專利名稱：列車用碳纖維取暖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于加熱裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及取暖器，尤其是涉及一種列車用碳纖維 取暖器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)式列車取暖器一般有兩種一種是金屬管帶散熱片式，該產(chǎn)品能耗大，散熱 慢。對列車的電負(fù)荷增加了許多能耗，并升溫速度慢。不利于當(dāng)今現(xiàn)代化交通工具的改進(jìn) 和發(fā)展。另一種是平板式散熱片，該散熱片升溫速度慢，散熱慢，危險性差，容易表面帶電。 取暖器中的發(fā)熱器件通常采用碳制品發(fā)熱管，碳制品發(fā)熱管中的碳制品發(fā)熱材料是最具有 競爭力的高科技材料，許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家紛紛研制生產(chǎn)和使用碳制品發(fā)熱材料，以取代傳 統(tǒng)的金屬、PTC等的發(fā)熱材料。中國專利文獻(xiàn)公開了一種新型碳制品電熱管發(fā)熱器[申請?zhí)?200720112206. 9]。 包括一個本體，在本體上設(shè)有若干個垂直設(shè)置的散熱片，其特征在于，所述的本體內(nèi)設(shè)有至 少一條通道，在每條通道內(nèi)分別穿設(shè)有一根與其形狀相適應(yīng)的襯管，在襯管內(nèi)設(shè)有用于發(fā) 熱的碳制品電熱管。上述方案雖然在一定程度上提高了發(fā)熱器的工作性能，但是仍然存在 著不足之處1、散熱片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，易于彎曲損壞。2、整體的密封性較差，容易導(dǎo)致 漏光，發(fā)熱效果不夠理想。3、在使用過程中容易因?yàn)檎駝拥仍驅(qū)е绿贾破冯姛峁軗p壞，工 作穩(wěn)定性較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述問題，提供一種設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單且強(qiáng)度高，使用 壽命長，熱效率高，能源得到有效利用的列車用碳纖維取暖器。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案列車用碳纖維取暖器，其特征 在于，本取暖器包括碳制品電熱管、兩個能夠相互扣合的散熱半體和能夠?qū)蓚€散熱半體 固定在一起的固定機(jī)構(gòu)，所述的散熱半體包括受熱部和分布在受熱部背部的若干散熱片， 且受熱部與散熱片連為一體式結(jié)構(gòu)，在受熱部的腹部設(shè)有軸向延伸的條形槽，條形槽槽口 的一側(cè)設(shè)有密封臺階，另一側(cè)設(shè)有密封平面，且當(dāng)兩個散熱半體扣合時分別位于兩個受熱 部上的條形槽對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納碳制品電熱管且周向封閉的置管通道，其中一個受 熱部上的密封臺階與另一個受熱部上的密封平面相吻合，上述的固定機(jī)構(gòu)設(shè)置在受熱部的 端部。由于受熱部和散熱片采用一體式結(jié)構(gòu)，有效地提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且不易漏光，大大 提高了熱量轉(zhuǎn)化率。整個取暖器的各個部分易于裝配，生產(chǎn)成本低。工作時，受熱部將碳制 品電熱管所發(fā)出的所有熱量全部進(jìn)行吸收，當(dāng)受熱部大量吸收熱量后迅速將熱量傳遞給散 熱片，散熱片四周處于活躍的空氣分子中，帶有遠(yuǎn)紅外的散熱片將紅外光波傳遞到車廂的 每個角落。這里的條形槽數(shù)量[即碳制品電熱管的數(shù)量]根據(jù)需要確定。可以是一個，也 可以是平行設(shè)置的若干個。[0007]碳制品電熱管中的發(fā)熱基材通常采用碳纖維，碳纖維是由聚丙稀腈和粘膠基碳纖 維經(jīng)復(fù)合而成的，其含碳量高達(dá)99. 99%以上；具有功率余量大、耐高溫、高熱能力強(qiáng)等優(yōu) 點(diǎn)。碳纖維是一種純黑體的發(fā)熱材料，在電-熱轉(zhuǎn)換過程中幾乎不存在可見光，具有升溫迅 速、熱滯后小、發(fā)熱均勻、熱輻射傳遞距離遠(yuǎn)、熱交換速度快等特點(diǎn)。工作過程中光通量遠(yuǎn)遠(yuǎn) 小于金屬發(fā)熱體的電熱管，電-熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)95%以上，比同功率的鎢鉬材料的金屬發(fā) 熱體熱效率提高30%以上，升溫的時間節(jié)省30%以上。在工作環(huán)境允許的情況下，工作溫 度可達(dá)1200攝氏度，完全可取代以金屬為發(fā)熱體的電熱管。碳纖維電熱管采用高純度脫羥基石英玻璃管，熱膨脹系數(shù)極小，有極高的熱穩(wěn)定 性，能承受劇烈的溫度變化而不炸裂石英管加熱到1500°C，急速投入20°C水中也不炸裂。 石英玻璃是良好的耐酸材料氫氟酸除外，相當(dāng)于耐酸陶瓷的30倍，不銹鋼鎳鉻合金的150 倍，是酸體加熱的最佳選擇。碳制品電熱管的電極選用耐高溫的鉬材料加工而成，耐高溫、 壽命長，有效的保證了使用壽命。顯然，碳纖維電熱管是一種以輻射遠(yuǎn)紅外線為主的發(fā)熱體，電熱輻射轉(zhuǎn)換率達(dá) 70%以上。它所發(fā)射出的遠(yuǎn)紅外線的波長在3-14μπι之間，這段波長的遠(yuǎn)紅外線譜被稱為 “生命之光”，占整體波長的80%。同時它能夠被空氣中的水分子吸收產(chǎn)生共振摩擦熱效應(yīng)， 實(shí)現(xiàn)了快速提高采暖環(huán)境溫度的作用。特別是能有效的活化人體組織細(xì)胞、促進(jìn)血液循環(huán)、 加速新陳代謝、增強(qiáng)免疫能力，同時還具有防臭除濕抗菌等效果。遠(yuǎn)紅外碳纖維電熱管釋放 的熱量絕大部分是遠(yuǎn)紅外輻射能量，與金屬發(fā)熱體不同，它完全避免了電磁場的產(chǎn)生，而且 沒有浪涌電流。同時由于碳素物體本身輻射的遠(yuǎn)紅外線80%與人體紅外線重合，因此在安 全、節(jié)能、健康、舒適性等方面占有很大的優(yōu)勢，是目前性能最好的電熱元件。碳纖維電熱管 的壽命連續(xù)點(diǎn)燒> 6000小時以上(6000—15000)，在頻繁啟動、關(guān)閉和長期連續(xù)工作中， 發(fā)熱體無氧化和擊穿現(xiàn)象，發(fā)熱光色均勻、管壁內(nèi)外清潔。在上述的列車用碳纖維取暖器中，所述的固定機(jī)構(gòu)有兩個且分別位于受熱部的兩 端，每個固定機(jī)構(gòu)分別包括兩個能夠相互扣合的固定半座，兩個固定半座通過緊固件固定 在一起。其中，在固定半座上還可以設(shè)置用于穿過導(dǎo)線的穿線孔。在上述的列車用碳纖維取暖器中，每個所述的固定半座端部分別具有內(nèi)凹的座 口，且當(dāng)兩個固定半座扣合時分別位于兩個固定半座上的座口對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納受 熱部端部的固定孔，上述的受熱部端部固定在固定孔內(nèi)。通過這種結(jié)構(gòu)，使得兩個散熱半體 的受熱部被固定在一起。在上述的列車用碳纖維取暖器中，每個所述的座口內(nèi)設(shè)有橫向凸條，每個所述的 受熱部的背部具有與上述橫向凸條形狀相適應(yīng)的橫向凹槽，所述的橫向凸條插于橫向凹槽 內(nèi)。通過這種結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在上述的列車用碳纖維取暖器中，所述的條形槽的橫截面呈圓弧形，所述的碳制 品電熱管的外徑小于置管通道的內(nèi)徑，且在碳制品電熱管和置管通道之間形成環(huán)形間隙。 由于碳制品電熱管與受熱部不直接接觸，因此能夠有效避免因震動而造成的沖擊。此外，由 于置管通道是封閉的結(jié)構(gòu)，因此并不會造成熱量損失。在上述的列車用碳纖維取暖器中，所述的條形槽軸向貫通于受熱部，所述的碳制 品電熱管的兩端分別延伸至置管通道外并固定在固定機(jī)構(gòu)中。在上述的列車用碳纖維取暖器中，每個所述的固定半座的腹部設(shè)有一端封閉另一端延伸至座口的固定槽，且當(dāng)兩個固定半座扣合時分別位于兩個固定半座上的固定槽對應(yīng) 設(shè)置并形成用于容納碳制品電熱管端部且周向封閉的固定通道，上述的碳制品電熱管端部 固定在固定通道內(nèi)。通過這種結(jié)構(gòu)能夠方便地將碳制品電熱管通過固定機(jī)構(gòu)固定起來。這 樣，固定機(jī)構(gòu)不僅將受熱部進(jìn)行固定，同時也將碳制品電熱管進(jìn)行固定。在上述的列車用碳纖維取暖器中，所述的碳制品電熱管的兩端分別套有由絕緣材 料制成的柔性套，所述的柔性套被夾緊在碳制品電熱管端部和固定通道之間。通常，柔性套 采用硅膠制成，柔性套既耐高溫，又高度絕緣，并能防止列車在顛簸中對石英管的傷害。在上述的列車用碳纖維取暖器中，所述的散熱半體由鋁材制成，且在散熱半體表 面具有通過發(fā)黑處理形成的發(fā)黑層。發(fā)黑處理是一種化學(xué)表面處理，其主要作用是在工件 表面形成一層致密的氧化膜，防止工件腐蝕上銹，提高工件的耐磨性。因此，通過發(fā)黑處理 后的散熱半體能夠有效提升機(jī)械強(qiáng)度。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本列車用碳纖維取暖器的優(yōu)點(diǎn)在于1、設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單、 緊湊，強(qiáng)度高，易于加工制造。2、能夠有效防止光線外漏，能源利用率高，具有升溫迅速、節(jié) 能、高效的特點(diǎn)。3、工作穩(wěn)定性高，即便受到震動沖擊也不會造成損壞，使用壽命長，安全系 數(shù)高。

圖1是本實(shí)用新型提供的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型提供的爆炸圖。圖3是本實(shí)用新型提供的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型提供的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型提供的固定半座的放大立體圖。圖6是圖4中A-A沿線的放大剖視圖。圖7是圖4中B-B沿線的放大剖視圖。圖8是本實(shí)用新型中兩個固定半座扣合在一起時的立體圖。圖中，碳制品電熱管1、散熱半體2、受熱部21、條形槽211、橫向凹槽212、密封臺階 213、密封平面214、置管通道210、環(huán)形間隙200、散熱片22、固定機(jī)構(gòu)30、固定半座3、座口 31、固定孔301、橫向凸條32、固定槽33、固定通道330、過線孔34、柔性套4。
具體實(shí)施方式
如圖1-4所示，本列車用碳纖維取暖器包括碳制品電熱管1、兩個能夠相互扣合的 散熱半體2和能夠?qū)蓚€散熱半體2固定在一起的固定機(jī)構(gòu)30。散熱半體2包括受熱部21 和分布在受熱部21背部的若干散熱片22，且受熱部21與散熱片22連為一體式結(jié)構(gòu)。散熱 半體2由鋁材制成，且在散熱半體2表面具有通過發(fā)黑處理形成的發(fā)黑層。在受熱部21的腹部設(shè)有兩條軸向延伸的條形槽211，且當(dāng)兩個散熱半體2扣合時 分別位于兩個受熱部21上的條形槽211 —一對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納碳制品電熱管1且 周向封閉的置管通道210。上述的固定機(jī)構(gòu)30設(shè)置在受熱部21的端部。如圖2和6所示， 條形槽211槽口的一側(cè)設(shè)有密封臺階213，另一側(cè)設(shè)有密封平面214，且當(dāng)兩個散熱半體2 扣合時，其中一個受熱部21上的密封臺階213與另一個受熱部21上的密封平面214相吻合。如圖1_4、5、7和8所示，固定機(jī)構(gòu)30有兩個且分別位于受熱部21的兩端，每個固 定機(jī)構(gòu)30分別包括兩個能夠相互扣合的固定半座3，兩個固定半座3通過緊固件固定在一 起。在固定半座3外端開有供碳制品電熱管1的導(dǎo)線引出的過線孔34。每個固定半座3端 部分別具有內(nèi)凹的座口 31，且當(dāng)兩個固定半座3扣合時分別位于兩個固定半座3上的座口 31對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納受熱部21端部的固定孔301，上述的受熱部21端部固定在固 定孔301內(nèi)。每個座口 31內(nèi)設(shè)有橫向凸條32，每個受熱部21的背部具有與上述橫向凸條 32形狀相適應(yīng)的橫向凹槽212，橫向凸條32插于橫向凹槽212內(nèi)。如圖6所示，條形槽211的橫截面呈圓弧形，碳制品電熱管1的外徑小于置管通道 210的內(nèi)徑，且在碳制品電熱管1和置管通道210之間形成環(huán)形間隙200。條形槽211軸向 貫通于受熱部21，碳制品電熱管1的兩端分別延伸至置管通道210外并固定在固定機(jī)構(gòu)30 中。如圖7所示，每個固定半座3的腹部設(shè)有一端封閉另一端延伸至座口 31的固定槽33， 且當(dāng)兩個固定半座3扣合時分別位于兩個固定半座3上的固定槽33對應(yīng)設(shè)置并形成用于 容納碳制品電熱管1端部且周向封閉的固定通道330，上述的碳制品電熱管1端部固定在固 定通道330內(nèi)。碳制品電熱管1的兩端分別套有由絕緣材料制成的柔性套4，所述的柔性套 4被夾緊在碳制品電熱管1端部和固定通道330之間。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所 屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似 的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了碳制品電熱管1、散熱半體2、受熱部21、條形槽211、橫向 凹槽212、密封臺階213、密封平面214、置管通道210、環(huán)形間隙200、散熱片22、固定機(jī)構(gòu) 30、固定半座3、座口 31、固定孔301、橫向凸條32、固定槽33、固定通道330、過線孔34、柔性 套4等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述 和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違 背的。
權(quán)利要求一種列車用碳纖維取暖器，其特征在于，本取暖器包括碳制品電熱管(1)、兩個能夠相互扣合的散熱半體(2)和能夠?qū)蓚€散熱半體(2)固定在一起的固定機(jī)構(gòu)(30)，所述的散熱半體(2)包括受熱部(21)和分布在受熱部(21)背部的若干散熱片(22)，且受熱部(21)與散熱片(22)連為一體式結(jié)構(gòu)，在受熱部(21)的腹部設(shè)有軸向延伸的條形槽(211)，條形槽(211)槽口的一側(cè)設(shè)有密封臺階(213)，另一側(cè)設(shè)有密封平面(214)，且當(dāng)兩個散熱半體(2)扣合時分別位于兩個受熱部(21)上的條形槽(211)對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納碳制品電熱管(1)且周向封閉的置管通道(210)，其中一個受熱部(21)上的密封臺階(213)與另一個受熱部(21)上的密封平面(214)相吻合，上述的固定機(jī)構(gòu)(30)設(shè)置在受熱部(21)的端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車用碳纖維取暖器，其特征在于，所述的固定機(jī)構(gòu)(30)有 兩個且分別位于受熱部(21)的兩端，每個固定機(jī)構(gòu)(30)分別包括兩個能夠相互扣合的固 定半座(3)，兩個固定半座(3)通過緊固件固定在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列車用碳纖維取暖器，其特征在于，每個所述的固定半座(3) 端部分別具有內(nèi)凹的座口(31)，且當(dāng)兩個固定半座(3)扣合時分別位于兩個固定半座(3) 上的座口(31)對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納受熱部(21)端部的固定孔(301)，上述的受熱部 (21)端部固定在固定孔(301)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車用碳纖維取暖器，其特征在于，每個所述的座口(31)內(nèi) 設(shè)有橫向凸條(32)，每個所述的受熱部(21)的背部具有與上述橫向凸條(32)形狀相適應(yīng) 的橫向凹槽(212)，所述的橫向凸條(32)插于橫向凹槽(212)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的列車用碳纖維取暖器，其特征在于，所述的條形 槽(211)的橫截面呈圓弧形，所述的碳制品電熱管⑴的外徑小于置管通道(210)的內(nèi)徑， 且在碳制品電熱管(1)和置管通道(210)之間形成環(huán)形間隙(200)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的列車用碳纖維取暖器，其特征在于，所述的條形槽(211)軸向 貫通于受熱部(21)，所述的碳制品電熱管(1)的兩端分別延伸至置管通道(210)外并固定 在固定機(jī)構(gòu)(30)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的列車用碳纖維取暖器，其特征在于，每個所述的固 定半座(3)的腹部設(shè)有一端封閉另一端延伸至座口(31)的固定槽(33)，且當(dāng)兩個固定半 座(3)扣合時分別位于兩個固定半座(3)上的固定槽(33)對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納碳制 品電熱管(1)端部且周向封閉的固定通道(330)，上述的碳制品電熱管(1)端部固定在固定 通道(330)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的列車用碳纖維取暖器，其特征在于，所述的碳制品電熱管(1) 的兩端分別套有由絕緣材料制成的柔性套(4)，所述的柔性套(4)被夾緊在碳制品電熱管 (1)端部和固定通道(330)之間。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種列車用碳纖維取暖器，屬于加熱裝置技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有列車取暖器散熱片發(fā)熱效果差的問題。它包括碳制品電熱管、兩個能夠相互扣合的散熱半體和能夠?qū)蓚€散熱半體固定在一起的固定機(jī)構(gòu)，散熱半體包括受熱部和分布在受熱部背部的若干散熱片，且受熱部與散熱片連為一體式結(jié)構(gòu)，在受熱部的腹部設(shè)有軸向延伸的條形槽，條形槽槽口的一側(cè)設(shè)有密封臺階，另一側(cè)設(shè)有密封平面，且當(dāng)兩個散熱半體扣合時分別位于兩個受熱部上的條形槽對應(yīng)設(shè)置并形成用于容納碳制品電熱管且周向封閉的置管通道，其中一個受熱部上的密封臺階與另一個受熱部上的密封平面相吻合，固定機(jī)構(gòu)設(shè)置在受熱部的端部。它具有使用壽命長、熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B61D27/00GK201619575SQ200920202489
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者吳勤豐 申請人:吳勤豐