CN88201756U - 蓄热单元及蓄热式电取暖器 - Google Patents

Abstract

一种内装潜热型蓄热材料的塑料或铝塑复合薄膜制的容器外周另有一薄膜制的封装容器；内外容器夹层中填有油质或蜡质材料作为软性防护层，整个构成了蓄热单元。由上述蓄热单元或无软性防护层的蓄热体加上电热元件、控温器、金属外壳构成的蓄热式电取暖器，在蓄热体或单元的内外侧面、外壳、控温器和电热元件间设置有使这五个方面都互相热结合良好的导热金属件。

Description

蓄热单元及蓄热式电取暖器

本发明是一种利用相变潜热型蓄热材料具有很大蓄热容量且可以反复蓄放热特性的蓄热单元及利用蓄热材料的便携式电取暖器。作为个人取暖用具。

本发明的第一方面是关于蓄热单元，特别是关于采用含结晶水的盐类蓄热材料的蓄热单元。

在日本专刊《特开

61－186790》中公开了一种蓄热单元。它主要由三部分构成：在具有弹性的橡胶容器中封装进含结晶水的盐类蓄热材料，再在橡胶容器外包封铝塑复合薄膜。采用含结晶水的盐类蓄热材料是因为它们蓄热容量大、来源丰富；采用铝塑复合薄膜外包封是为了防止长期加热使用后结晶水蒸发散逸；而采用弹性橡胶层主要作用如下：因为含结晶水的盐类蓄热材料在放热时由液相变固相形成表面凹凸不平的硬质晶体。如果只用铝塑复含薄膜封装，手感硬而不平、令人不适；晶体的尖角部凸出，容易碰破铝塑膜。有了弹性橡胶层，则使人手感平整、柔软舒适，铝塑膜也不易破坏。

但这种结构也带来了问题，主要是橡胶层导热不良，使其中的蓄热材料蓄放热十分困难。当然可以将蓄热单元放在微波灶内，用微波的能量透过橡胶层直接加热其中的蓄热材料，但要用传统的表面加热，通过热传导来蓄热就很困难了。另外放热也慢，表面温度也低，作用冬季使用的个人便携式取暖用其则远不能满足要求。只能作垫子类使用。

本发明第一方面的目的就是要提出一种新的蓄热单元，使之既保留原来的软性防护层优点，同时又要具有良好的导热性能，容易进行蓄、放热。

蓄热单元的结构特点：一种由含结晶水的盐类潜热型蓄热材料；塑料或铝塑复合薄膜制的封装容器及软性防护层构成的蓄热单元，其特征在于：封装潜热型蓄热材料的上述容器外另有塑料或铝塑复合膜制的外封装容器，在二层容器中间夹层内充填了油质或蜡质材料构成了软性防护层。

这种结构特点的作用：薄膜制的外封装容器和夹层中充填的油质或蜡质材料共同起到了软性防护层的作用。当蓄热材料变为表面凹凸不平的硬质晶体时、外面的软性防护层填平了凹凸不平。手感仍然平整、柔软而舒适、凸出部也不会碰破。当对蓄热单元    表面加热时，油质填料不仅能直接传导导热、还会对流导热；蜡质填料虽然一开始为固态无对流导热，但很快熔化了也产生对流导热；这样总的导热良好，容易进行蓄放热。

选用油质或蜡质填料是考虑到以下几个因素：首先是可做到无毒、无腐蚀性，因为万一外封装破坏，接触人体也无妨，其次是可做到受热不挥发，如用水则会产生蒸汽、使容器膨胀受压。第三是如果用电加热形式来加热蓄热单元，夹层填料应有绝缘性，以防泄漏漏电。上述填料可做到电绝缘。第四点是如果直接接触人体的蓄热单元，填料具有一定粘度而不是太稀，则手感更为柔和。根据蓄热单元具体用途的不同可选用甘油、篦麻油、硅油、变压器油、石油脂石蜡油等油质料或石蜡、氯化石蜡等质料。另外，在要求不高的场合，内封装容器也可仅用塑料薄膜。

实施例1：附图1是剖视图，其中：

1——内封装容器；2——蓄热材料；3——软性网格；

4——外封装容器；5——夹层填料。

在铝塑复合簿膜制的容器1中，装满含结晶水的盐类蓄热材料2后再热封起来。外封装容器4用塑料复合簿膜制成，尺寸比容器1大。装入容器1和蓄热材料2后再装进适量篦麻油作夹层填料5，同时在容器1、4中间夹层中至少有一个面上夹入一片软性网格3，最后将容器4封口，即制成了本发明第一方面的蓄热单元。夹进软性网格3是为了防止内外二层容器上各自相对接近的二个面互相贴合在一起，使填料油不能进入夹层，以保证防护和导热作用。网格3可以采用塑料网纱，玻璃纤维布、网等。

采用本结构有显著效果。不仅保留了软性防护层的优点，也大大提高了导热性，由于表面的软质平整性还提高了与发热部件及放热部件的密贴接触。在本发明的第二部份中还将进一步详述其效果。

本发明的第二部份涉及的是一种蓄热式电取暖器，特别是一种便携式的个人取暖器。通电时，其中蓄热材料蓄热，蓄好后拔去电源线可以保持很长的放热时间，而且在液、固二相共存时，蓄热材料温度恒定。是一种在使用时可不带电线，放热时间长，恒温的新一代电热器具。

在本发明者申请的中国专利《蓄热式电取暖器》（申请号：87212230）中提出了一种类似的蓄热装置。主要由下列部份组成：潜热型蓄热材料和塑料或铝塑复合簿膜制的容器构成了蓄热体；夹在二层蓄热体中间的电热元件；控温器和兼作均热层的金属外壳。在二层蓄热体的各自外侧面、控温器和金属外壳这三个方面相互间都有良好的热结合，构成了一个均热——导热——感温体系。这样的结构提高了外壳的表面温度，而且只需用一个最简单廉价的双金属控温器就可达到整体的控温要求。

但这种结构有一个不足之处，它的均热－－导热－－感温体系只是使蓄热体的外侧面、控温器和金属外壳这三个方面互相间有良好的热结合，但是与电热元件和蓄热体的内侧面这后二方面间却并无良好的热结合，中间隔开了一厚层蓄热材料。这就带来了二个问题：第一个是这前三方面与后二方面温差太大。因为相变潜热型蓄热材料平时是固相，导热性较差，通电后从蓄热体内侧面开始大量吸热变液相，液相缓慢地向外侧面扩展，因而蓄热体具有很大的热阻，造成温差过大。例如蓄热体外侧面为70℃时，内侧面温度可高达120℃左右。因为封装容器塑料层存在“热老化”问题，一般规律是使用温度每提高10℃，寿命下降1半。因此尽可能降低温差，可提高使用寿命。另外内、外温差过大，使蓄热过程中外壳温度升温太慢，而放热过程中降温又太快，从而使整个取暖器热性能下降。带来的第二个问题是控温器处在与蓄热体外侧面，金属外壳这三位一体的均热－－导热——感温体系中、只反映和控制了这三个方面间的平均温度，而与电热元件及蓄热元件内侧面这二者间无直接的热联系。当电热元件功率过大（如电源电压太高）时，内外温差加剧、控温器却不能及时断电限温，蓄热体内侧面的“热老化”加剧。

本发明的第二方面目的就是为了解决上述存在的问题，提出了一种改进结构。

实现这个目的的具体结构特点是：一种由下列主要部份即：至少由潜热型蓄热材料及塑料或铝塑复合簿膜制的容器构成的蓄热体；该蓄热体分为二层，中间夹有电热元件；控温器及兼作均热层的金属外壳构成的蓄热式电取暖器，其特征在于：在上述蓄热体的外侧面，金属外壳，控温器和蓄热体的内侧面、电热元件之间设置有使这五方面都互相热结合良好的导热金属件。

这种结构特点的作用：

由于设置了使上述三个方面都互相热结合良好的导热金属件，就使原先的蓄热体外侧面、金属外壳、控温器这三位一体的均热－－导热——感温体系扩大到了包括电热元件，蓄热体内侧面在内的五位一体的均热——导热——感温体系了。这就大大减少了内外温差。另外由于控温器也反映了电热元件和蓄热体内侧面的温度，当它们温度过高时也会及时断电，使内部热量向外扩散均热后再继续通电。因而压低了内侧面温度，提高了使用寿命；提高了外侧面温度，改善了取暖器的使用性能。

实施例2：附图2是其剖视图，其中：

1——金属外壳；2——蓄热体；3——蓄热体内侧面；4——蓄热体外侧面；5——绝缘层；6——导热金属夹条断开部；7——环型导热金属夹条；8——电热元件。9——控温器。

用铝塑复合簿膜制的容器中封装蓄热材料构成了二层蓄热体2；中间夹有电热元件8；在二个蓄热体2四周各紧贴一环状导热金属夹条7（例如用簿铝板制成）；控温器9直接跨接安装在二个夹条7上；在夹条7外包复绝缘层5；再紧配装在兼作均热层的金属外壳1中构成了蓄热式电取暖器。使蓄热体2的外侧面4、金属外壳1、控温器9与蓄热体内侧面3，电热元件8这五个方面都互相热结合良好的导热金属件就是由上述二个环状金属夹条7构成。这样形成了五位一体的均热——导热－－感温体系。为了制作方便，二个环状导热金属夹条7在蓄热体外侧面4上有断开部6。断开部不开在二端而开在侧面上，是为了使电热元件8及内侧面3上的热量更直接地传导到外侧面4及金属外壳1上。

在采用含结晶水的盐类蓄热材料时，由于结晶固化会造成表面凹凸不平，使得蓄热体2的内、外侧面与电热片8，外壳1及导热金属条7之间不密贴而导热不良，破坏了五位一体的均热——导热——感温系统。使电热元件8的热量不能充分传出，造成局部高温，烧坏蓄热体内侧面3上的塑料层；使金属外壳1吸收不到足够热量而降低表面温度；使导热金属7丧失足够的导热，均热功能。凹凸不平也使容器容易碰破损坏。由于含结晶水的盐类蓄热材料能导电，一旦在熔化时泄漏出来会引起内部电气短路、漏电事故、影响人身安全，必须有预防措施。当采用本发明第一方面所述的蓄热单元来作为蓄热体2就可彻底解决上述问题。用无毒、无腐蚀、绝缘性好又导热快的油如变压器油、篦麻油、硅油等作夹层填料，（用蜡质填料性能稍差）不仅提供了软性防护层，填平了内层蓄热材料表面的凹凸不平，大大加强了与电热片，导热夹条和外壳间的密贴性和导热性。尤其是解决了导电蓄热材料的泄漏难题。即使塑料或铝塑外封装容器由于长期使用热老化或意外碰撞破坏发生泄漏，漏出的也是液态的绝缘油或蜡质材料，无漏电危险。漏出的油或蜡起了一种“安全显示剂”作用。当使用者发现漏液即停止使用，或维修或报废，可防止人身事故。当然有了软性外护层也便于紧配安装进金属外壳之中。

在采用有机的潜热型蓄热材料时，没有突出的结晶固化和漏电危险问题。不一定采用夹层软性防护层办法，但至少要由蓄热材料及塑料或铝塑复合簿膜制的容器来构成蓄热体。

发明效果：

采用了本发明第二方面所述的五位一体的均热——导热——控温系统后，有明显的效果。实测可使蓄热体内、外侧面的温差减少20℃以上。封装容器的塑料层使用寿命能翻二番。已顺利通过了寿命指标的测试要求。而将本发明第一方面的蓄热单元运用到本发明第二方面的蓄热式电取暖器中后，则完全解决了使用安全性问题，也大大提高了温度使用性能。例如一种100瓦规格的取暖器，通电半小时可取暖、再通一刻钟即可拔去电源线，共耗电0.07度。可保持45℃左右恒温2～5小时。即使在被窝里长期通电，最高温度也不会超过68℃。这种取暖器与热水袋、怀炉、水鱉、普通电热取暖器，PTC取暖器等相比，使用方便、干净、恒温好，不受电线的局限和牵连，更有安全感。无论在家庭、单位都是个人理想的冬季取暖用品。

Claims (6)

1、一种由含结晶水的盐类潜热型蓄热材料；塑料或铝塑复合薄膜制的封装容器及软性防护层构成的蓄热单元，其特征在于：封装潜热型蓄热材料的上述容器外另有塑料或铝塑复合膜制的外封装容器，在二层容器中间夹层内充填油质或蜡质材料构成了软性防护层。

2、一种如权利要求1所述的蓄热单元，其特征在于：上述内外二层容器中间夹层内至少有一个面上夹有一片软性网格。

3、一种由下列主要部份即：至少由潜热型蓄热材料及塑料或铝塑复合薄膜制的容器构成的蓄热体；该蓄热体分为二层、中间夹有电热元件；控温器及兼作均热层的金属外壳构成的蓄热式电取暖器，其特征在于：在上述蓄热体的外侧面，金属外壳、控温器和蓄热体的内侧面、电热元件之间设置有使这五方面都互相热结合良好的导热金属件。

4、一种如权利要求3所述的蓄热式电取暖器，其特征在于：上述使五方面都互相热结合良好的导热金属件由环状金属夹条构成。

5、一种如权利要求4所述的蓄热式电取暖器，其特征在于：上述环状金属夹条在蓄热体外侧面上有断开部。

6、一种如权利要求3所述的蓄热式电取暖器，其特征在于：用如权利要求1所述的蓄热单元作为其中的蓄热体。