TWM509495U - Ptc陶瓷加熱器 - Google Patents

Description

PTC陶瓷加熱器

本創作涉及一種加熱器，尤指一種提供車輛室內暖氣使用的PTC陶瓷加熱器。

習知車輛使用的加熱器為一正溫度係數(Positive Temperature Coefficient；PTC)陶瓷電阻片。於正溫度係數陶瓷電阻片的兩面分別貼接導電金屬片，各導電金屬片一端連接有一導電端子並以導電端子電性連接外部電源而獲得電力。電流通過二導電金屬片及正溫度係數陶瓷電阻片，使正溫度係數陶瓷電阻片發熱(發熱量=電流×電阻的平方；Q=I²R)。正溫度係數(PTC)陶瓷是由碳酸鋇、二氧化鈦等材料添加少量稀土元素經高溫燒結製成。PTC陶瓷於某段溫度範圍會維持穩定的低電阻值，直至溫度高於材料的居里溫度(Curie Temperature；Tc)時，電阻值會隨溫度上昇而迅速增加，因此廣泛應用於恆溫加熱器、家用電器、車輛用加熱及其線路保護等。

由於電源開關在啟動階段往往會造成過大的浪湧電流(in-rush current)以及不夠迅速之電壓(V)爬升速度，進而造成電路設計上許多意料之外的問題。一般而言，當浪湧電流超過例如30安培(A)或超過380伏特(V)以上的電壓時，通常會造成電氣設備的錯誤動作、元件燒毀，甚至故障等。以PTC陶瓷為例，當車輛冷暖 氣開關未關閉而直接啟動或是其他原因時，兩陶瓷電阻片因距離過近形成導通，而使系統短路。

有鑑於此，本創作人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力改善並增進效能，終能提出一種設計合理且有效的創作。

本創作之主要目的，在於提供一種PTC陶瓷加熱器，可增加兩電極間的距離，以防止過大的電流造成系統的短路。

為達上述目的，本創作提供一種PTC陶瓷加熱器，包括一加熱單元及二熱擴散單元。加熱單元包含一第一電極板、一第二電極板及一PTC加熱模組。PTC加熱模組設置於第一電極板及第二電極板之間並形成一第一間距。第一電極板一端相對第二電極板一端更設有一第二間距，其中第二間距大於第一間距。每一熱擴散單元分別貼附於加熱單元兩外表面。

本創作另提供一種PTC陶瓷加熱器，包括一加熱單元、一絕緣座及一熱擴散單元。加熱單元包含一第一電極板、一第二電極板及一PTC加熱模組。PTC加熱模組設置於第一電極板及第二電極板之間並形成一第一間距。第一電極板一端相對第二電極板一端更設有一第二間距，其中第二間距大於第一間距。絕緣座容置於第二間距中，以間隔第一電極板與第二電極板。熱擴散單元分別貼附於加熱單元之一外表面。

100‧‧‧加熱單元

110‧‧‧導熱膠

200‧‧‧第一電極板

210、310‧‧‧第一彎折部

220、320‧‧‧第二彎折部

300‧‧‧第二電極板

400‧‧‧PTC加熱模組

410‧‧‧框架

420‧‧‧凹槽

430‧‧‧PTC加熱片

500‧‧‧熱擴散單元

510‧‧‧波狀金屬鰭片

520‧‧‧金屬導熱框體

600、600’‧‧‧絕緣座

610‧‧‧底座

620‧‧‧座身

630‧‧‧卡塊

640‧‧‧凸出塊

700‧‧‧固定座

710‧‧‧座體

720‧‧‧本體

730‧‧‧卡槽

800‧‧‧第一間距

810‧‧‧第二間距

900‧‧‧陶瓷元件

圖1為繪示本創作第一具體實施例之分解圖。

圖2為繪示本創作第一具體實施例之立體圖。

圖3為繪示本創作第一具體實施例之部分剖視圖。

圖4為繪示本創作第二具體實施例之增設陶瓷元件之分解圖。

圖5為繪示本創作第二具體實施例之部分剖視圖。

圖6為繪示本創作第三具體實施例之分解圖。

圖7為繪示本創作第三具體實施例之立體圖。

圖8為繪示本創作第三具體實施例之部分剖視圖。

有關本創作之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

如圖1至圖3所示，為繪示本創作第一具體實施例之分解、立體及部分剖視圖。本創作是一種PTC陶瓷加熱器，包括一加熱單元100及二熱擴散單元500。加熱單元100包含一第一電極板200、一第二電極板300及一PTC加熱模組400。PTC加熱模組400設置於第一電極板200及第二電極板300之間並形成一第一間距800(如圖2或圖3所示)。第一電極板200一端相對第二電極板300一端更設有一第二間距810，其中第二間距810大於第一間距800。每一熱擴散單元500分別貼附於加熱單元100兩外表面。

在本實施例中，第一電極板200更包含一第一彎折部210及一第二彎折部220。第二彎折部220垂直第一彎折部210且平行於第一電極板200及第二電極板300。第一彎折部210、第二彎折部220及第二電極板300共同形成第二間距810。此外，本實施例中更包含至 少一絕緣座600。絕緣座600容置於第二間距810中，以有效維持並間隔第一電極板200與第二電極板300。如圖所示，絕緣座600另具有一底座610及垂直底座之一座身620，底座610可伸入第一間距800，座身620(包含底座610)則容置於第二間距810中。

如圖1至圖3，在本實施例中更包含一固定座700，供穩定的定位第二電極板300並卡合絕緣座600。固定座700另具有一座體710、垂直座體710之一本體720及一卡槽730。卡槽730相對底座610形成於座體710一側面，供與設置一卡塊630之座體610卡固之用。在另一較佳實施例中，卡塊630與卡槽730也可以互換設置，在此並不限制。甚至於在其他不同實施例中，座體710與底座610亦可僅以耐熱膠(未繪示)彼此貼合，而不需任何卡塊630與卡槽730等定位元件的定位。座體710相對底座610設置並伸入第二電極板300下方之間隙(圖略)中。換言之，座體710係伸入第二電極板300與相鄰之熱擴散單元500之間的間隙中。固定座700之本體720一側面則貼附其中之一熱擴散單元500之一側，使固定座700夾持於加熱單元100與熱擴散單元500之間。在此須說明的是，固定座700可視需要選擇性地與絕緣座600配合使用，兩者材質包含陶瓷或其他耐熱之複合材料等。

請一併參考圖1所示，PTC加熱模組400更包含形成複數凹槽420的一框架410及設置於凹槽420的複數PTC加熱片430。PTC加熱片430形狀較佳包含但不限於矩形，且其材質較佳為一正溫度係數陶瓷材料製成之元件。每一熱擴散單元500包含一波狀金屬鰭片510及一金屬導熱框體520。波狀金屬鰭片510夾設於金屬導熱框體520之間。每一熱擴散單元500分別貼附於加熱單元100兩外表面，亦 及貼附於第一電極板200與第二電極板300之外表面。每一導熱框體520以焊固的方式連接於每一波狀金屬鰭片510的兩側，且以絕緣導熱膠110(如圖5所示)連接第一電極板200及第二電極板300(僅導熱不導電)。各波狀金屬鰭片510及各金屬導熱框體520係由一鋁或鋁合金材質製成之元件。

請再一併參考圖4及圖5，為繪示本創作第二具體實施例之增設陶瓷元件之分解及部分剖視圖。為增加絕緣、導熱或其他效果，在本實施例中增設陶瓷元件900於加熱單元100其中一側邊。如圖4所示之實施例中，較佳共有三片陶瓷元件900分別貼附加熱單元100三側邊。此外，絕緣導熱膠110會事先塗佈於上述陶瓷元件900與加熱單元100之間，作為隔絕電氣和導熱的特性。因此可有效阻絕第一電極板200及第二電極板300將電源傳遞給每一熱擴散單元500，而防止發生漏電的狀況。導熱膠110基底材質為添加陶瓷粉末所製成之元件，其中基底材質可為矽膠材質、環氧樹脂材質或塑膠材質，其中陶瓷粉末可為氧化鋁、氮化矽、氮化鋁或碳化矽。導熱膠110則可為矽膠材質、聚巰氨(polyamide)、鐵氟龍(Teflon)、環氧樹脂(epoxy)材質或塑膠材質其中之一或其組合。此外，導熱膠110亦可添加具有導電特性的材料，例如銅或銀等材料，以增加導熱膠110的導電性。因此在本實施例中，如圖5所示，導熱膠110係分別塗佈於第一電極板200、第二電極板300外表面及分別與第一電極板200、第二電極板300之各熱擴散單元500之間。

如圖6至圖8所示，為繪示本創作第三具體實施例之分解、立體及部分剖視圖。本實施例有別於前述實施例乃在於第二電極板300 相對第一電極板200亦具有一第二彎折部310及一第二彎折部320，使第二間距810之距離更大於前述實施例。此外，本實施例提供之絕緣座600’尺寸與結構亦不同於前述實施例之絕緣座600。一般而言，本實施例之絕緣座600’尺寸(高度/長度)大於如圖1所示之絕緣座600之尺寸(高度/長度)。如圖6所示，絕緣座600’具有一座身620及一凸出塊640。凸出塊640連接於座身620一側面，凸出塊640可伸入第一間距800，座身620從凸出塊640兩側垂直延伸並容置於第二間距810中，如圖8所示。

如圖8所示，每一第二彎折部220、320垂直每一第一彎折部210、310且平行於第一電極板200及第二電極板300。二第一彎折部210、310及二第二彎折部220、320共同形成第二間距810。第一電極板200之第一彎折部210與第二電極板300之第一彎折部310較佳是成一平行的直線設置。第一電極板200之第二彎折部220與第二電極板300之第二彎折部320較佳則相對應，且與其相鄰接的熱擴散單元500外表面平行設置。換言之，第二間距810的高度/長度大致上等於兩熱擴散單元500分別貼附於加熱單元100兩外表面之高度/長度。當然第二間距810之高度/長度可視系統(未繪示)會產生最大的浪湧電流(in-rush current)或電壓值大小，調整第二間距810的高度/長度。關於本實施例中之其他結構與其連接關係，與前述實施例相同，在此不再贅述。

當欲組裝本創作之PTC陶瓷加熱器時，首先彎折第一電極板200一端成第一彎折部210及第二彎折部220，並將各PTC加熱片430固定於框架410的各凹槽420內，以組裝成PTC加熱模組400。塗佈導熱膠110使第一電極板200及第二電極板300與PTC加熱模組400的兩 外側面黏固，再以各熱擴散單元500透過絕緣導熱膠110連接第一電極板200及第二電極板300之外表面。組裝絕緣座600於第二間距810中，以間隔第一電極板200及第二電極板300。之後將第二彎折部220及第二電極板300的一端分別電性連接連接器的導電端子(圖略)，以連接電源。如此通電後，將電力傳遞至第一電極板200、第二電極板300及PTC加熱模組400，由於PTC加熱模組400的每一PTC加熱片430電阻值很大，進而將電能轉換為熱能。熱能在經由導熱膠110、第一電極板200、第二電極板300、絕緣導熱膠110傳遞至各熱擴散單元500。因此熱能最後經由各熱擴散單元500與空氣做熱交換，藉以達到加熱空氣的效果。

本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本創作，而非用以限制本創作。本創作的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

100‧‧‧加熱單元

200‧‧‧第一電極板

210‧‧‧第一彎折部

220‧‧‧第二彎折部

300‧‧‧第二電極板

500‧‧‧熱擴散單元

510‧‧‧波狀金屬鰭片

520‧‧‧金屬導熱框體

600‧‧‧絕緣座

700‧‧‧固定座

800‧‧‧第一間距

810‧‧‧第二間距

Claims (13)

1. 一種PTC陶瓷加熱器，包括：一加熱單元，該加熱單元包含一第一電極板、一第二電極板及一PTC加熱模組，該PTC加熱模組設置於該第一電極板及該第二電極板之間並形成一第一間距，該第一電極板一端相對該第二電極板一端更設有一第二間距，其中該第二間距大於該第一間距；以及二熱擴散單元，每一該熱擴散單元分別貼附於該加熱單元兩外表面。
2. 如請求項1所述之PTC陶瓷加熱器，其中該第一電極板更包含一第一彎折部及一第二彎折部，該第二彎折部垂直該第一彎折部且平行於該第一電極板及該第二電極板，該第一彎折部、該第二彎折部及該第二電極板共同形成該第二間距。
3. 如請求項2所述之PTC陶瓷加熱器，更包含至少一絕緣座，該絕緣座容置於該第二間距中，以間隔該第一電極板與該第二電極板。
4. 如請求項2所述之PTC陶瓷加熱器，其中該熱擴散單元之一的一側面供抵靠於該第一彎折部一側面，並定位於該第一電極板上。
5. 如請求項3所述之PTC陶瓷加熱器，更包含一固定座，供定位該第二電極板並卡合該絕緣座，其中該絕緣座另具有一底座及垂直該底座之一座身，該底座可伸入該第一間距，該座身則容置於該第二間距中。
6. 如請求項5所述之PTC陶瓷加熱器，其中該固定座另具有一座體及垂直該座體之一本體，該座體相對該底座設置並卡合於該絕緣座 之該底座上，該本體一側面則貼附其中之一該熱擴散單元之一側。
7. 如請求項1所述之PTC陶瓷加熱器，更包含一導熱膠及一陶瓷元件，該導熱膠塗佈於該第一電極板和該第二電極板外表面以及分別與該第一電極板、該第二電極板之各該熱擴散單元之間，該陶瓷元件貼附於該加熱單元其中一側邊，其中該陶瓷元件與該加熱單元之間同樣塗佈該導熱膠。
8. 如請求項7所述之PTC陶瓷加熱器，其中該導熱膠之成份包含塑膠、矽膠、鐵氟龍(Teflon)、聚巰氨(polyamide)、環氧樹脂(epoxy)、陶瓷粉末其中之一或其組合。
9. 如請求項1所述之PTC陶瓷加熱器，其中該PTC加熱模組更包含形成複數凹槽的一框架及設置於該凹槽的複數PTC加熱片。
10. 如請求項1所述之PTC陶瓷加熱器，其中每一該熱擴散單元包含一波狀金屬鰭片及一金屬導熱框體，該波狀金屬鰭片夾設於該金屬導熱框體之間。
11. 一種PTC陶瓷加熱器，包括：一加熱單元，該加熱單元包含一第一電極板、一第二電極板及一PTC加熱模組，該PTC加熱模組設置於該第一電極板及該第二電極板之間並形成一第一間距，該第一電極板一端相對該第二電極板一端更設有一第二間距，其中該第二間距大於該第一間距；一絕緣座，容置於該第二間距中，以間隔該第一電極板與該第二電極板；以及一熱擴散單元，該熱擴散單元貼附於該加熱單元之一外表面。
12. 如請求項11所述之PTC陶瓷加熱器，其中該第一電極板及該第二電極板分別包含一第一彎折部及一第二彎折部，每一該第二彎折 部垂直每一該第一彎折部且平行於該第一電極板及該第二電極板，該二第一彎折部及該二第二彎折部共同形成該第二間距。
13. 如請求項11所述之PTC陶瓷加熱器，其中該絕緣座另具有一座身及一凸出塊，該凸出塊連接於該座身一側面，該凸出塊可伸入該第一間距，該座身從該凸出塊兩側垂直延伸並容置於該第二間距中。