加熱導流管的製作方法

2023-05-27 15:48:26

專利名稱：加熱導流管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種導流管，特別是涉及一種可以對流體進行加熱的加熱導流管。
背景技術：
在日常生活、生產以及科學研究等領域，常常需要對流體進行加熱。如，在一些醫 療操作過程中通常會對靜脈注射給液進行加熱，以便將注射液的溫度保持在病人合理的生 理溫度。現有技術中提供一種加熱導流管，其由兩根同軸的內管和外管通過兩根管端部的 管帽構件連接構成，管帽構件將兩管端部密封，電熱絲裝在內管裡，所述內管和外管之間形 成一個腔室，在管帽構件上設有電熱絲導線引出孔，在外管壁上間隔設置一個流體入口和 流體出口。然而，該可加熱導流管的電熱絲裝在內管裡，對流體加熱時必須使被加熱的流體 從所述內管和外管之間形成的腔室流過。由於加熱過程中待加熱流體也會通過外管向外界 進行散熱，所以該加熱導流管對流體加熱的效率較低。

發明內容
有鑑於此，有必要提供一種對流體加熱效率較高的加熱導流管。一種加熱導流管，該加熱導流管包括一導流內管；一套設於該導流內管外的防護 外管，該防護外管與所述導流內管間隔設置；一加熱模組；其中，所述防護外管與導流內管 之間形成一密封空間，該加熱模組設置於所述密封空間內，該導流內管的至少一端設置一 連接埠。相較於現有技術，本發明所提供的加熱導流管將加熱模組設置於所述導流內管與 防護外管之間，該加熱導流管使用時可以通過連接埠連接在一現有的導流管上使待加熱 流體從導流內管流過，並通過加熱模組對流經該導流內管的待加熱流體進行加熱。由於待 加熱流體從導流內管流過，而所述防護外管與導流內管之間形成一密封空間，所以可以防 止待加熱流體通過外管向外界進行散熱，提高了加熱導流管的加熱效率。


圖1為本發明第一實施例提供的加熱導流管的結構示意圖。圖2為圖1的加熱導流管沿線II-II的剖面示意圖。圖3為本發明第一實施例的加熱導流管中的碳納米管拉膜的掃描電鏡照片。圖4為圖3中的碳納米管拉膜中的碳納米管片段的結構示意圖。圖5為本發明第一實實施例的加熱導流管中的的非扭轉的碳納米管線的掃描電 鏡照片。圖6為本發明第一實實施例的加熱導流管中的扭轉的碳納米管線的掃描電鏡照 片。
3
圖7為本發明第一實施例提供的加熱導流管的電極纏繞設置於導流內管外表面 的結構示意圖。圖8為對本發明第一實施例提供的加熱導流管進行測試的測試系統的示意圖。圖9為本發明第一實施例所提供的加熱導流管的加熱功率與加熱導流管內流體 溫度差的線性關係圖。圖10為本發明第二實施例提供的加熱導流管的結構示意圖。主要元件符號說明加熱導流管 10，20導流內管100，200連接埠1002防護外管102,202加熱模組104,204第一電極1042,2042第二電極1044,2044加熱元件1046,2046電源線106溫控裝置108密封件110熱反射層112,212密封空間120,220絕熱材料層130,230固定元件14流體泵30第二容器40水50第一容器60
具體實施例方式為了對本發明作更進一步的說明，舉以下具體實施方式
並配合附圖詳細描述如 下。請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例所提供的加熱導流管10包括一導流內管 100，一套設於該導流內管100外的防護外管102，以及一設置於所述導流內管100與防護外 管102之間的加熱模組104。所述防護外管102與導流內管100之間形成一密封空間120， 且該加熱模組104設置於所述密封空間120內。所述導流內管100的至少一端設置一連接 埠 1002。所述導流內管100設置有連接埠 1002的一端可以延伸出所述防護外管102， 也可以位於所述防護外管102內或與所述防護外管102的一端平齊。本實施例中，所述導 流內管100有一端延伸出防護外管102形成一連接埠 1002。所述導流內管100可以通過連接端1002連接於一現有的導流管(圖未示)上，從 而使待加熱流體流經該導流內管100並通過所述加熱模組104對流經導流內管100的流體進行加熱。該流體可以為液體或氣體。所述連接埠 1002可以是所述導流內管100延伸 出防護外管102的一端，也可以通過對導流內管100延伸出防護外管102的一端進行機械 加工而得到，如，在導流內管100延伸出防護外管102的一端上加工螺紋以與現有的導流管 具有螺紋的埠匹配。可以理解，由於所述導流內管100的一端具有一連接埠 1002，使得 該加熱導流管10可以很方便的與現有的導流管對接。進一步，所述連接埠 1002上還可 以設置一固定元件14。所述固定元件14用以將該連接埠 1002與現有的導流管埠固定 連接。本實施例中，所述固定元件14為一不鏽鋼卡套接頭，且所述導流內管100的連接端 口 1002插入並卡固在該不鏽鋼卡套接頭內。該不鏽鋼卡套接頭具有螺紋，可以與現有的導 流管具有螺紋的埠配合卡固。可以理解，所述連接埠 1002也可以採用現有的其它連接 方式。所述導流內管100採用具有一定支撐性的絕緣導熱材料製備。優選地，所述導流 內管100採用具有一定支撐性且可以彎折的絕緣導熱材料製備。所述絕緣導熱材料可以為 陶瓷、玻璃、樹脂、石英及矽橡膠等中的一種或多種。所述樹脂可以為亞克力、聚丙烯、聚碳 酸酯、聚乙烯、酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯、聚四氟乙烯或矽醚樹酯。所述導流內管100的 長度、直徑以及形狀不限，可依據現有的待連接導流管的尺寸進行選擇。本實施例中，所述 導流內管100為一柱狀矽橡膠管，其外徑為約5. 12毫米，其管壁厚度約為1. 15毫米。所述加熱模組104可以設置於所述導流內管100的外表面或防護外管102的內表 面。本實施例中，所述加熱模組104設置於所述導流內管100的外表面，且與所述防護外管 102間隔設置。所述加熱模組104包括一加熱元件1046、一第一電極1042以及一第二電極 1044。所述第一電極1042與第二電極1044與所述加熱元件1046電連接。所述第一電極 1042與第二電極1044間隔設置，以使加熱元件1046應用時接入一定的阻值避免短路現象 產生。所述加熱元件1046可以為金屬電阻絲、合金電阻絲、碳纖維或碳納米管結構等。 所述碳納米管結構為一自支撐結構。所謂「自支撐結構」即該碳納米管結構無需通過一支撐 體支撐，也能保持自身特定的形狀。該自支撐結構的碳納米管結構包括多個碳納米管，該多 個碳納米管通過範德華力相互吸引，從而使碳納米管結構具有特定的形狀。所述碳納米管 結構中的碳納米管包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或多種。所 述單壁碳納米管的直徑為0. 5納米 50納米，所述雙壁碳納米管的直徑為1. 0納米 50納 米，所述多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50納米。該碳納米管結構為層狀或線狀結構。 由於該碳納米管結構具有自支撐性，在不通過支撐體支撐時仍可保持層狀或線狀結構。所 述碳納米管結構的單位面積熱容小於2X 10_4焦耳每平方釐米開爾文。優選地，所述碳納米 管結構的單位面積熱容可以小於等於1. 7X10—6焦耳每平方釐米開爾文。所述碳納米管結構包括至少一碳納米管膜狀結構、至少一碳納米管線狀結構或其 組合。當採用碳納米管膜狀結構作為加熱元件1046時，可以將碳納米管膜狀結構直接包 裹或纏繞設置於所述導流內管100的外表面；當採用單個碳納米管線狀結構作為加熱元件 1046時，可以將該單個碳納米管線狀結構摺疊或纏繞成一層狀結構後再包裹或纏繞設置於 所述導流內管100的外表面，也可以將該單個碳納米管線狀結構直接纏繞設置於所述導流 內管100的外表面；當採用多個碳納米管線狀結構作為加熱元件1046時，可以將該多個碳 納米管線狀結構平行設置、交叉設置或編織成一層狀結構後再包裹或纏繞設置於所述導流內管100的外表面。所述碳納米管膜狀結構包括至少一碳納米管膜。所述碳納米管膜包括多個均勻分 布的碳納米管。該碳納米管膜中的碳納米管有序排列或無序排列。當碳納米管膜包括無序 排列的碳納米管時，碳納米管相互纏繞；當碳納米管膜包括有序排列的碳納米管時，碳納米 管沿一個方向或者多個方向擇優取向排列。所謂擇優取向是指碳納米管膜中大部分碳納米 管在某一方向上具有較大的取向機率，即碳納米管膜中大部分碳納米管的軸向基本沿同一 方向延伸。當碳納米管結構包括多個碳納米管基本沿同一方向有序排列時，該多個碳納米 管從第一電極1042向第二電極1044延伸。具體地，該碳納米管膜可包括碳納米管絮化膜、 碳納米管碾壓膜或碳納米管拉膜。所述碳納米管膜是由多個碳納米管組成的自支撐結構。所述多個碳納米管為沿同 一方向擇優取向排列。所述擇優取向是指在碳納米管膜中大多數碳納米管的整體延伸方向 基本朝同一方向。而且，所述大多數碳納米管的整體延伸方向基本平行於碳納米管膜的表 面。進一步地，所述碳納米管膜中多數碳納米管是通過範德華力首尾相連。具體地，所述碳 納米管膜中基本朝同一方向延伸的大多數碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰 的碳納米管通過範德華力首尾相連。當然，所述碳納米管膜中存在少數隨機排列的碳納米 管，這些碳納米管不會對碳納米管膜中大多數碳納米管的整體取向排列構成明顯影響。所 述自支撐為碳納米管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上 懸空而保持自身膜狀狀態，即將該碳納米管膜置於(或固定於)間隔特定距離設置的兩個 支撐體上時，位於兩個支撐體之間的碳納米管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐 主要通過碳納米管膜中存在連續的通過範德華力首尾相連延伸排列的碳納米管而實現。具體地，所述碳納米管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數碳納米管，並非絕對的 直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。 因此，不能排除碳納米管膜的基本朝同一方向延伸的多數碳納米管中並列的碳納米管之間 可能存在部分接觸。請參閱圖3及圖4，具體地，所述碳納米管拉膜包括多個連續且定向排列的碳納米 管片段143。該多個碳納米管片段143通過範德華力首尾相連。每一碳納米管片段143包括 多個相互平行的碳納米管145，該多個相互平行的碳納米管145通過範德華力緊密結合。該 碳納米管片段143具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。所述碳納米管拉膜的厚度為0. 5 納米 100微米，寬度與拉取出該碳納米管拉膜的碳納米管陣列的尺寸有關，長度不限。該 碳納米管膜中的碳納米管145沿同一方向擇優取向排列。所述碳納米管拉膜具有較高的透 光性。單層碳納米管拉膜的透光率達90%以上。所述碳納米管拉膜及其製備方法具體請參 見申請人於2007年2月9日申請的，於2008年8月13日公開的第CN101239712A號中國 公開專利申請「碳納米管膜結構及其製備方法」。為節省篇幅，僅引用於此，但上述申請所有 技術揭露也應視為本發明申請技術揭露的一部分。當所述碳納米管結構包括層疊設置的多層碳納米管拉膜時，相鄰兩層碳納米管拉 膜中的擇優取向排列的碳納米管之間形成一交叉角度α，且α大於等於0度小於等於90 度(0° < α <90° )。本實施例中，所述碳納米管結構2022為一單層碳納米管拉膜。所述碳納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管。碳納米管沿同一方向擇優取向排 列，碳納米管也可沿不同方向擇優取向排列。優選地，所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管平行於碳納米管碾壓膜的表面。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互交疊，且通過範德華 力相互吸引，緊密結合，使得該碳納米管碾壓膜具有很好的柔韌性，可以彎曲摺疊成任意形 狀而不破裂。且由於碳納米管碾壓膜中的碳納米管之間通過範德華力相互吸引，緊密結合， 使碳納米管碾壓膜為一自支撐的結構，可無需基底支撐。所述碳納米管碾壓膜可通過碾壓 一碳納米管陣列獲得。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的基底的表 面形成一夾角β，其中，β大於等於0度且小於等於15度β < 15° )，該夾角β與 施加在碳納米管陣列上的壓力有關，壓力越大，該夾角越小。所述碳納米管碾壓膜的長度和 寬度不限。所述碳納米管碾壓膜及其製備方法請參見申請人於2007年6月1日申請的，於 2008年12月3日公開的第CN101314464A號中國專利申請「碳納米管薄膜的製備方法」，申 請人清華大學，鴻富錦精密工業(深圳)有限公司。所述碳納米管絮化膜的長度、寬度和厚度不限，可根據實際需要選擇。本發明實施 例提供的碳納米管絮化膜的長度為1 10釐米，寬度為1 10釐米，厚度為1微米 2毫 米。所述碳納米管絮化膜包括相互纏繞的碳納米管，碳納米管的長度大於10微米。所述碳 納米管之間通過範德華力相互吸引、纏繞，形成網絡狀結構。所述碳納米管絮化膜中的碳納 米管均勻分布，無規則排列，使該碳納米管絮化膜各向同性。所述碳納米管絮化膜及其製備 方法請參見申請人於2007年4月13日申請的，於2008年10月15日公開的第CN101284662A 號中國專利申請「碳納米管薄膜的製備方法」，申請人清華大學，鴻富錦精密工業(深圳) 有限公司。所述碳納米管線狀結構包括至少一非扭轉的碳納米管線、至少一扭轉的碳納米管 線或其組合。當所述碳納米管線狀結構包括多根非扭轉的碳納米管線或扭轉的碳納米管線 時，該非扭轉的碳納米管線或扭轉的碳納米管線可以相互平行呈一束狀結構，或相互扭轉
呈一絞線結構。請參閱圖5，該非扭轉的碳納米管線包括多個沿該非扭轉的碳納米管線長度方向 排列的碳納米管。具體地，該非扭轉的碳納米管線包括多個碳納米管片段，該多個碳納米管 片段通過範德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個相互平行並通過範德華力緊密結 合的碳納米管。該碳納米管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的碳納米 管線長度不限，直徑為0. 5納米 100微米。非扭轉的碳納米管線為將碳納米管拉膜通過有 機溶劑處理得到。具體地，將有機溶劑浸潤所述碳納米管拉膜的整個表面，在揮發性有機溶 劑揮發時產生的表面張力的作用下，碳納米管拉膜中的相互平行的多個碳納米管通過範德 華力緊密結合，從而使碳納米管拉膜收縮為一非扭轉的碳納米管線。該有機溶劑為揮發性 有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中採用乙醇。通過有機溶劑處理 的非扭轉的碳納米管線與未經有機溶劑處理的碳納米管膜相比，比表面積減小，粘性降低。所述扭轉的碳納米管線為採用一機械力將所述碳納米管拉膜兩端沿相反方向扭 轉獲得。請參閱圖6，該扭轉的碳納米管線包括多個繞該扭轉的碳納米管線軸向螺旋排列的 碳納米管。具體地，該扭轉的碳納米管線包括多個碳納米管片段，該多個碳納米管片段通過 範德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個相互平行並通過範德華力緊密結合的碳納 米管。該碳納米管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉的碳納米管線長度不 限，直徑為0. 5納米 100微米。進一步地，可採用一揮發性有機溶劑處理該扭轉的碳納米 管線。在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，處理後的扭轉的碳納米管線中相鄰的碳納米管通過範德華力緊密結合，使扭轉的碳納米管線的比表面積減小，密度及強 度增大。所述碳納米管線狀結構及其製備方法請參見申請人於2002年9月16日申請的， 於2008年8月20日公告的第CN100411979C號中國公告專利「一種碳納米管繩及其製造方 法」，申請人清華大學，鴻富錦精密工業(深圳)有限公司，以及於2005年12月16日申請 的，於2007年6月20日公開的第CN1982209A號中國公開專利申請「碳納米管絲及其製作 方法」，申請人清華大學，鴻富錦精密工業(深圳)有限公司。由於碳納米管結構具有較大的比表面積，其本身有很好的粘附性，故由碳納米管 結構組成的加熱元件1046可以直接設置於所述導流內管100的外表面。另外，所述加熱 元件1046也可通過一粘結劑或固定件固定於所述導流內管100的外表面。由於加熱元件 1046直接設置於導流內管100的外表面，所以該加熱元件1046還可以為通過絲網印刷等方 法形成的碳納米管層，該碳納米管層包括多個碳納米管無序分布。所述加熱元件1046還可以包括一碳納米管複合結構。所述碳納米管複合結構包 括一碳納米管結構以及分散於碳納米管結構中的填充材料。所述碳納米管結構可以為上述 碳納米管結構中的任意一種。所述填充材料填充於碳納米管結構中或複合於碳納米管結構 的表面。所述填充材料包括金屬、樹脂、陶瓷、玻璃以及纖維中的一種或多種。可選擇地，所 述碳納米管複合結構可以包括一基體以及一碳納米管結構複合於該基體中。所述碳納米管 結構可以為上述碳納米管結構中的任意一種。所述基體的材料包括金屬、樹脂、陶瓷、玻璃 以及纖維中的一種或多種。所述基體將碳納米管結構完全包覆，該基體材料可至少部分浸 潤於該碳納米管結構中。由於本實施例的加熱元件1046主要由碳納米管構成，碳納米管具有較高的電熱 轉換效率以及比較高的熱輻射效率，所以該加熱元件1046電熱轉換效率及熱輻射效率較 高。由於碳納米管結構的熱容較小，所以由該碳納米管結構構成的加熱元件1046具有較快 的熱響應速度。該碳納米管結構的高的熱輻射效率和快的熱響應速度，使該加熱導流管10 可用於對流體，尤其是流動中的流體進行快速加熱。而且，碳納米管具有較高的電熱轉換效 率以及比較高的熱輻射效率，所以採用厚度較薄的加熱元件1046即可達到較大的加熱功 率，從而使得該加熱導流管10的導流內管100與防護外管102之間的距離可以較小，因此， 使得加熱導流管10微型化。其中，加熱導流管10的導流內管100與防護外管102之間的 距離可以為50微米 500微米。另外，由於碳納米管具有較強的化學穩定性，所以採用該 碳納米管結構的加熱元件1046的電阻穩定，從而提高了加熱導流管10的穩定性，使得被加 熱的流體保持在恆定的溫度。所述第一電極1042與第二電極1044可以設置於所述導流內管100外表面上也可 以設置於加熱元件1046上，即加熱元件1046設置於導流內管100與電極之間。所述第一電 極1042和第二電極1044與加熱元件1046之間可以通過導電粘結劑固定。本實施例中，優 選的導電粘結劑為銀膠。所述第一電極1042與第二電極1044由導電材料組成，且其形狀 不限。該第一電極1042與第二電極1044可以為導電薄膜、金屬片或者金屬引線。優選地， 第一電極1042與第二電極1044均為一層條狀導電薄膜以減小所述加熱導流管10的厚度。 該導電薄膜的厚度為0. 5納米 500微米。該導電薄膜的材料可以為金屬、合金、銦錫氧化 物(ITO)、銻錫氧化物(ΑΤΟ)、導電漿料或導電聚合物等。該金屬或合金材料可以為鋁、銅、鎢、鉬、金、鈦、銀、釹、鈀、銫或上述金屬的任意組合的合金。本實施例中，該第一電極1042 與第二電極1044為鍍銀的銅線，該銅線的直徑為0. 25毫米。該第一電極1042與第二電極 1044的長度略小於導流內管100的長度，且分別沿所述導流內管100的軸向延伸。該第一 電極1042與第二電極1044以及導流內管100的中心軸共面設置。所述加熱元件1046為 一碳納米管拉膜。該碳納米管拉膜包裹於所述導流內管100外表面。該第一電極1042與 第二電極1044設置於加熱元件1046靠近密封空間120的表面。該碳納米管拉膜中的碳納 米管由第一電極1042向第二電極1044延伸。請參閱圖7，可選擇地，所述第一電極1042與第二電極1044也可以分別環繞設置 於所述導流內管100相對的兩端的外表面，所述碳納米管拉膜包裹於所述導流內管100外 表面，且該碳納米管拉膜中的碳納米管沿所述導流內管100的軸向延伸。可以理解，所述加熱模組104還可以包括多個第一電極1042與多個第二電極 1044。所述多個第一電極1042與多個第二電極1044交替間隔設置，且所述多個第一電極 1042電連接，所述多個第二電極1044電連接。該結構可實現相鄰電極之間的碳納米管結構 的並聯。並聯後的碳納米管結構具有較小的電阻，可降低所述加熱模組104的工作電壓。可以理解，當所述加熱元件1046為一單個碳納米管線狀結構或電阻絲纏繞設置 於所述導流內管100的外表面時，還可以將該單個碳納米管線狀結構的兩端或電阻絲的兩 端直接與一電源線106電連接，而無需專門的電極。所述防護外管102用於保護加熱模組104，防止加熱模組104受外界損壞，或者防 止該加熱導流管10在使用時造成觸電傷害。所述防護外管102的內徑大於所述導流內管 100的外徑。優選地，所述防護外管102與所述導流內管100共軸設置。本實施例中，所述防 護外管102與所述導流內管100之間通過兩個密封件110間隔設置以使防護外管102與所 述導流內管100之間形成一中空結構。所述兩個密封件110設置於靠近所述防護外管102 兩端的位置以使防護外管102與所述導流內管100之間形成一密封空間120。所述密封件 110可以通過粘結劑固定於防護外管102與所述導流內管100之間。可以理解，所述密封件 110也可為所述防護外管102或導流內管100的延伸部分，即密封件110與防護外管102或 導流內管100為一體成形。所述防護外管102與所述導流內管100之間的密封空間120內 可以密封氣體，也可以抽成真空。可以理解，由於防護外管102與所述導流內管100之間形 成一填充有氣體或真空的密封空間120，該結構可以減小加熱模組104與防護外管102之間 以及加熱模組104與外界的熱傳導和熱對流，並減小導流內管100與外界的熱傳導和熱對 流，從而使得加熱模組104產生的熱量可以有效的通過導流內管100傳遞給待加熱流體。所述防護外管102可以採用具有一定支撐性且具有較好的耐熱性能的材料製備。 所述防護外管102的材料可選擇為導電材料，如金屬或合金，也可為絕緣材料，如陶瓷、玻 璃、樹脂、石英或矽橡膠等。所述樹脂可以為亞克力、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、酚醛、環氧、 氨基、不飽和聚酯、聚四氟乙烯或矽醚樹酯。優選地，所述防護外管102採用具有一定支撐 性且可以彎折的絕緣材料製備。本實施例中，所述防護外管102為一聚四氟乙烯管，其內徑 為6. 36毫米，厚度為1. 35毫米。所述導流內管100與防護外管102兩端通過兩個塑料密 封件110密封，其中一個密封件110上設有排氣管(圖未示)以便將導流內管100與防護 外管102之間抽成真空。由於，本實施例中的防護外管102與導流內管100均採用具有一 定支撐性且可以彎折的絕緣材料製備，所以該加熱導流管10可以根據實際需要彎曲成任
9何形狀。進一步，所述加熱導流管10還可以包括一設置於所述防護外管102的內表面且與 加熱模組104間隔設置的熱反射層112。由於碳納米管結構通電後產生的熱量主要通過熱 輻射的形式向外傳播，所以該熱反射層112可以有效將射向防護外管102的熱量反射至導 流內管100，並通過導流內管100傳遞給待加熱流體。所述熱反射層112的材料為一對熱輻 射具有較好反射效果的白色材料，如金屬、金屬氧化物、金屬鹽及陶瓷等中的一種或多種。 所述熱反射層112的厚度為100微米 0. 5毫米。本實施例中，熱反射層112優選為鋁箔， 其厚度為100微米。進一步，所述防護外管102的外表面還可以設置一絕熱材料層130。該絕熱材料層 130的材料可以為石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫玻璃混凝土及矽酸鈣等中的一種或 多種。所述絕熱材料層130可以進一步防止加熱導流管10向外散熱，從而確保加熱導流管 10的熱量有效利用。所述加熱導流管10工作時，其第一電極1042與第二電極1044分別通過一電源線 106與一電源電連接。進一步，所述加熱導流管10還包括一個溫控裝置108。該溫控裝置 108與所述加熱模組104串聯電連接。該溫控裝置108通過改變所加載到該加熱模組104 上的電壓來控制加熱模組104所產生的熱量，從而達到控制加熱導流管10的加熱溫度的目 的。本實施例中，該溫控裝置108串聯在所述電源線106上，以方便使用者操作。本發明所提供的加熱導流管10使用時，可以直接取代現有的導流管的全部或取 代現有的導流管的一部分，如直接將該加熱導流管10連接在一導流管一端(如自來水管 龍頭)或兩個導流管之間，使導流管內流體流經所述導流內管100，從而對流經該導流內管 100的流體進行加熱。當給加熱元件1046施加一恆定電壓後，由於該加熱元件1046的電阻 是不變的，所以該加熱導流管10所產生的熱量也是恆定的，進而使得導流內管100內的流 體的加熱溫度恆定。當然還可以用溫控裝置108來調節該加加熱導流管10所產生的熱量， 使其準確控制所達到的溫度。本實施例對所述加熱導流管10的加熱效果進行了測試。其中，所述導流內管100 為一柱狀矽橡膠管，其外徑為約5. 12毫米，管壁厚度約為1. 15毫米。所述防護外管102為 一聚四氟乙烯管，其內徑為6. 36毫米，厚度為1. 35毫米。所述導流內管100與防護外管 102之間通過一塑料密封件110間隔設置。所述第一電極1042與第二電極1044為鍍銀的 銅線，該銅線的直徑為為0. 25毫米。所述第一電極1042與第二電極1044分別沿所述導流 內管100的軸向延伸，且該第一電極1042與第二電極1044以及導流內管100的中心軸共 面設置。所述加熱元件1046為一寬度為5釐米的碳納米管拉膜。該碳納米管拉膜包裹於 所述導流內管100外表面。該第一電極1042與第二電極1044設置於加熱元件1046靠近 密封空間120的表面。該碳納米管拉膜中的碳納米管由第一電極1042向第二電極1044延 伸。請參閱圖8，可為了方便，所述導流內管100的兩端均延伸出所述防護外管102足 夠的長度，且一端經一流體泵30延伸至一盛有水50的第一容器60，另一端延伸至一空的 第二容器40。通過流體泵的作用使水50從第一容器60經導流內管100流向第二容器40。 通過調整流體泵30的轉速可使水50在導流內管100中平穩流動。本次測試中，將水50的 流速設置為3. 53ml/min,以能夠模擬醫用輸液的情況。該測試過程中環境及第一容器60中水源的溫度為M°C。採用熱電偶對導流內管100出口的水溫進行測量結果如表1所示。表1加熱導流管10的測試結果
權利要求
1.一種加熱導流管，該加熱導流管包括 一導流內管；一套設於該導流內管外的防護外管，該防護外管與所述導流內管間隔設置； 一加熱模組；其特徵在於，所述防護外管與導流內管之間形成一密封空間，該加熱模組設置於所述 密封空間內，該導流內管的至少一端設置一連接埠。
2.如權利要求1所述的加熱導流管，其特徵在於，所述導流內管設置有連接埠的一 端延伸出所述防護外管。
3.如權利要求1所述的加熱導流管，其特徵在於，所述密封空間內密封氣體或抽成真空。
4.如權利要求1所述的加熱導流管，其特徵在於，所述防護外管與導流內管共軸設置。
5.如權利要求1所述的加熱導流管，其特徵在於，所述防護外管的內表面進一步設置一熱反射層。
6.如權利要求5所述的加熱導流管，其特徵在於，所述加熱模組設置於所述導流內管 的外表面，且與所述熱反射層間隔設置。
7.如權利要求5所述的加熱導流管，其特徵在於，所述熱反射層為一絕緣熱反射層，所 述加熱模組設置於該絕緣熱反射層靠近密封空間的表面。
8.如權利要求1所述的加熱導流管，其特徵在於，所述加熱模組包括一加熱元件、一第 一電極以及一第二電極，該第一電極與第二電極間隔設置且分別與所述加熱元件電連接。
9.如權利要求8所述的加熱導流管，其特徵在於，所述加熱元件包括一碳納米管結構， 該碳納米管結構是由多個碳納米管通過範德華力相互吸引組成的自支撐結構。
10.如權利要求9所述的加熱導流管，其特徵在於，所述加熱元件為至少一碳納米管 膜，且該碳納米管膜包裹或纏繞於所述導流內管的外表面。
11.如權利要求10所述的加熱導流管，其特徵在於，所述碳納米管膜是由若干碳納米 管組成的自支撐結構，且所述若干碳納米管為沿同一方向擇優取向排列，所述碳納米管膜 中多數碳納米管是通過範德華力首尾相連。
12.如權利要求11所述的加熱導流管，其特徵在於，所述第一電極與第二電極分別沿 所述導流內管的軸向延伸，且該第一電極與第二電極以及導流內管的中心軸共面設置，所 述首尾相連的碳納米管的取向由其中一個電極向另一個電極延伸。
13.如權利要求11所述的加熱導流管，其特徵在於，所述第一電極與第二電極分別環 繞設置於所述導流內管的外表面，所述首尾相連的碳納米管的取向沿所述導流內管的軸向 延伸。
14.如權利要求8所述的加熱導流管，其特徵在於，所述加熱元件包括至少一纏繞於所 述導流內管外表面的碳納米管線狀結構。
15.如權利要求8所述的加熱導流管，其特徵在於，所述加熱元件為一通過絲網印刷方 法形成的碳納米管層。
16.如權利要求1所述的加熱導流管，其特徵在於，其特徵在於，所述防護外管與導流 內管之間通過密封件密封形成一密封空。
全文摘要
一種加熱導流管，該加熱導流管包括一導流內管；一套設於該導流內管外的防護外管，該防護外管與所述導流內管間隔設置；一加熱模組；其中，所述防護外管與導流內管之間形成一密封空間，該加熱模組設置於所述密封空間內，該導流內管的至少一端設置一連接埠。
文檔編號H05B3/40GK102147147SQ20101011180
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者姜開利, 王佳平, 範守善, 謝睿 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(深圳)有限公司