專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種由重力熱管組合而成的電暖器，特別是涉及一種內(nèi)置電加熱器、分流管、狹縫水熱媒體以及熱交換真空的水重力熱管組合式電暖器。
與之相比，電加熱方式?jīng)]有廢煙氣產(chǎn)生，屬零污染排放，熱效率可以達(dá)到100％。目前在市面上已經(jīng)出現(xiàn)的電熱產(chǎn)品有采用電熱膜式地板加熱和硅鈣板電阻絲墻體加熱的電暖器，但其傳熱系數(shù)較低(松木地板為0.12～0.14w/m.k、大理石為2.9w/m.k、混凝土為0.814～1.745w/m.k)，由于樓板或墻體均存在吸熱，蓄熱和散熱等過(guò)程，致使其加溫速度較慢，同時(shí)又受現(xiàn)有的供電系統(tǒng)的制約，費(fèi)用需求較高，很難滿(mǎn)足一般工薪家庭的需求。經(jīng)檢索國(guó)內(nèi)外資料，目前尚未發(fā)現(xiàn)更高效、節(jié)能、安全、方便、更適合一般獨(dú)立家庭使用的電暖器換熱器件。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種更為安全、高效、節(jié)能、能滿(mǎn)足一般家庭獨(dú)立使用的內(nèi)置電加熱重力熱管組合式電暖器，同時(shí)，其安裝使用均方便，工作壽命長(zhǎng)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的所述內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器由數(shù)個(gè)內(nèi)置電加熱重力熱管25并聯(lián)組合而成，所述的內(nèi)置電加熱重力熱管25在工作時(shí)呈負(fù)壓狀態(tài)，它包括真空抽取封閉口1、上密封固定蓋3、封閉管外殼4、分流管6、真空腔8、熱媒體水9、內(nèi)置加熱器10、固定連接絕緣體14及下密封固定蓋15；其中，所述真空抽取封閉口1設(shè)置在最上端的上密封固定蓋3之上，所述內(nèi)置加熱器10固定在下密封固定蓋15上表面的中央，由所述上密封固定蓋3、封閉管外殼4及下密封固定蓋15組成密閉腔體，所述分流管6位于該腔體內(nèi)，距封閉管外殼4的內(nèi)壁形成一定間隙，所述的內(nèi)置加熱器10位于所述分流管6內(nèi)部中央的下部，它與分流管6內(nèi)壁之間形成一定間隙，所述熱媒體水9位于所述封閉管外殼4內(nèi)的下部和所述下密封固定板15的上方、處在該封閉管殼4、分流管6與內(nèi)置加熱器10的狹縫之中，所述真空腔8位于熱媒體水9的上方及上密封固定蓋3的下方。
在本實(shí)新型中，其內(nèi)置電加熱重力熱管25的封閉管外殼4選用紫銅齒狀管，不但增大了換熱面積，而且其導(dǎo)熱系較高，為384w/m2℃。同時(shí)，采用真空技術(shù)的目的，就是利用熱媒體水在真空狀態(tài)下沸點(diǎn)低，易汽化的特點(diǎn)，可以迅速產(chǎn)生池內(nèi)沸騰，其換熱系數(shù)可達(dá)到20000w/m2℃以上。由于銅與水為親體材料，因此不會(huì)產(chǎn)生銹蝕和水解，保證了熱管使用壽命和質(zhì)量。所述內(nèi)置電加熱重力熱管25的散熱面積、即其封閉管外殼4上的銅齒的長(zhǎng)短、粗細(xì)按加熱功率用平板熱交換計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)該保證將其表面溫度控制在80℃左右。所述內(nèi)置電加熱重力熱管25在工作中管內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，熱媒體水不會(huì)結(jié)垢也不會(huì)產(chǎn)生炸裂的危險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)房屋面積及熱管功率確定該內(nèi)置電加熱重力熱管25的使用數(shù)量，根據(jù)實(shí)際情況作成踢腳板式組合電暖器，達(dá)到不占用房屋面積，且具有美化裝修的效果，其設(shè)計(jì)新穎，制造簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)合理緊湊，高效節(jié)能、安全、使用組合靈活方便，十分適用于一般家庭獨(dú)立供暖。
請(qǐng)參閱附


圖1，在本實(shí)用新型的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器中，內(nèi)置電加熱重力熱管25是其中一個(gè)主要組件，它包括真空抽取封閉口1、上固定孔2、紫銅上密封固定蓋3、紫銅齒狀封閉管外殼4、分流管導(dǎo)氣孔5、內(nèi)置δ05-1mm紫銅分流管6、紫銅碗狀溢流環(huán)7、重力熱管真空腔8、熱媒體水9、內(nèi)置電加熱器10、下固定孔11、外電源接線柱12、加熱器電源引出線13、固定連接絕緣體14、紫銅下密封固定蓋15、冷凝回液孔16及紫銅扣碗狀導(dǎo)流環(huán)17。其中，所述真空抽取口1位于最上端焊接在上密封固定板3上，所述上、下密封固定板3、15焊接在紫銅齒狀封閉管外殼4的上下兩端，所述固定絕緣體14粘接在下固定密封板15的下方，接線柱12固定在絕緣體14上。所述分流管6位于紫銅齒狀封閉管殼體4的內(nèi)部并與該封閉管殼體4的內(nèi)壁形成1.5～3mm的間隙，所述溢流環(huán)7、導(dǎo)流環(huán)17與該殼體4內(nèi)壁的間隙為0.5mm，所述電加熱器10位于該分流管6內(nèi)并處于所述重力熱管25中央的下部，與該分流管6內(nèi)壁的間隙為2～5mm，所述熱媒體水9位于該重力熱管25內(nèi)中央部位的下方，下密封固定板15的上方，處在所述紫銅齒狀封閉管殼體4、分流管6和電加熱器10的狹縫中，所述真空腔8位于熱媒體水9的上方、上密封蓋3的下方。
在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)汽孔5置于分流管6的管壁上部，從頂部排列，其排數(shù)根據(jù)熱管25的總長(zhǎng)度按占1/3均勻分為3～5排，每排按圓周均勻分為4個(gè)直徑為4mm的圓孔，所述溢流環(huán)7，導(dǎo)流環(huán)17固定在分流管6的外壁，溢流環(huán)7處于導(dǎo)汽孔5上方5～10mm，導(dǎo)流環(huán)17處于溢流環(huán)7的下端與溢流環(huán)等距離排列，回液孔16處于分流管6的最下端，按圓周均分為直徑為3mm的6個(gè)圓孔，共同組成分流管6位于上、下密封固定板3、15之間。
附圖2中為安裝在
圖1所示內(nèi)置電加熱重力熱管25內(nèi)的內(nèi)置電加熱器10的結(jié)構(gòu)剖視圖，其中，該電加熱器10包括加熱體紫銅圓孤形封頭18、硅碳電阻銀接線頭19、硅碳電阻加熱管21、電加熱體紫銅齒狀管22、外絕緣固定陶瓷管23及內(nèi)絕緣固定陶瓷引線管24。其中，所述的硅碳電阻加熱管21由空芯陶瓷硅碳管20及設(shè)置在其管壁外的電熱硅碳電阻膜組成，該硅碳電阻加熱管21處在所述外絕緣固定陶瓷管23內(nèi)，位于內(nèi)絕緣固定陶瓷引線管24的上部，距下密封板15的距離為20～50mm，所述外絕緣固定陶瓷管23處在所述電加熱體紫銅齒狀管22的內(nèi)部，由上述組件所組成的電加體10安裝在所述內(nèi)置電加熱重力熱管25的下密封固定板15的上表面之上并位于中央位置。
附圖3為本實(shí)用新型中的一個(gè)內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器的具體實(shí)施例，在此，所述內(nèi)置電加熱重力熱管25呈踢腳板式垂直安裝組合方式，它包括踢腳板上扣邊26、鏡面熱反射板27(不銹鋼或鋁鏡面板)、系統(tǒng)時(shí)間溫度控制器33、含接地線單相源暗走線35及踢腳下固定電源槽盒36。其中，在所述系統(tǒng)時(shí)間溫度控制器33上設(shè)置有時(shí)間溫度控制器加熱工作指示燈28、加溫定時(shí)設(shè)定旋鈕29、電源指示燈30、加熱停止指示燈31、停止加熱時(shí)間設(shè)定旋鈕32及加熱緊急啟動(dòng)按鈕34。
在本實(shí)施例中，所述重力熱管25的紫銅齒狀外殼、上下封頭、真空抽取管、分流管、內(nèi)加熱紫銅齒狀管(管長(zhǎng)為重力熱管總長(zhǎng)度的25％)均需要在焊接牢固后進(jìn)行打壓實(shí)驗(yàn)，一般為6個(gè)大氣壓，打壓時(shí)間不小于4小時(shí)，整體浸入水內(nèi)撿漏，確保無(wú)漏關(guān)后進(jìn)行超聲波清洗，在干燥后再進(jìn)行熱媒體水(蒸餾水或純凈水)注入操作，其注入量應(yīng)占整體熱管長(zhǎng)度的1/3，放置數(shù)小時(shí)后，再連接真空泵并進(jìn)行抽取真空操作，此時(shí)先打開(kāi)真空泵鎮(zhèn)氣閥在室溫下抽取2分鐘，然后將該熱管下端浸入0℃左右的冷水，浸入深度同熱媒水高度，關(guān)閉鎮(zhèn)氣閥，再抽取2分鐘，使真空度達(dá)到6×10-2帕，最后進(jìn)行壓力封口焊接，關(guān)閉真空泵。
對(duì)所制成的熱管進(jìn)行沸水測(cè)定，將熱管下端放入沸水內(nèi)，在其上部用手能迅速感到撞擊，迅速導(dǎo)熱(燙手)即為合格品，進(jìn)行干燥后，裝入電加熱芯和其它配件即可制成成品。
本實(shí)用新型內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器有多種工作方式，下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明將所述的系統(tǒng)時(shí)間溫度控制器33根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定好定時(shí)開(kāi)、關(guān)時(shí)間，接通電源，令所述的硅碳電阻加熱管21通電發(fā)熱，所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)外絕緣固定陶瓷管23傳至電加熱體紫銅齒狀管22，使位于該內(nèi)置電加熱器10與分流管6的狹縫中上部的熱媒體水9得到加熱，由于該熱媒體水量很小，即可以迅速產(chǎn)生池內(nèi)沸騰而被汽化，水蒸汽攜帶著大量的汽化潛熱沿分流管6的內(nèi)壁上升，經(jīng)導(dǎo)汽孔5傳至所述封閉管外殼4，再由其齒狀外壁與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，失去熱能的負(fù)壓水蒸氣在所述外殼4的內(nèi)壁上凝結(jié)為水珠，經(jīng)溢流環(huán)7，導(dǎo)流環(huán)17在重力作用下流入該外殼4與分流管6的狹縫中、所述熱媒體水9的上部，再經(jīng)回流孔16流到分流管6與內(nèi)加熱體10之間的狹縫中，由于采取上部加熱，下部熱媒體水的比重較大，自然形成了調(diào)節(jié)泵源，能使回流液逐步上升而進(jìn)行再次加熱，如此形成反復(fù)循環(huán)。
在這里，水蒸氣沿分流管6的內(nèi)部上升，而釋放熱能后的凝結(jié)水從分流管6的外部靠自身重力下流，這樣就形成了互不干撓的流動(dòng)通道，因此不會(huì)產(chǎn)生攜帶極限而影響換熱，其換熱效率比不設(shè)分流管的重力熱管高出一倍以上。所述內(nèi)置電加熱重力熱管25產(chǎn)生的熱量大部分直接與至內(nèi)冷空氣換熱，一部分經(jīng)安裝在其后的熱反射板27反射回室內(nèi)，有效的減少了墻體的吸蓄熱，進(jìn)一步提高了取暖效果。
由于內(nèi)置電加熱重力熱管25內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)，在斷電停止加熱以后，所述硅碳電阻加熱管21、電加熱體紫銅齒狀管22、外絕緣固定陶瓷管23及內(nèi)絕緣固定陶瓷引線管24等基體的余熱，能較長(zhǎng)時(shí)間維持所述熱媒水9的沸騰狀態(tài)，在較高的換熱系數(shù)下持續(xù)向室內(nèi)散熱，直至逐漸趨于平衡。
由于是在真空狀態(tài)下進(jìn)行熱媒水9的狹縫加熱，所述內(nèi)置電加熱重力熱管25在2分鐘左右即可達(dá)到設(shè)定溫度。實(shí)驗(yàn)表明給所述該內(nèi)置電加熱重力熱管25通電5分鐘，斷電20分鐘，該內(nèi)置電加熱重力熱管的外殼4的表面溫度仍在30℃以上。因此可選配時(shí)間溫度控制器33，使室內(nèi)的電暖器組分步順序開(kāi)、停，不但可解決現(xiàn)有供電系統(tǒng)的供需矛盾，而且可達(dá)到進(jìn)一步節(jié)約能源的效果。所述內(nèi)置電加熱重力熱管25采用并聯(lián)方式安裝供電，不會(huì)出現(xiàn)因某一根熱管損壞而影響供暖系統(tǒng)工作，同時(shí)熱媒體水對(duì)人不產(chǎn)生任何危害。
在本實(shí)新型中，由于內(nèi)置電加熱重力熱管工作中呈現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)，亦可采用熱媒體水其它的親體材料如鋁或不銹鋼制作，所述電加熱硅碳電阻管亦可采用電熱絲代替，其它配套組件中所使用的材料為一般材料，均可從市售購(gòu)得。整套內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器的制造工藝并不復(fù)雜，一般具有機(jī)加工能力的單位均可進(jìn)行生產(chǎn)。
根據(jù)不同的條件和狀態(tài)，本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出多種變化和選擇，以下僅列舉本實(shí)用新型可供選擇的情況之一根據(jù)不同的加熱功率，所述內(nèi)置電加熱重力熱管可以設(shè)計(jì)制造出成不同的高低粗細(xì)及內(nèi)外形狀，亦可組合制作成移動(dòng)式電熱汀。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器由數(shù)個(gè)內(nèi)置電加熱重力熱管(25)并聯(lián)組合而成，所述內(nèi)置電加熱重力熱管(25)在工作時(shí)呈負(fù)壓狀態(tài)，它包括真空抽取封閉口(1)、上密封固定蓋(3)、封閉管外殼(4)、分流管(6)、真空腔(8)、熱媒體水(9)、內(nèi)置加熱器(10)、固定連接絕緣體(14)及下密封固定蓋(15)；其中，所述真空抽取封閉口(1)設(shè)置在最上端的上密封固定蓋(3)之上，所述內(nèi)置加熱器(10)固定在下密封固定蓋(15)上表面的中央，由所述上密封固定蓋(3)、封閉管外殼(4)及下密封固定蓋(15)組成密閉腔體，所述分流管(6)位于該腔體內(nèi)，距封閉管外殼(4)的內(nèi)壁形成一定間隙，所述的內(nèi)置加熱器(10)位于所述分流管(6)內(nèi)部中央的下部，它與分流管(6)內(nèi)壁之間形成一定間隙，所述熱媒體水(9)位于所述封閉管外殼(4)內(nèi)的下部和所述下密封固定板(15)的上方，處在該封閉管殼(4)、分流管(6)與內(nèi)置加熱器(10)的狹縫之中，所述真空腔(8)位于熱媒體水(9)的上方及上密封固定蓋(3)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器還包括鏡面溫度反射板(27)及時(shí)間溫度控制器(33)；其中，所述的內(nèi)置電加熱重力熱管(25)由時(shí)間溫度控制器(33)上的加溫時(shí)間設(shè)定旋鈕(29)、停止加溫時(shí)間設(shè)定旋鈕(32)及緊急啟動(dòng)按鈕(34)控制其加溫及停止時(shí)間，所述熱反射鏡面板(27)安裝在所述內(nèi)置電加熱重力熱管組(25)與墻壁之間并貼近墻壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于在所述分流管(6)的管壁上部設(shè)置有3～5排導(dǎo)汽孔(5)，該導(dǎo)汽孔(5)均被設(shè)置在自所述分流管(6)的頂部向下約占所述內(nèi)置電加熱重力熱管(25)總長(zhǎng)度的1/3范圍內(nèi)，每排導(dǎo)汽孔(5)按圓周均勻分布并包括有4個(gè)直徑為4mm的圓孔，在所述分流管(6)外壁上沿其軸向還以基本相同的間隔安裝有數(shù)個(gè)溢流環(huán)(7)及一個(gè)導(dǎo)流環(huán)(17)，該溢流環(huán)(7)及導(dǎo)流環(huán)(17)與所述封閉管外殼(4)的內(nèi)壁也要保持一定間隙，所述的溢流環(huán)(7)處于所述導(dǎo)汽孔(5)的上方5～10mm處，所述導(dǎo)流環(huán)(17)位于所述溢流環(huán)(7)的下部，等距離排列在所述分流管(6)的外壁上，在所述分流管(6)的最下端還設(shè)置有回液孔(16)，按圓周均勻分布在所述分流管(6)的管壁上，共包含有6個(gè)直徑為3mm的圓孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的內(nèi)置加熱器(10)為紫銅齒狀管形加熱器，包括有硅碳電阻加熱管(21)、外絕緣固定陶瓷管(23)、內(nèi)絕緣固定陶瓷引線管(24)及加熱體紫銅齒狀管(22)，其總體長(zhǎng)度為所述內(nèi)置電加熱重力熱管(25)總長(zhǎng)度的1/4；其中，所述的硅碳電阻加熱管(21)處在所述外絕緣固定陶瓷管(23)內(nèi)并位于所述內(nèi)絕緣固定陶瓷引線管(24)的上部，距所述下密封固定蓋(15)的距離為20～50mm，所述外絕緣固定陶瓷管(23)處于所述加熱體紫銅齒狀管(22)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的熱媒水(9)的注入量，從底部計(jì)為所述內(nèi)置電加熱重力熱管(25)總長(zhǎng)度的1/3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的封閉管外殼(4)及所述分流管(6)由所述熱媒體水(9)的親體材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的封閉管外殼(4)的散熱面為紫銅齒狀管，該紫銅齒狀的封閉管外殼(4)的表面散熱面積應(yīng)使得其散熱表面溫度保持在80℃左右，所述分流管(6)由紫銅材料制造，其厚度為δ0.5～1mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述分流管(6)距所述封閉管外殼(4)內(nèi)壁的間隙為1.5～3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的內(nèi)置加熱器(10)與所述分流管(6)內(nèi)壁之間形成的間隙為2～5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的溢流環(huán)(7)及導(dǎo)流環(huán)(17)與所述封閉管外殼(4)的內(nèi)壁之間的間隙為0.5mm左右。
專(zhuān)利摘要一種內(nèi)置電加熱重力熱管電暖器，由數(shù)個(gè)內(nèi)置電加熱重力熱管25并聯(lián)組合而成，所述的內(nèi)置電加熱重力熱管25在工作時(shí)呈負(fù)壓狀態(tài)，它包括真空抽取封閉口1、上密封固定蓋3、封閉管外殼4、分流管6、真空腔8、熱媒體水9、內(nèi)置加熱器10、固定連接絕緣體14及下密封固定蓋15等。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路新穎，結(jié)構(gòu)緊湊合理，高效節(jié)能，長(zhǎng)壽安全且制造工藝成熟完善，其使用及組合、控制均十分方便，能滿(mǎn)足獨(dú)立家庭冬季取暖的需求，適宜廣大城鄉(xiāng)地區(qū)使用。
文檔編號(hào)F24D13/00GK2545514SQ0223297
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月28日
發(fā)明者張懷森 申請(qǐng)人:張懷森