CN213368165U - 一种加热器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加热器件，包括加热器件本体，该加热器件本体包括芯、石墨烯加热层、银浆电极层和耐高温封装层，其中石墨烯加热层设置在芯外表面上、银浆电极层设置在位于芯两端的石墨烯加热层上，耐高温封装层设置在石墨烯加热层上，但是设置有银浆电极层的部分除外。该加热器件利用具有高电热转化效率的石墨烯作为加热材料，能在几秒短时间内升温到约350℃，工作稳定，同时热量以远红外光线辐射，可制作出极小化的新型加热部件。

Description

一种加热器件

技术领域

本实用新型涉及电子电器产品领域，具体涉及地说，涉及一种加热器件。

背景技术

目前用于高温加热的产品大多采用电热丝加热部件(例如，由金属制成的加热丝)，这种产品能耗高，高温条件下温度系数变化较大，温度不好控制，均热效果较差，升温速度很慢。另外，作为加热器件，这种产品的体积和形态不适合现有很多新型产品的设计理念。

石墨烯具有高的电导率和高的热导率，在电场的作用下，石墨烯分子可产生热能，实现电热转化，瞬间升温，热能辐射过程中由于其特殊的声子振动模式可以发射波长在4～24微米的远红外光线，并均匀地辐射出来，有效电热能总转换率达99％以上。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种加热器件，该加热器件升温速度快、加热温度高、体积小。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种加热器件，其包括加热器件本体，该加热器件本体包括芯、石墨烯加热层、银浆电极层和耐高温封装层，其中石墨烯加热层设置在芯外表面上，银浆电极层设置在位于芯两端的石墨烯加热层上，耐高温封装层设置在石墨烯加热层上，但是设置有银浆电极层的部分除外。

优选地，上述加热器件还包括电极夹具，该电极夹具用于夹在银浆电极层上，并连接导线，例如铜导线。

优选地，上述电极夹具具有开口环，该开口环的内径基本上等于加热器件本体的外径，开口环的开口端通过螺钉和螺帽连接在一起，使得电极夹具可调节地夹紧在银浆电极层上。

优选地，上述电极夹具的开口环宽度基本上等于银浆电极层的宽度。

优选地，上述石墨烯加热层的厚度为10-30μm。

优选地，上述银浆电极层的厚度为10-40μm。

优选地，上述银浆电极层的宽度为1.5～2.5mm。

优选地，上述耐高温封装层的厚度约为涂层厚度为10-30μm。

本实用新型的加热器件利用具有高电热转化效率的石墨烯作为加热材料，能在几秒短时间内升温到约350℃，工作稳定，同时热量以远红外光线辐射，能够快速加热周边物体，可制作出极小化的新型加热部件。

与现有的加热产品相比，本本实用新型的加热器件具有以下有益效果：

本实用新型的加热器件利用石墨烯作为加热材料，加热速度快，极大的缩短了加热时间，能耗低；采用涂层加热的方式，最大程度地缩减了加热部件体积，且加热均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示的是本实用新型的加热器件的正视图。

图2显示的是加热器本体沿轴A-A’的截面图。

图3显示的是电极夹具的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的描述中，芯的形状可以为管状，也可以是棒状，该芯的材质包括但不局限于石英、陶瓷、玻璃和金属。例如，芯的长度为10～20mm，直径为2～4mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，芯的材质为石英。石英作为一种无机非金属材料，可承受非常高的温度条件，硬度高，透明，表面光泽度好，传热能力属于大多数非金属材料中较高的，并且绝缘。将石英制作成管状或棒状形态可以用于多种结构器件，由于其高度的绝缘性，在用于高温导电环境中时可以实现在耐受高温的同时能够起到良好的支撑和绝缘作用。

本实用新型的描述中，石墨烯加热层可采用喷涂工艺涂覆在芯的外表面上。石墨烯加热层的厚度为10-30μm。该石墨烯加热层可耐高温达500℃，其为加热的核心部件，正常工作温度为300～400℃，工作电压为8～12V。该石墨烯加热层所用的石墨烯为大尺寸、低缺陷的片层石墨烯。该片层石墨烯的直径为 100-300μm。

本实用新型的描述中，银浆电极层可利用刮涂工具刮涂在石墨烯加热层上，该银浆电极层可耐高温达600℃。

本实用新型的描述中，耐高温封装层可采用喷涂工艺涂覆在石墨烯加热层上，该耐高温封装层可耐高温达400℃。

本实用新型的描述中，石墨烯加热层、银浆电极层和耐高温封装层的处理条件可均为80℃表干20-30min，然后230℃烘干30min-1h。

本实用新型的加热器件的制备步骤包括以下步骤：

采用喷涂工艺，将石墨烯浆料喷涂于芯外表面上，并在一定条件下烘干固化，得到石墨烯加热层，然后用涂刮工具将银浆涂敷在芯两端的石墨烯加热层上，一定条件下固化烘干，最后采用喷涂工艺，将耐高温封装涂料喷涂于石墨烯加热层(除涂刮有银浆的部分除外)上，并在一定条件下烘干固化。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白理解，下面结合附图，进一步阐述本实用新型。

参见图1，在该图所示的实施例中，加热器1包括加热器件本体10和夹在加热器本体1两端的电极夹具11。电极夹具11连接导线13。加热器本体10具有纵向的中心轴A-A’。

从图2所示的截面图可以看出，加热器本体10包括管状的芯101，石墨烯加热层102、银浆电极层103和耐高温封装层104。石墨烯加热层102设置在管状的芯101的外表面上，包覆整个管状的芯101的外表面，银浆电极层103设置在位于管状的芯101两端的石墨烯加热层102上，耐高温封装层104设置在石墨烯加热层102上，但是设置有银浆电极层103的部分除外。

如图3所示，用于夹在银浆电极层上的电极夹具11具有开口环111，开口环111的内径基本上等于加热器本体10的外径，开口环111的开口端112通过螺钉113和螺帽114连接在一起，使得电极夹具111可调节地夹紧在加热器件本体10上。用于连通外部电源的导线13的一端可连接在开口端112，并用螺钉 113和螺帽114固定，使得加热器本体10的通电(参见图1)。

电极夹具11的宽度基本上等于银浆电极层103的宽度，这样便于更好地实现电极夹具11的导电功能。

上述加热器件1的具体制备方法包括以下步骤：

1.配置石墨烯浆料，采用喷涂工艺，将该石墨烯浆料喷涂在管状的芯的外表面上，控制喷涂厚度(例如，使得干燥后石墨烯加热层的厚度为10～30μm)，置于烘箱80℃条件下烘烤20min，然后在230℃条件下烘烤40min，得到表面设置有石墨烯加热层的芯。

2.将银浆刮涂于靠近管状的芯的两端的石墨烯加热层上，控制银浆圈的宽度(例如，2mm)，在80℃条件下烘烤30min，然后在230℃条件下烘烤1h。

3.采用喷涂工艺，将配置好的耐高温封装涂料喷涂于石墨烯加热层上(设置有银浆电极层的部分除外)，并在80℃条件下烘烤20min，而后230℃条件下烘烤40min，即可制成加热器件本体。

4.将内经基本上等于加热器件本体外径的电极夹具夹在加热器件本体两端的银浆电极层上，固定好并连接导线，接通电源，即可发热。例如，加热器件的两端负载10V工作电压，功率可达20W，发热温度达到350℃。

最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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 (8)

1.一种加热器件，包括加热器件本体，其特征在于，所述加热器件本体包括芯、石墨烯加热层、银浆电极层和耐高温封装层，其中

所述石墨烯加热层设置在所述芯的外表面上、所述银浆电极层设置在位于所述芯两端的石墨烯加热层上，所述耐高温封装层设置在所述石墨烯加热层上，但是设置有所述银浆电极层的部分除外。

2.根据权利要求1所述加热器件，其特征在于，所述加热器件还包括电极夹具，所述电极夹具用于夹在银浆电极层上，并连接导线。

3.根据权利要求2所述加热器件，其特征在于，所述电极夹具具有开口环，所述开口环的内径等于所述加热器件本体的外径，所述开口环的开口端通过螺钉和螺帽连接在一起，使得所述电极夹具可调节地夹紧在所述银浆电极层上。

4.根据权利要求3所述加热器件，其特征在于，所述电极夹具的开口环宽度等于所述银浆电极层的宽度。

5.根据权利要求1所述加热器件，其特征在于，所述石墨烯加热层的厚度为10-30μm。

6.根据权利要求1所述加热器件，其特征在于，所述银浆电极层的厚度为10-40μm。

7.根据权利要求6所述加热器件，其特征在于，所述银浆电极层的宽度为1.5～2.5mm。

8.根据权利要求1所述加热器件，其特征在于，所述耐高温封装层的厚度为涂层厚度为10-30μm。

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