一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，包括依次連接的頂層金屬板、中間導(dǎo)熱膜及底層金屬板，每層之間通過(guò)粘結(jié)劑粘附連接；所述中間導(dǎo)熱膜為石墨烯導(dǎo)熱材料。本實(shí)用新型的均溫裝置提高了導(dǎo)冷/導(dǎo)熱速率，可以在低溫環(huán)境下加速食物冷卻，在常溫環(huán)境下加速冷凍食物的解凍，且無(wú)需額外能耗，采用低成本方式增強(qiáng)技術(shù)性能，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于傳熱均溫技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種基于石墨烯高效導(dǎo)熱膜技術(shù)的快速均溫裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食物快速冷凍或快速解凍，應(yīng)用于冰箱、冷柜等制冷設(shè)備，或廚房用具中。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的冰箱、冷柜中的食物速冷是一個(gè)非常重要的技術(shù)功能，但常規(guī)的實(shí)現(xiàn)方式主要采用:提高壓縮機(jī)制冷功率、改進(jìn)吹風(fēng)裝置、增加相變蓄冷液體等方法，具有成本高、能耗尚的缺陷。
[0003]另外，常用的解凍方法主要有:熱水化凍、自來(lái)水化凍、微波爐加熱、自然解凍、加熱化凍，但以上各種方法均有其弊端，比如:導(dǎo)致肉的口感和品質(zhì)變差、容易被細(xì)菌污染、增加血水流失等。
[0004]根據(jù)熱力學(xué)定律Q= K*S*dt，只要有溫差就會(huì)發(fā)生熱交換。在熱量、溫差、面積一定的情況下，換熱系數(shù)將主要影響熱交換能力，換熱系數(shù)越大，則換熱速度越快。
[0005]基于以上技術(shù)問(wèn)題和性能改進(jìn)的需求，本實(shí)用新型提供了一種無(wú)需額外增加能耗、低成本、同時(shí)實(shí)現(xiàn)速冷凍、速解凍的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型提供了一種高效的快速均溫裝置，提高了導(dǎo)冷/導(dǎo)熱速率，能夠?qū)崿F(xiàn)快速冷凍及快速解凍的雙重功能，降低了成本，適用于食品加工、或其他需要快速升溫或快速降溫的技術(shù)領(lǐng)域。
[0007]—種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，包括依次連接的頂層金屬板、中間導(dǎo)熱膜及底層金屬板，每層之間通過(guò)粘結(jié)劑粘附連接;所述中間導(dǎo)熱膜為石墨烯導(dǎo)熱材料。
[0008]進(jìn)一步的，所述石墨烯導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)為1200-2000W/(m.K)。
[0009]進(jìn)一步的，所述中間導(dǎo)熱膜的厚度為15_150μπι，所述中間導(dǎo)熱膜的面積小于或等于金屬板的面積。
[00?0]進(jìn)一步的，所述頂層金屬板和底層金屬板的導(dǎo)熱系數(shù)為200-500W/(m.K)。
[0011]進(jìn)一步的，所述頂層金屬板和底層金屬板的金屬材料為鋁、鋁合金或紫銅。
[0012]進(jìn)一步的，所述頂層金屬板或底層金屬板的厚度分別為0.5-2mm。
[0013]進(jìn)一步的，所述鋁或鋁合金表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，所述紫銅表面進(jìn)行鍍鎳處理。
[0014]進(jìn)一步的，所述中間導(dǎo)熱膜設(shè)置為平行條狀或同心圓狀，所述中間導(dǎo)熱膜在均溫裝置的中心集中布置，或均勻分散布置。
[0015]進(jìn)一步的，所述粘結(jié)劑為導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂或粘性膠。
[0016]進(jìn)一步的，所述頂層金屬板為平板形狀、盤子形狀或箱體形狀。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本實(shí)用新型的均溫裝置提高了導(dǎo)冷/導(dǎo)熱速率，可以在低溫環(huán)境下加速食物冷卻，在常溫環(huán)境下加速冷凍食物的解凍，且無(wú)需額外能耗，采用低成本方式增強(qiáng)技術(shù)性能，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1.本實(shí)用新型的快速均溫裝置的切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2.本實(shí)用新型的局部黏貼平行條狀中間導(dǎo)熱膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3.本實(shí)用新型的局部黏貼同心圓狀中間導(dǎo)熱膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4.本實(shí)用新型的快速均溫裝置的俯視圖；
[0022]圖中標(biāo)注:(I)頂層金屬板、(2)中間導(dǎo)熱膜、(3)底層金屬板、(4)粘結(jié)劑、(5)膠帶。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024]—種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，包括依次連接的頂層金屬板1、中間導(dǎo)熱膜2及底層金屬板3，每層之間通過(guò)粘結(jié)劑4粘附連接。所述中間導(dǎo)熱膜為石墨烯導(dǎo)熱材料，所述石墨烯導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)為1200-2000W/(m.K);所述中間導(dǎo)熱膜的厚度為15-150μπι。所述中間導(dǎo)熱膜的面積小于或等于金屬板的面積，沒(méi)有導(dǎo)熱膜的地方，采用3M膠或其他普通膠帶5將上下兩層金屬板黏貼。如圖1所示為整體黏貼石墨烯導(dǎo)熱膜的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2和圖3所示為局部黏貼石墨烯導(dǎo)熱膜的結(jié)構(gòu)示意圖；所述導(dǎo)熱膜可以設(shè)置為平行條狀(圖2)或同心圓狀(圖3)，所述導(dǎo)熱膜在均溫裝置的中心集中布置，或均勻分散布置。
[0025]所述頂層金屬板和底層金屬板可以使用同樣的或不同的金屬材料，金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)為200-500W/(m.K);金屬材料選自鋁、鋁合金或紫銅，優(yōu)選的鋁或鋁合金表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，優(yōu)選的紫銅表面進(jìn)行鍍鎳處理，以增強(qiáng)外觀美觀性、延長(zhǎng)壽命;所述頂層金屬板、底層金屬板的厚度為0.5-2mm。
[0026]所述粘結(jié)劑為導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂或粘性膠(粘性膠水或膠帶等)，采用整體區(qū)域黏貼或圍繞金屬板中心位置局部塊狀黏貼的方式，所述粘結(jié)劑的厚度為80-120nm?？梢栽谒鍪?dǎo)熱膜兩側(cè)設(shè)置雙面膠，直接粘貼在金屬板上。
[0027]所述頂層金屬板的結(jié)構(gòu)可以加工成為平板形式或四邊上翹的盤子型，也可以是其他具有實(shí)用價(jià)值的任意形狀。
[0028]本實(shí)用新型的快速均溫裝置的工作溫度范圍適用于-40?100°C。
[0029]速冷場(chǎng)景:將500g牛肉(或者豬肉)冷卻到_18°C，使用本裝置由0°C降到_5°C的冰晶電通過(guò)時(shí)間相對(duì)常規(guī)冷凍縮減，冷卻時(shí)，將均溫板放置于低溫環(huán)境(冰箱、冷柜冷凍室或者冷藏室)，將環(huán)境溫度下(如:32 °C )的食物放置于低溫環(huán)境的均溫板上，實(shí)現(xiàn)單面充分接觸，與常規(guī)的冷凍方式相比，使用本裝置縮減時(shí)間50 %，并能夠有效提高肉的口感、避免肉的細(xì)胞破壞。
[0030]速解凍場(chǎng)景:將本裝置應(yīng)用于食物的快速解凍，比如500g牛肉(或者豬肉)從冰箱或者冷柜冷凍室拿出后，需要從_18°C快速升溫到(TC，以實(shí)現(xiàn)肉容易被刀具切開、進(jìn)行烹飪，可作為一種常用的廚房用具。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1所示，一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，包括依次連接的頂層金屬板、中間導(dǎo)熱膜及底層金屬板，頂層金屬板和底層金屬板均為平板，尺寸相同。頂層金屬板和底層金屬板中間黏貼有所述的導(dǎo)熱系數(shù)為1700W/(m.K)的矩形石墨稀導(dǎo)熱薄膜，雙面敷膠的石墨烯導(dǎo)熱膜的總厚度為150?300μπι，面積比金屬板的面積略小，沒(méi)有導(dǎo)熱膜的地方，采用3Μ膠帶將上下兩層金屬板黏貼。所述頂層金屬板和底層金屬板均采用表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理的鋁合金材料，材料的導(dǎo)熱系數(shù)為209W/(m.K)，所述頂層金屬板、底層金屬板的厚度均為I?1.5mm，或者頂層金屬板厚度為1.5?2mm，底層金屬板為0.5mm。所述頂層金屬板的結(jié)構(gòu)加工成為平板形式。
[0033]實(shí)施例2
[0034]如圖2所示，一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，包括依次連接的頂層金屬板、中間導(dǎo)熱膜及底層金屬板，頂層金屬板和底層金屬板均為平板，尺寸相同。頂層金屬板和底層金屬板中間間隔的黏貼有所述的導(dǎo)熱系數(shù)為1700W/(m.K)的矩形狀石墨烯導(dǎo)熱薄膜，形成多條帶狀架構(gòu)，雙面敷膠的石墨烯導(dǎo)熱膜的總厚度為150?300μπι，沒(méi)有導(dǎo)熱膜的地方，采用3Μ膠帶將上下兩層金屬板黏貼。所述頂層金屬板和底層金屬板均采用表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理的鋁合金材料，材料的導(dǎo)熱系數(shù)為209W/(m.K)，所述頂層金屬板、底層金屬板的厚度均為I?1.5mm，或者頂層金屬板厚度為1.5?2mm，底層金屬板為0.5mm。所述頂層金屬板的結(jié)構(gòu)加工成為平板形式。
[0035]實(shí)施例3
[0036]如圖3所示，一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，包括依次連接的頂層金屬板、中間導(dǎo)熱膜及底層金屬板，頂層金屬板和底層金屬板均為平板，尺寸相同。頂層金屬板和底層金屬板中間間隔的黏貼有所述的導(dǎo)熱系數(shù)為1700W/(m.K)的環(huán)形狀石墨烯導(dǎo)熱薄膜，形成多個(gè)環(huán)形嵌套狀架構(gòu)，雙面敷膠的石墨烯導(dǎo)熱膜的總厚度為150?300μπι，沒(méi)有導(dǎo)熱膜的地方，采用3Μ膠帶將上下兩層金屬板黏貼。所述頂層金屬板和底層金屬板均采用表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理的鋁合金材料，材料的導(dǎo)熱系數(shù)為209W/(m.K)，所述頂層金屬板、底層金屬板的厚度均為I?1.5mm，或者頂層金屬板厚度為1.5?2mm，底層金屬板為0.5mm。所述頂層金屬板的結(jié)構(gòu)加工成為平板形式。
[0037]應(yīng)用實(shí)例:分別取500g牛肉放置在實(shí)施例1-3的均溫裝置上，均溫裝置放置在-180C的風(fēng)冷冰箱冷凍室內(nèi)，其穿過(guò)冰晶帶的時(shí)間分別為183min、190min、192min，而同樣的牛肉放在冰箱冷凍室內(nèi)，其穿過(guò)冰晶帶的時(shí)間為283min，因此使用本裝置可以有效縮減穿過(guò)冰晶帶時(shí)間，從而增進(jìn)肉的口感。
[0038]在常溫250C，將500g冷凍的牛肉放置在該均溫裝置上，經(jīng)過(guò)5?1min，就可以用刀切開，而普通的自然化凍方式需要I?2h。
[0039]以上實(shí)施例僅是本實(shí)用新型若干種優(yōu)選實(shí)施方式中的幾種，應(yīng)當(dāng)指出，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例;對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，包括依次連接的頂層金屬板、中間導(dǎo)熱膜及底層金屬板，每層之間通過(guò)粘結(jié)劑粘附連接;所述中間導(dǎo)熱膜為石墨烯導(dǎo)熱材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述石墨烯導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)為1200-2000W/(m.K)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述中間導(dǎo)熱膜的厚度為15-150μπι，所述中間導(dǎo)熱膜的面積小于或等于金屬板的面積。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述頂層金屬板和底層金屬板的導(dǎo)熱系數(shù)為200-500W/(m.K)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述頂層金屬板和底層金屬板的金屬材料為鋁、鋁合金或紫銅。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述頂層金屬板或底層金屬板的厚度分別為0.5-2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述鋁或鋁合金表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，所述紫銅表面進(jìn)行鍍鎳處理。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述中間導(dǎo)熱膜設(shè)置為平行條狀或同心圓狀，所述中間導(dǎo)熱膜在均溫裝置的中心集中布置，或均勻分散布置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述粘結(jié)劑為導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂或粘性膠。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于石墨烯導(dǎo)熱膜技術(shù)的高效均溫裝置，其特征在于，所述頂層金屬板為平板形狀、盤子形狀或箱體形狀。
【文檔編號(hào)】B32B33/00GK205573168SQ201620244048
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】王定遠(yuǎn), 劉杰, 張立臣, 于慧
【申請(qǐng)人】青島海爾智能技術(shù)研發(fā)有限公司