一种碳纤维柔性电加热器具

摘要

本发明公开了一种碳纤维柔性电加热器具，用多根具有远红外功能的碳纤维丝作为发热体，在其外层包覆具有明显电容正温度特性的内隔离材料层，再在内隔离材料层上面螺旋绕制具有感温和安全保护功能的金属丝，最外层再包覆外绝缘层，其截面外形是圆形、方形或其它形状。 使用二芯至五芯的电源连接线将温度控制器连接到单控调温开关的电路板上，电源连接线和温度控制器的连接处固定并作绝缘处理。

主权项

一种碳纤维柔性电加热器具，通过将远红外碳纤维电热线(6)固定在柔性器夹层(13)中形成所述碳纤维柔性电加热器具，碳纤维柔性电加热器具中的远红外碳纤维电热线(6)通过与温度控制器(10)相连，实现安全保护和自动控温功能，其特征在于：    用绝缘线将多根具有远红外功能的碳纤维丝绕成远红外碳纤维丝束(1)作为发热体，在远红外碳纤维丝束(1)外层包覆具有明显电容正温度特性的内隔离材料层(3)，再在内隔离材料层(3)上面螺旋绕制金属丝(4)，最外层再包覆绝缘保护层(5)，形成所述的远红外碳纤维电热线(6);    所述温度控制器(10)包括双向可控硅SCR、双向二极管(D2)、第3电阻(R3)，所述双向可控硅SCR的阴极与远红外碳纤维电热线(6)中的远红外碳纤维丝束(1) ‑端(A)相连，远红外碳纤维丝束(1)另一端(B)和双向可控硅SCR的阳极分别与电源的两相相连，双向可控硅SCR的触发极与双向二极管(D2)的一端相连，双向二极管(D2)的另一端与所述远红外碳纤维电热线(6)中的内隔离材料层(3)上面螺旋绕制的金属丝(4)的两端相连，所述双向二极管(D2)的另一端还通过第3电阻(R3)连接到所述双向可控硅SCR的阳极；（1）、所述温度控制器(10)还包括第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)，所述第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)并联在所述双向二极管(D2)的两端；（2）、远红外碳纤维丝束(1)另一端(B)和双向可控硅SCR的阳极通过开关控制器(7)连接到交流电源；（3）、所述开关控制器(7)包括开关(K)、二极管(Dl)、第1电阻(Rl)、第2电阻(R2)、第1发光二极管(LEDl)、第2发光二极管(LED2);    所述开关(K)的一端连接到交流电源的相线或零线，开关(K)的投掷端具有三个触点；    第一触点(Kl)端直接连接到所述双向可控硅SCR的阳极，开关(K)的第二触点(K2)端通过二极管(Dl)连接到所述双向可控硅SCR的阳极，所述交流电源的另一相线通过保险丝连接到远红外碳纤维丝束(1)另一端(B)以形成电流通路，第三触点(K3)为空档位；    当开关(K)掷向第一触点(Kl)端时，为碳纤维柔性电加热器具提供交流电压，当开关(K)掷向第二触点(K2)端时，为碳纤维柔性电加热器具提供降压整流后的直流电压，当当开关(K)掷向第三触点(K3)端时，碳纤维柔性电加热器具断开电源；    第1电阻(Rl)与第1发光二极管(LEDl)组成串联支路连接在所述第一触点端和所述交流电源的另一相线之间，用作双掷开关(K)掷向第一触点端时的指示；    第2电阻(R2)与第2发光二极管(LED2)组成串联支路连接在所述笫二触点端和所述交流电源的另一相线之间，用作双掷开关(K)掷向第二触点端时的指示；（4）、在碳纤维柔性电加热器具初始接通电源时，所述双向可控硅SCR的触发电流由第3电阻(R3)和双向二极管(D2)组成的回路提供；（5）、当所述碳纤维柔性电加热器具温度升高时，由于内隔离层材料(3)具有明显电容正温度特性，使远红外碳纤维丝束(1)与金属丝(4)之间的电容量随之增大，并使得与第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)组成RC电路的充放电时间系数增加，双向可控硅SCR的触发电流向所述RC电路充放电时间增长，从而减小触发电流进而改变双向可控硅SCR的输出电流，使负载功率降低，实现碳纤维柔性电加热器具的自动控温功能；（6）、当所述碳纤维柔性电加热器具温度进一步升高，直至所述内隔离层材料(3)达到熔融状态时，所述远红外碳纤维丝束(1)与金属丝(4)相互碰触而发生短接，使双向可控硅SCR的触发极和阴极之间无正向偏置，致使双向可控硅SCR无触发电流导通，从而无功率输出，所述远红外碳纤维丝束(1)不再发热，达到全线路安全保护的目的；（7）、：所述具有明显电容正温度特性的内隔离材料层(3)为在120℃～160℃熔化的绝缘塑料；（8）、用绝缘线将多根具有远红外功能的碳纤维丝绕成远红外碳纤维丝束(1)作为发热体，在远红外碳纤维丝束(1)外层包覆具有明显电容正温度特性的内隔离材料层(3)，再在内隔离材料层(3)上面螺旋绕制金属丝(4)，最外层再包覆绝缘保护层(5)，形成所述的远红外碳纤维电热线(6);    所述开关和温度控制器一体的控制器(16)包括双向可控硅SCR、双向二极管(D2)、第3电阻(R3)，所述双向可控硅SCR的阴极与远红外碳纤维电热线(6)中的远红外碳纤维丝束(1) ‑端(A)相连，双向可控硅SCR的阳极通过开关(K)与交流电源的相线相连，远红外碳纤维丝束(1)另一端(B)通过保险丝与交流电源的零线相连，双向可控硅SCR的触发极与双向二极管(D2)的一端相连，双向二极管(D2)的另一端与所述远红外碳纤维电热线(6)中的内隔离材料层(3)上面螺旋绕制的金属丝(4)的两端相连，所述双向二极管(D2)的另一端还通过第3电阻(R3)连接到所述双向可控硅SCR的阳极；（9）、所述开关和温度控制器一体的控制器(16)还包括第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)，所述第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)并联在所述双向二极管(D2)的两端；（10）、 所述开关和温度控制器一体的控制器(16)还包括二极管(Dl)、第1电阻(Rl)、第2电阻(R2)、第1发光二极管(LEDl)、第2发光二极管(LED2);    所述开关(K)的一端连接到交流电源的相线，开关(K)的投掷端具有三个触点；    JT关(K)第一触点(Kl)端直接连接到所述双向可控硅SCR的阳极，开关(K)的第二触点(K2)端通过二极管(Dl)连接到所述双向可控硅SCR的阳极，开关(K)的第三触点(K3)为空档位；    当开关(K)掷向第一触点(Kl)端时，为碳纤维柔性电加热器具提供交流电压，当开关(K)掷向第二触点(K2)端时，为碳纤维柔性电加热器具提供降压整流后的直流电压，当当开关(K)掷向第三触点(K3)端时，碳纤维柔性电加热器具断开电源；    第1电阻(Rl)与第1发光二极管(LEDl)组成串联支路连接在所述第一触点端(Kl)和所述交流电源的零相线之间，用作双掷开关(K)掷向第一触点端(Kl)时的指示；    第2电阻(R2)与第2发光二极管(LED2)组成串联支路连接在所述第二触点端(K2)和所述交流电源的零相线之间，用作双掷开关(K)掷向第二触点端(K2)时的指示；（11）、根据权利要求10或11所述的全线路安全保护自动控温碳纤维柔性电加热器具，其特征在于：在碳纤维柔性电加热器具初始接通电源时，所述双向可控硅SCR的触发电流由第3电阻(R3)和双向二极管(D2)组成的回路提供；（12）、当所述碳纤维柔性电加热器具温度升高时，由于内隔离层材料(3)具有明显电容正温度特性，使远红外碳纤维丝束(1)与金属丝(4)之间的电容量随之增大，并使得与第4电阻(R4)、第1电容(Cl)和第2电容(C2)组成RC电路的充放电时间系数增加，双向可控硅SCR的触发电流向所述RC电路充放电时间增长，从而减小触发电流进而改变双向可控硅SCR的输出电流，使负载功率降低，实现碳纤维柔性电加热器具的自动控温功能；（13）、当所述碳纤维柔性电加热器具温度进一步升高，直至所述内隔离层材料(3)达到熔融状态时，所述远红外碳纤维丝束(1)与金属丝(4)相互碰触而发生短接，使双向可控硅SCR的触发极和阴极之间无正向偏置，致使双向可控硅SCR无触发电流导通，从而无功率输出，所述远红外碳纤维丝束(1)不再发热，达到全线路安全保护的目的；（14）、  所述具有明显电容正温度特性的内隔离材料层(3)为在120℃～160℃熔化的绝缘塑料。