CN210688730U - 一种基于新型碳材料的空气加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于新型碳材料的空气加热装置，所述加热装置包括加热腔体；所述加热腔体内部设有加热组件，所述加热组件包括至少一个发热管和电极结构；所述发热管的内外两侧至少有一侧具有发热层；所述发热管上下两端分别设有与所述发热层相连的导电环；上下两端的所述导电环分别通过所述电极结构与电源相连。本实用新型散热效果好、能耗低、成本低且使用安全。

Description

一种基于新型碳材料的空气加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种散热器，具体涉及一种基于新型碳材料的空气加热装置。

背景技术

电热散热器通过通电向空间散热达到取暖的目的，由于其发热效果明显，并且具有可移动、随时开关特点，已经成为了各种需取暖空间的常见选择。

目前，家庭常见的电热散热器有电油汀、暖风机、空调等。当然，在使用过程中也存在一些问题。一般来讲，电热散热器根据取暖空间的大小，其功率可以达到2600瓦，甚至更高，这相当于每小时2.5度电的消耗，用电量较高，单个支出也是相当高，再从效果来看，取暖时需要电热散热器提供持续性的散热，短时间散热起不到取暖目的，因此增加用电量及用电量所产生的电费。类似电油汀的取暖产品，其需要较长的预热时间，并且功率较大，当家庭电表容量较小或电压较低时，直接导致无法使用。对于非强制性对流散热器来说，需要放置在房间合适的空气对流位置才可以有明显效果，前提是较小的取暖面积。综上条件，电散热器的取暖效果并不理想。另外，由于电热散热器的发热元件的消耗氧化、腐蚀、断裂等原因，也直接影响取暖目的。最后，长时间使用电热散热器，造成空间内的空气十分干燥，另外部分携带有害辐射。

综上所述，如何有效地提高散热效果、降低能耗、在控制成本的同时提高使用安全，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于新型碳材料的空气加热装置，其目的在于提供一种散热效果高、能耗低、成本低且使用安全的取暖装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述加热装置包括加热腔体；所述加热腔体内部设有加热组件，所述加热组件包括至少一个发热管和电极结构；所述发热管的内外两侧至少有一侧具有发热层；所述发热管上下两端分别设有与所述发热层相连的导电环；上下两端的所述导电环分别通过所述电极结构与电源相连。

进一步地，所述加热腔体底部设有进气孔；所述加热腔体顶部设有出风罩，所述发热管的上下两端分别与所述出风罩和所述进气孔相通，所述出风罩上具有暖风出口，所述发热管内加热后的空气由所述暖风出口输出。

进一步地，所述发热管的内外壁上均设有所述发热层；所述发热层为生长或附着在所述发热管上的碳材料层。

进一步地，所述加热装置还包括第一壳体，所述第一壳体内部底端设有水箱，所述水箱内设有雾化器；所述水箱上部设有储汽空间；所述储汽空间通过输汽管与所述出风罩相连。

进一步地，所述出风罩还包括分汽管、斜面结构和湿汽出口；所述斜面结构设置在所述出风罩内，将所述出风罩分隔为上下两部分；所述分汽管设置在所述斜面结构的上部底端，所述分汽管上均匀设有多个出汽孔，所述输汽管与所述分汽管相连；所述湿汽出口设置在所述斜面结构的上部顶端，雾化后的水汽经所述湿汽出口输出；所述暖风出口设置在所述斜面结构下部一端，位于所述湿汽出口下方。

进一步地，所述出风罩还包括回水口，所述回水口设置在所述斜面结构的上部底端一侧，通过回水管与所述水箱相连，同时，所述回水管在所述储汽空间底部也与所述储汽空间相通。

进一步地，所述第一壳体外部设有风扇补风口和补水器，所述第一壳体内部设有风扇；所述风扇补风口与所述风扇位置相匹配；所述风扇与所述储汽空间相连，向所述储汽空间内吹风；所述水箱顶部通过补水管与所述补水器相连接。

进一步地，所述加热腔体内为密封空间，并充满水介质；所述加热组件从所述加热腔体内穿过，且所述发热管的上下两端在所述加热腔体外部；

所述发热管内部套有内层发热管；所述发热管的外壁及所述内层发热管的内壁上分别设置有所述发热层，且所述发热管和所述内层发热管上下两端的所述发热层上设有所述导电环；所述发热管的内壁和所述内层发热管的外壁上设有隔热涂层。

进一步地，所述加热装置还包括第一壳体，所述第一壳体外部设有补水器，所述补水器通过补水管为所述加热腔体内的密封空间补水。

进一步地，所述发热管与所述内层发热管之间通过中间间隙形成隔热层，在所述发热管与所述内层发热管的上下两端分别用环状结构的橡胶垫密封所述隔热层，且所述内层发热管的上下两端不做封堵。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，通过进气孔和出风罩自身形成空气对流，提高了散热效果，不受使用位置空气流动状况的影响，且解决了长时间散热造成室内空气干燥的问题。同时通过使用具有直接生长的发热层的发热管，不仅简化了加热组件的结构，还能在低电压下实现取暖效果，降低了能耗和使用成本，此外，发热层通过远红外辐射热量，使用安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例一基于新型碳材料的空气加热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的加热组件结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的连电结构示意图；

图4为本实用新型实施例一的并联导电结构示意图；

图5为本实用新型实施例一的出风罩结构示意图；

图6为本实用新型实施例二基于新型碳材料的空气加热装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二的连电结构示意图。

其中:1、加热腔体；11、进气孔；12、轮子；2、第一壳体；21、操控面板；22、风扇补风口；23、水位观测区；24、补水器；3、第二壳体；4、风扇；5、水箱；51、雾化器；52、储汽空间；53、补水管；54、回水管；55、输汽管；6、出风罩；61、分汽管；611、出汽孔；62、斜面结构；63、回水口；64、湿汽出口；65、暖风出口；7、加热组件；71、发热管；711、导电银浆；72、连电结构；721、第一紧固件；7211、第一连接端头；7212、套槽；722、第二紧固件；7221、第二连接端头；7222、松紧结构；723、内层发热管；724、橡胶垫；73、并联导电结构；731、U型卡件；732、螺孔；733、电极片；734、螺钉；74、固定件；8、底罩。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本申请文件中的上、下、左、右、内、外、前端、后端、头部、尾部等方位或位置关系用语是基于附图所示的方位或位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本实用新型中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例记载了一种基于新型碳材料的空气加热装置，如图1所示，该加热装置包括加热腔体1、第一壳体2和第二壳体3，第一壳体2和第二壳体3分别设置在加热腔体1左右两侧。

在加热腔体1内部设有加热组件7，如图2所示，加热组件7包括发热管71、连电结构72、并联导电结构73和固定件74。多根发热管71并排设置，数量以所需达到的加热量设定。发热管71的上下两端分别通过连电结构72与并联导电结构73相连，并联导电结构73通过固定件74固定在第一壳体2和第二壳体3之间。

其中，发热管71的内外壁上均设有发热层，并且在外壁的发热层外部还设有保护层。其中发热层为直接生长在发热管71内壁和外壁上的碳材料层，碳材料层可以由微晶石墨、石墨烯、碳纳米管中的任一种形成，通电后产生热量，且其通过远红外辐射热量，不发光并且产生热量均匀柔和，有理疗作用，热电转换效率高，升温迅速，同时在低电压下也能实现热电转换，能耗低。保护层由导热系数高且绝缘的材料构成，用于导热的同时对内部发热层起到保护作用。如图3所示，在发热管71上下两端的内外壁上，即发热管71内外壁发热层的上下两端上分别设有导电银浆711，在导电银浆711的外部通过连电结构72与并联导电结构73相连，构成多个发热管71的并联导电。

连电结构72包括第一紧固件721和第二紧固件722。如图3所示，第一紧固件721套在发热管71外壁的导电银浆711外部，第一紧固件721通过导电银浆711与发热层形成良好的电性连接。第一紧固件721具有第一连接端头7211和套槽7212，套槽7212在第一连接端头7211内，通过第一连接端头7211与并联导电结构73相连。第二紧固件722上设有第二连接端头7221和松紧结构7222，第二紧固件722通过收紧松紧结构7222，将第二紧固件722嵌套入发热管71的内壁与内壁上的导电银浆711接触，再放松松紧结构7222，使第二紧固件722与发热管71内层的导电银浆711紧密贴合，同时第二连接端头7221配合嵌入套槽7212内，第一紧固件721的第一连接端头7211与第二连接端头7221螺栓紧固连接，将第一紧固件721与第二紧固件722连成一体。本实施例中，为避免在松紧结构7222收放过程中，第二连接端头7221两侧受力不均，可将松紧结构7222与第二连接端头7221设置在第二紧固件722的相对两侧。另外，第一紧固件721与第二紧固件722为导电金属材料且具有弹性。

如图3和图4所示，并联导电结构73上设置有与第一连接端头7211相配合连接的U型卡件731，在U型卡件731及并联导电结构73上分别具有螺孔732，第一连接端头7211和U型卡件731通过螺孔732紧固连接。在并联导电结构73的一端还设有电极片733，用来连接电源电极，电极片733通过螺钉734螺栓紧固在并联导电结构73上，方便拆卸电极片733。本实施例中并联导电结构73为两组，分别与发热管71的上下两端的第一连接端头7211相连接，使所有的发热管71形成并联并共同使用一组电极。

本实施例中，并联导电结构73可通过螺孔732螺栓紧固在固定件74上。固定件74与并联导电结构73相配合同样为两个，在固定件74两端可通过螺栓与第一壳体2和第二壳体3分别连接固定，且固定件74采用绝缘材料制备，避免向第一壳体2和第二壳体3导电。

在加热腔体1底部设置有进气孔11与轮子12，空气由进气孔11进入加热腔体1，促进空气流动。同时，为避免杂质由进气孔11进入加热腔体1中，在进气孔11上还可安装过滤网。两个或多个轮子12对称安装在加热腔体1底部，以方便移动该加热装置。

在加热腔体1顶端设置有出风罩6，出风罩6包括分汽管61、斜面结构62、回水口63、湿汽出口64和暖风出口65，如图5所示，斜面结构62设置在出风罩6内，并将出风罩6分隔为上下两部分。分汽管61设置在斜面结构62的上部底端，湿汽出口64设置在斜面结构62的上部顶端。在分汽管61上均匀设有多个出汽孔611，用来将湿汽喷出，进而通过设置的湿汽出口64喷向出风罩6外部。回水口63设置在斜面结构62的上部底端一侧，将部分液化的水回流至第一壳体2内的水箱5中。暖风出口65设置在斜面结构62下部一端，位于湿汽出口64下方，并与发热管71内部相连通，空气在加热腔体1内升温向上进入出风罩6下部，通过暖风出口65吹出，从而加热周围空间。空气由加热腔体1底部的进气孔11补充进入加热腔体1的发热管71内，形成空气对流，进而形成风压。

第一壳体2外部设置有操控面板21、风扇补风口22、水位观测区23和补水器24。水箱5设置在第一壳体2内部底端，储汽空间52连接在水箱5上部，水位观测区23位于第一壳体2侧部底端，通过水位观测区23可查看水箱5内水量情况，以便及时补水。在水箱5内设有雾化器51，用于将水雾化，并将雾化后的水汽送入储汽空间52聚集。在储汽空间52顶部设置有输汽管55，输汽管55与出风罩6的分汽管61相连。在水箱5顶部通过补水管53与补水器24相连接，为方便向水箱5内加水，补水器24可设置在第一壳体2顶端。水箱5顶部还通过回水管54与出风罩6的回水口63相连接，将液化回流的水收回至水箱5，同时，回水管54在储汽空间52底部也与储汽空间52相通，以便让储汽空间52内凝结的水流回水箱5。

储汽空间52还与风扇4相连接，风扇补风口22位置与风扇4位置相匹配。当雾化器51将水箱5内的水雾化成水汽后，先进入储汽空间52内，风扇4通过风扇补风口22吸入外部空气，并向储汽空间52内吹风，在储汽空间52内形成风压，将水汽通过输汽管55输送至出风罩6内的分汽管61内并吹出，部分未被吹出的水汽重新凝结成水通过回水管54回流至水箱5内。

在第一壳体2内还设有加热装置控制电路与安全保护电路，以实现散热控制及安全保护，其可采用现有的成熟技术，在此不做详述。

操控面板21用于实现对加热装置的操控工作，其可设置在便于操作的位置。在操控面板21上设有按键和显示屏，按键包括开关键、用于切换加热温度和加热时间的切换键、用于升温的加温键、用于降温的降温键、用于确认当前加热温度的确认键、用于开关并调节加湿水汽强弱的调节键、以及解除危险因素(如设备内部发生温度过高或干烧时进行自动切断电源)后用于恢复工作的复位键。此外，按键可以为实键，也可以为触控按键。显示屏可以为非触摸屏或触摸屏，当显示屏为触摸屏时，触控按键位于触摸屏内。

本实施例的加热组件7可以使用36V及以下安全电压，也可在220V电压或电压不稳和低于市电电压的情况下正常使用而不受影响，同时减少耗电量。

本实施例中的加热装置由于其自身通过进气孔11和出风罩6可形成空气对流，带动空间内空气形成对流加热，因此不存在加热装置放置位置的空气对流对空间供热的影响。本加热装置即开即热，不需要预热时间，做到即时取暖的目的，取暖效果明显；长时间使用也能保持空气湿润，不会造成空间内空气干燥；加热组件由耐腐蚀材料制备而成，长时间加热也不会出现氧化或断裂现象，加热效果不存在衰减。

实施例二

本实施例为本实用新型的另一种实施方式，如图6和图7所示，与实施例一的区别在于：

本实施例中，加热腔体1内为密封空间，并充满水介质。加热组件7从加热腔体1内穿过，且发热管71的上下两端露在加热腔体1外部。

发热管71内部还套有内层发热管723，发热管71的外壁及内层发热管723的内壁上分别设置有发热层，发热管71外壁的发热层实现加热腔体1内水的加热，内层发热管723内壁的发热层实现内层发热管723内空气的加热。在发热管71的发热层外部还设置有保护层，在发热管71的内壁和内层发热管723的外壁上设置有隔热涂层。发热管71与内层发热管723还可在二者之间通过中间空隙设置隔热层，隔热层中可填充隔热材料。在发热管71与内层发热管723的上下两端分别用环状结构的橡胶垫724密封隔热层，且内层发热管723的上下两端不做封堵。

连电结构72与实施例一中结构相同，以相同的连接固定方式实现内层发热管723与发热管71的连接，第一紧固件721安装后紧贴发热管71外壁上的导电银浆711，第二紧固件722安装后紧贴内层发热管723内壁上的导电银浆711。第一紧固件721通过实施例一中相同的连电形式，与并联导电结构73相连，实现多根发热管71并联，使其共同使用一组电极。

在加热腔体1底部设置有底罩8，进气孔11设置在底罩8上，与内层发热管723相通，供空气进入内层发热管723中。

本实施例的出风罩6只设有暖风出口65，出风罩6底部与内层发热管723相连通，内层发热管723内加热后的空气通过暖风出口65吹出。

在第一壳体2内部取消了风扇4和水箱5的设置，在第一壳体2外部设有操控面板21和补水器24，补水器24通过补水管53与加热腔体1相连，通过补水器24可直接向加热腔体1内的密封空间补水。操控面板21与实施例一中相同，也包括按键和显示屏，按键包括开关键、切换键、加温键、降温键、确认键和复位键。另外，在加热腔体1上还可设置观察水位的水位观测区23。

本实施例区别于实施例一的工作方式是，本实施例可实现水和空气的双重加热。发热管71通过发热层对加热腔体1内的水介质加热，通过内层发热管723内的发热层对经过的空气加热，空气被加热的同时，内层加热管723内部的空气与外部空气产生足够的温差后，形成空气对流，常温空气通过底罩8上的进气孔11向内补充，热空气通过暖风出口65向外吹出。加热组件7的发热管71与内层发热管723中间的隔热层可以保证加热腔体1内的水与内层发热管723中的空气不进行热量交换，以保证内层发热管723中空气与外部空气的温差，避免影响空气对流，达到水加热和空气加热同时工作且互不影响。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述加热装置包括加热腔体(1)；所述加热腔体(1)内部设有加热组件(7)，所述加热组件(7)包括至少一个发热管(71)和电极结构；所述发热管(71)的内外两侧至少有一侧具有发热层；所述发热管(71)上下两端分别设有与所述发热层相连的导电环；上下两端的所述导电环分别通过所述电极结构与电源相连。

2.根据权利要求1所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述加热腔体(1)底部设有进气孔(11)；所述加热腔体(1)顶部设有出风罩(6)，所述发热管(71)的上下两端分别与所述出风罩(6)和所述进气孔(11)相通，所述出风罩(6)上具有暖风出口(65)，所述发热管(71)内加热后的空气由所述暖风出口(65)输出。

3.根据权利要求2所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述发热管(71)的内外壁上均设有所述发热层；所述发热层为生长或附着在所述发热管(71)上的碳材料层。

4.根据权利要求3所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括第一壳体(2)，所述第一壳体(2)内部底端设有水箱(5)，所述水箱(5)内设有雾化器(51)；所述水箱(5)上部设有储汽空间(52)；所述储汽空间(52)通过输汽管(55)与所述出风罩(6)相连。

5.根据权利要求4所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述出风罩(6)还包括分汽管(61)、斜面结构(62)和湿汽出口(64)；所述斜面结构(62)设置在所述出风罩(6)内，将所述出风罩(6)分隔为上下两部分；所述分汽管(61)设置在所述斜面结构(62)的上部底端，所述分汽管(61)上均匀设有多个出汽孔(611)，所述输汽管(55)与所述分汽管(61)相连；所述湿汽出口(64)设置在所述斜面结构(62)的上部顶端，雾化后的水汽经所述湿汽出口(64)输出；所述暖风出口(65)设置在所述斜面结构(62)下部一端，位于所述湿汽出口(64)下方。

6.根据权利要求5所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述出风罩(6)还包括回水口(63)，所述回水口(63)设置在所述斜面结构(62)的上部底端一侧，通过回水管(54)与所述水箱(5)相连，同时，所述回水管(54)在所述储汽空间(52)底部也与所述储汽空间(52)相通。

7.根据权利要求4所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述第一壳体(2)外部设有风扇补风口(22)和补水器(24)，所述第一壳体(2)内部设有风扇(4)；所述风扇补风口(22)与所述风扇(4)位置相匹配；所述风扇(4)与所述储汽空间(52)相连，向所述储汽空间(52)内吹风；所述水箱(5)顶部通过补水管(53)与所述补水器(24)相连接。

8.根据权利要求1所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述加热腔体(1)内为密封空间，并充满水介质；所述加热组件(7)从所述加热腔体(1)内穿过，且所述发热管(71)的上下两端在所述加热腔体(1)外部；

所述发热管(71)内部套有内层发热管(723)；所述发热管(71)的外壁及所述内层发热管(723)的内壁上分别设置有所述发热层，且所述发热管(71)和所述内层发热管(723)上下两端的所述发热层上设有所述导电环；所述发热管(71)的内壁和所述内层发热管(723)的外壁上设有隔热涂层。

9.根据权利要求8所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括第一壳体(2)，所述第一壳体(2)外部设有补水器(24)，所述补水器(24)通过补水管(53)为所述加热腔体(1)内的密封空间补水。

10.根据权利要求8所述的基于新型碳材料的空气加热装置，其特征在于，所述发热管(71)与所述内层发热管(723)之间通过中间间隙形成隔热层，在所述发热管(71)与所述内层发热管(723)的上下两端分别用环状结构的橡胶垫(724)密封所述隔热层，且所述内层发热管(723)的上下两端不做封堵。

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