JP2017525125A - 一つの電熱装置及びその製造方法について - Google Patents

Abstract

本発明は電熱装置及びその製造方法を提供するものであって、前記電熱装置は少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子６と、放熱フィン９１とを有し、前記ＰＴＣ電熱素子６は陽電極及び陰電極板５と、陽電極及び陰電極板５の間に位置するＰＴＣ素子４とを有し、前記放熱フィン９１は前記ＰＴＣ電熱素子６の外表面に位置し、前記放熱フィン９１において前記ＰＴＣ電熱素子６と接触しない表面は帯電しない。本発明が提供する電熱装置は、従来の技術におけるアルミニウム扁平管又はアルミニウム管を使用せず、コストを削減するのみならず、アルミニウム扁平管の中間部分の熱抵抗を減少させることで熱交換効率を向上させ、単位体積あたりの電力密度を増加させる。

Description

本発明は電熱装置（或は電熱機器）及びその製造方法に関するものであって、特に金属扁平管を使わないより高い熱交換効率を有するＰＴＣ電熱装置及びその製造方法に関わるものである。

技術背景

ＰＴＣとは英語「正温度係数（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）」の頭文字を取ったものである。ＰＴＣ材料には、感熱、限流、タイムラプス等のスイッチング特性と無接点、無騒音、使用寿命が長い、等の特徴を有するので、新しいサーミスタ材料として、主にスイッチや発熱に用いられる。例えば、スイッチ分野において、冷蔵庫の起動、電気変圧器の保護、ＳＰＣ交換器の保護及び蚊よけ器、パーマ機、電気アイロン等小型家電製品に用いられる。発熱類分野において、発熱類ＰＴＣの安定性、温度上昇が速い、電源電圧波動による影響が小さい、等の特徴を利用して、ヒーター、乾燥機、エアカーテン機、空調等各種の加熱器製品に用いられる。

ＰＴＣ電熱装置（或はＰＴＣ電熱機器）はＰＴＣ感熱性高分子又はセラミック素子を利用し、複数の単片を組み合わせた後、波紋放熱アルミニウム条と高温ゲルで接着するものであり、熱抵抗が小さく、熱交換効率が高い、等の特徴を有する。その最も大きな特徴は安全性が高い。即ち、ファンが故障して動けなくなる場合、ＰＴＣ電熱装置は放熱の不十分によって、パワーが自動的に急激に下落する。その時、ＰＴＣ電熱装置の表面温度はキュリー温度前後（普通は２２０℃）に維持されて、電熱管類加熱器表面が「赤くなる」のを防いで、事故発生率を大幅に削減する。

現在市場で販売されるＰＴＣ電熱装置の基本構造に横断面が長方形の金属扁平管（或は金属ブッシング、扁平管）がある。金属扁平管内に電熱素子や絶縁層を設置する。電熱素子は陽陰電極板及び電極板の間に位置するＰＴＣ素子で構成される。絶縁層材料はプラスチックフィルムであり、電熱素子に包まれて、金属扁平管外側の二つの比較的大きな放熱面に放熱素子（或は放熱フィンと呼ばれる）が貼られる。放熱素子に一つの連続的に弯曲して波紋状を呈するアルミニウム帯や波紋状アルミニウム帯の上、下両面に溶接された二つのアルミニウム縁の板が含まれる。金属扁平管外壁と放熱素子の片側のアルミニウム縁の板とは伝熱ゲルで相互に接着される。詳しくは添付図１をご参照ください。従って、現在市場で販売されているＰＴＣ電熱装置の伝熱効率は比較的低い。

現在ではＰＴＣ電熱装置を改善する数種の技術がある。例えば、中国特許ＣＮ２０１１１９０１７Ｙは一種のＰＴＣ電熱装置を公開した。その電熱装置は放熱素子の縦横断面が数個の並べて排列の三角形であって、こういう構造でＰＴＣ電熱装置の伝熱効率が向上されたが、伝熱効率の向上程度に制限があり、それに並べて排列という形も材料用量を増加した。中国特許ＣＮ２０１１４６６１４Ｙは一種のＰＴＣ電熱装置を公開した。ＰＴＣ芯管（金属扁平管）の端部を絶縁材料で密封する。当該特許はＰＴＣ電熱装置の絶縁、防水、防塵機能を向上したが、ＰＴＣ電熱装置の伝熱効率を更に低めた。中国特許ＣＮ１０３１７９７０１Ａは一種の自動車両の電熱装置に用いる発熱素子を公開した。容器の円周方向に設置された数個の支えの尖物を通じて、現有技術における絶縁層を改善する。ＣＮ１０１９０２８４５Ａ、ＣＮ１０２６６８６９１Ａ、ＣＮ１０２４３４９６８Ａ、ＣＮ１０３１７９７００Ａはいずれも現有ＰＴＣ電熱装置に対して改善を提出したが、どちも現有ＰＴＣ電熱装置における伝熱効率低、製造コスト高という欠陥を変えなかった。

本発明は金属扁平管を使用しない電熱装置及びその製造方法を提供するものであって、コストを削減するのみならず、アルミニウム扁平管の中間部分の熱抵抗を減少させることで現在の電熱装置の熱交換効率を向上させ、単位体積あたりの電力密度を増加させることができる。

本発明が提供する電熱装置は少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、放熱フィンとを有し、前記ＰＴＣ電熱素子は、陽電極及び陰電極と、陽電極及び陰電極の間に位置するＰＴＣ素子とを有し、前記放熱フィンは前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に位置し、
前記放熱フィンにおいて、前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面は帯電しない。

本発明が定義する放熱フィンとは、ＰＴＣ電熱素子が生成する熱エネルギーを空気に発散する素子のことを指す。前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンを有することが望ましい。又は、前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンと、前記フィンの排列方向に沿って配置される少なくとも一つの側面パネルとを有し、かつ、前記フィンと前記側面パネルの間は接着又は溶接されることが更に良い。勿論、上述の好ましい放熱フィン構造の以外、その他の放熱フィンの構造も可能である。例えば、フィン、側面パネルや中間仕切板を有する放熱フィンである。

前記放熱フィンの材質を任意の伝熱性の良い金属であってよい。例えば、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金等、特にアルミニウム合金が好ましい。前記の両側パネルを有する放熱フィンはよく利用する放熱アルミニウム（或はアルミニウムと称する）でよい。

前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子の間に絶縁層が設置される。又は、前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面に絶縁層が設置される。

その中、「接触しない表面」と「隔たった表面」とは同じ意味を有する。

その中、前記絶縁層は同時に絶縁と伝熱の機能を有し、絶縁伝熱層とも呼ばれる。

本発明の上述伝熱装置はＡ）−Ｃ）のいずれを含む任意の一つの構造である。
Ａ）前記電熱装置は少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、少なくとも二つの放熱フィンを有し、
前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンと、二つの前記フィンの排列方向に沿って配置される側面パネルと、を有し、前記複数の規則正しく配列されたフィンは二つの側面パネルの間に位置すし、かつ、前記フィンと前記側面パネルの間は接着又は溶接される。
かつ、各前記ＰＴＣ電熱素子がいずれも各隣接する二つの前記放熱フィンの間に設置される。更に前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子が相互に貼り合わせられる。
前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子との間に絶縁層が設置される。

Ｂ）前記電熱装置は少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、少なくとも二つの放熱フィンを有する。
前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンを有し、
又は、前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンと、一つの前記フィンの排列方向に沿って配置される側面パネルとを有し、前記複数の規則正しく配列されたフィンは前記側面パネルの同じ側に位置し、かつ、前記フィンと前記側面パネルの間は接着又は溶接される、
かつ、各前記ＰＴＣ電熱素子がいずれも各隣接する二つの前記放熱フィンの間に設置される、更に前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子が相互に貼り合わせられる、
前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子との間に絶縁層が設置される。

Ｃ）前記電熱装置は少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、少なくとも二つの放熱フィンを有し、
前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンを有し、
又は、前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンと、一つの前記フィンの排列方向に沿って配置される側面パネルとを有し、前記複数の規則正しく配列されたフィンは前記側面パネルの同じ側に位置し、かつ、前記フィンと前記側面パネルの間は接着又は溶接される、
かつ、各前記ＰＴＣ電熱素子がいずれも各隣接する二つの前記放熱フィンの間に設置される、更に前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子が相互に貼り合わせられる、
前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子との接触しない表面に絶縁層が設置される。

本発明上述の放熱フィンにおいて、前記複数の規則正しく配列するフィンの間で仕切板を設置することができる。

その中、上述電熱装置の中、放熱フィンと接触しないＰＴＣ電熱素子或はＰＴＣ電熱素子の一部が存在しない場合、前記放熱フィンと接触しないＰＴＣ電熱素子或はＰＴＣ電熱素子の一部の外表面で前記絶縁層を設置することができる。

前記電熱装置にエレメントシールを含むと良い。前記エレメントシールは少なくとも陽陰電極の間に露出するＰＴＣ素子の部分を密封する。更にＰＴＣ電熱素子両端と側部を密封すると良い。

前記絶縁層の材質は高分子絶縁材料、セラミック絶縁材料（セラミック粉とセラミック絶縁塗料を含む）、セラミック混合の高分子複合絶縁材料の中から選択される任意の一種又は数種であると良い。前記絶縁層材料はセラミックで良いが、セラミック混合のシリカゲルが更に好ましく、より良い優れた伝熱効果を提供する。

前記絶縁層材質はシリカゲル、有機ケイ素樹脂、無機ケイ素、ポリイミド、ポリエーテルイミド、テフロン、アクリル酸エステル系接着剤、アクリル酸系接着剤、ベンズオキサジン、セラミック混合のシリカゲルの中から選択される任意の一種又は数種であってよい。その中、シリカゲルに有機ケイ素シリカゲルが含まれる。

その中、前記絶縁層材質の材料を希釈剤によって希釈すると良い。前記希釈剤がシリコンオイルであってよい。

一つ良いとされる実施例において、前記絶縁層の材質はシリカゲル、セラミック混合のシリカゲルから選択される任意の一種又は数種であり、前記希釈剤はシリコンオイルである。

本発明上述の内容において、前記絶縁層材質の材料と前記希釈剤から構成される混合物における、前記希釈剤はシリコンオイルの重量比が１０％―５０％であってよい。

一つの良いとされる実施例において、前記絶縁層表面に更に熱伝導シリカゲルがコーティングされ、更に前記放熱フィンがスプレーコーティング済みの前記シリカゲルの絶縁層である前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に接着させる。

絶縁層の設置方法は、コーティング、フラットラミネート、ラッピングの中から選択される一種又は数種の組み合わせであってよい。その中、コーティング方法は更に好ましい。

本発明の所謂コーティングとは、、塗布とも言われる、塗料又は接着剤施工工芸の総称である。

前記コーティング方法は、スプレーコーティング、刷毛塗りコーティング、ローラーコーティング、沈積、浸漬コーティング、糊付け、シルクスクリーン、ロールコーティング、電着コーティング、ナイフコーティングの中から選択される一種又は数種の組み合わせであってよい。その中、スプレーコーティング、浸漬コーティング、沈積方法が更に好ましい

絶縁材料の前記コーティング方法にイオンコーティング、ホノオコーティング、爆裂コーティング、高圧コーティング、常温コーティング等がある。

本発明が提供する電熱装置は金属扁平管を使用しない。前記金属扁平管をアルミニウム扁平管又はアルミニウム管と呼んでもよい。

その他、本発明は電熱装置を製造する一つの方法を提供する。ステップは以下の通り：
ステップ１：陽電極と、ＰＴＣ素子と、陰電極とをこの順序で重ね置きし、かつ固定することでＰＴＣ電熱素子を形成し、
ステップ２：放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子の少なくとも一つの外表面に接触させ、かつ前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面を帯電させないようにする。

その他、ステップ２は：
前記ＰＴＣ電熱素子と前記放熱フィンを準備し、前記ＰＴＣ電熱素子を前記放熱フィンと交互に配置し、前記放熱フィンを前記電熱素子の外表面に貼り合わせることで電熱装置を形成し、
更に前記放熱フィンとＰＴＣ電熱素子との間に絶縁層を設置する、或いは、前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面に絶縁層を設置するステップを含むと好ましい。

一つの良いとされる実施例において、絶縁層と放熱フィンの設置方法は：
前記絶縁層を前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に設置し、その後、前記放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に貼り合わせる方法。又は、
前記絶縁層を前記放熱フィンの前記ＰＴＣ電熱素子と接触する一面に設置し、その後、前記放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に貼り合わせる方法。又は、
前記絶縁層を放熱フィンのＰＴＣ電熱素子と接触しない表面に設置し、その後、前記放熱フィンの絶縁層が設置されない表面をＰＴＣ電熱素子を貼り合わせる方法。又は、
前記放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子と接触させ、その後、露出する表面上に絶縁層を設置する方法、
のいずれかから選択される。

本発明における一つの良いとされる実施例にエレメントシール設置のステップも含まれている。前記エレメントシールは少なくとも陰陽電極の間に露出するＰＴＣ素子の部分を密封する。更にＰＴＣ電熱素子両端と／或は両側を密封するとよい。

前記製造方法において、望ましい措置として、ステップ２で製造した電熱装置の外側にスナップフィット又はボルトを取り付けるというステップ３が含まれる。

前記製造方法において、望ましい措置として、ステップ２で製造した電熱装置の外側に外枠を取り付けるというステップ３が含まれる。

前記外枠に少なくとも一つのフィクスドオリフィスが含まれる、前記フィクスドオリフィスは前記外枠の両側に位置すると更に望ましい。

前記電熱装置に少なくとも一つの導電ポートがあると良い。前記陽電極と／又は陰電極は前記ポートを通じて導線と繋がる。

前記連結部において電気コンタクトを設置すると良い。陽電極は前記電気コンタクトを通じて導線と繋がる。

前記連結部において電気コンタクトを設置すると良い。陰電極は前記電気コンタクトを通じて導線と繋がる。

前記絶縁層の材質は高分子絶縁材料、セラミック絶縁材料（セラミック粉とセラミック絶縁塗料を含む）、セラミック混合の高分子複合絶縁材料の中から選択される任意の一種又は数種であってよい。前記絶縁層材料はセラミックで良いが、セラミック混合のシリカゲルで更に好ましく、より良い優れた電熱効果を提供する。

前記セラミックには、例えば窒化アルミニウム粉末とアルミナ粉末がある。

前記絶縁層材質はシリカゲル、有機ケイ素樹脂、無機ケイ素、ポリイミド、ポリエーテルイミド、テフロン、ポリエステルイミド、エポキシ樹脂、アクリル酸エステル系接着剤、アクリル酸系接着剤、ベンズオキサジン、セラミック混合のシリカゲルの中から選択される任意の一種又は数種であってよい。その中、前記シリカゲルに有機ケイ素シリカゲルが含まれる。

その中、前記絶縁層材質の材料は希釈剤によって希釈され、前記希釈剤はシリコンオイルであってよい。

一つの望ましい実施例として、前記絶縁層の材質はシリカゲル、セラミック混合のシリカゲルから選択される任意の一種又は数種であり、前記希釈剤はシリコンオイルである。

本発明上述の内容において、前記絶縁層材質の材料と前記希釈剤から構成される混合物における、前記希釈剤はシリコンオイルの重量比が１０％―５０％であってよい。

一つの望ましい実施例として、前記絶縁層表面に更に熱伝導性シリカゲルがコーティングされ、更に前記放熱フィンがスプレーコーティング済みの前記シリカゲルの絶縁層である前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に接着させる。

絶縁層の設置方法は、コーティング、フラットラミネート、ラッピングの中から選択される一種又は数種の組み合わせであってよい。その中、コーティング方法は更に好ましい。

本発明の所謂コーティングとは、、塗布とも言われる、塗料又は接着剤施工工芸の総称である。

前記コーティング方法は、スプレーコーティング、刷毛塗りコーティング、ローラーコーティング、沈積、浸漬コーティング、糊付け、シルクスクリーン、ロールコーティング、電着コーティング、ナイフコーティングの中から選択される一種又は数種の組み合わせであってよい。その中、スプレーコーティング、浸漬コーティング、沈積方法が更に好ましい。

絶縁材料の前記コーティング方法にイオンコーティング、ホノオコーティング、爆裂コーティング、高圧コーティング、常温コーティング等がある。

本発明の上述内容において、前記陽電極と陰電極とＰＴＣ素子との間は接着剤で接着させることができる。接着剤がシリカゲルであってよい。

本発明の上述内容において、特別に説明がない場合：前記電極とＰＴＣ素子が接触する表面は内表面（又は内側）であり、前記電極と放熱フィンが接触する表面は外表面（又は外側）である。前記側面パネルとフィンが接触する表面は内表面であり、内表面に対する表面は外表面である。前記電極に陽電極と陰電極が含まれる。側面パネルが同時に電極である場合、側面パネルの内表面は電極の外表面である。本発明の所謂電製熱と電加熱は同じ意味を有し、いずれも電気エネルギーを熱エネルギーに変換するとのことを指す。

本発明が提供するもう一つの電熱装置は、少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子、放熱フィンを含む。前記ＰＴＣ電熱素子は複数のＰＴＣ素子で構成される。前記放熱フィンは前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に位置する。
前記放熱フィンにおいて、前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面は帯電しない。

その中、良いとされるのは、前記放熱フィンに導電のボトムパネルがある。フィンはボトムパネルに繋がり、ボトムパネルはＰＴＣ素子と接触する。

その中、フィンとボトムパネルが接触しない表面は帯電しない。フィンとボトムパネルが接触しない表面に絶縁層が設置されること、又は、フィンとボトムパネルの間に絶縁層が設置されることが更に好ましい。

理解しなければならないのは、前記内容において、各方面及び各良いとされる実施例との間に、本分野の技術スタッフが制限なしで組み合わせることができる。かつ前記組み合わせも本発明の範疇に入る。

本発明は常軌技術に用いられる金属扁平管を使用しない電熱装置を提供するものであって、コストを削減するのみならず、アルミニウム扁平管の中間部分の熱抵抗を減少させることで現在の電熱装置の熱交換効率を向上させ、単位体積あたりの電力密度を増加させることができる。

本発明の所謂電熱装置を既知の電気加熱システム又は場所に用いることができる。例えば空調、電気暖房、乾燥機等各種の電熱装置。

本発明の上述内容における所謂表面帯電しないとは、放熱フィンが空気に露出する表面が帯電しない故、漏電又は触電の危険がない。良いとされるのは、本発明の所謂放熱フィンの表面が帯電しないということは、以下のいずれの場合でも可能である。一つ、放熱フィンの表面に絶縁層が塗布されて、絶縁層表面が帯電しないこと。もう一つは放熱フィンは絶縁層を通じてＰＴＣ電熱素子と隔離されて、例えば電極と隔離される、放熱フィン表面の金属は空気に露出するが、その表面は帯電しないこと。

本発明の上述内容において、前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子と相互に貼り合わせる。前記放熱フィンが電極の外表面にあってよい。本発明における前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子の相互張り合わせは以下の任意状況であると好ましい。一つ、放熱フィンとＰＴＣ電熱素子と直接に接触する、例えば、電極と直接接触し、その間に絶縁層がない。もう一つ、ＰＴＣ電熱素子の外表面に絶縁層があり、放熱フィンは絶縁層付きのＰＴＣ電熱素子の外表面に貼り合わせられて、即ち放熱フィンは絶縁層に張り合わせることである。

上述内容を基礎に、本発明には以下のプラス効果がある。
現有のＰＴＣ電熱装置を踏まえて、金属扁平管等の不必要な部品を削除することで、コストを大幅に削減するのみならず、熱抵抗を減少させることや電熱装置の熱交換効率を向上させることがもできる。

新しい製品構造、絶縁伝熱材料（例えば伝熱粒子混合のシリカゲル）と新しい施工工芸（例えばコーティング又はスプレーコーティング）の導入を通じて、絶縁機能を実現する同時に、絶縁層の伝熱機能も大幅に改善される。また、ロットや自動化生産も実現され、生産効率を効果的に向上し、ロット生産品質の安定性を向上し、元の約２／３の人件が節約され、生産コストは大幅に削減されることになる。

図１は本発明実施例一における放熱フィンの構造図である。
図２は本発明実施例一における放熱フィンと絶縁層位置を示す構造図である。
図３は本発明実施例一におけるＰＴＣ電熱素子の構造図である。
図４は本発明実施例一におけるＰＴＣ伝熱素子と絶縁層位置を示す構造図である。
図５は現有技術の下、伝熱装置アルミニウム管の横断面内部構造図である。
図６は本発明実施例一における伝熱装置の構造図である。
図７は本発明における外枠付きのある種の電熱装置の構造図である。
図８は本発明実施例二における放熱フィンの構図図である。
図９は本発明実施例二における放熱フィンと絶縁層と電極板との位置関係を示す構造図である。
図１０は本発明実施例二における電熱装置の構造図である。
図１１は本発明実施例三における放熱フィンと絶縁層との位置を示す構造図である。
図１２は本発明実施例三における電熱装置の構造図である。
図１３は本発明実施例四における電熱装置の構造図である。
図１４は本発明実施例八におけるある種の放熱フィンの構造図である。
図１５は本発明実施例八における電熱装置の構造図である。
図１６は本発明実施例九における電熱装置の構造図である。

その中、１−フィン、２−側面パネル、３−絶縁層、４−ＰＴＣ素子、５−電極板、６−ＰＴＣ電熱素子、７−絶縁膜、８−アルミニウム扁平管（又はアルミニウム管）、９−放熱フィン、１０−本発明電熱素子、２０−外枠、２１−ボトムパネル、２２−スラブ、９１−放熱フィン一、９２−放熱フィン二、９３−放熱フィン三。

以下、添付図を参照しながら、本発明の実施方式を説明する。実施方式において、構造が同じである部分は同様の添付図で表記し、かつ説明を省略する。

指摘しておかなければならないのは、より良く説明するため、特に以下のように定義する：ＰＴＣ電熱素子と接触する側の側面パネルをボトムパネル、ＰＴＣ電熱素子と接触しない側の側面パネルをスラブとする。故に、一つの放熱フィンに一つのボトムパネルと一つのスラブが含まれる可能性がある。又は一つの放熱フィンに二つのボトムパネルが含まれる可能性もある。勿論、ボトムパネルが電極である場合、放熱フィンにボトムパネルが含まれないことも可能である。

本発明実施例における前記放熱フィンについて、少なくとも以下の数種がある。一つ、放熱フィンは一組のフィンと二つの側面パネル（二つの側面パネルについて、一つはスラブ、もう一つはボトムパネル）で構成される。一つ、放熱フィンは一組のフィンと一つの側面パネル（スラブ）で構成される。一つ、放熱フィンは一組のフィンだけで構成される。勿論、上述以外にも他の形の放熱フィンもある。

本発明実施例における前記ボトムパネルについて、放熱フィンに属する一部品でああることも、導電用の電極であることも、又は放熱フィンの一部品である同時に導電用の電極であることも可能である。

実施例一
図１は本発明が提供する一つのアルミニウム製放熱フィン９（又は放熱フィン、放熱素子、或はアルミニウム放熱フィン、アルミニウム条と称する）の図である。本実施例の放熱フィン９は一組のフィン１とフィン１の両側に位置する側面パネル２で構成される放熱フィン９１である。図２が示す通り、放熱フィン９１において、ＰＴＣ電熱素子６と貼り合わせる表面（即ちボトムパネル２１の外側）に絶縁層３が設置された。即ち、放熱フィン９１とＰＴＣ伝熱素子６との間に絶縁層３を設置することによって、放熱フィン９１とＰＴＣ伝熱素子６と接触しない表面が帯電しないことが可能になる。

図３は本発明が提供する一つのＰＴＣ電熱素子６（又はＰＴＣ電極モジュールと称する）の図面である。ＰＴＣ素子４の上下はそれぞれ陽、陰電極板５である。陽、陰電極板５の材質はステンレスである。図４が示す通り、絶縁層３はＰＴＣ電熱素子６の外表面に設置される。

ＰＴＣ電熱素子６の上下外表面（即ち電極板の外表面）に絶縁シリカゲル又はセラミック粉混合の絶縁シリカゲルを高圧でスプレーコーティングすることで、絶縁層３を設置することが出来る。ＰＴＣ電熱素子６の左右両側表面に絶縁シリカゲルを高圧でスプレーコーティングすることで外界と絶縁することができる。また、ＰＴＣ電熱素子６の前後両端（電極タブ端子を除く）の露出部分に対して絶縁処理を行うことが出来る。勿論、上述の代わりとして、アルミニウム放熱フィン９１において、ＰＴＣ電熱素子６と接触する面に絶縁シリカゲル又はセラミック粉混合の絶縁シリカゲルを高圧でスプレーコーティングすることで、絶縁層３を設置することが出来る。二つの絶縁層３の設置位置について、二者択一と二者共存のいずれでも良い。

そして、伝熱シリカゲルをコーティングすることで、ＰＴＣ電熱素子６と放熱フィン９１を順番に交互に配置し、接着硬化して接続させる。図６はＰＴＣ電熱素子６と放熱フィン９１との交互に重ね置きることで形成されるＰＴＣ電熱装置である。その中、ＰＴＣ電熱素子６と放熱フィン９１との間に絶縁層３がスプレーコーティングされる。

上述伝熱シリカゲルについて、絶縁層３と同様のシリカゲル材料を選択することも良ければ、異なっても良い。絶縁シリカゲルのスプレーコーティングと伝熱シリカゲルのコーティングは一つの工芸ステップで実現することができる。また、二つのステップで実現するこもできる。スプレーコーティング前に、絶縁シリカゲルを希釈し、その接着度を低める。例えば、１０％−５０％のシリコンオイルで希釈する。伝熱シリカゲルと絶縁シリカゲルに伝熱粒子（例えばＡｌ_２Ｏ_３セラミック粉末）を混合することで、伝熱係数を向上することができる。混合比は伝熱効果と接着効果等によって総合的に評価される。例えば、混合比は１０％−５０％であってよい。

図７において、外側は外枠２０である。外枠２０に導電ポートが取り付けられている。導線は前記導電ポートを通じて、陽陰電極板と外部の電源と連結する。内部はＰＴＣ電熱素子６と放熱フィン９の交互排列で構成されるＰＴＣ電熱装置１０である。

図５は現有技術におけるアルミニウム扁平管８付きのＰＴＣ電熱素子の横断面構造図である。図が示す通り、現有の技術で、アルミニウム扁平管８付きのＰＴＣ電熱素子は中心に設置されるＰＴＣ素子４、両側の陽陰電極板５、外側にある絶縁膜７、及び最も外側にあるアルミニウム扁平管８を有する。そして、全体のアルミニウム扁平管８付きのＰＴＣ電熱素子と普通の放熱フィン９を接続することで放熱効果を実現する。よって、現有技術におけるＰＴＣ電熱装置の構造が複雑で、部品が多いことが分かる。

実際のロット生産において、スプレーコーティング工芸をもって絶縁層を設置することは自動化ロット生産の工芸設計に良く、現有の人工生産工芸の代わりになれる。そのプラス効果は生産効率の大幅な向上であり、約２／３の現有人工が節約される。それに、ロット生産の品質は安定で、品質を確保することができて、生産コストも大幅に削減される。

本実施例において、シリカゲルが伝統的なポリイミド薄膜の代わりに使われた。絶縁効果を有するシリカゲルは同時に接着剤として使われる。これで接触面の間の接触熱抵抗を削減し、伝熱機能の向上に寄与する。それに、シリカゲルに電熱粒子（例えばセラミック粉）を混合することで、伝熱機能を向上することができる。例えば、窒化アルミニウム粉末又はアルミナ粉末と混合した後のシリカゲルの伝熱係数は２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上にも達する。伝統的なポリイミド薄膜の伝熱係数は僅か約０．２Ｗ／ｍ・Ｋである。これら顕著的な技術効果は伝統的なポリイミド薄膜絶縁構造で実現できない。

実施例二
図８は本発明実施例二における放熱フィンの構造図である。図が示す通り、本実施例における放熱フィン９はもう一種の放熱フィン９２である。放熱フィン９２はフィン１と一側の側面パネル２（即ちスラブ２２）で構成される。即ち当該放熱フィン９２にはボトムパネル２１が含まれていない。図９が示す通り、もう一側の側面パネル２（即ちボトムパネル２１）を電極板５として、電極板５の外側に絶縁層３を設置し、そして図８が示す放熱フィン９２を電極板５の外側に接着させる。

本実施例における電熱装置を以下の方式で実現できる。二組の図９が示す部品を複数のＰＴＣ素子４の両側に接着することで本発明の電熱装置を獲得する。当該放熱フィン９２とＰＴＣ電熱素子６との間に絶縁層３が設置される。

本実施例における電熱装置を以下の方式でも実現できる。二組の図８が示す放熱フィン９２をそれぞれ図４が示す絶縁層３付きのＰＴＣ電熱素子６の両側に接着することで本発明の電熱装置を獲得する。当該放熱フィン９２とＰＴＣ電熱素子６との間に絶縁層３が設置される。

本実施例において、絶縁層３は陽陰電極板５（又はボトムパネル２１）とフィン１と接触する面に設置される。即ち、放熱フィン９２において、ＰＴＣ伝熱素子６と接触しない表面は帯電しない。

その中、実施例におけるフィン１とボトムパネル２１との間の接続方式は接着であり、また圧着接続、ボルト接続、クランピング接続等の方法で締め付けることもできる、かつそれらに限らない。フィン１とスラブ２２との間の接続方式は接着であり、また溶接、圧着接続、ボルト接続、クランピング接続等の方法で締め付けることもできる、かつそれらに限らない。絶縁層３の設置方法は、コーティング、フラットラミネート、ラッピングの中から選択される一種又は数種の組み合わせである。絶縁層３のスプレーコーティング、刷毛塗りコーティング、ローラーコーティング、浸漬コーティング、糊付け、シルクスクリーン、ロールコーティング、電着コーティング、ナイフコーティングの中から選択される一種又は数種の組み合わせである。スプレーコーティング法にセラミック粉末高温溶融や溶液スプレーコーティングがあり、それらに限らない。又は、前記絶縁層３の材質はゴム、或は樹脂、或はプラスチックである。又は、前記絶縁層３の材質は有機ケイ素、或は無機ケイ素、或はポリイミド、或はポリエーテルイミド、或はエポキシ樹脂、或はアクリル酸エステル類接着剤、或はアクリル粘着剤である。

こうして、本実施例において、ボトムパネル２１の内側表面に絶縁層３を設置することによって、フィン１とスラブ２２との間に別の絶縁処理が不必要になる。

図１０は本発明電熱装置の実施例二の構造図である。図から分かるように、電熱装置は放熱フィン９２とＰＴＣ電熱素子６との直接接続で構成されて、かつ放熱フィン９２とＰＴＣ電熱素子６との間に絶縁層３が設置される。図５が示す現有技術より、本実施例における電熱装置に専用の陽陰電極板５、絶縁膜７、及びアルミニウム扁平管８が省略されて、より簡単な構造を獲得した。その中、ボトムパネル２１外側は陽陰電極５の機能を果たし、絶縁機能を実現する同時に、構造を大きく簡単化し、熱効率も向上される。

実施例三
図１１は本発明実施例三における放熱フィンと外部絶縁層との構造図である。図１が示す放熱フィン９１において、ＰＴＣ素子４と貼り合わせる表面以外に絶縁層３を設置するためである。図が示す通り、放熱フィンはフィン１と両側に設置される側面パネル２を含む。かつ、側面パネル２１の外側以外、フィン１（側面を含む）全体、ボトムパネル２１内側と両側、及びスラブ２２内外側と両側に対して、絶縁処理を行うことによって、図に示される絶縁層３を獲得する。即ち、放熱フィン９１において、ＰＴＣ素子４と接触しない部分に絶縁層を設置することによって、放熱フィン９１においてＰＴＣ素子４と接触しない表面が絶縁する、又は帯電しない。当該実施例におけるボトムパネル２１は同時に電極板として利用される。

本実施例において、絶縁層３の設置方法は以下の通り、二つの放熱フィン９１を複数のＰＴＣ素子４の両側に設置し、ＰＴＣ電熱装置を構成する。ＰＴＣ電熱装置を獲得したあと、電極のタブ端子に対して包み又は他の保護処理を行ってから、全体への浸漬コーティングを通じて実現できる。

本実施例において電熱装置は以下の方法で獲得できる。まず、ＰＴＣ電熱素子６を造る。その後、ＰＴＣ電熱素子６の両側にそれぞれ一組のフィン１と一つのスラブ２２を設置し、絶縁しない電熱装置を構成する。そして、当該絶縁しない電熱装置に対して絶縁層３を浸漬コーティングすることで、本発明の絶縁機能の電熱装置を形成する。

絶縁層３の材質は高分子絶縁材料又はセラミック絶縁材料又はセラミック混合の高分子複合絶縁材料である。その中、高分子絶縁材料は有機ケイ素、樹脂、及びプラスチックの中から選択される任意一種又は数種の組み合わせである。

図１２は本発明実施例三における電熱装置の構造図である。図が示す通り、当該実施例にＰＴＣ素子４と二つの放熱フィン９１が含まれて、その構造は相互重ね置きからなる。前記実施例に類似して、本実施例にも現有技術における構造を簡単化した。両側の専用の陽陰電極板５、外部にある絶縁膜７、及び最も外側にあるアルミニウム扁平管８を省くことによって、より簡素な構造を獲得した。図が示す通り、ＰＴＣ素子４と放熱フィン９１が接触する面（即ちボトムパネル２１の外表面）に対して絶縁処理を行わない。電極のタブ端子を除く場所にいずれも絶縁処理を行う。そして、ボトムパネル２１の外表面に電極導電の効果を果たすことになる。

こうして、絶縁要求を満たす同時に、構造が簡単化され、熱効率も向上される。放熱フィン９の一側の側面パネル２（即ちボトムパネル２１）は同時にＰＴＣ電熱素子６の電極板５であり、専用の陽陰電極板を節約することができる。

本実施例において、放熱フィンを二分することができる。一つは、フィン１、ボトムパネル２１とスラブ２２を本実施例における放熱フィン９１とする。もう一つは、フィン１とスラブ２２を本実施例における放熱フィン９２とする。

絶縁層３放熱フィン９１においてＰＴＣ素子４と接触しない場所に設置される。放熱フィン９１においてＰＴＣ素子４と接触しない表面は絶縁する、又は帯電しない。或は、放熱フィン９は図８が示す放熱フィン９２である。放熱フィン９２においてＰＴＣ電熱素子と接触しない表面は絶縁する、又は帯電しない。

実施例四
図１３をご参照ください。図が示す通り、本実施例における電熱装置の基本構造と原理は上述実施例二とは大体同様であり、異なったところは、当該電熱装置は三つの放熱フィンと二つのＰＴＣ電熱素子を有し、放熱フィンには二層フィン１を有する。両側の放熱フィンは二層フィン１、中間仕切板とスラブからなり、中間の放熱フィンは二層フィン１と中間仕切板からなる。絶縁層３は放熱フィンとＰＴＣ電熱素子６との間に設置される。

こうして、二層フィン１を設置することによって、より優れた放熱効果を獲得するとともに、専用の電極板も省かれることになる。

図６が示す通り、本実施例五の大部分は実施例一と同じく、異なったのは絶縁層３の材料はＡｌ_２Ｏ_３セラミック粉末であり、ＰＴＣ電熱素子６のボトムパネル２１の外表面又は放熱フィン９１の外表面にＡｌ_２Ｏ_３セラミック層が熱スプレーコーティングされたことである。

前記スプレーコーティングしたセラミック層の性能試験の結果は以下の通り：
絶縁抵抗＞２０ ＭΩ、電気強度１８００ＶＤＣ＠１ｍｉｎ、漏電＜２ｍＡ、
耐温度性：−４５至２６０℃、
熱伝導性：２０〜３０Ｗ／ｍ・Ｋ、
熱膨張係数：８．８×１０−６／℃。

実施例六
実施例一を参照し、陽陰電極板５とＰＴＣ素子４を固定してＰＴＣ電熱素子６を形成し、ポリイミド薄膜をＰＴＣ電熱素子６の外表面に平く貼り付ける。

放熱フィン９１とＰＴＣ電熱素子６とが接触する面に接着剤をコーティングし、二つの放熱フィン９１をＰＴＣ電熱素子６の両側表面に貼り付ける。

実施例七
実施例一を参照し、陽陰電極板５とＰＴＣ素子４を固定してＰＴＣ電熱素子６を形成し、ポリイミド薄膜で前記ＰＴＣ電熱素子６を包んで（即ちラッピング方式を取る）、電極５のタブ端子だけを露出して外部導線とつながる。

放熱フィン９１とＰＴＣ電熱素子６とが接触する面に接着剤をコーティングし、放熱フィン９１をＰＴＣ電熱素子６の外表面に貼り付ける。

実施例八
図１４が示す放熱フィンは一組のフィンだけで構成される。図１５は本発明電熱素子の実施例八の構造図である。実施例二を参照して、本実施例八と実施例二との異なったところは、本実施例八は二つのＰＴＣ電熱素子６と三つの放熱フィン６で構成されて、その上下両側の放熱フィンは図８が示す放熱フィン９２であり、中間の一つの放熱フィンは図１４が示す放熱フィン９３（即ちフィン１）である。

実施例九
図１６は本発明電熱素子の実施例九の構造図である。実施例一を参照して、本実施例九と実施例一との異なったところは、本実施例九は数個（例えば二つ）のＰＴＣ電熱素子６と数個（例えば三つ、数はＰＴＣ電熱素子より一つ多い）の放熱フィンで構成され、その中、凡ての放熱フィンはいずれも図１が示す放熱フィン９１である。比較的に、このような多層ＰＴＣ電熱素子を有する構造は自動車空調ＰＴＣ電熱装置の応用に適している。

指摘しておかなければならないのは、本発明が提供するＰＴＣ素子は、セラミックＰＴＣと高分子ＰＴＣを有し、各加熱分野に応用できる、特に空調加熱分野に適している。かつ、接着方法は粘着で、絶縁層の主要設置方法はコーティングであるが、それに限らない。

以上の実施例は本発明における数個比較的良い実施例であり、本発明にとってはただ説明的なものであり、制限的なものではない。本分野の技術者がそれを理解し、本発明特許請求の限定する精神や範囲内でそれらに対して行う変更、修正及び等価交替は、いずれも本発明の保護範囲に入る。従って、本発明の精神や範囲の下で行われる等価交替や修正は、本発明の範囲内に属しなければならない。

Claims (22)

1. 少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、放熱フィンとを有し、
   前記ＰＴＣ電熱素子は、陽電極及び陰電極と、陽電極及び陰電極の間に位置するＰＴＣ素子と、を有し、前記放熱フィンは前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に位置し、
   前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面は帯電しない、
   ことを特徴とする電熱装置。
2. 前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子の間に絶縁層が設置される、或いは、前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面に絶縁層が設置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電熱装置。
3. 前記絶縁層材質が高分子絶縁材料、セラミック絶縁材料、セラミック混合の高分子複合絶縁材料の中から選択される任意の一種又は数種である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電熱装置。
4. 前記絶縁層材質がシリカゲル、有機ケイ素樹脂、無機ケイ素、ポリイミド、テフロン、ポリエステルイミド、エポキシ樹脂、アクリル酸エステル系接着剤、アクリル酸系接着剤、ベンズオキサジン、セラミック混合のシリカゲルの中から選択される任意の一種又は数種である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電熱装置。
5. 前記絶縁層材質中の材料が希釈剤によって希釈される、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電熱装置。
6. 前記絶縁層材質がシリカゲル、セラミック混合のシリカゲルの中から選択される任意の一種又は数種であり、前記希釈剤がシリコンオイルである、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電熱装置。
7. 前記絶縁層材質中の材料と前記希釈剤から構成される混合物中における、前記希釈剤の重量比は１０％〜５０％である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の電熱装置。
8. 前記シリカゲルの絶縁層の表面に更に熱伝導性シリカゲルがコーティングされ、更に前記放熱フィンがスプレーコーティング済みの前記シリカゲルの絶縁層である前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に接着される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の電熱装置。
9. 前記絶縁層の設置方法は、コーティング、フラットラミネート、ラッピングの中から選択される一種又は数種の組み合わせである、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電熱装置。
10. 前記絶縁層を設置するコーティング方法は、スプレーコーティング、刷毛塗りコーティング、ローラーコーティング、沈積、浸漬コーティング、糊付け、シルクスクリーン、ロールコーティング、電着コーティング、ナイフコーティングの中から選択される一種又は数種の組み合わせである、
    ことを特徴とする請求項９に記載の電熱装置。
11. 前記電熱装置は、少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、少なくとも二つの放熱フィンと、を有し、
    前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されるフィンと、前記フィンの配列方向に沿って配置される二つの側面パネルと、を有し、
    前記複数の規則正しく配列されるフィンが二つの側面パネルの間に位置し、かつ、前記フィンと前記側面パネルの間は接着又は溶接され、
    かつ、各前記ＰＴＣ電熱素子がいずれも各隣接する二つの前記放熱フィンの間に設置され、
    更に前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子が相互に貼り合わせられ、
    前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子の間に絶縁層が設置される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電熱装置。
12. 前記電熱装置は、少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、少なくとも二つの放熱フィンと、を有し、
    前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンを有し、
    又は、
    前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンと、前記フィンの排列方向に沿って配置される一つの側面パネルとを有し、前記複数の規則正しく配列されたフィンは前記側面パネルの同じ側に位置し、かつ、前記フィンと前記側面パネルの間は接着又は溶接され、
    かつ、各前記ＰＴＣ電熱素子がいずれも各隣接する二つの前記放熱フィンの間に設置され、更に前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子が相互に貼り合わせられ、
    前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子の間に絶縁層が設置される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電熱装置。
13. 前記電熱装置が少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、少なくとも二つの放熱フィンとを有し、
    前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンを有し、
    又は、
    前記放熱フィンが複数の規則正しく配列されたフィンと、一つの前記フィンの排列方向に沿って配置される側面パネルとを有し、前記複数の規則正しく配列されたフィンは前記側面パネルの同じ側に位置し、かつ、前記フィンと前記側面パネルの間は接着又は溶接され、
    かつ、各前記ＰＴＣ電熱素子がいずれも各隣接する二つの前記放熱フィンの間に設置され、更に前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子が相互に貼り合わせられ、
    前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面に絶縁層が設置される、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電熱装置。
14. 前記電熱装置が金属製扁平管を有さない、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電熱装置。
15. ステップ１：陽電極と、ＰＴＣ素子と、陰電極とをこの順序で重ね置きし、かつ固定することでＰＴＣ電熱素子を形成し、
    ステップ２：放熱フィンをＰＴＣ電熱素子の少なくとも一つの外表面に接触させ、かつ前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面を帯電させないようにする、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電熱装置の製造方法。
16. 前記ステップ２は、
    前記ＰＴＣ電熱素子と前記放熱フィンを準備し、前記ＰＴＣ電熱素子を前記放熱フィンと交互に配置し、前記放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に貼り合わせることで電熱装置を形成し、
    更に前記放熱フィンと前記ＰＴＣ電熱素子の間に絶縁層を設置する、或いは、前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面に絶縁層を設置するステップを含む、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
17. 前記絶縁層と前記放熱フィンの設置方法は、
    前記絶縁層を前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に設置し、その後、前記放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に貼り合わせる方法、
    前記絶縁層を前記放熱フィンの前記ＰＴＣ電熱素子と接触する一面に設置し、その後、前記放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に貼り合わせる方法、
    前記絶縁層を前記放熱フィンの前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面に設置し、その後、前記放熱フィンの絶縁層が設置されない表面を前記ＰＴＣ電熱素子に貼り合わせる方法、又は、
    前記放熱フィンを前記ＰＴＣ電熱素子と接触させ、その後、露出する表面上に絶縁層を設置する方法、
    のいずれかから選択される、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。
18. 前記絶縁層の設置方法は、コーティング、フラットラミネート、ラッピングの中から選択される一種又は数種の組み合わせである、
    ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の製造方法。
19. 前記コーティング方法は、スプレーコーティング、刷毛塗りコーティング、ローラーコーティング、沈積、浸漬コーティング、糊付け、シルクスクリーン、ロールコーティング、電着コーティング、ナイフコーティングの中の一種又は数種の組み合わせである、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の製造方法。
20. 前記絶縁層材質は、高分子絶縁材料、セラミック絶縁材料、セラミック混合の高分子複合絶縁材料の中から選択される任意の一種又は数種である、
    ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の製造方法。
21. 前記絶縁層材質がセラミック混合のシリカゲルから選択される、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の製造方法。
22. 少なくとも一つのＰＴＣ電熱素子と、放熱フィンとを有し、
    前記ＰＴＣ電熱素子が複数のＰＴＣ素子から構成され、前記放熱フィンが前記ＰＴＣ電熱素子の外表面に位置し、
    前記放熱フィンにおいて前記ＰＴＣ電熱素子と接触しない表面は帯電しない、
    ことを特徴とする電熱装置。
    

Images