一种碳纤维面状发热体及包含其的电热毯和交通工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种碳纤维面状发热体(100)，其包括绝缘表层(101)、绝缘底层(102)和位于所述绝缘表层(101)和所述绝缘底层(102)之间的热反射层(103)以及分布在所述热反射层(103)上的碳纤维发热体(104)，其特征在于，所述碳纤维发热体(104)可自由弯曲地排布在所述热反射层(103)上，并且所述碳纤维发热体(104)包括以多股编织或螺旋缠绕方式形成的碳纤维丝束(201)和包覆所述碳纤维丝束(201)的绝缘被覆(202)。
【专利说明】一种碳纤维面状发热体及包含其的电热毯和交通工具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发热装置，尤其涉及一种碳纤维面状发热体。
【背景技术】
[0002]碳纤维因其具有优良的热辐射性能成为新一代节能环保的电热材料，主要应用于家用取暖、工业烘烤设备及医用理疗设备等各种远红外辐射加热场合。
[0003]碳纤维发热材料常以面状形式示出，如用于室内取暖的平板型碳纤维发热装置和运用在织物上的碳纤维发热布、发热垫等。目前碳纤维面状发热体多以层压方式形成，即将碳纤维制成导电膜然后与绝缘材料压合成层状结构。该种结构不利于碳纤维发热体的导电连接，在长期工况下，设置在碳纤维导电体两侧的铜带电极易脱落，安全性能低。还有一种面状碳纤维发热体是将碳纤维短丝分散的基质材料中。该种方式的缺陷是若碳纤维不能均匀分散在基质中，容易引起局部温度过高，导致受热不均。
[0004]另外一种是将由碳纤维长丝制成的电缆线置于板材内。碳纤维电缆和普通的碳纤维导电膜相比安全性更高，受热也更均匀。但是，从安全的角度出发，碳纤维长丝表面不可避免的需要包覆一层绝缘层形成碳纤维电缆，从而增加了热阻，影响升温速率。并且碳纤维长丝在加工过程中容易与缠绕设备摩擦起毛，影响发热的均匀性和稳定性。
实用新型内容
[0005]针对以上现有技术之不足，本实用新型要解决的问题是提供一种安全性能好，升温速率高、稳定性好的碳纤维面状发热体。具体方案如下:
[0006]本实用新型的碳纤维面状发热体，其包括绝缘表层、绝缘底层和位于所述绝缘表层和所述绝缘底层之间的热反射层以及分布在所述热反射层上的碳纤维发热体，其特征在于，所述碳纤维发热体可自由弯曲地排布在所述热反射层上，并且所述碳纤维发热体包括以多股编织或螺旋缠绕方式形成的碳纤维丝束和包覆所述碳纤维丝束的绝缘被覆。
[0007]根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束包括至少三股彼此交错缠绕的碳纤维丝，所述至少三股碳纤维丝彼此缠绕形成所述碳纤维丝束。
[0008]根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束以螺旋方式缠绕至弹性支撑体，并且所述碳纤维丝束紧密排布在所述弹性支撑体上。
[0009]根据一个优选实施方式，所述碳纤维面状发热体还包括温控装置，并且所述温控装置包括连接端子、温度显示单元和连接插头。
[0010]根据一个优选实施方式，所述连接端子设置在所述热反射层的外周缘区域，并且所述连接端子与所述热反射层上的碳纤维发热体对应匹配，从而导电连接所述碳纤维发热体和所述温度显示单元。
[0011]根据一个优选实施方式，所述温度显示单元包括温度显示元件和温度调节元件。
[0012]根据一个优选实施方式，所述绝缘表层、所述绝缘底层和所述热反射层彼此保持匹配，并且所述热反射层以平铺或嵌入在所述绝缘底层的方式设置在所述绝缘表层和所述绝缘底层形成的密封空间内。
[0013]根据一个优选实施方式，所述碳纤维发热体呈I型、Ω型、S型、H型或T型分布在所述热反射层上。
[0014]本实用新型的一种电热毯，其特征在于，所述电热毯具有如上权利要求之一所述的碳纤维面状发热体。
[0015]本实用新型一种交通工具，其特征在于，所述交通工具具有如上权利要求之一所述的碳纤维面状发热体。
[0016]本实用新型的碳纤维面状发热体通过改变碳纤维长丝的加捻方式，以多股编织或螺旋缠绕方式形成的碳纤维丝束来提高碳纤维发热体的升温速率和稳定性，其热惯性小。并且本实用新型的碳纤维发热体具有可挠性，能够根据需要排布，碳纤维发热体的长度可根据所需发热功率进行相应调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的碳纤维面状发热体的分解图；
[0018]图2是本实用新型的碳纤维面状发热体的俯视图；
[0019]图3是本实用新型的碳纤维面状发热体的碳纤维发热体的结构图；和
[0020]图4是本实用新型的碳纤维面状发热体的碳纤维发热体的结构图。
[0021]附图标记列表
[0022]100:碳纤维面状发热体 101:绝缘表层102:绝缘底层
[0023]103:热反射层104:碳纤维发热体 201:碳纤维丝束
[0024]202:绝缘被覆203:弹性支撑体 204:连接端子
[0025]205:温度显示单元206:连接插头
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图具体说明本实用新型。
[0027]图1示出了本实用新型的碳纤维面状发热体100，其包括绝缘表层101、绝缘底层102和位于绝缘表层101和绝缘底层102之间的热反射层103以及分布在热反射层103上的碳纤维发热体104。本实用新型的碳纤维面状发热体100可以是硬质的平面加热或取暖装置，也可以是贴在衣物或织物上的用于保温供暖的加热片。碳纤维发热体104可自由弯曲地排布在热反射层103上。热反射层103用于将碳纤维发热体104所产生的热辐射定向的反射，使其能朝着一个方向集中发热，从而提高碳纤维面状发热体100的热效率。
[0028]如图3和图4所示，碳纤维发热体104包括以多股编织或螺旋缠绕方式形成的碳纤维丝束201和包覆碳纤维丝束201的绝缘被覆202。
[0029]如图3所示，碳纤维丝束201包括至少三股以彼此交错缠绕的碳纤维丝。至少三股碳纤维丝彼此缠绕形成碳纤维丝束201。多股碳纤维丝经多重加捻合股，其捻度大，单丝趋向整股外轮廓线，股与股之间存在空隙，形成了较为宽松的空隙聚集态结构。根据热辐射理论，松散结构中微孔广泛分布，电磁波在微孔空腔内的散射和反射作用增强，多次反射增加了电磁波的穿透深度，不断地反射吸收能够有效提高材料的发射率。因此，多股碳纤维丝束201和普通长丝碳纤维相比具有更好的热稳定性、更快的升温速率，并且还能够有效降低碳纤维发热体本身的表面温度，从而降低碳纤维表面负荷延长碳纤维发热体的使用寿命。
[0030]参见图4，碳纤维丝束201以螺旋方式缠绕至弹性支撑体203。碳纤维丝束201紧密排布在弹性支撑体203上。弹性支撑体203可以弯曲呈任意的形状。
[0031 ] 如图2所示，碳纤维面状发热体100还包括温控装置。温控装置包括连接端子204、温度显示单元205和连接插头206。连接端子204设置在热反射层103的外周缘区域。连接端子204与热反射层103上的碳纤维发热体104对应匹配，从而导电连接碳纤维发热体104和温度显示单元105。连接端子204是由金属制成的导电构件，从而实现碳纤维发热体104与外界电源之间的导电连接。连接端子204以套接方式(图中未示出)将碳纤维发热体104的导电端口全部包覆，使得碳纤维丝束201与连接端子204充分接触。温度显示单元205包括温度显示元件和温度调节元件，用于显示和调节温度。其中，温度显示元件是一个将工作电流转化为温度读数的转换装置，便于用户直接读出温度读数。
[0032]根据一个优选实施方式，绝缘表层101、绝缘底层102和热反射层103彼此保持匹配。热反射层103以平铺或嵌入在绝缘底层102的方式设置在绝缘表层101和绝缘底层102形成的密封空间内。当本实用新型的碳纤维面状发热体104用做墙面取暖装置或者是立式取暖器时，绝缘表层101包括具有装饰图案的表层，使得碳纤维面发热体100不仅具有发热取暖功能同时还兼具美化装饰效果。
[0033]根据一个优选实施方式，所述碳纤维发热体104呈I型、Ω型、S型、H型或T型分布在热反射层103上。
[0034]一种电热毯，电热毯具有如上述内容所述的碳纤维面状发热体100。
[0035]一种交通工具，交通工具具有如上述内容所述的碳纤维面状发热体100。
[0036]需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种碳纤维面状发热体(100),其包括绝缘表层(101),绝缘底层(102)和位于所述绝缘表层(101)和所述绝缘底层(102)之间的热反射层(103)以及分布在所述热反射层(103)上的碳纤维发热体(104),其特征在于， 所述碳纤维发热体(104)可自由弯曲地排布在所述热反射层(103)上，并且所述碳纤维发热体(104)包括以多股编织或螺旋缠绕方式形成的碳纤维丝束(201)和包覆所述碳纤维丝束(201)的绝缘被覆(202^
2.如权利要求1所述的碳纤维面状发热体(100),其特征在于，所述碳纤维丝束(201)包括至少三股彼此交错缠绕的碳纤维丝，所述至少三股碳纤维丝彼此缠绕形成所述碳纤维丝束咖)。
3.如权利要求1所述的碳纤维面状发热体(100),其特征在于，所述碳纤维丝束(201)以螺旋方式缠绕至弹性支撑体(203),并且所述碳纤维丝束(201)紧密排布在所述弹性支撑体(203)上。
4.如权利要求2或3所述的碳纤维面状发热体(100),其特征在于，所述碳纤维面状发热体(100)还包括温控装置(105),并且所述温控装置(105)包括连接端子(204)、温度显示单元(205)和连接插头(206)。
5.如权利要求4所述的碳纤维面状发热体(100),其特征在于，所述连接端子(204)设置在所述热反射层(103)的外周缘区域，并且所述连接端子(204)与所述热反射层(103)上的碳纤维发热体(104)对应匹配，从而导电连接所述碳纤维发热体(104)和所述温度显示单元(105)。
6.如权利要求5所述的碳纤维面状发热体(100),其特征在于，所述温度显示单元(205)包括温度显示元件和温度调节元件。
7.如权利要求6所述的碳纤维面状发热体(100),其特征在于，所述绝缘表层(101)、所述绝缘底层(102)和所述热反射层(103)彼此保持匹配，并且所述热反射层(103)以平铺或嵌入在所述绝缘底层(102)的方式设置在所述绝缘表层(101)和所述绝缘底层(102)形成的密封空间内。
8.如权利要求7所述的碳纤维面状发热体(100),其特征在于，所述碳纤维发热体(104)呈I型、0型、3型、!I型或I'型分布在所述热反射层(103)上。
9.一种电热毯，其特征在于，所述电热毯具有如权利要求1至8之一所述的碳纤维面状发热体(100)。
10.一种交通工具，其特征在于，所述交通工具具有如权利要求1至8之一所述的碳纤维面状发热体(100)。
【文档编号】H05B3/10GK204180299SQ201420576393
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月3日 优先权日:2014年10月3日
【发明者】陈滨, 张雪芳, 王浩 申请人:北京中科联众科技股份有限公司