烤箱及其加热管的制作方法

1.本实用新型涉及家电技术领域，更具体地说，涉及一种烤箱及其加热管。


背景技术：

2.现有技术中的电烤箱升温速度慢，开机需要十分钟左右的预热时间，达到120℃最快也需要七分钟，其烹饪的食物，红外加热系数低导致烤制食物表面无法有效达到锁住水分的外酥里嫩的效果。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种加热管，该加热管的结构设计可以有效地提高升温速度，缩短预热时间，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述加热管的烤箱。
4.为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种加热管，包括：
6.内管，所述内管的外表面涂覆有石墨烯涂层；
7.石英外管，所述石英外管套设在所述内管外侧；
8.两个绝缘堵头，两个所述绝缘堵头用于封堵所述石英外管的两端和所述内管的两端，所述绝缘堵头与所述内管和所述石英外管均固定；
9.支撑杆，所述支撑杆贯穿所述内管且所述支撑杆的两端分别穿过两个所述绝缘堵头外露于所述石英外管外侧，与所述石墨烯涂层电连接的正极引线和负极引线的局部嵌入所述支撑杆内部并沿着所述支撑杆延伸。
10.优选地，上述加热管中，所述内管的外侧还固定套设有两个极耳，两个所述极耳分别与所述石墨烯涂层两端接触，且两个所述极耳分别与正极引线和负极引线电连接；
11.所述极耳为铜环。
12.优选地，上述加热管中，所述绝缘堵头的内侧设置有环形凸起，所述石英外管的端部套设在所述环形凸起的外侧，所述内管的端部套设在所述环形凸起的内侧。
13.优选地，上述加热管中，所述支撑杆包括内置段和分别与所述内置段两端连接的两个外露段，所述内置段位于所述石英外管内侧，两个所述外露段分别位于所述石英外管两端外侧；
14.所述正极引线嵌入所述支撑杆内的部分由所述内置段延伸至一个所述外露段；所述负极引线嵌入所述支撑杆内的部分由所述内置段延伸至另一个所述外露段。
15.优选地，上述加热管中，所述外露段与所述内置段之间夹角为90
°
；所述外露段与所述内置段之间圆滑过渡。
16.优选地，上述加热管中，所述内管的内侧还设置有红外反射层。
17.优选地，上述加热管中，所述红外反射层涂覆在所述内管内表面，或者，所述红外反射层为设置于所述内管内侧的红外反射板。
18.优选地，上述加热管中，所述内管和石英外管之间填充惰性气体。
19.优选地，上述加热管中，所述内管的材质为石英、云母、微晶、玻璃或陶瓷。
20.一种烤箱，包括如上述中任一项所述的加热管。
21.石墨烯的导热系数高达1500w(m/k)，并且石墨烯在室温下载流子为1500cm/(v.s)，是目前已知载流子迁移率最高的物质，其载流子是锑化铟的两倍以上。在石墨烯涂层通电情况下，石墨烯涂层中的碳分子在电阻中产生声子、电子和离子，由产生的碳分子团布朗运动而产生热能。本实用新型提供的加热管中，石墨烯涂层通电后发热，热量由石墨烯涂层通过逐层传导至烤箱腔体内的空气，然后经过空气的导热和对流来加热食物，同时石墨烯涂层产生的热能又会通过控制波长在5—14微米向外辐射，以辐射方式直接对食物加热，有效电热能总转换率达99％以上，且石墨烯材料具有超导性，保证了发热性能稳定，高导电及导热性能，实现了烤箱开机瞬热，能够达到5s内至少升温300℃。
22.由上可知，本实用新型提供的加热管结构中，其内管的外表面涂覆有石墨烯涂层，可提高烤箱内的升温速度，缩短预热时间。
23.另外，将石墨烯涂层涂覆在内管的外表面，加工简单，工艺成熟，可以保证涂层涂抹均匀。在内管的外侧套设透红外的石英外管可以使辐射热量有效散出。
24.为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种烤箱，该烤箱包括上述任一种加热管。由于上述的加热管具有上述技术效果，具有该加热管的烤箱也应具有相应的技术效果。
附图说明
25.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。
26.图1为本实用新型实施例提供的加热管的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例提供的加热管局部的剖视图；
28.图3为本实用新型实施例提供的加热管局部的爆炸图；
29.图4为本实用新型实施例提供的石英外管内部的结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例提供的支撑杆的结构示意图；
31.图6为本实用新型实施例提供的烤箱的结构示意图；
32.图7为本实用新型实施例提供的烤箱的内部示意图。
33.在图1-图7中：
34.1-石英外管、2-支撑杆、2a-内置段、2b-外露段、3-绝缘堵头、4-石墨烯涂层、5-内管、6-极耳、7-引线、8-箱体、9-箱门、10-烤盘、11-烤架、a-加热管。
具体实施方式
35.本实用新型的第一个目的在于提供一种加热管，该加热管的结构设计可以有效地提高升温速度，缩短预热时间，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述加热管的烤箱。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.请参阅图1-图5，本实用新型提供的加热管包括内管5、石英外管1、支撑杆2以及两个绝缘堵头3。
39.内管5的外表面涂覆有石墨烯涂层4。具体地，内管5的两端可以留白，即留白区内不涂覆石墨烯涂层4，以便于与绝缘堵头3连接。
40.石英外管1套设在内管5外侧。石英外管1和内管5相对固定，石英外管1和内管5可以同轴设置。
41.两个绝缘堵头3用于封堵石英外管1的两端和内管5的两端，绝缘堵头3与内管5和石英外管1均固定。具体地，两个绝缘堵头3分别封堵石英外管1的两端，同时两个绝缘堵头3分别封堵内管5的两端。绝缘堵头3与内管5和石英外管1均相对固定，最终实现石英外管1和内管5的相对固定。
42.支撑杆2贯穿内管5，即支撑杆2穿过内管5内部。并且支撑杆2的两端分别穿过两个绝缘堵头3外露于石英外管1外侧，即支撑杆2的两端位于内管5和石英外管1的外部，支撑杆2的两端穿过绝缘堵头3以露在石英外管1外侧。与石墨烯涂层4电连接的正极引线和负极引线的局部嵌入支撑杆2内部并沿着支撑杆2延伸。正极引线和负极引线可以分别与石墨烯涂层4的两端电连接。正极引线的局部是指正极引线的一部分，负极引线的局部是指负极引线的一部分。正极引线的一部分嵌入支撑杆2内部并沿着支撑杆2延伸，负极引线的一部分嵌入支撑杆2内部并沿着支撑杆2延伸，如此正极引线和负极引线可以沿着支撑杆2延伸至石英外管1外部，与电源连接。
43.该处需要说明的是，正极引线和负极引线可以分别沿着支撑杆2的两端部分延伸，最终正极引线和负极引线分别从支撑杆2的两端伸出并与电源连接。
44.石墨烯的导热系数高达1500w(m/k)，并且石墨烯在室温下载流子为1500cm/(v.s)，是目前已知载流子迁移率最高的物质，其载流子是锑化铟的两倍以上。在石墨烯涂层4通电情况下，石墨烯涂层4中的碳分子在电阻中产生声子、电子和离子，由产生的碳分子团布朗运动而产生热能。本实用新型提供的加热管中，石墨烯涂层4通电后发热，热量由石墨烯涂层4通过逐层传导至烤箱腔体内的空气，然后经过空气的导热和对流来加热食物，同时石墨烯涂层4产生的热能又会通过控制波长在5—14微米向外辐射，以辐射方式直接对食物加热，有效电热能总转换率达99％以上，且石墨烯材料具有超导性，保证了发热性能稳定，高导电及导热性能，实现了烤箱开机瞬热，能够达到5s内至少升温300℃。
45.由上可知，本实用新型提供的加热管结构中，其内管5的外表面涂覆有石墨烯涂层4，可提高烤箱内的升温速度，缩短预热时间。
46.另外，将石墨烯涂层4涂覆在内管5的外表面，加工简单，工艺成熟，可以保证涂层涂抹均匀。在内管5的外侧套设透红外的石英外管1可以使辐射热量有效散出。
47.为了便于正极引线和负极引线与石墨烯涂层4电连接，内管5的外侧还固定套设有两个极耳6，两个极耳6分别与石墨烯涂层4两端接触，即两个极耳6分别位于石墨烯涂层4两端，且两个极耳6分别与石墨烯涂层4两端接触以实现极耳6与石墨烯涂层4之间电连接。另外，两个极耳6分别与正极引线和负极引线电连接，以实现正极引线通过一个极耳6与石墨烯涂层4电连接，负极引线通过另一个极耳6与石墨烯涂层4电连接，如此更加便于各个部件之间电连接。
48.优选地，极耳6可以为铜环，铜环套设在内管5外侧。铜环的一侧与石墨烯涂层4的端部相抵，铜环的另一侧与正极引线或负极引线连接，以实现极耳6与石墨烯涂层4接触电连接，且同时铜环与正极引线或负极引线电连接。
49.当然，极耳6还可以为钼片或其它材质，在此不作限定。
50.如图2所示，绝缘堵头3的内侧设置有环形凸起，具体地，绝缘堵头3朝向内管5的一侧设置有环形凸起，环形凸起伸入至石英外管1内。石英外管1的端部套设在环形凸起的外侧，内管5的端部套设在环形凸起的内侧，以实现绝缘堵头3将石英外管1的端部封堵，同时绝缘堵头3将内管5的端部封堵。内管5的内部与内管5外部分隔。
51.绝缘堵头3与石英外管1的端部可以过盈配合，并且绝缘堵头3与内管5的端部也可以过盈配合。
52.如图4和图5所示，支撑杆2包括内置段2a和两个外露段2b，两个外露段2b分别与内置段2a两端连接。内置段2a位于石英外管1内侧，两个外露段2b分别位于石英外管1两端外侧。
53.正极引线嵌入支撑杆2内的部分由内置段2a延伸至一个外露段2b；负极引线嵌入支撑杆2内的部分由内置段2a延伸至另一个外露段2b。具体地，正极引线和负极引线分别沿着两个外露段2b延伸，支撑杆2的两端与烤箱内壁连接，正极引线和负极引线从外露段2b直接嵌入烤箱内壁里面，正极引线和负极引线从烤箱壁的内部引线，以防止正极引线和负极引线暴露在烤箱内部。
54.为了便于将支撑杆2的两端与烤箱内壁连接，外露段2b与内置段2a之间夹角可以为90
°
，如此支撑杆2的两端可以与烤箱的顶壁连接，具体地，外露段2b背离内置段2a的一端直接与烤箱的顶壁连接。外露段2b与内置段2a之间可以圆滑过渡，以便于内部引线7弯折。
55.当然，支撑杆2可以为任意形状，具体可以根据实际情况自行设定。当然，支撑杆2的端部也可以与烤箱侧壁或底壁连接，在此不作限定。
56.内管5的内侧还可以设置有红外反射层，以防止石墨烯通电加热后向内管5圆心方向辐射热量，导致加热管a内部温度过高，热量不能有效的传递到食物。
57.具体地，红外反射层涂覆在内管5内表面，或者，红外反射层为设置于所述内管5内侧的红外反射板。红外反射层沿着内管5的周向设置。
58.内管5优选绝缘、耐高温、稳定性好的材料，具体，内管5材质可以为石英、云母、微晶、玻璃、陶瓷等。当然，内管5也可以为金属管，如此内管5与石墨烯涂层4之间涂一层耐高温绝缘涂层，或内管5中抽真空后封装不导电的惰性气体且内管5两端安装耐高温绝缘堵头3的方式，也可保证绝缘。
59.该实施例中，内管5优选石英管，可利用精密模压成型工艺直接加工，简单且成本低、并且软化温度高、热膨胀系数低、机械强度高、化学稳定性良好，适用于烤箱内的高温工作环境。
60.另一实施例中，内管5和石英外管1之间填充惰性气体，如氩气，可以提高加热管a可靠性、最大耐高温度和提高使用寿命。
61.基于上述实施例中提供的加热管a，本实用新型还提供了一种烤箱，该烤箱包括上述实施例中任意一种加热管a。由于该烤箱采用了上述实施例中的加热管a，所以该烤箱的有益效果请参考上述实施例。
62.如图6和图7所示，烤箱包括箱体8和箱门9，烤箱内部设置滑轨和与滑轨滑动配合的烤盘10和/或烤架11。加热管a可以布置于烤箱侧壁、顶壁、底壁或后壁，在此不作限定。加热管a整体可以为直型、弯型等。
63.加热管a的数量可以为多个，多个加热管a可以平行设置，或者多个加热管a可以多角度布置，各加热管a之间位置不干涉即可。加热管a的长度、装配位置、装配角度均可不受限。
64.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
65.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
66.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。