[发明专利]大功率碳-陶复材电热管及其加工工艺

说明书

本公开提出了大功率碳‑陶复材电热管，包括：电热体、金属电极片、金属杆电极、金属杆电极密封套；所述电热体由碳‑陶复材胚胎及包裹胚胎的碳纤维编织电热层构成，所述电热体为条状对称结构，每一端依次连接金属电极片及金属杆电极；所述电热体位于外壳体构成的腔体内，所述金属杆电极穿过壳体的一端且与壳体的接触部位穿过金属杆电极密封套；所述金属杆电极与金属电极片相连接的一端为Z字型弧状弯曲结构，以使其在通过大电流的情况下避免所述电热体受热造成膨胀变形和断裂。

技术领域

本公开属于加热技术领域，尤其涉及大功率碳-陶复材电热管及其加工工艺。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

碳纤维电热管作为加热元件，得到了广泛的应用，包括供热系统中的加热元件等，但是现有的碳纤维电热管适用于小功率的加热需求，当具体的应用场合中需要大功率的加热需求时，目前的碳纤维电热管由于其结构本身的限制无法实现。

发明人在研究中发现，目前的碳纤维电热管存在以下技术问题：

1、多数碳纤维电热管内部电热体均是螺旋式的结构，热辐射面积和热交换面积小，热交换的效率不高。

2、由于制作发热螺旋体的原材料是碳纤维丝，其产生远红外的强度是固定的。

3、螺旋结构的电热体在制作过程中易产生毛刺，在通电后毛刺易产生打火导致碳纤维螺旋电热体损坏从而影响其使用寿命。

4、现有的外接电源电极电热管大都采用碳纤维螺旋电热体-先压接在钼片或镍片上，然后点焊在钼杆上，之后钼杆再点焊在钼片上-再次点焊在钼杆上形成：(1)碳纤维电热体-(2)钼片压接-(3)钼杆点焊-(4)钼片连接-(5)点焊钼杆再对外壳石英材料的加热封装的出口方式，由于钼片太薄，断面截面面积小允许可通过电流小，若在大功率的大电流工作状态下，则钼片无法承载易导致钼片烧毁，该结构限制了不能制作大功率的碳纤维电热管，使其应用范围得到限制。

5、碳纤维电热管的密封端采用的是石英玻璃热压密封，同时将内外通电电极钼片和钼杆一并热压封在其内，由于大功率工作状态下通过电流大，钼片电极截面小，极易产生高温烧毁爆裂造成端部密封损坏。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了大功率碳-陶复材加热装置，能够实现增大热辐射面积，工作状态不存在打火现象，没有冲击电流，使用寿命增加。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例子提供了如下技术方案：

第一方面，公开了大功率碳-陶复材电热管，包括：

电热体、金属电极片、金属杆电极、金属杆电极密封套及外壳体；

所述电热体由碳-陶复合材料胚胎及包裹胚胎的碳纤维电热层构成，所述电热体为条状对称结构，每一端依次连接金属电极片及金属杆电极；

所述电热体位于外壳体构成的腔体内，所述金属杆电极穿过外壳体的一端且与外壳体的接触部位穿过金属杆电极密封套；

所述金属杆电极与金属电极片相连接的一端为Z字型弧状弯曲结构，以使其在通过大电流的情况下避免电热体受热膨胀变形时有退让性。

进一步的技术方案，所述电热体与外壳体之间还设置有径向支撑架。

优选的，所述径向支撑架制作材料采用金属弹丝、石英或陶瓷。

进一步的技术方案，所述金属杆电极Z字型弧状弯曲结构位于轴向支撑套内，所述轴向支撑套位于壳体构成的一端腔体内。

优选的，所述轴向支撑套制作材料采用石英或陶瓷。

进一步的技术方案，所述金属电极片与电热体之间采用固定铆管进行固定。