專利名稱：碳加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有用作加熱元件的碳纖維或碳絲的碳加熱器(carbonheater)，特別涉及一種具有片狀碳絲的碳加熱器，該片狀碳絲扭絞地置于一管中，由此在所有方向上實(shí)現(xiàn)均勻輻射，且具有牢固的碳絲支撐結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
通常，碳加熱器是一種采用由碳制成的絲作為加熱元件的加熱器。眾所周知，碳加熱器具有良好的熱效率，碳在被廢棄時(shí)不會(huì)損害環(huán)境，且可提供很多作用，例如遠(yuǎn)紅外輻射、除臭、消毒、和抗菌活性等，因此碳加熱器已被越來越多地用于房間加熱裝置和烘干裝置、以及加熱裝置中。
圖1是表示一種傳統(tǒng)螺旋狀碳加熱器的透視圖，圖2是圖1中所示的傳統(tǒng)螺旋狀碳加熱器的主要部件的縱截面圖。
如圖1和圖2所示，傳統(tǒng)碳加熱器包括石英管10，其內(nèi)部由設(shè)置在石英管10兩端的管密封件11密封；螺旋狀碳絲12，其縱向布置在石英管10內(nèi)；兩金屬線14，其分別連接到碳絲12的兩端且延伸至石英管10的兩端；和兩外部電極16，其通過設(shè)置在石英管10的管密封件11內(nèi)的金屬件18分別電連接到金屬線14上，同時(shí)該電極暴露在石英管10的外部。
石英管10的內(nèi)部是密封的，且石英管10的內(nèi)部保持為真空或充滿惰性氣體，以使碳絲不會(huì)在250至300℃的溫度下被氧化。
碳絲12形成為螺旋形狀，且兩金屬線14分別連接到碳絲12的兩端。
圖3是表示另一種含有片狀碳絲的傳統(tǒng)碳加熱器的主要部件的縱截面圖。
如圖3所示，該傳統(tǒng)碳加熱器包括置于石英管20內(nèi)的片狀碳絲22；兩個(gè)碳棒24，例如圓柱形石墨棒，片狀碳絲22的兩端分別安裝在這兩個(gè)碳棒24中；和分別連接在碳棒24和金屬線23之間的兩個(gè)彈簧25，其用以給碳絲22提供拉力。
在圖3中，附圖標(biāo)記26表示外部電極，附圖標(biāo)記28表示分別連接在外部電極26和金屬線23之間的金屬件。
雖然碳絲可以形成為任何其它形狀，但是碳絲常形成為如圖2中所示的螺旋形狀或如圖3中所示的片狀。例如，碳絲可形成為直線狀、織物狀或海綿狀。
對于如圖2所示的螺旋狀碳絲12，螺旋碳絲12的兩端分別系在金屬線14上，使得在螺旋狀碳絲的兩端和金屬線14之間的連接處的接觸電阻得以減小。對于如圖2中所示的片狀碳絲22，該片狀碳絲22的兩端則不能分別系在金屬線23上。出于這個(gè)原因，在每個(gè)碳棒24上都形成有一條縫隙，以使片狀碳絲22的兩端分別安裝到碳棒24的縫隙中。而且，設(shè)置在碳棒24外端的彈簧25向碳棒24施加拉力，進(jìn)而向碳絲22施加拉力。
但是在如圖3所示的碳加熱器中，片狀碳絲22的兩端分別牢固地安裝在兩碳棒24中，且兩碳棒24分別借助于彈簧25連接在兩金屬線23上。結(jié)果，碳絲連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并因此使得整個(gè)碳加熱器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。因此，碳加熱器的制造成本被大大地提高。
由于傳統(tǒng)碳加熱器的碳絲22形成為如前所述的片狀，所以從片狀碳絲22的表面產(chǎn)生的輻射量很大。但是，從片狀碳絲22的橫側(cè)面產(chǎn)生的輻射量很小。結(jié)果，輻射能不能在所有方向上從碳加熱器中均勻地發(fā)出。
而且，碳絲22被分別設(shè)置在碳絲22兩端的碳棒24、彈簧25和金屬線23拉緊，以使碳絲22支撐在石英管20中。結(jié)果，在該傳統(tǒng)碳加熱器使用了一段較長的時(shí)間之后，碳絲22被拉長，因此，碳絲22便開始與石英管20的內(nèi)部接觸。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有片狀碳絲的碳加熱器，該碳絲扭絞地置于一管中，而且如果需要的話，可將多個(gè)支撐件形成在扭絞的片狀碳絲上或多根支撐線連接到扭絞的片狀碳絲上，由此輻射能可以沿所有方向從該扭絞的片狀碳絲均勻地發(fā)出，同時(shí)實(shí)現(xiàn)牢固的碳絲支撐結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過提供一種碳加熱器來實(shí)現(xiàn)上述和其它一些目的，該碳加熱器包括置于管中的片狀碳絲，其中該碳絲扭絞地置于該管中。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，該碳絲具有多個(gè)支撐件，該支撐件與該碳絲一體形成，且沿著與該碳絲的縱向交叉的方向從該碳絲上突出，使得該支撐件支撐在管中。
優(yōu)選地，該碳絲的支撐件沿碳絲的縱向彼此等間距地從碳絲上突出。
優(yōu)選地，該碳絲的支撐件以相對于碳絲的中心線左右對稱的方式沿碳絲的縱向分布。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，碳絲通過多個(gè)支撐線支撐在管內(nèi)，該支撐線沿著與該碳絲的縱向交叉的方向牢固地連接在碳絲上。
優(yōu)選地，各個(gè)支撐線都牢固地插入在構(gòu)成碳絲的多個(gè)疊置碳片之間。
優(yōu)選地，該碳加熱器還包括至少一個(gè)連接導(dǎo)體，所述連接導(dǎo)體牢固地安裝在碳絲的至少一端，使得所述至少一個(gè)連接導(dǎo)體連接在碳絲的至少一端上。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)連接導(dǎo)體形成為網(wǎng)狀。
優(yōu)選地，在通過壓制多個(gè)疊置碳片使得所述多個(gè)疊置碳片彼此牢固地連接的方式形成碳絲時(shí)，將所述至少一個(gè)連接導(dǎo)體插入到多個(gè)疊置碳片之間，然后將該連接導(dǎo)體與該疊置碳片壓制到一起。
在具有根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)的碳加熱器中，碳絲扭絞地置于石英管中。因此，本發(fā)明具有在所有方向上均勻發(fā)出輻射熱的效果。
而且，多個(gè)支撐件形成在扭絞的片狀碳絲上或多個(gè)支撐線連接在扭絞的片狀碳絲上，由此可以實(shí)現(xiàn)更牢固的碳絲支撐結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明具有提高碳加熱器使用壽命和實(shí)現(xiàn)碳加熱器的簡單設(shè)計(jì)和組裝的效果。


本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和其它一些優(yōu)點(diǎn)將在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中更加清楚易懂，其中圖1是表示傳統(tǒng)螺旋狀碳加熱器的透視圖；圖2是表示該傳統(tǒng)螺旋狀碳加熱器的主要部件的縱截面圖；圖3是表示一種傳統(tǒng)片狀碳加熱器的主要部件的縱截面圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器主要部件的縱截面圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器主要部件的縱截面圖；圖6是沿圖5中的A-A線截取的橫截面圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器主要部件的縱截面圖；圖8是沿圖7中的B-B線截取的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器主要部件的縱截面圖。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器包括石英管50，該石英管的兩端處形成有管密封件51；碳絲52，其沿縱向設(shè)置在石英管50內(nèi)以用作加熱元件，該碳絲52形成為扭絞片狀；外部電極56，其分別設(shè)置在石英管50的管密封件51上且暴露在石英管50的外部；金屬線55，其分別通過固定到石英管50兩端的管密封件51上的金屬件58連接到外部電極56上；和連接導(dǎo)體54，其分別連接在碳絲52的兩端和金屬線55之間。
石英管50構(gòu)造為使得石英管50的內(nèi)部是密封的，且石英管50的內(nèi)部保持為真空或充滿惰性氣體。盡管該管的材料不受限制，但是該管優(yōu)選地由石英制成。例如，可以使用任何具有足夠熱阻和強(qiáng)度的管，例如某種特定的玻璃管。
通過向多個(gè)疊置的碳片施壓使得疊置的碳片彼此牢固地相連以及將該壓制的碳片扭絞成螺旋形狀而形成碳絲52。
均由金屬材料制成的金屬線55通過例如焊接的方式牢固地固定到相應(yīng)的連接導(dǎo)體54上，使得兩金屬線55分別電連接到連接導(dǎo)體54上。
每個(gè)連接導(dǎo)體54都是形成為網(wǎng)狀的薄金屬片。連接導(dǎo)體54牢固地安裝在碳絲52的兩端。這樣，連接導(dǎo)體54便連接到碳絲52上。
特別地，在通過壓制多個(gè)疊置碳片使得疊置的碳片彼此牢固地連接的方式形成碳絲52時(shí)，將各個(gè)連接導(dǎo)體54插入多個(gè)疊置碳片之間，然后將連接導(dǎo)體與疊置碳片壓制到一起。結(jié)果，兩連接導(dǎo)體54便分別牢固地連接到碳絲52的兩端。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的碳加熱器的操作。
碳絲52通過壓制多個(gè)疊置的碳片使得疊置的碳片彼此牢固地連接的方式形成。此時(shí)，在碳絲52的兩端處將連接導(dǎo)體54插入到疊置碳片之間時(shí)，執(zhí)行該疊置碳片的壓制操作。這樣，兩連接導(dǎo)體54便分別牢固地連接到碳絲52的兩端。
在連接導(dǎo)體54連接到碳絲52的兩端之后，其中一個(gè)連接導(dǎo)體54便沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，而另一個(gè)連接導(dǎo)體54則沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，碳絲52就被扭絞成如圖4中所示。隨后，金屬線55通過例如焊接的方式牢固地連接到扭絞碳絲52的相應(yīng)連接導(dǎo)體54上。
如前所述，在連接導(dǎo)體54和金屬線55分別連接到碳絲52的兩端之后，將碳絲52插入石英管50中，然后閉合管密封件51，使得該石英管50的內(nèi)部借助于該閉合的管密封件51得以密封。隨后，將外部電極56連接到相應(yīng)的金屬件58上，該金屬件同時(shí)還分別連接在金屬線55上。這樣，便完成了碳絲52在石英管50中的布置。
由于碳絲52以如前所述的扭絞方式布置在石英管50中，所以從該碳絲中產(chǎn)生的輻射能沿石英管的所有方向發(fā)出，并因此可以進(jìn)行均勻的加熱操作。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器主要部件的縱截面圖，圖6是沿圖5中的A-A線截取的橫截面圖。
根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器以具有支撐件52b的碳絲52′為特征，其中該支撐件與碳絲52′一體形成，且從碳絲52′上突出，這不同于根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器。
特別地，該碳絲52′包括加熱件52a，其沿縱向扭絞地置于石英管50中，當(dāng)加熱件52a供有電流時(shí)，其用以執(zhí)行加熱操作；和多個(gè)支撐件52b，其與加熱件52a一體形成，且從加熱件52a的兩橫側(cè)面沿著與碳絲52′的縱向交叉的方向突出，使得支撐件52b支撐在石英管50中。
由于加熱件52a以如前所述的扭絞方式置于石英管50中，所以多個(gè)支撐件52b以不同的角度位置支撐在石英管50中。因此，該碳絲支撐結(jié)構(gòu)更加牢固。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器主要部件的縱截面圖，圖8是沿圖7中的B-B線截取的橫截面圖。
根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器以碳絲52″為特征，多個(gè)支撐線60牢固地連接在該碳絲52″上，這不同于根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的碳加熱器。
特別地，多根支撐線60沿著與碳絲52″縱向交叉的方向牢固地連接在扭絞地置于石英管50中的碳絲52″上，使得支撐線60支撐在石英管50中。
各個(gè)支撐線60形成為直線形。優(yōu)選地，在通過壓制多個(gè)疊置的碳片使得該疊置碳片彼此牢固地連接的方式形成碳絲52″時(shí)，將各個(gè)支撐線60插入多個(gè)疊置的碳片之間，然后將其與該疊置的碳片壓制到一起。當(dāng)碳絲52″置于石英管50中時(shí)，各個(gè)支撐線60的兩端都與石英管50的內(nèi)周面接觸。
再優(yōu)選地，所述多根支撐線60彼此等間距地分布在石英管50中，以將碳絲52″支撐在石英管50中。
由上述可知，該碳絲扭絞地置于石英管中。因此，本發(fā)明具有在所有方向均勻發(fā)出輻射熱的效果。
而且，多個(gè)支撐件形成在扭絞的片狀碳絲上或多根支撐線連接在扭絞的片狀碳絲上，由此可以實(shí)現(xiàn)更牢固的碳絲支撐結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明具有提高碳加熱器使用壽命和實(shí)現(xiàn)碳加熱器的簡單設(shè)計(jì)和組裝的效果。
雖然出于舉例說明的目的公開了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在不脫離如所附權(quán)利要求公開的本發(fā)明范圍和精神的情況下進(jìn)行各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種碳加熱器，包括置于一管中的片狀碳絲，其中該碳絲扭絞地布置在該管中。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱器，其中該碳絲具有多個(gè)支撐件，所述支撐件與該碳絲一體形成，且沿著與該碳絲的縱向交叉的方向從該碳絲上突出，使得所述支撐件支撐在該管內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的加熱器，其中該碳絲的支撐件沿該碳絲的縱向彼此等間距地從該碳絲上突出。
4.如權(quán)利要求2所述的加熱器，其中該碳絲的支撐件以相對于該碳絲的中心線左右對稱的方式沿該碳絲的縱向分布。
5.如權(quán)利要求1所述的加熱器，其中該碳絲通過多根支撐線支撐在該管內(nèi)，所述支撐線沿著與該碳絲的縱向交叉的方向牢固地連接在該碳絲上。
6.如權(quán)利要求5所述的加熱器，其中各所述支撐線均牢固地插在構(gòu)成該碳絲的多個(gè)疊置碳片之間。
7.如權(quán)利要求1所述的加熱器，其中該加熱器還包括至少一個(gè)連接導(dǎo)體，該連接導(dǎo)體牢固地安裝在該碳絲的至少一端，使得所述至少一個(gè)連接導(dǎo)體連接在該碳絲的至少一端上。
8.如權(quán)利要求7所述的加熱器，其中所述至少一個(gè)連接導(dǎo)體形成為網(wǎng)狀。
9.如權(quán)利要求7所述的加熱器，其中在通過壓制多個(gè)疊置碳片使得所述疊置碳片彼此牢固地連接而形成碳絲時(shí)，將所述至少一個(gè)連接導(dǎo)體插在多個(gè)疊置碳片之間，然后將該連接導(dǎo)體與所述疊置碳片壓制在一起。
10.一種碳加熱器，包括管；片狀碳絲，扭絞地置于該管中，其用作加熱元件；和至少一個(gè)連接導(dǎo)體，其牢固地安裝在該碳絲的至少一端上，所述至少一個(gè)連接導(dǎo)體連接在至少一個(gè)金屬線上，該金屬線電連接在至少一個(gè)外部電極上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種碳加熱器。該碳加熱器包括設(shè)置在管中的片狀碳絲。該碳絲扭絞地置于該管中。因此，輻射熱沿所有方向均勻地發(fā)出。而且，多個(gè)支撐件形成在扭絞的片狀碳絲上或多個(gè)支撐線連接在扭絞的片狀碳絲上，由此可以使得碳絲支撐結(jié)構(gòu)更牢固。因此，碳加熱器使用壽命得以提高，且實(shí)現(xiàn)了碳加熱器的簡單設(shè)計(jì)和組裝。
文檔編號(hào)H05B3/06GK1735288SQ20051008740
公開日2006年2月15日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月21日
發(fā)明者金完洙, 金亮卿, 李榮峻 申請人:Lg電子株式會(huì)社