CN102378418A - 具有法兰式结构的碳热结构体及发热装置 - Google Patents

Abstract

一种具有法兰式结构的碳热结构体及具有该碳热结构体的发热装置。在需要产生高温的发热装置的储存空间上端，以水平或垂直方式安装至少一个以上的碳热结构体。以垂直方式安装时，把法兰固定在固定板上，便于从固定板上拆装，给与法兰相连接的碳发热体发热供电的供电件只设在一端；以水平方式安装时，装在固定件中可以插拔，并保持水平。本发明的碳热结构体的形状是棒状的，一端被密封的筒状空间内设有碳纤维发热体和插入于碳纤维中间的内部石英管，另一端设置可从固定板上拆装的法兰，并保持石英管内的真空状态，本发明只在一端设有用于碳热结构体产生热量的供电件。本发明适用范围广，安装和更换非常简便。

Description

具有法兰式结构的碳热结构体及发热装置

技术领域

本发明涉及一种碳热结构体，本发明尤其涉及一种产生高温热的具有法兰式结构的碳热结构体及发热装置。

背景技术

一般的无机物和有机物都含有碳元素Carbon，碳的形态有：丝状的碳丝；粉状的碳粉；像棉花状的碳毡；还有固态碳棒等。碳的弹性和强度都很大，比钢强，比铝轻。从原料来分，有聚丙烯腈系PAN、Pitch系、Rayon系等，PAN系和Rayon系占绝大部分。

一般碳热体采用碳成分制作的灯丝，热效率高，废弃时不污染环境，还放射远红外线，并有除臭、杀菌、抗菌等功能，所以近来广泛用于加热、取暖、烘干等设备中。

图1示意现有的碳热装置，其中螺旋型的部分是碳热体。

如图1所示，现有技术中的碳热体由两端封口11形成密封的石英管quartztube10、在上述石英管内设置螺旋形碳丝12、碳丝12的两端和石英管10的两端相连接的金属丝14、通过石英管封口11内的金属片与金属丝14相连接的外部电极16组成。

因碳丝在250-300℃中容易氧化，在密封的上述石英管内加入惰性气体或进行抽气真空。

在上述现有的碳热体中，碳丝12通过两端金属丝14固定在石英管10两端，如长时间使用，会使碳丝变长，极容易引起因碳丝变形而耷拉在石英管10内壁的现象。

另外，如图1所示，碳热体是通过两端金属丝14供电的，这就意味着碳热体水平贯通储水箱，这样储水箱容易漏水，发生裂缝，而不能用于加热水。

而且，水平贯通储水箱的碳热体，碳热密度W/cm2热量/热体的表面积小，不适合用于加热水。

为了与电源线相连接，这种水平结构的碳热体只能贯通储水箱，而且必须保持碳热体的平行或水平度，不然石英管容易损坏，安装不易。同时，更换碳热体时，必须把储水箱中的水排出，不然很难分离、更换碳热体，造成不必要的时间浪费。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明的目的旨在提供一种产生高温热的具有法兰式结构的碳热结构体及发热装置：在需要产生高温的储存空间上端，以水平或垂直方式安装至少一个以上的碳热结构体。碳热结构体是指真空石英管内的碳纤维发热体和通过给内部石英管供电而加热。以垂直方式安装时，把法兰固定在固定板上，便于从固定板上拆装，给与法兰相连接的碳发热体发热供电的供电件只设在一端；以水平方式安装时，安装在固定件中可以插拔，并保持水平。

为了解决上述技术课题，本发明提出一种具有法兰式结构的碳热结构体，所述碳热结构体为一端被密封的棒状，所述碳热结构体包括碳发热体、供电件及法兰，其中：

所述碳发热体包括一端被密封的石英管、石英管内的碳纤维发热体以及所述碳纤维发热体中间插设的内部石英管，所述石英管内部形成一定的空间，该石英管内螺旋式设置灯丝状的所述碳纤维发热体，且所述石英管内保持真空状态；

所述碳纤维发热体的两端与内部石英管两端分别用高温发热体钼金属相连接；

所述供电件与碳纤维发热体及内部石英管连接，向碳发热体供应外部电力，所述供电件位于法兰内部；

上述碳纤维发热体与内部石英管通过供电件与一对电源线相连接，且只在一端供电。

本发明还提出一种发热装置，所述发热装置设有一个以上的如上所述的具有法兰式结构的碳热结构体。

本发明的具有法兰式结构的碳热结构体，一端被密封的棒状石英管内形成一定的空间，其石英管内螺旋式设置灯丝状碳纤维发热体和碳纤维中间插上内部石英管，石英管内保持真空状态，石英管另一端设有可以拆装的法兰，只在一端供应电源。

也就是说，上述碳热结构体具有一种发热结构：碳纤维发热体、内部石英管与电源连接的供电件装在法兰内部，法兰可设置在碳发热体一端形成完整的碳热结构体，可只在一端供电，这是它的特点。

即，上述碳热结构体有如下特点：能与外部装置连接的法兰，可在法兰上拆装的插拔式碳发热体包括碳纤维发热体和内部石英管，与碳纤维发热体及内部石英管直接连接而给上述碳发热体供应外部电力的供电件设在法兰内侧。

上述碳热结构体的组成：在一端密封的棒状石英管内形成一定空间，在石英管内螺旋式设置碳纤维发热体，插在碳纤维中间的内部石英管，上述碳纤维发热体与内部石英管两端用高温发热体钼金属相连接，与上述碳纤维发热体和内部石英管相连接的只在一端供电的一对电源线。

在加热锅炉中的供暖水或者瞬间加热器中的水时，上述碳热结构体垂直安装在储水箱上端，为了安装至少一个的碳热结构体，可把数个碳热结构体的法兰可拆装地固定在固定板上。碳热结构体发热所需的外部电力只在一端供应。

在加热锅炉中的供暖水或者瞬间加热器中的水时，上述碳热结构体垂直安装在储水箱上端，为了安装至少一个以上的碳热结构体，设置了固定板，固定板上设有插孔，上述固定板上可安装多个碳热结构体；碳热结构体发热所需的外部电力只在一端供应。

通过上述固定板上插孔，垂直安装至少一个碳热结构体，而这些碳热结构体的下端浸在水中。

上述碳热结构体特点是，在固定板上垂直安装，可根据储水箱中的深度，选择合适长度的碳热结构体。

上述碳热结构体的特点是：为了放出高温热，在供热器内部一侧水平安装至少一个插拔式碳热结构体，固定件上固定碳热结构体的法兰，从保护膜一端可以拆装，供电件设置在一端，以便于碳热结构体产生热量。

上述碳热结构体的特点是：为了吹出高温热，在热风机内侧一端水平安装至少一个以上的插拔式碳热结构体，从内侧一端可以拆装的固定件上固定碳热结构体的法兰，供电件设置在一端，以便于碳热结构体产生热量，风机吹出的风被高温加热后吐出。

通过上述结构，本发明具有如下效果：

如上所述，本发明所涉及的一种可插拔式碳热结构体，可垂直安装于锅炉、瞬间热水器等，也可水平安装于供热器、热风机等需要产生高温热的装置中，适用范围广，安装和更换非常简便。

且，本发明采用了从固定板或者固定件中容易拆装的法兰式结构，垂直或者水平安装都只在一端供应电源，没有噪音，配线简单，因为采用了插拔式，安装、更换非常简便。

另外，上述碳热结构体只在一端供电，而且采用了插拔式，容易从固定板或固定件中拆装，拆装时无需贯通储水箱，不会发生漏水等现象，维护费用大大降低。

且，在上述固定板或者固定件上，可水平或者垂直安装多个碳热结构体，同时便于更换、修理或者增加数量，大大提高效率。

另，可以根据发热装置的储水箱的容量或者热风机的出热量选择使用多台碳热结构体，可以提供迅速加热或热风；根据储水箱的深度或者热风机的出热量，选择适当的长度，且安装非常方便，所以本发明非常有用。

附图说明

图1为现有碳热装置的结构示意图。

图2为本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体示意图。

图3为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的锅炉示意图。

图4为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体和垂直安装时需要的固定板示意图。

图5为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的锅炉储水箱示意图。

图6为根据锅炉储水箱容量，使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体调整长度的示意图。

图7为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的瞬间热水机示意图。

图8为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的供热器正面图。

图9为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的供热器侧面图。

图10为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的热风机侧面图。

图11为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的热风机平面图。

图12为使用本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体的热风机正面图。

附图标号说明：

100：碳热结构体      110：法兰

120：碳发热体        121：石英管

122：碳纤维发热体    124：内部石英管

126：钼金属          128：电源线

130：供电件          210：锅炉

220：瞬间加热器      230：储水箱

240：固定板          242：插孔

310：供热器          320：保护膜

330：固定件          340：安全网

410：热风机          420：内侧

430：固定件          440：出口

具体实施方式

为了实现上述目的，本发明主要是在一端被密封的棒状石英管内形成一定的空间，其空间内设置碳纤维发热体和插入内部石英管的碳发热体，还有在保持真空状态下可以拆装的法兰，供电件只在一端，为碳热结构体产生热量供应电力，通过这种结构形成具有法兰式结构的碳热结构体及具有该碳热结构体的发热装置，实现了本发明。

本发明的具体实施例如图所示，以下进行详细说明。

在此强调：本具体实施方式及权利要求范围中使用的用语或词汇，不能按照只限于采用通常意义下的词典意思进行解释，发明人可以定义用语或词汇的概念，以便于更好地说明自己的发明，在此原则的基础上，应采用符合本发明技术的意义或概念进行解释。

所以，本具体实施方式中记载的实施例和附图只不过是本发明最适合的案例而已，不代表本发明所有的技术思想，应该理解：取得专利开始将出现很多替代这些的各种类似物和变形的案例。

图2是本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体示意图。

如图所示，本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体100包括由真空石英管121、真空石英管中的碳纤维发热体122、内部石英管组成的碳发热体120，在需要产生高温的储存空间上端，以水平或垂直方式安装至少一个以上的碳发热体。垂直方式安装碳加热体时，可固定在固定板240上，与法兰110相连接的碳发热体120的发热供电件130设置在一端，便于从固定板上拆装；以水平方式安装时，安装在固定件中可以插拔，并保持水平。具有产生高温热的法兰式结构。

这时，采用碳纤维的碳热结构体100，可作为供热器310、瞬间热水器220、锅炉210、热风机410等各种设备中的加热装置使用。

这样的碳热结构体100的形状为棒状，一端为密封的，另一端为开放结构，与法兰连接。

即，上述碳热结构体100是一端为密封的筒状石英管中形成一定的空间，该空间内设有碳纤维发热体122、插入碳纤维发热体122中间的内部石英管124，碳发热体120与可拆装的法兰110连接，并保持该空间的真空状态。

此外，向上述碳热结构体100供电的供电件130只设在一端。

另外，连接上述碳热结构体100的碳纤维发热体122与内部石英管124的供电件130位于法兰110内部，法兰110只设在碳发热体的一端形成一个完整的碳热结构体100，这样结构的特点是：只在一端供应电源。

这时，只在一端供应电源的供电件130与两根电源线128在保持一定间距的状态下连接。

另外，上述碳热结构体100由法兰110、碳发热体120、供电件130组成。

首先，上述法兰110利用其结合孔与外部连接。

然后，在上述法兰110的一端，可拆装的、插拔式连接的碳发热体120从法兰110一端获得电源，使碳纤维发热体122和内部石英管124加热，产生热量。

在这里，与碳纤维发热体122及内部石英管124直接连接的法兰110一端的供电件，向上述碳发热体120提供外部电源。

上述供电件130与外部电源相连接，这时，外部电源通过法兰110直接供给碳纤维发热体122和内部石英管124。

另外，一端为密封的棒状石英管121内形成一定的空间，该空间内设置由上述碳纤维发热体122、内部石英管124，组成碳发热体120。

另外，上述石英管121内螺旋式设置灯丝状碳纤维发热体122。

同时，在上述碳纤维发热体122中间，从长度方向插上内部石英管124。

在这里，上述碳纤维发热体122与内部石英管124的两端通过高温发热体钼金属126相连接。

这时，与碳纤维发热体122和内部石英管124相连接的一对电源线128，在法兰110一端提供外部电力。

上述碳热结构体110具体说明如下：碳发热体120外部为一端密封的石英管121。

为了在一定空间内形成真空状态，上述石英管121的一端是密封的，内设由碳纤维组成的碳纤维发热体122，还设有向碳发热体120提供电力的电极。

上述石英管121采用耐高温、耐久性良好的石英制作。

上述石英管121最好是用石英制作的筒状管，但不局限于此，像特殊玻璃管等，只要具有足够的耐热性和强度就可以采用。

另外，上述石英管121的形状是具有一定长度的筒状，一端为密封的，一端为开放的，便于与电源供应装置连接。

上述石英管121内螺旋式设置灯丝状碳纤维发热体122。

上述碳发热体120的内部碳纤维发热体是具有一定直径的线圈。

这时，上述碳发热体120是包括碳纤维发热体122和在其长度方向插入的内部石英管124。

位于石英管121内部的高温发热体钼金属与组成上述碳发热体120的碳纤维发热体122、内部石英管124相连接后固定。

又，组成上述碳发热体120的碳纤维发热体122和内部石英管124通过位于供电位置的钼金属126连接片与供电件130相连接。

而且，上述碳纤维发热体122和内部石英管124与一对电源线128相连接，只从一端供应稳定的外部电力。

这样，石英管121内设置碳纤维发热体122和内部石英管124，在石英管121的一端安装法兰110，形成碳发热体120。

上述法兰110的安装，应在石英管121内部真空的状态下进行，并保持密封状态。即，上述石英管121内部是真空状态，同时把碳纤维螺旋式绕在内部石英管124外部，可以制作具有一定长度的碳发热体120，显著提高了碳热结构体100的产热效率。

这样，本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体以简单的结构方便在发热装置如锅炉210、瞬间热水机220、供热器310及热风机410中使用。

另外，本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体在锅炉210或者瞬间热水机220中的第一使用例说明如下：

如图3、5、6所示的锅炉210，如图7所示的瞬间热水机220，可用在需要迅速加热水的装置中。

具体说明如下：碳热结构体100垂直固定在锅炉210供暖水或者瞬间热水机220加热水的储水箱230上端，可以安装至少一个以上的碳加热结构体100，在固定板240上固定法兰110，便于拆装，向碳热结构体100供应电力的供电件130只在一端。

即，在真空石英管121内设置碳纤维发热体122和内部石英管124，组成碳热结构体100，在储水箱230上端垂直安装至少一个以上的碳热结构体100，把法兰110固定在固定板240，使碳热结构体100垂直下垂，也便于拆装，在外部电力的供应下，碳发热体120产生热量。

这样，上述碳热结构体100可把储水箱中的水瞬间加热变成温水。

为了加热锅炉210的供暖水或者瞬间热水机220中的水，把碳热结构体100安装在储水箱230上端，通过平板状固定板240上的插孔固定碳热结构体100的法兰110，可以安装至少一个以上的碳热结构体100。

然后，上述碳热结构体100的碳发热体120指向下方，保持浸在水中的状态。

这样，上述碳发热体120能够在浸在水中的状态下供电，水会被迅速加热。

如图4所示，这样的碳热结构体100由法兰110、碳发热体120和供电件130组成，并利用固定板240安装在储水箱230上。

首先，在储水箱230的上端水平安装平板状的固定板240，固定板上有至少一个以上的垂直插孔242，便于插拔碳热结构体100。

通过上述固定板240上的插孔242垂直固定碳热结构体100，固定板240上面突出的法兰110，可为至少一个以上的碳热结构体100供电。

而且，从上述法兰110中可垂直插拔的碳发热体120在外部电力的供应下，由碳纤维发热体和内部石英管产生热量。

这时，向碳发热体120提供外部电力的、与碳纤维发热体122和内部石英管124相连接的、位于一端的供电件130设于法兰110内部。

就这样，碳发热体120由石英管121、设在石英管内部的内部石英管124、碳纤维发热体122组成，再加上位于法兰110内部的供电件130、位于碳发热体120一端的法兰110组成一个完整的碳热结构体100，在固定板240的插孔242中垂直安装多个碳热结构体100。

在这里，在上述固定板240上的插孔242中垂直安装多个碳热结构体100，碳热结构体100的下端保持浸在水中。

上述碳热结构体100的特点是，只在一端供电。

这时，只在一端供电的供电件130与两根电源线128在保持一定距离的状态下连接。

另外，碳热结构体100的特点之一就是只在一端供电，同时可插拔式安装在固定板240上，便于拆装，无需贯通储水箱230，无漏水之患。

在上述的固定板240上安装数个碳热结构体，而且便于修理、安装、更换，并可根据储水箱的大小和水的容量增减碳热结构体100。

这样组成的碳热结构体100可在短时间内产生高温热，可把储水箱230中水瞬间变成温水。

在固定板240上安装数个碳热结构体100时，碳热结构体100之间保持一定的距离，使其产生一定温度的辐射热。

在这里，在固定板240上垂直安装碳热结构体100时，根据储水箱中的水深选择相应的碳热结构体100。

这样，以在储水箱230中垂直安装碳热结构体100为准，碳热结构体100加热20升的水至100℃所需要的平均时间为5-7分钟。

如图6所示，根据储水箱230的容量选择碳热结构体100的数量，即使容量再大，也可迅速加热水温；同时根据储水箱的深度选择碳热结构体的长度，且安装非常简便。

另外，本发明涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体在供热器310中使用的第二案例：如图8、9所示，可用在供热器中。

具体说明如下：安装了可插拔的碳热结构体100，供热器310可以调节高度，为了高效散热，其前方是开放式的，并且，为了保护使用人的安全，加装了安全网340。

又，在安全网和保护膜320之间，安装至少一个可以水平插拔的碳热结构体100。

上述保护膜支撑发热面，在保护膜的一侧，在固定件330上固定法兰，安装可以拆装的碳热结构体100，供电件只在一端供电。

即，在供热器310中的保护膜320内侧可以水平安装多个上述碳热结构体100，在供热器内侧，可以插拔碳热结构体100。

水平安装多个上述碳热结构体，在外部电力的供应下，碳发热体120产生热量。

而且，安装数个碳热结构体100的供热器310，所采用的碳纤维发热体122的发热性能和节电效率都很高，可提供舒适的环境。

如图10、11、12所示，其为本发明所涉及的一种具有法兰式结构的碳热结构体在热风机410中使用的第三案例，其可用在热风机中，用于加热空气，散发热风。

具体说明如下：在热风机410安装了可插拔的碳热结构体100，可产生高温热风，热风机410内侧一端水平安装了一个以上的可插拔的碳热结构体100。

而且，上述热风机410的内侧420，在固定件430上固定法兰110，安装可以拆装的碳热结构体100，供电件只在一端供电，通过风扇产生的风被碳热结构体100加热后从出口440吐出。

采用碳热结构体100的热风机410，可以产生被碳热结构体100充分加热的空气，热效率高。

综上所述，本发明只是根据限定的实施例和图纸进行说明的，但本发明的应用不局限于此。在本发明所属的技术领域内，被具备一定知识的人员，在本发明的技术思想和下面记载的权利要求的范围内，可能进行各种修改或变形。

Claims (8)

1.一种具有法兰式结构的碳热结构体，其特征在于，所述碳热结构体为一端被密封的棒状，所述碳热结构体包括碳发热体、供电件及法兰，其中：

所述碳发热体包括一端被密封的石英管、石英管内的碳纤维发热体以及所述碳纤维发热体中间插设的内部石英管，所述石英管内部形成一定的空间，该石英管内螺旋式设置灯丝状的所述碳纤维发热体，且所述石英管内保持真空状态；

所述碳纤维发热体的两端与内部石英管两端分别用高温发热体钼金属相连接；

所述供电件与碳纤维发热体及内部石英管连接，向碳发热体供应外部电力，所述供电件位于法兰内部；

上述碳纤维发热体与内部石英管通过供电件与一对电源线相连接，且只在一端供电。

2.一种发热装置，其特征在于，所述发热装置设有一个以上的如权利要求1所述的具有法兰式结构的碳热结构体。

3.如权利要求2所述的发热装置，其特征在于，所述发热装置为锅炉或瞬间加热器，且该发热装置的储水箱上端垂直安装一个以上的所述碳热结构体，用于加热锅炉的供暖水或者瞬间加热器中的水。

4.如权利要求3所述的发热装置，其特征在于，所述发热装置设置有水平固定板，该固定板上有多个插孔，所述各碳热结构体的法兰能拆卸地装设于该固定板上对应的插孔，而将多个碳热结构体固定在该固定板上，为锅炉或瞬间加热器中的水加热。

5.如权利要求3所述的发热装置，其特征在于，所述碳热结构体的下端浸在水中。

6.如权利要求3所述的发热装置，其特征在于，所述碳热结构体的长度与储水箱中的深度相匹配。

7.如权利要求2所述的发热装置，其特征在于，所述发热装置为供热器，所述供热器内部一端水平安装一个以上插拔式的所述碳热结构体，在支持发热体后侧的保护膜一端的固定件上能拆装地固定碳热结构体的法兰，所述供电件设在一端。

8.如权利要求2所述的发热装置，其特征在于，所述发热装置为热风机，在热风机内侧一端水平安装一个以上插拔式的所述碳热结构体，在内侧一端固定件上能拆装地固定碳热结构体的法兰，所述供电件设置在一端。

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