CN103196172B - 高传导效率碳晶发热、散热器 - Google Patents

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Abstract

一种高传导效率碳晶发热、散热器,所述碳晶发热、散热器的最外层贴合真空超导层。该真空超导层的一侧依次设置第一无机绝缘层、碳晶发热层、第二无机绝缘层、金属反射层及无机保温板。本发明以改性后的短碳纤维作为发热材料,无机绝缘基板作为绝缘层和基底层,金属反射膜作为反射层,无机保温板作为隔热层,真空超导层作为定向导热层。利用碳晶材料和真空超导材料的热辐射式传导方式区别于传统采暖设备的对流式散热技术,极大地提高了热传导的时间,最大程度降低了使用过程中的能量损耗,保证了使用的安全性,延长了该产品的使用寿命。

Description

高传导效率碳晶发热、散热器
技术领域
本发明涉及一种发热、散热器,具体涉及一种高传导效率辐射式碳晶发热、散热器。
背景技术
现有室内采暖发热器在传热技术上均采用发热器本身热量在空气中产生热对流起到提高室温的效果。空气是热的不良导体,其导热系数0.016W/m.K,对流式加热器的工作机理是加热空气使热空气产生对流起到室内温度升高的目的。现阶段所有发热器并不具有真空导热层,使热量传导的时间大大加长。
发明内容
本发明提供一种具有高传导效率的辐射式发热、散热器,
为此,采用如下技术方案:一种高传导效率碳晶发热、散热器,所述碳晶发热、散热器的最外层贴合真空超导层。
所述真空超导层的一侧依次设置第一无机绝缘层、碳晶发热层、第二无机绝缘层、金属反射层及无机保温板。
一种高传导效率碳晶发热、散热器的结构在制造发热、散热产品中的用途。
本发明是以改性后的短碳纤维作为发热材料,无机绝缘基板作为绝缘层和基底层,金属反射膜作为反射层,无机保温板作为隔热层,真空超导层作为定向导热层。利用碳晶材料和真空超导材料的热辐射式传导方式区别于传统采暖设备的对流式散热技术,极大地提高了热传导的时间,最大程度降低了使用过程中的能量损耗,保证了使用的安全性,延长了该产品的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其有益效果作进一步详细说明。
参照图1,一种高传导效率碳晶发热、散热器,包括真空超导层6,该真空超导层6的一侧依次设置第一无机绝缘层5、碳晶发热层4、第二无机绝缘层3、金属反射层2及无机保温层1。
本发明的真空超导层6是根据残余气体导热原理,真空室的压力抽到某一极限时,气体在换热表面之间传导的热量可以忽略不计。在使用SU304不锈钢作为真空超导层外部材料时,因为其物理强度做真空处理后其导热系数可以达到铜导热系数的1200倍(铜的导热系数为383.8W/m.K,即该真空超导层的导热系数为460560W/m.K)。同时,因为此时传热方式为辐射式传热,在真空中辐射式传热能量不会衰减,所以此时热能会在最大程度下传递到材料表面。具体制备方法是把SU304不锈钢薄板制成总厚度不超过3CM真空板,或者以真空管以并列排列平铺成一层形成真空超导层。
在这种结构构成下,由于碳晶材料和真空导热材料的热传导模式均为辐射式传导,改变了发热、散热器的热传导方式以辐射式传热代替对流式传热。极大地提高了热传导速度,最大限度的降低了碳晶电热器热损耗率。
所述的第一、第二无机绝缘层5、3采用绝缘云母薄片、DCB陶瓷基板(DCB陶瓷基板DirectCopperBonding指铜和氧化铝陶瓷基板或氮化铝陶瓷基板直接键合在一起的复合材料。具有优良电绝缘性能,高导热特性,优异的软钎焊性和高的附着强度,并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形,具有很大的载流能力。因此,DCB陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。相比较现有碳晶电热器绝缘层所采用的环氧树脂或者PET塑料薄膜,本发明采用的无机绝缘材料的导热系数远远低于以上材料,这就保证了在同等功率下,本发明的无机绝缘材料片做基板的电热器能源损耗更低、升温速度更快、散热更均匀。
所述的无机保温层1采用发泡泥保温板、珍珠岩保温板、中空微化玻璃珠保温层等无机保温材料。采用无机保温板作为保温层具有导热系数低,可以达到0.050W/m.K以下,降低了热传导中的对流式散热。使用寿命长,可以和混凝土建筑同寿命。无毒、无味、无放射性污染,对环境和人体无害,具有良好的环境保护效益。无机保温材料保温系统防火A级不燃烧。
现有碳晶电热器在反射层上基本采用的是铝箔纸或者是地热反射膜,这些材料强度差(基本就是纸的强度)。反射效果因为反射膜的表面难以保证平整和无破损致反射效果差。因为铝箔纸或者是地热反射膜中间材料为纸或者其他有机材料,所以耐温性差、燃点低,容易引起材料结构因高温产生变化或者燃烧,给使用带来安全隐患。采用金属反射膜如铝、铜、锡扣板作为反射层。金属的燃点远远高于碳晶发热器的发热温度(90℃)。金属反射膜的表面抛光处理后反射效果更佳,极大程度上隔绝了热传中辐射式传热的效果。
由于本发明所用材料均为无机材料,耐热、阻燃效果突出,产品的安全性及稳定性高,不产生室内气体污染,材料均可回收利用,符合定向热传导、热转化率高、无污染的要求。
一种高传导效率碳晶发热、散热器的结构在制造发热、散热产品中的用途。可以作为室内取暖设备、温室大棚供暖设备、动物饲养房舍供暖设备等有取暖需要的场所。另外由于碳晶发热器有红外理疗的作用,还可以制造红外理疗设备。在改由直流电供电的情况下,可作为便携式取暖设备。

Claims (2)

1.一种高传导效率碳晶发热、散热器,其特征在于:所述碳晶发热、散热器的最外层贴合真空超导层(6);该真空超导层(6)是把不锈钢薄板制成总厚度不超过3CM真空板,或者以真空管以并列排列平铺成一层形成真空超导层。
2.根据权利要求1所述的一种高传导效率碳晶发热、散热器,其特征在于:所述真空超导层(6)的一侧依次设置第一无机绝缘层(5)、碳晶发热层(4)、第二无机绝缘层(3)、金属反射层(2)及无机保温板(1)。
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