CN209415563U - 一种同时进行热辐射和热对流的碳纤维远红外取暖器 - Google Patents

Abstract

本实用新型生产一种同时进行热辐射和热对流的碳纤维远红外取暖器。该取暖器运用碳纤维石英玻璃管作为发热管，将空翅片套到发热管上进行散热，巧妙利用顶盖的内外盖设计，借助轴流风机的强制吹送，同时进行热辐射和热对流，不仅充分发挥了碳纤维石远红外线的热辐射，而且还形成有效空气对流，提高了热能的利用效率，增强了取暖效果。这种空气对流形式，热空气不经过风机，不会对风机造成损坏，可以延长风机的使用寿命。

Description

一种同时进行热辐射和热对流的碳纤维远红外取暖器

技术领域

本发明涉及一种碳纤维远红外取暖器。该取暖器运用碳纤维石英玻璃作为发热管，利用空翅片作为散热片，利用风机强制空气对流，同时进行热辐射和热对流，提高热能的利用效率，并有效利用远红外线的显著保健功能。

背景技术

碳纤维石英玻璃发热管是一种具有广阔市场前景的先进发热管。纯黑体的碳纤维发热体材料，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。碳纤维石英玻璃发热管所发射的远红外波长在8μm-14μm之间，这段波长的远红外线谱被称为“生命之光”，对人体具有保健作用。碳纤维石英玻璃发热管连续点烧，其寿命≥6000小时以上，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。封装材料采用高纯度脱羟基石英玻璃管，材料本身绝缘，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。

目前，将碳纤维石英玻璃管作为发热管生产取暖器，虽然已经比较普遍，但存在一个通病：不能同时发挥碳纤维石英玻璃管的热辐射和热对流的功能，热能利用率低。现有的碳纤维远红外取暖器，要么，虽然发挥了碳纤维远红外线的热辐射功能，但空气没有形成很好的对流；要么，虽然空气形成了对流，但远红外线的作用又没有发挥出来，无法发挥对人体的保健作用。

现有碳纤维取暖器的空气对流方式，多数是无动力对流，加热速度慢，取暖效果不理想。其他类型的取暖器，虽然有利用风机进行强制空气对流的，但对流方案的设计也极不合理，主要是：第一，在上部抽取热空气的方式进行对流；第二，从下往上吹送热空气进行空气对流。第一种对流方式，由于热空气的温度高，对电机的危害极大；第二种对流方式，热空气本来就是往上运动的，风机从下往上吹送，只是加速热空气的向上运动，无法利用热空气的热能。

空气对流运动的规律是：空气受热膨胀，密度低，向上运动；空气受冷，密度高，向下沉降；同一高度空气，发生水平运动。这样就形成空气对流。根据空气对流运动的规律，利用热空气取暖的最佳方式应该是：加热底部冷空气，热空气作用于人体活动范围，冷热空气之间形成有效空气对流。

本发明的主要目的，就是运用碳纤维石英玻璃管，借助空翅片和风机，采用双层顶盖设计，既充分发挥碳纤维远红外线的瞬间加热和辐射功能，又强制把热空气引导到人体活动区域，并形成有效空气对流，增强取暖效果。这种空气对流形式，热空气不经过风机，可显著降低对风机的损坏，延长风机使用寿命。

发明内容

1、制作碳纤维石英玻璃管1作为发热管。碳纤维石英玻璃管1为U型管，其参数有：管径、长度、功率、电压等。

2、制作空翅片3。空翅片3的内径，是碳纤维石英玻璃管1的外径加上1-2MM的误差值；空翅片3的外径，是在其内径的基础上，加上空翅片片高。空翅片的片高，根据实际需要选择。

3、制作外壳4。外壳4由底座、中部栅栏和顶盖三个部分组成。底座包括上下双层圆(方)盘和支撑脚；圆(方)盘中间均开圆孔，直径等于风机(2)的进风口和出风口直径；上下两层圆(方)盘之间的层高，等于风机(2)的高度；上层圆(方)盘风机(2)出风口的四周，用于固定碳纤维石英玻璃管(1)和中部栅栏的内栅栏；下层圆(方)盘与底座支撑脚之间的缺口，作为气流通道；上下两层圆(方)盘之间，用于设置电源线和各种控制开关。中部栅栏由内栅栏和外栅栏组成，与碳纤维石英玻璃管(1)同高；内栅栏设置在碳纤维石英玻璃管(1)的外边缘，下端与底座的上层圆(方)盘牢固连接，上端与外壳(4)顶盖的外盖牢固连接；外栅栏下端与底座的上层圆(方)盘牢固连接，上端与顶盖的内盖牢固连接。顶盖呈锅盖型，由内盖和外盖组成；内盖四周与中部栅栏的外栅栏牢固连接，顶部开圆孔，孔径为中部栅栏内栅栏的外边距；外盖在内盖之上，两者之间预留足够间距，作为通气间隙；外盖与内盖和中部栅栏的内栅栏之间牢固连接。

4、风机2的准备和安装。风机选用管道轴流风机，其进风口和出风口均为圆筒。风机2，安装到外壳4的底座圆(方)盘的中空位置，并与圆(方)盘牢固连接。

5、组建加热单元。将空翅片3套在碳纤维石英玻璃管1上，然后将碳纤维石英玻璃管1安装到外壳4底座的中空圆(方)盘，利用外壳的中部栅栏进行辅助支撑，保证碳纤维石英玻璃管的稳定、安全、可靠。

6、形成空气对流。碳纤维石英玻璃管1通电工作后，碳纤维石英玻璃管1瞬间产生高温，并同时产生远红外线线。远红外线通过外壳4的中部栅栏，向外辐射，形成热辐射。碳纤维石英玻璃管1产生的高温，通过空翅片散热，将周围空气加热并向上运动。风机2通电工作后，一方面将加热区的热空气强制吹送到外壳4的顶盖，并通过顶盖的内盖和外盖之间的间隙，强制向四周吹送。这个区域，正是人体的活动区域；另一方面，风机2又通过外壳4底座圆(方)盘和支撑脚之间的缺口，将冷空气吸进加热单元，进行加热和混合，并把这些加热混合后的热空气，强制吹送到外壳4的顶盖，再次通过顶盖的内盖和外盖之间的间隙，强制向四周吹送。通过风机2的强制作用，冷热空气之间形成有效空气对流。外壳4的中部栅栏区域，冷空气在碳纤维石英玻璃管的高温和远红外线的共同作用下被加热，再经过风机2的轴流卷吸作用，也参加到空气对流之中。如此不断循环，形成非常有效的冷热空气对流。这种空气对流形式，热空气不经过风机，不会对风机造成损坏，可以延长风机的使用寿命。

7、持续热辐射。远红外线除了参与上述空气对流外，还同时对作用范围内的人体持续不断进行热辐射，并发挥保健作用。

附图说明

说明书附图1为该碳纤维远红外取暖器的结构示意图，图2为碳纤维石英玻璃管和空翅片示意图，图3为取暖器的空气对流示意图，图4为取暖器的远红外辐射示意图。

具体实施方式

1、制作碳纤维石英玻璃管1和空翅片3。碳纤维石英玻璃管1为U型管，其参数有：管径、长度、功率、电压等。空翅片3内径为碳纤维石英玻璃管1的外径加上1-2MM的误差值，其外径为其内径加上空翅片片高。空翅片的片高，根据实际需要选择。

2、制作外壳4。外壳4由底座、中部栅栏和顶盖三个部分组成。底座包括上下双层圆(方)盘和支撑脚；圆(方)盘中间均开圆孔，直径等于风机(2)的进风口和出风口直径；上下两层圆(方)盘之间的层高，等于风机(2)的高度；上层圆(方)盘风机(2)出风口的四周，用于固定碳纤维石英玻璃管(1)和中部栅栏的内栅栏；下层圆(方)盘与底座支撑脚之间的缺口，作为气流通道；上下两层圆(方)盘之间，用于设置电源线和各种控制开关。中部栅栏与碳纤维石英玻璃管(1)同高，由内栅栏和外栅栏组成；内栅栏设置在碳纤维石英玻璃管(1)的外边缘，下端与底座的上层圆(方)盘牢固连接，中部与碳纤维石英玻璃管(1)牢固连接，上端与外壳(4)顶盖的外盖牢固连接；外栅栏下端与底座的上层圆(方)盘牢固连接，上端与顶盖的内盖牢固连接。顶盖呈锅盖型，由内盖和外盖组成，两者的尺寸和规格相同；内盖四周与中部栅栏的外栅栏牢固连接，顶部开圆孔，孔径为中部栅栏内栅栏的外边距；外盖在内盖之上，两者之间预留足够间距，作为通气间隙；外盖与内盖和中部栅栏的内栅栏之间牢固连接。

3、准备和安装风机2。风机选用管道轴流风机，其进风口和出风口均为圆筒。风机2，安装到外壳4的底座圆(方)盘的中空位置，并与圆(方)盘牢固连接。

4、组建加热单元。将空翅片3套在碳纤维石英玻璃管1上，然后将碳纤维石英玻璃管1安装到外壳4底座的中空圆(方)盘，利用外壳中部栅栏的内栅栏进行辅助支撑。

5、形成空气对流。碳纤维石英玻璃管1通电工作后，碳纤维石英玻璃管1瞬间产生高温，并同时产生远红外线线。远红外线通过外壳4的中部栅栏，向外辐射，形成热辐射，并作用于人体活动区域。碳纤维石英玻璃管1产生的高温，通过空翅片散热，将周围空气加热并向上运动。风机2通电工作后，一方面将加热区的热空气强制吹送到外壳4的顶盖，并通过顶盖的内盖和外盖之间的间隙，强制向四周吹送。这个区域，正是人体的活动区域。另一方面又通过外壳4底座圆(方)盘和支撑脚之间的缺口，将冷空气吸进加热单元，利用碳纤维石英玻璃管1的高温和空翅片，以及已经加热的热空气，进行加热和混合，并把这些加热混合后的热空气，强制吹送到外壳4的顶盖，再次通过顶盖的内盖和外盖之间的间隙，强制向四周吹送，形成空气对流。外壳4的中部栅栏区域，由于碳纤维石英玻璃管的高温和远红外线的共同作用，空气被加热，通过风机2的轴流卷吸作用，也参加到上述空气对流之中。如此不断循环，形成非常有效的冷热空气对流形式。这种空气对流形式，热空气不经过风机，不会对风机造成损坏，可延长风机使用寿命。

6、持续热辐射。碳纤维石英玻璃管1通电工作后，远红外线携带热能，通过外壳4的中部栅栏，向四周辐射。这个区域，正是人体的活动区域。远红外线，一方面将周围的空气加热，参与空气对流；另一方面，对作用范围内的人体持续不断进行热辐射，并发挥保健作用。

Claims (8)

1.一种同时进行热辐射和热对流的碳纤维远红外取暖器，包括碳纤维石英玻璃管(1)、空翅片(3)、风机(2)和外壳(4)，其特征在于：运用碳纤维石英玻璃管(1)作为发热管，空翅片(3)套上碳纤维石英玻璃管(1)散热，然后固定在风机(2)的出风口四周，并与外壳(4)牢固连接。

2.根据权利要求1所述的碳纤维远红外取暖器，其特征在于：碳纤维石英玻璃管(1)使用U型管，牢固连接到外壳(4)底座的圆(方)盘四周。

3.根据权利要求1所述的碳纤维远红外取暖器，其特征在于：空翅片(3)根据碳纤维石英玻璃管(1)的具体尺寸制作，其内径为石英玻璃管(1)的外径，其外径为其内径加上空翅片(3)的片高。

4.根据权利要求1所述的碳纤维远红外取暖器，其特征在于：风机(2)采用管道轴流风机，其进风口和出风口均为圆筒；出风口竖直向上，穿过外壳(4)底座的上层圆(方)盘，并与之牢固连接；进风口竖直向下，穿过外壳(4)底座的下层圆(方)盘，并与之牢固连接；底座下层圆(方)盘与底座支撑脚之间的缺口，作为风机(2)进风口的气流通道。

5.根据权利要求1所述的碳纤维远红外取暖器，其特征在于：外壳(4)包括底座、中部栅栏和顶盖。

6.根据权利要求1所述的碳纤维远红外取暖器，其特征在于：权利要求5所述的外壳(4)，其底座包括上下双层圆(方)盘和支撑脚；圆(方)盘中间开圆孔，直径等于风机(2)的进风口和出风口直径；上下两层圆(方)盘之间的层高，等于风机(2)的高度；上层圆(方)盘风机(2)出风口的四周，用于固定碳纤维石英玻璃管(1)和中部栅栏的内栅栏；下层圆(方)盘与底座支撑脚之间的缺口，作为气流通道；上下两层圆(方)盘之间，设置电源线和控制开关。

7.根据权利要求1所述的碳纤维远红外取暖器，其特征在于：权利要求5所述的外壳(4)，其中部栅栏由内栅栏和外栅栏组成，与碳纤维石英玻璃管(1)同高；内栅栏设置在碳纤维石英玻璃管(1)的外边缘，下端与底座的上层圆(方)盘牢固连接，上端与外壳(4)顶盖的外盖牢固连接；外栅栏下端与底座的上层圆(方)盘牢固连接，上端与顶盖的内盖牢固连接。

8.根据权利要求1所述的碳纤维远红外取暖器，其特征在于：权利要求5所述的外壳(4)，其顶盖呈锅盖型，由内盖和外盖组成；内盖四周与中部栅栏的外栅栏牢固连接，顶部开圆孔，孔径为中部栅栏内栅栏的外边距；外盖在内盖之上，两者之间预留足够间距，作为通气间隙；外盖与内盖和中部栅栏的内栅栏牢固连接。