一种低压无线吹风机的制作方法

本发明涉及一种头发护理用的仪器，具体涉及一种低压无线吹风机。

背景技术：

吹风机是人们日常生活中的常用电器，常被用于头发护理、实验室、理疗室、工业生产、美工等多种领域，最主要的是应用于头发的干燥和定型。目前市面常见的吹风机一般是通过电源线连接市电直接对吹风机供电，使用过程中经常存在电源线缠绕解开费时，收纳费劲，自我吹风不便利，必须长时间在固定区域使用等问题，体验感较差。特别是在一些特殊的场合，电源线给用户带来的不便将更加明显。比如：理发店，理发师傅在工作时需要受连线困扰，不仅降低了工作效率，还会给客户带来不好的体验。此外，多个吹风机同时使用，还会造成缠线的可能，并且电源线越长，线上的电能损耗就越大；在户外、旅行、游泳池和学生宿舍等一些特殊场合，受电源插座有无及其位置的关系，有线吹风机的使用也将受到限制。

市面上现有无线吹风机的类型单一，且由于吹风机内加热元件为传统电热丝，热能转换效率低，因而必须使用大容量的储能电池，不但制热效果不佳，还加重了吹风机的重量，增大了使用者的体力消耗。此外，220V条件下，一旦用电器发生漏电，则会有较大电流通过人体，对人体造成不可逆的伤害。

传统吹风机内的金属电热丝加热时，会产生大量的有害电磁波，危害人体特别是头部的健康。金属电热丝的温度在使用过程中持续上升，吹出的风越来越热，容易造成局部灼伤。另外，现有吹风机必须在干燥的环境下使用，长期使用后，还会滋生和积累细菌，不具备抗菌的功能。

技术实现要素：

为解决现有技术中出现的上述问题，本发明提供一种低压无线吹风机，其重量轻，电热转化效率高，使用便捷，在增强用户体验的同时，还具有低功耗、抑菌、理疗、安全性能高等优势。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低压无线吹风机，所述吹风机包括风筒和把手，所述风筒与所述把手内腔相通，其特征在于，所述风筒内设有加热部，所述加热部包括加热元件，所述加热元件采用柔性材料制成，能够在低电压情况下实现电热转换；所述把手内包括电路控制板和电池，所述加热元件与所述电池分别与所述电路控制板相连，所述电池通过所述电路控制板为所述加热元件供电。

进一步地，所述柔性材料包括耐高温纤维层和包覆在耐高温纤维层外的微晶石墨层，优选地，所述柔性材料为在耐高温纤维上直接生长的微晶石墨或其它碳基柔性加热材料。

进一步地，所述低电压为72V或36V及以下的安全电压。

进一步地，所述加热部还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述加热元件内，或者所述吹风机的出风口内侧；所述把手内还包括微处理器，所述温度传感器通过所述微处理器与所述电路控制板相连；

所述温度传感器实时监测所述加热元件的加热温度或所述风筒内腔出风口内侧的温度情况，并将所述温度信息传输至所述微处理器，所述微处理器通过所述电路控制板启闭所述加热元件加热，以调节加热量。

进一步地，所述加热元件左右两端分别设有一个电极，左右两个所述电极通过所述电路控制板分别接电源正极和负极。

进一步地，所述电池为充电电池，以可拆卸方式安装在所述把手内；所述吹风机还包括底座，所述把手放置在所述底座上，外界电源通过所述底座为所述电池充电。

进一步地，所述把手底端具有触点，所述底座通过所述触点连接所述把手为所述电池充电。

进一步地，所述底座以无线充电方式为所述电池充电。

进一步地，在所述风筒内中部固定设有负离子发生器，所述负离子发生器与所述电路控制板相连。

进一步地，所述吹风机还包括智能控温装置，所述智能控温装置包括LED显示屏、温度旋钮、菜单功能单元和电源开关，所述LED显示屏、所述温度旋钮、所述菜单功能单元和所述电源开关设置在所述把手的一侧，与所述电路控制板分别相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的加热元件采用柔性材料制成，电热转化效率高，可在低电压下工作，降低了吹风机对人体的伤害程度。无线技术的使用，使吹风机不再受使用区域限制，便捷性强，避免了电源线的缠绕打结问题，方便收纳，同时还减少了电能损耗。通过底座对电池充电，可使吹风机多次反复使用，延长了使用寿命，且底座还具有固定吹风机的作用。同时，由于加热元件重量轻，大大减轻了吹风机重量，使用者使用轻松，体力消耗小，大大降低了使用强度。

另外，柔性材料(优选碳基加热材料)升温速率快，无需预热、散热均匀，其热能辐射产生的远红外光波具有红外理疗功能，无有害电磁波辐射，可兼作身体部位理疗器械使用，同时，该柔性材料具有疏水、抑菌的效果，长时间使用也不会积累细菌。本发明通过智能控温装置预设多种吹风模式供选择，并实现功率和加热温度的自助调节。本发明通过负离子发生器产生负离子，可以增强头发的保湿度，中和头发之间的静电，防止头发开叉。

附图说明

图1为本发明实施例一的低压无线吹风机结构示意图；

图2为本发明实施例二中加热元件电路结构示意图；

图3为本发明实施例二中低压无线吹风机结构示意图。

其中：1-风筒、2-把手、3-底座、4-进风罩、5-出风罩、6-加热元件、7-反射层、8-隔热层、9-散热保护层、10-温度传感器、11-微处理器、12-电路控制板、13-电池、14-风机、15-固定装置、16-负离子发生器、17-LED显示屏、18-温度旋钮、19-菜单功能单元、20-电源开关、21-电量指示装置、22-电源接口、23-圆筒状加热部。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本申请文件中的上、下、左、右、内、外、前端、后端、头部、尾部等方位或位置关系用语是基于附图所示的方位或位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例记载了一种低压无线吹风机，如图1所示，该吹风机包括风筒1、把手2和底座3，风筒1下部与把手2相连，且内腔相通，通过把手2可将吹风机安置在底座3上。

风筒1可为直筒型结构，风筒1可采用耐高温的ABS(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)、PPS(聚苯硫醚)、PC(聚碳酸酯)、PA(聚酰胺)、PP(聚丙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)等一系列高分子复合材料或仿金属质感材料制成。在风筒1左右两端分别设有进风罩4和出风罩5，使风筒1内形成空气流通通道。

在风筒1内腔靠近出风罩5侧加热部通过安装件安装，加热部辐射热量，加热风筒1内的气流。

加热部包括加热元件6、反射层7、隔热层8和散热保护层9。隔热层8通过反射层7贴附在加热部的安装件上，散热保护层9与隔热层8之间形成隔层，加热元件6设置在隔层中。同时，在风筒1内隔热层8通过反射层7贴附在内壁上，以避免风筒1过热造成烫伤。

其中，本实施例的加热元件6采用柔性材料制成，可以灵活设计其位置和形状，以实现均匀散热。该柔性材料为碳纤维加热材料(一维丝状、二维膜状)、石墨烯加热材料(包括一维石墨烯纤维/一维碳纳米管、二维石墨烯薄膜(纸)、三维石墨烯)等一系列碳基柔性加热材料。该碳基柔性加热材料制成的加热元件6，热电转换效率高，可在低电压情况下实现热电转换且升温迅速。

反射层7用于反射加热区热量，阻止热量散失，可选用铝箔、银浆反射涂料、铝银浆反射涂料或陶瓷纤维。

隔热层8用于阻隔加热区内外热量交换，隔热层8可选用硅酸铝纤维棉、矿渣纤维棉、延绵、玻璃纤维棉、海泡纤维棉等一系列耐高温、防火、不燃的矿物纤维材料，或者蛭石、膨胀珍珠岩、硅酸钙保温绝热轻体材料等一系列不燃、防火的无机矿物类材料。

散热保护层9用于保护加热元件6，选用高导热系数材料制成，如耐高温的黑色导热橡胶、黑色导热布或黑色导热涂层。

加热部还包括温度传感器10，一个或多个温度传感器10均布在加热元件6内，或者设置在出风罩5内侧，并与把手2内的微处理器11相连，实时监测加热元件6的加热温度或风筒1内腔的温度情况，并将温度信息反馈给微处理器11。

在把手2内还设有电路控制板12和电池13，电池13与电路控制板12相连，电池13通过电路控制板12为吹风机供电。加热元件6与把手2内的电路控制板12相连，电路控制板12控制加热元件6加热，加热元件6向风筒1内腔辐射热量。微处理器11与电路控制板12相连，用于接收温度传感器10的反馈，并传送指令给电路控制板12，通过电路控制板12及时启闭加热元件6加热，进而控制风筒1内腔中的温度恒定，实现自助调温。

电池13以可拆卸方式安装在把手2内，其可选用充电电池，如可选择不同容量的锂电池。在把手2底端具有触点，电池13通过触点与底座3相连，通过底座3连接电源充电。由于柔性碳基材料制成的加热元件6热电转换效率高，因而相同时间产生相同的热能所需功率(最高600W)可大大降低，电池13的续航能力增大，比现有吹风机的吹风时间大大加长。同时，吹风机还包括电量指示装置21，如在进风罩4外侧设置一圈电量显示灯，或者，将电量指示装置21设置在把手2外侧等，以便显示电池13中的剩余电量，提醒用户充电。

另外，为了使在电池13没电的情况下吹风机能够正常使用，在把手2处还可设置电源接口22，该电源接口22可以为USB接口，也可为触点接口等，电源接口22一端与电路控制板12相连，另一端通过电源线与外界电源相连，在电路控制板12上具有电压转换器，可将外界电源的高压电路转换成预设的低压电路为电路控制板12供电，从而保证吹风机能够在各种情况下的正常使用。

在风筒1内还包括风机14、固定装置15和负离子发生器16，风机14和负离子发生器16分别通过固定装置15固定在风筒1内，安装加热元件6的安装件也可通过固定装置15固定在风筒1内。其中，风机14位于进风罩4内侧，负离子发生器16位于风筒1中部，风机14内侧。风机14和负离子发生器16分别与电路控制板12相连，电路控制板12根据吹风模式控制风机14以相应功率旋转，将空气带进风筒1内腔并从出风罩5吹出；在吹风机工作时，负离子发生器16产生负离子，可以增强头发的保湿度，中和头发之间的静电，防止头发开叉。

该吹风机还配有智能控温装置，该智能控温装置包括LED显示屏17、温度旋钮18、菜单功能单元19和电源开关20，LED显示屏17、温度旋钮18、菜单功能单元19和电源开关20设置在把手2的一侧，与把手2内部的电路控制板12分别相连。LED显示屏17用于显示吹风机实时温度和相应的菜单模式；温度旋钮18用于选择加热温度，如可根据发质选择合适的温度，通常吹风机可实现60～300℃的可调温度；菜单功能单元19包括多种预设的吹风模式，包含但不局限于快干、慢干和常温下吹干，以满足不同条件下的需求；电源开关20用于开关吹风机电源。

底座3上设有电源插口，通过电源插口底座3与外界电源相连，为电池13充电。把手2可通过触点连接在底座3上，底座3与电池13通过触点实现电连接完成充电操作。底座3不接电源时，可以用于固定吹风机，实现无需手持吹风，释放双手，增强用户体验。

此外，底座3为电池充电的充电方式还可选择无线充电方式，如电磁感应式、谐振式。将吹风机的把手2直接放置在底座3上，也可在底座3上设置支架用于放置把手2，通过无线传输方式为电池13充电。无线充电方式可避免导电接点外露，提高充电安全性。

本实施例的吹风机还可包括声光报警装置，声光报警装置与电路控制板12相连，当出现温度传感器10测量温度大于安全值、加热元件6电流过大、温度传感器10故障、电池13电压过低或过高、电池电流过大、或检测到漏电等情况时，电路控制板12将切断电源进入保护模式并声光报警。

在把手2的外壁上还可固定设有防滑或手型纹路，其构造符合人体工学设计，以增强使用时的舒适感。

本实施例的吹风机在使用时，打开电源开关20后，首先选择合适的温度和吹风模式，吹风机有冷风和热风两种工作模式，当吹风机工作在冷风模式时，只启动风机14和负离子发生器16，加热元件6不工作。当吹风机工作在热风模式时，加热元件6、风机14和负离子发生器16同时以预定参数启动，加热元件6加热并辐射散热，加热风筒1内腔中的空气，风机14将加热后的空气从出风罩5吹出，大量负离子混合在风筒1内腔的空气中，温度传感器10实时监测风筒1内腔或加热元件6的温度，并将温度信息反馈给微处理器11，微处理器11根据温度信息通过电路控制板12控制加热元件6是否加热，以保证风筒1内腔中温度恒定在预设温度，出风口气流温度恒定，且风机14功率选择尽快带走加热元件6热量的相应功率，当调整热风模式下的温度、风量时，电路控制板12按相应预设程序同时调整加热元件6的加热量。当电量指示装置21显示电量低时，可将吹风机安置在底座3上，利用底座3为电池13充电，如来不及充电而需使用吹风机，通过电源接口22直接连通电源，即可使用。当声光报警时，吹风机进入断电保护模式，防止发生危险。

实施例二

在一种优选实施例中，加热元件6采用本发明自制的新型加热元件，其采用在耐高温纤维上直接生长的微晶石墨获得的高性能电热材料制成。具体而言，本发明的新型加热元件包括耐高温纤维层和包覆在耐高温纤维层外的微晶石墨层。

电热材料的制备方法通常包括下述步骤：

步骤1：准备清洁的纤维材料；

步骤2：对纤维材料进行表面覆膜处理，所覆的膜层包含碳源裂解催化材料；

步骤3：将覆膜后的纤维材料置于真空反应腔中；

步骤4：向所述真空反应腔中通入保护气体和还原性气体，然后通入碳源，进行微晶石墨生长；

步骤5：在保护气体和还原性气体氛围下，对所述纤维材料进行降温，获得耐高温纤维层。

实例

具体地，以对石英纤维布覆铜处理后生长微晶石墨为例，具体说明该制备方法，具体过程如下：

步骤1：准备清洁的石英纤维布，采用超声清洗方式将石英纤维布清洗干净；

步骤2：利用常温喷铜的方法在石英纤维布表面包铜(纳米铜颗粒)，完成对石英纤维布表面的覆膜处理，控制铜膜厚度为50μm。此处所说的常温喷铜指的是利用金属溶剂把铜纳米粒子溶为一体，用普通油漆喷枪，即可直接喷出金属涂层的技术，此为现有技术这里不再详述。

步骤3：将覆铜的石英纤维布放入直径为3英寸的1100℃的高温管式炉中，并利用无油涡旋真空泵将反应腔内压强抽至10Pa以下。

步骤4：向高温管式炉中通入保护气体和还原性气体(Ar/H2 1000/1000sccm)，然后通入碳源(甲苯)，流量控制为1000sccm。由于甲苯蒸气进入反应腔后迅速裂解成活性碳物种，大量活性碳物种吸附到石英纤维表面，在表面迁移、碰撞，从而实现微晶石墨的成核和生长。

步骤5：加热元件材料的生长过程设置为120分钟，生长结束后迅速关闭阀门，并将Ar/H2设置为300/300sccm，开启降温过程。待反应腔内温度降至室温，关闭Ar/H2，开仓取出样品。

性能测试结果表明：采用液化气喷火枪对制备的电热纤维布进行耐热性实验，测试结果为当温度大于1200℃时，持续高温5分钟后，纤维布才出现脆裂现象，但仍具有不燃的特性，说明加热元件材料能够耐1200℃高温；采用四探针测试仪对样品进行测试，测试结果为面电阻值为10Ω/sq；采用TIR 100-2发射率快速测定仪，将被测样品表面接收100℃半球形黑体辐射出的红外辐射，样品反射的红外辐射被接收测出反射率并根据校准值得到发射率，测量结果为，远红外发射率0.95。采用德国布鲁克X射线能谱仪(QUANTAX EDS)系统对样品微区成分元素种类分析，未检测出Cu元素残留。另外，通过对消耗电量和发热量进行分别测量，可以确定，其电热转换效率接近100％，可以达到99％以上。

本发明中所提供的电热纤维可以在低压情况下实现瞬时加热：将4*4cm的纤维布两端贴附铜条作为导电电极，通过施加3V的直流/交流电，样品瞬间(<1s)可加热至100℃。

因此，该柔性材料制成的加热元件6发热时，热电转换效率高，可实现低压加热，且升温迅速，根据所需加热量安装相应数量的加热元件6后，可10s内达到预设温度，无需预热。另外，该柔性材料热能辐射产生的远红外光波具有红外理疗功能，无有害电磁波辐射，可兼作身体部位理疗器械使用，且该柔性材料具有良好的散热性，便于精准控温。同时，该柔性材料具有疏水、抑菌的效果，加热元件6长时间使用也不会积累细菌，安全性能高。另外，由于加热过程中，无机械运动，无噪音，静音效果好。

对比例

采用超声清洗方式将石英纤维布清洗干净，利用磁控溅射的方法在石英纤维表面包铜，控制铜膜厚度为50μm；将覆铜的石英纤维布放入1100℃的高温管式炉中，利用无油涡旋真空泵将反应腔内压强抽至10Pa以下，通入Ar/H2 1000/1000sccm，气流平稳后打开甲苯气体阀门，将流量控制为1000sccm，甲苯蒸气进入反应腔后迅速裂解成活性碳物种，大量活性碳物种吸附到石英纤维表面，在表面迁移、碰撞，从而实现微晶石墨的成核和生长。碳材料生长过程设置为120分钟，生长结束后迅速关闭甲苯阀门，并将Ar/H2设置为300/300sccm，开启降温过程。待反应腔内温度降至室温，关闭Ar/H2，开仓取出样品。

实验结果表明：采用液化气喷火枪对制备的电热纤维布进行耐热性实验，测试结果为当温度大于800℃时，纤维布出现脆裂现象，说明本实施例的电热纤维材料能够耐800℃高温。在反应温度大幅度提高的情况下，反而耐高温性能较上面实例的实验结果有明显下降，说明磁控溅射配合铜的方式并不能获得良好效果。分析原因，是磁控溅射方式对反映结果会有影响，申请人采用磁控溅射覆镍方式也进行了实验，实验结果与磁控溅射铜实例类似，都会降低耐高温程度，可以确定是磁控溅射方式会降低电热纤维性能。

具体而言，申请人注意到，通过常温喷铜的方法制备的加热元件，不仅增加了材料的韧性和透气性，还提高了材料的热辐射面积，进而进一步提高热转换效率，可以实现接近100％的电热转换效率。

实施例三

实施例一中的加热元件6的电阻与加热部形状面积、电压、预设功率及所用材料方块的电阻相关。

如图1所示，将加热部制成内小外大的圆台状加热部，即靠近出风罩5的右侧的底面面积大于左侧的底面面积，右侧底面边缘与风筒1内壁之间具有预定间距，隔热层8通过反射层7贴附在圆台结构的安装件上，且圆台结构的左侧底面封闭，吹风机气流沿加热部外侧从左向右流过锥形外壁。风筒1内的气流在被加热部加热的同时，在经过加热区域时还受加热部外侧壁与风筒1内壁的挤压和导流作用，由此提高了冲向出风罩5的气流出风压和风速。圆台结构直径可根据风筒1直径、预设温度范围和预定的出风压设计，优选地，右底面与风筒1内壁间距为1mm～10mm，在满足出风量的同时还可达到15.23m/s的风速，完全满足日常使用。

如图2所示，加热元件6在圆台结构的左侧底面和右侧底面各设置一个电极，每个电极沿底面边缘与整个底面良好接触，左侧电极通过电路控制板12接电源正极，右侧电极通过电路控制板12接电源负极并接地。在加热元件6内设置一个温度传感器10即可知加热元件6的加热温度情况，温度传感器10通过微处理器11与电路控制板12相连。

圆台结构的加热元件6平面展开为扇形，假设加热元件6左侧底面直径20mm、右侧底面直径50mm、圆台结构高50mm，展开的扇形圆心角为0.6π，扇形大小半径比为2.5。

按电源电压为72V、加热功率600W计算，左右两个电极通过电路控制板12分别接+72V电源正极和0V电源负极，则加热元件6电阻约为8.64Ω，其所用材料方块电阻约为17.8Ω/sq。若预设吹风机在电池13满电时以最高功率工作30分钟，按工作电流为9A计算，电池采用72V可充电锂电池，电量约为4500mAh。

若改变电源电压，同样需加热功率600W计算，则需调整加热元件6的电阻。

如将电源电压按安全电压36V进行说明，上述圆台状加热部在风筒1内侧的左侧小底面封闭，吹风机内的气流由左向右在圆台状加热部侧面加热区域受热，在圆台状加热部的左侧和右侧各设有一个电极，每个电极沿圆台底面边缘与整个底面良好接触，左右两个电极通过电路控制板12分别接+36V电源正极和0V电源负极。在加热元件6内设置一个温度传感器10即可知该加热部中加热元件6的加热温度情况，温度传感器10通过微处理器11与电路控制板12相连。圆台状加热部的加热元件6平面展开为扇形，同样假设圆台状加热部的小底面直径20mm，大底面直径50mm、圆台结构高50mm，展开的扇形圆心角为0.6π，扇形大小半径比为2.5，则加热元件6电阻约为2.16Ω，则理论上材料方块电阻值应为4.5Ω(但材料方块电阻最低为10Ω/sq)，按方块电阻10Ω/sq计算，36V电源情况下，加热元件6电阻为4.86Ω，还应并联一个3.89Ω的加热元件6。因此本实施例在圆台状加热部外侧套设一个同轴心的圆筒状加热部23，如图3所示，假设该圆筒状加热部23直径为65mm，经相关计算，则圆筒状加热部23长度为79.4mm。圆台状加热部和圆筒状加热部23并联工作，圆台状加热部功率约267W，圆筒状加热部23功率约333W，在加热过程中，电路控制板12可根据加热情况，启闭一个或两个加热部，以便在满足温度恒定的情况下，减小电能损耗。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。