CN210042267U - 一种电热膜及加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电热膜及加热装置，所述电热膜包括承载主体、设置于所述承载主体上的电加热层和复合于所述承载主体和所述电加热层之外的封装层，所述电加热层为脆性导电加热层，所述承载主体为第一热变形主体。本实用新型中的电热膜包括有承载主体和设于承载主体上的电加热层，承载主体封装于电绝缘的封装层之间，其中，承载电加热层的承载主体为第一热变形主体，而位于承载层上的电加热层为脆性导电加热层，如果电热膜工作异常，温度超过承载主体的热变形温度时，承载主体便会发生变形，导致电加热层断裂，从而使得整个电热膜断路，停止加热，有效地解决了电热膜的安全性能问题，而且施工方便成本低廉。

Description

一种电热膜及加热装置

技术领域

本实用新型涉及电加热技术领域，尤其涉及一种电热膜及加热装置。

背景技术

因符合低碳经济的发展趋势，且随着技术、材料成本等问题的解决，电热膜的应用范围也越来越广。电热膜是一种通电后能发热的薄膜状加热体，其结构分三部分，分别为电加热层、汇流条和封装层。工作时电流通过电加热层，使其产生热量，再将热量以辐射的形式透过封装层送入空间，使被加热对象直接获得热量，其综合效果优于传统的对流供暖方式。

然而，电热膜的安全性是一个不容忽视的问题。电热膜在使用过程中，如果电压过压或散热不良，有因温度过高而起火引发火灾的风险。目前主要有两种方式来解决此问题。方法一，为电热膜配备温敏型过热保护装置。将负温度系数的温敏电阻装置贴合在电热膜上，并与电热膜形成串联电路，当温度高于电热膜的安全温度时，温敏电阻会急剧增大，使电路断路，但是每一平米的电热膜往往要配备10～20个过热保护装置，使用极不方便，且增加了电热膜的成本。方法二，为电热膜配备散热装置。将电热膜与导热率较高的金属板材或片材相贴合，增加导热，并进一步配备风扇等装置，加快散热。但是这种方法不仅增加成本，且施工极不便利。

因此，如何保证电热膜的安全性成为当前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例为了有效克服现有技术所存在的上述缺陷，创造性地提供一种电热膜，包括承载主体、设置于所述承载主体上的电加热层和复合于所述承载主体和所述电加热层之外的封装层，所述电加热层为脆性导电加热层，所述承载主体为第一热变形主体。

在一可实施方式中，所述电加热层设置于所述承载主体的第一面和第二面上，所述第二面位于所述第一面的背面。

在一可实施方式中，所述电加热层包括电极层和膜层，所述电极层与所述膜层相连接。

在一可实施方式中，所述电极层的第一面与所述承载主体相连接，所述电极层的第二面与所述膜层相连接。

在一可实施方式中，所述膜层的第一面与所述承载主体相连接，所述膜层的第二面与所述电极层相连接。

在一可实施方式中，所述电极层包括至少两条汇流条，所述至少两条汇流条在所述承载主体上间隔均匀排列。

在一可实施方式中，所述汇流条的一端部上设有第一孔洞。

在一可实施方式中，所述承载主体和所述封装层的厚度均为0.025-1mm。

本实用新型另一方面提供一种加热装置，所述加热装置包括上述中任一项所述的电热膜。

本实用新型提供了一种电热膜及加热装置，本实用新型中的电热膜包括有承载主体和设于承载主体上的电加热层，承载主体封装于电绝缘的封装层之间，其中，承载电加热层的承载主体为第一热变形主体，在加热过程中，如果电热膜工作异常，温度超过承载主体的热变形温度时，承载主体便会发生变形，而位于承载主体上的脆性导电加热层同时变形断裂，整个电热膜断路，停止加热，从而避免电热膜因过度加热、温度过高而起火，有效地解决了电热膜的安全问题。而且本实用新型提供的电热膜结构简单，制作方便，成本低廉，有利于大规模生产。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所提供的一种电热膜的组成结构正视图；

图2为本实用新型一实施例所提供的一种电热膜的组成结构侧视图；

图3为本实用新型一实施例所提供的一种电热膜的另一种组成结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。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。

此外，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参见图1和图2，本实用新型实施例一方面提供一种电热膜，包括承载主体1、设置于承载主体1上的电加热层2和复合于承载主体1和电加热层2之外的封装层3，电加热层2为脆性导电加热层，承载主体1为第一热变形主体。

本实用新型实施例特提供一种包括有承载主体1和设于承载主体1上的电加热层2的电热膜，安全性能优良。其中，电热膜的电加热层2形成在承载主体1上，形成有电加热层2的承载主体1完全封装于封装层3之间，封装层3为电绝缘封装层，承载主体1为第一热变形主体，电加热层2包括脆性导电加热层。在加热过程中，如果电热膜工作异常，温度超过承载主体1的热变形温度时，承载主体1便会发生变形，当承载主体1的变形超过电加热层2的最大变形限度时，电加热层2便会断裂，从而使得整个电热膜断路，停止加热，有效地解决了电热膜的安全性能问题，而且施工方便成本低廉。

本实用新型实施例中，承载主体1可以为层状，当承载主体1为层状时，其由于延展面较为宽广，当电热膜工作异常，温度超过热变形温度时，承载主体1的变形也较大，更有利于电加热层2发生断裂。当然承载主体1的具体形状可以为平面状，也可以为球面、柱面、甚至任意复杂曲面状，这样所制得的加热膜也可以为相应的多种任意形状，本实用新型在此不对承载主体以及加热膜的具体形状做限制。

请参考图3，在一可实施方式中，电加热层2设置于承载主体1的第一面和第二面上，第二面位于第一面的背面。本实用新型实施例中，可以将电加热层2设置于承载主体1的两个面上，承载主体1被包裹在两个电加热层2之间，两个封装层3分别复合于两个电加热层2的外侧，形成能够多面加热的电热膜。设有多个电加热层2的电热膜能够比普通电热膜提供更多的热量，热辐射的范围相较普通电热膜更为广泛，使不同位置的加热对象均能获得热量，提升加热效果。当然根据承载主体1的形状不同，对应复合于承载主体1上的电加热层2的设置位置和数量也不相同，普通电加热层2仅设置在承载主体1的一面上，也可以设置在承载主体1的正反两面上，甚至还可以设置在承载主体1的多个表面，在此对电加热层2的设置位置和数量不进行限制。

在一可实施方式中，电加热层2包括电极层201和膜层202，电极层201与膜层202相连接。本实用新型实施例中，电加热层2包括了电极层201和膜层202，其中膜层202为加热膜层202，电极层201用于通电使加热膜开始发热，电极层201的形状和位置具体可以根据加热膜层202的形状进行设置。电热膜中加热膜层202的形状和电极的位置决定了发热分布是否合理，要想让发热面积大一些，可以使电流流动的路径加长，合理绕行，尽量扩大到全体有膜部位。电极层201不能是一个较小的点，应该表现为一个小区域，如圆形、长条形、三角形等等，以便有足够的边缘与膜接触相连。同时电极的边缘应圆滑，避免尖角，因为电流线和电极边缘处处垂直，尖角处电流线稠密电流密度大，而局部电流较大有可能造成膜的损坏。

在一可实施方式中，电极层201的第一面与承载主体1相连接，电极层201的第二面与膜层202相连接。本实用新型实施例中，电极层201位于承载主体1和膜层202之间，这样在制作电热膜时应该先在承载主体1上制作电极层201，然后再在电极层201上制作膜层202。

在一可实施方式中，膜层202的第一面与承载主体1相连接，膜层202的第二面与电极层201相连接。本实用新型实施例中，膜层202位于承载主体1和电极层201之间，这样，在制作电热膜时应该先在承载主体1上制作膜层202，然后再在膜层202上制作电极层201。

电极层201与膜层202以及承载主体1之间的具体位置关系可以根据具体结构需求或工艺的成本来定，本实用新型在此不做限定。

在一可实施方式中，电极层201包括至少两条汇流条，至少两条汇流条在承载主体1上间隔均匀排列。本实用新型实施例中，电极层201的具体数量根据电加热层2来设置，可以将电热膜分割成几个带状区域，从而强迫电流绕行，经过较多有膜部位，达到整体均匀发热的效果。电极层201的形状以及设置位置也可以根据不同的电热膜形状进行设置，如当电热膜为平面长方形或圆形等形状时，可以将两条汇流条对称布置在电热膜的两边。当在圆柱状管外表面上设置电热膜时，可以将汇流条制作成两个圆环，设置在电热膜的两端，使得电流沿轴向流动，电极距离较大，电阻大功率小，而且对膜厚的均匀度要求不高。还可以将两条汇流条沿着轴向平行相对称布置，使电流沿圆周流动，电极距离近，电阻小功率大，这种方式对膜厚均匀度和电极位置的准确度要求较高。

在一可实施方式中，汇流条的一端部上设有第一孔洞。本实用新型实施例中的第一孔洞用于连接电极端子，从而将电流导入汇流条上，使电加热层2能够发热。

在一可实施方式中，承载主体1和封装层3的厚度均为0.025-1mm。本实用新型实施例中通过设置承载主体1和封装层3的厚度在0.025-1mm之间，使得电热膜的发热能够相对较为均匀，并使承载主体1与封装层3相对不易形成危险薄弱区域，在达到热变形温度时能够保持形状完好，确保电热膜的可靠性和安全性。

本实用新型另一方面提供一种加热装置，加热装置包括上述中任一项的电热膜。

本实用新型实施例特提供一种加热装置，包括有承载主体1和设于承载主体1上的电加热层2的电热膜，安全性能优良。其中，电热膜的电加热层2形成在承载主体1上，形成有电加热层2的承载主体1完全封装于封装层3之间，封装层3为电绝缘封装层，承载主体1为第一热变形主体，电加热层2包括脆性导电加热层。在加热过程中，如果电热膜工作异常，温度超过承载主体1的热变形温度时，承载主体1便会发生变形，当承载主体1的变形超过电加热层2的最大变形限度时，电加热层2便会断裂，从而使得整个电热膜断路，停止加热，有效地解决了电热膜的安全问题，而且施工方便成本低廉。

在一可实施方式中，脆性导电材料包括石墨烯薄膜、导电油墨中的一种或多种。本实用新型实施例中，电加热层2选用石墨烯薄膜、导电油墨等在外力作用下容易断裂的脆性导电材料。石墨烯有两种物质形态，一种是石墨烯薄膜，一种是石墨烯粉末。其中，本实用新型实施例的导电油墨是由石墨烯粉末与有机载体混合而成后，复合在承载主体1上，然后在一定温度下挥发掉导电油墨中的有机载体，只剩下起导电发热作用的石墨烯粉末作为电加热层2。由于石墨烯具备轻薄、导电导热性能优异、廉价、可大规模生产等特点，以石墨烯为原料制得的脆性导电材料同样具备轻薄、导热性能优异、廉价，适于工业生产的特点。

在一可实施方式中，第一热变形材料的原料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮材料中的一种或多种。本实用新型实施例中，承载电加热层2的承载主体1选用在特定温度下变形的材料，此温度为电热膜的最高工作温度。其中，由于由聚对苯二甲酸乙二醇酯为主要原料制成的涤纶树脂(PET，PolyethyleneTerephthalate)具有良好的力学性能，其可承受冲击强度是其他薄膜的3-5倍，适于作为承载主体1，而且无毒无味，为热变形材料，因此PET优选为承载主体1的材料。而聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，Polyethylene Naphthalate)的耐热性能、力学性能等都优于聚对苯二甲酸乙二醇酯，但是价格较高，因此在需要较高的工作的温度，且不考虑价格时优选聚萘二甲酸乙二醇酯作为承载主体1的原料。同样的，聚酰亚胺(PI，Polyimide)耐热性能优于聚萘二甲酸乙二醇酯，且具有较高的机械强度也优选为承载主体1的原料。聚醚醚酮(PEEK，Polyetheretherketone)耐热性能为这几种材料中最优异的，但其价格也相对较高，因此可以根据实际生产应用情况挑选最适合的原料作为承载主体1的原料，当然，本实用新型并不仅限于这几种原料，其他热变形材料也可根据情况选用。

在一可实施方式中，封装层3选为第二热变形材料，第二热变形材料的热变形温度高于第一热变形材料的热变形温度，封装层3的原料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮材料中的一种或多种。

本实用新型实施例中，通过将封装层3的材料选为热变形温度高于承载主体1热变形温度的第二热变形材料，这样，如果电热膜在加热过程中工作异常，温度超过了承载层的最高工作温度，承载层发生变形。电加热层2断裂，但在此温度下封装层3的变形量较小，起绝氧和绝缘的作用，维持电热膜的正常形态。同样的，由于聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮这几种材料具有优异的耐热性和力学性能，因此在此作为封装层3的优选原料。需要注意的是，虽然封装层3的原料可选种类与承载主体1的类似，但是本实用新型实施例中封装层3的热变形材料必须选择热变形温度高于承载主体1的热变形温度的材料。

具体的，如当承载主体1选用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为原料时，由于聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮这几种材料的耐热性能均优于聚对苯二甲酸乙二醇酯，因此可以选用这几种材料中的一种或多种作为封装层3的原料，如两层均采用聚萘二甲酸乙二醇酯作为原料，或一层采用聚萘二甲酸乙二醇酯，另外一层采用聚酰亚胺作为原料。而当承载主体1选用聚萘二甲酸乙二醇酯作为原料时，由于聚酰亚胺、聚醚醚酮的耐热性能更优，因此可选择聚酰亚胺、聚醚醚酮中的一种或多种作为封装层3的原料；当承载主体1的原料为聚酰亚胺时，这几种材料中仅聚醚醚酮的耐热性能优于聚酰亚胺，因此封装层3的原料便选用聚醚醚酮。当然本实用新型实施例并不仅限于这几种材料，其他合适的材料也可进行选用。

在一可实施方式中，电极层201由多条设置于承载主体1上的汇流条构成，汇流条的常见材质有铜或者银，将汇流条形成在承载主体1上的方式可以为将汇流条贴合在承载主体1上，或者将汇流条原料印刷在承载主体1上，本实用新型对此形成方式及电极层201的原料不进行限制。膜层202选用石墨烯薄膜、导电油墨等在外力作用下容易断裂的脆性导电材料。石墨烯有两种物质形态，一种是石墨烯薄膜，一种是石墨烯粉末。其中，本实用新型实施例的导电油墨是由石墨烯粉末与有机载体混合而成后，复合在承载主体1上，然后在一定温度下挥发掉导电油墨中的有机载体，只剩下起导电发热作用的石墨烯粉末作为膜层202。

本实用新型提供的电热膜，通过搭配电加热层2的材料和封装层3的材料，可以实现在多个温度下稳定工作。具体的，如选择最高工作温度为120℃的PET材料作为加热层原料，选择最高工作温度更高的PI、PEN和PEEK中的一种或多种材料作为封装层3原料时，所得到的电热膜可以长期在120℃下稳定工作；当选择最高工作温度为180℃的PEN材料作为加热层原料，选择最高工作温度更高的PI或PEEK中的一种或多种材料作为封装层3原料时，所得到的电热膜可以长期在180℃下稳定工作；当选择最高工作温度为220℃的PI材料作为加热层原料，选择最高工作温度更高的PEEK材料作为封装层3原料时，所得到的电热膜可以长期在220℃下长期稳定工作。因此，针对不同的使用需求可以自由选择不同的材料搭配以满足各种需求。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电热膜，其特征在于，包括承载主体、设置于所述承载主体上的电加热层和复合于所述承载主体和所述电加热层之外的封装层，所述电加热层为脆性导电加热层，所述承载主体为第一热变形主体。

2.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述电加热层设置于所述承载主体的第一面和第二面上，所述第二面位于所述第一面的背面。

3.根据权利要求1或2所述的电热膜，其特征在于，所述电加热层包括电极层和膜层，所述电极层与所述膜层相连接。

4.根据权利要求3所述的电热膜，其特征在于，所述电极层的第一面与所述承载主体相连接，所述电极层的第二面与所述膜层相连接。

5.根据权利要求3所述的电热膜，其特征在于，所述膜层的第一面与所述承载主体相连接，所述膜层的第二面与所述电极层相连接。

6.根据权利要求3所述的电热膜，其特征在于，所述电极层包括至少两条汇流条，所述至少两条汇流条在所述承载主体上间隔均匀排列。

7.根据权利要求6所述的电热膜，其特征在于，所述汇流条的一端部上设有第一孔洞。

8.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述承载主体和所述封装层的厚度均为0.025-1mm。

9.一种加热装置，其特征在于，所述加热装置包括权利要求1-8中任一项所述的电热膜。

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