CN211883099U - 一种单人加热床垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单人加热床垫，包括上基层、下基层和中间层石墨烯发热装置，所述上基层与下基层之间设有石墨烯发热装置，石墨烯发热装置与上基层之间和/或石墨烯发热装置与下基层之间设有两层以上填充层。本方案有效的提高了床垫的加工效率，便于石墨烯发热装置的快速安装，同时降低了床垫对能源的损耗及其生产加工成本，便于降低对石墨烯发热膜在床垫内发生位移，便于降低其损伤，进一步的提高了床垫的使用寿命。

Description

一种单人加热床垫

技术领域

本实用新型涉及床上用品，特别是一种单人加热床垫。

背景技术

电加热床垫，是一种接触式电暖器具。它将特制的，绝缘性能达到标准的软索式电热元件织入或缝入床垫里，通电时发出热量。主要用于人们睡眠，是通过提高被窝里的温度来达到取暖的目的。还可用于被褥的去潮除湿。传统的电加热床垫中电热元件一般采用电阻丝或碳纤维丝等材料，电源电压为220v，能耗高且存在一定的安全隐患。

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法。石墨烯由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）。当它作为载体时，它的导热系数也可达600W/mK。此外，石墨烯的弹道热导率使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。鉴于石墨烯超强导热的特性，一些用于生产电热毯的生产厂家希望有一种采用石墨烯技术的发热毯来进行导热，从而提高电热毯的导热效果，并使得普通的电热毯具备保健功能。

专利号为CN209712286U公开了一种石墨烯软床垫，包括床垫罩体和设置在床垫罩体内的填充层，所述填充层分为设置上填充层、下填充层；所述上填充层、下填充层之间设置有石墨烯电热膜；所述床垫罩体上设置有电源模块、控制器、开关面板，所述石墨烯电热膜、电源模块、开关面板分别与所述控制器电性连接。本实用新型石墨烯软床垫将石墨烯电热膜安装于软床垫的上、下填充层之间，使得软床垫具有电热功能，并且利用石墨烯电热膜具有体量小、重量轻、可卷曲、加热快和热效率高的特点完美比配软床垫，柔性性能十分出色，不会影响软床垫的舒适性，还可利用石墨烯电热膜辐射的远红外线对人体具有独特的理疗功能。但是该床垫在生产加工过程中，生产程序多，生产效率低，特别是石墨烯发热膜块在安装放置过程中费时费力，同时床垫中的石墨烯发热膜容易出现位移和折叠，影响其使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于提高生产效率，防止石墨烯发热膜发生位移和折叠，便于提高其使用寿命，能源损耗低的单人加热床垫。

本实用新型的技术方案是：一种单人加热床垫，包括上基层、下基层和中间层石墨烯发热装置，所述上基层与下基层之间设有石墨烯发热装置，石墨烯发热装置与上基层之间和/或石墨烯发热装置与下基层之间设有两层以上填充层。即：石墨烯发热装置与上基层之间设有两层以上填充层，或者石墨烯发热装置与下基层之间设有两层以上填充层，或者石墨烯发热装置与上基层之间和石墨烯发热装置与下基层之间同时设有两层以上填充层。

优选地，为提高床垫的使用寿命，床垫边缘通过缝纫进行包边，使各层之间连接更加紧密，同时防止石墨烯发热装置在填充层内部移动，避免拉扯撕坏，同时避免在填充层内折叠在一起。

本方案的优点在于，有效的提高了床垫的加热效率和使用寿命，同时能够避免加热装置在床垫内移动，使用时只需将石墨烯发热装置直接铺设在填充层中，然后通过缝纫进行包边，有效的提高了床垫的加工生产效率，同时提高了床垫的使用寿命，使用过程中降低了对石墨烯发热膜的摩擦损伤，便于能源的节约。

进一步，所述填充层包括设于上基层与石墨烯发热装置之间的上填充层、下基层与石墨烯发热装置之间的下填充层、上填充层与下填充层之间的中间填充层，中间填充层为填充双层，石墨烯发热装置设于填充双层中间；上填充层、下填充层通过缝纫分别与上基层和下基层固定连接。

使用时将石墨烯发热装置置于中间填充双层中间，便于保温效果的提升，同时能够降低对石墨烯发热装置的损伤，填充层可以采用多孔纤维、棉花、羽绒、羊毛、蚕丝等材料中的一种或多种，便于提高保温和散热的效果。

进一步，所述石墨烯发热装置包括上下保护层和中间石墨烯发热膜。

优选地，上下保护层采用纱布，采用纱布将石墨烯发热膜进行胶粘固定，防止石墨烯发热膜发生位移，同时降低石墨烯发热膜的温度扩散的影响，便于提高发热效果和使用寿命。

进一步，所述石墨烯发热装置上设有至少一个发热区，发热区为下身区，以及上身区和中区中的至少一个。根据人体部位对温度的需求，下身区离人体的心脏距离最远，温度容易受环境的影响，因此对温度的需求相对要高，便于提高对人体的保暖效果。

进一步，所述发热区内设置至少一片石墨烯发热膜，发热区内石墨烯发热膜整块设置，或者由至少两片石墨烯发热膜电连接设置。优选地，石墨烯发热膜可以设置成矩形状、三角形或多边形状等，便于石墨烯发热膜的安装设置。

进一步，所述下身区内设有膝膜和脚膜，上身区内设有肩膜，中区设有背膜和腰膜。

优选地，石墨烯发热膜上设有导线，导线上设有智能控制器，同时石墨烯发热膜的中间设有温度感应器，温度感应器感应石墨烯发热膜的。

进一步，所述膝膜和脚膜相对床垫的宽度方向横向设置或者纵向设置。便于提高石墨烯发热膜的加热效果，防止出现加热盲区，便于床垫保温效果的提升。

进一步，所述相邻两石墨烯发热膜之间的间距为5-20cm。

优选地，所述相邻两石墨烯发热膜之间的间距为5-18cm。

更优地，所述相邻两石墨烯发热膜之间的间距为17、16、15或14cm；石墨烯发热膜之间的间距不宜过大，当石墨烯发热膜之间的间距大于20cm时，容易出现温度盲区，温度盲区无法达到所需要的温度，无法保证加热的效果；当石墨烯发热膜之间的间距小于5cm时，会增加石墨烯发热膜的铺设面积，不利于生产成本的降低。

进一步，所述石墨烯发热膜与床垫两侧边缘之间的距离为10-45cm。

优选地，所述石墨烯发热膜与床垫两侧边缘之间的距离为10-30cm。

更优地，所述石墨烯发热膜与床垫两侧边缘之间的距离为20cm。

该距离为石墨烯发热膜与床垫边缘的最近距离，即该床垫边缘为与石墨烯发热膜距离最近的边缘。

进一步，所述石墨烯发热膜与床垫上边缘之间的距离为10-50cm，石墨烯发热膜与床垫下边缘之间的距离为5-35cm。

优选地，所述石墨烯发热膜与床垫上边缘之间的距离为15-40cm，石墨烯发热膜与床垫下边缘之间的距离为10-35cm。

更优地，所述石墨烯发热膜与床垫上边缘之间的距离为40cm，石墨烯发热膜与床垫下边缘之间的距离为30cm。

最佳地，肩膜与床垫上边缘之间的距离为15-25cm，背膜与床垫两侧边缘之间的最近距离为20-40cm，肩膜、腰膜、膝膜和脚膜与床垫两侧之间的距离为15-25cm，脚膜与床垫下边缘之间的距离为10-20cm。

本实用新型具有如下特点：

本方案有效的提高了床垫的加工效率，便于石墨烯发热装置的快速安装，同时降低了床垫对能源的损耗及其生产加工成本，便于降低对石墨烯发热膜在床垫内发生位移，便于降低其损伤，进一步的提高了床垫的使用寿命。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1-为本实用新型结构示意图；

图2-为石墨烯发热装置结构示意图；

图3-为石墨烯发热膜分布图；

图4-为石墨烯发热膜尺寸设置图；

图5-为石墨烯发热膜的另一种分布图；

1-上基层，2-包边，3-下基层，4-下填充层，5-填充双层，6-石墨烯发热装置，7-上填充层，8-智能控制器，9-电源适配器，10-电源线，11-上保护层，12-石墨烯发热膜，13-下保护层，14-集线器，15-导线，16-温度感应器，17-肩膜，18-电极接头，19-背膜，20-腰膜，21-膝膜，22-脚膜，23-下边缘，24-侧边缘，25-上边缘。

具体实施方式

如附图所示：一种单人加热床垫，尺寸为1.5m×0.7m（长宽），还可以采用其他尺寸，包括上基层1、下基层3和中间层石墨烯发热装置6，上基层1与下基层3之间设有石墨烯发热装置6，石墨烯发热装置6与上基层1之间和/或石墨烯发热装置6与下基层3之间设有两层以上填充层；即石墨烯发热装置6与上基层1之间设有两层以上填充层，或者石墨烯发热装置6与下基层3之间设有两层以上填充层，或者石墨烯发热装置6与上基层1之间和石墨烯发热装置6与下基层3之间同时设有两层以上填充层。优选地，为提高床垫的使用寿命，床垫边缘通过缝纫进行包边2，使各层之间连接更加紧密，同时防止石墨烯发热装置6在填充层内部移动，避免拉扯撕坏石墨烯发热装置6，同时避免在填充层内折叠在一起。

在实施例中，填充层包括设于上基层1与石墨烯发热装置6之间的上填充层7、下基层3与石墨烯发热装置6之间的下填充层4、上填充层7与下填充层4之间的中间填充层，中间填充层为填充双层5，石墨烯发热装置设于填充双层5中间；上填充层7、下填充层4通过缝纫分别与上基层1和下基层3固定连接。使用时将石墨烯发热装置6置于中间填充双层5中，便于保温效果的提升，同时能够降低对石墨烯发热装置6的损伤，填充层可以采用多孔纤维、棉花、羽绒、羊毛、蚕丝等材料中的一种或多种，便于提高保温和散热的效果。

在实施例中，石墨烯发热装置6包括上保护层11、下保护层13和中间石墨烯发热膜12。优选地，上下保护层13采用纱布，采用纱布将石墨烯发热膜12进行胶粘固定在其中间，防止石墨烯发热膜12发生位移，避免在使用过程中石墨烯发热膜12发生折叠或使其内部的石墨烯发热膜12往一块对接，影响对床垫的加热效果，采用纱布对石墨烯发热膜12进行固定便于石墨烯发热膜12发热温度的扩散，便于提高发热效果和使用寿命。

石墨烯发热装置6上设有至少一个发热区，发热区为下身区，以及上身区和中区中的至少一个。本实施例中发热区根据人体部位对温度的需求，只设置下身区，下身区离人体的心脏距离最远，温度容易受环境的影响，因此对温度的需求相对要高，便于提高对人体的保暖效果。

发热区内设置至少一片石墨烯发热膜12，发热区内石墨烯发热膜12整块设置，或者由至少两片石墨烯发热膜12电连接设置。优选地，石墨烯发热膜12可以设置成矩形状、三角形或多边形状等，便于石墨烯发热膜12的安装设置。

下身区内设有膝膜21和脚膜22，上身区内设有肩膜17，中区设有背膜19和腰膜20。

另一个实施例中，放置区还包括上身区和中区。下身区内设有膝膜21和脚膜22，上身区内设有肩膜17，中区设有背膜19和腰膜20，其中背膜19设置两片，刚好与人体的背部对应设置，即相对床垫的宽度方向纵向设置，两片设于背部的两侧，间隔10-20cm；优选地，两背膜19之间的间距为12-15cm；更优地，两背膜19之间的间距为10、13、14、16、17或18cm；而其他膜片均为单片设置，并相对床垫的宽度方向横向设置，便于生产成本的节约，同时有利于降低能源的损耗。

另一个实施中，如图5所示，膝膜21和脚膜22相对床垫的宽度方向纵向设置。便于提高石墨烯发热膜12的加热效果，防止出现加热盲区，便于床垫保温效果的提升。

优选地，本实施例中的石墨烯发热膜12的尺寸为40cm×8cm（长宽），同时石墨烯发热膜12上设有导线15，导线15一端与设有石墨烯发热膜12上的电极接头18连接，导线15另一端与集线器14连接，集线器14同时连接智能控制器8，智能控制器8通过电源线10连接电源，为提高使用的安全电源线10上设有电源适配器9，电源适配器9的输出电压为24V、电流为5000mA，同时石墨烯发热膜12的中间设有温度感应器16，温度感应器16感应石墨烯发热膜12的。

另一个实施例中，智能控制器上还设有档位开关、显示屏和电源开关，便于提高能源的节约和使用安全；档位开关包括第一档和第二档，第一档即为适用档，第二档即为高温档；第一档的控制过程为：打开第一档开关后以52℃的温度加热1小时后，智能控制器自动控制发热温度降至32-35℃；第二档的控制过程为：打开第二档开关后以52℃的温度加热1小时后，智能控制器自动控制发热温度降至36-39℃；便于提前对被子进行预热，同时便于提高使用安全，还可以根据使用的需要设置成其他温度范围及其控制方案，使用过程中温度感应器感应石墨烯发热膜的发热后的温度，当感应温度达到设定值的上限45℃时，将温度数值传送至智能控制器，智能控制器自动停止该石墨烯发热膜的工作，当温度感应器感应到的温度低于设定温度的下限28℃时，智能控制自动启动石墨烯发热膜的工作，开始进行加热，有效的提高了能源的节约，同时提高了使用安全。

电源适配器9的输出电压还可以为24V直流电压，电流为2A。智能控制器能够在线控温，可以不再需要温度传感器，方便生产，降低成本；智能控温，按最佳体验输出的温度曲线，保证使用效果；具备记忆功能，可以做到即插即用，无需额外操作；灵活的定时设置选择。

在实施例中，相邻两石墨烯发热膜12之间的间距为5-20cm。优选地，相邻两石墨烯发热膜12之间的间距为5-18cm。更优地，相邻两石墨烯发热膜12之间的间距为17、16、15或14cm；石墨烯发热膜12之间的间距不宜过大，当石墨烯发热膜12之间的间距大于20cm时，容易出现温度盲区，温度盲区无法达到所需要的温度，无法保证加热的效果；当石墨烯发热膜12之间的间距小于5cm时，会增加石墨烯发热膜12的铺设面积，不利于生产成本的降低。

在实施例中，石墨烯发热膜12与床垫两侧边缘24之间的距离为10-45cm。优选地，石墨烯发热膜12与床垫两侧边缘24之间的距离为10-30cm。更优地，石墨烯发热膜12与床垫两侧边缘24之间的距离为20cm。该距离为石墨烯发热膜12与床垫边缘的最近距离，即该床垫边缘为与石墨烯发热膜12距离最近的边缘。

石墨烯发热膜12与床垫上边缘25之间的距离为10-50cm，石墨烯发热膜12与床垫下边缘23之间的距离为5-35cm。优选地，所述石墨烯发热膜12与床垫上边缘25之间的距离为15-40cm，石墨烯发热膜12与床垫下边缘23之间的距离为10-35cm。更优地，所述石墨烯发热膜12与床垫上边缘25之间的距离为40cm，石墨烯发热膜12与床垫下边缘23之间的距离为30cm。

优选地，肩膜17与床垫上边缘25之间的距离为15-25cm，背膜19与床垫两侧边缘24之间的最近距离为20-40cm，肩膜17、腰膜20、膝膜21和脚膜与床垫两侧之间的距离为15-25cm，脚膜22与床垫下边缘23之间的距离为10-20cm。

更优地，肩膜17与床垫上边缘25之间的距离为16-20cm，背膜19与床垫两侧边缘24之间的最近距离为35-38cm，肩膜17、腰膜20、膝膜21和脚膜与床垫两侧之间的距离为18-23cm，脚膜22与床垫下边缘23之间的距离为12-16cm。

最佳地，肩膜17与床垫上边缘25之间的距离为20cm，背膜19与床垫两侧边缘24之间的最近距离为20cm，肩膜17、腰膜20、膝膜21和脚膜与床垫两侧之间的距离为15cm，脚膜22与床垫下边缘23之间的距离为15cm；同时肩膜17与背膜19之间的间距为12cm，背膜19与腰膜20之间的间距为10cm，腰膜20与膝膜21之间的间距为15cm，膝膜21与脚膜22之间的间距为16cm。根据设计的需要，还可以设置成其他尺寸，便于提高石墨烯发热膜12的加热效果和保温效果；根据人体的各个部位针对性设置石墨烯发热膜12，有效的减少了石墨烯发热膜12的使用面积，降低了床垫生产成本，同时有效的节省了能源，使用更加安全便利。

本方案有效的提高了床垫的加热效率和使用寿命，同时能够避免加热装置在床垫内移动，使用时只需将石墨烯发热装置6直接铺设在填充层中，然后通过缝纫进行包边2，有效的提高了床垫的加工生产效率，同时提高了床垫的使用寿命，使用过程中降低了对石墨烯发热膜12的摩擦损伤，便于能源的节约。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方案，但显然本实用新型并不仅限于上述实施方案。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等效变型，这些等效变型均属于本实用新型的保护范围。另外，需要说明的是，在上述的具体实施方案中所描述的各个技术特征可以另行独立进行组合，只要其在本实用新型的技术构思范围内即可。

Claims (10)

1.一种单人加热床垫，包括上基层、下基层和中间层石墨烯发热装置，其特征在于：所述上基层与下基层之间设有石墨烯发热装置，石墨烯发热装置与上基层之间和/或石墨烯发热装置与下基层之间设有两层以上填充层。

2.根据权利要求1所述的单人加热床垫，其特征在于：所述填充层包括设于上基层与石墨烯发热装置之间的上填充层、下基层与石墨烯发热装置之间的下填充层、上填充层与下填充层之间的中间填充层，中间填充层为填充双层，石墨烯发热装置设于填充双层中间；上填充层、下填充层通过缝纫分别与上基层和下基层固定连接。

3.根据权利要求1所述的单人加热床垫，其特征在于：所述石墨烯发热装置包括上下保护层和中间石墨烯发热膜。

4.根据权利要求3所述的单人加热床垫，其特征在于：所述石墨烯发热装置上设有至少一个发热区，发热区为下身区，以及上身区和中区中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的单人加热床垫，其特征在于：所述发热区内设置至少一片石墨烯发热膜，发热区内石墨烯发热膜整块设置，或者由至少两片石墨烯发热膜电连接设置。

6.根据权利要求4所述的单人加热床垫，其特征在于：所述下身区内设有膝膜和脚膜，上身区内设有肩膜，中区设有背膜和腰膜。

7.根据权利要求6所述的单人加热床垫，其特征在于：所述膝膜和脚膜相对床垫的宽度方向横向设置或者纵向设置。

8.根据权利要求4-7任一项所述的单人加热床垫，其特征在于：相邻两所述石墨烯发热膜之间的间距为5-20cm。

9.根据权利要求8所述的单人加热床垫，其特征在于：所述石墨烯发热膜与床垫两侧边缘之间的距离为10-45cm。

10.根据权利要求8所述的单人加热床垫，其特征在于：所述石墨烯发热膜与床垫上边缘之间的距离为10-50cm，石墨烯发热膜与床垫下边缘之间的距离为5-35cm。

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