一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，包括依次连接的顶层金属板、中间导热膜及底层金属板，每层之间通过粘结剂粘附连接；所述中间导热膜为石墨烯导热材料。本实用新型的均温装置提高了导冷/导热速率，可以在低温环境下加速食物冷却，在常温环境下加速冷冻食物的解冻，且无需额外能耗，采用低成本方式增强技术性能，便于大规模推广应用。
【专利说明】
一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置
技术领域
[0001]本实用新型属于传热均温技术领域，具体地说，是涉及一种基于石墨烯高效导热膜技术的快速均温装置，可以实现对食物快速冷冻或快速解冻，应用于冰箱、冷柜等制冷设备，或厨房用具中。
【背景技术】
[0002]现有的冰箱、冷柜中的食物速冷是一个非常重要的技术功能，但常规的实现方式主要采用:提高压缩机制冷功率、改进吹风装置、增加相变蓄冷液体等方法，具有成本高、能耗尚的缺陷。
[0003]另外，常用的解冻方法主要有:热水化冻、自来水化冻、微波炉加热、自然解冻、加热化冻，但以上各种方法均有其弊端，比如:导致肉的口感和品质变差、容易被细菌污染、增加血水流失等。
[0004]根据热力学定律Q= K*S*dt，只要有温差就会发生热交换。在热量、温差、面积一定的情况下，换热系数将主要影响热交换能力，换热系数越大，则换热速度越快。
[0005]基于以上技术问题和性能改进的需求，本实用新型提供了一种无需额外增加能耗、低成本、同时实现速冷冻、速解冻的装置。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供了一种高效的快速均温装置，提高了导冷/导热速率，能够实现快速冷冻及快速解冻的双重功能，降低了成本，适用于食品加工、或其他需要快速升温或快速降温的技术领域。
[0007]—种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，包括依次连接的顶层金属板、中间导热膜及底层金属板，每层之间通过粘结剂粘附连接;所述中间导热膜为石墨烯导热材料。
[0008]进一步的，所述石墨烯导热材料的导热系数为1200-2000W/(m.K)。
[0009]进一步的，所述中间导热膜的厚度为15_150μπι，所述中间导热膜的面积小于或等于金属板的面积。
[00?0]进一步的，所述顶层金属板和底层金属板的导热系数为200-500W/(m.K)。
[0011]进一步的，所述顶层金属板和底层金属板的金属材料为铝、铝合金或紫铜。
[0012]进一步的，所述顶层金属板或底层金属板的厚度分别为0.5-2mm。
[0013]进一步的，所述铝或铝合金表面进行阳极氧化处理，所述紫铜表面进行镀镍处理。
[0014]进一步的，所述中间导热膜设置为平行条状或同心圆状，所述中间导热膜在均温装置的中心集中布置，或均匀分散布置。
[0015]进一步的，所述粘结剂为导热硅胶、导热硅脂或粘性胶。
[0016]进一步的，所述顶层金属板为平板形状、盘子形状或箱体形状。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型的均温装置提高了导冷/导热速率，可以在低温环境下加速食物冷却，在常温环境下加速冷冻食物的解冻，且无需额外能耗，采用低成本方式增强技术性能，便于大规模推广应用。
【附图说明】
[0018]图1.本实用新型的快速均温装置的切面结构示意图；
[0019]图2.本实用新型的局部黏贴平行条状中间导热膜的结构示意图；
[0020]图3.本实用新型的局部黏贴同心圆状中间导热膜的结构示意图；
[0021]图4.本实用新型的快速均温装置的俯视图；
[0022]图中标注:(I)顶层金属板、(2)中间导热膜、(3)底层金属板、(4)粘结剂、(5)胶带。
【具体实施方式】
[0023]下面结合【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。
[0024]—种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，包括依次连接的顶层金属板1、中间导热膜2及底层金属板3，每层之间通过粘结剂4粘附连接。所述中间导热膜为石墨烯导热材料，所述石墨烯导热材料的导热系数为1200-2000W/(m.K);所述中间导热膜的厚度为15-150μπι。所述中间导热膜的面积小于或等于金属板的面积，没有导热膜的地方，采用3M胶或其他普通胶带5将上下两层金属板黏贴。如图1所示为整体黏贴石墨烯导热膜的结构示意图，如图2和图3所示为局部黏贴石墨烯导热膜的结构示意图；所述导热膜可以设置为平行条状(图2)或同心圆状(图3)，所述导热膜在均温装置的中心集中布置，或均匀分散布置。
[0025]所述顶层金属板和底层金属板可以使用同样的或不同的金属材料，金属材料的导热系数为200-500W/(m.K);金属材料选自铝、铝合金或紫铜，优选的铝或铝合金表面进行阳极氧化处理，优选的紫铜表面进行镀镍处理，以增强外观美观性、延长寿命;所述顶层金属板、底层金属板的厚度为0.5-2mm。
[0026]所述粘结剂为导热硅胶、导热硅脂或粘性胶(粘性胶水或胶带等)，采用整体区域黏贴或围绕金属板中心位置局部块状黏贴的方式，所述粘结剂的厚度为80-120nm。可以在所述石墨烯导热膜两侧设置双面胶，直接粘贴在金属板上。
[0027]所述顶层金属板的结构可以加工成为平板形式或四边上翘的盘子型，也可以是其他具有实用价值的任意形状。
[0028]本实用新型的快速均温装置的工作温度范围适用于-40?100°C。
[0029]速冷场景:将500g牛肉(或者猪肉)冷却到_18°C，使用本装置由0°C降到_5°C的冰晶电通过时间相对常规冷冻缩减，冷却时，将均温板放置于低温环境(冰箱、冷柜冷冻室或者冷藏室)，将环境温度下(如:32 °C )的食物放置于低温环境的均温板上，实现单面充分接触，与常规的冷冻方式相比，使用本装置缩减时间50 %，并能够有效提高肉的口感、避免肉的细胞破坏。
[0030]速解冻场景:将本装置应用于食物的快速解冻，比如500g牛肉(或者猪肉)从冰箱或者冷柜冷冻室拿出后，需要从_18°C快速升温到(TC，以实现肉容易被刀具切开、进行烹饪，可作为一种常用的厨房用具。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，包括依次连接的顶层金属板、中间导热膜及底层金属板，顶层金属板和底层金属板均为平板，尺寸相同。顶层金属板和底层金属板中间黏贴有所述的导热系数为1700W/(m.K)的矩形石墨稀导热薄膜，双面敷胶的石墨烯导热膜的总厚度为150?300μπι，面积比金属板的面积略小，没有导热膜的地方，采用3Μ胶带将上下两层金属板黏贴。所述顶层金属板和底层金属板均采用表面进行阳极氧化处理的铝合金材料，材料的导热系数为209W/(m.K)，所述顶层金属板、底层金属板的厚度均为I?1.5mm，或者顶层金属板厚度为1.5?2mm，底层金属板为0.5mm。所述顶层金属板的结构加工成为平板形式。
[0033]实施例2
[0034]如图2所示，一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，包括依次连接的顶层金属板、中间导热膜及底层金属板，顶层金属板和底层金属板均为平板，尺寸相同。顶层金属板和底层金属板中间间隔的黏贴有所述的导热系数为1700W/(m.K)的矩形状石墨烯导热薄膜，形成多条带状架构，双面敷胶的石墨烯导热膜的总厚度为150?300μπι，没有导热膜的地方，采用3Μ胶带将上下两层金属板黏贴。所述顶层金属板和底层金属板均采用表面进行阳极氧化处理的铝合金材料，材料的导热系数为209W/(m.K)，所述顶层金属板、底层金属板的厚度均为I?1.5mm，或者顶层金属板厚度为1.5?2mm，底层金属板为0.5mm。所述顶层金属板的结构加工成为平板形式。
[0035]实施例3
[0036]如图3所示，一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，包括依次连接的顶层金属板、中间导热膜及底层金属板，顶层金属板和底层金属板均为平板，尺寸相同。顶层金属板和底层金属板中间间隔的黏贴有所述的导热系数为1700W/(m.K)的环形状石墨烯导热薄膜，形成多个环形嵌套状架构，双面敷胶的石墨烯导热膜的总厚度为150?300μπι，没有导热膜的地方，采用3Μ胶带将上下两层金属板黏贴。所述顶层金属板和底层金属板均采用表面进行阳极氧化处理的铝合金材料，材料的导热系数为209W/(m.K)，所述顶层金属板、底层金属板的厚度均为I?1.5mm，或者顶层金属板厚度为1.5?2mm，底层金属板为0.5mm。所述顶层金属板的结构加工成为平板形式。
[0037]应用实例:分别取500g牛肉放置在实施例1-3的均温装置上，均温装置放置在-180C的风冷冰箱冷冻室内，其穿过冰晶带的时间分别为183min、190min、192min，而同样的牛肉放在冰箱冷冻室内，其穿过冰晶带的时间为283min，因此使用本装置可以有效缩减穿过冰晶带时间，从而增进肉的口感。
[0038]在常温250C，将500g冷冻的牛肉放置在该均温装置上，经过5?1min，就可以用刀切开，而普通的自然化冻方式需要I?2h。
[0039]以上实施例仅是本实用新型若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本实用新型不限于上述实施例;对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，包括依次连接的顶层金属板、中间导热膜及底层金属板，每层之间通过粘结剂粘附连接;所述中间导热膜为石墨烯导热材料。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述石墨烯导热材料的导热系数为1200-2000W/(m.K)。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述中间导热膜的厚度为15-150μπι，所述中间导热膜的面积小于或等于金属板的面积。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述顶层金属板和底层金属板的导热系数为200-500W/(m.K)。5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述顶层金属板和底层金属板的金属材料为铝、铝合金或紫铜。6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述顶层金属板或底层金属板的厚度分别为0.5-2mm。7.根据权利要求5所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述铝或铝合金表面进行阳极氧化处理，所述紫铜表面进行镀镍处理。8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述中间导热膜设置为平行条状或同心圆状，所述中间导热膜在均温装置的中心集中布置，或均匀分散布置。9.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述粘结剂为导热硅胶、导热硅脂或粘性胶。10.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯导热膜技术的高效均温装置，其特征在于，所述顶层金属板为平板形状、盘子形状或箱体形状。
【文档编号】B32B33/00GK205573168SQ201620244048
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】王定远, 刘杰, 张立臣, 于慧
【申请人】青岛海尔智能技术研发有限公司