[发明专利]碳纤维电加热装置

说明书

技术领域

本发明属于电加热器技术领域，具体涉及一种碳纤维电加热装置。

背景技术

近几年来，随着城市建设步伐的加快，经济产业的发展，能源越来越成为社会关注的焦点，如何提高能源的利用率，增大其效率，越来越成为各个厂商竞相研究的重点，也是其产品提供市场占有率的一种途径。

碳纤维是纯黑体材料，在电、热转换过程，可见光很小，电热转换效率达95％以上。比镍铬、钨钼等材料作为发热体的加热器，可节能30％，在相同功率下，比镍铬金属电热管辐射温度高30℃，比钨钼丝石英电热管高15℃，它所发出的远红外线，被人体、衣物、水等直接吸收性特强，在热传递过程中热量损失小，节能性强；对碳水化合物吸收性更强，有良好碳原子谐振效应，产品效能大大提高。无瞬间电流冲击燃点不需要镇流器，起动时无脉冲电流冲击，使点灯电源、保护电路简单化，电源及相关电器使用寿命延长。热辐射指向高，可提高设计定向热辐射。环保无光污染，不刺激眼睛和灼伤皮肤，无紫外线辐射和有害气体无高频辐射(只有远红外辐射)，无微波、电磁波，同时还具有吸收有害光波的性能。光辐射集中在1.5-15μm之间的红外波段。

市场中现有的电加热装置一般都采用金属丝电热体发热，但是一般的金属加热丝在加热高温下易氧化，在高温下强度低，元件变形、易击穿、不易修复。鉴于以上缺点，使用一种加热丝能够高温抗氧化且加热效率高的加热元件，即碳纤维。

现有的碳纤维石英加热管包括石英管本体，石英管本体的两端经压扁后分别形成压头，压头将石英管本体的两端密封，密封的石英管本体内充有惰性气体，在密封的石英管本体内分别设置有碳纤维加热丝、与碳纤维加热丝两端相连接的电极、分别与两电极另一端相连接的钼杆，两钼杆的另一端分别通过设置在两压头内的钼片与外接导线相连接，碳纤维加热丝设置在石英管本体内的加热区内，电极和钼杆设置在石英管本体内的冷却区内。

CN 101909372A公开了一种碳纤维石英加热管，两压头上分别固定设置在陶瓷套，外接导线固定设置在陶瓷套内。CN 2583565Y公开了一种碳纤维金属管加热装置，采用碳纤维线为发热主体，高温导热油为介质，翅片管为外壳及温控器。

由于石英管本体内充的是高温导热油或惰性气体，造成碳纤维石英加热管不能承受太高的温度，压头容易爆裂开口，使用寿命较短，在碳纤维石英加热管发生爆裂时，会产生爆炸效果，使用不安全。

发明内容

为了提高热效率，降低热量的损失，提高安全性，避免爆炸危险，本发明提出了一种以碳纤维为加热元件、放弃了石英管外壳结构的加热装置。

一种碳纤维电加热装置，结构如图1所示，包括外壳、玻纤布、绝缘板、碳纤维发热片、绝缘端子，碳纤维发热片是由碳纤维发热线按照功率要求平均分布，绝缘片上下将碳纤维加热线固定在中间，外层以玻纤布包紧。

外壳为金属材料，并由绝缘板相隔。如图2所示，碳纤维和金属电极连接关系图。碳纤维发热片和采用耐高温1300℃以上的金属电极连接。碳纤维发热片和金属电极表面涂满耐高温500-1300℃涂层固化胶。绝缘端子固定在外壳上，电源接线在绝缘端子内连接。

外壳的金属材料可采用铜、铝、不锈钢或钢等，但不限于上述金属材料制造，绝缘板中间层使用耐高温绝缘材料制造。

电热装置采用碳纤维作为发热体主要优点是：发热效率高，较一般金属丝电热体节电40％以上，没有冲击电流，长期使用发热体不氧化，功率不减弱。使用寿命，比传统金属电热体高一倍，它可以制成各种圆形、环形、片形，长、方、圆、半圆等异形体，制造工艺简单，采用的均为环保材料，对人体无毒害，并且可以回收再利用。

本发明提供的技术方案采用碳纤维作为发热元件，有效避免现有金属加热元件氧化损坏的弊端，加热效率却有效得到了提高，且便于加工；放弃了石英管外壳结构，避免了爆炸危险，提高了安全性。

附图说明

图1为装置的结构图。

图2为装置的碳纤维和金属电极连接关系图。

图3为装置的剖视图。

具体实施方式

实施例

如图3所示，为装置的半层剖视图。

使用不锈钢材料作为其外壳，并由绝缘板相隔，绝缘板中间层使用耐高温绝缘材料制造。

碳纤维发热线按照功率要求平均分布，按照设计固定在绝缘板上，其电极部分的连接采用耐高温1300℃以上，导电率优良的金属电极与碳纤维发热片固定连接。

在碳纤维发热片和电极表面涂满耐高温500-1300℃涂层固化胶，导出外接电极，两层绝缘片上、下各一层将电热线片固定在中间，压紧实，加热80℃固化、定型。