碳纤维电加热装置及电加热锅炉的制作方法

本实用新型涉及电加热技术领域，尤其涉及一种用于大功率加热使用的碳纤维电加热装置及电加热锅炉。

背景技术：

目前，电加热装置及应用电加热装置的锅炉以金属管为主，电热材料大都使用镍铬合金、钼丝、铜丝、钨丝等，由于这些电热材料自身固有特性的原因，在使用中存在着许多不足，如通用镍铬合金材料、钼丝、铜丝、钨丝材料制成的电热体，在电加热过程中表面易氧化，由此造成局部过热而被烧断，使用寿命短；同时电加热过程中有可见光存在，因此热效率低。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种碳纤维电加热装置及电加热锅炉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碳纤维电加热装置，其特征在于：包括支撑骨架和碳纤维加热线；

所述支撑骨架整体为柱形管体结构，支撑骨架外侧设有若干组轴向分布的筋体，筋体之间构成散热通道；

所述碳纤维加热线截面为扁平状结构并缠绕在支撑骨架的筋体外侧成螺旋状结构，碳纤维加热线内部设有一组或两组及两组以上且并列分布的碳纤维丝束。

所述支撑骨架外壁上设有通孔，且通孔设置在所述散热通道内。

所述筋体外侧端部设有支撑筋，支撑筋之间构成断续分布的环形结构，支撑筋外侧表面用于支撑所述碳纤维加热线。

所述筋体或/和支撑筋表面还设有若干散热筋，散热筋位于所述散热通道内。

所述支撑骨架设有至少两组，支撑骨架之间同轴分布，直径较大的支撑骨架套在直径较小的支撑骨架外侧设置且两者之间设有水流通道。

所述支撑骨架之间的通孔交错分布。

还包括了用于固定所述支撑骨架的端座，端座设置在支撑骨架一端或两端外侧，所述端座包括一端板及设置在端板一侧的承插管座，所述承插管座与所述支撑骨架一一对应设置，承插管座插入至所述支撑骨架内部并与支撑骨架连接固定。

所述承插管座侧壁采用镂空骨架结构。

所述金属骨架采用金属管。

所述碳纤维加热线端部还设有一与其一体结构的限位块，限位块设置在支撑骨架内部用于碳纤维加热线端部的固定。

所述碳纤维加热线材料采用硅胶或聚四氟乙烯。

一种电加热锅炉，其包括上述结构的碳纤维电加热装置。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，可以实现碳纤维的大功率加热效果，提高了加热效率和锅炉的能效比，降低了运营成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是实施例一（一个端座）的主视结构示意图。

图2是实施例一（端座分离状态）的主视结构示意图。

图3是实施例一的仰视结构示意图。

图4是图3中“a”的局部放大结构示意图。

图5是实施例一支撑骨架的主视结构示意图

图6是实施例一支撑骨架的仰视结构示意图。

图7是实施例一碳纤维加热线的结构示意图。

图8是实施例一（两个端座）的主视结构示意图。

图9是实施例二的仰视结构示意图。

图10是图9中“b”的局部放大结构示意图。

图11是实施例三的仰视结构示意图。

图12是实施例三的主视剖面结构示意图。

图中：1端板、2碳纤维加热线、3支撑骨架、4承插管座、5限位块、6筋体、7支撑筋、8散热筋、9碳纤维丝束、10通孔、11散热通道。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例一

根据图1至图8所示：本实施例提供一种碳纤维电加热装置及电加热锅炉，包括端座、支撑骨架3和碳纤维加热线2，其中：

所述支撑骨架3整体为圆柱形管体结构，支撑骨架3材质为不锈钢并拉挤成型，支撑骨架3外侧设有若干组轴向分布的筋体6，筋体6之间的间距设置相同且筋体6之间构成散热通道11，散热通道11内部用于水的流通使用，筋体6外侧端部设有支撑筋7，支撑筋7与筋体6垂直分布且两者之间构成t型结构，支撑筋7之间构成断续分布的环形结构，支撑筋7外侧表面用于支撑所述碳纤维加热线2；支撑筋7增加与碳纤维加热线2的接触面积，保障碳纤维加热线2的缠绕效果，支撑骨架3外壁上设有通孔10，且通孔10设置在所述散热通道11内，通孔10的设置用于支撑骨架3内侧及外侧的水相互流通使用；

所述碳纤维加热线2截面为扁平状结构并缠绕在支撑骨架3的支撑筋7外侧成螺旋状结构，碳纤维加热线2之间设有用于水流通使用的间隙，碳纤维加热线2内部设有五组并列分布的碳纤维丝束9，碳纤维丝束9可以在碳纤维加热线2内部共同加热使用，碳纤维丝束9的设置数量根据电加热功率进行设计；其中本实施例中的碳纤维加热线2为一组，在达到相同技术效果的前提下，碳纤维加热线2也可以设有两组或更多，并碳纤维加热线2之间平行设置螺旋缠绕在支撑骨架3外侧；

进一步地，所述碳纤维加热线2端部还设有一与其一体结构的限位块5，碳纤维加热线2本身采用硅胶或聚四氟乙烯，限位块5位在碳纤维加热线2端部通过模具注塑成型，限位块5设置在支撑骨架3内部用于碳纤维加热线2端部的固定，限位块5的设置略大于支撑骨架3的通孔10设置，在碳纤维加热线2缠绕时，将碳纤维加热线2在支撑骨架3的通孔10向外传出并螺旋状结构缠绕，使得碳纤维加热线2端部的限位块5位于支撑骨架3内部构成限位效果，碳纤维加热线2端部得到固定，同时为了保障碳纤维加热线2整体的固定效果，碳纤维加热线2中部可以采用点状固定方式，每间隔一端距离通过导热胶体粘结固定一点，直至碳纤维加热线2完全缠绕结束；

所述端座设置在支撑骨架3一端或两端外侧，端座的设置根据支撑骨架3的安装方式确定，当支撑骨架3横向安装时，需要在其两端设置端座，用于支撑骨架3两端的固定，当支撑骨架3竖向安装时，需要在其独断设置端座，用于端座底端的固定，当然特定情况下也可以按照其它方式进行装配，只要保障支撑骨架3的固定效果稳固即可；

所述端座包括一端板1及设置在端板1一侧的承插管座4，端板1边缘设有螺孔，用于其安装固定使用，承插管座4设置端板1中部，所述承插管座4与所述支撑骨架3一一对应设置，承插管座4插入至所述支撑骨架3内部并与支撑骨架3通过螺钉连接固定，使得支撑骨架3端部可以通过端板1进行安装固定；

进一步地，所述承插管座4侧壁采用镂空骨架结构，使得承插管座4在于支撑骨架3连接固定的过程中，可以减少一通孔10的遮挡，保障水的流通效果；

上述碳纤维电加热装置通过端座安装在锅炉内时，锅炉的炉腔内部的水会位于支撑骨架3内部、碳纤维加热线2外部及散热通道11内，当碳纤维加热线2在通电发热的状态下，热量会与炉腔内部的水在碳纤维加热线2内侧及外侧进行直接换热，同时部分热量还会传递至支撑骨架3本身，支撑骨架3通过自身表面与炉腔内部的水进行散热，该结构设计，可以用于大功率碳纤维的快速散热效果，使得碳纤维电加热装置可以应用于锅炉产品。

实施例二

根据图9、10所示：本实施例提供一种碳纤维电加热装置及电加热锅炉，包括端座、支撑骨架3和碳纤维加热线2，与实施例一的不同在于：

所述支撑骨架3设有两组，支撑骨架3之间同轴分布，直径较大的支撑骨架3套在直径较小的支撑骨架3外侧设置且两者之间设有水流通道，支撑骨架3外侧均设有碳纤维加热线2，所述端座的承插管座4设有与所述支撑骨架3对应的两组，且承插管座4分别与一一对应的支撑骨架3插接并固定。

进一步地，所述支撑骨架3之间的通孔10交错分布，即通孔10的开口错开分布，使得锅炉的炉腔内的水在经过碳纤维电加热装置时，会在通孔10之间的不规则通道内流动，使水流之间交错交融，保障了加热效果的均匀性，提高加热效率；

该结构方式，在不增加碳纤维电加热装置整体体积的情况下，充分利用其本身空间增加碳纤维电加热装置的加热功率，使得碳纤维电加热装置功率的选择可以在支撑骨架3及碳纤维加热线2的数量设置、碳纤维加热线2的缠绕密度、碳纤维丝束9的数量设置等多方面进行选择设计，使其功率设计更加准确，保障了与锅炉的炉腔水容积的匹配性，提高了电加热效率。

实施例三

根据图11、12所示：本实施例提供一种碳纤维电加热装置及电加热锅炉，包括端座、支撑骨架3和碳纤维加热线2，与实施例一的不同在于：

所述筋体6两侧表面还设有多组散热筋8，散热筋8垂直于筋体6侧面设置构成“非”字形结构，散热筋8位于所述散热通道11内，通过散热筋8的设计用于增加支撑骨架3的换热效率，将其吸收的热量快速与锅炉的炉腔内的水进行换热，提高热交换效率。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型的目的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。