CN212413447U - 一种非金属材料平面发热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非金属材料平面发热装置，包括发热体组件及风道结构组件；发热体组件固定在风道结构组件上；发热体组件由非金属导电加热材料、高温粘合剂以及耐高温绝缘材料按阻值混合调配组成；非金属导电加热材料包含石墨烯、PI碳纤维，发热温度大于200℃；风道结构组件有两个相互绝缘的导电银电极；发热体组件与风道结构组件的导电银电极相连接；发热体组件依次设置有绝缘保护层、加热层和绝缘固定层；加热层厚度为0.001～1mm；加热层的加热温度可调范围为室温～600℃；发热体组件将电能转换成热能。且空气与非金属导电加热材料加热面能够进行充分接触，风速更快，热量增加更多；热转化效率高、热损失小、节约能源。

Description

一种非金属材料平面发热装置

技术领域

本实用新型涉及发热装置，具体涉及一种非金属材料平面发热装置。

背景技术

在日常生活中，电吹风、暖风扇以及电暖炉等设备，均离不开发热体。目前市场中常见的吹风机，其发热体主要由铁铬丝或者镍铬丝绕制而成，此类发热体的发热效率较低，易氧化易变形，寿命较短；铁铬丝或者镍铬丝的最高耐温可达1100℃，在安全保护失效的时候易产生明火，安全性能较低。

经过检索，一般面加热材料及结构，如专利号CN200520015978.1，直筒圆环型，及直筒出风筋型，出风平行加热面吹过，无法将加热面产生热量有效带走，导致出风温度偏低达不到热风吹发需求。

因此需要设计一种新的非金属材料平面发热装置，不同于发热丝的发热方式，其能够利用非金属导电加热材料进行发热，通过导电的方式将电能直接转换成热能；空气与非金属导电加热材料加热面能够进行充分接触，风速更快，热量增加更多；热转化效率高、热损失小、节约能源。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种非金属材料平面发热装置，其能够利用非金属导电加热材料进行发热，通过导电的方式将电能直接转换成热能；空气与非金属导电加热材料加热面能够进行充分接触，风速更快，热量增加更多；热转化效率高、热损失小、节约能源。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种非金属材料平面发热装置，包括发热体组件及风道结构组件；所述发热体组件固定在风道结构组件上；所述发热体组件由非金属导电加热材料、高温粘合剂以及耐高温绝缘材料按阻值混合调配组成；所述非金属导电加热材料包含石墨烯、PI碳纤维，所述非金属导电加热材料的发热温度大于200℃；所述风道结构组件有两个相互绝缘的导电银电极；所述发热体组件与风道结构组件的导电银电极相连接；所述发热体组件依次设置有绝缘保护层、加热层和绝缘固定层；加热层厚度设置为 0.001～1mm；加热层的加热温度可调范围为：室温～600℃；发热体组件通电后，将电能直接转换成热能，转换效率大于60％。

作为优选的，所述发热体组件能够发出对人体有益的远红外线，所述远红外线的波长为4～15um。

作为优选的，所述发热体组件与风道结构组件的固定方式包括涂覆、喷涂、印刷和夹层；所述发热体组件上至少有一面设置有非金属导电加热材料涂层；电热丝方式风阻减去所述风道结构组件风阻的差值最小为20％，空气与风道组件和加热体组件充分接触。

作为优选的，所述风道结构组件由金属或陶瓷材料组成；所述风道结构组件内设置有压缩风道结构，所述压缩风道结构的形状包括弧形式，凸起式，L 形式，S形式，莲花漏斗式，旋转正弦波形式，菱形式，楔子形式，V形压缩式，多层式，多层漏斗式，多层花式，多层交错蜂窝式，多层波浪式，旋叶式，多层碗式。

作为优选的，所述压缩风道结构的外壁上凸出设置有用于导风和提高加热效率的凸起部，所述凸起部由多个凸起沿压缩风道结构的外壁圆周阵列而成；每个所述凸起的外表面均涂覆有所述非金属导电加热涂层。

作为优选的，所述凸起部包括长条型凸起、圆弧形凸起、S型凸起、L型凸起和直插斜面型凸起；所述凸起部与所述风道结构组件相互配合，形成导风道。

作为优选的，所述的非金属材料平面发热装置，包括发热体固定组件，所述发热体固定组件设置在所述发热体组件及风道结构组件之间；所述发热体固定组件包括固定件和固定支架。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中的发热体组件利用非金属导电加热涂层对冷风进行发热，发热体组中的非金属导电加热涂层能够采取喷涂、印刷和涂覆等方式进行制作，还可以通过夹层方式固定，通过导电的方式将电能直接转换成热能，热转化效率得到了明显的提升，并且能够简化制作工艺流程。

2、本实用新型是通过风道结构组件，改变气流走向，确保气流在风道内旋转压缩，同时紧贴非金属导电加热材料表面，形成混合加热，有效带走非金属导电加热材料产生的热量，明显提升出风温度，达到快速风干效果。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为非金属导电加热材料的结构示意图；

图2～图20为发热体组件的结构示意图；

图21为发热固定组件的装配示意图；

图22为发热固定组件的结构示意图；

图23为直径1mm的非金属导电加热材料展平示意图；

图24为平面发热装置的进风混合加热过程示意图。

其中，101-绝缘保护层，102-加热层，103-绝缘固定层，104-风道结构组件固定层，105-非金属导电加热材料；

106-L型凸起，107-S型凸起，108-直插斜面型凸起，109-花式漏斗形，110- 旋转正弦波形，111-菱形式，112-楔子形式，113-V形压缩式，114-多层式，115- 多层漏斗式，116-多层花式，117-多层交错蜂窝式，118-多层波浪式，119-旋叶式，120-多层碗式；121-旋叶实心式，122-旋面花瓣式。

1-发热体固定组件，2-发热体组，3-凸起部，21-发热体组件，23-风道结构组件23，30-第二弯折部，31-固定支架，32-第一弯折部，33-温控开关，34-固定件，35-保险丝，36-空腔，37-第二支承板，38-第一支承板。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。

实施例

参照图1～图24所示，本实用新型公开了一种非金属材料平面发热装置，包括：

发热体组件21及风道结构组件23。上述发热体组件21固定在风道结构组件23上。

上述发热体组件由非金属导电加热材料、高温粘合剂以及耐高温绝缘材料组成，混合调配成所需阻值。

上述非金属导电加热材料包含石墨烯、PI碳纤维等碳素材料，其发热温度可以超过200℃。

上述风道结构组件有两个相互绝缘的导电银电极，发热体组件与风道结构组件的导电银电极相连接。

参照图1；

上述述发热体组件依次设置有绝缘保护层101、加热层102和绝缘固定层103。加热层102厚度设置为0.001～1mm，加热层102的加热温度可调范围为：室温～600℃。根据不同的加热阻值调整相应的加热层厚度。上述加热层 102由非金属导电加热材料制成，加热层102附着在绝缘固定层103上。发热体组件通电后，能够利用非金属导电加热材料105将电能直接转换成热能，转换效率可以达到60％以上。

作为优选的，发热体组件21同时辐射出4～15微米对人体有益的远红外线，有提高免疫功能，护发美容，改善血液循环等保健理疗之功效。

参照图23；

作为优选的，上述非金属导电加热材料105较传统PTC加热丝及MCH陶瓷加热体加热效率更高。

假设直径1mm，线长为L的加热丝。其只有表面为有效发热面，则有效发热面积为3.14L。

若将直径1mm的非金属导电加热材料105展平成若干层厚度为10um的加热层102，粗略计算50层，则发热面积＝3.14L+3.14*(1-0.01)+3.14*(1-0.02) +3.14*(1-0.03)+......，如上估算可知，1mm非金属导电加热材料105加热层 102(且为双面加热)，有效加热面积远大于直径1mm加热丝，其发热效率更高。

发热体组件21的至少有一面设置有非金属导电加热材料涂层。上述发热体组件21与风道结构组件23可以通过涂覆、喷涂、印刷等工艺粘合固定，还可以通过夹层方式固定。风道结构组件相比电热丝方式风阻小20％以上，且空气与风道进行充分接触，温升快，热损小，热转化效率高、节约能源，可用于电吹风，电暖风，干手机，空调，取暖器，热水器等产品，也可用于其他低压加热场合。

上述风道结构组件由金属或陶瓷材料组成，风道结构组件内设置有压缩风道结构。

参照图2～图20：

上述压缩风道结构的形状包括但不限于弧形式，凸起式，L形式，S形式，莲花漏斗式109，旋转正弦波形式110，菱形式111，楔子形式112，V形压缩式113，多层式114，多层漏斗式115，多层花式116，多层交错蜂窝式117，多层波浪式118，旋叶式119，多层碗式120，旋叶实心式121，旋面花瓣式122。

优选的，其他类似形状也在此专利保护范围内。

上述压缩风道结构，可以改变出风走向，产生吹风在风道旋转压缩，紧靠非金属导电加热材料，形成混合加热，有效带走非金属导电加热材料加热产生热量，明显提升出风温度，达到热风干发效果，使得风速更快，发热体的实用性更强。

上述多层式114，层数可设置有两层或两层以上。

压缩风道结构的外壁上凸出设置有用于导风和提高加热效率的凸起部3，所述凸起部3由多个凸起沿压缩风道结构的外壁圆周阵列而成；每个所述凸起的外表面均涂覆有非金属导电加热涂层。

上述凸起部3包括但不限于长条型凸起、圆弧形凸起、S型凸起107、L型凸起106和直插斜面型凸起108。上述凸起部3与风道结构组件23相互配合，形成导风道。

优选的，上述凸起部3能够加大出风与非金属导电加热材料105的接触面积，提高加热效率，降低声噪。

参照图21～图22；

上述发热体固定组件1设置在发热体组件21与风道结构组件23之间，其能够将发热体组件21与风道结构组件23进行固定。

上述发热体固定组件1包括固定件34和固定支架31。上述固定件34套设在风道结构组件23上，固定件34上开设有与风道结构组件23相配合的空腔 36。上述固定支架31的首尾两端分别设置有第一弯折部32和第二弯折部30，第一弯折部32铆接在固定件34上，第二弯折部30卡设在发热体组件21的侧壁端部，发热体固定组件1与发热体组2之间的连接稳定，可靠性较强。

在上述固定件34的端部沿轴向方向延伸设置有第一支承板38和第二支承板37。第一支承板38上铆接有用于控制发热体温度的温控开关33。第二支承板37上铆接有起电流过大保护作用的保险丝35。对发热体组件21起到较好的安全保护，使得发热体组件21的温度不宜过高，安全性能较高。

参照图24，为平面发热装置的进风混合加热过程。

作为优选的，当正负极通电后，非金属导电加热材料105能够通电发热，产生热量。当冷风吹过非金属导电加热材料105时，冷风能够与加热面进行充分接触并变成热风吹出，凸起部3的外表面涂覆非金属导电加热涂层使得涂层面积加大，产生热量更多，且能够起到导风作用，使得风速更快。保险丝35 起电流过大保护，温控开关33控制对发热体起到较好的安全保护，使得非金属平面发热体的温度不宜过高，安全性能较好。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种非金属材料平面发热装置，其特征在于，包括：

发热体组件及风道结构组件；所述发热体组件固定在风道结构组件上；

所述发热体组件由非金属导电加热材料、高温粘合剂以及耐高温绝缘材料按阻值混合调配组成；所述非金属导电加热材料包含石墨烯、PI碳纤维，所述非金属导电加热材料的发热温度大于200℃；

所述风道结构组件上设置有两个相互绝缘的导电银电极；所述发热体组件与风道结构组件的导电银电极相连接；

所述发热体组件依次设置有绝缘保护层、加热层和绝缘固定层；加热层厚度设置为0.001～1mm；加热层的加热温度可调范围为：室温～600℃；发热体组件通电后，将电能直接转换成热能，转换效率大于60％。

2.如权利要求1所述的非金属材料平面发热装置，其特征在于，所述发热体组件能够发出对人体有益的远红外线，所述远红外线的波长为4～15um。

3.如权利要求2所述的非金属材料平面发热装置，其特征在于，所述发热体组件与风道结构组件的固定方式包括涂覆、喷涂、印刷和夹层；所述发热体组件上至少有一面设置有非金属导电加热材料涂层；电热丝方式风阻减去所述风道结构组件风阻的差值最小为20％，空气与风道组件和加热体组件充分接触。

4.如权利要求3所述的非金属材料平面发热装置，其特征在于，所述风道结构组件由金属或陶瓷材料组成；所述风道结构组件内设置有压缩风道结构，所述压缩风道结构的形状包括弧形式，凸起式，L形式，S形式，莲花漏斗式，旋转正弦波形式，菱形式，楔子形式，V形压缩式，多层式，多层漏斗式，多层花式，多层交错蜂窝式，多层波浪式，旋叶式，多层碗式，旋叶实心式和旋面花瓣式。

5.如权利要求4所述的非金属材料平面发热装置，其特征在于，所述压缩风道结构的外壁上凸出设置有用于导风和提高加热效率的凸起部，所述凸起部由多个凸起沿压缩风道结构的外壁圆周阵列而成；每个所述凸起的外表面均涂覆有所述非金属导电加热涂层。

6.如权利要求5所述的非金属材料平面发热装置，其特征在于，所述凸起部包括长条型凸起、圆弧形凸起、S型凸起、L型凸起和直插斜面型凸起；所述凸起部与所述风道结构组件相互配合，形成导风道。

7.如权利要求6所述的非金属材料平面发热装置，其特征在于，包括发热体固定组件，所述发热体固定组件设置在所述发热体组件及风道结构组件之间；所述发热体固定组件包括固定件和固定支架。

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