CN101925207B

CN101925207B - 电热体

Info

Publication number: CN101925207B
Application number: CN 200910033102
Authority: CN
Inventors: 吴国栋; 黄溯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2029-06-12
Also published as: CN101925207A

Abstract

一种碳纤维电热体，包括最底层的散热层以及依次在上一层的碳纤维层，固化层，隔热绝缘层和外壳，散热层采用石英玻璃或陶瓷布，固化层采用耐温1200摄氏度的固化剂，其主要成分是水溶性粘合剂，并有用含硅和锆成分的陶瓷制成的陶瓷纤维布或陶瓷纤维丝分布其中。采用本发明的碳纤维电热不仅碳纤维层的强度和抗剪切力的能力增加了，其表面变得和陶瓷一样坚硬而更加耐用、使用寿命延长了，而且在固化层中含有进一步提高其强度的陶瓷纤维丝或陶瓷纤维布，且该陶瓷含有硅和锆等化学元素，能进一步提高其远红外的效果。

Description

电热体

技术领域

本发明涉及一种电热体，尤其是一种用于电气设备加热的电热体。

背景技术

现有技术中用于加热的电热体多采用金属丝如：铝丝、钨丝等作为电热发热的元件。但是金属电热体在电加热过程中，由于高温的作用很容易造成表面的氧化，从而导致电热体的烧断、破损等问题。不仅使得其使用寿命缩短、热效率降低、能耗大，而且容易引发电路起火。因此，上述金属材料很难制得经久耐用且热效率高的电热体，在一定程度上影响了电热体的使用范围。近几年出现了在外表面镀膜的石英玻璃来代替金属电热体，在一定程度上改变了金属电热体原有的热转化和氧化等问题。但是其使用寿命比较短，同时其功率变化范围比较窄，因此其应用范围受到了限制。后来又出现了使用碳纤维制成的电热体，较好地解决了热转化和氧化的问题，但是由于碳纤维虽然拉伸力强，但是其剪切力较弱，较容易断裂和破碎，同时其强度较弱，这样就容易在安装、运输的时候造成碳纤维的损伤，影响了该类电热体的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种高强度，抗断裂同时其远红外效果更加明显的碳纤维电热体，以解决现有技术中的碳纤维电热体易断裂、远红外效果不明显的缺点。

为了实现这一目的，木发明是由以下措施来完成的：

一种碳纤维电热体，包括最底层的散热层以及依次在上一层的碳纤维层、隔热绝缘层和外壳。同时，在碳纤维层和隔热绝缘层之间有固化层。该碳纤维电热体可以为管状或板状，当然也可以为其他任意形状。如果该碳纤维电热体为管状，则在底层的散热层内为通孔，可供水流通过，并通过散热层把水加热；散热层可采用石英玻璃或陶瓷布，固化层采用耐温1200摄氏度的固化剂，其主要成分是水溶性粘合剂，并有用含硅和锆成分的陶瓷制成的陶瓷纤维布或陶瓷纤维丝分布其中；陶瓷纤维布或陶瓷纤维丝的加入可以进一步加强碳纤维层的强度和稳固性，使其变得耐磨并有很好的抗剪切里，同时由于硅和锆成分的存在能在受热的时候释放出远红外射线，进一步提高碳纤维电热体的远红外效果。

此段删除。

进一步，插有电极的导电层和碳纤维层电连通，该导电层是由金属铝制得的，具有很好的导电性能。

进一步，在导电层周围有绝缘陶瓷制成的绝缘层，该绝缘层和导电层以及电极均紧密结合，能防止空气和水的渗透。

进一步，电极在导电层中有一段是螺旋状或片状的，这样不仅能增加电极的表面积，扩大电接触表面还能增加电极的强度。

此段删除。

本发明的有益效果如下：

1.该碳纤维电热体的固化层通过渗透进碳纤维层后与碳纤维层形成一体，填补了碳纤维之间的空隙，不仅增加了碳纤维层的强度和抗剪切力的能力，使其表面变得和陶瓷一样坚硬而更加耐用、延长其使用寿命，而且该固化层中含有进一步提高其强度的陶瓷纤维丝或陶瓷纤维布，且该陶瓷含有硅和锆等化学元素，能进一步提高其远红外的效果。

2.该碳纤维电热体由于是以辐射远红外射线为主的发热体，故其电热辐射转换率较高，能达到70％以上，同时远红外的波长在7-24um之间，它能被水分子吸收产生共振摩擦效应，实现快速提高温度的作用，使得该碳纤维电热体致热快，效率高。

3.该碳纤维电热体工作温度稳定，适用范围比传统电热体大，能够在不改变外形的前提下根据不同的温度要求设计功率，从而产生不同的温度，经实验得出，该碳纤维电热体可使用300-900℃、300-900W的功率范围，其使用寿命可达10000时，也可以根据其他工业设计的耍求设计成其他功率范围。

4.该碳纤维电热体具有一定的防干烧的优势，一般对水加热的金属电热体不能在空气环境中进行加热，因为在干烧条件下，由于温度升高而外部不能很快散热的条件下，外壳容易被烧坏。而本发明的碳纤维电热体由于采用耐高温的碳纤维，同时其他材料也为耐高温的，故有较强的防干烧的优势。

5.采用石英材料作为最内层的加热材料，对酸、碱等材料有相当好的耐性，相当于耐酸陶瓷的30倍，不锈钢的150倍。

6.该碳纤维电热体具有较好的节能性，与传统金属电热体相比能节省电能20％以上。

附图说明

图1本发明一种电热体的板式结构示意图。

图2为本发明一种电热体的管式结构示意图。

图3为本发明一种电热体的管式结构的B-B剖视图。

图4为本发明一种电热体的管式结构的A处放大示意图。

图5为本发明一种电热体的管式结构的碳纤维层结构示意图。

图6为木发明一种电热体的管式结构的另一种碳纤维层结构示意图。

图中：

(1)散热层；(2)碳纤维层；(2a)纬线编织的碳纤维层；(2b)经纬编织的碳纤维层；3)固化层；(4)隔热绝缘层；(5)外壳；(6)通孔；(7)电极；(8)导电层；(9)绝缘陶瓷；(10)纬线；(11)经线。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明：

如图1图2所示的分别是本发明的一种碳纤维电热体的板式和管式结构，包括最底层的散热层1以及依次在上一层的碳纤维层2，隔热绝缘层4和外壳5，该电热体为管状或板状，当然也可以为其他任意形状。如果该碳纤维电热体为管状，则在底层的散热层1内为通孔6，可供水流通过，并通过散热层1把水加热，散热层1采用石英玻璃或陶瓷布。

图3为本发明一种碳纤维电热体的管式结构的B-B剖视图，在碳纤维层2和隔热绝缘层4之间有固化层3.陶瓷纤维布或陶瓷纤维丝的加入可以进一步加强碳纤维层2的强度和稳固性，使其变得耐磨并有很好的抗剪切里，同时由于硅和锆成分的存在能在受热的时候释放出远红外射线，进一步提高碳纤维电热体的远红外效果。

固化层3采用耐温1200摄氏度的固化剂，其主要成分是水溶性粘合剂，并有用含硅和锆成分的陶瓷制成的陶瓷纤维布或陶瓷纤维丝分布其中。该导电层是由金属相制得的，具有很好的导电性能。

如图4所示的A处放大示意图，插有电极7的导电层8和碳纤维层2电连通，该导电层是由金属铝制得的，具有很好的导电性能。

在导电层8周围有绝缘陶瓷9制成的绝缘层，该绝缘层和导电层以及电极均紧密结合，能防止空气和水的渗透。

电极7在导电层8中有一段是螺旋状或片状的，这样不仅能增加电极的表面积，扩大电接触表面还能增加电极的强度。

如图5所示，碳纤维层2是按线状分布的，即按照纬线10方向编织的，这样编织结构简单，便于操作。

如图6所示，碳纤维层2也可以是按照纬线10和经线11方向编织的，这样编织能提高强度，使其更加坚固耐用。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种碳纤维电热体，包括最底层的散热层(1)以及依次在上一层的碳纤维层(2)，固化层(3)，隔热绝缘层(4)和外壳(5)，其特征在于：散热层(1)采用石英玻璃或陶瓷布，固化层(3)采用耐温1200摄氏度的固化剂，其主要成分是水溶性粘合剂，并有用含硅和锆成分的陶瓷制成的陶瓷纤维布或陶瓷纤维丝分布其中。

2.如权利要求1所述的碳纤维电热体，其特征在于：插有电极(7)的导电层(8)和碳纤维层(2)电连通，该导电层(8)是由金属铝制得的。

3.如权利要求2所述的碳纤维电热体，其特征在于：在导电层(8)周围有绝缘陶瓷制成的绝缘层，并和导电层(8)以及电极(7)均紧密结合。

4.如权利要求2所述的碳纤维电热体，其特征在于：电极(7)在导电层(8)中有一段是螺旋状的。

5.如权利要求2所述的碳纤维电热体，其特征在于：电极(7)在导电层(8)中有一段是片状的。