CN204761740U - 正温度系数加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正温度系数(PTC)加热器，所述PTC加热器包括：PTC单元，所述PTC单元包括：PTC元件，PTC元件在被施加电压时变热；电极板，所述电极板用于向所述PTC元件施加电压；以及绝缘构件，所述绝缘构件用于将所述电极板与外部绝缘；以及加热管，所述加热管用于将所述PTC单元产生的热传递到外部，所述PTC单元被容纳在所述加热管的内部中。该加热管配备有引导壁，所述引导壁邻接所述加热管的内表面并且形成用于容纳所述PTC单元的安装空间。

Description

正温度系数加热器

技术领域

本实用新型涉及一种利用正温度系数(PTC)热敏电阻的加热器。更具体地，本实用新型涉及一种具有用于PTC单元的安装空间的加热器，该PTC单元是包括PTC热敏电阻的加热组件，形成在加热管内成为整体，从而为加热管提供更有效的加热行为，改进了PTC单元产生热的电连接可靠性以及增强了通过传导进行的热传递。

背景技术

正温度系数(PTC)热敏电阻是特征是因在达到某个温度区域时伴随相变的温度上升造成电阻涌动的电路元件。

电阻涌动这个特征使得能够将PTC热敏电阻用作电源的开/关开关。此外，PTC热敏电阻的可在相对短时间内达到高温并且保持高温的性能行为允许它们在诸如车用取暖器、烘干机、恒温器、医疗器械、加热垫和房间取暖器的应用中用作加热元件。

PTC加热器是利用PTC元件的这种热产生特征的装置。PTC加热器根据应用和对象被实现为各种形式。PTC单元(包括PTC元件、电极板、绝缘构件等的加热组件)通常被嵌入充当介质的单元(诸如，加热管)内，使得它根本上与特定装置或器械的产生热的结构形成一体，而非直接安装在装置或器械内。

当更严密地检验如此(即，嵌入居间单元中)使用或适应PTC单元的实际模式时，诸如加热管的居间单元和包括PTC元件的PTC单元之间存在形状或结构的不一致，其中，居间单元出于结构上适应发热元件的目的具有各种形状(包括圆柱形)，而PTC单元通常是板状的。

因为这种形状或结构上的不一致，惯例是当PTC单元嵌入诸如加热管的居间单元中时，将填料放入加热管内的空置空间中或者在加热管中添加诸如弹簧的弹性构件，以固定嵌入的PTC单元并且增强热传递效率。

上述这些现有技术的方法遭遇成本效率降低并且制造过程复杂，因为需要额外的元件。此外，由于构成装置的元件不是根本上相互形成一体，因此会出现脱离或断开，从而造成热传递效率降低以及PTC单元产生热所需的电连接不可靠。

此外，在圆柱形加热管的情况下，难以将添加的元件建立与加热管的曲率半径匹配的曲率半径。这样减弱了接触的效用并且使得难以谋求邻接的位置和区域的一致性，从而造成各产品在热传递效率方面的降低和大差异。

尽管这些情形可根据应用和领域而有所不同，但诸如加热管的居间单元通常处于一直暴露于旋转、振动和移动等物理环境中。因此，长时间使用有可能加重上述问题，因此使容纳PTC单元的装置更加有可能被击穿。

实用新型内容

[技术问题]

设想用本实用新型解决在背景部分中阐述的问题。本实用新型的目的是提供一种PTC加热器，该PTC加热器具有集成在诸如加热管的居间单元中的安装空间，其中，安装空间与PTC单元(即，包括正系数温度热敏电阻的发热组件)的形状和结构成镜像。这样允许从一开始就防止诸如构成元件之间的脱离或分离的问题，从而不仅提高PTC单元产生热所需的电连接可靠性，而且还提高通过传导进行热传递的效率。

将通过下面的描述更好地理解本实用新型的额外特征和优点并且将参照示例清楚这些特征和优点。此外，可用权利要求书及其这中阐述的主题将本实用新型的目的和优点具体化。

[问题的解决方案]

为了实现上述目的，本实用新型的PTC加热器包括：PTC单元，所述PTC单元包括：PTC元件，所述PTC元件在被施加电压时变热；电极板，所述电极板用于向所述PTC元件施加电压；以及绝缘构件，所述绝缘构件用于将所述电极板与外部绝缘；以及加热管，所述加热管将PTC容纳在内部并且将所述PTC单元产生的热传递到外部。所述加热管在其内配备有引导壁并且这个引导壁邻接所述加热管的内表面并且形成用于容纳所述PTC单元的安装空间。优选地，所述引导壁与本实用新型的加热管成一体。

此外，所述加热管还可包括接合所述加热管的内表面和所述引导壁的一个或多个肋。

在更优选的实施方式中，所述加热管在外表面中配备有用于压力附接的一个或多个引导凹槽。在特定实施方式中，这些引导凹槽形成在所述加热管的与所述安装空间的水平纵向方向对应的外表面处。

在更优选的实施方式中，所述引导凹槽的厚度比所述加热管的厚度薄。

[有益效果]

根据优选的实施方式，本实用新型的PTC加热器可避免出现因构成元件之间的脱离或分离造成的诸如热传递效率降低和电连接可靠性差的问题。这是由于PTC加热器通过在其加热管(用于装置应用的居间单元)内具有用于PTC单元的内置安装空间而能够容纳具有各种各样结构和形状的各种元件。此外，根据肋状构造的实施方式不仅提供了结构支承，而且还增强了通过传导进行热传递的效率。

在另一个优选实施方式中，本实用新型的PTC加热器允许不仅简化PTC单元的组装，而且简化了PTC加热器的制造。这样提高了整体处理效率，甚至允许将增强物理或电连接效率所需的压力附接过程削减成单个步骤。

根据又一个优选实施方式，本实用新型的PTC加热器在压力附接期间将其外观的任何变形减至最少。更进一步地，PTC加热器可进一步通过精确引导向水平方向施加的力来增加PTC单元和加热管之间的物理和电接触的可靠性。

附图说明

下面的附图示出本实用新型的具体优选实施方式。可通过参照附图以及后面的具体实施方式来更好地理解本实用新型的技术思路。应该理解，在任何一种情况下，本实用新型都不应该限于附图中示出的内容。

图1是根据本实用新型的优选实施方式的PTC加热器100的立体图。

图2是图1中示出的PTC单元110的分解图。图2还示出如何将PTC单元110组装到加热管120中。

图3是示出根据本实用新型的另一个优选实施方式的加热管120的细节的平面图。

图4是示出实现图3中示出的加热管120的PTC加热器100的立体图。

[参考符号列表]

100：PTC加热器

110：PTC单元

111：PTC元件113：引导模块

115：电极板117：绝缘构件

120：加热管

121：引导壁123：安装空间

125：肋127：用于压力附接的引导凹槽

130：导线组件

具体实施方式

将参照附图详细描述本实用新型的优选实施方式。然而，首先应该注意，当解释本公开内容和权利要求书中使用的术语或词语时，它们应该不限于它们普通或字典的含义，而是应该基于实用新型人他或她自己能充当词典编撰者的原则以与本实用新型的技术思路一致的方式进行解释。

因此，本公开内容中描述的示例和示出的实施方式只是最优选实施方式中的几个，而绝不是它们涵盖本实用新型技术思路的全部内容。应该理解，普通技术人员将基于以上描述和附图清楚实施方式的各种变形。

图1是根据本实用新型的优选实施方式的PTC加热器100的立体图，并且图2是图1中示出的PTC单元110的分解图，还示出如何将PTC单元110连接到加热管120。

如图1和图2中所示，本实用新型的PTC加热器100可包括PTC单元110和加热管120。PTC加热器100还可包括用于与例如图1中示出的外部电源电连接以扩展装置可应用性的导线组件130。

本实用新型的PTC单元110可包括PTC元件111、引导模块113、电极板115和绝缘构件117，如图2中所示。PTC元件111是在被施加电压时变热的加热元件并且如图2中所示具有板的形状。PTC元件111的工作原理、内部构造和制造方法是普通技术人员熟知的，并不涉及本实用新型的核心技术思路。因此，将不进一步详细地描述这些方面。

如图2中所示，通过将PTC元件111插入引导模块113的凹陷中而将PTC元件111安装在引导模块113上。本实用新型的电极板115被布置成面对安装在引导模块113上的PTC元件111的相对侧以供电。由于不管电源的实际极性如何，PTC元件111在被施加电压时变热，因此电极板115中的一个用作阴极板而另一个用作阳极板。

出于与外部电绝缘的目的，电极板115的一面或两面可配备有绝缘构件117。

如图2中所示，PTC元件111具有板的形状，因此，优选地，本实用新型的加热器的附带元件(诸如，电极板115和绝缘构件117具有对应的平板形状，使得它们的形状根本上相互匹配。

为了有效实现将构成PTC单元110的元件固定于它们各自位置并且进一步增强电连接可靠性，引导模块113可配备有凹槽并且电极板115可配置有与这个凹槽匹配的凸起。这样，凸起可优选地装配到凹槽中或弹性插入凹槽，从而允许PTC单元111与电极板115更紧密附接。

过去，所得的PTC单元110经受PTC单元110本身被插入单独的矩形壳体中的插入步骤，接着壳体经受第一压力附接步骤，在第一压力附接步骤中，沿着与PTC元件111的平面垂直的方向从两侧向壳体施压以增强电连接可靠性。然后，在PTC加热器的最终组装过程中进行第二物理压力附接以提高导热性。

然而，如下文中更详细说明的，本实用新型避免了对用于PTC单元110的单独壳体的需要，从而使得在制造PTC单元110的过程中诸如插入壳体的过程是不必要的。此外，由于本实用新型允许在最终组装或完成PTC加热器100期间整合压力附接步骤，因此可跳过PTC单元110的制造过程中的第一压力附接步骤。

如上所述，本实用新型的加热管120是应用于这种装置加热器的居间单元。如图中所示，PCT加热管120在其内部配备有PCT单元110并且用于将PTC单元110产生的热释放到外部。

加热管120可具有与应用它的器械匹配的各种形状或形式。当在诸如热治疗仪器和加热垫的这种器械中使用它时，它可成形为圆柱形，以确保有空间进行诸如旋转的物理移动。后面，将基于圆柱形形状的加热管120这个示例进行描述。

如图2中所示，加热管120的内部配备有引导壁121，引导壁121连接到加热管120的内表面。这些引导壁121被构造成物理连接到加热管120本身并且与其邻接并且形成如图2中所示的其内安装上述PTC单元110的安装空间123。

由于例如通过插入将PTC单元110安装在该安装空间123中，因此该安装空间的形状特征(诸如宽度、长度和深度)优选地被构造成匹配PTC单元110的形状特征。

尽管附图示出用于形成安装空间123的引导壁121由两个构件组成的实施方式，但必须理解，它还可被实现为具有四个构件的方柱形。

考虑到热传递的效率和可成形性，本实用新型的加热管120优选地由铝形成，对于引导壁121而言，适用相同的理由。

当加热管120和引导壁121都如此由铝形成时，优选地通过诸如拉制的成形方法，将加热管120与引导壁121形成为整体，以通过物理接触增强导热的效率。

图3和图4分别是示出根据本实用新型的另一个优选实施方式的加热管120的细节的平面图和立体图。如图3中所示，本实用新型的加热管120配备有一个或多个肋125，肋125接合加热管120的内表面和引导壁121。

肋125可被构造成垂直于安装空间，如图3中所示。这种布置支持元件之间的支承结构，并且通过将PTC单元110产生的热传导到加热管120进一步增强热传递效率。根据具体实施方式，肋可被径向构造成确保高热传递效率。

在肋125被实现为接合引导壁121和加热管120的内表面的壁构件形式的实施方式中，可能通过拉制来形成加热管120的整体，该整体不仅整合了引导壁121而且还整合了肋125，从而使模制步骤以及热传递更有效。

在更优选的实施方式中，本实用新型的加热管120可在其外表面上配备有用于压力附接的一个或多个引导凹槽127，如图3中所示。

如上所述，通过插入将PTC单元110安装到加热管120的安装空间123中。一旦安装了PTC单元110，就可通过如图3的右手侧箭头所示地上下施加外部力来执行压力附接步骤。

因此，在安装PTC单元110之后进行压力附接——通过形成PTC单元110的元件(诸如，电极板115和PTC元件111)之间的紧密附着——提供改进的电连接可靠性。这样还允许通过进一步确保热管120和PTC单元110之间的物理接触将PTC单元110产生的热传递到整个加热管120的热传递效率提高。

具有与加热管120的形状匹配的形状的压力附接夹具可用于上述压力附接步骤。用于压力附接的引导凹槽127可精确引导夹具的对准，以防止加热管120的形状变形。此外，引导凹槽127还可在与安装在安装空间123中的PTC单元110的平面精确垂直的方向上传递力，以改进PTC单元中包括的元件的紧密附接。

此外，引导凹槽127优选地以匹配安装空间123的水平纵向方向(参见图3右手侧的“A”)的方式沿着加热管的外表面竖直地构造在加热管120的外表面上。

当与引导凹槽127布置在与安装空间123的水平纵向方向匹配的位置的这些实施方式不同用向上和向下施加力(如图3右手侧一样)执行压力附接步骤时，可同时实现电和物理接触效率的进一步增强，因为施加的集中在引导凹槽127上的力造成向上和向下的力不仅精确传送到加热管120而且精确传送到PTC单元110。

为了以更精确方式实现以上布置，引导凹槽127的宽度优选地比加热管120的厚度窄。即，所述引导凹槽的厚度比所述加热管的厚度薄。另外，引导凹槽127优选地被构造为向着加热管120内部下陷，如图所示。

在使用四个壁构件形成内切加热管120的方柱形引导壁121的实施方式中，与引导凹槽127对应的这些壁构件(图3中的左手侧和右手侧构件)优选地向着内部凹陷，使得壁布置匹配引导凹槽127形状的上述特征。

虽然参照有限数量的示例和图描述了本实用新型，但本公开不旨在将本实用新型限于图示的特定实施方式。应该理解，在不脱离技术思路和随附权利要去书及其等同物的情况下，本领域的技术人员将清楚对本文中描述的目前优选实施方式的各种变化和修改。

出于突出和强调本实用新型的技术教导的目的，用于描述本实用新型并且示出其实施方式的附图可涉及一些夸大和省略。但是，必须理解，普通技术人员将基于以上描述和图清楚它们的各种修改形式。

Claims (6)

1.一种正温度系数加热器，所述正温度系数加热器包括：

正温度系数单元，所述正温度系数单元包括：

正温度系数元件，所述正温度系数元件在被施加电压时变热；

电极板，所述电极板用于向所述正温度系数元件施加电压；以及

绝缘构件，所述绝缘构件用于将所述电极板与外部绝缘；以及

加热管，所述加热管用于将所述正温度系数单元产生的热传递到外部，所述正温度系数单元被容纳在所述加热管的内部中；

其特征在于，所述加热管配备有引导壁，所述引导壁邻接所述加热管的内表面并且形成用于容纳所述正温度系数单元的安装空间。

2.根据权利要求1所述的正温度系数加热器，其特征在于，所述加热管包括接合所述加热管的内表面和所述引导壁的一个或多个肋。

3.根据权利要求1所述的正温度系数加热器，其特征在于，所述引导壁与所述加热管成为一体。

4.根据权利要求1所述的正温度系数加热器，其特征在于，所述加热管在外表面中配备有用于压力附接的一个或多个引导凹槽。

5.根据权利要求4所述的正温度系数加热器，其特征在于，所述引导凹槽形成在所述加热管的与所述安装空间的水平纵向方向对应的外表面处。

6.根据权利要求5所述的正温度系数加热器，其特征在于，所述引导凹槽的厚度比所述加热管的厚度薄。