CN2094843U - 全包型陶瓷半导体绝缘加热装置 - Google Patents

Abstract

一种正温度系数(PTC)半导体加热装置包括：一 纵长导热、导电壳体制成一中空管；至少一电绝缘板 置于该壳体中；至少一导电板置邻接该电绝缘板；多 个正温度系数半导体加热元件，各加热元件一方触接 该导电板，而另一方触接该壳体之上部，或加热元件 之上、下方触接两导电板分别借该电绝缘板嵌设于壳 体中；两端子罩封于该壳体之两开口端以连接一电源 之两极，以向加热元件通电；多个散热翼片纵设于该 壳体上以供散热之用。

Description

本实用新型涉及一种全包型陶瓷半导体绝缘加热装置。

美国专利第4，037，082号（正温度系数半导体加热装置）虽揭示了一正温度系数（PTC）的半导体加热器，但它仍有以下缺点：

1.PTC加热元件2夹设于上、下绝缘板3，4之间，另外螺丝等固装于壳体6与散热板5内，在加热过程中，某些元件会受热膨胀而形成一些间隙影响导电及电热效果，並减低其使用寿命。

2.各PTC加热元件2中设有两薄层金属电极10，11互呈相对交叉，其制作必须十分精确，方不致造成短路、火花等引起电气意外事故。

3.由其图面所示，其端子20、22自壳体6向上伸出，故壳体6中很难同时安排多个PTC元件：如欲在一长形基板5上安置多个PTC元件时，必须使用许多壳体6及螺丝、铆钉等锁固于基板5上，以罩护这许多个PTC元件，增加制造之复杂性及成本。

本实用新型发明人有鉴于此，而研究揭示出本申请中的加热装置，可从长地容置多个PTC加热元件于一长形壳体内。

本实用新型之目的旨在于提供一种电加热器令多数正温度系统（PTC）半导体加热元件纵设于一长型中空管状之导热、导电壳体中，于该半导体加热元件之上、下面分别贴设有导电板及电绝缘板或仅在下面设有导电板及电绝缘板，壳体两侧分别嵌接两端子以连接电源的两极经上、下导电板或经导热、电壳体之上部及下导电板传电至该PTC加热元件之上下两端以产生电热透过嵌装于壳体上的多数散热翼片以传出热能供加热用，由于所有加热元件均完全包覆于该中空管壳体中，两端罩封两端子，故电气连接良好，热传导效率高，且不受外界湿气、天候之影响，制作容易，成本降低。

本实用新型的较佳实施例可由以下说明书配合所附各图而得以明晰之。

图1为本实用新型之元件分解图。

图2系本实用新型之纵剖面图。

图3系本实用新型自图2之3－3方向的剖面图。

图4系本新型另一实施例之分解图。

图5系图4加热器之纵剖面图。

图6系自图5之6－6方向的剖面图。

参阅图1－3，本实用新型包括：一纵长导热、电壳体1，一电绝缘板2，一导电板3，多个由陶瓷半导体制成的正温度系数    （PTC）半导体加热元件4，一第一端子5连接电源之一极，一第二端子6连接电源之第二极，以及多个散热翼片7並列纵设于该壳体1上。

该纵长导热、电壳体1包括：一截面约呈矩形的中空板10含有一上板12，一平行于该上板12的下板13，两侧板14，15分置于该中空管1之相对两侧边正交于上、下两板12，13，一中央通孔11穿通该壳体1之中空管10，一第一承窝16设于中空管10之第一开口端，一第二承窝17设于中空管10之第二开口端相对于第一承窝16者；多数向下凹设之突点18位于该上板12之两端，以及挡块19设于该上板12之一端部上。

各该侧板14或15纵设有波浪形凹槽141，151于侧板上，如图3所示，可于安装加热元件4，导电板3，绝缘板2于壳体1内轻轻挤压该壳体1能集中变形量，使内部组件紧密接合不致产生跳火现象。该中空管10可如图示之矩形，亦可修饰为其它形状。

该电绝缘板2由电绝缘材料制成，但最好有适当的热传导性，例如可选自矽橡胶，聚碳酸脂等材料，其截面呈U型，包括：一纵长底板21水平置于该下板13上，两侧突缘22，23纵设于底板21之相对两侧而持设于壳体之上，下板12，13之间如图3所示者。

该导电板3由导电材料制成包括：一纵长撑板31平设于该电绝缘板2之底板21上，上板31上等距纵设有多个突部311以隔开嵌夹于相邻两突部311之间的各PTC半导体加热元件4，两侧边缘部32，33分别突伸于撑板31之相对两侧以限持各加热元件4于两边缘部32，33间，以及一连接端板34位于第一承窝16处，自撑板31向外延伸穿设一杆孔341于板34中，端板34含一弯曲部35，其间开设一槽孔36。

各PTC半导体加热元件4包括：一下传导面41接触导电板3，以及一上传导面42接触该壳体之上板12，如图2，3所示。

第一端子5包括：一第一连接板51含有一中孔511並向外伸设有第一电极梢52，该电极梢含有一梢孔521以便连接一电源（未示出）之第一极，一第一端子塞54密封该壳体之第一承窝16，以及一弹性垫片53夹设于第一连接板51与第一端子塞54之间以牢系该第一端子5于该壳体第一承窝16中以促使其与导电板3良好连接。

弹性垫片53设有弯部530以形成一弹簧板，並开设一中孔531。垫片53宜制自能耐高压仍不失其弹性之材料。

第一端子塞54由电绝缘材制成，它包括：一第一塞子突缘541内伸以卡扣入该壳体之第一承窝16中，一第一凹穴542凹设于塞子突缘541下方以容纳该导电板3之端板34之弯曲部35，一向下伸设之第一突杆543以穿通垫片之中孔531，第一连接板51之中孔511及端板34之杆孔341以连接垫片53，连接板51及导电板3端板34者，多个凹处544凹设塞子突缘541之上方以吻合壳体上板12之突点18，以及一第一塞盖545连接该塞子突缘541以密封住该壳体1之第一承窝16。

第二端子6包括：一第二连接板61含有一中孔611並向外伸设有第二电极梢62，第二电极梢62含有一梢孔621以便连接一电源（未示出）之第二极，一第二端子塞64密封该壳体之第二承窝17，以及一弹性垫片63夹设于壳体1之上板12与第二端子塞64之间以牢系该第二端子6于该壳体第二承窝17中以促进其与壳体上板12间良好连接。

该弹性垫片63似同前述之垫片53设有弯部630以形成一弹簧板，並开设一中孔631。

该第二端子塞64由电绝缘材制成，它包括：一第二塞子突缘641内伸以卡扣入该壳体之第二承窝17中，一第二凹穴642凹设于塞子突缘641上方以使该加热元件4与第二端子6间留有空隙，一向上伸设之第二突杆643以穿通垫片之中孔631，第二连接板61之中孔611以连接垫片63及连接板61，以及一第二塞盖645连接该塞子突缘641以密封住该壳体1之第二承窝17。当然，该塞子突缘641亦可凹设多个凹处（未示出）以吻合壳体（1）上之突点，以促第二端子6与壳体1的卡合。

所述多个PTC半导体加热元件4纵设于导电板3上各为该等突部311所分隔，並嵌入该壳体中空管10之通孔11中使加热元件4之上传导面42触接壳体上板12之内面。电绝缘板2则夹设于该导电板3与壳体下板13之间，如图2，3所示。

该散热翼片7开设一中央槽孔71约呈矩形以吻合该壳体12截面，从而将各翼片7安装于壳体1上而为挡块19所限制。各翼片之热膨胀系数应小于壳体1之膨胀系数，故当壳体1被加热元件4加热后其热膨胀之速度较快于翼片，因此能牢牢固结这些翼片7于壳体1上。

将电源之第一或正极引入第一端子5以连接导电板3以及加热元件4之下面41，並将电源之第二或负极引入第二端子6以连接壳体之上板12以及加热元件4之上面42，加热元件通电产生电热经由壳体1上之散热翼片7传热出去以为加热用。

本实用新型在以下几点优于常规的PTC加热器：

1.所有加热元件4，导电板3及电绝缘板2等全包入该中空管壳体1中，因而电气连接良好，加热效率提高，可预防因电连接不良之跳火等意外事故。

2.弯曲部35及槽孔36减少了导电板3向端子5之传热面积，可预防端子5过热而能延长其使用寿命。

3.所有元件罩封入壳体内，可防止湿气、水份、大气污染物的侵蚀。

4.制作简易，例如该中空管可用诸如压出成型的方式大量制作，再截切成所欲之长度。

5.散热翼片7之热膨胀系数小于壳体1的热膨胀系数，故受热后，翼片7牢牢系住于壳体上，並增进其传热效率。

本实用新型之另一实施例示如图4－6中，其中在加热元件4之上面42加嵌一导电板3a及上绝缘板2a于加热元件4与壳体上板12之间。上导板3a向左侧伸设一弯曲部35a及槽孔36a以减少其传热面积以防第二端子6之过热，第二端子6之第二凹穴642则容纳该弯曲部35a。而加热元件4下面则嵌接下导电板3及下绝缘板2于该壳体下板13与加热元件4之间。

Claims (10)

1、一种正温度系数(PTC)半导体加热装置包括：一壳体，一电绝缘板，一导电板，多个正温度系数半导体加热元件，第一及第二端子，以及多个散热翼片，其特征在于：

所述壳体为一纵长导热、电壳体制成一中空管，在其第一开口端形成一第一承窝，在相对之第二开口端形成第二承窝，以及该壳体侧边部凹设多个波浪形凹槽；

所述电绝缘板置于该壳体中之下部；

所述一导电板置于该电绝缘板上；

所述多个正温度系数半导体加热元件纵设于该导电板之上，各加热元件下方触接该导电板，而上方触接该壳体之上部；

所述第一端子罩封于该壳体之第一承窝中，并连接一电源之第一极，以电气连接该导电板；

所述第二端子罩封于该壳体之第二承窝中并连接电源之第二极以电气连接该壳体之上部；以及

所述多个散热翼片纵设于该壳体上，当给该第一、第二端子通电以导通该加热元件使之产生电热后，能经所述壳体及散热翼片向外传热以为加热之用。

2、根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述纵长导热、电壳体包括：一截面约呈矩形的中空管含有一上板，一平行于该上板的下板，两侧板分置于该中空管之相对两侧边正交于上、下两板，一中央通孔穿通该壳体之中空管，一第一承窝设于中空管之第一开口端，一第二承窝设于中空管之第二开口端相对于第二承窝者；多个向下凹设之突点位于该上板之两端，以及挡块设于该上板之一端部上，各该侧板纵设有波浪形凹槽于侧板上。

3、根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：该电绝缘板由电绝缘材料制成，其截面呈U型，包括：一纵长底板平置于该下板上，两侧突绷纵设于底板之相对两侧而持设于壳体之上、下板之间者。

4、根据权利要求1的加热装置，其特征在于：所述导电板由导电材料制成，它包括：一纵长撑板平设于该电绝缘板之底板上，撑板上等距纵设有多个突部以隔开嵌夹于撑板上相邻两突部之间的各PTC半导体加热元件，两侧边缘部分别突伸于撑板之相对两侧以限持各该加热元件于两边缘部间，以及一连接端板位于壳体之承窝处，从撑板向外延伸穿设一杆孔于端板中，端板含一弯曲部基其间开设一槽孔。

5、根据权利要求1的加热装置，其特征在于：所述第一端子包括：

一第一连接板含有一中孔并向外伸设有第一电极梢，该电极梢含有一梢孔以便连接一电源之第一极，一第一端子塞密封该壳体之第一承窝，以及一弹性垫片夹设于第一连接板与第一端子塞之间以牢系该第一端子于该壳体第一承窝中以促使其与导电板良好连接。

6、根据权利要求1的加热装置，其特征在于该第一端子塞由绝缘材料制成，它包括：一第一塞子突缘内伸以卡扣入该壳体之第一承窝中，一第一凹穴凹设于塞子突缘下方以容纳该导电板之端板的弯曲部，一向下伸设之第一突杆以穿通垫片之中孔，第一连接板之中孔及端板之杆孔以连接垫片，连接板及导电板端板，多个凹处凹设塞子。突缘之上向以吻合壳体上板之突点，以及一第一塞盖连接该塞子突缘以密封住该壳体之第一承窝。

7、根据权利要求1之加热装置，其特征在于该第二端子包括：

一第二连接板含有一中孔并向外伸设有第二电极梢，该电极梢含有一肖孔以便连接一电源之第二极，一第二端子塞密封该壳体之第二承窝，以及一弹性垫片夹设于壳体之上板上与第二端子塞之间以牢系该第二端子于该壳体第二承窝中以促其与壳体上板间良好连接。

8、根据权利要求1的加热装置，其特征在于：该第二端子塞由电绝缘材制成，它包括：一第二塞子突缘内伸以卡扣入该壳体之第二承窝中，一第二凹穴凹设于塞子突缘上方以使该加热元件与第二端子间留有空隙，一向上伸设之第二突杆以穿通垫片之中孔，第二连接板之中孔以连接垫片及连接板，以及一第二塞盖连接该塞子突缘以密封住该壳体之第二承窝。

9、根据权利要求1的加热装置，其特征在于各散热翼片之热膨胀系数小于该壳体之热膨胀系数，因此，当各翼片嵌设于该壳体并受热后，能牢系于壳体上。

10、根据权利要求1的加热装置，其特征在于：所述加热元件之上面嵌夹一上导电板及一上电绝缘板于该加热元件与壳体上板之间，该上导电板向外伸设一端板以连接该第二端子以引入电源之第二极，该上电热板之端板形成一弯曲部并开设一槽孔以减少其与第二端子间的传热面积以防其过热。

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