CN206908878U - 超薄碳纳米管加热元件及超薄碳纳米管踢脚线加热器 - Google Patents

超薄碳纳米管加热元件及超薄碳纳米管踢脚线加热器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种超薄碳纳米管加热元件，包括碳纳米管加热膜和散热片，所述碳纳米管加热膜的至少一侧表面与散热片贴附而导热连接，同时所述碳纳米管加热膜与电极电连接，所述碳纳米管加热膜包括由复数碳纳米管聚集形成的碳纳米管薄膜。本实用新型还公开了一种超薄碳纳米管踢脚线加热器，包括：壳体，具有进风口和出风口，所述进风口和出风口与分布于壳体内的气流通道连通；超薄碳纳米管加热元件，其至少一散热片的至少局部布置于所述气流通道内；连接件，用以将壳体与墙体和/或地面固定连接。所述超薄碳纳米管踢脚线加热器具有能耗低、供暖效率高、安全性能好，且占用空间极少、易于安装维护，利于收纳等优点。

Description

超薄碳纳米管加热元件及超薄碳纳米管踢脚线加热器
技术领域
本实用新型涉及一种踢脚线加热器，特别涉及一种超薄碳纳米管加热元件及超薄碳纳米管踢脚线加热器。
背景技术
在寒冷气候环境中，为实现室内供暖，传统的方式主要有基于取暖片的集中供暖方式、基于空条的供暖方式，但这些方式普遍存在供暖效果不佳、能耗高、占用空间大、污染严重等缺陷。为此，人们又发展出了地暖采暖方案，这种方式可将供暖设备与建筑有机结合，既不占用空间又舒适安全，但地暖设备普遍存在安装时费时费力，而且不易维修的问题。
近年来，踢脚线加热器受到越来越多消费者的欢迎，其主要优点为体积小、零噪音、舒适环保。但目前的踢脚线加热器仍存在一些缺点，如收纳困难、表面温度偏高容易造成烫伤、存在电磁辐射等。例如，CN202990376 U公开了一种电加热踢脚线装饰板材，可将踢脚线加热器安装在墙角，节省空，但其结构复杂，不易收纳。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种超薄碳纳米管加热元件及超薄碳纳米管踢脚线加热器，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本实用新型采用的技术方案包括：
本实用新型实施例提供了一种超薄碳纳米管加热元件，其包括碳纳米管加热膜和散热片，所述碳纳米管加热膜的至少一侧表面与散热片贴附而导热连接，同时所述碳纳米管加热膜与电极电连接，所述碳纳米管加热膜包括由复数碳纳米管聚集形成的碳纳米管薄膜。
在一些较佳实施方案中，所述超薄碳纳米管加热元件整体呈折纸形结构。
进一步的，所述超薄碳纳米管加热元件的整体厚度可不大于10mm。
进一步的，所述超薄碳纳米管加热元件的功率可以被控制于10～1000W/m。
本实用新型实施例还提供了一种超薄碳纳米管踢脚线加热器，其包括：
壳体，具有进风口和出风口，所述进风口和出风口与分布于壳体内的气流通道连通；
所述的超薄碳纳米管加热元件，其中至少一散热片的至少局部布置于所述气流通道内；
连接件，用以将所述壳体与墙体和/或地面固定连接。
在一些较佳实施方案中，所述出风口、进风口分别设于所述壳体上部、下部。
在一些较佳实施方案中，所述超薄碳纳米管加热元件整体呈折纸形结构。优选的，所述超薄碳纳米管加热元件上任意一条折线均沿所述气流通道内的气流行进方向延伸。
进一步的，所述超薄碳纳米管加热元件的整体高度可以为50～150mm。
进一步的，所述壳体的整体厚度可以为8～50mm。
进一步的，所述壳体的整体高度可以为60～200mm。
与现有技术相比，本实用新型充分利用碳纳米管薄膜的面状发热体的特点构建了超薄碳纳米管加热元件，并基于此构建了超薄碳纳米管踢脚线加热器，该超薄碳纳米管踢脚线加热器能够以高效方式将碳纳米管薄膜产生的热量迅速导出并通过空气及时散发至周围环境，从而高效实现对周围环境的供热，该超薄碳纳米管踢脚线加热器能耗低、供暖效率高、安全性能好，且占用空间极少、易于安装维护，利于收纳。
附图说明
图1为本实用新型一典型实施例中一种超薄碳纳米管加热元件的结构示意图；
图2为本实用新型一典型实施例中一种超薄碳纳米管踢脚线加热器的结构图示意图；
图3为本实用新型一典型实施例中一种超薄碳纳米管踢脚线加热器的应用示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案，如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本实用新型实施例的一个方面提供的一种超薄碳纳米管加热元件包括碳纳米管加热膜和散热片，所述碳纳米管加热膜的至少一侧表面与散热片贴附而导热连接，同时所述碳纳米管加热膜与电极电连接，所述碳纳米管加热膜包括由复数碳纳米管聚集形成的碳纳米管薄膜。
在一些实施方案中，所述碳纳米管薄膜的至少一侧表面上还覆盖有绝缘材料，所述绝缘材料分布于所述碳纳米管薄膜与散热片之间。
进一步的，所述碳纳米管薄膜的相背对的两侧表面均覆设有绝缘材料。
进一步的，前述绝缘材料可以选自聚酯薄膜，聚酰亚胺薄膜或热熔胶膜等，且不限于此。
在一些实施方案中，所述碳纳米管加热膜的相背对的两侧表面均与散热片贴附而导热连接，以更为高效的将碳纳米管薄膜产生的热量通过散热片导出。
在一些实施方案中，所述碳纳米管加热膜可以具有平面形结构或曲面形结构，但优选采用后者，其可以在相同空间内，具备更大发热面积和散热面积，尤其适于配合空气、水等流体进行供暖。
其中，前述的曲面形结构可以是流线型曲面结构，也可以是带拐点的折线形曲面结构。
在一些较佳实施方案中，所述碳纳米管加热膜具有折纸状结构。
进一步的，所述碳纳米管加热膜上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角优选为5°～170°，尤其优选为10°～45°。
在一些较佳实施方案中，所述碳纳米管加热膜的整体厚度为0.05～0.5mm。
在本说明书中，“整体厚度”可被理解为某个具有固定形态的物体在平躺时的高度，而该物体的长度、宽度应大于，特别是远远大于其高度。
在一些较佳实施方案中，所述散热片具有薄壁曲面结构，其较之平面结构，可以在相同空间内，具备更大表面积，尤其适于配合空气、水等流体进行供暖。
进一步的，所述散热片优选采用折纸状结构。
更进一步的，所述散热片上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角优选为5°～170°，尤其优选为10°～45°。
在一些较佳实施方案中，所述散热片的整体厚度为0.01～0.5mm。
进一步的，所述散热片可以包括金属箔或石墨片(天然石墨或人工石墨片)等，例如可以为铜箔或铝箔等或诸如陶瓷散热片等，且不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述超薄碳纳米管加热元件包括一碳纳米管加热膜和两个散热片，所述碳纳米管加热膜被夹持于两个散热片之间。
在一些较佳实施方案中，所述超薄碳纳米管加热元件整体呈折纸形结构。
进一步的，所述超薄碳纳米管加热元件的整体厚度优选≤10mm，尤其优选大于0而小于8mm。
进一步的，所述超薄碳纳米管加热元件的功率为10～1000W/m，优选为50～500W/m，尤其优选为50～200W/m。
本实用新型实施例的另一个方面提供的一种超薄碳纳米管踢脚线加热器包括：
壳体，具有进风口和出风口，所述进风口和出风口与分布于壳体内的气流通道连通；
所述的超薄碳纳米管加热元件，其中至少一散热片的至少局部布置于所述气流通道内；
连接件，用以将所述壳体与墙体和/或地面固定连接。
在一些实施方案中，所述壳体上还可设有自动挡板，至少用以与所述进风口和/或出风口配合。该自动挡板可以在该加热器不工作时可以完全关闭而在工作时自动开启，以保证灰尘、毛发等异物不会接触所述超薄碳纳米管加热元件从而引起脏污或在加热时发出异味。
在一些实施方案中，所述超薄碳纳米管踢脚线加热器还可包括静电集尘装置和/或负离子发生装置，以在进行供暖的同时，消除空气中的污物，净化室内环境。
进一步的，所述静电集尘装置或负离子发生装置至少局部布置于所述气流通道内，或者，所述静电集尘装置分布于所述进风口和/或出风口处，或者，所述负离子发生装置分布于所述出风口处。
在一些较佳实施方案中，所述壳体内壁与所述超薄碳纳米管加热元件之间还设置有隔热反射膜，如此一方面可以尽量使超薄碳纳米管加热元件所产生热量转移到空气中，另一方面也可避免热量向壳体传导而导致壳体温度过高，杜绝使用者被烫伤等问题。
进一步的，所述隔热反射膜可设置于壳体内壁上。
在一些较佳实施方案中，所述出风口、进风口分别设于所述壳体上部、下部，如此可以在加热器工作时，在其内部与周围环境之间更为有效的产生空气对流，使热量及时散发至周围环境。
在一些实施方案中，所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器还可包括智能温控器，所述智能温控器与碳纳米管加热膜连接。
进一步的，所述智能温控器可以包括温控仪、温度传感器和功率调控元件，所述温度传感器至少用以监测所述碳纳米管加热膜和/或周边环境的温度，所述温度传感器和功率调控元件均与温控仪连接，所述功率调控元件还与碳纳米管加热膜连接。
所述的温控仪、温度传感器和功率调控元件都可以采用业界已知的元件，并可以通过商购等途径获取。
更进一步的，所述智能温控器包括还包括过热保护装置，所述过热保护装置与温控仪连接。
其中，所述过热保护装置可以包括点状过热保护开关、块状过热保护开关或线状过热保护开关等，且不限于此。
更进一步的，所述过热保护装置可设于所述壳体内。
更进一步的，所述智能温控器还可包括无线通信模块，所述温控仪与所述无线通信模块连接。进而，所述温控仪可以通过无线通信模块与外界的遥控设备配合。所述的遥控设备，可以是遥控器、也可以是各类智能终端，例如智能手机等，以利于用户对所述超薄碳纳米管踢脚线加热器的工作状态进行远程调控，充分减少电能的浪费，打造智慧社区，实现节能减排。
更进一步的，所述无线通信模块可以包括WiFi模块或蓝牙模块等，且不限于此。
在一些较佳实施方案中，所述超薄碳纳米管加热元件整体呈折纸形结构，以使之具有更大发热面积，并使之能以更大散热面积与空气接触，从而更为高效、快捷的将热量导出。
优选的，所述超薄碳纳米管加热元件上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角为5°～170°，优选为10°～45°。
优选的，所述超薄碳纳米管加热元件上任意一条折线均沿所述气流通道内的气流行进方向延伸，如此一方面利于热量的快速传导，另一方面也不至于阻碍空气的流动。
进一步的，所述超薄碳纳米管加热元件的整体高度优选为50～150mm，尤其优选为70～100mm。
进一步的，所述壳体的整体厚度优选为8～50mm，更优选为10～30mm，尤其优选为15～20mm。
进一步的，所述壳体的整体高度优选为60～200mm，更优选为70～150mm，尤其优选为100～120mm。
如下将结合附图及若干典型实施例对本实用新型的技术方案作进一步的解释说明。
请参阅图1示出了一种典型的超薄碳纳米管加热元件11，其整体呈折纸状结构，包括一个连续的碳纳米管加热膜111和两个散热片112，所述碳纳米管加热膜被夹持于两个散热片之间，并与散热片导热连接，同时所述碳纳米管加热膜还与电极电连接(图中未示出)。所述碳纳米管加热膜包括由复数碳纳米管聚集形成的碳纳米管薄膜。所述碳纳米管薄膜可以通过物理、化学沉积方式制备，也可以通过商购等途径获取。
而为提升该超薄碳纳米管加热元件的工作安全性能，如前文所述，还可在碳纳米管加热膜与散热片之间设置绝缘薄膜等(图中未示出)。
该超薄碳纳米管加热元件的整体厚度可以被控制在10mm以下，尤其优选大于0而小于8mm。
该超薄碳纳米管加热元件的功率一般在10～1000W/m，优选可以控制于50～500W/m，尤其优选可以控制于50～200W/m范围内。
又及，为利于该超薄碳纳米管加热元件在诸如踢脚线加热器等设备内应用，该超薄碳纳米管加热元件的整体高度可被控制于50～150mm，尤其优选被控制于70～100mm范围内。
再请图2示出了基于前述超薄碳纳米管加热元件而构建的一种超薄踢脚线加热器1，其可包括壳体12和安装于壳体12内的超薄碳纳米管加热元件11，该壳体上部、下部可分别设有一个或多个出风口、一个或多个进风口(图中未示出)，而该壳体上还可设置与连接件配合的安装孔13等，以使超薄踢脚线加热器1可以被固定于墙体或地面上。同时，该超薄踢脚线加热器1还可包括智能温控器14等，该智能温控器14的结构可以如前文所述，例如，其中可以包含线状过热保护开关141等。
显然的，该超薄踢脚线加热器1还可包含前文所述的其它组件，或者业界习用的其它组件，此处不再赘述。
该超薄踢脚线加热器1的整体厚度可以被控制于8～50mm，更优选为10～30mm，尤其优选为15～20mm。同时该超薄踢脚线加热器1的整体高度可以被控制于60～200mm，更优选为70～150mm，尤其优选为100～120mm。
请参阅图3所示，若以该踢脚线加热器1绕房间2四周布置，不仅可以大大提高加热面积，降低功率密度和踢脚线加热器表面温度，更加安全，同时还不会过多占用室内空间，无需考虑收纳问题。
在本实施例中，通过将碳纳米管加热膜与散热片如金属箔或天然石墨或人工石墨等复合，折叠后形成“折扇”状碳纳米管加热元件，充分利用碳纳米管薄膜的面状发热体的特点以最高效的方式将热量导出，大大增大加热面积和与空气的热交换面积，极大提高其散热性能进而最大程度地降低能耗；此外通过在踢脚线加热器外壳设置上下出风口，可有效产生空气对流，使热量及时散发至周围环境；加热元件连接智能温控器终端，可远程操控，充分减少电能的浪费，打造智慧社区，实现节能减排。
应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (48)

1.一种超薄碳纳米管加热元件，其特征在于包括碳纳米管加热膜和散热片，所述碳纳米管加热膜的至少一侧表面与散热片贴附而导热连接，同时所述碳纳米管加热膜与电极电连接，所述碳纳米管加热膜包括由复数碳纳米管聚集形成的碳纳米管薄膜。
2.根据权利要求1所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管薄膜的至少一侧表面上还覆盖有绝缘材料，所述绝缘材料分布于所述碳纳米管薄膜与散热片之间。
3.根据权利要求2所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管薄膜的相背对的两侧表面均覆设有绝缘材料。
4.根据权利要求2或3所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述绝缘材料包括聚酯薄膜，聚酰亚胺薄膜或热熔胶膜。
5.根据权利要求1所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管加热膜的相背对的两侧表面均与散热片贴附而导热连接。
6.根据权利要求1所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管加热膜具有曲面形结构。
7.根据权利要求6所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管加热膜具有折纸状结构。
8.根据权利要求7所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管加热膜上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角为5°～170°。
9.根据权利要求8所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管加热膜上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角为10°～45°。
10.根据权利要求1、6、7、8或9所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述碳纳米管加热膜的厚度为0.05～0.5mm。
11.根据权利要求1所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述散热片具有薄壁曲面结构。
12.根据权利要求11所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述散热片具有折纸状结构。
13.根据权利要求12所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述散热片上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角为5°～170°。
14.根据权利要求13所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述散热片上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角为10°～45°。
15.根据权利要求1、11、12、13或14所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述散热片的厚度为0.01～0.5mm。
16.根据权利要求1、11、12、13或14所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述散热片包括金属箔或石墨片。
17.根据权利要求16所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述金属箔包括铜箔或铝箔。
18.根据权利要求1所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件包括一碳纳米管加热膜和两个散热片，所述碳纳米管加热膜被夹持于两个散热片之间。
19.根据权利要求18所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件整体呈折纸形结构。
20.根据权利要求1所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件的整体厚度≤10mm。
21.根据权利要求20所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件的整体厚度＜8mm。
22.根据权利要求1、20或21所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件的功率为10～1000W/m。
23.根据权利要求22所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件的功率为50～500W/m。
24.根据权利要求23所述的超薄碳纳米管加热元件，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件的功率为50～200W/m。
25.一种超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于包括：
壳体，具有进风口和出风口，所述进风口和出风口与分布于壳体内的气流通道连通；
权利要求1-24中任一项所述的超薄碳纳米管加热元件，所述超薄碳纳米管加热元件中至少一散热片的至少局部布置于所述气流通道内；
连接件，用以将所述壳体与墙体和/或地面固定连接。
26.根据权利要求25所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体上设有自动挡板，至少用以与所述进风口和/或出风口配合。
27.根据权利要求25或26所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述超薄碳纳米管踢脚线加热器还包括静电集尘装置和/或负离子发生装置，所述静电集尘装置或负离子发生装置至少局部布置于所述气流通道内，或者，所述静电集尘装置分布于所述进风口和/或出风口处，或者，所述负离子发生装置分布于所述出风口处。
28.根据权利要求25或26所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体内壁与所述超薄碳纳米管加热元件之间还设置有隔热反射膜。
29.根据权利要求25或26所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述出风口、进风口分别设于所述壳体上部、下部。
30.根据权利要求25所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于还包括智能温控器，所述智能温控器与碳纳米管加热膜连接。
31.根据权利要求30所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述智能温控器包括温控仪、温度传感器和功率调控元件，所述温度传感器至少用以监测所述碳纳米管加热膜和/或周边环境的温度，所述温度传感器和功率调控元件均与温控仪连接，所述功率调控元件还与碳纳米管加热膜连接。
32.根据权利要求31所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述智能温控器包括还包括过热保护装置，所述过热保护装置与温控仪连接。
33.根据权利要求32所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述过热保护装置包括点状过热保护开关、块状过热保护开关或线状过热保护开关。
34.根据权利要求32或33所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述过热保护装置设于所述壳体内。
35.根据权利要求30、31、32或33所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述智能温控器还包括无线通信模块，所述温控仪与所述无线通信模块连接。
36.根据权利要求35所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述无线通信模块包括WiFi模块或蓝牙模块。
37.根据权利要求25所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件整体呈折纸形结构。
38.根据权利要求37所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角为5°～170°。
39.根据权利要求38所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件上被任意一条折线分隔的两个部分之间形成的夹角为10°～45°。
40.根据权利要求37、38或39所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件上任意一条折线均沿所述气流通道内的气流行进方向延伸。
41.根据权利要求25所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件的整体高度为50～150mm。
42.根据权利要求41所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述超薄碳纳米管加热元件的整体高度为70～100mm。
43.根据权利要求25、41或42所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体的整体厚度为8～50mm。
44.根据权利要求43所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体的整体厚度为10～30mm。
45.根据权利要求44所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体的整体厚度为15～20mm。
46.根据权利要求25、41、42、44或45所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体的整体高度为60～200mm。
47.根据权利要求46所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体的整体高度为70～150mm。
48.根据权利要求47所述的超薄碳纳米管踢脚线加热器，其特征在于：所述壳体的整体高度为100～120mm。
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