CN113180458A - 三维发热电加热内胆 - Google Patents

Abstract

一种三维发热电加热内胆，包括：透明玻璃制成的内胆以及设置于内胆外侧面的发热材料条带和内胆外侧底部的螺旋状发热材料片，其中：发热材料复合至内胆的外表面并形成均匀的发热层进行加热；本发明实现三维发热和对非金属内胆及金属内胆直接均匀加热，大大提高了单位内胆容积条件下的加热功率，最高可达30倍以上，也提高了加热效率；实现了对非金属内胆的直接加热，实现一体化玻璃内胆及陶瓷内胆加热，拓展了特别是小家电器具的设计提升空间；采用石墨片作为电加热片与电极的连接衔接材料，避免了碳材与金属电极异性材料连接的排异性而出现的烧电极现象，提高了加热内胆部件的可靠性和耐久性。

Description

三维发热电加热内胆

技术领域

本发明涉及的是一种生活日用品领域的技术，具体是一种三维发热电加热内胆。

背景技术

目前，在家用电器领域，特别是小家电领域用于水加热，食物蒸煮等方面，主要采用金属电阻丝作为发热材料，制作成金属电热管，对液体进行直接加热，或者铸造在铝块中，焊接在加热盘上，进行底盘加热。

金属电阻丝技术由于工艺成熟，成本低等优点，在现有电加热产品中占有主导地位，但也具有加热效率低、加热不均匀、使用寿命短等突出的缺点。此外，这一技术不能用于对复杂外形结构进行均匀的加热。综上，现有的电加热技术，一方面限制了单位容量内胆的电加热功率，另一方面由于难以对内胆进行均匀加热，大大影响小家电电器的功能和品质。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种三维发热电加热内胆，可适用于各种不同材料、不同外形结构，大功率高效的加热容器内胆，可用于目前所有的小家电产品，例如：电热杯、养生本、电饭煲、电热锅、电热水器等，可以实现目前小家电产品的升级换代，大大提升产品品质，拓展产品功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：透明玻璃制成的内胆以及设置于内胆外侧面的发热材料条带和内胆外侧底部的螺旋状发热材料片，其中：发热材料复合至内胆的外表面并形成均匀的发热层进行加热。

所述的发热材料包括石墨烯，石墨片，石墨浆料和碳纤维，并采用有机导热胶或者无机导热胶来复合到需要加热的内胆外侧。

所述的内胆具体为耐高温的非金属或者金属材质的容器，其中：非金属材质采用但不限于石英玻璃、高硼硅玻璃、各种陶瓷材料等。

当采用金属材质作为内胆时，优选对内胆的外表面采用搪瓷烧结处理进行绝缘和采用陶瓷喷涂烧结处理进行绝缘。

由于所采用的加热材料柔软，复合性好，因此这一加热技术适用于各种不同形状的内胆包括圆柱形筒体、椭圆截面筒体和异性截面筒体。

所述的发热材料两端设置有电极，该电极可以采用导热导电优良的材料，比如银胶电极，铜电极等。

所述的发热材料与电极连接位置，覆盖石墨片用于避免电极氧化和接触不良。

所述的发热材料条带和/或螺旋状发热材料片的外部采用聚酰亚胺或特氟龙耐高温绝缘胶带进行电绝缘保护。

所述的电绝缘保护，优选进一步在绝缘层表面设置双金属等温度保护器，当内胆超温时，自动断开电源，实现安全保护。

所述的三维发热电加热内胆的外部包裹陶瓷纤维、玻璃纤维、云母绝热层，减少热损失，提高能源利用效率。

技术效果

本发明整体解决了现有电热丝电加热技术单位体积功率低、热效率不高、对各种加热需求适用性弱、不能直接对玻璃等材质进行复合加热等缺陷和不足；

与现有技术相比，本发明可作为各种水加热、蒸煮等器具的核心内胆。对于非金属内胆(石英，高硼硅玻璃，陶瓷等)，直接将碳材(碳纤维、石墨膜、碳浆等)复合到容器外壁，进行加热；而对于金属内胆，可以先对金属外壁进行绝缘，然后再将碳材复合于壁面上，对内胆进行加热。相比于目前的主流加热方式，本发明公开的三维加热方式，具有对被加热内胆适用性强、加热功率高、加热均匀、无电磁辐射等优点。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为石墨片条带示意图；

图3为螺旋状石墨片示意图；

图中：透明玻璃内胆1、石墨片条带2、螺旋状石墨片3。

具体实施方式

如图1所示，为本实施例涉及一种三维发热电加热内胆，包括：透明玻璃制成的内胆(或不锈钢外壁面喷涂搪瓷烧结层制成的内胆)1以及设置于内胆外侧面的石墨片条带2和内胆外侧底部的螺旋状石墨片3，其中：石墨片条带2和内胆外侧底部的螺旋状石墨片3采用耐高温无机胶固定在玻璃内胆1的外表面。

所述的石墨片条带2的厚度为0.1mm，宽度为3mm，呈螺旋状缠绕在玻璃内胆外壁面，并采用耐高温无机胶固定在玻璃内胆侧面外壁面。

所述的螺旋状石墨片3的厚度为0.1mm，宽度为3mm。

所述的石墨片条带2的两端采用铜皮作为电极并与电源连接。

所述的螺旋状石墨片3的两端采用铜皮作为电极并与电源连接。

所述的连接，接触位置覆盖石墨片用于避免电极氧化和接触不良。

所述的石墨片条带2、螺旋状石墨片3的外部包覆聚酰亚胺进行电绝缘，在覆聚酰亚胺外部包覆陶瓷纤维棉进行绝热。

根据不同的功率和热流分布，可以选择不同厚度，不同宽度的加热片来实现，面热流密度可达到0.5MW/m²以上。对于外径65mm，高度150mm的内胆，在底面和侧面一半高度(75mm)复合加热膜的条件下，最高可以达到9kW的电功率，与传统以电热丝为基础的电加热棒电加热技术相比(通常功率为300W)，功率提高了近30倍。

与现有技术相比，本装置提升了单位体积的功率密度从而提升了加热效率，也提升了加热的均匀性；拓展了被加热对象，适用于金属和非金属的直接加热，适用于各种异型结构内胆的直接加热；提高了加热体的可靠性，达到了工业产品和民用产品的可靠性和寿命要求；设计中采用的薄膜形式的加热材料，具有很好的轻便性特点，大大降低了一体化加热内胆的重量。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (8)

1.一种三维发热电加热内胆，其特征在于，包括：透明玻璃制成的内胆以及设置于内胆外侧面的发热材料条带和内胆外侧底部的螺旋状发热材料片，其中：发热材料复合至内胆的外表面并形成均匀的发热层进行加热；

所述的发热材料包括石墨烯，石墨片，石墨浆料和碳纤维，并采用有机导热胶或者无机导热胶来复合到需要加热的内胆外侧；

所述的内胆具体为耐高温的非金属或者金属材质的容器。

2.根据权利要求1所述的三维发热电加热内胆，其特征是，当采用金属材质作为内胆时，对内胆的外表面采用搪瓷烧结处理进行绝缘和采用陶瓷喷涂烧结处理进行绝缘。

3.根据权利要求1所述的三维发热电加热内胆，其特征是，所述的发热材料两端设置有电极，发热材料与电极连接位置，覆盖石墨片用于避免电极氧化和接触不良。

4.根据权利要求1所述的三维发热电加热内胆，其特征是，所述的发热材料条带和/或螺旋状发热材料片的外部采用聚酰亚胺或特氟龙耐高温绝缘胶带进行电绝缘保护。

5.根据权利要求4所述的三维发热电加热内胆，其特征是，所述的电绝缘保护，进一步在绝缘层表面设置双金属等温度保护器，当内胆超温时，自动断开电源，实现安全保护。

6.根据权利要求1所述的三维发热电加热内胆，其特征是，所述的三维发热电加热内胆的外部包裹陶瓷纤维、玻璃纤维、云母绝热层，减少热损失，提高能源利用效率。

7.根据权利要求1所述的三维发热电加热内胆，其特征是，所述的发热材料条带具体为石墨片条带，其厚度为0.1mm，宽度为3mm，呈螺旋状缠绕在玻璃内胆外壁面，并采用耐高温无机胶固定在玻璃内胆侧面外壁面。

8.根据权利要求1所述的三维发热电加热内胆，其特征是，所述的螺旋状发热材料片具体为螺旋状石墨片，其厚度为0.1mm，宽度为3mm。

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