加热管、加热管的制备方法、液体加热器与流程

[0001]
本发明涉及加热器技术领域，尤其涉及一种加热管、加热管的制备方法、液体加热器。


背景技术：

[0002]
目前，用以加热液体的电加热器一般都是电阻丝，在电阻丝外部设置绝缘层，放置于储水空间中，实现加热。但是，该种加热方式加热速度慢、热效率低且带电的电阻丝与水不分离，易引起漏电现象，使用不安全。
[0003]
为解决上述问题，现有的部分电加热器在石英玻璃管的外周设置透明导电薄膜层，液体流经石英玻璃管内的过程中，透明导电薄膜层发热给液体加热，从而，能够实现水电分离，较为安全。但是，这种单纯依靠透明导电薄膜层发热的传导式加热，电热转换率较低，加热速度慢，无法满足用户的需求。
[0004]
有鉴于此，有必要提供一种新的加热管、加热管的制备方法、液体加热器以解决上述问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种加热管、加热管的制备方法、液体加热器。
[0006]
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种加热管，包括中空的石英玻璃管、设于所述石英玻璃管外表面的发热电阻层、与所述发热电阻层相连的电极，所述发热电阻层的材料为石墨烯碳基高分子材料。
[0007]
作为本发明进一步改进的技术方案，所述电极的数量为至少三个，且至少三个所述电极沿所述石英玻璃管的轴向间隔分布于所述发热电阻层上。
[0008]
作为本发明进一步改进的技术方案，至少三个所述电极沿所述石英玻璃管的轴向均匀分布于所述发热电阻层上。
[0009]
作为本发明进一步改进的技术方案，所述电极的材料为纳米导电银浆。
[0010]
为实现上述发明目的，本发明还提供一种加热管的制备方法，包括如下步骤：
[0011]
s1：在石英玻璃管的外表面涂覆石墨烯碳基高分子材料，固化冷却后形成位于石英玻璃管外表面的发热电阻层；
[0012]
s2：在发热电阻层上设置电极。
[0013]
作为本发明进一步改进的技术方案，步骤s1中的固化具体为：将涂覆有石墨烯碳基高分子材料的石英玻璃管放入高温烤炉，经过80℃的预热，预热冷却后再经过280℃的高温烘烤，最后再在450℃下烘烤4小时。
[0014]
作为本发明进一步改进的技术方案，所述电极的数量为至少两个，且至少两个所述电极沿所述石英玻璃管的轴向间隔分布于所述发热电阻层上。
[0015]
作为本发明进一步改进的技术方案，所述电极的材料为纳米导电银浆；步骤s2具体为：在发热电阻层上与待形成电极相对应的位置处涂布纳米导电银浆，将涂布有纳米导
电银浆的所述石英玻璃管放入高温烤炉，在140℃下烘烤2小时。
[0016]
为实现上述发明目的，本发明还提供一种液体加热器，具有上述的加热管。
[0017]
为实现上述发明目的，本发明还提供一种液体加热器，具有由上述的加热管的制备方法制备出的加热管。
[0018]
本发明的有益效果是：本发明中将加热管中的发热电阻层的材料设置为石墨烯碳基高分子材料，在通电后，一方面，石墨烯碳基高分子材料形成的发热电阻层将电能转换为热能，能够通过传导式加热的方式对石英玻璃管内的水进行加热；另一方面，所述石墨烯碳基高分子材料在发热的过程中发射远红外线光波，能够通过远红外辐射加热，即同时进行传导式加热与远红外辐射加热，提高电热转换率，达到节能省电的效果。
附图说明
[0019]
图1是本发明中的加热管的结构示意图。
[0020]
图2为本发明中的加热管的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0021]
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述，请参照图1至图2所示，为本发明的较佳实施方式。但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
[0022]
请参图1所示，本发明提供一种加热管100，用以实现对液体的加热，本发明以所述加热管100用以加热水为例进行具体的阐述，当然，并不以此为限。
[0023]
所述加热管100包括中空的石英玻璃管1、设于所述石英玻璃管1外表面的发热电阻层2、与所述发热电阻层2相连的电极3，通电后，发热电阻层2将电能转换为热能，对流经所述石英玻璃管1内的水进行加热，能够完全使电液分离，增强安全性，提高使用寿命。
[0024]
所述发热电阻层2的材料为石墨烯碳基高分子材料，在通电后，一方面，石墨烯碳基高分子材料形成的发热电阻层2将电能转换为热能，能够通过传导式加热的方式对石英玻璃管1内的水进行加热；另一方面，所述石墨烯碳基高分子材料在发热的过程中发射远红外线光波，能够通过远红外辐射加热，即同时进行传导式加热与远红外辐射加热，提高电热转换率，达到节能省电的效果，且不会产生水垢。
[0025]
同时，所述石墨烯碳基高分子材料在发热的过程中发射远红外线光波，能够引起水分子共振，将较大的水分子団簇变成小分子団簇，增加水中溶氧量，调节水的酸碱度，令水呈弱碱性，均衡滤出锌、镁、钙、锶、硒等对人体有益的矿物质和微量元素，若用户饮用该水，能够有助于营养吸收，促进新陈代谢，提高人体免疫力，且长期饮用能够预防各种结石并对体内结石有一定的消融作用，可改善高血压、胃炎及便秘等症状，且小分子水能够迅速进入人体并渗透到各器官细胞内，对已失调的人体器官细胞进行调整，使其恢复平衡状态，从而达到预防疾病和保健的作用；若是用户使用该水洗漱，活性较大的小分子水能够激活肌肤细胞的生长，并且有很强的渗透力，可以快速进入肌肤内部，还能给人体细胞提供更多的氧，并补充肌肤所需的养分。
[0026]
所述石墨烯碳基高分子材料为石墨烯掺杂碳基复合材料，所述碳基复合材料是指
包括碳元素、树脂等不同种类的非金属材料混合而成的一种高分子材料。
[0027]
可以理解的是，所述发热电阻层2的发热效率与涂布的石墨烯碳基高分子材料的密度和厚度有关，相同的密度下，涂布的石墨烯碳基高分子材料的厚度越厚功发热效率越大，相同厚度下涂布的石墨烯碳基高分子材料的密度越大，发热效率越大，在具体实施方式中，可根据具体需求调节形成发热电阻层2的石墨烯碳基高分子材料的密度和厚度。经实验，采用石墨烯碳基高分子材料形成的发热电阻层2的发热效率能够高达99.3％。
[0028]
进一步地，所述电极3的数量为至少三个，且至少三个所述电极3沿所述石英玻璃管1的轴向间隔分布于所述发热电阻层2上，所述至少三个电极3将所述加热管100分为多段加热段，在使用过程中，可根据待加热的水量以及水温的需求，控制不同的加热段通电以控制加热功率，实现多档位调节。
[0029]
可以理解的是，所述电极3的数量可根据实际需求的加热功率来确定。
[0030]
于一具体实施方式中，至少三个所述电极3沿所述石英玻璃管1的轴向均匀分布于所述发热电阻层2上，当然，并不以此为限。
[0031]
进一步地，所述电极3的材料为纳米导电银浆，相较于现有的安装金属圈作为电极3，本发明中的电极3稳定性更强，且简化了所述加热管100的结构。
[0032]
请参图2所示，本发明还提供一种上述的加热管100的制备方法，包括如下步骤：
[0033]
s1：在石英玻璃管1的外表面涂覆石墨烯碳基高分子材料，固化冷却后形成位于石英玻璃管1外表面的发热电阻层2；
[0034]
s2：在发热电阻层2上设置电极3。
[0035]
进一步地，步骤s1前还包括如下步骤：清洗石英玻璃管1，使所述石英玻璃管1的外表面无任何残留物，从而便于后续涂覆的所述石墨烯碳基高分子材料与所述石英玻璃管1之间的贴合度。
[0036]
进一步地，步骤s1中的固化具体为：将涂覆有石墨烯碳基高分子材料的石英玻璃管1放入高温烤炉，经过80℃的预热，预热冷却后再经过280℃的高温烘烤，最后再在450℃下烘烤4小时。使石墨烯碳基高分子材料充分固化。
[0037]
在所述电极3的材料为纳米导电银浆的实施方式中，步骤s2具体为：在发热电阻层2上与待形成电极3相对应的位置处涂布纳米导电银浆，将涂布有纳米导电银浆的所述石英玻璃管1放入高温烤炉，在140℃下烘烤2小时，使纳米导电银浆充分固化形成电极3。
[0038]
进一步地，本发明还提供一种液体加热器(未图示)，如，电热水器，所述液体加热器具有上述的加热管100或者由上述的加热管100的制备方法制备出的加热管100。
[0039]
具体地，所述液体加热器包括进水管、出水管，所述加热管100的两端分别与所述进水管、出水管连通，以通过所述进水管将冷水输送至加热管100内加热，并将加热后的水自所述出水管排出，供用户使用。
[0040]
综上所述，本发明中将加热管100中的发热电阻层2的材料设置为石墨烯碳基高分子材料，在通电后，一方面，石墨烯碳基高分子材料形成的发热电阻层2将电能转换为热能，能够通过传导式加热的方式对石英玻璃管1内的水进行加热；另一方面，所述石墨烯碳基高分子材料在发热的过程中发射远红外线光波，能够通过远红外辐射加热，即同时进行传导式加热与远红外辐射加热，提高电热转换率，达到节能省电的效果。
[0041]
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一
个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0042]
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。