专利名称：电热体的制作方法
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钼丝、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，抗割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损伤、强度低、远红外效果不明显的缺点。为了实现这一目的，本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。进一步，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或无机粘合剂，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。进一步，插有电极的导电层和碳纤维层电连通，该导电层是由金属钼制得的，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。进一步，碳纤维层是由碳纤维按线状分布的，即按照纬线方向编织的，这样编织结 构简单，便于操作，也可以是由碳纤维按照纬线和经线方向编织的，这样编织能提高强度，使其更加坚固耐用。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°C、300-900W的功率范围，其使用寿命可达10000小时，也可以根据其他 工业设计的要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。
图1为本发明--种电热体的板式结构示意图o
图2为本发明--种电热体的1f式结构示意图o
图3为本发明--种电热体的1f式结构的B-B剖视图。
图4为本发明--种电热体的1f式结构的A处放大示意图。
图5为本发明--种电热体的1f式结构的碳纤维层结构示意图。
图6为本发明--种电热体的1f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,
(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
⑶导电层(9)绝缘陶瓷(10)纬线
(11)经线
具体实施例方式下面结合附图，具体说明本发明如图1和图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⑵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或无机粘合剂， 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 钼制得的，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⑶和碳纤维层⑵电连 通，该导电层是由金属钼制得的，具有很好的导电性能。在导电层⑶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。
权利要求
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)、隔热绝缘层(4)和外壳(5)，其特征在于在碳纤维层(2)和隔热绝缘层(4)之间有固化层(3)。
2.如权利要求1所述的碳纤维电热体，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或无机粘合剂，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。
3.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⑵电连通，该导电层⑶是由金属钼制得的。
4.如权利要求3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(9) 制成的绝缘层，并和导电层⑶以及电极(7)均紧密结合。
5.如权利要求3所述的碳纤维电热体，其特征在于电极(7)在导电层⑶中有一段 是螺旋状的。
6.如权利要求3所述的碳纤维电热体，其特征在于电极(7)在导电层⑶中有一段 是片状的。
7.如权利要求1或3所述的碳纤维电热体，其特征在于碳纤维层(2)是按线状分布 的，即碳纤维按照纬线(10)方向编织。
8.如权利要求1或3所述的碳纤维电热体，其特征在于碳纤维层(2)是由碳纤维按 照纬线(10)和经线(11)方向编织的。
全文摘要
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)、隔热绝缘层(4)和外壳(5)，在碳纤维层(2)和隔热绝缘层(4)之间有固化层(3)。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。
文档编号H05B3/03GK101925207SQ20091003310
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者吴国栋, 黄溯 申请人:吴国栋;黄溯