置两件以上内径均不相同的导热管，通过逐层套设，对加热芯体构成多层保护，最内层的d1导热管与加热芯体的外表面紧密接触，尽量降低间隙造成的热阻；密封塞的设置，为加热芯体构造密封的空间，防止外界水浸入，有力提升了PTC加热器的绝缘性能，另外，在最外层的dn导热管与外部接触的表面喷涂防腐层，显著加强了PTC加热管的耐腐蚀性能；dn导热管不进行热缩或压缩，表面不会有微裂纹，有效防止SPA的水的浸入和腐蚀。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述导热组件还设有灌封胶，所述灌封胶填充在所述d1导热管、d2导热管至dn导热管之间的间隙内。

采用上述技术方案的有益效果是：灌封胶的设置，通过填充不同层导热管之间的间隙，有效降低间隙所造成的热阻，提升加热效率。

作为本发明技术方案的再进一步改进，所述d1导热管、d2导热管至dn导热管之间的间隙范围为0.1mm-1mm。

采用上述技术方案的有益效果是：在不同层的导热管之间设置间隙范围在优选的范围内，既有利于导热管的快速装配，提升PTC加热器的生产效率，还有利于灌封胶的注入，保持较低的热阻。

作为本发明技术方案的再进一步改进，所述d1导热管的厚度范围为0.2mm-1.5mm。

采用上述技术方案的有益效果是：经实践证明，最内层的d1导热管的厚度范围设置在0.2mm-1.5mm区间时，既能保持合适的强度，又有利于与加热芯体之间通过压合或缩管进行紧密接触。

作为本发明技术方案的又进一步改进，所述dn导热管的厚度范围为0.2mm-2.5mm。

采用上述技术方案的有益效果是：为避免表面产生微裂纹，最外层的dn导热管不进行缩管，因此，dn导热管在强度方面要求更高一些，与其它层的导热管相比，其厚度需适当加厚，经实践证明，dn导热管的厚度范围在0.2mm-2.5mm，既能保持足够的强度的同时兼具良好的经济性。

作为本发明技术方案的又进一步改进，所述导热管为铝质圆管。

采用上述技术方案的有益效果是：以铝质圆管为导热管，充分利用了铝质圆管所具有的优良的导热性、重量轻及塑性强的特点，易加工，在保证进一步提升导热管的导热性，有助于延长PTC加热器的使用寿命。

作为本发明技术方案的又进一步改进，所述灌封胶为硅胶。

采用上述技术方案的有益效果是：以硅胶为灌封胶，充分利用了硅胶所具有的高导热性及热稳定性，在高温状态下，保持良好的填充状态的同时，尽可能的降低了灌封胶自身的热阻，进一步提升从加热芯体到外部的导热效率。

作为本发明技术方案的更进一步改进，所述防腐层为铁氟龙、环氧树脂、氟碳树脂、阳极氧化及电泳漆中的一种。

采用上述技术方案的有益效果是：以上述材料为防腐层，充分发挥了其抗酸抗碱以及抗各种有机溶剂的腐蚀，还具有耐高温的特点，有效阻止含氯离子的消毒水或还有各种腐蚀性物质的海水的腐蚀，进一步延长PTC加热器的使用寿命，降低更换频率。除此之外，其它具有类似特点的防腐材料均可以作为PTC加热器的防腐层，从而有效提升PTC加热器的防腐性能。

作为本发明技术方案的更进一步改进，所述加热芯体还包括铝箔，所述绝缘纸为至少两层，所述铝箔设在至少两层所述绝缘纸之间。

采用上述技术方案的有益效果是：设置绝缘纸的层数为至少两层，且在其中两层绝缘纸之间设置铝箔，可有效吸收和阻挡杂质颗粒，从而起到保护绝缘层的作用。

另一方面，本发明还进一步公开了一种用于SPA的PTC加热器的制作方法，包括如下步骤：

S1：将两件半圆形的金属电极分别贴附在PTC陶瓷元件的两侧，并用绝缘纸包裹成横截面为圆形的加热芯体；

S2：将加热芯体穿入d1导热管内，并经压合进行缩管，制作成圆形加热管；

S3：将圆形加热管穿入d2导热管内，圆形加热管的一端用密封塞封住，在d2导热管与圆形加热管之间的缝隙注入灌封胶，再用密封塞封住圆形加热管的另一端；

S4：重复步骤S3，直至完成dn导热管的装配；

S5：在dn导热管与外部接触的表面喷涂防腐层。

采用上述技术方案的有益效果是：PTC加热器制作方法的制定，便于对PTC加热器的制作过程进行规范，有利于提升生产效率，保持生产质量的稳定性，且利于实现标准化批量生产。

附图说明

为了更为清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的一种PTC加热器的主视剖面示意图；

图2为本发明的一种PTC加热器的横截剖面示意图；

图3为本发明的另一种PTC加热器的横截剖面示意图；

图中数字所表示的相应的部件名称如下：

加热芯体1；PTC陶瓷元件11；金属电极12；绝缘纸13；铝箔14；导热组件2；导热管21；d1导热管211；d2导热管212；dn导热管213；密封塞22；尾部密封塞221；头部密封塞222；灌封胶23；防腐层3。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了实现本发明的目的，本发明提供的技术方案为：

一方面，在本发明的一些实施方式中，如图1，3所示，公开了一方面，本发明公开了一种用于SPA的PTC加热器，包括加热芯体1、导热组件2及防腐层3，加热芯体1，用以将电能转化成热能的发热单元，加热器芯体包括PTC陶瓷元件11、金属电极12及绝缘纸13；PTC陶瓷元件11设在中间，金属电极12数量为两件，两件金属电极12分别贴附在PTC陶瓷元件11的两侧，构成横截面为圆形的发热组合体，绝缘纸13包裹在发热组合体的外周；导热组件2，设在加热芯体1的外部，包括导热管21及密封塞22，导热管21为两件以上，两件以上导热管21的内径均不相同，且按内径由小到大依次为d1导热管211、d2导热管212至dn导热管213，其中n为大于等于2的整数，d1导热管211套设在加热芯体1的外部，且d1导热管211的内壁与加热芯体1的外表面紧密接触，d2导热管212至dn导热管213按内径由小到大依次套设在d1导热管211的外部；密封塞22包括尾部密封塞221及头部密封塞222，尾部密封塞221及头部密封塞222分别设在加热芯体1的尾部端口及头部端口，用以与导热管21一起为加热芯体1构造密封空间；防腐层3，喷涂在dn导热管213与外部接触的表面。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中用于SPA的PTC加热器所存在的耐腐蚀能力差、绝缘不良、漏电安全风险高及传热效率低的问题，在导热组件2中设置两件以上内径均不相同的导热管21，通过逐层套设，对加热芯体1构成多层保护，最内层的d1导热管211与加热芯体1的外表面紧密接触，尽量降低间隙造成的热阻；密封塞22的设置，为加热芯体1构造密封的空间，防止外界水浸入，有力提升了PTC加热器的绝缘性能，另外，在最外层的dn导热管213与外部接触的表面喷涂防腐层3，显著加强了PTC加热管的耐腐蚀性能；dn导热管213不进行热缩或压缩，表面不会有微裂纹，有效防止SPA的水的浸入和腐蚀。

在本发明的另一些实施方式中，如图1-3所示，导热组件2还设有灌封胶23，灌封胶23填充在d1导热管211、d2导热管212至dn导热管213之间的间隙内。

采用上述技术方案的有益效果是：灌封胶23的设置，通过填充不同层导热管21之间的间隙，有效降低间隙所造成的热阻，提升加热效率。

在本发明的另一些实施方式中，d1导热管211、d2导热管212至dn导热管213之间的间隙范围为0.1mm-1mm。

采用上述技术方案的有益效果是：在不同层的导热管21之间设置间隙范围在优选的范围内，既有利于导热管21的快速装配，提升PTC加热器的生产效率，还有利于灌封胶23的注入，保持较低的热阻。

在本发明的另一些实施方式中，d1导热管211的厚度范围为0.2mm-1.5mm。

采用上述技术方案的有益效果是：经实践证明，最内层的d1导热管211的厚度范围设置在0.2mm-1.5mm区间时，既能保持合适的强度，又有利于与加热芯体1之间通过压合或缩管进行紧密接触。

在本发明的另一些实施方式中，dn导热管213的厚度范围为0.2mm-2.5mm。

采用上述技术方案的有益效果是：为避免表面产生微裂纹，最外层的dn导热管213不进行缩管，因此，dn导热管213在强度方面要求更高一些，与其它层的导热管21相比，其厚度需适当加厚，经实践证明，dn导热管213的厚度范围在0.2mm-2.5mm，既能保持足够的强度的同时兼具良好的经济性。

在本发明的另一些实施方式中，导热管21为铝质圆管。

采用上述技术方案的有益效果是：以铝质圆管为导热管21，充分利用了铝质圆管所具有的优良的导热性、重量轻及塑性强的特点，易加工，在保证进一步提升导热管21的导热性，有助于延长PTC加热器的使用寿命。

在本发明的另一些实施方式中，灌封胶23为硅胶。

采用上述技术方案的有益效果是：以硅胶为灌封胶23，充分利用了硅胶所具有的高导热性及热稳定性，在高温状态下，保持良好的填充状态的同时，尽可能的降低了灌封胶23自身的热阻，进一步提升从加热芯体1到外部的导热效率。

在本发明的另一些实施方式中，防腐层3为铁氟龙、环氧树脂、氟碳树脂、阳极氧化及电泳漆中的一种。

采用上述技术方案的有益效果是：以上述材料为防腐层3，充分发挥了其抗酸抗碱以及抗各种有机溶剂的腐蚀，还具有耐高温的特点，有效阻止含氯离子的消毒水或还有各种腐蚀性物质的海水的腐蚀，进一步延长PTC加热器的使用寿命，降低更换频率。除此之外，其它具有类似特点的防腐材料均可以作为PTC加热器的防腐层3，从而有效提升PTC加热器的防腐性能。

在本发明的另一些实施方式中，如图3所示，加热芯体1还包括铝箔14，绝缘纸13为至少两层，铝箔14设在至少两层绝缘纸13之间。

采用上述技术方案的有益效果是：设置绝缘纸13的层数为至少两层，且在其中两层绝缘纸13之间设置铝箔14，可有效吸收和阻挡杂质颗粒，从而起到保护绝缘层的作用。

在本发明的另一些实施方式中，还进一步公开了一种用于SPA的PTC加热器的制作方法，包括如下步骤：

S1：将两件半圆形的金属电极12分别贴附在PTC陶瓷元件11的两侧，并用绝缘纸13包裹成横截面为圆形的加热芯体1；

S2：将加热芯体1穿入d1导热管211内，并经压合进行缩管，制作成圆形加热管；

S3：将圆形加热管穿入d2导热管212内，圆形加热管的一端用密封塞22封住，在d2导热管212与圆形加热管之间的缝隙注入灌封胶23，再用密封塞22封住圆形加热管的另一端；

S4：重复步骤S3，直至完成dn导热管213的装配；

S5：在dn导热管213与外部接触的表面喷涂防腐层3。

采用上述技术方案的有益效果是：PTC加热器制作方法的制定，便于对PTC加热器的制作过程进行规范，有利于提升生产效率，保持生产质量的稳定性，且利于实现标准化批量生产。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于SPA的PTC加热器，其特征在于，包括加热芯体、导热组件及防腐层，

所述加热芯体，用以将电能转化成热能的发热单元，所述加热器芯体包括PTC陶瓷元件、金属电极及绝缘纸；所述PTC陶瓷元件设在中间，所述金属电极数量为两件，两件所述金属电极分别贴附在所述PTC陶瓷元件的两侧，构成横截面为圆形的发热组合体，所述绝缘纸包裹在所述发热组合体的外周；

所述导热组件，设在所述加热芯体的外部，包括导热管及密封塞，所述导热管为两件以上，两件以上所述导热管的内径均不相同，且按内径由小到大依次为d1导热管、d2导热管至dn导热管，其中n为大于等于2的整数，所述d1导热管套设在所述加热芯体的外部，且所述d1导热管的内壁与所述加热芯体的外表面紧密接触，所述d2导热管至dn导热管按内径由小到大依次套设在所述d1导热管的外部；所述密封塞分别设在所述加热芯体的两端，用以与所述导热管一起为所述加热芯体构造密封空间；

所述防腐层，喷涂在所述dn导热管与外部接触的表面。

2.根据权利要求1所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于,所述导热组件还设有灌封胶，所述灌封胶填充在所述d1导热管、d2导热管至dn导热管之间的间隙内。

3.根据权利要求2所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于，所述d1导热管、d2导热管至dn导热管之间的间隙范围为0.1mm-1mm。

4.根据权利要求1所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于，所述d1导热管的厚度范围为0.2mm-1.5mm。

5.根据权利要求1所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于，所述dn导热管的厚度范围为0.2mm-2.5mm。

6.根据权利要求1所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于,所述导热管为铝质圆管。

7.根据权利要求2所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于,所述灌封胶为硅胶。

8.根据权利要求1所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于,所述防腐层为铁氟龙、环氧树脂、氟碳树脂、阳极氧化及电泳漆中的一种。

9.根据权利要求1所述的用于SPA的PTC加热器，其特征在于,所述加热芯体还包括铝箔，所述绝缘纸为至少两层，所述铝箔设在至少两层所述绝缘纸之间。

10.一种用于SPA的PTC加热器的制作方法，其特征在于,包括如下步骤：

S1：将两件半圆的金属电极分别贴附在PTC陶瓷元件的两侧，并用绝缘纸包裹成横截面为圆形的加热芯体；

S2：将加热芯体穿入d1导热管内，并经压合进行缩管，制作成圆形加热管；

S3：将圆形加热管穿入d2导热管内，圆形加热管的一端用密封塞封住，在d2导热管与圆形加热管之间的缝隙注入灌封胶，再用密封塞封住圆形加热管的另一端；

S4：重复步骤S3，直至完成dn导热管的装配；

S5：在dn导热管与外部接触的表面喷涂防腐层。

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