[其他]一種節能的熱水裝置

無效

• 申請號: 85204212
• 申請日: 1985-10-12
• 公開（公告）號: CN85204212U
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 馬華政
• 申請（專利權）人: 馬華政
• 主分類號: F28D5/02
• 分類號: F28D5/02;//A47J27/21
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 成光祜

本實用新型屬于熱水裝置。主要適用于家庭用熱水器。

通常的熱水裝置（如家用熱水壺）僅僅是直接加熱盛水

容器的金屬殼底，通過殼底的熱傳導及容器內部水的對流換熱過程使水升溫的。這種單靠傳導和對流的傳熱方式效率不高，浪費能源較大。

本實用新型的目的是提供一種具有更高傳熱效率的、結構簡單的新型熱水裝置。

根據上述意旨，設計了如下的解決方案。在普通熱水裝置內至少安裝一支熱管。該熱管是一種薄壁中空細長的金屬管，管內密封一定量的具有較高汽化潛熱的液體作為冷凝液，如蒸餾水、甲醇、乙醇或氟里昂劑等。該熱管安裝固定在盛水容器被加熱面的殼體上，該熱管端部顯露在殼體被加熱面一側，熱管管身伸入容器內待加熱的水中，管身與水平面相垂直或相交成一定角度。熱管端部帶有吸熱片（或吸熱塊）。吸熱片做成帶徑向輻射狀的葉片，葉面最好與軸向成一定角，以增強吸熱效果。熱管采用鉚焊（或鉚接）的方法，密封式地安裝固定在殼體被加熱面上；吸熱片采用熱壓方法套裝在熱管的端部。

當采用本實用新型，在煤爐、液化石油氣爐或電熱爐上加熱水時，除了利用熱傳導和對流換熱外，還發生熱管內液體蒸汽冷凝時向周圍的水介質釋放汽化潛熱的換熱過程。即當熱管被加熱時，管內的冷凝液汽化，并充滿管中。這些過飽和的熱蒸汽迂到與盛水容器中較冷的水相接觸的管壁時，就在壁內凝結成液體，產生膜層凝結放熱效應，通過管壁將汽化潛熱傳入周圍水中，使水迅速被加熱升溫。管內壁上凝結的液體在重力的作用下以連續薄膜狀形式流回管底；液體在管底又重新被加熱汽化，如此循環不斷。

利用蒸汽凝固放熱效應將外加熱源的熱量傳輸到容器內待加熱的液體中，其傳熱效率是很高的。例如，將熱管中溫度為18℃的1克蒸餾水加熱到汽化溫度并全部變為蒸汽，約需621卡的熱量，而如果每秒鐘放出1克蒸汽的汽化潛熱給盛水容器中的水，則每秒就放出高達539卡的熱量，此熱值比單靠直接加熱金屬殼底產生的傳導對流換熱強度大得多。然而，對于一般家庭用熱水壺，每秒鐘通過整個壺底的熱量最大也不過300卡左右。曾對兩只容量均為10磅的家用鋁質熱水壺進行實驗對比，一只為普通商品水壺；另一只為采用本實用新型制造的節能熱水壺，壺底安裝了一支直徑為8毫米，內裝純蒸餾水的熱管，兩只壺使用同一條件的液化石油汽爐加熱，將溫度為18℃的水燒開。普通水壺平均需時34分鐘，具有熱管的水壺平均僅要20分鐘，加熱時間減少41％，相應的節約液化石油氣41％，其傳熱效率及節能效果是顯而易見的。

具有蒸汽冷凝放熱功能的熱管也可應用于較大規模的液體加熱裝置上。此時熱管貯存冷凝液的端部可制成平行于該裝置的被加熱面的管狀、環管狀或扁盒狀的。而與貯存冷凝液端部連通的若干支管管身則分別與水平面垂直地或成一定角度地伸入該裝置內需要加熱的液體中。

附圖及實施例

圖1為裝有熱管的熱水壺剖面圖。圖中1為普通形狀的鋁質（或不銹鋼或其它金屬）水壺，水壺底部有一個直徑略小于熱管3端部直徑的孔2，以便將熱管3擠壓壓入壺底的孔2中。圖2為鉚接前水壺底孔的剖面圖，底孔2未與熱管3鉚接前有嗽叭狀側邊5。圖3為鉚接前，熱管端部的剖面圖，熱管3近端部處沖壓成或焊接成帶有環狀薄片4的，8為熱管內的冷凝劑。在安裝固定熱管時，壺底孔2的嗽叭狀側邊5與熱管3靠近端部的環狀薄片4相互鉚接（或鉚焊），使熱管密封固定在該壺的壺底上，熱管端部顯露在該壺壺底的外側，熱管3中裝有冷凝劑8。7是熱管的封口。圖4是吸熱片俯視圖。吸熱片6做成帶徑向輻射狀葉片，葉面最好與軸向成一定交角，以增強吸熱效果。吸熱片6的中心孔9比熱管3端部外徑略小，以便用熱壓方法將吸熱片6和熱管3端部緊密聯接，熱管和吸熱片均可采用鋁管、不銹鋼管或其它金屬管制成。

裝有熱管的熱水壺最好制成有向內凹進的曲面殼底，或者，至少有三只支持腳10，以便平時放置熱水壺。