專利名稱：碳纖維氈電加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碳纖維氈電加熱裝置，尤其指能直接應(yīng)用于液體、流體的均勻加熱，并且使用壽命長(zhǎng)的電加熱裝置。
背景技術(shù)：
本實(shí)用新型以前傳統(tǒng)的電加熱裝置主要是電阻絲、電熱纜等。其中，電阻絲是利用金屬導(dǎo)體電熱特性制造的加熱元件；電熱纜是由特制的發(fā)熱材料通過(guò)絕緣保護(hù)處理以電纜形式形成的發(fā)熱元件。這兩類電加熱裝置一般為線形、管形、棒形等形體。由于發(fā)熱面積小，只能對(duì)被加熱體局部進(jìn)行加熱，再通過(guò)熱傳導(dǎo)使被加熱體其它部分受熱。這種方式的缺點(diǎn)是被加熱體受熱不均勻，升溫速度慢，熱效率低，耗電量大。
為了解決發(fā)熱體面積受限問(wèn)題，又出現(xiàn)了電熱膜、電熱紙、電熱布等面狀發(fā)熱體。其中，電熱膜是將特殊發(fā)熱材料印刷在兩層絕緣薄膜之間制成的純電阻式電熱元件；電熱紙是將碳纖維與紙漿纖維混合制成的紙狀加熱材料；電熱布是以碳纖維為材料織成的布狀加熱材料。這類發(fā)熱體雖然能做到面狀發(fā)熱，但表面溫度不均勻、難以在100攝氏度以上的條件下長(zhǎng)期工作，且使用壽命短。
碳纖維氈是將原氈經(jīng)過(guò)熱穩(wěn)定化和碳化處理后而制成的一種厚1至16毫米的氈體。它的特點(diǎn)是熱容量小、升溫、降溫迅速，特別在高溫條件下性能穩(wěn)定，在真空或惰性氣氛下最高使用溫度達(dá)1800℃-2500℃，且使用壽命長(zhǎng)。碳纖維氈因其生產(chǎn)工藝和所選材料的不同而使性能、用途亦不相同。如防水性、抗氧化性、耐高溫、柔軟性等等。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有電加熱裝置所存在的缺陷，提供一種碳纖維氈電加熱裝置，該電加熱裝置能夠?qū)崿F(xiàn)面狀均勻加熱、升溫迅速、節(jié)能且使用壽命長(zhǎng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種碳纖維氈電加熱裝置，包括連接有電極的碳纖維氈，引出電源電纜，所述碳纖維氈表面涂設(shè)有高溫絕緣層，該碳纖維氈敷設(shè)于導(dǎo)熱體一側(cè)的表面，使碳纖維氈與被加熱液體分處在該導(dǎo)熱體兩側(cè)。所述導(dǎo)熱可以是金屬板或?qū)峁堋?br> 由以上說(shuō)明得知，與現(xiàn)有電加熱裝置相比，本實(shí)用新型碳纖維氈電加熱裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1、面狀均勻發(fā)熱，加熱效果好，升溫速度快，提高工作效率；2、能量轉(zhuǎn)換效率高，熱能利用效率在99％以上，用電量?jī)H是傳統(tǒng)電加熱裝置的60％左右，節(jié)能效果顯著；3、使用壽命長(zhǎng)達(dá)幾十年，降低單位工作成本；下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的截面示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的截面示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3的截面示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例4的截面示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例5的截面示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例5的外表面立體示意圖。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，為了使被加熱液體均勻受熱，本實(shí)用新型提供了一種碳纖維氈電加熱裝置，包括連接有電極1的碳纖維氈4，由電極1引出電源電纜(圖中未標(biāo)出)，所述碳纖維氈4表面涂設(shè)有高溫絕緣層3，該碳纖維氈4敷設(shè)于導(dǎo)熱體2一側(cè)的表面，使碳纖維氈4與被加熱液體分處在該導(dǎo)熱體2兩側(cè)。碳纖維氈4在通電后發(fā)熱，熱能通過(guò)熱傳導(dǎo)和紅外熱輻射方式傳遞給導(dǎo)熱體2，該導(dǎo)熱體2對(duì)液體進(jìn)行均勻加熱。
實(shí)施例2如圖2所示，本實(shí)施例提供了一種有一定硬度、加熱時(shí)不變形的剛性碳纖維氈電加熱裝置。首先按產(chǎn)品用途需要的不同將碳纖維氈4裁剪成不同的形體，如圓凹狀、圓板狀、條狀或條狀螺旋形等等；在形體兩端用高溫導(dǎo)電膠固定好電極1，同時(shí)引出電源電纜(圖中未標(biāo)出)；然后將云母板5(或絕緣纖維如布、膠、氈等)制作成外形和裁剪好的碳纖維氈外形相同，只是每邊比碳纖維氈寬3至7毫米的平面材料。如果云母板比碳纖維氈每邊寬出的寬度過(guò)小，則容易產(chǎn)生漏電；寬度過(guò)大則影響有效的加熱面積。然后把接好電極的碳纖維氈4用高溫膠粘樹(shù)脂平整的粘貼在兩層云母板5(或絕緣纖維如布、膠、氈等)中間；待其完全固化后用防腐碳鋼板6緊密封閉包裹，并且在防腐碳鋼板6形成的封閉空間內(nèi)填充惰性氣體，以提高該裝置的工作溫度范圍。
碳纖維氈4在通電后發(fā)熱，通過(guò)兩側(cè)的云母板5(或絕緣纖維如布、膠、氈等)將熱量傳導(dǎo)輻射給密封鋼板，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體的均勻加熱。
實(shí)施例3如圖3所示，本實(shí)施例提供了一種可以形變的柔性碳纖維氈電加熱裝置。首先將碳纖維氈4兩端用高溫導(dǎo)電膠固定好電極1，同時(shí)引出電源電纜(圖中未標(biāo)出)；然后在碳纖維氈表面涂一層具有優(yōu)良導(dǎo)熱性、絕緣性的防水層7(如高溫膠粘樹(shù)脂)。處理后同耐溫、耐磨面料8(如纖維、塑料、橡膠等)貼合在一起制做成復(fù)合面料。即內(nèi)層是碳纖維氈4，外層是耐溫、耐磨面料8。碳纖維氈通電后發(fā)熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)及熱輻射對(duì)整個(gè)面料進(jìn)行均勻加熱。還可以根據(jù)不同的需要選擇另有其他特性的面料，如手感柔軟，色澤度好，具有防水、透氣、防風(fēng)效果等。
實(shí)施例4如圖4所示，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)流經(jīng)管體內(nèi)的流體進(jìn)行加熱，本實(shí)施例提供了一種管狀碳纖維氈電加熱裝置。在第一導(dǎo)熱管9的外壁均勻涂或貼一層絕緣導(dǎo)熱層3，待固化后將碳纖維氈4纏繞、包裹或粘貼在第一導(dǎo)熱管9外壁；用導(dǎo)電膠將電極1分別在碳纖維氈兩端牢靠固定，并引出電源電纜(圖中未標(biāo)出)；在碳纖維氈4外壁表面涂一層高溫絕緣層10。該碳纖維氈電加熱裝置只對(duì)流經(jīng)第一導(dǎo)熱管內(nèi)部的流體進(jìn)行加熱，所以稱為單向換熱碳纖維氈管狀電加熱裝置。
碳纖維氈4在通電后發(fā)熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)和熱輻射作用對(duì)第一導(dǎo)熱管9進(jìn)行加熱；然后該第一導(dǎo)熱管9通過(guò)自身的熱傳導(dǎo)作用對(duì)流經(jīng)該導(dǎo)熱管9內(nèi)部的液體進(jìn)行均勻加熱。同時(shí)因碳纖維氈4纏繞而形成的導(dǎo)電線圈，通電后在第一導(dǎo)熱管9內(nèi)部形成磁場(chǎng)，能夠?qū)Ρ患訜岬牧黧w產(chǎn)生磁化作用。除此之外，還可以將碳纖維氈4纏繞、包裹或粘貼于第一導(dǎo)熱管9內(nèi)壁，用同樣的方法連接電極1及導(dǎo)線。通電發(fā)熱后，對(duì)流經(jīng)第一導(dǎo)熱管9外部的流體進(jìn)行均勻加熱。
實(shí)施例5如圖5、圖6所示，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)同時(shí)流經(jīng)導(dǎo)熱管內(nèi)部和外部的流體進(jìn)行均勻加熱，本實(shí)施例提供了另一種雙向換熱碳纖維氈管狀電加熱裝置。該裝置是以實(shí)施例4中上述單向換熱碳纖維氈管狀電加熱裝置為基礎(chǔ)，在所述碳纖維氈4外壁再套裝口徑適宜的第二導(dǎo)熱管11，使所述碳纖維氈4外壁與該第二導(dǎo)熱管11內(nèi)壁緊密貼合。第一導(dǎo)熱管9和第二導(dǎo)熱管11的管壁兩端用法蘭盤13緊密封閉。在第一導(dǎo)熱管9、第二導(dǎo)熱管11和法蘭盤13之間形成的封閉空間中，填充一定量的惰性氣體，以提高該裝置的工作溫度范圍。
碳纖維氈4通電后發(fā)熱，熱能通過(guò)熱傳導(dǎo)和熱輻射同時(shí)傳遞給第一導(dǎo)熱管9和第二導(dǎo)熱管11，同時(shí)對(duì)流經(jīng)第一導(dǎo)熱管9內(nèi)部和第二導(dǎo)熱管11外部的流體進(jìn)行均勻加熱。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種碳纖維氈電加熱裝置，包括連接有電極的碳纖維氈，電極連接電源電纜，其特征在于碳纖維氈表面涂設(shè)有高溫絕緣層，該碳纖維氈敷設(shè)于導(dǎo)熱體一側(cè)的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述碳纖維氈夾設(shè)在兩層云母板中間，所述云母板不接觸碳纖維氈的一側(cè)表面敷設(shè)有金屬板層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述碳纖維氈設(shè)置為比所述云母板每邊窄3至7毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述碳纖維氈和云母板封閉在金屬板層內(nèi)，所述金屬板層封閉空間內(nèi)填充有惰性氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述碳纖維氈表面涂設(shè)有防水層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述碳纖維氈與耐溫和/或耐磨面料復(fù)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱體為第一導(dǎo)熱管，所述碳纖維氈敷設(shè)于該第一導(dǎo)熱管外壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述碳纖維氈外壁套設(shè)有第二導(dǎo)熱管，該第二導(dǎo)熱管內(nèi)壁與所述碳纖維氈外壁緊密貼合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述第一導(dǎo)熱管和第二導(dǎo)熱管的管壁兩端密封有法蘭盤，所述第一導(dǎo)熱管、第二導(dǎo)熱管和法蘭盤之間形成的封閉空間中填充有惰性氣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維氈電加熱裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱體為第一導(dǎo)熱管，所述碳纖維氈敷設(shè)于所述第一導(dǎo)熱管內(nèi)壁。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種碳纖維氈電加熱裝置，包括固定有電極的碳纖維氈，引出電源電纜，在該碳纖維氈表面涂有高溫絕緣材料，并敷貼于導(dǎo)熱體一側(cè)。該導(dǎo)熱體可以是云母板，用鋼板緊密封閉包裹，制成剛性碳纖維氈電加熱裝置；該導(dǎo)熱體可以是涂有防水層的耐溫、耐磨面料，制成柔性碳纖維氈電加熱裝置；該導(dǎo)熱體還可以是導(dǎo)熱管，碳纖維氈敷貼于該導(dǎo)熱管的內(nèi)壁和/或外壁制成單向或雙向換熱的碳纖維氈電加熱裝置。能實(shí)現(xiàn)面狀均勻加熱，升溫速度快，提高加熱效果和工作效率，能直接應(yīng)用于液體、流體的均勻加熱，并且使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H05B3/18GK2899365SQ20062001304
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者付成山, 魏文才 申請(qǐng)人:付成山, 魏文才