專利名稱：一種改進型碳纖維遠紅外電熱管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電熱元件，尤其是涉及一種碳纖維遠紅外電熱管。
背景技術：
碳纖維遠紅外電熱管由于其遠紅外轉換率遠高于其他材料制成的電熱管已被廣泛使用多年，高溫電加熱的應用是近年的事。國家專利局公告的碳纖維電熱管專利已十余項，市場上也有許多種碳纖維電熱管。包括日本某些公司碳纖維電熱管也有幾個關鍵問題尚未得到很好的解決。首先，發熱區和引出電極無冷區設置，發熱區和引出電極之間無溫度遞減，引出電極幾乎在與發熱區等同溫度下長期工作，異質材料連接會發生電阻值變化，即使是小小變化也會引起該點功率發生很大變化，過載使引出電極很快燒毀。其二，碳纖維電阻的負溫度特性和物理氣相沉積使碳纖維電熱管長期工作后功率不但不衰減反而增大，甚至功率驟增，引起爆管。
發明內容
本實用新型的目的就是為了解決上述之不足而提供一種抗過載能力更強，在額定壽命時間內功率更穩定，更安全可靠的碳纖維遠紅外電熱管。
本實用新型是通過下述技術方案來實現上述目的的本實用新型包括石英管殼、作為發熱體的碳纖維線、可耐高溫的支撐體、電極，支撐體設置在石英管殼內，碳纖維線纏繞在支撐體上且其兩端與電極相接，位于支撐體表面兩端的碳纖維線的形狀為可形成冷區的直線狀，直線狀碳纖維線與非直線狀碳纖維線的相交處設置有將其纏緊在支撐體上的扎線。
所述直線狀碳纖維線的長度為8至25毫米。石英管殼為石英玻璃管殼，支撐體為石英管或可耐溫1000℃以上的絕緣的柔性耐高溫纖維繩，電極為由鉬絲制成的發卡型電極，碳纖維線除兩端外均勻平行的纏繞在支撐體上，扎線為絕緣扎線。碳纖維線末端分別與電極緊密繞纏在一起，在它們四周設置有將兩者緊捆在一起的金屬絲；在它們外側設置有起遮蔽作用的金屬套。
所述支撐體上纏繞有單組碳纖維線。支撐體上也可并行纏繞有雙組碳纖維線，且支撐體一端設有雙電極或雙發卡型電極。碳纖維線由中心部分的碳纖維長絲束和外圍的螺旋纏繞的碳纖維長絲束或金屬組成；碳纖維線或由若干束碳纖維長絲加捻形成；碳纖維或由單束碳纖維長絲加捻形成。采用單組碳纖維線時，發卡型電極與石英管支撐體兩端的固定方式采用封閉式，其封閉形狀為矩形或圓錐形，發卡型電極被封閉在中心。
采用雙組碳纖維線時，電極與支撐體兩端的固定方式采用封閉式，形狀為扁平形；兩電極中間放置有石英或陶瓷絕緣體。發卡型電極與柔性耐高溫纖維繩固定是將發卡型電極分別通過插入的方式設置在纖維繩兩端中心，兩端外側設置有用于將二者固定扎緊的扎絲。
本實用新型的優點在于1、抗過載能力強。在額定電壓1.36倍狀態連續通電時間大于60小時，在額定電壓1.5倍狀態連續通電時間大于24小時，碳纖維電熱管不爆不裂無損壞；2、在額定電壓下經5000小時壽命實驗，電阻或功率變化不超正負5％；3、長期使用不會發生電阻變小功率驟增的現象。4、過載實驗中引出電極工作穩定，不會過熱而引起石英管起泡損壞。5、采用雙電極和雙纖維線的結構，可實現一管雙功率的功能，使得功率變化的適應性更強，應用范圍更廣，抗過載能力更強，在額定壽命時間內功率更穩定，更安全可靠。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型單組碳纖維管實施例結構示意圖；圖2為本實用新型雙組碳纖維管實施例結構示意圖；圖3為本實用新型異形管實施例結構示意圖；圖4為本實用新型單組碳纖維管實施例冷區及電極連接方式放大圖；圖5為本實用新型雙組碳纖維管實施例冷區及雙電極端的電極連接方式放大圖；圖6為本實用新型實施例單電極端的電極固定方式放大圖；圖7為本實用新型實施例雙電極端的電極固定方式放大圖；圖8為本實用新型實施例柔性耐高溫纖維繩支撐體與發卡型電極固定方式放大圖；圖9為本實用新型實施例發卡型電極結構示意圖；圖10為本實用新型實施例一種碳纖維線結構示意圖；圖11為本實用新型實施例另一種碳纖維線結構示意圖；圖12為本實用新型實施例第三種碳纖維線結構示意圖。
具體實施例如圖1、圖4、圖6、圖9為本實用新型單組碳纖維管示意圖。本實用新型包括石英玻璃管殼1、作為支撐體的可耐高溫的石英管2、作為發熱體的碳纖維線3、由鉬絲制成的發卡型電極4組成。發卡型電極4放入石英管2上，部分留置在外，然后封閉固定，其封閉形狀為矩形或圓錐形。位于石英管2表面兩端的碳纖維線31的形狀為可形成冷區的直線狀，直線狀碳纖維線31與非直線狀碳纖維線32的相交處33設置有將其纏緊在石英管2上的絕緣扎線5；直線狀碳纖維線31即冷區6的長度為15毫米。碳纖維線3均勻平行地成螺旋狀纏繞在石英管2上，碳纖維線3兩端與發卡型電極4相接并緊密繞纏在一起，然后用鉬絲7將二者扎緊，最后在它們外側套上起遮蔽作用的金屬裝飾外套8。將纏好碳纖維線3的石英管2放入石英玻璃管殼1內，兩端封閉，抽真空，充入惰性氣體即可。
正是由于設置了冷區，使得碳纖維線與電極接點溫度遠低于發熱區溫度，提高了過載能力，延長了使用壽命。
如圖2、圖5、圖7、圖9為本實用新型雙組碳纖維管實施例示意圖。圖2與圖1的不同之處在于圖1僅包括碳纖維線3，且兩端均只有一個發卡型電極4。而圖2則包括碳纖維線3a和碳纖維線3b，且一端有一個發卡型電極4a，另一端則有兩個電極即發卡型電極4b和發卡型電極4c；發卡型電極4b和發卡型電極4c之間放有絕緣棒9，也可以是石英或陶瓷絕緣體。發卡型電極4b和發卡型電極4c與石英管2兩端的固定方式采用封閉式，形狀為扁平形。碳纖維線3a和碳纖維線3b平行均勻纏繞在石英管2上，兩端也留有15毫米冷區6，其余部分的結構形式與圖1相同。正是由于采用了上述雙電極和雙纖維線的結構，實現了一管雙功率的功能，使得功率變化的適應性更強，應用范圍更廣，抗過載能力更強，在額定壽命時間內功率更穩定，更安全可靠。
如圖3、圖8、圖9為本實用新型異形管實施例示意圖。圖3與圖1的不同之處在于圖1所用的支撐體為石英管2，發卡型電極4固定在石英管2兩端。而圖2的支撐體則為可耐溫1000℃以上的絕緣的柔性耐高溫纖維繩3c，兩端也留有15毫米冷區6，發卡型電極4與柔性耐高溫纖維繩3c的固定是將發卡型電極4通過插入的方式設置在纖維繩3c兩端中心，兩端外側設置有用于將二者固定扎緊的扎絲10。其余部分的結構形式與圖1相同。實施例中的碳纖維線由中心部分的碳纖維長絲束和外圍的螺旋纏繞的碳纖維長絲束或金屬組成。當然，碳纖維線也可由若干束碳纖維長絲加捻形成，也可由單束碳纖維長絲加捻形成。
權利要求1.一種改進型碳纖維遠紅外電熱管，包括石英管殼、作為發熱體的碳纖維線、可耐高溫的支撐體、電極，支撐體設置在石英管殼內，碳纖維線纏繞在支撐體上且其兩端與電極相接，其特征在于位于支撐體表面兩端的碳纖維線的形狀為可形成冷區的直線狀，直線狀碳纖維線與非直線狀碳纖維線的相交處設置有將其纏緊在支撐體上的扎線。
2.根據權利要求1所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述直線狀碳纖維線的長度為8至25毫米。
3.根據權利要求1所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述石英管殼為石英玻璃管殼，支撐體為石英管或可耐溫1000℃以上的絕緣的柔性纖維繩，所述電極為由鉬絲制成的發卡型電極，碳纖維線除兩端外均勻平行的纏繞在支撐體上，所述扎線為絕緣扎線。
4.根據權利要求1或2或3所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述碳纖維線末端分別與電極緊密繞纏在一起，在它們四周設置有將兩者緊捆在一起的金屬絲；在它們外側設置有起遮蔽作用的金屬套。
5.根據權利要求1、2或3所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述支撐體上纏繞有單組碳纖維線。
6.根據權利要求1、2或3所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述支撐體上并行纏繞有雙組碳纖維線，且支撐體一端設有雙電極或雙發卡型電極。
7.根據權利要求1、2或3所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述碳纖維線可以由中心部分的碳纖維長絲束和外圍的螺旋纏繞的碳纖維長絲束或金屬組成；也可以由若干束碳纖維長絲加捻形成；或由單束碳纖維長絲加捻形成。
8.根據權利要求6所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述發卡型電極與石英管支撐體兩端的固定方式采用封閉式，其封閉形狀為矩形或圓錐形，發卡型電極被封閉在中心。
9.根據權利要求6所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述電極與支撐體兩端的固定方式采用封閉式，形狀為扁平形；兩電極中間放置有石英或陶瓷絕緣體。
10.根據權利要求3所述的改進型碳纖維遠紅外電熱管，其特征在于所述發卡型電極與柔性耐高溫纖維繩固定是將發卡型電極分別通過插入的方式設置在纖維繩兩端中心，兩端外側設置有用于將二者固定扎緊的扎絲。
專利摘要本實用新型公開一種改進型碳纖維遠紅外電熱管，包括石英管殼、作為發熱體的碳纖維線、可耐高溫的支撐體、電極組成，支撐體設置在石英管殼內，碳纖維線纏繞在支撐體上且其兩端與電極相接，位于支撐體表面兩端的碳纖維線的形狀為可形成冷區的直線狀，直線狀碳纖維線與非直線狀碳纖維線的相交處設置有將其纏緊在支撐體上的扎線；所述支撐體上可纏繞雙組碳纖維線，以實現一管雙功率。本實用新型的優點在于抗過載能力強，電阻或功率變化小；長期使用不會發生電阻變小功率驟增的現象；過載實驗中引出電極工作穩定，不會過熱而引起石英管起泡損壞；在額定壽命時間內功率更穩定，更安全可靠。
文檔編號H05B3/16GK2766479SQ200420082919
公開日2006年3月22日 申請日期2004年8月17日 優先權日2004年8月17日
發明者李家俊 申請人:李家俊