马桶加热座圈
技术领域
本实用新型属于坐便器技术领域，更具体地说，是涉及一种马桶加热座圈。
背景技术
目前市场上在马桶圈中应用较多的电热丝为两种：铁铬合金和镍铬合金。铁铬铝合金电热丝运行温度高，其运行温度可到1400℃。铁铬铝合金电热丝的使用寿命长、电阻率高、表面复合高，并有较好的抗氧化性。但是在高温环境下的强度较低，随着温度的升高铁铬铝合金电热丝在高温中容易发生变形，且变形后不易修复。镍铬合金电热丝在高温环境中的强度高，长期高温运行不易变形，不易改变结构，且镍铬合金电热丝的常温塑性好，变形后的修复较为简单。此外，镍铬合金电热丝的辐射率高、不带磁性、耐腐蚀能力好、使用寿命长。但是镍铬合金电热丝运行温度不能达到铁铬合金电热丝的水平。镍金属的价格高于铁、铬、铝的价格，因此镍铬合金电热丝的制造成本较高，不利于成本控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种马桶加热座圈，以解决现有技术中铁铬合金电热丝容易变形、镍铬合金电热丝成本高且加热性能不佳等技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种马桶加热座圈，包括马桶座圈、设置在所述马桶座圈的加热组件以及与所述加热组件电连接的电源结构；
所述加热组件的发热主体为一个或多个可通电发热的碳纳米管纤维加热束，所述加热组件的一端与所述电源结构的正极连接，另一端与所述电源结构的负极连接。
在一个实施例中，所述加热组件的形状与所述马桶座圈的形状匹配，从而嵌入设置在所述马桶座圈的内部或者设置在所述马桶座圈的底部，所述加热组件的所述发热主体由绝缘导热膜所包覆。
在一个实施例中，所述碳纳米管纤维加热束以规定间隔从所述加热组件的一端到另一端走线，使所述碳纳米管纤维加热束经过整个所述马桶座圈，以实现均匀加热。
在一个实施例中，各个所述碳纳米管纤维加热束沿所述马桶座圈的环形走向依次排列，且所述碳纳米管纤维加热束的长度方向与其对应的所述马桶座圈的圈宽方向平行或呈锐角设置。
在一个实施例中，所述加热组件还包括连接各个所述碳纳米管纤维加热束的一端的第一极线，以及连接各个所述碳纳米管纤维加热束的另一端的第二极线；所述第一极线与所述电源结构的正极连接，所述第二极线与所述电源结构的负极连接，或者，所述第一极线与所述电源结构的负极连接，所述第二极线与所述电源结构的正极连接。
在一个实施例中，所述第一极线和所述第二极线为导电银浆线、焊线或者线缆。
在一个实施例中，所述第一极线至少具有一个与所述电源结构的其中一极连接的第一连接点，所述第二极线至少具有一个与所述电源结构的另外一极连接的第二连接点。
在一个实施例中，两个相邻所述碳纳米管纤维加热束之间的间距在1cm至3cm之间。
在一个实施例中，所述碳纳米管纤维加热束包括一根、两根或多根碳纳米管纤维丝。
在一个实施例中，所述电源结构外露于所述马桶座圈的侧面。
本实用新型提供的马桶加热座圈的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型马桶加热座圈包括马桶座圈、加热组件以及与加热组件电连接的电源结构，加热组件的发热主体为一个或多个可通电发热的碳纳米管纤维加热束。碳纳米管纤维加热束由碳纳米管纤维制成，而且碳纳米管纤维是新一代的高性能纤维，由无数根碳纳米管沿轴向排列而形成，管与管之间靠范德华力相连接。碳纳米管纤维质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、使用寿命长、高温下不易变形、散热快、可随意弯折、塑造性强、占用空间小。在通电后，碳纳米管纤维温度瞬间上升非常快，以及在长时间通电情况下，纤维温度很稳定，以保证马桶座圈的迅速升温和稳定的温度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的马桶加热座圈的仰视图；
图2为本实用新型实施例提供的马桶加热座圈的爆炸结构图；
图3为本实用新型实施例提供的加热组件和电源结构的仰视图。
其中，图中各附图标记：
1-马桶座圈；11-内圈；12-外圈；2-加热组件；21-碳纳米管纤维加热束；22-第一极线；221-第一连接点；23-第二极线；231-第二连接点；3-电源结构；4-绝缘导热膜。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1及图2，现对本实用新型实施例提供的马桶加热座圈进行说明。在其中一个实施例中，马桶加热座圈包括马桶座圈1、加热组件2以及电源结构3。加热组件2设置在马桶座圈1，电源结构3与加热组件2电连接，电源结构与外接市电连接时，可为加热组件供电，连接方式可采用现已有的加热马桶圈的连接方式。电源结构3内可设置有控制器，用于控制加热组件2的开关及温升等。加热组件2工作时，使马桶座圈1的温度升高，提高马桶座圈1的使用舒适性。加热组件2的发热主体的两端分别连接于电源结构3的正极和负极，使加热组件2与电源结构3形成一个导电通路。加热组件2的发热主体为一个或多个碳纳米管纤维加热束21，碳纳米管纤维加热束21通电后可发热，且碳纳米管纤维加热束21为多个时，各个碳纳米管纤维加热束21并联设置。多个碳纳米管纤维加热束21并联连接时，各个碳纳米管纤维加热束21两端的电压相等，可通过控制碳纳米管纤维加热束21的长度来控制其内的电流大小，当各个碳纳米管纤维加热束21长度一致时，电流大小一致，发热效率也趋向于相同，使得马桶座圈1各处的温度相同。碳纳米管纤维加热束21由碳纳米管纤维制成，碳纳米管纤维的温度上升较快，使马桶座圈1的温度能够迅速上升，而且其柔韧性较强、耐高温、耐腐蚀，使用寿命也较长。
上述实施例中的马桶加热座圈，加热组件2的发热主体为一个或多个碳纳米管纤维加热束21，各个碳纳米管纤维加热束21两端的电压及流过的电流大致相同，从而使各个碳纳米管纤维加热束21的发热效率相同。碳纳米管纤维加热束21由碳纳米管纤维制成，而且碳纳米管纤维是新一代的高性能纤维，由无数根碳纳米管沿轴向排列而形成，管与管之间靠范德华力相连接。碳纳米管纤维质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、使用寿命长、高温下不易变形、散热快、可随意弯折、塑造性强、占用空间小。在通电后，碳纳米管纤维温度瞬间上升非常快，以及在长时间通电情况下，纤维温度很稳定，以保证马桶座圈1的迅速升温和稳定的温度。
请参阅图1及图3，在加热组件2的其中一个实施例中，加热组件2的形状与马桶座圈1的形状相匹配，尽可能地覆盖马桶座圈1所占的区域。加热组件2固定于马桶座圈1的底部，由胶黏剂等直接粘贴于马桶座圈1。加热组件2也可固定于马桶座圈1的内部，如在马桶座圈1注塑成型时，即将加热组件2注塑于马桶座圈1内部，或者，马桶座圈1具有放置加热组件2的容置腔。
可选地，加热组件2的发热主体由绝缘导热膜4包覆，绝缘导热膜4可固定于马桶座圈1的底部凹槽内，加热组件2固定于绝缘导热膜4。由于加热组件2包括多根碳纳米管纤维加热束21等结构，单根碳纳米管纤维加热束21不便于直接固定于马桶座圈1，而且碳纳米管纤维加热束21具有导电性能，可能引起漏电或触电。可利用绝缘导热膜4将加热组件2中的碳纳米管纤维加热束21、第一极线22、第二极线23等全部包覆，再将这一组整体设置在马桶加热座圈。这样，能够便于加热组件2的固定，还能使加热组件2绝缘，也不会影响导热性能。绝缘导热膜4可选为聚酯膜、聚乙烯膜、聚氯乙烯、聚丙烯膜、聚酰亚胺膜等。
请参阅图1及图3，在加热组件2的其中一个实施例中，马桶座圈1为环形，各个碳纳米管纤维加热束21沿马桶座圈1的环形走向依次排列，使得马桶座圈1的各个位置均具有碳纳米管纤维加热束21，在加热组件2工作时，马桶座圈1的各个位置均有温度升高。马桶座圈1的圈宽大于马桶边缘的厚度，使马桶座圈1能够覆盖在马桶边缘。碳纳米管纤维加热束21的长度方向与马桶座圈1的圈宽方向平行或者呈锐角设置，使各个碳纳米管纤维加热束21的长度大致相同。更具体地说，马桶座圈1的圈宽方向即为马桶座圈1的径向方向，碳纳米管纤维加热束21的长度方向与该处的马桶座圈1的径向方向平行或者呈锐角设置，该锐角可选为不超过30°，防止各个碳纳米管纤维加热束21长度相差较大。
当两个相邻碳纳米管纤维加热束21之间的间距过大时，碳纳米管纤维加热束21分布的密度过小，导致马桶座圈1不能被均匀加热。当两个相邻碳纳米管纤维加热束21之间的间距过小时，相邻的碳纳米管纤维加热束21容易相互接触，导致短路，为了防止接触短路，需要在碳纳米管纤维加热束21的外周涂覆绝缘漆或者包裹绝缘层，使加热组件2的结构复杂、工艺增多、材料成本也增加。而且两个相邻碳纳米管纤维加热束21之间的间距过小，也会导致热量浪费，两个相邻加热束的间距只要能够使马桶座圈1均匀温升即可。因此，将两个相邻碳纳米管纤维加热束21之间的间距设在1cm至3cm之间，如1cm、2cm、3cm等。
请参阅图1及图3，在加热组件2的其中一个实施例中，马桶座圈1具有内圈11和外圈12，各个碳纳米管纤维加热束21的其中一端均朝向内圈11设置，各个碳纳米管纤维加热束21的另外一端均朝向外圈12设置，便于将各个碳纳米管纤维加热束21的两端分别连线，其中一端的连线从内圈11走线，另外一端的连线从外圈12走线，使走线尽量简洁。
更进一步地，加热组件2还包括第一极线22和第二极线23，第一极线22为内圈11的走线，第二极线23为外圈12的走线。第一极线22连接各个碳纳米管纤维加热束21的一端，第二极线23连接各个碳纳米管纤维加热束21的另一端。第一极线22和第二极线23分别连接于电源结构3的两个电极，使并联的各个碳纳米管纤维加热束21两端的电压相等。
可选地，第一极线22和第二极线23为导电银浆线、焊线或者线缆。当第一极线22和第二极线23为导电银浆线时，导电银浆线由喷印机喷射导电银浆并固化而成。当第一极线22和第二极线23为焊线时，各个碳纳米管纤维加热束21则由焊接的方式电性连接。当第一极线22和第二极线23为线缆时，第一极线22、第二极线23和碳纳米管纤维加热束21通过焊接的方式连接。
可选地，第一极线22至少具有一个第一连接点221，第二极线23至少具有一个第二连接点231。第一连接点221与电源结构3的其中一极(正极或负极中的一个)连接，第二连接点231均与电源结构3的另外一极(正极或负极中的另一个)连接。请参阅图3，在加热组件2的其中一个实施例中，第一极线22具有两个第一连接点221，第二极线23具有两个第二连接点231。两个第一连接点221均与电源结构3的其中一极(正极或负极中的一个)连接，两个第二连接点231均与电源结构3的另外一极(正极或负极中的另一个)连接。在加热组件2的并联电路中，每根碳纳米管纤维加热束21的电流大小显著影响着每根碳纳米管纤维加热束21的温度，各支路电阻会因为与电源结构3距离远近差异而不相等，电流也不相同，导致更靠近连接点附近的支路温度更高。为了使加热组件2各个位置的温度更均匀，可选为两个或多个连接点的连接方式，可以使通过每根碳纳米管纤维加热束21的电流更趋于一致，减小各支路的温差，从而使温度分布更均匀一致。
其中，第一极线22的各个第一连接点221通过导线和电源结构3的一极连接，第二极线23的各个第二连接点231通过导线和电源结构3的另一极连接。
在碳纳米管纤维加热束21的其中一个实施例中，碳纳米管纤维加热束21包括一根、两根或多根碳纳米管纤维丝，单根碳纳米管纤维加热束21中碳纳米管纤维丝数量此处不作限定，如单根碳纳米管纤维加热束21由5-20根碳纳米管纤维丝并丝组合而成。单根碳纳米管纤维丝由碳纳米管薄膜加捻纺制而成，然后将单根碳纳米管纤维丝或多根碳纳米管纤维丝合并成的碳纳米管纤维束，按加热组件2设计所需长度裁剪，在绝缘导热膜4中粘贴、布线，然后固定于马桶座圈1，再将加热组件2的加热正极和加热负极连接至电源结构3，形成通电电路。
具体地，在制作碳纳米管纤维丝时，从碳纳米管阵列中拉出0.1-20cm宽度的薄膜，加捻纺制成丝，捻度在100tpm至15000tpm之间。碳纳米管阵列中的碳纳米管长度在100μm至1000μm范围内，直径在6nm至15nm范围内。碳纳米管纤维加热束21由5至20根碳纳米管纤维丝并丝形成。各个碳纳米管纤维加热束21的支路电流范围在0.001A至1A之间，加热温度范围在40℃至60℃之间。
例如，从碳纳米管阵列中拉出7.5cm宽度的薄膜，加捻纺制成碳纳米管纤维丝，捻度在1300tpm，将5根碳纳米管纤维丝合并成一束碳纳米管纤维加热束21，通电后，当支路电流为0.1A时，碳纳米管纤维加热束21温度一秒内上升至60℃，传导到马桶座圈1表面时，为适宜人体的温度，约为40℃左右。从碳纳米管阵列中拉出7.5cm宽度的薄膜，加捻纺制成丝，捻度在1300tpm，将10根碳纳米管纤维丝合并成一束碳纳米管纤维加热束21，通电后，当支路电流为0.2A时，碳纳米管纤维加热束21温度一秒内上升至60℃，传导到马桶座圈1表面时，为适宜人体的温度，约为40℃左右。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
