CN212211415U - 一种高效安全ptc散热器件 - Google Patents

Abstract

高效安全PTC散热器件，以金属箔片为基材，金属箔片连续折叠成成相同形状的矩形、三角波状或正弦波为齿条状，齿条状的金属箔均焊接在金属矩形管的上下表面，铝矩形管内安装PTC器件；且PTC器件均匀排列在铝矩形管内，PTC器件的上下表面镀有电极，另设有条状铝箔或铜箔电极与PTC器件表面镀的电极接触，条状铝箔或铜箔电极亦连接电源，铜箔电极与铝矩形管之间设有绝缘层；PTC器件的上下表面经绝缘层与铝矩形管的上下表面接触；铝矩形管的两个侧面均设有凹槽，铝矩形管的两侧面均设有凹槽，凹槽为安装PTC元件组的压力平衡槽。

Description

一种高效安全PTC散热器件

技术领域

本实用新型涉及一种散热器件(热交换器件)。尤其是小型高效热传导PTC散热器件，便于高效散热，尤其用于空调和暖风用的PTC散热器件。

背景技术

PCT电加热器(加温的散热器件)，是冬季及除湿时的必须配件，如CN102620381A空调带PCT电加热器的空调的控制方法，空调在除湿模式下运行时采集并比对室内盘管温度TE和室内环境温度TA，并监控压缩机、室外风机、室内风机、PCT电加热器的运行状况并控制其运行方式。现有的PTC电加热器将发热温度即相变温度或居里温度达到328℃，尽管在此温度可以使电阻率急剧上升，加热功率减低，但散热器件组件因为绝缘和散热效率的因素，温度还会继续升高，PTC陶瓷爆裂，过高温度会导致爆管——整个散热器件组件铝管总成失效。

家用电路中的加热器(典型的如PTC陶瓷加热的散热器最为常用，加热器包括散热片制备的散热器件、PTC加热陶瓷、散热器件及风扇三大部件，现有的散热器件就是由铝片折叠成连续结构，其组成就的尖角状，再通过与铝板钎焊，将折叠成连续的尖角状铝箔制备成条状)、空调器的铝翅片、油汀、汽车空调、电子器件散热器等各种换热器，但在散热片片基上的改进极鲜见。

本申请人已经提出过加热片为热芯制备成的散热器件，由于PTC散热器与金属材料的表面构件的热接触要求极高才能保证PTC散热器件的工作高效热传导效率，但实际运用时选择的导热胶等方式均不是治本方案。现有的PTC器件的居里温度325℃而且质脆，也是现有PTC器件安全性不好的原因。

实用新型内容

本实用新型目的是，提出一种高效安全的热传导型PTC散热器组件，由PTC散热芯制备成的散热器组件，从配方和及制备工艺上改进，也包括减薄的PTC片，降低居里温度，简化铝散热器的结构，而且PTC散热器与金属材料的表面构件的热接触要求极高才能保证PTC散热器件的工作高效热传导效率，在散热的金属箔片上直接安装发热元件，无须在一块平板先固定金属箔片，具有紧凑刚性更好的结构且节省材料。单位体积具有极大的散热量，散热效率明显提高。

本实用新型的技术方案是：一种高效安全PTC散热器件，以金属箔片为基材，金属箔片连续折叠成成相同形状的矩形、三角波状或正弦波为齿条状，齿条状的金属箔均焊接在金属矩形管(尤其是铝管)的上下表面，铝矩形管内安装PTC器件；且PTC 器件均匀排列在铝矩形管内，PTC器件的上下表面镀有电极，另设有条状铝箔或铜箔电极与PTC表面镀的电极接触，条状铝箔或铜箔电极亦连接电源，铜箔电极与铝矩形管之间设有绝缘层；PTC器件的上下表面经绝缘层与铝矩形管的上下表面接触；铝矩形管的两个侧面均设有凹槽，铝矩形管的两侧面均设有凹槽，凹槽为安装PTC元件组的压力平衡槽。

PTC器件的制备，采用二氧化钛100份、碳酸钡50份，添加2.5份碳酸锶，器件制备成PTC薄片，二氧化钛100份、碳酸钡50份，添加2.5份碳酸锶(均为质量份)，纯度均要达到98.5％以上，球磨或棒磨磨到中间粒径达到3-4微米(80％以上质量均达到此粒径)，厚度适当减薄，在模具中压制坯料，中坯料模具中压制后经等静压(8-20MPa)成型10-30min,再进行烧结，烧结温度是升温时每十分钟升温2℃到 500℃，然后升温到1200±20℃保温3小时，降温速度不超过每十分钟10℃到室温，均是典型的陶瓷工艺。PTC器件的居里温度从320-330℃降低到300-305℃。

本实用新型的改进是，以金属箔片为基材，金属箔片连续折叠成成相同形状的矩形、三角波状或正弦波为齿条状，齿条状金属箔均焊接在铝矩形金属管(尤其是铝管) 的上下表面上，铝板槽或铝矩形管内安装PTC器件；PTC器件均匀排列铝矩形管内， PTC器件上下表面均设有条状电极(铜箔或铝箔，尤其是后者)，铜箔电极与铝矩形管之间设有绝缘层。

本实用新型的改进，齿条状金属箔(铝箔)、铝矩形管交替安装，最外层齿条状金属箔。形成：“齿管齿”、“齿管齿管齿”结构，但最外层齿条状金属箔的外表面可以是铝条。最外层齿条状金属箔的外表面是铝条上可设有孔。

齿条状铝箔、铝矩形管交替安装，最外层齿条状金属箔的外表面铝条均是通过铝钎焊一体化焊接成型，可以耐热380摄氏度以上。

PTC器件的上下表面与铝矩形管的上下表面接触，铝矩形管的两侧面均设有凹槽，铝矩形管的两侧面均设有凹槽为压力平衡槽。PTC器件为薄片状，上下表面镀有金属即为上下表面电极，电极引出的金属条采用铝条，上下铝条与密排的PTC薄片上下表面金属电极接触，再包裹绝缘片，绝缘片可以采用云母片。每片PTC器件厚度为3-5mm。

本实用新型的以铝箔片为基材，铝箔片连续折叠成矩形、三角波状，上下矩形、三角波、正弦波顶均焊接铝矩形管的上下两表面，制备成条状的散热器件时；以真空钎接、盐浴炉等方式焊接铝矩形管齿条状金属箔，齿条状金属箔为铝质。金属箔还包括铝合金箔条。最后安装PTC器件；铝矩形管也可以被铜、铁矩形管等替代，本实用新型用方管亦可。如图5的端面的结构示意图可见。压力平衡槽是铝矩形管的两侧面的槽，或一侧槽上沿槽的一根平行线具有割开的缝。用于安装一条排列好的PTC器件及电极及绝缘层，塞进铝矩形管，用压力机压力压在铝矩形管的上下表面，槽会变形，使铝矩形管的上下表面与包裹绝缘层的PTC器件接触。

铝矩形管的两侧面均设有凹槽为压力平衡槽或者压力平衡槽沿槽的一根平行线具有割开的缝的具有如下作用：最后安装好PTC器件(PTC器件纵截面与铝矩形管纵截面近似但略小于后者)时，两侧平衡槽的制备：同时用两个压力轮压向压力平衡槽，铝矩形管受到压力作用，上下两表面向扁的方向(上下挤压)产生变形，从而使PTC 器件上下表面与铝矩形管内表面接触。又不至于直接对铝矩形管施压损坏脆性的PTC 器件，压力平衡槽的受到的压力变形可以保持。

本实用新型的有益效果，PTC器件上下表面与铝矩形管内表面接触好，热阻小，PTC片降低了居里温度，且整体的脆性有所改善，通过简化铝散热器的结构，而且PTC 散热器与金属材料的表面构件的热接触要求极高才能保证PTC散热器件的工作高效热传导效率，在散热的金属箔片上直接安装发热元件，无须在一块平板先固定金属箔片，具有紧凑刚性更好的结构且节省材料。单位体积具有极大的散热量，散热效率明显提高。在安装时施加压力使铝管变形，不至于直接对铝矩形管施压损坏脆性的PTC 器件，压力平衡槽的受到的压力变形可以保持。在折叠的散热的金属箔片上直接安装发热元件(发热元件置于两条折叠的散热的金属箔片中间或者置)，无须一块平板先固定金属箔片，散热面积大，具有紧凑刚性更好的结构且节省材料。本实用新型的传热效率大大增加；用于电加热器、空调器、油汀、汽车空调、电子器件散热器的空气对流效果更好，制备成这种结构的散热器更容易加工，节约成本。

附图说明

图1是本实用新型组件的纵截面结构示意图，齿管齿结构。

图2是本实用新型另一组件纵截面结构示意图，齿管齿管齿结构。

图3是本实用新型方波波形的组件纵截面结构示意图，齿管齿结构外表面钎焊有铝板。

图4是本实用新型方波波形形成的组件的纵截面结构示意图，齿管齿结构。

图5为本实用新型组件的横截面结构示意图。

图6是本实用新型方波波形形成的组件的纵截面结构示意图，齿管齿管齿结构。

图7是图1器件的俯视图，齿条状金属箔的每个折叠波带有扭曲的波形(纵截面的每波仍为方波或三角波，波顶为扭曲的波形)，用于增大表面积。

图8带压力平衡槽(弧形槽)的铝矩形结构示意图。

图9带压力平衡槽(矩形槽)的铝矩形结构示意图。

图10本发明的组件结构示意图。

具体实施方式

如图所示，铝矩形管1、齿条状金属箔齿条2(为U形齿、方形齿、三角形齿或波纹齿等)、条状电极3、PTC器件4、外金属条5、绝缘层6、压力平衡槽 7为弧形凹槽或矩形凹槽。

铝矩形管、PTC器件(电加热器件)4；金属散热器件焊接好后，铝矩形管3内安装PTC器件(PTC器件纵截面与铝矩形管纵截面近似但略小于后者)，两侧平衡槽纵截面可以是凹弧形、半圆形，两侧平衡槽同时用两个压力轮压向压力平衡槽，铝矩形管受到压力作用，上下两表面向扁的方向(上下挤压)产生变形，从而使PTC器件上下表面与铝矩形管内表面接触。又不至于直接对铝矩形管施压损坏脆性的PTC器件，压力平衡槽的受到的压力变形可以保持。

金属箔片采用长条铝箔，宽度1.5-5厘米，波高1-3厘米，可以展开足够的表面积，采用0.3mm以上厚度的铝箔(或其它金属箔的厚度可略低)或0.25mm以上的铝合金箔有相当强度，与铝矩形管上下表面钎焊。

PTC与一金属箔片连续折叠成矩形、三角波状散热器结合的结构图。更常用的是一PTC夹在两金属箔片连续折叠成矩形、三角波状散热器内，均是本实用新型的实施例，而用于空调散热的铝翅片可以是折叠式(与现有技术相同方式应用)。本方案不需要加焊平铝板。箔电极与铝矩形管之间设有绝缘层是云母等材料为好，可以耐温 350度以上。

Claims (6)

1.一种高效安全PTC散热器件，其特征是，以金属箔片为基材，金属箔片连续折叠成成相同形状的矩形、三角波状或正弦波为齿条状，齿条状的金属箔均焊接在金属矩形管的上下表面，金属矩形管内安装PTC器件；且PTC器件均匀排列在铝矩形管内，PTC器件的上下表面镀有电极，另设有条状铝箔或铜箔电极与PTC器件表面镀的电极接触，条状铝箔或铜箔电极亦连接电源，铜箔电极与铝矩形管之间设有绝缘层；PTC器件的上下表面经绝缘层与铝矩形管的上下表面接触；铝矩形管的两个侧面均设有凹槽，铝矩形管的两侧面均设有凹槽，凹槽为安装PTC元件组的压力平衡槽。

2.根据权利要求1所述的高效安全PTC散热器件，其特征是，齿条状金属箔、金属矩形管为铝矩形管，且交替安装，最外层齿条状金属箔；形成“齿管齿”、“齿管齿管齿”结构。

3.根据权利要求1或2所述的高效安全PTC散热器件，其特征是，最外层齿条状金属箔的外表面是铝条。

4.根据权利要求1或2所述的高效安全PTC散热器件，其特征是，条状铝箔、铝矩形管交替安装及最外层齿条状金属箔的外表面铝条均是通过铝钎焊一体化焊接成型。

5.根据权利要求1或2所述的高效安全PTC散热器件，其特征是，铝矩形管的两侧面均设有凹槽作为压力平衡槽；压力平衡槽是铝矩形管的两侧面的槽，或一侧槽上沿槽的一根平行线具有割开的缝。

6.根据权利要求1或2所述的高效安全PTC散热器件，其特征是，绝缘片采用云母片；每片PTC器件厚度为3-5mm。

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