201137293 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種導流管，特別涉及一種可以對流體進行 加熱的加熱導流管。 【先前技術】 - [0002] 在曰常生活、生產及科學研究等領域，常常需要對流體 進行加熱。如，在一些醫療操作過程中通常會對注射給 液進行加熱，以便將注射液的溫度保持在病人合理的生 理溫度。 〇 [0003] 先前技術中提供一種加熱導流管，其由兩根同軸的内管 和外管通過兩根管端部的管帽構件連接構成，管帽構件 將兩管端部密封，電熱絲裝在内管中，所述内管和外管 之間形成一個腔室，在管帽構件上設有電熱絲導線引出 孔，在外管壁上間隔設置一個流體入口和流體出口。 [0004] 然而，該可加熱導流管的電熱絲裝在内管中，對流體加 熱時必須使被加熱的流體從所述内管和外管之間形成的 〇 腔室流過。由於加熱過程中待加熱流體也會通過外管向 外界進行散熱，故，該加熱導流管對流體加熱的效率較 低。 【發明内容】 [0005] 有鑒於此，提供一種對流體加熱效率較高的加熱導流管 實為必要。 [0006] 一種加熱導流管，該加熱導流管包括一導流内管；一套 設於該導流内管外的防護外管，該防護外管與所述導流 099113285 表單編號A0101 第3頁/共36頁 0992023466-0 201137293 内管間隔設置；一加熱模組；其中，所述防護外管與導 流内管之間形成一密封空間，該加熱模組設置於所述密 封空間内，該導流内管的至少一端設置一連接端口。 [0007] 相較於先前技術，本發明所提供的加熱導流管將加熱模 組設置於所述導流内管與防護外管之間，該加熱導流管 使用時可以通過連接端口連接在一先前的導流管上使待 加熱流體從導流内管流過，並通過加熱模組對流經該導 流内管的待加熱流體進行加熱。由於待加熱流體從導流 内管流過，而所述防護外管與導流内管之間形成一密封 空間，故，可以防止待加熱流體通過外管向外界進行散 熱，提高加熱導流管的加熱效率。 【實施方式】 [0008] 為對本發明作更進一步的說明，舉以下具體實施方式並 配合附圖詳細描述如下。 [0009] 請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例所提供的加熱導流 管10包括一導流内管100，一套設於該導流内管100外的 防護外管102，及一設置於所述導流内管100與防護外管 102之間的加熱模組104。所述防護外管102與導流内管 100之間形成一密封空間120，且該加熱模組104設置於 所述密封空間120内。所述導流内管100的至少一端設置 一連接端口 1 002。所述導流内管100設置有連接端口 1 002的一端可以延伸出所述防護外管102，也可以位於所 述防護外管10 2内或與所述防護外管1 0 2的一端平齊。本 實施例中，所述導流内管100只有一端延伸出防護外管 102以形成一連接端口 1002。 099113285 表單編號A0101 第4頁/共36頁 0992023466-0 201137293 [0010] ο ❹ [0011] 所述導流内管100可以通過連接端口 1002連接於一先前的 導流管（圖未示）上，從而使待加熱流體流經該導流内 管100並通過所述加熱模組104對流經導流内管100的流 體進行加熱。該流體可以為液體或氣體。所述連接端口 1 002可以為所述導流内管100延伸出防護外管102的一端 ，也可以通過對導流内管100延伸出防護外管102的一端 進行機械加工而得到，如，在導流内管1 0 0延伸出防護外 管10 2的一端上加工螺紋以與先前的導流管具有螺紋的端 口匹配。可以理解，由於所述導流内管100的一端具有一 連接端口 1 002，使得該加熱導流管10可以很方便的與先 前的導流管對接。進一步，所述連接端口 1 002上還可以 設置一固定元件14。所述固定元件14用以將該連接端口 1 002與先前的導流管端口固定連接。本實施例中，所述 固定元件14為一不銹鋼卡套接頭，且所述導流内管100的 連接端口 1002插入並卡固在該不銹鋼卡套接頭内。該不 銹鋼卡套接頭具有螺紋，可以與先前的導流管具有螺紋 的端口配合卡固。可以理解，所述連接端口 1 002也可以 採用先前的其他連接方式。 所述導流内管100採用具有一定支撐性的絕緣導熱材料製 備。優選地，所述導流内管100採用具有一定支撐性且可 以彎折的絕緣導熱材料製備。所述絕緣導熱材料可以為 陶瓷、玻璃、樹脂、石英及矽橡膠等中的一種或多種。 所述樹脂可以為亞克力、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、 酌搭、環氧、氨基、不飽和聚S旨、聚四氣乙烯或夕醚樹 酯。所述導流内管100的長度、直徑及形狀不限，可依據 099113285 表單編號Α0101 第5頁/共36頁 0992023466-0 201137293 先前的待連接導流管的尺寸進行選擇。本實施例中，所 述導流内管100為一柱狀矽橡膠管，其外徑為約5. 12毫米 ，其管壁厚度約為1. 15毫米。 | [0012] 所述加熱模組104可以設置於所述導流内管100的外表面 或防護外管102的内表面。本實施例中，所述加熱模組 104設置於所述導流内管100的外表面，且與所述防護外 管102間隔設置。所述加熱模組104包括一加熱元件1046 、一第一電極1042及一第二電極1044。所述第一電極 1 042與第二電極1044與所述加熱元件1 046電連接。所述 第一電極1 042與第二電極1044間隔設置，以使加熱元件 1046應用時接入一定的阻值避免短路現象產生。 [0013] 所述加熱元件1046可以為金屬電阻絲、合金電阻絲、碳 纖維或奈米碳管結構等。所述奈米碳管結構為一自支撐 結構。所謂“自支撐結構”即該奈米碳管結構無需通過 一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。該自支撐結 構的奈米碳管結構包括複數個奈米碳管，該複數個奈米 碳管通過凡德瓦爾力相互吸引，從而使奈米碳管結構具 有特定的形狀。所述奈米碳管結構中的奈米碳管包括單 壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或 多種。所述單壁奈米碳管的直徑為0. 5奈米~50奈米，所 述雙壁奈米碳管的直徑為1.0奈米〜50奈米，所述多壁奈 米碳管的直徑為1. 5奈米〜50奈米。該奈米碳管結構為層 狀或線狀結構。由於該奈米碳管結構具有自支撐性，在 不通過支撐體支撐時仍可保持層狀或線狀結構。所述奈 米碳管結構的單位面積熱容小於2x1 (Γ4焦耳每平方厘米 099113285 表單編號A0101 第6頁/共36頁 0992023466-0 201137293 開爾文。優選地，所述奈米碳管結構的單位面積熱容可 以小於等於1. 7x1 0_6焦耳每平方厘米開爾文。 [0014] 所述奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜狀結構、至少 一奈米碳管線狀結構或其組合。當採用奈米碳管膜狀結 構作為加熱元件1046時，可以將奈米碳管膜狀結構直接 包裹或纏繞設置於所述導流内管100的外表面；當採用單 個奈米碳管線狀結構作為加熱元件1046時，可以將該單 個奈求碳管線狀結構折疊或纏繞成一層狀結構後再包裹 Ο 或纏繞設置於所述導流内管100的外表面，也可以將該單 個奈米碳管線狀結構直接纏繞設置於所述導流内管100的 外表面；當採用複數個奈米碳管線狀結構作為加熱元件 1 046時，可以將該複數個奈米碳管線狀結構平行設置、 交叉設置或編織成一層狀結構後再包裹或纏繞設置於所 述導流内管1 0 0的外表面。 [0015] Ο 所述奈米碳管膜狀結構包括至少一奈米碳管膜。所述奈 米碳管膜包括複數個均勻分佈的奈米碳管。該奈米碳管 膜中的奈米碳管有序排列或無序排列。當奈米碳管膜包 括無序排列的奈米碳管時，奈米碳管相互纏繞；當奈米 碳管膜包括有序排列的奈米碳管時，奈米碳管沿一個方 向或者複數個方向擇優取向排列。所謂擇優取向指奈米 碳管膜中大部分奈米碳管在某一方向上具有較大的取向 幾率，即奈米碳管膜中大部分奈米碳管的軸向基本沿同 一方向延伸。當奈米碳管結構包括複數個奈米碳管基本 沿同一方向有序排列時，該複數個奈米碳管從第一電極 1 042向第二電極1 044延伸。具體地，該奈米碳管膜可包 099113285 表單編號Α0101 第7頁/共36頁 0992023466-0 201137293 括奈米奴#絮化膜、奈米碳管㈣膜或奈米碳管拉膜。 [0016] [0017] 所述奈米碳管膜由複數個奈米碳管組成的自支撐結構。 所述複數個奈米碳管為沿同一方向擇優取向排列。所述 擇優取向指在奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸 方向基本朝同—方向。而且’所述大多數奈米碳管的整 體延伸方向基本平行於奈米碳管膜的表面。進一步地， 所述奈米碳管膜中多數奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相 連。具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的 大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的 奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連。當然，所述奈米碳 管膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不 會對奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成 明顯影響。所述自支撐為奈米碳管膜不需要大面積的載 體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而 保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜置於（或固定於 )間隔特定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐 體之間的奈米碳管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述 自支撐主要通過奈米碳管膜中存在連續的通過凡德瓦爾 力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。 具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的多 數奈米碳管，並非絕對的直線狀’可以適當的彎曲；或 者並非完全按照延伸方向上排列’可以適當的偏離延伸 方向。故，不能排除奈米碳管膜的基本朝同一方向延伸 的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接 觸。 099113285 表單編號A0101 第8頁/共36頁 0992023466-0 201137293 [酬⑼參關3及圓4，具鱧地，所述奈米碳管拉膜包括複數 個連續且定向拂列的奈米碳管片段143。該複數個奈米碳 管片段143通過凡德瓦爾力首尾相連。每一奈米碳管片段 143包括複數個相互平行的奈米碳管145，該複數個相互 平行的奈米碳管145通過凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳 官片段143具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。所述 奈米碳管拉膜的厚度為〇·5奈米〜1〇〇微米，寬度與拉取出 "亥奈米碳管拉膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長度不限 ^ 。该奈米碳官膜中的奈米碳管145沿同一方向擇優取向排 列。所述奈米碳管拉膜具有較高的透光性。單層奈米碳 s拉膜的透光率達9〇%以上？所述奈米碳管拉膜及其製備 方法具體請參見申請人於2〇〇7年2月12日申請的，於 2008年8月16日公開的第TW2〇〇833862號台灣公開專利 申請“奈米碳管膜結構及其製備方法，，。為節省篇幅， 僅引用於此’但上述申請所有技術揭露也應視為本發明 申請技術揭露的一部分。 Q [〇〇19]當所述奈米碳管結構包括層疊設置的多層奈米碳管拉膜 時’相鄰兩層奈米碳管拉膜中的擇優取向排列的奈米碳 管之間形成一交叉角度α，且α大於等於〇度小於等於90 度（0 。本實施例中，所述奈米碳管結構 2022為一單層奈米碳管拉膜。 [0020]所述奈米碳管碾壓膜包括均勻分佈的奈米碳管》奈米碳 管沿同一方向擇優取向排列，奈米碳管也可沿不同方向 擇優取向排列。優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米 碳管平行於奈米碳管碾壓膜的表面。所述奈米碳管碾壓 099113285 表單編號A0101 第9頁/共36頁 0992023466-0 201137293 膜中的奈米碳管相互交疊，且通過凡德瓦爾力相互吸引 ，緊密結合，使得該奈米碳管碾壓膜具有很好的柔韌性 ，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由於奈米碳管 碾壓膜中的奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互吸引，緊 密結合，使奈米碳管碾壓膜為一自支撐的結構，可無需 基底支撐。所述奈米碳管碾壓膜可通過碾壓一奈米碳管 陣列獲得。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與形成奈 米碳管陣列的基底的表面形成一夾角yS，其中，/5大於 等於0度且小於等於15度（0S；8S15°)，該夾角yS與施 加在奈米碳管陣列上的壓力有關，壓力越大，該夾角越 小。所述奈米碳管碾壓膜的長度和寬度不限。所述奈米 碳管碾壓膜及其製備方法具體請參見申請人於2007年6月 29日申請的，於2009年1月1日公開的第TW200900348號 台灣專利申請“奈米碳管薄膜的製備方法”。為節省篇 幅，僅引用於此，但上述申請所有技術揭露也應視為本 發明申請技術揭露的一部分。 [0021] 所述奈米碳管絮化膜的長度、寬度和厚度不限，可根據 實際需要選擇。本發明實施例提供的奈米碳管絮化膜的 長度為卜10厘米，寬度為卜10厘米，厚度為1微米~2毫 米。所述奈米碳管絮化膜包括相互纏繞的奈米碳管，奈 米碳管的長度大於10微米。所述奈米碳管之間通過凡德 瓦爾力相互吸引、纏繞，形成網絡狀結構。所述奈米碳 管絮化膜中的奈米碳管均勻分佈，無規則排列，使該奈 米碳管絮化膜各向同性。所述奈米碳管絮化膜及其製備 方法具體請參見申請人於2007年5月11日申請的，於 099113285 表單編號A0101 第10頁/共36頁 0992023466-0 201137293 2008年11月16日公開的第TW200844041號台灣專利申請 “奈米碳管薄膜的製備方法”。為節省篇幅，僅引用於 此，但上述申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術 揭露的一部分。 [0022] 所述奈米碳管線狀結構包括至少一非扭轉的奈米碳管線 、至少一扭轉的奈米碳管線或其組合。當所述奈米碳管 線狀結構包括多根非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳 管線時，該非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線可 Ο [0023] 以相互平行呈一束狀結構，或相互扭轉呈一絞線結構。 請參閱圖5，該非扭轉的奈米碳管線包括複數個沿該非扭 轉的奈米碳管線長度方向排列的奈米碳管。具體地，該 Ο 非扭轉的奈米碳管線包括複數個奈米碳管片段，該複數 個奈米碳管片段通過凡德瓦爾力首尾相連，每一奈米碳 管片段包括複數個相互平行並通過凡德瓦爾力緊密結合 的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、 均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑 為0.5奈米〜10G微米。非扭轉的奈来碳管線為將奈米碳管 拉膜通過有機溶劑處理得到。具體地，將有機溶劑浸潤 所述奈米碳管拉膜的整個表面，在揮發性有機溶劑揮發 時產生的表面張力的作訂，奈米碳管拉膜中的相互平 行的複數個奈米碳管通過凡德瓦爾力緊密結合，從而使 奈米碳管拉膜收料—非扭轉的奈米碳管線。該有機溶 劑為揮發性有機溶劑，如乙醇、曱醇、丙晒、二氣乙烧 或氣仿’本實施例中採紅醇。通過有機溶劑處理的^ 扭轉的奈来碳管線與未經有機溶财理的奈米碳管膜相 099113285 表單編號Α〇1〇1 第η頁/共36頁 0992023466-0 201137293 比，比表面積減小，黏性降低。 [0024] 所述扭轉的奈米碳管線為採用一機械力將所述奈米碳管 拉膜兩端沿相反方向扭轉獲得。請參閱圖6，該扭轉的奈 米碳管線包括複數個繞該扭轉的奈米碳管線軸向螺旋排 列的奈米碳管。具體地，該扭轉的奈米碳管線包括複數 個奈米碳管片段，該複數個奈米碳管片段通過凡德瓦爾 力首尾相連，每一奈米碳管片段包括複數個相互平行並 通過凡德瓦爾力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段 t 具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉的奈米 碳管線長度不限，直徑為0. 5奈米〜100微米。進一步地， 可採用一揮發性有機溶劑處理該扭轉的奈米碳管線。在 揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，處理 後的扭轉的奈米碳管線中相鄰的奈米碳管通過凡德瓦爾 力緊密結合，使扭轉的奈米碳管線的比表面積減小，密 度及強度增大。 [0025] 所述奈米碳管線及其製備方法具體請參見申請人於2002 年11月5日申請的，於2008年11月21日公告的第 1303239號台灣公告專利“一種奈米碳管繩及其製造方 法”，及於於2005年12月16日申請的，於2007年7月1日 公開的第TW200724486號台灣公開專利申請“奈米碳管 絲及其製作方法”。為節省篇幅，僅引用於此，但上述 申請所有技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部 分。 [0026] 由於奈米碳管結構具有較大的比表面積，其本身有很好 的黏附性，故由奈米碳管結構組成的加熱元件1 0 4 6可以 099113285 表單編號A0101 第12頁/共36頁 0992023466-0 201137293 直接設置於所述導流内管〗GG的外表面。$ ’所述加熱元 件屬也可通過L —定㈣定於所述導流内管 削的外表面。由於加熱元件1046直接設置於導流内管 ⑽㈣表面，故，該#元件屬還可以為通過絲網列 印等方法形成的奈㈣管廣，該奈㈣管層包括複數個 - 奈米碳管無序分佈。 剛所述加熱元件1 046還<以必括一奈米碳管複合結構。所 述奈米碳管複合結構碳管結構及分散於奈求 碳管結構中的填充材料。所述奈米碳官結構可以為上述 Ο 奈米碳管結構中的任意一種。所述填充材料填充於奈米 碳管結構中或複合於奈米破管結構的表面。所述填充材 料包括金屬、樹脂、陶瓷、玻璃及纖維中的一種或多種 。可選擇地’所述奈米碳管複合結構可以包括一基體及 一奈米碳管結構複合於該基體中》所述奈米碳管結構可 以為上述奈米碳管結構中的任意一種。所述基體的材料 包括金屬、樹脂、陶瓷、玻璃及纖維中的一種或多種。 〇 所述基體將奈米碳管結構完全包覆，職體材料可至少 部分浸潤於該奈米碟管結構中。 闕由於本實施例的加熱元件觸主要由奈米碳管構成奈 米碳管具有較高的電熱轉換效率及比較高的純射效率 ，故’該加熱元件1〇46電熱轉換效率及熱輕射效率較高 。由於奈㈣管結構的齡較，丨、，故，由該奈米碳管結 構構成的加熱轉1()46具有較快的熱回應速度。該奈米 碳管結構的高的熱輻射效率和快的熱回應速度，使該加 熱導流管10可料對㈣，尤錢動巾的㈣進行快速 099113285 表單編號Α0101 第13頁/共36頁 0992023466-0 201137293 加熱。而且，奈米碳管具有較高的電熱轉換效率及比較 高的熱轄射效率，故，採用厚度較薄的加熱元件1046即 可達到較大的加熱功率，從而使得該加熱導流管10的導 流内管100與防護外管102之間的距離可以較小，故，使 得加熱導流管10微型化。其中，加熱導流管10的導流内 管100與防護外管102之間的距離可以為50微米~500微米 。另，由於奈米碳管具有較強的化學穩定性，故，採用 該奈米碳管結構的加熱元件1 046的電阻穩定，從而提高 加熱導流管10的穩定性，使得被加熱的流體保持在恒定 的溫度。 [0029] 所述第一電極1042與第二電極1044可以設置於所述導流 内管100外表面上也可以設置於加熱元件1046上，即加熱 元件1046設置於導流内管100與電極之間。所述第一電極 1042和第二電極1044與加熱元件1046之間可以通過導電 黏結劑固定。本實施例中，優選的導電黏結劑為銀膠。 所述第一電極1042與第二電極1044由導電材料組成，且 其形狀不限。該第一電極1042與第二電極1044可以為導 電薄膜、金屬片或者金屬引線。優選地，第一電極1042 與第二電極1044均為一層條狀導電薄膜以減小所述加熱 導流管10的厚度。該導電薄膜的厚度為0. 5奈米〜500微 米。該導電薄膜的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化物 (ITO)、銻錫氧化物（ΑΤΟ)、導電漿料或導電聚合物 等。該金屬或合金材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、鈦 、銀、鈥、把、鉋或上述金屬的任意組合的合金。本實 施例中，該第一電極1 042與第二電極1 044為鍍銀的銅線 099113285 表單編號Α0101 第14頁/共36頁 0992023466-0 201137293 ，該銅線的直徑為〇. 25毫糸。該第z電極1 042與第二電 極1044的長度略小於導流内管1〇〇的長度，且分別沿所述 導流内管100的轴向延伸。讀第一電極1〇42與第二電極 1044及導流内管100的中心軸共面設置。所述加熱元件 1046為一奈米碳管拉膜。鸪奈米碳管拉膜包裹於所述導 流内管1〇〇外表面。該第〜電極與第二電極1〇44設 置於加熱元件1046靠近密封空間12〇的表面。該奈米碳管 拉膜中的奈米碳管由第—電極丨以？向第二電極1〇44延伸 〇 [0030]請參閱圖7，可選擇地，所迷第一電極1042與第二電極 1044也可以分別環繞設置於所述導流内管1〇〇相對的兩端 的外表面，所述奈米碳管扳祺包裹於所述導流内管1〇〇外 表面，且該奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿所述導流内管 100的軸向延伸。 [0031] Ο 可以理解’所述加熱模組lQ4還可以包括複數個第一電極 體與複數個第二電極叫4。所述複數個第—電極腕 與複數個第二電極1〇44交替身隔_，且所述複數個第 電極1042電連接，所述複數個電極 ^構可實現相《極之、奈㈣管結構的^ 聯後的奈米碳管結構具有較 聯。並 模組1 〇4的工作電壓 小的電阻，可降低所述加熱 [0032] 099113285 可以理解，當所述加埶 結構或電阻絲G46,單個奈米碳管線狀 境置於所述導流内管100的外表面時， <可以將該單個奈米碳營線狀結構的兩蠕或電阻絲的兩 端直接與一電源線106電連接，而無需專門的電極。 表草鵠號Α0101 第15頁/共36頁 0992023466-0 201137293 [0033] [0034] 所述防護外管1 0 2用於保護加熱模組10 4，防止加熱模組 1 04受外界損壞，或者防止該加熱導流管1 〇在使用時造成 觸電傷害。所述防護外管102的内徑大於所述導流内管 1 0 0的外徑。優選地，所述防護外管1 〇 2與所述導流内管 100共軸設置。本實施例中，所述防護外管102與所述導 流内管10 0之間通過兩個密封件11 〇間隔設置以使防護外 管102與所述導流内管100之間形成一中空結構。所述兩 個密封件110設置於靠近所述防護外管102兩端的位置以 使防護外管102與所述導流内管1〇〇之間形成一密封空間 12 0。所述密封件π 〇可以通過黏結劑:固定於防護外管 102與所述導流内管1〇〇之間1可以理解，所述密封件 110也可為所述防護外管1〇2或導流内管1〇〇的延伸部分 ，即密封件110與防護外管1〇2或導流内管1〇〇為一體成 形。所述防護外管102與所述導流内管1〇〇之間的密封空 間120内可以密封氣體，也可以抽成真空。可以理解由 於防護外管102與所述導流_管1〇〇之間形成一填充有氣 體或真空的密封空間12〇，該結構可以減小加熱模組1〇4
與防護外管102之間及加熱模組1〇4與外界的熱傳導和纟 I 對流’並減小導流内管100與外界的熱傳導和熱對流，從 而使得加熱模組104產生的熱量可以有效的通過導流内管 100傳遞給待加熱流體。 所述防護外管m可以採用具有一定支標性且具有較好的 耐熱性能的材料製備。所述防護外管1〇2的材料可選擇為 導電材料，如金屬或合金，也可為絕緣材料，如陶:是、 玻璃、樹脂、石英或石夕橡膠等。所述樹脂可以為亞克力 099113285 表單編號A0101 第16頁/共36頁 0992023466-0 201137293 Ο [0035] 、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、酚醛、環氧、氨基、不 飽和聚酯、聚四氟乙烯或矽醚樹酯。優選地，所述防護 外管102採用具有一定支撐性且可以彎折的絕緣材料製備 。本實施例中，所述防護外管102為一聚四氟乙烯管，其 内徑為6. 36毫米，厚度為1. 35毫米。所述導流内管100 與防護外管102兩端通過兩個塑膠密封件110密封，其中 一個密封件110上設有排氣管（圖未示）以便將導流内管 100與防護外管102之間抽成真空。由於，本實施例中的 防護外管102與導流内管100均採用具有一定支撐性且可 以彎折的絕緣材料製備，故，該加熱導流管10可以根據 實際需要彎曲成任何形狀。 Ο 進一步，所述加熱導流管10還可以包括一設置於所述防 護外管102的内表面且與加熱模組104間隔設置的熱反射 層112。由於奈米碳管結構通電後產生的熱量主要通過熱 輻射的形式向外傳播，故，該熱反射層112可以有效將射 向防護外管102的熱量反射至導流内管100，並通過導流 内管100傳遞給待加熱流體。所述熱反射層11 2的材料為 一對熱輻射具有較好反射效果的白色材料，如：金屬、 金屬氧化物、金屬鹽及陶瓷等中的一種或多種。所述熱 反射層112的厚度為10 0微米〜0.5毫米。本實施例中，熱 反射層112優選為鋁箔，其厚度為100微米。 [0036] 進一步，所述防護外管102的外表面還可以設置一絕熱材 料層130。該絕熱材料層130的材料可以為石棉、矽藻土 、珍珠岩、玻璃纖維、泡沫玻璃混凝土及矽酸鈣等中的 一種或多種。所述絕熱材料層130可以進一步防止加熱導 099113285 表單編號Α0101 第17頁/共36頁 0992023466-0 201137293 流管10向外散熱，從而確保加熱導流管1 0的熱量有效利 用。 [0037] 所述加熱導流管10工作時，其第一電極1 042與第二電極 1 044分別通過一電源線106與一電源電連接。進一步，所 述加熱導流管10還包括一個溫控裝置108。該溫控裝置 108與所述加熱模組104串聯電連接。該溫控裝置108通 過改變所載入到該加熱模組104上的電壓來控制加熱模組 10 4所產生的熱量，從而達到控制加熱導流管1 0的加熱溫 度的目的。本實施例中，該溫控裝置108串聯在所述電源 線106上，以方便使用者操作。 [0038] 本發明所提供的加熱導流管10使用時，可以直接取代先 前的導流管的全部或取代先前的導流管的一部分，如直 接將該加熱導流管10連接在一導流管一端（如自來水管 龍頭）或兩個導流管之間，使導流管内流體流經所述導 流内管100，從而對流經該導流内管100的流體進行加熱 。當給加熱元件10 4 6施加一恒定電壓後，由於該加熱元 件1 0 4 6的電阻不變，故，該加熱導流管10所產生的熱量 也為恒定，進而使得導流内管100内的流體的加熱溫度恒 定。當然還可以用溫控裝置108來調節該加加熱導流管10 所產生的熱量，使其準確控制所達到的溫度。 [0039] 本實施例對所述加熱導流管10的加熱效果進行測試。其 中，所述導流内管100為一柱狀矽橡膠管，其外徑為約 5. 12毫米，管壁厚度約為1.15毫米。所述防護外管102 為一聚四氟乙烯管，其内徑為6.36毫米，厚度為1.35毫 米。所述導流内管1 0 0與防護外管1 0 2之間通過一塑膠密 099113285 表單編號Α0101 第18頁/共36頁 0992023466-0 201137293 封件110間隔設置。所述第一電極丨042與第二電極1044 為鍍銀的銅線’該銅線的直徑為為〇. 25毫米。所述第一 電極1042與第二電極1〇44分別沿所述導流内管100的軸 向延伸’且該第一電極1042與第二電極1 044及導流内管 100的中心轴共面設置。所述加熱元件1046為一寬度為5 厘米的奈米碳管拉膜。該奈米碳管拉膜包裹於所述導流 内管100外表面。該第一電極丨〇42與第二電極1044設置 於加熱元件1046靠近密封空間12〇的表面。該奈米碳管拉 膜中的奈米碳管由第一電極1042向第二電極1044延伸。 [0040]請參閱圖8 ’為測試方便，所逑導流内管1 〇 〇的兩端均延 伸出所述防護外管102足夠的長度，且一端經一流體泵3〇 延伸至一盛有水50的第一容器6〇，另一端延伸至一空的 第二容器40。通過流體泵的作用使水50從第一容器6〇經 導流内管100流向第二容器40。通過調整流體泵3〇的轉速 可使水50在導流内管100中平穩流動。本次測試中，將水 50的流速設置為3.53ml/min，以能夠類比醫用輸液的情 況。該測試過程中環境及第一容器60中水源的溫度為24 。(：。採用熱電偶對導流内管10〇出口的水溫進行測量結果 如表1所示。 [0041]表1加熱導流管1〇的測試結果 [0042] 099113285
表單編號A0101 外加電壓（V) .^ 導通電流（A ) 加熱功率（W) 出口端水溫（ °〇 —^ 0.3 0. 93 30 —- 〇. 4 1. 80 34 0. 6 _____· _ 3. 60 41 第19頁/共36頁 0992023466-0 201137293 7.5 0.9 6. 75 53 9. 0 1.2 10.8 72 從上述資料中可以看出，用較低的電壓，加熱導流管1 ο 就能對水進行充分預熱。整個測試過程穩定，導流内管 100出口處水的溫度在30秒之内就可達到預定溫度，加熱 效果平穩且均勻。 [0043] 圖9為加熱導流管10的加熱功率與導流内管100内流體溫 度差的線性關係圖。從圖9可以看出，導流内管100中水 溫的變化與加熱導流管10的加熱功率成線形關係，故， 流動的水50能成比例地接受由電能轉化的熱量，整體系 統的熱量耗散較小。 [0044] 請參閱圖10，本發明第二實施例所提供的加熱導流管20 包括一導流内管200，一套設於該導流内管200外的防護 外管202，一設置於所述防護外管202内表面的熱反射層 212，一設置於所述導流内管200與防護外管202之間的 加熱模組204及一設置於防護外管202的内表面的熱反射 層212。所述防護外管202與導流内管200之間形成一密 封空間220，且該加熱模組204設置於所述密封空間220 内。所述加熱模組204包括一加熱元件2046。一第一電極 2042及一第二電極2044。本發明第二實施例所提供的加 熱導流管20與本發明第一實施例所提供的加熱導流管1 0 的結構基本相同，其區別在於所述熱反射層212為一絕緣 熱反射層212，所述加熱模組204設置於該絕緣熱反射層 212靠近密封空間220的表面。 [0045] 本發明提供的加熱導流管可以用於氣體或液體加熱，如 099113285 表單編號Α0101 第20頁/共36頁 0992023466-0 201137293 [0046] ❹ [0047] [0048] [0049] ❹ [0050] [0051] [0052] 在·大型火電站的燃燒锅爐中預熱空氣來提高反應產率 以減少反應堆廢氣的排放量；在生物學實驗中對流管 中的物質進行分段加熱，以精確操控各種酶的催化作用 ’在醫用輸液中’對冰冷的藥液注入人體之前進行加熱 ，以增加治療效果；工業、生活中對自來水管中的水進 行加熱，以防止結冰或滿足生活需要。 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利巾請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例 ，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化， 皆應涵蓋於以下申請專利範園内。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明第一實施例提供的加熱導流管的結構示意圖 〇 圖2為圖1的加熱導流管沿線11 -ίΐ的剖面示意圖。 圖3為本發明第一實施例的加熱導流管中的奈米碳管拉膜 的掃描電鏡照片。 圖4為圖3中的奈米碳管拉膜中的奈米碳管片段的結構示 意圖。 圖5為本發明第一實實施例的加熱導流管中的的非紐轉的 奈米碳管線的掃描電鏡照片。 圖6為本發明第一實實施例的加熱導流管中的扭轉的奈米 碳管線的掃描電鏡照片。 099113285 表單編號Α0101 第21頁/共36頁 0992023466-0 201137293 [0053] 圖7為本發明第一實施例提供的加熱導流管的電極纏繞設 置於導流内管外表面的結構示意圖。 [0054] 圖8為對本發明第一實施例提供的加熱導流管進行測試的 測試系統的示意圖。 [0055] 圖9為本發明第一實施例所提供的加熱導流管的加熱功率 與加熱導流管内流體溫度差的線性關係圖。 [0056] 圖1 0為本發明第二實施例提供的加熱導流管的結構示意 [0057] 圖。 【主要元件符號說明】 加熱導流管：10， 20 [0058] 導流内管 :100， 200 [0059] 連接端口 ：1002 [0060] 防護外管 :102， 202 [0061] 加熱模組 :104， 204 [0062] 第一電極 :1042, 2042 [0063] 第二電極 :1044, 2044 [0064] 加熱元件 :1046, 2046 [0065] 電源線： 106 [0066] 溫控裝置 ：108 [0067] 密封件： 110 [0068] 熱反射層 :112， 212 表單編號A0101 099113285 第22頁/共36頁 0992023466-0 201137293 [0069]密封空間·· 120，220 [0070] 絕熱材料層：130，230 [0071] 固定元件：14 ' [0072] 流體泵：30 ' [0073] 第二容器：40 [0074] 水：50 [0075] 〇 第一容器：60 099113285 表單編號A0101 第23頁/共36頁 0992023466-0