CN211630411U - 一种石墨烯电热毯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种石墨烯电热毯，包括：电热毯面料；设置于电热毯面料内的石墨烯发热内囊；和设置于电热毯面料外部的电源电路，所述电源电路包括串联在一起的温度控制器和电源转换器；其中，所述石墨烯发热内囊包括多个石墨烯电热膜、温度传感器、限温器、导线和基底布，所述多个石墨烯电热膜、温度传感器、温度保护器和导线固定并封装在基底布内，所述多个石墨烯电热膜、温度传感器、限温器均通过导线与电源连接；所述温度传感器设置于至少一个石墨烯电热膜上，所述温度传感器与石墨烯电热膜并联；所述限温器设置在至少一个石墨烯电热膜上，所述限温器与石墨烯电热膜串联，当电热膜温度超过限温器阈值后，即时断电。

Description

一种石墨烯电热毯

技术领域

本实用新型涉及一种利用石墨烯发热的电热毯。

背景技术

电热毯是取暖季最常见的家居用发热电器，具有使用便捷，取暖效果好的特点，虽经过近一个世纪的发展，但是相关产业依然具有较强的生命力，不断有新产品被推出，满足市场的需求。目前电热毯领域基本还是以采用传统金属电热丝为主，金属电热丝作为电热毯发热体，存在如下问题：1)存在电磁辐射；2)使用后身体干燥；3)以高电压工作为主，存在使用安全风险。

石墨烯是新世纪发展起来的新型纳米材料，具有优良的导电、导热和力学性能，是具有广泛应用潜力的战略新兴材料。远红外应用是最早实现产业化的石墨烯应用之一，石墨烯远红外发热体具有轻薄、面发热、低电压安全供电、无电磁辐射，可远红外理疗等优良特性。因此，石墨烯具有了应用于电热毯的可行性，可以促进现有电热毯产业的升级换代。不过，由于石墨烯电热膜是面发热体，其发热平均功率密度相比电热丝发热体更大，需防止局部过热等使用安全风险。

石墨烯材料，在应用于大面积电热毯发热领域时，面临石墨烯发热材料成本较高的难题，这也是阻碍石墨烯发热体在电热毯领域规模化应用的一大难题；另外，使用中安全控温的问题仍然存在。

背景技术部分的内容仅仅是实用新型人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

实用新型内容

本实用新型目的是针对现有技术存在问题中的一个或多个，提供一种石墨烯电热毯，包括：

电热毯面料；

设置于电热毯面料内的石墨烯发热内囊；和

设置于电热毯面料外部的电源电路，所述电源电路包括串联在一起的温度控制器和电源转换器；

其中，所述石墨烯发热内囊包括多个石墨烯电热膜、温度传感器、限温器、导线和基底布，所述多个石墨烯电热膜、温度传感器、温度保护器和导线固定并封装在基底布内，所述多个石墨烯电热膜、温度传感器、限温器均通过导线与电源连接；

所述温度传感器设置于至少一个石墨烯电热膜上，所述温度传感器与石墨烯电热膜并联；

所述限温器设置在至少一个石墨烯电热膜上，所述限温器与石墨烯电热膜串联，当电热膜温度超过限温器阈值后，即时断电。

根据本实用新型的一个方面，所述电热毯面料内还设有电热毯填充物。

根据本实用新型的一个方面，所述电热毯面料表面上固定设有针式连接器的公头，所述石墨烯发热内囊中的石墨烯电热膜、温度传感器的线路汇集于公头；所述温度控制器上设有针式连接器的母头；所述公头与所述母头相匹配。

根据本实用新型的一个方面，所述电源电路还包括与电源转换器串联的电源插头。

根据本实用新型的一个方面，所述石墨烯电热膜为长条形，每三片长条形石墨烯电热膜串联在一起后接入针式连接器的公头。

根据本实用新型的一个方面，所述石墨烯电热膜斩长度是宽度的5-8倍，两端各设有一个连接端子，用于与导线连接。

根据本实用新型的一个方面，串联在一起的三片石墨烯电热膜中至少两片石墨烯电热膜的表面上贴附有限温器，限温器上的接线端子一端与所贴附的石墨烯电热膜连接，另一端与其贴附的石墨烯电热膜所串联的上级石墨烯电热膜或针式连接器的公头连接。

根据本实用新型的一个方面，所述温度控制器设置有定时功能键和温度控制功能键，所述定时功能键用于切换电热毯的工作时间，所述温度控制键用于切换控制器加热档位。

根据本实用新型的一个方面，在单人用电热毯位于身体上部的部位设有串联在一起的三片长条形石墨烯电热膜，三片长条形石墨烯电热膜构成“Π”字型排列；和/或，

在单人用电热毯位于身体下部的部位设有串联在一起的三片长条形石墨烯电热膜，三片长条形石墨烯电热膜构成“Π”字型排列；和/或，

每组“Π”字型排列石墨烯电热膜和每组“三”字型排列石墨烯电热膜串联后并联至针式连接器的公头。

在双人用电热毯位于身体上部的部位设有六片长条形石墨烯电热膜，每三片串联在一起构成“Π”字型排列；和/或，

在双人用电热毯位于身体下部的部位设有六片长条形石墨烯电热膜，每三片串联在一起构成“三”字型排列；和/或，

每组“Π”字型排列石墨烯电热膜和每组“三”字型排列石墨烯电热膜串联后并联至针式连接器的公头。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提供的石墨烯电热毯，其在发热体结构上，通过采用复合人体工学的电热膜排列方法，实现了石墨烯高性能电热膜在电热毯上的低成本应用，石墨烯电热膜实际占电热毯毯体面积的15-30％，显著降低了在电热毯上的使用成本；

2、本实用新型提供的石墨烯电热毯在控温模式上，采用温度传感器和限温器实现了双重保护的安全控温方法，达到了高级别(医疗器械级别)安全温控标准，确保了电热毯使用安全；

3、采用本实用新型石墨烯电热毯，能够实现高性能石墨烯电热膜在电热毯领域的低成本应用，并能够解决多片、分立的石墨烯电热膜在电热毯中安全控温的难题。

4、本实用新型提供的石墨烯电热毯采用石墨烯电热膜，增强了电热毯的远红外理疗作用。

附图说明

图1为本实用新型石墨烯电热毯的剖视图；

图2为本实用新型一个实施方式的石墨烯电热毯(单人)内部电热膜排列形式及温度控制系统接线示意图；

图3为本实用新型另一个实施方式的石墨烯电热毯(双人)内部电热膜(12片)排列形式示意图；

图4为插针式连接器的接口示意图；

图5为石墨烯电热毯(单人)温度控制器功能定义图；

图6为石墨烯电热毯(双人)温度控制器功能定义图；

其中，1--石墨烯电热毯发热内囊面料(一侧)；2--石墨烯电热膜(21、22、23、24、25、26)；3--限温器；4--温度传感器；5—导线；6--石墨烯电热膜接的线端子；7--针式连接器(公头+母头)；8--温度控制器；9--电源转换器；10--电源插头；701--插针式接口公头(垂直插针方向俯视图)外壳；702--插针式接口母头(插针方向俯视图)外壳； 703--插针(插针式接口公头)；704--针式插口(插针式接口母头)；801--温度控制器外壳；802--定时切换按键；803--加热档位切换按键；8031--加热档位左侧切换按键；8032-- 加热档位右侧切换按键；804--定时指示灯1；805--定时指示灯2；806--定时指示灯3； 807--高档加热指示灯；808--中档加热指示灯；809--低档加热指示灯；810--温度控制器电源开/关按键；811--无线网络(Wifi)指示灯。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、 "内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。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"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

实施例1：

本实用新型的第一个实施例提供了一种单人用石墨烯电热毯，单人电热毯发热功率为 60-80W，优选60W。如图1、2所示，单人用石墨烯电热毯包括：

电热毯面料100；

设置于电热毯面料内的石墨烯发热内囊200和电热毯填充物300；和

设置于电热毯面料外部的电源电路，所述电源电路包括串联在一起的温度控制器8、电源转换器9和电源插头。

如图2所示，电热毯内囊包括：石墨烯电热膜2(6片)，温度传感器4(2个)，限温器3(4个)(也称：温度保护器)，若干导线5和基底布1(双侧)。所述6片石墨烯电热膜2(包括21、22、23、24、26)，2个温度传感器4，4个限温器3和导线5固定并封装在基底布1内，石墨烯电热膜2压合因定在基底布1上。电源转换器9，将110-220V家用高压交流电，转换为24V低压直流电，并通过电热毯温度控制器8向石墨烯电热膜2供电发热。

如图2和4所示，针式连接器7的公头701(即含插针一侧)被固定在电热毯面料表面；针式连接器7的母头702设置于温度控制器8上或者与温度控制器8直接通过导线连接。针式控制器的公头701与母头702连接后，可实现电热毯内部电路与外部电路400连接。

如图2所示，每片石墨烯电热膜为均为长条形，长度是宽度的5-8倍。单片石墨烯电热膜发热功率为10瓦。每片石墨烯电热膜2的两端设有连接端子，用于连接导线。电热毯位于身体上部的部位设有串联在一起的三片长条形石墨烯电热膜，三片长条形石墨烯电热膜构成“Π”字型排列；位于身体下部的部位设有串联在一起的三片长条形石墨烯电热膜，三片长条形石墨烯电热膜构成“Π”字型排列。限温器3设有两个连接端子。如图1 所示，在上部的“Π”字型的电热膜组上，第一石墨烯电热膜21上贴附有一个限温器3，该限温器3的一个连接端子可通过针式连接器7与温度控制器8连接，另一端与第一石墨烯电热膜21的一个端子连接，第一石墨烯电热膜21的另一个端子与第二石墨烯电热膜 22上贴附的限温器的一个连接端子连接，该限温器的另一个端子与第二石墨烯电热膜22 的一个端子连接，第二石墨烯电热膜22的另一个端子与第三石墨烯电热膜23的一个端子连接，第三石墨烯电热膜23的另一个端子与针式连接器7连接。第三石墨烯电热膜23上设有薄膜式温度传感器4，该温度传感器4通过针式连接器7与温度控制器8连接，与“Π”字型的电热膜组并联设置。在下部的“Π”字型的电热膜组上，第三石墨烯电热膜24上贴附有一个限温器3，该限温器3的一个连接端子可通过针式连接器7与温度控制器8连接，另一端与第四石墨烯电热膜24的一个端子连接，第四石墨烯电热膜24的另一个端子与第五石墨烯电热膜25的一个端子连接，第五石墨烯电热膜25的另一个端子与第六石墨烯电热膜26上贴附的限温器3的一个端子连接，该限温器3的另一端子与第六石墨烯电热膜26的一个端子连接，第六石墨烯电热膜26的另一个端子与针式连接器7连接。第五石墨烯电热膜25上设有温度传感器4，温度传感器4通过针式连接器7与温度控制器8 连接，与“Π”字型的电热膜组并联设置。6片石墨烯电热膜呈现人体工学形式分布于电热毯电热毯内囊，分别对应人体颈椎、背部、臀部和腿部；

石墨烯电热膜2连接电热毯温度控制器8，且在石墨烯电热膜表面采用温度传感器4 和限温器3两种模式进行温度控制或限温，确保使用安全。温度传感器4检测到石墨烯电热膜2的温度后上传给温度控制器8，温度控制器8可将温度显示出来。电热毯温度控制器8通过温度传感器4实时监测并控制石墨烯电热膜2的温度，石墨烯电热膜2最高温度为52±3℃，毯体表面最高温度为44±3℃。同时，限温器3串联在石墨烯电热膜2连接电路内，当电热膜温度超过限温器阈值后，即可实时断电，确保使用安全，限温器动作温度为85℃。

如图5所示，温度控制器8用于控制电热毯的发热功率及温度。温度控制器8包括温度控制器外壳801，定时切换按键802，加热档位切换按键803，定时指示灯804、805和 806，高档加热指示灯807，中档加热指示灯808，低档加热指示灯809，温度控制器电源开/关按键810，无线网络(Wifi)指示灯811。温度控制器8设置了定时功能，通过定时切可以切换电热毯的工作时间，设置时间为1小时整数倍。温度控制器设置了高温、中温、低温三档控制功能，通过切换控制器加热档位按钮，可以进行温度控制。电热毯高温档，发热温度为52±3℃；电热毯中温档，发热温度为35±3℃；电热毯低温档，发热温度为28±3℃。当电热毯工作一段时间后，达到热平衡时，石墨烯电热毯表面温度比电热膜表面温度低约8℃(毯体填充物不同，会有差别)，因此电热毯在最高档时，电热毯表面温度约为44±3℃。温度控制器上设置了无线传输元件，可以实现与家庭网络无线路由器的连接，并增加了app程序，可以实现手机终端与温控器的连接以及远程控制。

实施例2：

实用新型的第二个实施例提供了一种双人用石墨烯电热毯，双人电热毯发热功率为 120-160W，优选120W。其整体结构与实施例1相同。如图1所示，包括：

电热毯面料100；

设置于电热毯面料内的石墨烯发热内囊200和电热毯填充物300；和

设置于电热毯面料外部的电源电路，所述电源电路包括串联在一起的温度控制器8、电源转换器9和电源插头。

双人用石墨烯电热毯的石墨烯发热内囊200与实施例1的基本设置相同，限温器3与石墨烯电热膜2串联在一起，温度传感器4与石墨烯电热膜2并联。不同之处在于，石墨烯发热内囊中设有12片石墨烯发热膜。每3片石墨烯发热膜2串联在一起。具体排布参见图3所示，在双人用电热毯位于身体上部的部位设有六片长条形石墨烯电热膜，每三片串联在一起构成“Π”字型排列；在双人用电热毯位于身体下部的部位设有六片长条形石墨烯电热膜，每三片串联在一起构成“三”字型排列。

如图6所示，双人用石墨烯电热毯的的温度控制器8相比单人电热毯，还在控制器上增加了左侧和右侧切换的功能，具体还设有加热档位左侧切换按键8031和加热档位右侧切换按键8032。即在电热毯发热内囊里，设置了左右两侧发热区域，每一区域的电热膜分布形式，与单人电热毯相同。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯电热毯，其特征在于，包括：

电热毯面料；

设置于电热毯面料内的石墨烯发热内囊；和

设置于电热毯面料外部的电源电路，所述电源电路包括串联在一起的温度控制器和电源转换器；

其中，所述石墨烯发热内囊包括多个石墨烯电热膜、温度传感器、限温器、导线和基底布，所述多个石墨烯电热膜、温度传感器、温度保护器和导线固定并封装在基底布内，所述多个石墨烯电热膜、温度传感器、限温器均通过导线与电源连接；

所述温度传感器设置于至少一个石墨烯电热膜上，所述温度传感器与石墨烯电热膜并联；

所述限温器设置在至少一个石墨烯电热膜上，所述限温器与石墨烯电热膜串联，当电热膜温度超过限温器阈值后，即时断电。

2.根据权利要求1所述的石墨烯电热毯，其特征在于，所述电热毯面料内还设有电热毯填充物。

3.根据权利要求1所述的石墨烯电热毯，其特征在于，所述电热毯面料表面上固定设有针式连接器的公头，所述石墨烯发热内囊中的石墨烯电热膜、温度传感器的线路汇集于公头；所述温度控制器上设有针式连接器的母头；所述公头与所述母头相匹配。

4.根据权利要求1所述的石墨烯电热毯，其特征在于，所述电源电路还包括与电源转换器串联的电源插头。

5.根据权利要求1所述的石墨烯电热毯，其特征在于，所述石墨烯电热膜为长条形，每三片长条形石墨烯电热膜串联在一起后接入针式连接器的公头。

6.根据权利要求5所述的石墨烯电热毯，其特征在于，所述石墨烯电热膜斩长度是宽度的5-8倍，两端各设有一个连接端子，用于与导线连接。

7.根据权利要求5所述的石墨烯电热毯，其特征在于，串联在一起的三片石墨烯电热膜中至少两片石墨烯电热膜的表面上贴附有限温器，限温器上的接线端子一端与所贴附的石墨烯电热膜连接，另一端与其贴附的石墨烯电热膜所串联的上级石墨烯电热膜或针式连接器的公头连接。

8.根据权利要求1所述的石墨烯电热毯，其特征在于，所述温度控制器设置有定时功能键和温度控制功能键，所述定时功能键用于切换电热毯的工作时间，所述温度控制键用于切换控制器加热档位。

9.根据权利要求5所述的石墨烯电热毯，其特征在于，在单人用电热毯位于身体上部的部位设有串联在一起的三片长条形石墨烯电热膜，三片长条形石墨烯电热膜构成“Π”字型排列；和/或，

在单人用电热毯位于身体下部的部位设有串联在一起的三片长条形石墨烯电热膜，三片长条形石墨烯电热膜构成“Π”字型排列；和/或，

每组“Π”字型的石墨烯电热膜串联后并联至针式连接器的公头。

10.根据权利要求5所述的石墨烯电热毯，其特征在于，在双人用电热毯位于身体上部的部位设有六片长条形石墨烯电热膜，每三片串联在一起构成“Π”字型排列；和/或，

在双人用电热毯位于身体下部的部位设有六片长条形石墨烯电热膜，每三片串联在一起构成“三”字型排列；和/或，

每组“Π”字型排列石墨烯电热膜和每组“三”字型排列石墨烯电热膜串联后并联至针式连接器的公头。

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