CN1735288A - 碳加热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碳加热器。该碳加热器包括设置在管中的片状碳丝。该碳丝扭绞地置于该管中。因此，辐射热沿所有方向均匀地发出。而且，多个支撑件形成在扭绞的片状碳丝上或多个支撑线连接在扭绞的片状碳丝上，由此可以使得碳丝支撑结构更牢固。因此，碳加热器使用寿命得以提高，且实现了碳加热器的简单设计和组装。

Description

碳加热器

技术领域

本发明涉及一种含有用作加热元件的碳纤维或碳丝的碳加热器(carbonheater)，特别涉及一种具有片状碳丝的碳加热器，该片状碳丝扭绞地置于一管中，由此在所有方向上实现均匀辐射，且具有牢固的碳丝支撑结构。

背景技术

通常，碳加热器是一种采用由碳制成的丝作为加热元件的加热器。众所周知，碳加热器具有良好的热效率，碳在被废弃时不会损害环境，且可提供很多作用，例如远红外辐射、除臭、消毒、和抗菌活性等，因此碳加热器已被越来越多地用于房间加热装置和烘干装置、以及加热装置中。

图1是表示一种传统螺旋状碳加热器的透视图，图2是图1中所示的传统螺旋状碳加热器的主要部件的纵截面图。

如图1和图2所示，传统碳加热器包括：石英管10，其内部由设置在石英管10两端的管密封件11密封；螺旋状碳丝12，其纵向布置在石英管10内；两金属线14，其分别连接到碳丝12的两端且延伸至石英管10的两端；和两外部电极16，其通过设置在石英管10的管密封件11内的金属件18分别电连接到金属线14上，同时该电极暴露在石英管10的外部。

石英管10的内部是密封的，且石英管10的内部保持为真空或充满惰性气体，以使碳丝不会在250至300℃的温度下被氧化。

碳丝12形成为螺旋形状，且两金属线14分别连接到碳丝12的两端。

图3是表示另一种含有片状碳丝的传统碳加热器的主要部件的纵截面图。

如图3所示，该传统碳加热器包括：置于石英管20内的片状碳丝22；两个碳棒24，例如圆柱形石墨棒，片状碳丝22的两端分别安装在这两个碳棒24中；和分别连接在碳棒24和金属线23之间的两个弹簧25，其用以给碳丝22提供拉力。

在图3中，附图标记26表示外部电极，附图标记28表示分别连接在外部电极26和金属线23之间的金属件。

虽然碳丝可以形成为任何其它形状，但是碳丝常形成为如图2中所示的螺旋形状或如图3中所示的片状。例如，碳丝可形成为直线状、织物状或海绵状。

对于如图2所示的螺旋状碳丝12，螺旋碳丝12的两端分别系在金属线14上，使得在螺旋状碳丝的两端和金属线14之间的连接处的接触电阻得以减小。对于如图2中所示的片状碳丝22，该片状碳丝22的两端则不能分别系在金属线23上。出于这个原因，在每个碳棒24上都形成有一条缝隙，以使片状碳丝22的两端分别安装到碳棒24的缝隙中。而且，设置在碳棒24外端的弹簧25向碳棒24施加拉力，进而向碳丝22施加拉力。

但是在如图3所示的碳加热器中，片状碳丝22的两端分别牢固地安装在两碳棒24中，且两碳棒24分别借助于弹簧25连接在两金属线23上。结果，碳丝连接结构复杂化，并因此使得整个碳加热器的结构复杂化。因此，碳加热器的制造成本被大大地提高。

由于传统碳加热器的碳丝22形成为如前所述的片状，所以从片状碳丝22的表面产生的辐射量很大。但是，从片状碳丝22的横侧面产生的辐射量很小。结果，辐射能不能在所有方向上从碳加热器中均匀地发出。

而且，碳丝22被分别设置在碳丝22两端的碳棒24、弹簧25和金属线23拉紧，以使碳丝22支撑在石英管20中。结果，在该传统碳加热器使用了一段较长的时间之后，碳丝22被拉长，因此，碳丝22便开始与石英管20的内部接触。

发明内容

因此，鉴于上述问题提出了本发明，且本发明的一个目的是提供一种具有片状碳丝的碳加热器，该碳丝扭绞地置于一管中，而且如果需要的话，可将多个支撑件形成在扭绞的片状碳丝上或多根支撑线连接到扭绞的片状碳丝上，由此辐射能可以沿所有方向从该扭绞的片状碳丝均匀地发出，同时实现牢固的碳丝支撑结构。

根据本发明，可以通过提供一种碳加热器来实现上述和其它一些目的，该碳加热器包括：置于管中的片状碳丝，其中该碳丝扭绞地置于该管中。

在本发明的一优选实施例中，该碳丝具有多个支撑件，该支撑件与该碳丝一体形成，且沿着与该碳丝的纵向交叉的方向从该碳丝上突出，使得该支撑件支撑在管中。

优选地，该碳丝的支撑件沿碳丝的纵向彼此等间距地从碳丝上突出。

优选地，该碳丝的支撑件以相对于碳丝的中心线左右对称的方式沿碳丝的纵向分布。

在本发明的另一优选实施例中，碳丝通过多个支撑线支撑在管内，该支撑线沿着与该碳丝的纵向交叉的方向牢固地连接在碳丝上。

优选地，各个支撑线都牢固地***在构成碳丝的多个叠置碳片之间。

优选地，该碳加热器还包括：至少一个连接导体，所述连接导体牢固地安装在碳丝的至少一端，使得所述至少一个连接导体连接在碳丝的至少一端上。

优选地，所述至少一个连接导体形成为网状。

优选地，在通过压制多个叠置碳片使得所述多个叠置碳片彼此牢固地连接的方式形成碳丝时，将所述至少一个连接导体***到多个叠置碳片之间，然后将该连接导体与该叠置碳片压制到一起。

在具有根据本发明的上述结构的碳加热器中，碳丝扭绞地置于石英管中。因此，本发明具有在所有方向上均匀发出辐射热的效果。

而且，多个支撑件形成在扭绞的片状碳丝上或多个支撑线连接在扭绞的片状碳丝上，由此可以实现更牢固的碳丝支撑结构。因此，本发明具有提高碳加热器使用寿命和实现碳加热器的简单设计和组装的效果。

附图说明

本发明的上述和其它目的、特点和其它一些优点将在下面结合附图的详细描述中更加清楚易懂，其中：

图1是表示传统螺旋状碳加热器的透视图；

图2是表示该传统螺旋状碳加热器的主要部件的纵截面图；

图3是表示一种传统片状碳加热器的主要部件的纵截面图；

图4是表示根据本发明第一优选实施例的碳加热器主要部件的纵截面图；

图5是表示根据本发明第二优选实施例的碳加热器主要部件的纵截面图；

图6是沿图5中的A-A线截取的横截面图；

图7是表示根据本发明第三优选实施例的碳加热器主要部件的纵截面图；

图8是沿图7中的B-B线截取的横截面图。

具体实施方式

现在，将参考附图详细描述本发明的一些优选实施例。

图4是表示根据本发明第一优选实施例的碳加热器主要部件的纵截面图。

如图4所示，根据本发明的第一优选实施例的碳加热器包括：石英管50，该石英管的两端处形成有管密封件51；碳丝52，其沿纵向设置在石英管50内以用作加热元件，该碳丝52形成为扭绞片状；外部电极56，其分别设置在石英管50的管密封件51上且暴露在石英管50的外部；金属线55，其分别通过固定到石英管50两端的管密封件51上的金属件58连接到外部电极56上；和连接导体54，其分别连接在碳丝52的两端和金属线55之间。

石英管50构造为使得石英管50的内部是密封的，且石英管50的内部保持为真空或充满惰性气体。尽管该管的材料不受限制，但是该管优选地由石英制成。例如，可以使用任何具有足够热阻和强度的管，例如某种特定的玻璃管。

通过向多个叠置的碳片施压使得叠置的碳片彼此牢固地相连以及将该压制的碳片扭绞成螺旋形状而形成碳丝52。

均由金属材料制成的金属线55通过例如焊接的方式牢固地固定到相应的连接导体54上，使得两金属线55分别电连接到连接导体54上。

每个连接导体54都是形成为网状的薄金属片。连接导体54牢固地安装在碳丝52的两端。这样，连接导体54便连接到碳丝52上。

特别地，在通过压制多个叠置碳片使得叠置的碳片彼此牢固地连接的方式形成碳丝52时，将各个连接导体54***多个叠置碳片之间，然后将连接导体与叠置碳片压制到一起。结果，两连接导体54便分别牢固地连接到碳丝52的两端。

现在，将描述根据本发明的具有上述结构的碳加热器的操作。

碳丝52通过压制多个叠置的碳片使得叠置的碳片彼此牢固地连接的方式形成。此时，在碳丝52的两端处将连接导体54***到叠置碳片之间时，执行该叠置碳片的压制操作。这样，两连接导体54便分别牢固地连接到碳丝52的两端。

在连接导体54连接到碳丝52的两端之后，其中一个连接导体54便沿一个方向旋转，而另一个连接导体54则沿相反的方向旋转。结果，碳丝52就被扭绞成如图4中所示。随后，金属线55通过例如焊接的方式牢固地连接到扭绞碳丝52的相应连接导体54上。

如前所述，在连接导体54和金属线55分别连接到碳丝52的两端之后，将碳丝52***石英管50中，然后闭合管密封件51，使得该石英管50的内部借助于该闭合的管密封件51得以密封。随后，将外部电极56连接到相应的金属件58上，该金属件同时还分别连接在金属线55上。这样，便完成了碳丝52在石英管50中的布置。

由于碳丝52以如前所述的扭绞方式布置在石英管50中，所以从该碳丝中产生的辐射能沿石英管的所有方向发出，并因此可以进行均匀的加热操作。

图5是表示根据本发明第二优选实施例的碳加热器主要部件的纵截面图，图6是沿图5中的A-A线截取的横截面图。

根据本发明的第二优选实施例的碳加热器以具有支撑件52b的碳丝52′为特征，其中该支撑件与碳丝52′一体形成，且从碳丝52′上突出，这不同于根据本发明的第一优选实施例的碳加热器。

特别地，该碳丝52′包括：加热件52a，其沿纵向扭绞地置于石英管50中，当加热件52a供有电流时，其用以执行加热操作；和多个支撑件52b，其与加热件52a一体形成，且从加热件52a的两横侧面沿着与碳丝52′的纵向交叉的方向突出，使得支撑件52b支撑在石英管50中。

由于加热件52a以如前所述的扭绞方式置于石英管50中，所以多个支撑件52b以不同的角度位置支撑在石英管50中。因此，该碳丝支撑结构更加牢固。

图7是表示根据本发明第三优选实施例的碳加热器主要部件的纵截面图，图8是沿图7中的B-B线截取的横截面图。

根据本发明的第三优选实施例的碳加热器以碳丝52″为特征，多个支撑线60牢固地连接在该碳丝52″上，这不同于根据本发明的第二优选实施例的碳加热器。

特别地，多根支撑线60沿着与碳丝52″纵向交叉的方向牢固地连接在扭绞地置于石英管50中的碳丝52″上，使得支撑线60支撑在石英管50中。

各个支撑线60形成为直线形。优选地，在通过压制多个叠置的碳片使得该叠置碳片彼此牢固地连接的方式形成碳丝52″时，将各个支撑线60***多个叠置的碳片之间，然后将其与该叠置的碳片压制到一起。当碳丝52″置于石英管50中时，各个支撑线60的两端都与石英管50的内周面接触。

再优选地，所述多根支撑线60彼此等间距地分布在石英管50中，以将碳丝52″支撑在石英管50中。

由上述可知，该碳丝扭绞地置于石英管中。因此，本发明具有在所有方向均匀发出辐射热的效果。

而且，多个支撑件形成在扭绞的片状碳丝上或多根支撑线连接在扭绞的片状碳丝上，由此可以实现更牢固的碳丝支撑结构。因此，本发明具有提高碳加热器使用寿命和实现碳加热器的简单设计和组装的效果。

虽然出于举例说明的目的公开了本发明的一些优选实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，可以在不脱离如所附权利要求公开的本发明范围和精神的情况下进行各种修改、添加和替换。

Claims (10)

1、一种碳加热器，包括：

置于一管中的片状碳丝，其中

该碳丝扭绞地布置在该管中。

2、如权利要求1所述的加热器，其中该碳丝具有多个支撑件，所述支撑件与该碳丝一体形成，且沿着与该碳丝的纵向交叉的方向从该碳丝上突出，使得所述支撑件支撑在该管内。

3、如权利要求2所述的加热器，其中该碳丝的支撑件沿该碳丝的纵向彼此等间距地从该碳丝上突出。

4、如权利要求2所述的加热器，其中该碳丝的支撑件以相对于该碳丝的中心线左右对称的方式沿该碳丝的纵向分布。

5、如权利要求1所述的加热器，其中该碳丝通过多根支撑线支撑在该管内，所述支撑线沿着与该碳丝的纵向交叉的方向牢固地连接在该碳丝上。

6、如权利要求5所述的加热器，其中各所述支撑线均牢固地插在构成该碳丝的多个叠置碳片之间。

7、如权利要求1所述的加热器，其中该加热器还包括：

至少一个连接导体，该连接导体牢固地安装在该碳丝的至少一端，使得所述至少一个连接导体连接在该碳丝的至少一端上。

8、如权利要求7所述的加热器，其中所述至少一个连接导体形成为网状。

9、如权利要求7所述的加热器，其中在通过压制多个叠置碳片使得所述叠置碳片彼此牢固地连接而形成碳丝时，将所述至少一个连接导体插在多个叠置碳片之间，然后将该连接导体与所述叠置碳片压制在一起。

10、一种碳加热器，包括：

管；

片状碳丝，扭绞地置于该管中，其用作加热元件；和

至少一个连接导体，其牢固地安装在该碳丝的至少一端上，所述至少一个连接导体连接在至少一个金属线上，该金属线电连接在至少一个外部电极上。

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