CN112188655A - 发热片、发热管和电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了发热片、发热管和电器。发热片包括石墨片基体，石墨片基体具有发热区和缓冲区，缓冲区位于石墨片基体的两个端部，发热区与缓冲区相连并位于缓冲区远离端部的一侧，发热区具有镂空区域，缓冲区的占空比大于发热区的占空比。由此，该发热片具有抗冲击性好，防断裂性能强的优点。

Description

发热片、发热管和电器

技术领域

本发明涉及电器技术领域，具体地，涉及发热片、发热管和电器。

背景技术

发热管作为电烤箱等烘烤烹饪的厨房电器核心部件，其加热效率，响应速度，冲击电流等成为了衡量其性能的重要指标。现有的发热管因加热材质导热慢、加热模式能量利用率低等问题，存在加热分散、响应速度慢等问题。

因此，目前的发热片、发热管和电器仍有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的发现而做出的：

加热模式为线性加热的发热管，其辐射传热指向为发热管径向四周，存在加热分散，能量利用率低下的问题。此外，常见发热管从通电开始到表面加热到最高温需要几十秒甚至更久，响应速度很慢，且发热管的发热丝的电阻率会随着温度升高而发生变化，在该过程中会存在较大的冲击电流。发明人发现，石墨发热管具有加热效率高，响应速度快，冲击电流小的特点。但石墨片的脆性较大，在受到机械冲击时，石墨片易发生断裂。现有电烤箱中发热管装配时发热管与电烤箱壁面间为刚性接触，在电烤箱的跌落过程中发热管会承受来自烤箱壁面传递的应力，导致发光管中的发热片发生断裂。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中的至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种发热片，所述发热片包括石墨片基体，所述石墨片基体具有发热区和缓冲区，所述缓冲区位于所述石墨片基体的两个端部，所述发热区与所述缓冲区相连并位于所述缓冲区远离所述端部的一侧，所述发热区具有镂空区域，所述缓冲区的占空比大于所述发热区的占空比。由此，该发热片具有抗冲击性好，防断裂性能强的优点。

进一步的，沿所述石墨片基体延伸的方向，所述缓冲区的长度为5-60mm。

进一步的，所述缓冲区包括第一缓冲区和第二缓冲区中的至少之一，所述第一缓冲区的占空比为1，所述第二缓冲区的占空比大于所述发热区的占空比。

进一步的，所述第二缓冲区内具有多个豁口，所述豁口自所述石墨片基材的边缘一侧向所述石墨片基材的中心延伸，所述豁口延伸的方向垂直于所述石墨片基材延伸的方向。

进一步的，所述发热区包括多个发热单元，所述发热单元包括首尾依次相连的第一部、第二部、第三部和第四部，所述第一部和所述第三部沿第一方向延伸，所述第二部和所述第四部沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向相交，所述第二方向为所述石墨片基体延伸的方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。

进一步的，所述第一部和所述第二部在所述第一方向上的最大尺寸，大于所述豁口的最大深度；所述豁口之间的间距中至少具有一个大于所述第三部和所述第四部在所述第二方向上的最大尺寸，所述豁口之间的间距为多个所述豁口中位于同一侧边缘且相邻设置的两个所述豁口之间的距离。

进一步的，沿所述石墨片基体延伸的方向，所述第一缓冲区和所述第二缓冲区的长度分别独立地为5-30mm。

进一步的，所述第二缓冲区的长度小于所述第一缓冲区的长度。

进一步的，所述发热片满足以下条件的至少之一：所述石墨片基体两端的两个所述缓冲区均由所述第一缓冲区构成或均由所述第二缓冲区构成；所述石墨片基体两端的两个所述缓冲区均包括一个所述第一缓冲区和一个所述第二缓冲区；所述石墨片基体两端的两个所述缓冲区中的一个由一个所述第一缓冲区构成，另一个由一个所述第二缓冲区构成。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种发热管，所述发热管包括前面所述的发热片；外管，所述发热片设置在所述外管中；引线和连接端子，所述发热片通过所述引线与所述连接端子相连。由此，该发热管具有前面所述的发热片的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该发热管具有石墨片发热管的响应速度快，加热效率高，冲击电流小的特点等优点。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种电器，所述电器包括前面所述的发热管。由此，该电器具有前面所述的发热管的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电器具有加热性能良好，抗冲击性能良好等优点。

进一步的，所述电器包括电烤箱、微波炉或者蒸烤箱。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的发热片的结构示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的发热管的装配关系示意图；

图3显示了根据本发明一个实施例的发热管的受力示意图；

图4显示了根据本发明一个实施例的发热管的内力示意图；

图5显示了根据本发明一个实施例的发热单元的结构示意图；

图6显示了根据本发明又一个实施例的发热片的结构示意图；

图7显示了根据本发明又一个实施例的发热片的结构示意图；

图8显示了根据本发明一个实施例的发热管的结构示意图。

附图标记说明：

100：石墨片基体；110：发热区；120：缓冲区；121：第一缓冲区；122：第二缓冲区；10：发热单元；11：第一部；12：第二部；13：第三部；14：第四部；200：外管；300：引线；400：连接端子；1000：发热管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种发热片，发热片包括石墨片基体，参考图1，石墨片基体100具有发热区1110和缓冲区120，缓冲区120位于石墨片基体100的两个端部，发热区110与缓冲区120相连并位于缓冲区120远离端部的一侧，发热区120具有镂空区域，缓冲区120的占空比大于发热区110的占空比。作为发热片基体的石墨片基体脆性较大，受到外力冲击时易发生发热片的断裂。在石墨片基体上设置缓冲区有助于减缓其受到的外力冲击，进而减少发热片因受到外力冲击发生断裂。

为了方便理解，下面对该发热片可以实现上述有益效果的原理进行简单说明：

以具有发热管的电烤箱为例，参考图2，在发热管1000装入电烤箱的装配过程中，发热管1000与电烤箱壁面间接触为刚性接触，即发热管1000与电烤箱壁面的装配关系可简化成一个固定梁结构。参考图3，对发热管的受力进行分析，在电烤箱跌落的过程中发热管承受来自烤箱壁面传递的载荷，该载荷可认为在发热管上均匀分布，故发热管上任一处，如距离发热管端部长度为x处的受力为：

其中q为电烤箱跌落过程中发热管承受来自烤箱壁面传递的载荷，l为发热管的总长度。参考图4，对于发热管的两端处，其在跌落过程中受力为

对于发热管的中间位置，即距离发热管两端距离x为

时，其在发热管跌落过程中的受力为0。参考图5，由于发热管内的发热片上需进行压型处理以形成弯折状的发热单元10，从而提高发热片发热效率，即发热片局部区域较窄，如第二部12和第四部14，该部分区域受力面积较小，故该区域受到的切应力较大。由上述的内力示例图可知，在发热管的两端受到切应力较大，易达到发热片材料的极限切应力，从而使得发热片发生断裂。在本发明中提出了一种具有缓冲压型结构的发热片，通过在发热片两端设置局部区域较宽的缓冲结构，从而降低发热片端部结构受到的切应力，提高发热片的抗冲击性能，避免在跌落过程中发热管中的发热片发生断裂，使得发热管失去发热性能。

在本申请中，由于发热区具有镂空结构，因此本领域技术人员能够理解的是，该区域中的一部分石墨结构为镂空的，被“空白”占据。在本申请中，“占空比”为在某一区域(如缓冲区、发热区)中，其具有石墨片基体的部分所占的面积与该部分中石墨片基体的总面积(具有石墨部分和镂空部分面积之和)的比值。也即是说，镂空部分越多，占空比越小。更具体地，某一区域中是石墨片基体的总面积可为该区域中沿第二方向延伸的石墨片基体的边缘的连线所围出的区域。

根据本发明的一些实施例，缓冲区用于提高发热片的抗冲击、抗断裂性能。缓冲区的长度不受特别限制，例如沿石墨片基体延伸的方向，缓冲区的长度范围可以为5-60mm。当缓冲区的长度小于5mm时，缓冲区的长度过短，无法起到提高发热片抗冲击性能的作用。当缓冲区的长度大于60mm时，因缓冲区的占空比较高，石墨片基体多以较大面积连续的形式存在，因此发热性能较差，当缓冲区的长度过长时，发热片整体发热性能较差，无法满足发热管的日常使用要求。

根据本发明的一些实施例，参考图1，缓冲区的占空比越大，其抗冲击性能越好。例如缓冲区120的占空比可以为1，即该区域内的石墨片基体不做任何压型处理，不具有镂空区域。由此，该区域内的石墨片基体的抗冲击性能较好，有助于减少跌落过程中发热片受到的损坏。

根据本发明的一些实施例，发热片缓冲区的结构不受特别限制，缓冲区可包括第一缓冲区和第二缓冲区中的至少之一。具体地，参考图7，第一缓冲区的占空比可以为1，第二缓冲区的占空比可大于发热区的占空比。由此，第一缓冲区无镂空结构，可更好地缓冲应力，同时第二缓冲区具有一部分镂空结构，因此可起到缓冲发热区应力的作用，同时具有较好的发热效果，可提高该发热管的发热性能。

根据本发明的一些实施例，第一缓冲区和第二缓冲区在石墨片基体上的分布不受特别限制，例如石墨片基体两端的两个缓冲区均可由第一缓冲区构成或均可由第二缓冲区构成，也即是说，石墨片基体两端的两个缓冲区可同时为第一缓冲区或同时为第二缓冲区；例如石墨片基体两端的两个缓冲区中的一个可以由一个第一缓冲区构成，另一个可以由一个第二缓冲区构成。

根据本发明的一些实施例，参考图6，缓冲区120可以仅设置在发热区的一端，例如缓冲区120可以仅包括第一缓冲区121，也可以仅包括第二缓冲区122。当缓冲区仅包括第一缓冲区或第二缓冲区时，缓冲区可以仅设置在发热区的一端。

根据本发明的一些实施例，参考图7，缓冲区120可以同时包括第一缓冲区121和第二缓冲区122。当缓冲区同时包括第一缓冲区和第二缓冲区时，缓冲区可以仅设置在发热区的一端，也可以同时设置在发热区的两端。例如当在发热区的一端先设置第一缓冲区，再设置第二缓冲区或者先设置第二缓冲区，再设置第一缓冲区时，在发热区的另一端可以不进行缓冲区的设置，也可以仅设置第一缓冲区或仅设置第二缓冲区，也可同时设置第一缓冲区和第二缓冲区，且第一缓冲区和第二缓冲区的设置顺序不受特别限制。本领域技术人员可根据实际情况进行选择。

根据本发明的一些实施例，第二缓冲区的结构不受特别限制，例如第二缓冲区内可具有多个豁口，豁口自石墨片基材的边缘一侧向石墨片基材的中心延伸，豁口延伸的方向垂直于石墨片基材延伸的方向。当第二缓冲区为上述结构时，因第二缓冲区的局部区域较发热区更宽，可起到较好的抗缓冲作用；因第二缓冲区为弯折结构，具有较好的发热性能。

发热区包括多个发热单元，多个发热单元可串联也可并联，下面以串联为例进行说明：

根据本发明的一些实施例，参考图5，发热单元10的结构不受特别限制，例如发热单元可包括首尾依次相连的第一部11、第二部12、第三部13和第四部14，第一部11和第三部13沿第一方向延伸，第二部12和第四部14沿第二方向延伸，第一方向和第二方向相交，第二方向为石墨片基体延伸的方向，第一方向与第二方向垂直。当发热单元的结构为上述结构时，有利于发热片的产热和散热，使发热片具有较佳的加热性能。

根据本发明的一些实施例，第一部、第二部、第三部以及第四部的尺寸不受特别限制，例如第一部和第二部在第一方向上的最大尺寸可大于豁口的最大深度；豁口之间的间距中至少具有一个大于第三部和第四部在第二方向上的最大尺寸，豁口之间的间距为多个豁口中位于同一侧边缘且相邻设置的两个豁口之间的距离。

根据本发明的一些实施例，参考图7，豁口的深度可以一致也可以不一致，当豁口的深度不一致时，第一部和第三部在第一方向上的最大尺寸h1可大于豁口的最大深度h2，由此可以保证缓冲区的占空比大于发热区的占空比。

类似地，参考图7，豁口的宽度可以一致也可以不一致，在第二方向上，第二部的长度可以和第四部的长度一致，也可以和第四部的长度不一致，当豁口的宽度不一致时，第二部和第四部在第二方向上的长度t1可大于豁口的最大宽度t2，由此可以保证缓冲区的占空比大于发热区的占空比。

根据本发明的一些实施例，当在发热区两端仅设置第一缓冲区时，第一缓冲区的长度不受特别限制，例如沿石墨片基体延伸的方向，第一缓冲区的长度范围可以为5-60mm。当第一缓冲区的长度位于上述长度范围内时，缓冲区既可以起到较好的抗冲击性能，又可以降低缓冲区的设置对于发热片发热性能的影响。

根据本发明的一些实施例，当在发热区两端仅设置第二缓冲区时，第二缓冲区的长度不受特别限制，例如沿石墨片基体延伸的方向，第二缓冲区的长度范围可以为5-60mm。当第二缓冲区的长度位于上述长度范围内时，缓冲区既可以起到较好的抗冲击性能，又可以降低缓冲区的设置对于发热片发热性能的影响。

根据本发明的一些实施例，当在发热区两端同时设置第一缓冲区和第二缓冲区时，第一缓冲区和第二缓冲区的长度不受特别限制，例如沿石墨片基体延伸的方向，第一缓冲区和第二缓冲区的长度范围可分别独立地为5-30mm。具体地，第一缓冲区的长度可以为20mm，第二缓冲区的长度可以为15nm。当第一缓冲区的长度和第二缓冲区的长度位于上述长度范围内时，缓冲区既可以起到较好的抗冲击性能，又可以降低缓冲区的设置对于发热片发热性能的影响。

根据本发明的一些实施例，第一缓冲区的长度与第二缓冲区的长度之间的大小关系不受特别限制，例如第二缓冲区的长度可小于第一缓冲区的长度。由此，可进一步提高发热片的抗冲击性能。

在本发明的另一方面，参考图8，本发明提出了一种发热管1000，发热管1000包括上述的发热片100；外管200，发热片100设置在外管200中；引线300和连接端子400，发热片100通过引线300与连接端子400相连。由此，该发热管具有上述发热片的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该发热管具有上述石墨片发热管的响应速度快，加热效率高，冲击电流小的特点等优点。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种电器，电器包括上述的发热管。由此，该电器具有上述发热管的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电器具有加热性能良好，抗冲击性能良好等优点。

根据本发明的一些实施例，电器的种类不受特别限制，例如电器可以为电烤箱、微波炉或者蒸烤箱。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种发热片，其特征在于，包括：

石墨片基体，所述石墨片基体具有发热区和缓冲区，所述缓冲区位于所述石墨片基体的两个端部，所述发热区与所述缓冲区相连并位于所述缓冲区远离所述端部的一侧，所述发热区具有镂空区域，所述缓冲区的占空比大于所述发热区的占空比。

2.根据权利要求1所述的发热片，其特征在于，沿所述石墨片基体延伸的方向，所述缓冲区的长度为5-60mm。

3.根据权利要求2所述的发热片，其特征在于，所述缓冲区包括第一缓冲区和第二缓冲区中的至少之一，

所述第一缓冲区的占空比为1，

所述第二缓冲区的占空比大于所述发热区的占空比。

4.根据权利要求3所述的发热片，其特征在于，所述第二缓冲区内具有多个豁口，所述豁口自所述石墨片基材的边缘一侧向所述石墨片基材的中心延伸，所述豁口延伸的方向垂直于所述石墨片基材延伸的方向。

5.根据权利要求4所述的发热片，其特征在于，所述发热区包括多个发热单元，所述发热单元包括首尾依次相连的第一部、第二部、第三部和第四部，所述第一部和所述第三部沿第一方向延伸，所述第二部和所述第四部沿第二方向延伸，所述第一方向和所述第二方向相交，所述第二方向为所述石墨片基体延伸的方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。

6.根据权利要求5所述的发热片，其特征在于，所述第一部和所述第二部在所述第一方向上的最大尺寸，大于所述豁口的最大深度；

所述豁口之间的间距中至少具有一个大于所述第三部和所述第四部在所述第二方向上的最大尺寸，所述豁口之间的间距为多个所述豁口中位于同一侧边缘且相邻设置的两个所述豁口之间的距离。

7.根据权利要求3所述的发热片，其特征在于，沿所述石墨片基体延伸的方向，所述第一缓冲区和所述第二缓冲区的长度分别独立地为5-30mm；

任选地，所述第二缓冲区的长度小于所述第一缓冲区的长度。

8.根据权利要求3所述的发热片，其特征在于，所述发热片满足以下条件的至少之一：

所述石墨片基体两端的两个所述缓冲区均由所述第一缓冲区构成或均由所述第二缓冲区构成；

所述石墨片基体两端的两个所述缓冲区均包括一个所述第一缓冲区和一个所述第二缓冲区；

所述石墨片基体两端的两个所述缓冲区中的一个由一个所述第一缓冲区构成，另一个由一个所述第二缓冲区构成。

9.一种发热管，其特征在于，包括：

权利要求1-8任一项所述的发热片；

外管，所述发热片设置在所述外管中；

引线和连接端子，所述发热片通过所述引线与所述连接端子相连。

10.一种电器，其特征在于，包括权利要求9所述的发热管。

11.根据权利要求10所述的电器，其特征在于，所述电器包括电烤箱、微波炉或者蒸烤箱。

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