[实用新型]一种碳纤维电热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碳纤维发热元件，尤其涉及一种碳纤维电热管。

背景技术

碳纤维以其优异的远红外热辐射特性越来越多地应用在加热、取暖方面。碳纤维发热体绿色环保，并且能够产生对人体健康有益的远红外波，因此越来越受到人们的喜爱，具有广阔的发展前景。

目前，碳纤维电热管是市面上比价常见的碳纤维发热元件。碳纤维电热管的特点是以碳纤维长丝作为发热体，以石英玻璃管为外壳的电热管，通常使用的适应玻璃管的管径为Φ10mm，Φ12mm，Φ14mm，Φ16mm，Φ18mm等。碳纤维丝为非金属丝，一般为聚丙烯腈长丝，常用规格为1～24K碳纤维。碳纤维材质柔软，一般都是通过将碳纤维缠绕固定在管状的支撑体上加以固定(一般支撑体为Φ5mm，Φ6mm，Φ7mm，Φ8mm等石英玻璃管)。这使得加工工艺复杂、加工成本高、成品率低，并且在运输过程中一旦支撑体破损便使得整个产品报废。

除此之外，碳纤维的电阻值随规格而固定，只有通过长度调整电阻值，调整范围有限，限制其应用范围。

面对上述问题，中国专利CN 101102625 B和CN 2938680 Y分别公开了一种红外线发热管用碳纤维发热体的生产方法和一种新型碳纤维电热管。其均是将碳纤维纺纱、合股、制绳编织成螺旋状碳纤维织物，并将其浸渍一层定型树脂层，并通过在生产时调节碳纤维的股数来调节碳纤维发热体的电阻值。该方法在调节碳纤维电阻方面取得了进步，通过调整碳纤维合股股数，可以增大其电阻范围，克服了碳纤维应用的局限性。但是，该方法的碳纤维编织方式是形成编织带的方式，编织宽度有限，若一味增大宽度会直接导致产品结构的增大，对于小器件大功率的碳纤维电暖装置不适用。并且带状的碳纤维其强度不高，在扭转成螺旋状时容易折断。随着工作时间的延长可能会出现发热体下垂的现象，使得发热体与石英管内壁接触，在局部产生过高温度而损坏石英管。

实用新型内容

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电阻可调、强度高、韧性好、表面温度均匀的碳纤维电热管。具体方案如下：

本实用新型的碳纤维电热管，所述碳纤维电热管包括石英管、碳纤维发热体、连接片和电源导线，其特征在于，所述碳纤维发热体呈螺旋状地设置在所述石英管内，并且所述碳纤维发热体是一层或多层碳纤维丝束彼此交错形成的三维管状结构。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束包括径向碳纤维丝束和纬向碳纤维丝束，所述纬向碳纤维丝束呈螺旋状排列，所述径向碳纤维丝束沿碳纤维发热体的轴向穿插在所述纬向碳纤维丝束之间，从而形成具有三维管状结构的碳纤维发热体。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束包括第一碳纤维丝束和第二碳纤维丝束，所述第一碳纤维丝束和所述第二碳纤维丝束以彼此呈反方向螺旋缠绕的方式编织，并且所述第一碳纤维丝束和所述第二碳纤维丝束之间呈30～90度的夹角。

根据一个优选实施方式，所述石英管表面设有一层耐高温涂层。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束是以加捻方式成型的。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维发热体的表面浸渍有定型树脂层。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束是聚丙烯腈长丝和/或粘胶基短纤维。

根据一个优选实施方式，由粘胶基短纤维形成的碳纤维丝束，其长度范围在50～200mm之间。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束加捻合股的股数范围是3～10股。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维丝束编织形成所述碳纤维管的股数范围是20～90股。

根据一个优选实施方式，所述碳纤维发热体的两端通过所述连接片与所述电源导线导电连接。

本实用新型的碳纤维发热体是由碳纤维丝束交错编织而成的管状结构，和编织带状的碳纤维发热体相比具有更高的强度、能够调节的电阻值范围更大、碳纤维发热体的热辐射面积更大，同时其表面温度更加均匀。本实用新型的石英管外部涂覆有一层耐高温涂层，大大增强了短波红外线的热效应，更有效的利用红外线辐射，提高红外线输出，使得红外线强度更高，从而更加节能。

附图说明

图1是本实用新型的碳纤维电热管的结构示意图；

图2是本实用新型的碳纤维电热管的剖视图；

图3是本实用新型的碳纤维电热管的碳纤维发热体的剖视图；

图4是本实用新型的碳纤维电热管的碳纤维管的结构图；

图5是本实用新型的碳纤维电热管的碳纤维管的结构图；

图6是本实用新型的碳纤维电热管的碳纤维管的俯视图；和