專利名稱：利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種熱水生成設(shè)備，具體地涉及一種利用碳素加熱器，在短時間 內(nèi)生成熱水的熱水生成設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般情況下，電加熱器或電烤爐之類產(chǎn)生熱量的產(chǎn)品，都是以石英管作為發(fā)熱體 熱源，發(fā)熱線圈等金屬作為發(fā)熱材料。近年來，碳素發(fā)熱體的使用呈現(xiàn)逐漸擴大的趨勢，碳 素發(fā)熱體是在碳素纖維、玻璃纖維或玄武巖纖維等礦物質(zhì)纖維表面上，鍍一層碳素膠質(zhì)薄 膜。碳素加熱器，是以碳纖維作為加熱體，與油、煤氣鍋爐等供暖設(shè)備相比，可節(jié)省安 裝費用，實現(xiàn)局部供暖；與電熱板和電熱膜相比，平均溫差可控制在2°C以內(nèi)，使供暖更均 勻；安裝施工后地面厚度在10mm以內(nèi)，且不必拆毀和破壞原地面狀態(tài)，可以直接施工安裝。 另外，即使受到人為或其他外力的摧毀或破壞，造成斷裂時，只需對破損部分進行絕緣處理 維修后，便可立即安全使用；由于它屬于非機械裝置的纖維材質(zhì)，無須擔(dān)憂會被腐蝕或破 碎，因而可以半永久性使用；它除了可以應(yīng)用在一般供暖設(shè)施上外，還可以應(yīng)用在給水加熱 等多種設(shè)施和用途上。圖1和圖2為現(xiàn)有技術(shù)中使用上述碳素加熱器的熱水鍋爐設(shè)備主要部位剖面圖?，F(xiàn)有技術(shù)是由安裝在本體內(nèi)部呈水平及垂直狀貫通本體，其外周表面帶有絕緣銷 的絕緣管，和緊湊安裝在上述絕緣管內(nèi)部，兩端以絕緣口保護的碳素加熱器，和安裝了上述 碳素加熱器條件下施加電源時，通過電路檢測傳感器來檢測電路的控制面板組成?，F(xiàn)有技術(shù)的熱水設(shè)備是在套管內(nèi)安裝發(fā)熱體，使水在套管內(nèi)循環(huán)，與發(fā)熱體進行 熱交換產(chǎn)生熱水。因而存在著不能實現(xiàn)高效的熱傳遞，從而使達到設(shè)定的水溫耗時過長，且 難以避免熱量的損失，無法保障保溫性的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè) 備，提高了發(fā)熱體單位長度乃至單位表面積的熱傳遞效率，從而使在短時間內(nèi)產(chǎn)生熱水成 為可能，同時能有效地防止熱水的熱損失。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是利用碳素加熱器的熱水生成 設(shè)備，包括碳素加熱器，其特征在于碳素加熱器插裝在第一套管內(nèi)部，第一套管兩端形成有第一套管進水口和第一套 管出水口，碳素加熱器與第一套管之間形成第一套管水道；第一套管插裝在第二套管內(nèi)部，第一套管與第二套管之間形成第二套管水道，第 二套管與第一套管出水口連通，且在與第一套管出水口相反方向的一端設(shè)有第二套管出水上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管水道和第二套管水道，具有相同的橫斷面面積。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于在第二套管的外面，設(shè)有防 止紅外線透過的反射層。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管和第二套管為兩 端相貫通的透明管；在第一套管和第二套管開放式的兩端部設(shè)有密封裝置。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管出水口有若干個， 沿第一套管半徑方向按等間距排列，且貫通第一套管。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第二套管外設(shè)有第三套管， 第二套管與第三套管之間形成第三套管水道，第三套管水道與第二套管出水口連通，在與 第二套管出水口相反方向一端形成第三套管出水口。利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于由若干上述的任意利用碳素加熱 器的熱水生成設(shè)備構(gòu)成，若干利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備通過連接管串聯(lián)連接。上述的利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于一端的利用碳素加熱器的 熱水生成設(shè)備的出水口與相鄰的其它利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的進水口連接。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是本發(fā)明創(chuàng)造中，碳素加熱器的紅外線透過第一套管，到 達第二套管并放射，對第一套管及第二套管提供的多個水道重復(fù)施加影響，提高了碳素加 熱器單位長度乃至單位面積上的熱傳遞效率，從而具有短時間內(nèi)產(chǎn)生熱水的效果。另外，在流速相同的前提下，與只使用一個與第二套管相同體積的套管的現(xiàn)有技 術(shù)中的熱水生成設(shè)備相比，本發(fā)明創(chuàng)造中，水在高速流過第一套管及第二套管提供的長距 離水道的過程中，能夠更加有效地重復(fù)接受碳素加熱器紅外線的影響。另外，由于設(shè)有防止紅外線透過的反射層，在其作用下，透過第一套管及第二套管 的紅外線，并不消失，而是反射到第一套管及第二套管提供的多個水道上，靠水與第一套管 及第二套管邊界面發(fā)生的折射，將紅外線均勻分散的過程半永久地再現(xiàn)出來，從而起到進 一步提高碳素加熱器熱傳遞效率的效果。另外，在流量相同的前提下，使用一個套管時，發(fā)生在套管外面的熱損失與外部環(huán) 境接觸的表面成正比，但是由于第一套管的溫?zé)嵩跓o損失的情況下傳遞到第二套管，從而 可以有效地防止熱水的熱損失。

[0022]圖1現(xiàn)有技術(shù)中利用碳素加熱器的熱水鍋爐設(shè)備主要部位剖面圖[0023]圖2圖1的局部放大圖[0024]圖3本發(fā)明創(chuàng)造實施例1的斜視圖[0025]圖4圖3的主要部位縱斷面圖[0026]圖5本發(fā)明創(chuàng)造實施例2的主要部位縱斷面圖[0027]圖6圖5的A部放大圖[0028]圖7圖5的B部放大圖[0029]圖8本發(fā)明創(chuàng)造實施例3的概念圖具體實施方式
實施例1如圖3和圖4所示，一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備(100)由碳素加熱 器(110)、第一套管(120a)和第二套管(120b)組成。碳素加熱器(110)插裝在第一套管 (120a)內(nèi)，第一套管(120a)插裝在第二套管(120b)內(nèi)。碳素加熱器(110)由玄武巖纖維(111)、線夾(112)、導(dǎo)線(113)、導(dǎo)電板(114)、引 線(115)和石英管(116)組成。所述玄武巖纖維(111)是經(jīng)碳素膠質(zhì)溶液浸漬后，在真空壓力容器內(nèi)經(jīng)過離心脫 水及真空，烘干，使大量碳素納米粒子均勻地分布并固著在纖維組織體上；線夾(112)連接 在玄武巖纖維(111)兩端，使其能夠通電，導(dǎo)線(113)的一端與線夾(112)焊接，導(dǎo)線(113) 的另一端與導(dǎo)電板(114)焊接，引線(115)與導(dǎo)電板(114)焊接，引線(115)呈拉緊狀態(tài)融 粘合在石英管(116)的兩端密封并固定，石英管(116)為內(nèi)部抽真空的狀態(tài)。第一套管(120a)由可透過紅外線的透明材料制成，碳素加熱器(110)插裝在第一 套管(120a)內(nèi)部，第一套管(120a)兩端分別形成有水流入的第一套管進水口(120a_a)和 水流出的第一套管出水口(120a_c)，碳素加熱器(110)與第一套管(120a)之間形成第一套 管水道(120a_b)；水在流動過程中，通過第一套管水道(120a_b)對碳素加熱器(110)放射 的紅外線進行熱傳遞。第一套管(120a)插裝在第二套管(120b)內(nèi)部，第二套管(120b)與第一套管出水 口(120a_c)連通，且在與第一套管出水口(120a_c)相反方向的一端設(shè)有第二套管出水口 (120b-c)，第一套管(120a)與第二套管(120b)之間形成第二套管水道(120b_b)，第二套管 水道(120b-b)對透過第一套管(120a)的紅外線進行熱傳遞。如上所述的結(jié)構(gòu)使得通過第一套管進水口(120a-a)流入的水，沿著第一套管水 道(120a_b)流動過程中，被碳素加熱器(110)放射的紅外線加熱，并到達第一套管出水口 (120a_c)，流過第一套管出水口(120a_c)的水，沿著第二套管水道(120b_b)到達第二套管 出水口(120b-c)。如果第一、第二套管(120a，120b)內(nèi)部密封良好，則通過第一套管進水口 (120a-a)流入的水流量，與通過第二套管出水口(120b_c)流出的水流量相同，且通過第一 套管水道(120a_b)的流量也與通過第二套管水道(120b_b)的流量相同。上述第一套管水道(120a_b)和第二套管水道(120b_b)，橫斷面面積要相同，才能 最大限度地減少不必要的空氣流入以及流動造成設(shè)備損傷和熱效率損失。如圖3如示，本發(fā)明創(chuàng)造如果按直立安裝時，第一套管(120a)和第二套管(120b) 內(nèi)部將會流入空氣，在第一套管(120a)內(nèi)部上方或第二套管出水口(120b_c)上方會形成 空余空間。依靠這一簡單的結(jié)構(gòu)，可以將空氣與流動的水穩(wěn)定地分離開。因此，對第一套管 水道(120a-b)和第二套管水道(120b-b)的橫斷面面積，就沒有必要強制進行調(diào)整。本發(fā)明創(chuàng)造如果按水平方向安裝時，在第一套管水道(120a_b)和第二套管水道 (120b-b)連通的排氣孔以及上方延長形成的排氣管，會根據(jù)空氣或水的流動狀態(tài)，通過上 述排氣孔或排氣管使空氣或水流出到第一套管(120a)或第二套管(120b)外部，實現(xiàn)流出、 流入的自然調(diào)整，解決了不必要的空氣流入和流動所產(chǎn)生的問題。在第二套管(120b)外部，設(shè)有由反射材料構(gòu)成的不銹鋼之類可防止紅外線透過的反射層(130)?？墒雇ㄟ^第一套管(120a)到達第二套管(120b)外面的紅外線不致放射 到外部消失，而經(jīng)反射層(130)反射，再經(jīng)第一、第二套管(120a，120b)和水的介質(zhì)差折射， 對整個第一套管水道(120a-b)和第二套管水道(120b-b)均勻而反復(fù)地施加紅外線影響。第一套管(120a)和第二套管(120b)為兩端貫通的透明管。除向本發(fā)明創(chuàng)造之熱 水生成設(shè)備內(nèi)部流進的最初水道——即第一套管進水口(120a-a)和最終流出水道——即 第二套管出水口(120b-c)外，透明管開放的兩端部設(shè)有密封裝置(123)。第一套管出水口(120a-c)的結(jié)構(gòu)為第一套管出水口(120a-c)有若干個，在第 一套管(120a)上沿半徑方向按等間距排列，且貫通第一套管(120a)。流過第一套管水道 (120a-b)的熱水，通過多個第一套管出水口(120a-c)，以放射狀通過第一套管(120a)，不 是偏向一側(cè)而是均勻地到達第二套管水道(120b-b)。實施例2如圖5 圖7所示，一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備(100)在實施例1的基 礎(chǔ)上，增加了第三套管(120c)。第二套管(120b)插裝在第三套管(120c)內(nèi)，第二套管(120b)與第三套管(120c) 之間形成第三套管水道(120c-b)，第三套管水道(120c-b)與第二套管出水口(120b-c)連 通，在與第二套管出水口(120b-c)相反方向一端形成第三套管出水口(120c-c)。本發(fā)明創(chuàng)造中，還可以設(shè)有包括第一、第二套管(120a，120b)在內(nèi)的多個套管，如 果全部套管為偶數(shù)個時，如同實施例1，最初進水口和最終出水口的位置偏向一側(cè)開放端； 如果全部套管為奇數(shù)個時，如同實施例2，最初進水口和最終出水口的位置分別形成于兩 端。實施例3如圖8所示，為利用碳素加熱器的熱水生成裝置為了達到更高的溫度而進行溫度設(shè)定變更，或?qū)崴稍O(shè)備整體形態(tài)、尺寸進 行變更使用時，即使不對上述碳素加熱器熱水生成設(shè)備(100)本身的結(jié)構(gòu)、大小進行調(diào)整、 變更，只要按圖8所示，將多個具有上述結(jié)構(gòu)的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備(100)用連 接管(200)相互串聯(lián)連接，便可從單純的棒狀形成脫穎而出，變換成多種形態(tài)。連接管(200)的連接采用串聯(lián)方式，能夠使熱水生成設(shè)備(100A)的第一套管 (120a)(或第二套管(120b))流出的水，流入其它相鄰的熱水生成設(shè)備(100B)的第一套管 (120a)(或第二套管(120b))內(nèi)即可。一側(cè)的熱水生成設(shè)備的出水口(ΙΟΟΑ-c)與相鄰的其它上述熱水生成設(shè)備的進水 口(ΙΟΟΒ-a)連接時，出水口與進水口間的距離應(yīng)盡可能地接近，可以使流過連接管(200) 的過程中損失的熱量最少。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明創(chuàng)造的利用碳素加熱器熱水生成設(shè)備，碳素加熱 器(Iio)的紅外線透過第一套管(120a)到達第二套管(120b)放射，向第一套管水道 (120a-b)及第二套管水道(120b-b)重復(fù)施加影響，從而提高了碳素加熱器(110)的單位長 度乃至單位面積熱傳遞效率，能夠在更短的時間內(nèi)生成高溫?zé)崴?。與只使用一個與第二套管(120b)相同體積的套管的現(xiàn)有技術(shù)中的熱水生成設(shè)備 相比，本發(fā)明創(chuàng)造中，水在高速流過第一套管(120a)及第二套管(120b)提供的長距離水道 的過程中，能夠更加有效地重復(fù)接受碳素加熱器(110)紅外線的影響。[0055]經(jīng)實踐，在實際使用過程中，按每分鐘三升的流速，將5°C的水加熱到35°C時，一 般鎳洛合金加熱器耗電為7. 2kw，而使用本發(fā)明創(chuàng)造僅耗電2. 8kw。通過反射層(130)，使透過第一套管(120a)及第二套管(120b)的紅外線不致消 失，而反射到第一套管(120a)及第二套管(120b)所提供的多個水道一側(cè)，靠水與第一套管 (120a)及第二套管(120b)邊界面發(fā)生的折射，將紅外線均勻分散過程半永久地再現(xiàn)出來， 從而進一步提高碳素加熱器(110)熱傳遞效率。以上舉例對本發(fā)明創(chuàng)造更理想的效果做了說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于這些實 例。包括與既有的公開技術(shù)簡單組合的實施例在內(nèi)，本發(fā)明創(chuàng)造的專利申請范圍和詳細說 明中的，本發(fā)明創(chuàng)造所屬技術(shù)領(lǐng)域業(yè)者能夠變形利用的技術(shù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的技 術(shù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，包括碳素加熱器(110)，其特征在于碳素加熱器(110)插裝在第一套管(120a)內(nèi)部，第一套管(120a)兩端形成有第一套管進水口(120a a)和第一套管出水口(120a c)，碳素加熱器(110)與第一套管(120a)之間形成第一套管水道(120a b)；第一套管(120a)插裝在第二套管(120b)內(nèi)部，第一套管(120a)與第二套管(120b)之間形成第二套管水道(120b b)，第二套管(120b)與第一套管出水口(120a c)連通，且在與第一套管出水口(120a c)相反方向的一端設(shè)有第二套管出水口(120b c)。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管水 道(120a-b)和第二套管水道(120b-b)，具有相同的橫斷面面積。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于在第二套管 (120b)的外面，設(shè)有防止紅外線透過的反射層(130)。
4.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管 (120a)和第二套管(120b)為兩端相貫通的透明管；在第一套管(120a)和第二套管(120b) 開放式的兩端部設(shè)有密封裝置(123)。
5.按照權(quán)利要求4所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管 出水口(120a-c)有若干個，沿第一套管(120a)半徑方向按等間距排列，且貫通第一套管 (120a)。
6.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第二套管 (120b)外設(shè)有第三套管(120c)，第二套管(120b)與第三套管(120c)之間形成第三套管水 道(120c-b)，第三套管水道(120c-b)與第二套管出水口(120b-c)連通，在與第二套管出水 口(120b-c)相反方向一端形成第三套管出水口(120c-c)。
7.利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于由若干任意權(quán)利要求1至6所述的 利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備構(gòu)成，若干利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備通過連接管 (200)串聯(lián)連接。
8.按照權(quán)利要求7所述的利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于一端的利用 碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的出水口與相鄰的其它利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的進 水口連接。
專利摘要本實用新型涉及一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備。采用的技術(shù)方案是包括碳素加熱器，其特征在于碳素加熱器插裝在第一套管內(nèi)部，第一套管兩端形成有第一套管進水口和第一套管出水口，碳素加熱器與第一套管之間形成第一套管水道；第一套管插裝在第二套管內(nèi)部，第一套管與第二套管之間形成第二套管水道，第二套管與第一套管出水口連通，且在與第一套管出水口相反方向的一端設(shè)有第二套管出水口。本實用新型提高了發(fā)熱體單位長度乃至單位表面積的熱傳遞效率，從而可在短時間內(nèi)產(chǎn)生熱水成為可能，同時能有效地防止熱水的熱損失。
文檔編號F24H1/10GK201757499SQ20102022130
公開日2011年3月9日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者金永春 申請人:金永春