CN214544835U - 一种扇形发热膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种扇形发热膜，包括扇形基材层以及设于所述扇形基材层上的第一主路电极、第二主路电极、若干第一支路电极、若干第二支路电极及发热膜涂层，所述第一主路电极沿径向设置于扇形基材层的一侧边处，所述第二主路电极沿径向设置于扇形基材层的另一侧边处，所述第一主路电极和第二主路电极均用于为发热膜涂层供电，所述发热膜涂层设于第一主路电极与第二主路电极围成的扇形区域内，且所述第一主路电极和第二主路电极均与发热膜涂层电绝缘。本实用新型扇形发热膜产热均匀，可组装成扇形或者圆形发热装置，安全性高。

Description

一种扇形发热膜

技术领域

本实用新型涉及发热膜技术领域，具体涉及一种扇形发热膜。

背景技术

目前，市面上常见的石墨烯发热膜为了保证发热膜的发热均匀性，大多采用平行的电极电路来保证平行电极间的导电区域间不同位置的电阻率一致。这就会导致发热膜的外形在设计的时候往往只能选择规则的矩形，大大限制了发热膜的应用领域。

圆形发热膜、扇形发热膜的开发可以大大拓宽发热膜的应用领域，然而目前在石墨烯发热膜印刷领域，如何设计电极电路以保证各位置的电阻一致，从而确保发热膜整体发热的均一性，仍是个很大的问题。以圆形发热膜为例，在实际通电过程中，电流往往会从靠近圆心的最短路径中通过，电流汇集到靠近圆心的局部区域，这就会导致圆形发热膜的中心区域的发热温度比边缘位置高很多，严重影响体验效果。目前对于圆形、扇形发热膜的电极电路设计方案并不是特别合理，很难保证发热膜整体发热的均一度，特别是大面积的发热膜，一方面导致电热产品电热安全性降低，另一方面也极大降低了产品的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种扇形发热膜，以解决现有发热膜存在的发热不均匀，电热产品电热安全性低，使用寿命短等缺陷。

本实用新型提供了一种扇形发热膜，包括扇形基材层以及设于所述扇形基材层上的第一主路电极、第二主路电极、若干第一支路电极、若干第二支路电极及发热膜涂层，所述第一主路电极沿径向设置于扇形基材层的一侧边处，所述第二主路电极沿径向设置于扇形基材层的另一侧边处，所述第一主路电极和第二主路电极均用于为发热膜涂层供电，所述发热膜涂层设于第一主路电极与第二主路电极围成的扇形区域内，且所述第一主路电极和第二主路电极均与发热膜涂层电绝缘；

所述若干第一支路电极及若干第二支路电极均沿圆周向设置且贯穿发热膜涂层以使第一支路电极及第二支路电极均与发热膜涂层电导通，所述若干第一支路电极与若干第二支路电极均沿径向等间距交替排列以使任意相邻两支路电极之间的发热膜涂层的径向长度相等；

所述第一支路电极的一端与第一主路电极电连接，所述第一支路电极的另一端向第二主路电极延伸，且所述第一支路电极与第二主路电极电绝缘；

所述第二支路电极的一端与第二主路电极电连接，所述第二支路电极的另一端向第一主路电极延伸，且所述第二支路电极与第一主路电极电绝缘。

本实用新型扇形发热膜包括扇形基材层以及设于扇形基材层上的第一主路电极、第二主路电极、若干第一支路电极、若干第二支路电极及发热膜涂层，第一主路电极、第二主路电极分别用于连接电源的正负极以用于为整体扇形发热膜供电。发热膜涂层均匀铺设于第一主路电极与第二主路电极之间的扇形基材层上，且若干第一支路电极及若干第二支路电极沿圆周向贯穿于发热膜涂层中，第一支路电极及第二支路电极沿径向依次等间距交替排列，第一支路电极及第二支路电极分别与第一主路电极及第二主路电极电导通。借助于周向设置的若干第一支路电极及若干第二支路电极，将发热膜涂层沿径向划分成若干个径向长度相等的微型扇形发热涂层，若干微型扇形发热涂层组建成扇形发热涂层组。由于若干第一支路电极彼此并联，若干第二支路电极彼此并联，任意微型扇形发热涂层近心端和远心端的两支路电极之间的电压相等。又由于微型扇形发热涂层的径向长度相等，也即电流从第一支路电极/第二支路电极沿径向（最短导通距离）经微型扇形发热涂层（也即发热电阻）流向第二支路电极/第一支路电极的长度相等，发热涂层厚度相同的情况下沿径向流过微型扇形发热涂层的电流大小相等，基于功率的计算公式：P=UI，也即扇形发热涂层组的单位面积产热功率一致，保证了发热膜涂层的整体产热均一性。该扇形发热膜整体形状为扇形，可用于铺设圆形或者扇形发热产品，例如圆形的桌椅。近圆心处可以设置成孔槽用于走线，孔槽处也可以设置支撑结构，便于隐藏线路。

优选的，所述发热膜涂层呈扇形，且所述发热膜涂层的一侧边与第一主路电极平行，所述发热膜涂层的另一侧边与第二主路电极平行。由此，通过设置成扇形的发热膜涂层几乎覆盖扇形基材层位于两主路电极内侧的所有区域，基于发热膜涂层实现扇形发热膜整体均匀产热。

优选的，所述发热膜涂层的近心端为内弧边，所述内弧边处设有内侧支路电极，所述内侧支路电极与第一主路电极/第二主路电极电连接；

相应地，所述发热膜涂层的远心端为外弧边，所述外弧边处设有外侧支路电极，所述外侧支路电极与第一主路电极/第二主路电极电连接。由此，通过在发热膜涂层的内弧边和外弧边处设置电极，全部发热膜涂层均设于电极围绕区域，也即全部发热膜涂层均能通过沿径向相邻两电极导电、产热，充分利用发热膜涂层的产热功能。

优选的，所述内侧支路电极及外侧支路电极的宽度均为第一支路电极及第二支路电极的宽度的一半。外侧支路电极和内侧支路电极均只需满足单向通电即可，穿插于发热膜涂层中间的第一支路电极及第二支路电极均需要满足向内、向外双向通电，由此通过控制内侧支路电极及外侧支路电极的宽度既能有效控制电流的大小均衡，也能起到节约成本的作用。

优选的，所述发热膜涂层为石墨烯发热涂层。石墨烯发热涂层借助于石墨烯优良的导电性、导热性以及红外线法向发射率，能够快速法向辐射红外线，起到迅速加热与散热的功能。

优选的，所述第一主路电极、第二主路电极、第一支路电极和第二支路电极均为银电极，且所述第一主路电极、第二主路电极、第一支路电极和第二支路电极均为丝网印刷制备而成的银电极。银电极通过银浆印刷而成，具有制备过程简单、导电性良好和耐腐蚀等功能。

优选的，所述第一主路电极和第二主路电极的宽度为10～12 mm，所述第一支路电极和第二支路电极的宽度为6～8 mm。第一主路电极、第二主路电极、第一支路电极和第二支路电极的宽度能够满足扇形发热膜的载流需求，方便制备、控制成本。

优选的，相邻两支路电极之间的发热膜涂层的径向长度小于等于20 mm。相邻两支路电极之间的发热膜涂层的径向长度小于等于20 mm时，借助于发热膜涂层良好的导电性和导热性能，能够确保发热膜涂层任意点的产热功率相近、温度相同。当相邻两支路电极之间的发热膜涂层的径向长度大于20 mm，发热膜涂层任意点的产热功率差异增加，温差也增大。

优选的，所述扇形基材层为PET薄膜、PI薄膜或者PVC薄膜。PET薄膜、PI薄膜或者PVC薄膜均具有良好的柔性、油墨附着效果以及电绝缘性，能够满足扇形发热膜的柔性、抗剥离以及漏电安全功能。

本实用新型的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本实用新型实施例的实施而获知。

附图说明

为更清楚地阐述本实用新型的内容，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1为本实用新型一实施方式提供的扇形发热膜的结构示意图；

图2为图1所示扇形发热膜中发热膜涂层及电极的结构示意图；

图3为图1所示扇形发热膜中电极的结构示意图。

具体实施方式

以下所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

如图1、图2、图3所示，为本实用新型提供的一种扇形发热膜。该扇形发热膜包括扇形基材层1以及设于所述扇形基材层1上的发热膜涂层2，发热膜涂层2同样呈扇形且涂布于扇形基材层1上，由此借助于扇形发热膜可以拼凑成扇形或者圆形，用于满足扇形或者圆形发热装置的发热需求。

在本实施例中，扇形发热膜以及发热膜涂层2均设置成90度扇形，在其它实施例中还可以基于需求设置成30度、60度、120度、150度、180度、270度扇形，或者可以设置成近圆形（即接近360度）。

在本实施例中，扇形基材层1包括圆心处的直角边，但是近圆心处未设置发热膜涂层2，由此近圆心处不产热。在其它实施例中，扇形基材层1的近圆心处设置有直角孔，也即扇形发热膜的近圆心短设置成弧形，直角孔用于走线以连接外部电源。

在本实施例中，该扇形发热膜还包括第一主路电极3、第二主路电极4、若干第一支路电极5以及若干第二支路电极6。第一主路电极3沿径向设置于扇形基材层1的左侧边处，第二主路电极4沿径向设置于扇形基材层1的右侧边（图2、图3中的底部边界）处。第一主路电极3和第二主路电极4均用于连接市电以为发热膜涂层2供电。如图2所示，发热膜涂层2设于第一主路电极3与第二主路电极4围成的扇形区域内，且第一主路电极3和第二主路电极4均与发热膜涂层2电绝缘。即发热膜涂层2涂布于第一主路电极3与第二主路电极4夹成的扇形区域，且第一主路电极3与第二主路电极4均不与发热膜涂层2接触，由此发热膜涂层2与第一主路电极3及第二主路电极4均不导通。若干第一支路电极5及若干第二支路电极6均沿圆周向设置，且若干第一支路电极5及若干第二支路电极6均贯穿发热膜涂层2。由此，第一支路电极5及第二支路电极6均与发热膜涂层2电导通。第一支路电极5的左端与第一主路电极3电连接；第一支路电极5的右端（图2、图3中朝下延伸的支路电极）向第二主路电极4延伸但不接触第二主路电极4。第二支路电极6的右端（图2、图3中的底端）与第二主路电极4电连接，第二支路电极6的左端向第一主路电极3延伸但不接触第一主路电极3。若干第一支路电极5与若干第二支路电极6均沿径向等间距交替排列以使任意相邻两支路电极之间的发热膜涂层2的径向长度相等，即发热膜涂层2被划分为若干径向长度相等的微型扇形发热涂层。第一支路电极5与第二支路电极6分别从第一主路电极3、第二主路电极4取电并用于为发热膜涂层2供电，任意相邻两支路电极及其夹住的微型扇形发热涂层构成一个微型发热单元，由于若干第一支路电极5之间及若干第二支路电极6之间相并联，因此任意相邻两支路电极之间的电压相等。微型扇形发热涂层的厚度、径向长度均相同，微型扇形发热涂层的圆周向长度与其对应的支路电极长度相同，以至于通过微型扇形发热涂层任意单位点的电流大小相同，也即微型扇形发热涂层的产热功率仅与面积相关，面积越大，产热量增加，且任意单位点的产热功率相同，由此，确保了发热膜涂层的整体产热均一性。

在本实施例中，第一支路电极5的数量为8，相应的，第二支路电极6的数量为9。在其它实施例中，基于发热膜涂层2的大小，第一支路电极5及第二支路电极6的数量还可以同步增减，以适应产品的供电需求。

作为优选的实施方式，如图2所示，发热膜涂层2的左侧边与第一主路电极3平行，发热膜涂层2的右侧边与第二主路电极4平行。在本实施例中，发热膜涂层2的左侧边与第一主路电极3的距离为4～10 mm，同理，发热膜涂层2的右侧边与第二主路电极4的距离为4～10 mm，既能保证良好的绝缘效果，也能确保扇形发热膜具有足够的发热面积。

作为优选的实施方式，如图2所示，发热膜涂层2的近心端为内弧边，内弧边处设有内侧支路电极71，内侧支路电极71与第二主路电极4电连接。相应地，发热膜涂层2的远心端为外弧边，外弧边处设有外侧支路电极72，外侧支路电极72与第二主路电极4电连接。由于发热膜涂层2均涂布于内侧支路电极71与外侧支路电极72之间，因此内侧支路电极71与外侧支路电极72均只需要单侧通电，其它支路电极则需要双向（向心方向、离心方向）通电，因此内侧支路电极71及外侧支路电极72的径向宽度仅为其它支路电极的一半。在本实施例中，内侧支路电极71、外侧支路电极72均与第二主路电极4电连接，在其它实施例中，也可以选择内侧支路电极71与第一主路电极3电连接，外侧支路电极72与第二主路电极4电连接，具有同样的效果。

作为优选的实施方式，发热膜涂层2为石墨烯发热涂层。在其它实施例中，发热膜涂层2还可以为其它发热涂层，例如碳晶纤维层。

作为优选的实施方式，第一主路电极3、第二主路电极4、第一支路电极5和第二支路电极6均为银电极，且第一主路电极3、第二主路电极4、第一支路电极5和第二支路电极6均为丝网印刷制备而成银电极。

作为优选的实施方式，第一主路电极3和第二主路电极4的宽度为10～12 mm，第一支路电极5和第二支路电极6的宽度为6～8 mm。

作为优选的实施方式，相邻两支路电极之间的发热膜涂层的径向长度小于等于20mm，也即微型扇形发热涂层的径向长度小于等于20 mm。

作为优选的实施方式，扇形基材层为PET薄膜、PI薄膜或者PVC薄膜。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种扇形发热膜，其特征在于，包括扇形基材层以及设于所述扇形基材层上的第一主路电极、第二主路电极、若干第一支路电极、若干第二支路电极及发热膜涂层，所述第一主路电极沿径向设置于扇形基材层的一侧边处，所述第二主路电极沿径向设置于扇形基材层的另一侧边处，所述第一主路电极和第二主路电极均用于为发热膜涂层供电，所述发热膜涂层设于第一主路电极与第二主路电极围成的扇形区域内，且所述第一主路电极和第二主路电极均与发热膜涂层电绝缘；

所述若干第一支路电极及若干第二支路电极均沿圆周向设置且贯穿发热膜涂层以使第一支路电极及第二支路电极均与发热膜涂层电导通，所述若干第一支路电极与若干第二支路电极均沿径向等间距交替排列以使任意相邻两支路电极之间的发热膜涂层的径向长度相等；

所述第一支路电极的一端与第一主路电极电连接，所述第一支路电极的另一端向第二主路电极延伸，且所述第一支路电极与第二主路电极电绝缘；

所述第二支路电极的一端与第二主路电极电连接，所述第二支路电极的另一端向第一主路电极延伸，且所述第二支路电极与第一主路电极电绝缘。

2.如权利要求1所述的扇形发热膜，其特征在于，所述发热膜涂层呈扇形，且所述发热膜涂层的一侧边与第一主路电极平行，所述发热膜涂层的另一侧边与第二主路电极平行。

3.如权利要求2所述的扇形发热膜，其特征在于，所述发热膜涂层的近心端为内弧边，所述内弧边处设有内侧支路电极，所述内侧支路电极与第一主路电极/第二主路电极电连接；

相应地，所述发热膜涂层的远心端为外弧边，所述外弧边处设有外侧支路电极，所述外侧支路电极与第一主路电极/第二主路电极电连接。

4.如权利要求3所述的扇形发热膜，其特征在于，所述内侧支路电极及外侧支路电极的宽度均为第一支路电极及第二支路电极的宽度的一半。

5.如权利要求1所述的扇形发热膜，其特征在于，所述发热膜涂层为石墨烯发热涂层。

6.如权利要求1所述的扇形发热膜，其特征在于，所述第一主路电极、第二主路电极、第一支路电极和第二支路电极均为银电极，且所述第一主路电极、第二主路电极、第一支路电极和第二支路电极均为丝网印刷制备而成的银电极。

7.如权利要求1所述的扇形发热膜，其特征在于，所述第一主路电极和第二主路电极的宽度为10～12 mm，所述第一支路电极和第二支路电极的宽度为6～8 mm。

8.如权利要求1所述的扇形发热膜，其特征在于，相邻两支路电极之间的发热膜涂层的径向长度小于等于20 mm。

9.如权利要求1所述的扇形发热膜，其特征在于，所述扇形基材层为PET薄膜、PI薄膜或者PVC薄膜。

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