专利名称：碳纤维毡电加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种碳纤维毡电加热装置，尤其指能直接应用于液体、流体的均匀加热，并且使用寿命长的电加热装置。
背景技术：
本实用新型以前传统的电加热装置主要是电阻丝、电热缆等。其中，电阻丝是利用金属导体电热特性制造的加热元件；电热缆是由特制的发热材料通过绝缘保护处理以电缆形式形成的发热元件。这两类电加热装置一般为线形、管形、棒形等形体。由于发热面积小，只能对被加热体局部进行加热，再通过热传导使被加热体其它部分受热。这种方式的缺点是被加热体受热不均匀，升温速度慢，热效率低，耗电量大。
为了解决发热体面积受限问题，又出现了电热膜、电热纸、电热布等面状发热体。其中，电热膜是将特殊发热材料印刷在两层绝缘薄膜之间制成的纯电阻式电热元件；电热纸是将碳纤维与纸浆纤维混合制成的纸状加热材料；电热布是以碳纤维为材料织成的布状加热材料。这类发热体虽然能做到面状发热，但表面温度不均匀、难以在100摄氏度以上的条件下长期工作，且使用寿命短。
碳纤维毡是将原毡经过热稳定化和碳化处理后而制成的一种厚1至16毫米的毡体。它的特点是热容量小、升温、降温迅速，特别在高温条件下性能稳定，在真空或惰性气氛下最高使用温度达1800℃-2500℃，且使用寿命长。碳纤维毡因其生产工艺和所选材料的不同而使性能、用途亦不相同。如防水性、抗氧化性、耐高温、柔软性等等。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有电加热装置所存在的缺陷，提供一种碳纤维毡电加热装置，该电加热装置能够实现面状均匀加热、升温迅速、节能且使用寿命长。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种碳纤维毡电加热装置，包括连接有电极的碳纤维毡，引出电源电缆，所述碳纤维毡表面涂设有高温绝缘层，该碳纤维毡敷设于导热体一侧的表面，使碳纤维毡与被加热液体分处在该导热体两侧。所述导热可以是金属板或导热管。
由以上说明得知，与现有电加热装置相比，本实用新型碳纤维毡电加热装置具有以下优点1、面状均匀发热，加热效果好，升温速度快，提高工作效率；2、能量转换效率高，热能利用效率在99％以上，用电量仅是传统电加热装置的60％左右，节能效果显著；3、使用寿命长达几十年，降低单位工作成本；下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型实施例1的截面示意图；图2为本实用新型实施例2的截面示意图；图3为本实用新型实施例3的截面示意图；图4为本实用新型实施例4的截面示意图；图5为本实用新型实施例5的截面示意图；图6为本实用新型实施例5的外表面立体示意图。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1如图1所示，为了使被加热液体均匀受热，本实用新型提供了一种碳纤维毡电加热装置，包括连接有电极1的碳纤维毡4，由电极1引出电源电缆(图中未标出)，所述碳纤维毡4表面涂设有高温绝缘层3，该碳纤维毡4敷设于导热体2一侧的表面，使碳纤维毡4与被加热液体分处在该导热体2两侧。碳纤维毡4在通电后发热，热能通过热传导和红外热辐射方式传递给导热体2，该导热体2对液体进行均匀加热。
实施例2如图2所示，本实施例提供了一种有一定硬度、加热时不变形的刚性碳纤维毡电加热装置。首先按产品用途需要的不同将碳纤维毡4裁剪成不同的形体，如圆凹状、圆板状、条状或条状螺旋形等等；在形体两端用高温导电胶固定好电极1，同时引出电源电缆(图中未标出)；然后将云母板5(或绝缘纤维如布、胶、毡等)制作成外形和裁剪好的碳纤维毡外形相同，只是每边比碳纤维毡宽3至7毫米的平面材料。如果云母板比碳纤维毡每边宽出的宽度过小，则容易产生漏电；宽度过大则影响有效的加热面积。然后把接好电极的碳纤维毡4用高温胶粘树脂平整的粘贴在两层云母板5(或绝缘纤维如布、胶、毡等)中间；待其完全固化后用防腐碳钢板6紧密封闭包裹，并且在防腐碳钢板6形成的封闭空间内填充惰性气体，以提高该装置的工作温度范围。
碳纤维毡4在通电后发热，通过两侧的云母板5(或绝缘纤维如布、胶、毡等)将热量传导辐射给密封钢板，实现对液体的均匀加热。
实施例3如图3所示，本实施例提供了一种可以形变的柔性碳纤维毡电加热装置。首先将碳纤维毡4两端用高温导电胶固定好电极1，同时引出电源电缆(图中未标出)；然后在碳纤维毡表面涂一层具有优良导热性、绝缘性的防水层7(如高温胶粘树脂)。处理后同耐温、耐磨面料8(如纤维、塑料、橡胶等)贴合在一起制做成复合面料。即内层是碳纤维毡4，外层是耐温、耐磨面料8。碳纤维毡通电后发热，通过热传导及热辐射对整个面料进行均匀加热。还可以根据不同的需要选择另有其他特性的面料，如手感柔软，色泽度好，具有防水、透气、防风效果等。
实施例4如图4所示，为了实现对流经管体内的流体进行加热，本实施例提供了一种管状碳纤维毡电加热装置。在第一导热管9的外壁均匀涂或贴一层绝缘导热层3，待固化后将碳纤维毡4缠绕、包裹或粘贴在第一导热管9外壁；用导电胶将电极1分别在碳纤维毡两端牢靠固定，并引出电源电缆(图中未标出)；在碳纤维毡4外壁表面涂一层高温绝缘层10。该碳纤维毡电加热装置只对流经第一导热管内部的流体进行加热，所以称为单向换热碳纤维毡管状电加热装置。
碳纤维毡4在通电后发热，通过热传导和热辐射作用对第一导热管9进行加热；然后该第一导热管9通过自身的热传导作用对流经该导热管9内部的液体进行均匀加热。同时因碳纤维毡4缠绕而形成的导电线圈，通电后在第一导热管9内部形成磁场，能够对被加热的流体产生磁化作用。除此之外，还可以将碳纤维毡4缠绕、包裹或粘贴于第一导热管9内壁，用同样的方法连接电极1及导线。通电发热后，对流经第一导热管9外部的流体进行均匀加热。
实施例5如图5、图6所示，为了实现对同时流经导热管内部和外部的流体进行均匀加热，本实施例提供了另一种双向换热碳纤维毡管状电加热装置。该装置是以实施例4中上述单向换热碳纤维毡管状电加热装置为基础，在所述碳纤维毡4外壁再套装口径适宜的第二导热管11，使所述碳纤维毡4外壁与该第二导热管11内壁紧密贴合。第一导热管9和第二导热管11的管壁两端用法兰盘13紧密封闭。在第一导热管9、第二导热管11和法兰盘13之间形成的封闭空间中，填充一定量的惰性气体，以提高该装置的工作温度范围。
碳纤维毡4通电后发热，热能通过热传导和热辐射同时传递给第一导热管9和第二导热管11，同时对流经第一导热管9内部和第二导热管11外部的流体进行均匀加热。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种碳纤维毡电加热装置，包括连接有电极的碳纤维毡，电极连接电源电缆，其特征在于碳纤维毡表面涂设有高温绝缘层，该碳纤维毡敷设于导热体一侧的表面。
2.根据权利要求1所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述碳纤维毡夹设在两层云母板中间，所述云母板不接触碳纤维毡的一侧表面敷设有金属板层。
3.根据权利要求2所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述碳纤维毡设置为比所述云母板每边窄3至7毫米。
4.根据权利要求3所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述碳纤维毡和云母板封闭在金属板层内，所述金属板层封闭空间内填充有惰性气体。
5.根据权利要求1所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述碳纤维毡表面涂设有防水层。
6.根据权利要求1或5所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述碳纤维毡与耐温和/或耐磨面料复合。
7.根据权利要求1所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述导热体为第一导热管，所述碳纤维毡敷设于该第一导热管外壁。
8.根据权利要求7所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述碳纤维毡外壁套设有第二导热管，该第二导热管内壁与所述碳纤维毡外壁紧密贴合。
9.根据权利要求8所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述第一导热管和第二导热管的管壁两端密封有法兰盘，所述第一导热管、第二导热管和法兰盘之间形成的封闭空间中填充有惰性气体。
10.根据权利要求1所述的碳纤维毡电加热装置，其特征在于所述导热体为第一导热管，所述碳纤维毡敷设于所述第一导热管内壁。
专利摘要本实用新型涉及一种碳纤维毡电加热装置，包括固定有电极的碳纤维毡，引出电源电缆，在该碳纤维毡表面涂有高温绝缘材料，并敷贴于导热体一侧。该导热体可以是云母板，用钢板紧密封闭包裹，制成刚性碳纤维毡电加热装置；该导热体可以是涂有防水层的耐温、耐磨面料，制成柔性碳纤维毡电加热装置；该导热体还可以是导热管，碳纤维毡敷贴于该导热管的内壁和/或外壁制成单向或双向换热的碳纤维毡电加热装置。能实现面状均匀加热，升温速度快，提高加热效果和工作效率，能直接应用于液体、流体的均匀加热，并且使用寿命长。
文档编号H05B3/18GK2899365SQ20062001304
公开日2007年5月9日 申请日期2006年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者付成山, 魏文才 申请人:付成山, 魏文才