CN111207439B

CN111207439B - 一种微孔加热器结构

Info

Publication number: CN111207439B
Application number: CN202010034291.1A
Authority: CN
Inventors: 王宝根; 姚美琴; 陈会云
Original assignee: Hangzhou Ciyuan Energy Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Ciyuan Energy Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2040-01-13
Also published as: CN111207439A

Abstract

本发明涉及加热器技术领域，公开了一种微孔加热器结构，包括底座、设在底座上端的外壳，所述外壳内设有加热器本体，所述加热器本体包括前电极板、后电极板、若干陶瓷膜基体，陶瓷膜基体内分布有微孔，微孔内填充有石墨烯粉末，陶瓷膜基体呈柱状，陶瓷膜基体的两端均布有若干加热通孔，陶瓷膜基体的端面、加热通孔的内壁设有石墨烯涂层，前电极板与陶瓷膜基体前端的石墨烯涂层电连接，后电极板与陶瓷膜基体后端的石墨烯涂层电连接，前电极板、后电极板上设有与加热通孔一一对应的避让通孔，外壳的后端内部设有风机，外壳的前端设有前栅板，外壳的后端设有后栅板。本发明具有发热效率高、质量轻、使用安全的有益效果。

Description

一种微孔加热器结构

技术领域

本发明涉及加热器技术领域，尤其涉及一种微孔加热器结构。

背景技术

在寒冷的冬季，为了提高室内温度，可以通过空调制热，然而在一些没有安装空调的小型室内场所，人们会通过单独的加热器对室内进行加热，例如油酊，油酊具有使用机动灵活的特性，然而油酊重量很大，内部采用介质油进行热交换，加热过程中容易发生管路破裂导致高温油流出来，造成很大的安全隐患；还有一些采用电热丝加热，其加热原理与吹风机吹出的热风接近，耗电量大，制热效率低。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的室内空气加热器存在的重量大、耗电量大、存在安全隐患的问题，提供了一种发热效率高、重量轻、使用安全的微孔加热器结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种微孔加热器结构，包括底座、设在底座上端的外壳，所述外壳内设有加热器本体，所述加热器本体包括前电极板、后电极板、设置在前电极板与后电极板之间的若干陶瓷膜基体，所述陶瓷膜基体内分布有微孔，微孔内填充有石墨烯粉末，陶瓷膜基体呈柱状，陶瓷膜基体的两端均布有若干加热通孔，所述陶瓷膜基体的端面、加热通孔的内壁设有石墨烯涂层，所述前电极板与陶瓷膜基体前端的石墨烯涂层电连接，所述后电极板与陶瓷膜基体后端的石墨烯涂层电连接，所述前电极板、后电极板上设有与加热通孔一一对应的避让通孔，所述外壳的后端内部设有风机，所述外壳的前端设有前栅板，外壳的后端设有后栅板。前电极板、后电极板通电，石墨烯涂层通电，石墨烯涂层中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞（布朗运动）而产生热能，从而使得整个陶瓷基体被均匀加热，风机吹风，加热通孔内的热空气吹出，外界的冷空气进入加热通孔内被加热，在寒冷的冬季，该种微孔加热器对室内进行加热；石墨烯涂层的电热转换率非常，发热安全稳定，而且还能发出能被人体吸收的远红外线，对人体起到一定的理疗效果。

作为优选，所述的陶瓷膜基体呈六棱柱状，陶瓷膜基体的每个侧面均设有燕尾连接槽，相邻两个陶瓷膜基体贴合的侧面上的燕尾连接槽之间通过燕尾连接条连接。陶瓷膜基体呈六棱柱状，可以根据实际需求选择不同数量的陶瓷基膜以组成不同体积的加热器本体，以适用于不同的加热器。

作为优选，所述前电极板与陶瓷膜基体之间设有耐高温导电胶层，所述后电极板与陶瓷膜基体之间也设有耐高温导电胶层。耐高温导电胶层一方面将陶瓷膜基体的两端分别与前电极板、后电极板连接，增加陶瓷膜基体的定位稳定性；另一方面增加前电极板、后电极板与陶瓷膜基地端面的电连接性能。

作为优选，每个陶瓷膜基体的侧面均设有氧化铝绝缘涂层。氧化铝绝缘涂层起到绝缘作用，防止外壳带电，起到安全的作用。

作为优选，每个陶瓷膜基体的两端均设有导电套，所述导电套的内端伸入加热通孔内与加热通孔过盈配合，所述导电套的外端避让通孔的内壁焊接连接。导电套伸入加热通孔内与加热通孔内壁的石墨烯涂层电连接，增加导电性能以及对陶瓷膜基体定位。

作为优选，所述外壳的内部设有环形隔热腔。陶瓷膜基体发热后，热量会传递给外壳，环形隔热腔起到隔热作用，防止外壳发热而烫手。

作为优选，所述底座的顶面中心固定有连接筒，所述壳体的下端固定有转动座，所述转动座与连接筒的上端之间通过轴承转动连接，所述连接筒的下端内部固定有电机，电机轴的上端通过横杆与转动座固定连接，电机轴的外侧套设有导电滑环，转动座的中心设有穿过壳体伸入壳体内的引线管，导电滑环上端的导线穿过引线管后为前电极板、后电极板、风机供电。通过电机能够带动外壳转动，从而实现360度转动加热，加热效果更好。

作为优选，所述陶瓷膜基体内的微孔的孔隙率为30%-50%,微孔的孔径为50μm-80μm，微孔内的石墨烯颗粒的粒度为15μm-20μm，所述石墨烯涂层的厚度为20μm-50μ。

作为优选，所述陶瓷膜基体的加工工艺如下：

a、制备孔隙率为30%-50%、微孔孔径为50μm-80μm的陶瓷膜基体，将陶瓷膜基体一端的加热通孔封闭，加热通孔另一端注入高压水对陶瓷膜基体内的微孔进行冲洗；

b、将粒度为15μm-20μm的石墨烯粉末、亲水性表面活性剂加入水中，搅拌后形成石墨烯悬浮液，加热通孔的一端封闭，加热通孔的另一端高压注入石墨烯悬浮液，直至陶瓷膜基体的外侧面有石墨烯悬浮液溢出后停止，然后对石墨烯基体在氩气保护下进行煅烧，煅烧后取出自然冷却；

c、重复B步骤三次，在加热通孔的内壁采用电泳沉积法制备厚度为20μm-50μ的石墨烯涂层；采用等离子溅射的方式在石墨烯基体的外侧面制备氧化铝绝缘涂层。

作为优选，以石墨烯悬浮液总质量计，石墨烯粉末的质量百分含量为2.5%-5%，亲水性表面活性剂的质量百分含量为3.5%-4%，余量为水；对步骤b中的石墨烯悬浮液在水浴条件下进行超声震荡后使用；所述的亲水性表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为72000-85000。

因此，本发明具有发热效率高、质量轻、使用安全的有益效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1的侧剖图。

图3 为加热器本体的结构示意图。

图4为陶瓷膜基体与前电极板、后电极板的连接示意图。

图中：底座1、外壳2、加热器本体3、前电极板30、后电极板31、陶瓷膜基体32、燕尾连接槽33、燕尾连接条34、加热通孔35、高温导电胶层36、避让通孔37、导电套38、风机4、前栅板5、后栅板6、环形隔热腔7、连接筒8、转动座9、轴承10、电机11、导电滑环12、引线管13、横杆14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1、图2、图3和图4所示的一种微孔加热器结构，包括底座1、设在底座上端的外壳2，外壳2内设有加热器本体3，加热器本体3包括前电极板30、后电极板31、设置在前电极板与后电极板之间的若干陶瓷膜基体32，陶瓷膜基体32内分布有微孔，微孔内填充有石墨烯粉末，陶瓷膜基体32呈柱状，本实施例中的陶瓷膜基体32呈六棱柱状，陶瓷膜基体32的每个侧面均设有燕尾连接槽33，相邻两个陶瓷膜基体贴合的侧面上的燕尾连接槽33之间通过燕尾连接条34连接；陶瓷膜基体32的两端均布有若干加热通孔35，陶瓷膜基体的端面、加热通孔的内壁设有石墨烯涂层，前电极板与陶瓷膜基体前端的石墨烯涂层电连接，前电极板30与陶瓷膜基体之间设有耐高温导电胶层36，后电极板31与陶瓷膜基体后端的石墨烯涂层电连接，后电极板31与陶瓷膜基体之间也设有耐高温导电胶层36；每个陶瓷膜基体的侧面均设有氧化铝绝缘涂层。陶瓷膜基体内的微孔的孔隙率为30%-50%,微孔的孔径为50μm-80μm，微孔内的石墨烯颗粒的粒度为15μm-20μm，石墨烯涂层的厚度为20μm-50μ。

前电极板30、后电极板31上设有与加热通孔35一一对应的避让通孔37，每个陶瓷膜基体32的两端均设有导电套38，导电套的内端伸入加热通孔内与加热通孔过盈配合，导电套38的外端避让通孔的内壁焊接连接；外壳2的后端内部设有风机4，外壳的前端设有前栅板5，外壳的后端设有后栅板6，外壳的内部设有环形隔热腔7。

底座1的顶面中心固定有连接筒8，壳体2的下端固定有转动座9，转动座与连接筒的上端之间通过轴承10转动连接，连接筒8的下端内部固定有电机11，电机轴的上端通过横杆14与转动座固定连接，电机轴的外侧套设有导电滑环12，转动座的中心设有穿过壳体伸入壳体内的引线管13，导电滑环上端的导线穿过引线管后为前电极板、后电极板、风机供电。

陶瓷膜基体的加工工艺如下：a、制备孔隙率为30%-50%、微孔孔径为50μm-80μm的陶瓷膜基体，将陶瓷膜基体一端的加热通孔封闭，加热通孔另一端注入高压水对陶瓷膜基体内的微孔进行冲洗；b、将粒度为15μm-20μm的石墨烯粉末、亲水性表面活性剂加入水中，搅拌后形成石墨烯悬浮液，加热通孔的一端封闭，加热通孔的另一端高压注入石墨烯悬浮液，直至陶瓷膜基体的外侧面有石墨烯悬浮液溢出后停止，然后对石墨烯基体在氩气保护下进行煅烧，煅烧后取出自然冷却；c、重复B步骤三次，在加热通孔的内壁采用电泳沉积法制备厚度为20μm-50μ的石墨烯涂层；采用等离子溅射的方式在石墨烯基体的外侧面制备氧化铝绝缘涂层。步骤b中，以石墨烯悬浮液总质量计，石墨烯粉末的质量百分含量为2.5%-5%，亲水性表面活性剂的质量百分含量为3.5%-4%，余量为水；对步骤b中的石墨烯悬浮液在水浴条件下进行超声震荡后使用；所述的亲水性表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为72000-85000。

结合附图，本发明的原理如下：前电极板、后电极板通电，石墨烯涂层通电，石墨烯涂层中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞（布朗运动）而产生热能，从而使得整个陶瓷基体被均匀加热，风机吹风，加热通孔内的热空气吹出，外界的冷空气进入加热通孔内被加热，在寒冷的冬季，该种微孔加热器对室内进行加热；石墨烯涂层的电热转换率非常，发热安全稳定，而且还能发出能被人体吸收的远红外线，远红外线对人体有诸多好处，对人体起到一定的理疗效果。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种微孔加热器结构，包括底座、设在底座上端的外壳，其特征是，所述外壳内设有加热器本体，所述加热器本体包括前电极板、后电极板、设置在前电极板与后电极板之间的若干陶瓷膜基体，所述陶瓷膜基体内分布有微孔，微孔内填充有石墨烯粉末，陶瓷膜基体呈柱状，陶瓷膜基体的两端均布有若干加热通孔，所述陶瓷膜基体的端面、加热通孔的内壁设有石墨烯涂层，所述前电极板与陶瓷膜基体前端的石墨烯涂层电连接，所述后电极板与陶瓷膜基体后端的石墨烯涂层电连接，所述前电极板、后电极板上设有与加热通孔一一对应的避让通孔，所述外壳的后端内部设有风机，所述外壳的前端设有前栅板，外壳的后端设有后栅板；所述底座的顶面中心固定有连接筒，所述外壳的下端固定有转动座，所述转动座与连接筒的上端之间通过轴承转动连接，所述连接筒的下端内部固定有电机，电机轴的上端通过横杆与转动座固定连接，电机轴的外侧套设有导电滑环，转动座的中心设有穿过壳体伸入壳体内的引线管，导电滑环上端的导线穿过引线管后为前电极板、后电极板、风机供电；所述陶瓷膜基体内的微孔的孔隙率为30%-50%,微孔的孔径为50μm-80μm，微孔内的石墨烯颗粒的粒度为15μm-20μm，所述石墨烯涂层的厚度为20μm-50μ。

2.根据权利要求1所述的一种微孔加热器结构，其特征是，所述的陶瓷膜基体呈六棱柱状，陶瓷膜基体的每个侧面均设有燕尾连接槽，相邻两个陶瓷膜基体贴合的侧面上的燕尾连接槽之间通过燕尾连接条连接。

3.根据权利要求1所述的一种微孔加热器结构，其特征是，所述前电极板与陶瓷膜基体之间设有耐高温导电胶层，所述后电极板与陶瓷膜基体之间也设有耐高温导电胶层。

4.根据权利要求1所述的一种微孔加热器结构，其特征是，每个陶瓷膜基体的侧面均设有氧化铝绝缘涂层。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种微孔加热器结构，其特征是，每个陶瓷膜基体的两端均设有导电套，所述导电套的内端伸入加热通孔内与加热通孔过盈配合，所述导电套的外端避让通孔的内壁焊接连接。

6.根据权利要求1所述的一种微孔加热器结构，其特征是，所述外壳的内部设有环形隔热腔。

7.根据权利要求1所述的一种微孔加热器结构，其特征是，所述陶瓷膜基体的加工工艺如下：

8.根据权利要求7所述的一种微孔加热器结构，其特征是，步骤b中，以石墨烯悬浮液总质量计，石墨烯粉末的质量百分含量为2.5%-5%，亲水性表面活性剂的质量百分含量为3.5%-4%，余量为水；

对步骤b中的石墨烯悬浮液在水浴条件下进行超声震荡后使用；所述的亲水性表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为72000-85000。