具有法蘭式結構的碳熱結構體及發熱裝置的製作方法

2023-05-19 20:25:41

專利名稱：具有法蘭式結構的碳熱結構體及發熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種碳熱結構體，本實用新型尤其涉及一種產生高溫熱的具有法蘭式結構的碳熱結構體及發熱裝置。
背景技術：
一般的無機物和有機物都含有碳元素Carbon，碳的形態有絲狀的碳絲；粉狀的碳粉；像棉花狀的碳氈；還有固態碳棒等。碳的彈性和強度都很大，比鋼強，比鋁輕。從原料來分，有聚丙烯腈系PAN、Pitch系、Rayon系等，PAN系和Rayon系佔絕大部分。一般碳熱體採用碳成分製作的燈絲，熱效率高，廢棄時不汙染環境，還放射遠紅外線，並有除臭、殺菌、抗菌等功能，所以近來廣泛用於加熱、取暖、烘乾等設備中。圖1示意現有的碳熱裝置，其中螺旋型的部分是碳熱體。如圖1所示，現有技術中的碳熱體由兩端封口 11形成密封的石英管 quartztubelO、在上述石英管內設置螺旋形碳絲12、碳絲12的兩端和石英管10的兩端相連接的金屬絲14、通過石英管封口 11內的金屬片與金屬絲14相連接的外部電極16組成。因碳絲在250-300°C中容易氧化，在密封的上述石英管內加入惰性氣體或進行抽
氣真空。在上述現有的碳熱體中，碳絲12通過兩端金屬絲14固定在石英管10兩端，如長時間使用，會使碳絲變長，極容易引起因碳絲變形而耷拉在石英管10內壁的現象。另外，如圖1所示，碳熱體是通過兩端金屬絲14供電的，這就意味著碳熱體水平貫通儲水箱，這樣儲水箱容易漏水，發生裂縫，而不能用於加熱水。而且，水平貫通儲水箱的碳熱體，碳熱密度W/cm2熱量/熱體的表面積小，不適合用於加熱水。為了與電源線相連接，這種水平結構的碳熱體只能貫通儲水箱，而且必須保持碳熱體的平行或水平度，不然石英管容易損壞，安裝不易。同時，更換碳熱體時，必須把儲水箱中的水排出，不然很難分離、更換碳熱體，造成不必要的時間浪費。

實用新型內容為了解決現有技術的問題，本實用新型的目的旨在提供一種產生高溫熱的具有法蘭式結構的碳熱結構體及發熱裝置在需要產生高溫的儲存空間上端，以水平或垂直方式安裝至少一個以上的碳熱結構體。碳熱結構體是指真空石英管內的碳纖維發熱體和通過給內部石英管供電而加熱。以垂直方式安裝時，把法蘭固定在固定板上，便於從固定板上拆裝，給與法蘭相連接的碳發熱體發熱供電的供電件只設在一端；以水平方式安裝時，安裝在固定件中可以插拔，並保持水平。為了解決上述技術課題，本實用新型提出一種具有法蘭式結構的碳熱結構體，所述碳熱結構體為一端被密封的棒狀，所述碳熱結構體包括碳發熱體、供電件及法蘭，其中所述碳發熱體包括一端被密封的石英管、石英管內的碳纖維發熱體以及所述碳纖維發熱體中間插設的內部石英管，所述石英管內部形成一定的空間，該石英管內螺旋式設置燈絲狀的所述碳纖維發熱體，且所述石英管內保持真空狀態；所述碳纖維發熱體的兩端與內部石英管兩端分別用高溫發熱體鉬金屬相連接；所述供電件與碳纖維發熱體及內部石英管連接，向碳發熱體供應外部電力，所述供電件位於法蘭內部；上述碳纖維發熱體與內部石英管通過供電件與一對電源線相連接，且只在一端供 H1^ ο本實用新型還提出一種發熱裝置，所述發熱裝置設有一個以上的如上所述的具有法蘭式結構的碳熱結構體。本實用新型的具有法蘭式結構的碳熱結構體，一端被密封的棒狀石英管內形成一定的空間，其石英管內螺旋式設置燈絲狀碳纖維發熱體和碳纖維中間插上內部石英管，石英管內保持真空狀態，石英管另一端設有可以拆裝的法蘭，只在一端供應電源。也就是說，上述碳熱結構體具有一種發熱結構碳纖維發熱體、內部石英管與電源連接的供電件裝在法蘭內部，法蘭可設置在碳發熱體一端形成完整的碳熱結構體，可只在一端供電，這是它的特點。S卩，上述碳熱結構體有如下特點能與外部裝置連接的法蘭，可在法蘭上拆裝的插拔式碳發熱體包括碳纖維發熱體和內部石英管，與碳纖維發熱體及內部石英管直接連接而給上述碳發熱體供應外部電力的供電件設在法蘭內側。上述碳熱結構體的組成在一端密封的棒狀石英管內形成一定空間，在石英管內螺旋式設置碳纖維發熱體，插在碳纖維中間的內部石英管，上述碳纖維發熱體與內部石英管兩端用高溫發熱體鉬金屬相連接，與上述碳纖維發熱體和內部石英管相連接的只在一端供電的一對電源線。在加熱鍋爐中的供暖水或者瞬間加熱器中的水時，上述碳熱結構體垂直安裝在儲水箱上端，為了安裝至少一個的碳熱結構體，可把數個碳熱結構體的法蘭可拆裝地固定在固定板上。碳熱結構體發熱所需的外部電力只在一端供應。在加熱鍋爐中的供暖水或者瞬間加熱器中的水時，上述碳熱結構體垂直安裝在儲水箱上端，為了安裝至少一個以上的碳熱結構體，設置了固定板，固定板上設有插孔，上述固定板上可安裝多個碳熱結構體；碳熱結構體發熱所需的外部電力只在一端供應。通過上述固定板上插孔，垂直安裝至少一個碳熱結構體，而這些碳熱結構體的下端浸在水中。上述碳熱結構體特點是，在固定板上垂直安裝，可根據儲水箱中的深度，選擇合適長度的碳熱結構體。上述碳熱結構體的特點是為了放出高溫熱，在供熱器內部一側水平安裝至少一個插拔式碳熱結構體，固定件上固定碳熱結構體的法蘭，從保護膜一端可以拆裝，供電件設置在一端，以便於碳熱結構體產生熱量。上述碳熱結構體的特點是為了吹出高溫熱，在熱風機內側一端水平安裝至少一個以上的插拔式碳熱結構體，從內側一端可以拆裝的固定件上固定碳熱結構體的法蘭，供電件設置在一端，以便於碳熱結構體產生熱量，風機吹出的風被高溫加熱後吐出。通過上述結構，本實用新型具有如下效果[0029]如上所述，本實用新型所涉及的一種可插拔式碳熱結構體，可垂直安裝於鍋爐、瞬間熱水器等，也可水平安裝於供熱器、熱風機等需要產生高溫熱的裝置中，適用範圍廣，安裝和更換非常簡便。且，本實用新型採用了從固定板或者固定件中容易拆裝的法蘭式結構，垂直或者水平安裝都只在一端供應電源，沒有噪音，配線簡單，因為採用了插拔式，安裝、更換非常簡便。另外，上述碳熱結構體只在一端供電，而且採用了插拔式，容易從固定板或固定件中拆裝，拆裝時無需貫通儲水箱，不會發生漏水等現象，維護費用大大降低。且，在上述固定板或者固定件上，可水平或者垂直安裝多個碳熱結構體，同時便於更換、修理或者增加數量，大大提高效率。另，可以根據發熱裝置的儲水箱的容量或者熱風機的出熱量選擇使用多臺碳熱結構體，可以提供迅速加熱或熱風；根據儲水箱的深度或者熱風機的出熱量，選擇適當的長度，且安裝非常方便，所以本實用新型非常有用。

圖1為現有碳熱裝置的結構示意圖。圖2為本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體示意圖。圖3為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的鍋爐示意圖。圖4為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體和垂直安裝時需要的固定板示意圖。圖5為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的鍋爐儲水箱示意圖。圖6為根據鍋爐儲水箱容量，使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體調整長度的示意圖。圖7為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的瞬間熱水機示意圖。圖8為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的供熱器正面圖。圖9為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的供熱器側面圖。圖10為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的熱風機側面圖。圖11為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的熱風機平面圖。圖12為使用本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體的熱風機正面圖。附圖標號說明100:碳熱結構體110:法蘭120 碳發熱體121 石英管[0049] 122 碳纖維發熱體
124 內部石英管M0:固定板310 供熱器330:固定件410 熱風機430:固定件126 鉬金屬130:供電件 220 瞬間加熱器
128 電源線 210 鍋爐 230 儲水箱 242 插孔 320 保護膜 340 安全網 420 內側 440 出 Π
具體實施方式
為了實現上述目的，本實用新型主要是在一端被密封的棒狀石英管內形成一定的空間，其空間內設置碳纖維發熱體和插入內部石英管的碳發熱體，還有在保持真空狀態下可以拆裝的法蘭，供電件只在一端，為碳熱結構體產生熱量供應電力，通過這種結構形成具有法蘭式結構的碳熱結構體及具有該碳熱結構體的發熱裝置，實現了本實用新型。本實用新型的具體實施例如圖所示，以下進行詳細說明。在此強調本具體實施方式
及權利要求範圍中使用的用語或詞彙，不能按照只限於採用通常意義下的詞典意思進行解釋，發明人可以定義用語或詞彙的概念，以便於更好地說明自己的發明，在此原則的基礎上，應採用符合本實用新型技術的意義或概念進行解釋。所以，本具體實施方式
中記載的實施例和附圖只不過是本實用新型最適合的案例而已，不代表本實用新型所有的技術思想，應該理解取得專利開始將出現很多替代這些的各種類似物和變形的案例。圖2是本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體示意圖。如圖所示，本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體100包括由真空石英管121、真空石英管中的碳纖維發熱體122、內部石英管組成的碳發熱體120，在需要產生高溫的儲存空間上端，以水平或垂直方式安裝至少一個以上的碳發熱體。垂直方式安裝碳加熱體時，可固定在固定板240上，與法蘭110相連接的碳發熱體120的發熱供電件130 設置在一端，便於從固定板上拆裝；以水平方式安裝時，安裝在固定件中可以插拔，並保持水平。具有產生高溫熱的法蘭式結構。這時，採用碳纖維的碳熱結構體100，可作為供熱器310、瞬間熱水器220、鍋爐 210、熱風機410等各種設備中的加熱裝置使用。這樣的碳熱結構體100的形狀為棒狀，一端為密封的，另一端為開放結構，與法蘭連接。S卩，上述碳熱結構體100是一端為密封的筒狀石英管中形成一定的空間，該空間內設有碳纖維發熱體122、插入碳纖維發熱體122中間的內部石英管124，碳發熱體120與可拆裝的法蘭110連接，並保持該空間的真空狀態。此外，向上述碳熱結構體100供電的供電件130隻設在一端。另外，連接上述碳熱結構體100的碳纖維發熱體122與內部石英管IM的供電件130位於法蘭110內部，法蘭110隻設在碳發熱體的一端形成一個完整的碳熱結構體100， 這樣結構的特點是只在一端供應電源。這時，只在一端供應電源的供電件130與兩根電源線128在保持一定間距的狀態下連接。另外，上述碳熱結構體100由法蘭110、碳發熱體120、供電件130組成。首先，上述法蘭110利用其結合孔與外部連接。然後，在上述法蘭110的一端，可拆裝的、插拔式連接的碳發熱體120從法蘭110 一端獲得電源，使碳纖維發熱體122和內部石英管IM加熱，產生熱量。在這裡，與碳纖維發熱體122及內部石英管IM直接連接的法蘭110 —端的供電件，向上述碳發熱體120提供外部電源。上述供電件130與外部電源相連接，這時，外部電源通過法蘭110直接供給碳纖維發熱體122和內部石英管124。另外，一端為密封的棒狀石英管121內形成一定的空間，該空間內設置由上述碳纖維發熱體122、內部石英管124，組成碳發熱體120。另外，上述石英管121內螺旋式設置燈絲狀碳纖維發熱體122。同時，在上述碳纖維發熱體122中間，從長度方向插上內部石英管124。在這裡，上述碳纖維發熱體122與內部石英管124的兩端通過高溫發熱體鉬金屬 126相連接。這時，與碳纖維發熱體122和內部石英管IM相連接的一對電源線128，在法蘭 110—端提供外部電力。上述碳熱結構體110具體說明如下碳發熱體120外部為一端密封的石英管121。為了在一定空間內形成真空狀態，上述石英管121的一端是密封的，內設由碳纖維組成的碳纖維發熱體122，還設有向碳發熱體120提供電力的電極。上述石英管121採用耐高溫、耐久性良好的石英製作。上述石英管121最好是用石英製作的筒狀管，但不局限於此，像特殊玻璃管等，只要具有足夠的耐熱性和強度就可以採用。另外，上述石英管121的形狀是具有一定長度的筒狀，一端為密封的，一端為開放的，便於與電源供應裝置連接。上述石英管121內螺旋式設置燈絲狀碳纖維發熱體122。上述碳發熱體120的內部碳纖維發熱體是具有一定直徑的線圈。這時，上述碳發熱體120是包括碳纖維發熱體122和在其長度方向插入的內部石
英管口4。位於石英管121內部的高溫發熱體鉬金屬與組成上述碳發熱體120的碳纖維發熱體122、內部石英管IM相連接後固定。又，組成上述碳發熱體120的碳纖維發熱體122和內部石英管IM通過位於供電位置的鉬金屬1 連接片與供電件130相連接。而且，上述碳纖維發熱體122和內部石英管IM與一對電源線1 相連接，只從一端供應穩定的外部電力。這樣，石英管121內設置碳纖維發熱體122和內部石英管124，在石英管121的一端安裝法蘭110，形成碳發熱體120。上述法蘭110的安裝，應在石英管121內部真空的狀態下進行，並保持密封狀態。 即，上述石英管121內部是真空狀態，同時把碳纖維螺旋式繞在內部石英管IM外部，可以製作具有一定長度的碳發熱體120，顯著提高了碳熱結構體100的產熱效率。這樣，本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體以簡單的結構方便在發熱裝置如鍋爐210、瞬間熱水機220、供熱器310及熱風機410中使用。另外，本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體在鍋爐210或者瞬間熱水機220中的第一使用例說明如下如圖3、5、6所示的鍋爐210，如圖7所示的瞬間熱水機220，可用在需要迅速加熱
水的裝置中。具體說明如下碳熱結構體100垂直固定在鍋爐210供暖水或者瞬間熱水機220 加熱水的儲水箱230上端，可以安裝至少一個以上的碳加熱結構體100，在固定板240上固定法蘭110，便於拆裝，向碳熱結構體100供應電力的供電件130隻在一端。S卩，在真空石英管121內設置碳纖維發熱體122和內部石英管124，組成碳熱結構體100，在儲水箱230上端垂直安裝至少一個以上的碳熱結構體100，把法蘭110固定在固定板對0，使碳熱結構體100垂直下垂，也便於拆裝，在外部電力的供應下，碳發熱體120產生熱量。這樣，上述碳熱結構體100可把儲水箱中的水瞬間加熱變成溫水。為了加熱鍋爐210的供暖水或者瞬間熱水機220中的水，把碳熱結構體100安裝在儲水箱230上端，通過平板狀固定板240上的插孔固定碳熱結構體100的法蘭110，可以安裝至少一個以上的碳熱結構體100。然後，上述碳熱結構體100的碳發熱體120指向下方，保持浸在水中的狀態。這樣，上述碳發熱體120能夠在浸在水中的狀態下供電，水會被迅速加熱。如圖4所示，這樣的碳熱結構體100由法蘭110、碳發熱體120和供電件130組成， 並利用固定板240安裝在儲水箱230上。首先，在儲水箱230的上端水平安裝平板狀的固定板M0，固定板上有至少一個以上的垂直插孔對2，便於插拔碳熱結構體100。通過上述固定板240上的插孔242垂直固定碳熱結構體100，固定板240上面突出的法蘭110，可為至少一個以上的碳熱結構體100供電。而且，從上述法蘭110中可垂直插拔的碳發熱體120在外部電力的供應下，由碳纖維發熱體和內部石英管產生熱量。這時，向碳發熱體120提供外部電力的、與碳纖維發熱體122和內部石英管IM相連接的、位於一端的供電件130設於法蘭110內部。就這樣，碳發熱體120由石英管121、設在石英管內部的內部石英管124、碳纖維發熱體122組成，再加上位於法蘭110內部的供電件130、位於碳發熱體120 —端的法蘭110組成一個完整的碳熱結構體100，在固定板MO的插孔M2中垂直安裝多個碳熱結構體100。在這裡，在上述固定板240上的插孔M2中垂直安裝多個碳熱結構體100，碳熱結構體100的下端保持浸在水中。上述碳熱結構體100的特點是，只在一端供電。[0110]這時，只在一端供電的供電件130與兩根電源線128在保持一定距離的狀態下連接。另外，碳熱結構體100的特點之一就是只在一端供電，同時可插拔式安裝在固定板240上，便於拆裝，無需貫通儲水箱230，無漏水之患。在上述的固定板240上安裝數個碳熱結構體，而且便於修理、安裝、更換，並可根據儲水箱的大小和水的容量增減碳熱結構體100。這樣組成的碳熱結構體100可在短時間內產生高溫熱，可把儲水箱230中水瞬間變成溫水。在固定板240上安裝數個碳熱結構體100時，碳熱結構體100之間保持一定的距
離，使其產生一定溫度的輻射熱。在這裡，在固定板240上垂直安裝碳熱結構體100時，根據儲水箱中的水深選擇相應的碳熱結構體100。這樣，以在儲水箱230中垂直安裝碳熱結構體100為準，碳熱結構體100加熱20 升的水至100°C所需要的平均時間為5-7分鐘。如圖6所示，根據儲水箱230的容量選擇碳熱結構體100的數量，即使容量再大， 也可迅速加熱水溫；同時根據儲水箱的深度選擇碳熱結構體的長度，且安裝非常簡便。另外，本實用新型涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體在供熱器310中使用的第二案例如圖8、9所示，可用在供熱器中。具體說明如下安裝了可插拔的碳熱結構體100，供熱器310可以調節高度，為了高效散熱，其前方是開放式的，並且，為了保護使用人的安全，加裝了安全網340。又，在安全網和保護膜320之間，安裝至少一個可以水平插拔的碳熱結構體100。上述保護膜支撐發熱面，在保護膜的一側，在固定件330上固定法蘭，安裝可以拆裝的碳熱結構體100，供電件只在一端供電。即，在供熱器310中的保護膜320內側可以水平安裝多個上述碳熱結構體100，在供熱器內側，可以插拔碳熱結構體100。水平安裝多個上述碳熱結構體，在外部電力的供應下，碳發熱體120產生熱量。而且，安裝數個碳熱結構體100的供熱器310，所採用的碳纖維發熱體122的發熱性能和節電效率都很高，可提供舒適的環境。如圖10、11、12所示，其為本實用新型所涉及的一種具有法蘭式結構的碳熱結構體在熱風機410中使用的第三案例，其可用在熱風機中，用於加熱空氣，散發熱風。具體說明如下在熱風機410安裝了可插拔的碳熱結構體100，可產生高溫熱風， 熱風機410內側一端水平安裝了一個以上的可插拔的碳熱結構體100。而且，上述熱風機410的內側420，在固定件430上固定法蘭110，安裝可以拆裝的碳熱結構體100，供電件只在一端供電，通過風扇產生的風被碳熱結構體100加熱後從出口 440吐出。採用碳熱結構體100的熱風機410，可以產生被碳熱結構體100充分加熱的空氣，
熱效率高。綜上所述，本實用新型只是根據限定的實施例和圖紙進行說明的，但本實用新型的應用不局限於此。在本實用新型所屬的技術領域內，被具備一定知識的人員，在本實用新型的技術思想和下面記載的權利要求的範圍內，可能進行各種修改或變形。
權利要求1.一種具有法蘭式結構的碳熱結構體，其特徵在於，所述碳熱結構體為一端被密封的棒狀，所述碳熱結構體包括碳發熱體、供電件及法蘭，其中所述碳發熱體包括一端被密封的石英管、石英管內的碳纖維發熱體以及所述碳纖維發熱體中間插設的內部石英管，所述石英管內部形成一定的空間，該石英管內螺旋式設置燈絲狀的所述碳纖維發熱體，且所述石英管內保持真空狀態；所述碳纖維發熱體的兩端與內部石英管兩端分別用高溫發熱體鉬金屬相連接；所述供電件與碳纖維發熱體及內部石英管連接，向碳發熱體供應外部電力，所述供電件位於法蘭內部；上述碳纖維發熱體與內部石英管通過供電件與一對電源線相連接，且只在一端供電。
2.一種發熱裝置，其特徵在於，所述發熱裝置設有一個以上的如權利要求1所述的具有法蘭式結構的碳熱結構體。
3.如權利要求2所述的發熱裝置，其特徵在於，所述發熱裝置為鍋爐或瞬間加熱器，且該發熱裝置的儲水箱上端垂直安裝一個以上的所述碳熱結構體，用於加熱鍋爐的供暖水或者瞬間加熱器中的水。
4.如權利要求3所述的發熱裝置，其特徵在於，所述發熱裝置設置有水平固定板，該固定板上有多個插孔，所述各碳熱結構體的法蘭能拆卸地裝設於該固定板上對應的插孔，而將多個碳熱結構體固定在該固定板上，為鍋爐或瞬間加熱器中的水加熱。
5.如權利要求3所述的發熱裝置，其特徵在於，所述碳熱結構體的下端浸在水中。
6.如權利要求3所述的發熱裝置，其特徵在於，所述碳熱結構體的長度與儲水箱中的深度相匹配。
7.如權利要求2所述的發熱裝置，其特徵在於，所述發熱裝置為供熱器，所述供熱器內部一端水平安裝一個以上插拔式的所述碳熱結構體，在支持發熱體後側的保護膜一端的固定件上能拆裝地固定碳熱結構體的法蘭，所述供電件設在一端。
8.如權利要求2所述的發熱裝置，其特徵在於，所述發熱裝置為熱風機，在熱風機內側一端水平安裝一個以上插拔式的所述碳熱結構體，在內側一端固定件上能拆裝地固定碳熱結構體的法蘭，所述供電件設置在一端。
專利摘要一種具有法蘭式結構的碳熱結構體及具有該碳熱結構體的發熱裝置。在需要產生高溫的發熱裝置的儲存空間上端，以水平或垂直方式安裝至少一個以上的碳熱結構體。以垂直方式安裝時，把法蘭固定在固定板上，便於從固定板上拆裝，給與法蘭相連接的碳發熱體發熱供電的供電件只設在一端；以水平方式安裝時，裝在固定件中可以插拔，並保持水平。本實用新型的碳熱結構體的形狀是棒狀的，一端被密封的筒狀空間內設有碳纖維發熱體和插入於碳纖維中間的內部石英管，另一端設置可從固定板上拆裝的法蘭，並保持石英管內的真空狀態，本實用新型只在一端設有用於碳熱結構體產生熱量的供電件。本實用新型適用範圍廣，安裝和更換非常簡便。
文檔編號H05B3/06GK202026485SQ20112001243
公開日2011年11月2日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年8月18日
發明者樸在欣 申請人:北京華帝欣科技發展有限公司