CN201594928U - 碳纤维发热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于加热装置技术领域，涉及一种碳纤维发热装置。解决了现有技术结构不够合理，散热效果不佳等技术问题。包括碳纤维电热管和散热体，散热体包括受热部和分布在受热部背部的若干散热片，所述的受热部与散热片连为一体式结构，在受热部的腹部设有轴向延伸的条形槽，上述的碳纤维电热管设置在条形槽内，在散热体的两端分别设有用于将碳纤维电热管与散热体固定在一起的固定机构。与现有的技术相比，本碳纤维发热装置的优点在于：1、设计合理，结构简单，机械强度高，易于加工制造。2、能源利用率高，具有升温迅速、节能、高效的特点。3、工作稳定性高，即便受到震动冲击也不会造成损坏，使用寿命长，安全系数高。

Description

碳纤维发热装置

技术领域

本实用新型属于加热装置技术领域，涉及发热装置，尤其是涉及一种碳纤维发热装置。

背景技术

发热装置在取暖领域应用广泛，例如家用、列车、汽车、宾馆、医院等等各种场合均有使用。为了提高工作性能，节约使用成本，减少能源消耗，降低环境污染，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的发热装置设计方案，有些还申请了专利。

例如，中国专利文献公开了一种新型碳纤维电热管发热器[申请号：200720112206.9]，包括一个本体，在本体上设有若干个垂直设置的散热片，其特征在于，所述的本体内设有至少一条通道，在每条通道内分别穿设有一根与其形状相适应的衬管，在衬管内设有用于发热的碳纤维电热管。

上述方案采用了衬管能够有效提高整个结构的机械强度，发热效率较高，升温过程较快。但是仍然存在不足之处，例如：1、散热体结构设计不够合理，易于弯曲损坏，散热性能不稳定。2、在使用过程中容易因为振动等原因导致碳纤维电热管损坏，工作稳定性较低。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，热效率高，整体机械强度高，散热片不易变形的碳纤维发热装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本碳纤维发热装置，包括碳纤维电热管和散热体，其特征在于，所述的散热体包括受热部和分布在受热部背部的若干散热片，所述的受热部与散热片连为一体式结构，在受热部的腹部设有轴向延伸的条形槽，上述的碳纤维电热管设置在条形槽内，在散热体的两端分别设有用于将碳纤维电热管与散热体固定在一起的固定机构。

由于受热部和散热片采用一体式结构，有效地提高了结构强度，且不易漏光，大大提高了热量转化率。整个发热装置的各个部分易于装配，生产成本低。工作时，受热部将碳纤维电热管所发出的所有热量全部进行吸收，当受热部大量吸收热量后迅速将热量传递给散热片，散热片四周处于活跃的空气分子中，带有远红外的散热片将红外光波传递到车厢的每个角落。这里的条形槽数量[即碳纤维电热管的数量]根据需要确定。可以是一个，也可以是平行设置的若干个。

碳纤维电热管中的发热基材碳纤维是由聚丙稀腈和粘胶基碳纤维经复合而成的，其含碳量高达99.99％以上；具有功率余量大、耐高温、高热能力强等优点。碳纤维是一种纯黑体的发热材料，在电-热转换过程中几乎不存在可见光，具有升温迅速、热滞后小、发热均匀、热辐射传递距离远、热交换速度快等特点。工作过程中光通量远远小于金属发热体的电热管，电-热转换效率高达95％以上，比同功率的钨钼材料的金属发热体热效率提高30％以上，升温的时间节省30％以上。在工作环境允许的情况下，工作温度可达1200摄氏度，完全可取代以金属为发热体的电热管。

碳纤维电热管采用高纯度脱羟基石英玻璃管，热膨胀系数极小，有极高的热稳定性，能承受剧烈的温度变化而不炸裂石英管加热到1500℃，急速投入20℃水中也不炸裂。石英玻璃是良好的耐酸材料氢氟酸除外，相当于耐酸陶瓷的30倍，不锈钢镍铬合金的150倍，是酸体加热的最佳选择。碳纤维电热管的电极选用耐高温的钼材料加工而成，耐高温、寿命长，有效的保证了使用寿命。

显然，碳纤维电热管是一种以辐射远红外线为主的发热体，电热辐射转换率达70％以上。它所发射出的远红外线的波长在3-14μm之间，这段波长的远红外线谱被称为“生命之光”，占整体波长的80％。同时它能够被空气中的水分子吸收产生共振摩擦热效应，实现了快速提高采暖环境温度的作用。特别是能有效的活化人体组织细胞、促进血液循环、加速新陈代谢、增强免疫能力，同时还具有防臭除湿抗菌等效果。远红外碳纤维电热管释放的热量绝大部分是远红外辐射能量，与金属发热体不同，它完全避免了电磁场的产生，而且没有浪涌电流。同时由于碳素物体本身辐射的远红外线80％与人体红外线重合，因此在安全、节能、健康、舒适性等方面占有很大的优势，是目前性能最好的电热元件。碳纤维电热管的寿命连续点烧≥6000小时以上(6000---15000)，在频繁启动、关闭和长期连续工作中，发热体无氧化和击穿现象，发热光色均匀、管壁内外清洁。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的固定机构包括两个能够相互扣合的固定半座，上述受热部的一端和碳纤维电热管的一端位于两个固定半座之间，且两个固定半座通过紧固件固定在一起。固定机构不仅将受热部进行固定，同时也将碳纤维电热管进行固定。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的受热部的端部和固定半座之间通过凹凸形卡接结构相连。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的受热部的端部具有横向凹槽，所述的固定半座具有能卡入上述横向凹槽内的横向凸条。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的碳纤维电热管和条形槽之间留有间隙。由于碳制品电热管与受热部不直接接触，因此能够有效避免因震动而造成的冲击。

在上述的碳纤维发热装置中，每个所述的固定半座的腹部分别设有固定槽，且当两个固定半座扣合时分别位于两个固定半座上的固定槽对应设置并形成用于容纳碳纤维电热管端部且周向封闭的固定通道，上述的碳纤维电热管端部固定在固定通道内。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的碳纤维电热管的端部套有由绝缘材料制成的柔性套，所述的柔性套位于固定通道内且被夹紧在碳纤维电热管端部固定半座之间。通常，柔性套采用硅胶制成，柔性套既耐高温，又高度绝缘，并能防止在颠簸中对碳纤维电热管的伤害。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的受热部有若干个且平行设置，每个受热部上设有至少一个条形槽，各个受热部之间通过散热片相连。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的散热体由铝材制成，且在散热体表面具有通过发黑处理形成的发黑层。发黑处理是一种化学表面处理，其主要作用是在工件表面形成一层致密的氧化膜，防止工件腐蚀上锈，提高工件的耐磨性。因此，通过发黑处理后的散热体能够有效提升机械强度。

在上述的碳纤维发热装置中，所述的固定机构上设有供连接在碳纤维电热管上的导线引出的出线孔。

与现有的技术相比，本碳纤维发热装置的优点在于：1、设计合理，结构简单，机械强度高，易于加工制造。2、能源利用率高，具有升温迅速、节能、高效的特点。3、工作稳定性高，即便受到震动冲击也不会造成损坏，使用寿命长，安全系数高。

附图说明

图1是本实用新型提供的立体图。

图2是本实用新型提供的爆炸图。

图3是本实用新型提供的俯视图。

图4是本实用新型提供的侧视图。

图中，碳纤维电热管1、散热体2、受热部21、横向凹槽211、散热片22、条形槽23、固定半座3、出线孔30、横向凸条31、固定槽32、柔性套4。

具体实施方式

如图1-4所示，本碳纤维发热装置包括碳纤维电热管1和散热体2。散热体2包括受热部21和分布在受热部21背部的若干散热片22，受热部21与散热片22连为一体式结构。散热体2由铝材制成，且在散热体2表面具有通过发黑处理形成的发黑层。在受热部21的腹部设有轴向延伸的条形槽23，上述的碳纤维电热管1设置在条形槽23内，碳纤维电热管1和条形槽23之间留有间隙。在散热体2的两端分别设有用于将碳纤维电热管1与散热体2固定在一起的固定机构。在固定机构上设有供连接在碳纤维电热管1上的导线引出的出线孔30。受热部21有若干个且平行设置，每个受热部21上设有至少一个条形槽23，各个受热部21之间通过散热片22相连。

固定机构包括两个能够相互扣合的固定半座3，上述受热部21的一端和碳纤维电热管1的一端位于两个固定半座3之间，且两个固定半座3通过紧固件固定在一起。受热部21的端部和固定半座3之间通过凹凸形卡接结构相连。更具体地说，受热部21的端部具有横向凹槽211，固定半座3具有能卡入上述横向凹槽211内的横向凸条31。

每个固定半座3的腹部分别设有固定槽32，且当两个固定半座3扣合时分别位于两个固定半座3上的固定槽32对应设置并形成用于容纳碳纤维电热管1端部且周向封闭的固定通道。碳纤维电热管1端部固定在固定通道内。碳纤维电热管1的端部套有由绝缘材料制成的柔性套4，柔性套4位于固定通道内且被夹紧在碳纤维电热管1端部固定半座3之间。这里的柔性套4采用硅胶制成，柔性套4既耐高温，又高度绝缘，并能防止在颠簸中对碳纤维电热管1的伤害。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了碳纤维电热管1、散热体2、受热部21、横向凹槽211、散热片22、条形槽23、固定半座3、出线孔30、横向凸条31、固定槽32、柔性套4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种碳纤维发热装置，包括碳纤维电热管(1)和散热体(2)，其特征在于，所述的散热体(2)包括受热部(21)和分布在受热部(21)背部的若干散热片(22)，所述的受热部(21)与散热片(22)连为一体式结构，在受热部(21)的腹部设有轴向延伸的条形槽(23)，上述的碳纤维电热管(1)设置在条形槽(23)内，在散热体(2)的两端分别设有用于将碳纤维电热管(1)与散热体(2)固定在一起的固定机构。

2.根据权利要求1所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的固定机构包括两个能够相互扣合的固定半座(3)，上述受热部(21)的一端和碳纤维电热管(1)的一端位于两个固定半座(3)之间，且两个固定半座(3)通过紧固件固定在一起。

3.根据权利要求2所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的受热部(21)的端部和固定半座(3)之间通过凹凸形卡接结构相连。

4.根据权利要求3所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的受热部(21)的端部具有横向凹槽(211)，所述的固定半座(3)具有能卡入上述横向凹槽(211)内的横向凸条(31)。

5.根据权利要求2或3或4所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的碳纤维电热管(1)和条形槽(23)之间留有间隙。

6.根据权利要求2或3或4所述的碳纤维发热装置，其特征在于，每个所述的固定半座(3)的腹部分别设有固定槽(32)，且当两个固定半座(3)扣合时分别位于两个固定半座(3)上的固定槽(32)对应设置并形成用于容纳碳纤维电热管(1)端部且周向封闭的固定通道，上述的碳纤维电热管(1)端部固定在固定通道内。

7.根据权利要求6所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的碳纤维电热管(1)的端部套有由绝缘材料制成的柔性套(4)，所述的柔性套(4)位于固定通道内且被夹紧在碳纤维电热管(1)端部固定半座(3)之间。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的受热部(21)有若干个且平行设置，每个受热部(21)上设有至少一个条形槽(23)，各个受热部(21)之间通过散热片(22)相连。

9.根据权利要求8所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的散热体(2)由铝材制成，且在散热体(2)表面具有通过发黑处理形成的发黑层。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的碳纤维发热装置，其特征在于，所述的固定机构上设有供连接在碳纤维电热管(1)上的导线引出的出线孔(30)。

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