[发明专利]碳纤维金属远红外热源线

说明书

本发明涉及电热转换领域，特别是非金属碳纤维远红外热源线。

人们为了生产和生活，曾采用多种方法将各种能量转换成热能，以满足各种需求。较原始的采用点燃有机物以燃煤、燃油的取暖方法至今仍未淘汰;利用电能通过电热丝取暖的方法目前广为应用，现在市售的电热毯就是利用这种方法的一种典型产品。用金属制成的电阻丝进行电热转换时，一来电热丝强度不高易于折断，特别是弯曲或绕折成一定角度时，这将发生危险;二来此时转换成的热量是以普通波长向外辐射，它既不易为人体吸收，且转换率不高造成电能的浪费，同时由于需采用高能电源。因此在高寒缺电地区及流动的环境中难以应用。

80年代，发明了非金属碳纤维导电材料，同时有人设想在其外部涂覆一层防水的绝缘层用作电热转换的元件以代替金属电热丝，这虽在一定程度上解决了电热丝强度不高易折断的缺点，但仍是以普通波长向外散热并仍未解决电热转换率低的问题。同时用它制作的取暖用品仍需要采用高能电池故费用高，在高寒和缺电地区仍难以普及。

本发明的目的为了克服现有技术的不足与问题，研制出一种强度高、使用安全、电热转换率高且可采用常载的或携带式电源的电热转换元件-非金属碳纤维远红外热源线。

本发明的非金属碳纤维远红外热源线是根据热量以远红外波长辐射时既易为人体所吸收且电热转换率高。节约能源的原理，以碳纤维为基料与表面涂有远红外涂料的材料缠绕、编织及处理后制成的。

本发明所述的非金属碳纤维远红外热源线的特征在于它由三层组成，内层为由若干条碳纤维与几条表面粘涂有远红外涂料（200目的由20-35%氧化铁和80-65%氧化锆混合粉末）的棉线缠绕而成的导电芯线，然后在芯线外表用化纤线或棉线编织一个或均匀缠绕外套，最后在外套外面浸涂一层防水阻燃绝缘材料，经烘干或风干后制成。

芯线中加入粘涂有远红外涂料的棉线，一来可增强芯线的强度，二来可使通电后碳导电纤维发出的热量能以红外波长向外辐射，这样既可提高电热变换效率，又易于为人体所吸收，起到更好的取暖效果。

根据需要导电芯线可由若干根碳导电纤维，例如一千根或数千根和几根，例如三根外贴涂远红外线粉的棉线缠绕而成，当用一千根上海或无锡生产的碳导电纤维和三根外贴涂200目的20-35%氧化铁和80-65%氧化锆组成的混合粉末缠绕而成的碳纤维远红外热源芯线的电阻率为10^-2欧姆/厘米。

在导电芯线的外面用化纤或棉线编织一外套，可起固定芯线的作用，在外套外涂敷防水阻燃材料如聚氯乙烯等高分子材料、可起防水、阻燃和绝缘的作用，大大扩展了使用领域和使用过程中的安全性。

本发明所述的碳纤维远红外热源线可用来制做各种电热转换的用具，例如电热毯和编织物品或容器加热。做取暖用具进行并、串联时，先将碳纤维远红外热源线的绝缘层剥开并剪去，以露出导电的芯线，然后用导电胶涂平压实，待其固化后，在接头处涂上高分子绝缘胶即可。将本发明的碳纤维远红外热源线编织在织好的经纬线中可制成电热毯;将它用高分子绝缘胶粘贴在待取暖和欲加热容器内壁上时可作为取暖和加热的热源。

本发明的碳纤维远红外热源线及用它制成的取暖用品具有如下优点与效果：

1、由于采用非金属碳导电纤维作导电芯线，强度大，可折成各种形状、制作各种大小和形状的取暖用品;

2、由于导电芯线缠绕着涂有远红外粉的棉线，电能转换成的热能以红外波长向外辐射，故一方面电热转换效率高，节省了电能;另一方面，以远红外辐射的热能易为人体所吸收，在取暖的同时，还可起到治疗某些疾病和保健的有益作用。

3、制成品可使用工业的交直流电源，还可使用低压（如6V，12V，24V，36V）电源，使用时安全，消除触电危险，还可与太阳能电池、单向器和多功能交直流两用配电箱组合使用，故可在高寒和缺电地区推广应用。