一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的制作方法

1.本实用新型涉及取暖器领域，具体涉及一种石墨烯聚合纳米能量取暖器。


背景技术：

2.目前，市场上的取暖器一般是通过电热元件将电能转化为热能，然后通过空气对流换热或辐射换热将热量传播出去。根据工作原理可分为自然对流电取暖器和强制对流式电取暖器。根据电热元件则可分为板式电取暖器和管式电取暖器。
3.自然对流式电取暖器的工作原理：电热元件将其周围的空气加热，空气受热密度变小从而上升，从电取暖器顶部出气口排出。而冷空气从电取暖器底部进入。冷热空气进行内外循环，使空气都得到加热，从而空气温度逐渐提升。强制对流式取暖器工作原理：将风机安装在取暖器中，风机可驱动电热元件周围的受热空气进行流动，热空气从出风口排出，冷空气从风机进风口侧吸入，冷热空气进行内外循环，逐渐提高室内的空气温度。
4.无论是自然对流式电取暖器还是强制对流式取暖器，电热元件都是取暖器的核心。现有技术中的取暖器，存在以下技术问题：1电热元件容易老化，使得取暖器使用寿命较短；2电热元件有较强的电磁辐射，同时接头较多，容易存在散热不均，冷暖不匀的情况。因此，需要研发出一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，以来解决上述问题。
5.中国专利申请号为cn202020685085.2公开了一种新型取暖器，包括取暖器本体，其包括箱体和取暖板，取暖板下方安装有过滤网，过滤网左右两端与箱体内左右两侧壁中部固定连接，过滤网下方安装有加热室，加热室内部安装有多个加热管，目的是使暖气穿过取暖板对上部进行取暖、滚珠转动可以对脚部进行按摩、达到缓解疲劳的作用，没有解决电热元件容易老化、温度控制不准、具有较强的电磁辐射的问题。


技术实现要素：

6.实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，采用对流式辐射发热，发热效果好，温度上升迅速，使用寿命长，安全性高，应用前景广泛。
7.技术方案：一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，包括铝合金外壳、发热体，所述发热体安装在铝合金外壳内，所述铝合金外壳是由前面板、后面板以及框架组装而成，所述前面板外表面为竖向凹槽结构，所述框架顶部等距离设置有若干个出风口；所述发热体包括辐射发热层、反射层，所述辐射发热层是将发热丝以迂回曲绕的形状固定在前面板内表面上制得，电源插头通过电源线电性连接发热丝以来对发热丝进行供电；所述反射层固定设置在辐射发热层、后面板之间；所述发热丝包括发热芯体、保护层，所述发热芯体由若干根聚合纳米能量丝采用三维编织而成，所述保护层包括由内至外依次设置的绝缘层和防水层，并紧密包覆所述发热芯体。
8.本实用新型所述的石墨烯聚合纳米能量取暖器，结构设计合理，接通电源后，辐射发热层的发热丝发热，铝合金外壳提供了一个相对封闭的空间，高温产生大量的热辐射，这
些热辐射能量被反射层收集并反射到一个局部方向，对空气进行集中加热，同时改变空气密度，产生对流的动力，出风口控制着加热空气进出取暖器的流量和方向。
9.所述发热丝包括发热芯体、保护层，发热芯体由若干根聚合纳米能量丝采用三维编织而成，聚合纳米能量丝纤维沿空间多个方向延伸并相互交叉，整体性好，克服了其他编制方法强度低、易分层、需要缝合和机械加工的缺陷。通过三维编织而成的发热芯体，整体性好，连续性强，具有优良的柔软性，抗弯折、不易折断，而保护层包括绝缘层和防水层，使得所述发热丝防水防触电防火。
10.其中，聚合纳米能量丝纤维采用专利申请号为cn201910617985.5的一种石墨烯聚合纳米能量发热丝及其制备方法加载的配方及其工艺制成，聚合纳米能量丝纤维安全无辐射，由于是非金属矿物质，所以不产生磁场，无辐射现象；发热速度快并且持续时间长，聚合纳米能量丝纤维可做到基本无衰竭，提高了所述的石墨烯聚合纳米能量取暖器的使用寿命，还可以纳米远红外向人体发射6
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16微米的光波，通过热量合理缓慢释放；发热后还会产生负氧离子，释放的负氧离子能够活化人体细胞，增强细胞活力，有益人体健康。
11.此外，铝合金外壳内部还设置有用于放置温控装置的安装腔，铝合金外壳内部还设置有温度传感器，温度传感器与温控装置电性连接并且实时传输温度信息给温控装置，温控装置与发热丝电性连接并且可以对发热丝进行控制。进一步的，在铝合金外壳位于前面板一侧的框架上设置有与温控装置相配合的嵌入式显示屏以及控制按钮，以来达到对温度、开启、关闭等信息显示以及个性化操作的功能。其中，温控装置、温度传感器、显示屏以及控制按钮均可以选择现有技术中常见结构，在这里就不一一赘述，不影响本实用新型技术方案的实现。
12.进一步的，上述的一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，所述绝缘层是由硅胶制成，所述绝缘层表面设有抗氧化层；所述防水层为聚丙烯酸酯防水涂层，所述防水层的表面上设有若干个透散湿气的微孔。
13.所述绝缘层由硅胶制成，硅胶具有耐酸耐碱、防水、耐高温、寿命长等特性，在其表面涂抹一层抗氧化剂，进一步提升了性能。将该绝缘层包覆在发热芯体上，使发热丝具有优良的柔软性，抗弯折、无热胀冷缩变形、不易折断，使得发热丝使用中的安全性得到充分保证。所述防水层为聚丙烯酸酯防水涂层，进一步提升了防水性能，使得发热丝使用中的安全性得到更充分的保证。同时，聚丙烯酸酯防水涂层的表面上布满若干个透散湿气的微孔，不妨碍热量的传递，还增加了使用寿命。
14.进一步的，上述的一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，所述辐射发热层的材质为铝箔胶带层。
15.进一步的，上述的一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，所述铝合金外壳底部左右对称设置有固定支架。
16.进一步的，上述的一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，所述铝合金外壳底部安装有底座；所述底座为矩形箱体结构，所述底座左、右端设置有移动机构，所述移动机构包括开在底座内的滚轮空腔和位于滚轮空腔顶部的滚轮升降电机，所述滚轮升降电机固定安装在底座上，所述滚轮升降电机下方的滚轮升降轴伸入滚轮空腔中，所述滚轮升降轴下方连接有滚轮。
17.通过在铝合金外壳底部安装有底座，底座安装可以伸缩的滚轮，当取暖器需要静
止时，滚轮可以缩回滚轮空腔；当取暖器需要移动时，可以将滚轮释放，使得取暖器可以被轻松的移动，解决了取暖器不方便移动的问题，提高了使用灵活性。
18.进一步的，上述的一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，所述移动机构还包括控制开关，所述滚轮升降电机与控制开关电性连接。
19.通过控制开关可以灵活控制滚轮的伸缩。
20.进一步的，上述的一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，所述底座底部左、右端还分别对称设置有减振器，所述减振器位于移动机构内侧。
21.所述的石墨烯聚合纳米能量取暖器在静止时即滚轮缩回滚轮空腔，为了避免环境振动、人为晃动导致石墨烯聚合纳米能量取暖器倾倒，本实用新型在底座底部左、右端安装有减振器作为减振装置，以来衰减振动能量，并减弱振动的传递，达到稳定、减振的效果。
22.本实用新型的有益效果为：
23.(1)结构设计合理，接通电源后，辐射发热层的发热丝发热，铝合金外壳提供了一个相对封闭的空间，高温产生大量的热辐射，这些热辐射能量被反射层收集并反射到一个局部方向，对空气进行集中加热，同时改变空气密度，产生对流的动力，出风口控制着加热空气进出取暖器的流量和方向；
24.(2)发热丝以迂回曲绕的形状固定在前面板内表面，具有优良的柔软性，抗弯折、不易折，使用寿命长，发热效果好，温度上升迅速，安全性高；
25.(3)发热丝包括发热芯体、保护层，发热芯体由若干根聚合纳米能量丝采用三维编织而成，聚合纳米能量丝纤维沿空间多个方向延伸并相互交叉，整体性好，克服了其他编制方法强度低、易分层、需要缝合和机械加工的缺陷；
26.(4)所述聚合纳米能量丝纤维安全无辐射，发热速度快并且持续时间长，可做到基本无衰竭，提高了使用寿命；还可以纳米远红外向人体发射6
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16微米的光波，通过热量合理缓慢释放；具有理疗效果，发热后还会产生负氧离子，释放的负氧离子能够活化人体细胞，增强细胞活力，净化空气，有益人体健康。
附图说明
27.图1为本实用新型所述一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的正面结构示意图一；
28.图2为本实用新型所述一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的结构示意图；
29.图3为本实用新型所述一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的局部剖面图；
30.图4为本实用新型所述一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的发热丝结构示意图；
31.图5为本实用新型所述一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的正面结构示意图二；
32.图6为本实用新型所述一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的正面结构示意图三；
33.图7为本实用新型所述一种石墨烯聚合纳米能量取暖器的正面结构示意图三的局部剖面示意图；
34.图中：铝合金外壳1、前面板11、竖向凹槽结构111、后面板12、框架13、出风口131、发热体2、辐射发热层21、反射层22、发热丝23、发热芯体231、保护层232、绝缘层2321、防水层2322、抗氧化层2323、微孔2324、固定支架4、底座5、移动机构51、滚轮空腔511、滚轮升降电机512、滚轮升降轴513、滚轮514、控制开关515、减振器52。
具体实施方式
35.下面结合附图1
‑
7和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.如图1、2、3、4所示的上述结构的一种石墨烯聚合纳米能量取暖器，包括铝合金外壳1、发热体2，所述发热体2安装在铝合金外壳1内，所述铝合金外壳1是由前面板11、后面板12以及框架13组装而成，所述前面板11外表面为竖向凹槽结构111，所述框架13顶部等距离设置有若干个出风口131；所述发热体2包括辐射发热层21、反射层22，所述辐射发热层21是将发热丝23以迂回曲绕的形状固定在前面板11内表面上制得，电源插头通过电源线电性连接发热丝23以来对发热丝23进行供电；所述反射层22固定设置在辐射发热层21、后面板12之间；所述发热丝23包括发热芯体231、保护层232，所述发热芯体231由若干根聚合纳米能量丝2311采用三维编织而成，所述保护层232包括由内至外依次设置的绝缘层2321和防水层2322，并紧密包覆所述发热芯体231。
38.如图4所示，所述绝缘层2321是由硅胶制成，所述绝缘层2321表面设有抗氧化层2323；所述防水层2322为聚丙烯酸酯防水涂层，所述防水层2322的表面上设有若干个透散湿气的微孔2324。
39.进一步的，所述辐射发热层21的材质为铝箔胶带层。
40.此外，如图5所示，所述铝合金外壳1底部左右对称设置有固定支架4。
41.此外，如图6、7所示，所述铝合金外壳1底部安装有底座5；所述底座5为矩形箱体结构，所述底座5左、右端设置有移动机构51，所述移动机构51包括开在底座5内的滚轮空腔511和位于滚轮空腔511顶部的滚轮升降电机512，所述滚轮升降电机512固定安装在底座5上，所述滚轮升降电机512下方的滚轮升降轴513伸入滚轮空腔511中，所述滚轮升降轴513下方连接有滚轮514。
42.进一步的，所述移动机构51还包括控制开关515，所述滚轮升降电机512与控制开关515电性连接。
43.进一步的，所述底座5底部左、右端还分别对称设置有减振器52，所述减振器52位于移动机构51内侧。
44.实施例1
45.本实用新型所述的石墨烯聚合纳米能量取暖器，结构设计合理，接通电源后，辐射发热层21的发热丝发热，铝合金外壳1提供了一个相对封闭的空间，高温产生大量的热辐射，这些热辐射能量被反射层22收集并反射到一个局部方向，对空气进行集中加热，同时改变空气密度，产生对流的动力，出风口131控制着加热空气进出取暖器的流量和方向。
46.所述发热丝23包括发热芯体231、保护层232，发热芯体231由若干根聚合纳米能量丝2311采用三维编织而成，聚合纳米能量丝纤维2311沿空间多个方向延伸并相互交叉，整体性好，克服了其他编制方法强度低、易分层、需要缝合和机械加工的缺陷。通过三维编织而成的发热芯体231，整体性好，连续性强，具有优良的柔软性，抗弯折、不易折断，而保护层232包括绝缘层2321和防水层2322，使得所述发热丝23防水防触电防火。
47.其中，聚合纳米能量丝纤维2311采用专利申请号为cn201910617985.5的一种石墨烯聚合纳米能量发热丝及其制备方法加载的配方及其工艺制成，聚合纳米能量丝纤维2311安全无辐射，由于是非金属矿物质，所以不产生磁场，无辐射现象；发热速度快并且持续时间长，聚合纳米能量丝纤维2311可做到基本无衰竭，提高了所述的石墨烯聚合纳米能量取暖器的使用寿命，还可以纳米远红外向人体发射6
‑
16微米的光波，通过热量的合理缓慢释放，具有使用方便、安全、环保等特点；发热后还会产生负氧离子，释放的负氧离子能够活化人体细胞，增强细胞活力，有益人体健康。
48.此外，铝合金外壳1内部还设置有用于放置温控装置的安装腔，铝合金外壳1内部还设置有温度传感器，温度传感器与温控装置电性连接并且实时传输温度信息给温控装置，温控装置与发热丝23电性连接并且可以对发热丝23进行控制。进一步的，在铝合金外壳位于前面板一侧的框架上设置有与温控装置相配合的嵌入式显示屏以及控制按钮，以来达到对温度、开启、关闭等信息显示以及个性化操作的功能。其中，温控装置、温度传感器、显示屏以及控制按钮均可以选择现有技术中常见结构，在这里就不一一赘述，不影响本实用新型技术方案的实现。
49.进一步的，所述绝缘层2321由硅胶制成，硅胶具有耐酸耐碱、防水、耐高温、寿命长等特性，在其表面涂抹一层抗氧化剂2323，进一步提升了性能。将该绝缘层2321包覆在发热芯体231上，使发热丝23具有优良的柔软性，抗弯折、无热胀冷缩变形、不易折断，使得发热丝23使用中的安全性得到充分保证。所述防水层2322为聚丙烯酸酯防水涂层，进一步提升了防水性能，使得发热丝23使用中的安全性得到更充分的保证。同时，聚丙烯酸酯防水涂层2322的表面上布满若干个透散湿气的微孔2324，不妨碍热量的传递，还增加了使用寿命。
50.进一步的，所述辐射发热层21的材质为铝箔胶带层
51.实施例2
52.基于实施例1的基础上，如图5所示，在铝合金外壳1底部左右对称设置有固定支架4。
53.实施例3
54.基于实施例1的基础上，如图6、7所示，所述铝合金外壳1底部安装有底座5；所述底座5为矩形箱体结构，所述底座5左、右端设置有移动机构51，所述移动机构51包括开在底座5内的滚轮空腔511和位于滚轮空腔511顶部的滚轮升降电机512，所述滚轮升降电机512固定安装在底座5上，所述滚轮升降电机512下方的滚轮升降轴513伸入滚轮空腔511中，所述滚轮升降轴513下方连接有滚轮514。
55.通过在铝合金外壳1底部安装有底座5，底座5安装可以伸缩的滚轮514，当取暖器需要静止时，滚轮514可以缩回滚轮空腔511；当取暖器需要移动时，可以将滚轮514释放，使得取暖器可以被轻松的移动，解决了取暖器不方便移动的问题，提高了使用灵活性。通过控制开关515可以灵活控制滚轮514的伸缩。
56.进一步的，所述的石墨烯聚合纳米能量取暖器在静止时即滚轮缩回滚轮空腔，为了避免环境振动、人为晃动导致石墨烯聚合纳米能量取暖器倾倒，本实用新型在底座5底部左、右端安装有减振器52作为减振装置，以来衰减振动能量，并减弱振动的传递，达到稳定、减振的效果。
57.进一步的，对本实用新型所述的石墨烯聚合纳米能量取暖器的发热丝按照下述标
准进行性能检测，检测结果见表1。
58.参照gb/t 2951
‑
2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法
‑
机械性能试验》；
59.参照gb/t 3048.5
‑
2007《电线电缆电性能试验方法第5部分：绝缘电阻试验》；
60.参照《辐射供暖供冷技术规程jgj142
‑
2012》。
61.表1
[0062][0063]
此外，所述的石墨烯聚合纳米能量发热毯的发热丝的发热性能、低温适应性、高温适应性等各方面均达到《辐射供暖供冷技术规程jgj142
‑
2012》标准。
[0064]
以上实施例结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0065]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0066]
此外，本实用新型的实施方式之间可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。