专利名称：一种碳纤维电热线结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及碳纤维电热线结构，更具体地说，涉及一种将碳纤维束中的碳 纤维丝进行构造改质的结构，以此提供一种增加热传导系数或降低电阻、提高热扩散系 数、减经重量以及改良吸湿性的电热线结构，用以提供较佳的电热效率。
背景技术：
目前，对于热源的取得有很多技术可以运用，例如采用热交换原理，其主要 利用压缩机作为热交换的技术，其所花费的设备成本及热源提供成本极高，经济效益需 要审慎评估。另外，对于热源的取得还有另一种电热技术可以采用，即为各种产业及其商品 均对该电热技术均有极高仰赖的电热丝以及现今运用广泛的碳纤维电热线，一般电热技 术发热原理主要是利用导电回路经由电流的导通而由于其电阻特性以产生热能；通常电 热组件大多根据商品形式及需求，预先设计该导电回路以吻合预定的安装空间，此单一 形式的电热组件并无法一体适用各种商品需求，因此将导致电热商品生产效率不够及经 济效益无法有效提升的问题。当物品存在较大的发热需求时，该加热组件因制造机器的 限制，往往须用拼接的方式，将若干加热组件串接，以符合所需的加热效率；这种方法 又存在必须大电压的负载问题，以及导电回路电流量负荷的限制等问题。例如Iiov电 源所需的加热效率为1000W，以加热组件的电阻为35 Ω/cm时，热能为345.7W，因此需 提供约318V的电源；当加热组件的电阻降低为10 Ω/cm以下时，其热能为1210W ；因 此在有效降低加热组件的电阻时，应可以有效的增加热效率。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题及其使用的技术手段在于提出一种碳纤维电热 线结构，其包含有一发热体以及一包覆在发热体外的绝缘套管，其中所述发热体为多条 碳纤维丝所构成的碳纤维束或碳纤维束与玻璃纤维束、岩石纤维束、陶瓷纤维束、杜邦 Kevlar 纤维束中至少一种经包绕、编织或合股成型的结构。在本实用新型所述的碳纤维电热线结构中，针对现有碳纤维加热线的低吸湿性 及高电阻的缺点，其主要将上述碳纤维电热线中的碳纤维丝外表面镀上金属粒子改质的 高表面积金属颗粒状结构，使碳纤维丝增加热传导系数及降低电阻。在本实用新型所述的碳纤维电热线结构中，针对现有碳纤维加热线的低吸湿性 及高电阻，其主要将前述碳纤维电热线中的碳纤维丝进行金属镀膜改质处理形成有金属 层的双层结构，使碳纤维丝增加热传导系数及降低电阻。在本实用新型所述的碳纤维电热线结构中，针对现有碳纤维加热线的低吸湿性 及高电阻，其主要将前述碳纤维电热线中的碳纤维丝进行高频(高周波)改质处理形成表 面石墨化的结构，使碳纤维丝具有较低电阻。在本实用新型所述的碳纤维电热线结构中，针对现有碳纤维加热线的低吸湿性及高电阻，其主要将碳纤维电热线中的碳纤维丝进行酸洗或碱洗改质的多孔性的结构， 使碳纤维丝具有较佳吸湿性、热扩散系数以及减轻重量。在本实用新型所述的碳纤维电热线结构中，所述绝缘套管可以为耐热管或编织 管中之一种；所述耐热管可以为氟材弹性管(fluoroelastomer)、硅胶管(silicon tubing)、 PU 管(polyurethane tubing)、PVC 管(Polyvinylchloride tubing)、PE 管(polyethylene tubing)、PP 管(polypropylene tubing)、PET 管(polyestertubing)、Nylon 管(polyamide tubing)或PI管(polyimide tubing)中之一种；所述编织管可以为玻璃纤维束、岩石纤维 束、陶瓷纤维束或杜邦kevlar 纤维束中之一种或一种以上组合编织管。由于所述绝缘套管除了绝缘电气外，也有保护碳纤维束避免磨擦与折断之作 用；其中耐热管的防水性佳，但热损耗大，因此运用在水加热时为较佳选择；而编织管 具因有空隙而容易使热量散发，有调节热度作用，因此热损耗较小，但防水性差，因此 运用在水以外，例如衣服、织物等为较佳选择。在本实用新型所述的碳纤维电热线结构中，所述编织管为玻璃纤维束、岩石纤 维束、陶瓷纤维束或杜邦Kevlai :纤维束的其中之一或一种以上组合的编织管。在本实用新型所述的碳纤维电热线结构中，所述金属颗粒是球状、棒状、正方 形、矩形、三角形或其它颗粒形状。实施本实用新型的碳纤维电热线结构，具有以下有益效果使碳纤维丝具有较 低电阻；使碳纤维丝具有较佳吸湿性、热扩散系数以及减轻重量。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型的碳纤维电热线结构的示意图；图2是图1的横截面示意图；图3是碳纤维束的结构示意图；图4是碳纤维束的一种合股的结构示意图；图5是碳纤维丝表面具有高表面积的金属颗粒状的结构示意图；图6是图5的各种形状的金属颗粒的结构示意图；图7是碳纤维丝为表面有金属层的双层结构示意图；图8是碳纤维丝为表面有石墨层的双层结构示意图；图9是碳纤维丝为多孔性的结构示意图。
具体实施方式
首先，如图1及图2所示，其中图1为实用新型的碳纤维电热线结构的示意 图；图2为图1的横截面示意图。如图1和2所示的碳纤维电热线结构，包含有一发 热体10以及一包覆在发热体10外的绝缘套管20所构成；所述绝缘套管20可以为耐 热管或编织管中的其中之一；所述耐热管可以为氟材弹性管(fluoroelastomer)、硅胶管 (silicon tubing)、PU 管(polyurethane tubing)、PVC 管(Polyvinylchloride tubing)、PE 管 (polyethylene tubing)、PP 管(polypropylenetubing)、PET 管(polyester tubing)、Nylon 管 (polyamide tubing)或PI管(polyimidetubing)中的其中之一；所述编织管可以为玻璃纤维束、岩石纤维束、陶瓷纤维束或杜邦Kevlar 纤维束中的一种或一种以上组合编织管， 如图1所示。所述绝缘套管除了绝缘电气外，也有保护碳纤维束避免磨擦与折断的作 用；其中耐热管的防水性佳，但热损耗大，因此运用在水加热时为较佳选择；而编织管 因具有空隙而容易使热量散发，有调节温度的作用，因此热损耗较小，但防水性差，因 此运用在水以外，例如衣服、织物等为较佳选择。其次，在图3所示，所述发热体10可以由多个碳纤维丝101所构成的碳纤维 束；如图4所示，也可以为碳纤维束IOa或碳纤维束IOa与玻璃纤维束10b、岩石纤维束 10c、陶瓷纤维束10d、芳香聚酸胺纤维束IOe中的至少一种经包绕、编织或合股方式形 成的结构。另外，本实用新型为了增加热传导系数和降低电阻，碳纤维束中的碳纤维丝 101，如图5所示，碳纤维丝101表面可以为金属颗粒状结构，该金属颗粒102可以为任 何颗粒形状，如图6所示，可以为球状金属颗粒102a、棒状金属颗粒102b、正方形金属 颗粒102c、矩形金属颗粒102d、三角形金属颗粒102e或其它颗粒形状。如图7所示， 碳纤维丝101表面可以为金属层103的双层结构。如图8所示，碳纤维丝101表面可以 为石墨层104的双层结构。如图9所示，碳纤维丝101可以为多孔性的结构。因此，实施本实用新型的技术方案具有以下优点1.本实用新型的碳纤维丝表面有高表面积的金属颗粒状结构，可以降低电阻及 增加热传导系数。2.本实用新型的碳纤维丝表面有金属层的双层结构，可以降低电阻及增加热传 导系数。3.本实用新型的碳纤维丝表面有石墨层的双层结构，可以降低电阻及增加耐磨 性。4.本实用新型的碳纤维丝为多孔性的结构，可以提高热扩散系数、减轻重量及 改良吸湿性。本实用新型是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在 不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另 外，针对特定情形或具体情况，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的 范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权 利要求范围内的全部实施方式。
权利要求1.一种碳纤维电热线结构，其特征在于，包含一发热体，所述发热体为多条碳纤维丝所构成的碳纤维束或碳纤维束与玻璃纤维 束、岩石纤维束、陶瓷纤维束、杜邦纤维束中的至少一种经包绕、编织或合股成型的结 构；以及一绝缘套管，其包覆在发热体外。
2.根据权利要求1所述的碳纤维电热线结构， 表面积的金属颗粒状结构。
3.根据权利要求1所述的碳纤维电热线结构， 属层的双层结构。
4.根据权利要求1所述的碳纤维电热线结构， 墨层的双层结构。
5.根据权利要求1所述的碳纤维电热线结构， 结构。
6.根据权利要求1所述的碳纤维电热线结构， 构或编织管结构。
7.根据权利要求6所述的碳纤维电热线结构，其特征在于，所述耐热管为氟材弹性 管、硅胶管、PU管、PVC管、PE管、PP管、PET管、Nylon管或PI管。
8.根据权利要求6所述的碳纤维电热线结构，其特征在于，所述编织管为玻璃纤维 束、岩石纤维束、陶瓷纤维束或杜邦纤维束的其中之一或一种以上组合的编织管。
9.根据权利要求2所述的碳纤维电热线结构，其特征在于，所述金属颗粒是球状、棒 状、正方形、矩形或三角形。其特征在于，所述碳纤维丝为表面有高 其特征在于，所述碳纤维丝为表面有金 其特征在于，所述碳纤维丝为表面有石 其特征在于，所述碳纤维丝为多孔性的 其特征在于，所述绝缘套管为耐热管结
专利摘要本实用新型涉及一种碳纤维电热线结构，其包含有一发热体以及一包覆在发热体外的绝缘套管，其中所述发热体为多条碳纤维丝所构成的碳纤维束 或碳纤维束与玻璃纤维束、岩石纤维束、陶瓷纤维束、杜邦纤维束中至少一种经包绕、编织或合股成型的结构；所述碳纤维丝可以为表面有金属颗粒状结构、表面有金属层的双层结构、表面有石墨层的双层结构或为多孔性的结构；以此提供一种增加热传导系数或降低电阻、提高热扩散系数、减经重量以及改良吸湿性的电热线结构，用以提供较佳的电热效率。
文档编号H05B3/10GK201797614SQ20102017184
公开日2011年4月13日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者刘宁和, 蔡宜寿 申请人:刘宁和, 蔡宜寿