CN101584555A - 节能水壶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种家庭使用的节能水壶,包括内壶、外壶、加热层、对流管,加热层位于内壶和外壶之间,在加热层上设置便捷的排气控制装置。和传统水壶相比,本发明节能、省时、减排废气和灰渣不低于50%。
Description
本申请是申请号为200610079629.5申请日为2006年4月29日名称为节能水壶的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种家庭使用的节能水壶。
背景技术
传统水壶是平底,底部受热面积小,热量除少部分通过壶底传到水里,大部分沿壶底外溢,不但浪费宝贵的能源,延长加热时间,而且增加废气和灰渣的污染,使生活空间升温,对环境造成不利影响。
为增加水壶的受热面积,提高热效率,出现了水套式节能水壶,例如中国实用新型专利说明书CN91228110.3公开了这种节能水壶。该节能水壶设置内胆(壶)、外胆(壶),通过水道(对流管)密封连接并形成火道(加热层)。这种结构有效的加大了传热面积,提高了热效率。但是,火道即内、外壶之间的夹缝,其尺寸固定,家庭使用的燃具不同,燃料不同,火焰及温度不同,使用者的习惯不同,如果火焰和温度高,热气流不能全部从火道通过,仍会有部分热气流从壶底溢出,如果火苗和温度低,过多的冷空气会进入火道带走热量,这两种情况都会造成热损失;水道位于火道之间,其底部阻挡热气流,使部分热气流未能进入火道而从水道底部溢出壶底;火道直通壶口顶部呈一敞口,影响视觉效果;壶底凹进壶身形成一突出边缘,目的是将热气流导入火道,但实验证明效果并不明显。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种更加节能的水壶,进一步提高热效率,对进入加热层的气流进行控制,克服加热层难以匹配炉火的缺陷,减小对流管底部对上升热气流的阻力并加大内、外壶水的对流。
上述技术问题是这样解决的:这种节能水壶,包括内壶、外壶、加热层、一根以上对流管,加热层位于内壶和外壶之间,对流管位于加热层内,其两端分别连接内壶、外壶,在加热层上设置排气控制装置,对流管横截面为流线型。
控制排气就是控制进气。排气控制装置通过控制排气来控制进气,并对热气流的排出起阻滞作用。由于对进气的控制,进入加热层的冷空气被控制在所需要的量,不会因过多冷空气的进入而带走热能;由于对排气的控制,受到阻滞的热气流压力增加,压力增加使热气流温度升高,加强了传热。火焰和温度高,所需空气多,气体膨胀大,排气量调大,反之排气量调小,均以排气量调至热气流全部进入加热层、刚刚不溢出壶底为最佳点。在最佳调节点,热气流在加热层内以增压而升高的温度将热量传给内、外壶水。
对流管可以采用流线形横截面,可大幅减少对上升热气流的阻力,热气流无阻碍的全部进入加热层,使排气控制装置的节能作用充分发挥。两者相互配合,提高了热效率。流线形对流管使内、外壶连接牢固,并使内、外壶水充分对流。
排气控制装置分手动和自动,并设有多种结构。
排气控制装置可以是位于加热层和外壶上且套在内壶外的调气圈。调气圈数量为一只以上,多只调气圈面积均不相等,因而对上升热气流的阻滞也不相同。由于备有多只调气圈,更换调气圈即可对排气量进行调节。
排气控制装置也可以是位于所述加热层上方,由排气罩和位于排气罩内的排气圈组成;排气罩上端套在内壶外,下端位于外壶上;排气罩和排气圈分别设置相互对应的排气孔;排气罩和排气圈相对旋转即可调节排气量,例如,排气罩设有限位槽,排气圈设有拨杆,拨杆从限位槽中伸出并带动排气圈在排气罩内旋转,拨杆的旋转被限制在限位槽中。
排气控制装置还可以是位于加热层上、套在内壶外且可升降的挡气圈。调节挡气圈的高度,改变其与加热层出气口的距离,即可控制排气量。
以上排气控制装置是手动的,通过旋转排气圈、更换调气圈或升降挡气圈调节排气量。以下的排气控制装置是自动的。
排气控制装置是位于加热层上可悬浮的金属箔,呈环形,外圆位于外壶上、内圆套在内壶外,环形金属箔内圆与内壶外侧壁间隙配合。上升热气流对环形金属箔产生浮力,金属箔升起,处于悬浮或半悬浮状态。温度低,上升的热气流小,金属箔升的低或者不动,排气量小;温度高,上升的热气流大,金属箔升的高,排气量大。这样,通过金属箔升降对排气量自动控制,无须人工调节。
为保持环形金属箔的平整、防止塌陷并保证加热层内上升热气流的畅通,在环形金属箔下设置通气的支承圈,支承圈位于外壶上且套在内壶外,环形金属箔位于支承圈上。
环形金属箔随热气流悬浮,由于环形金属箔与内壶外侧壁之间存在一定的摩擦力,并且环形金属箔受到的浮力并不均衡,因而环形金属箔悬浮时并不总是处于水平状态。环形金属箔上升过高,回落时可能会挂在内壶外侧壁而不能回到外壶或支承圈上,从而影响下一次使用。为此,在环形金属箔上方设置限位挡圈,用以限制金属箔悬浮的高度。
作为进一步改进,另一种自动排气控制装置由环形金属箔、设有排气孔的支承套和限位挡圈组成,环形金属箔位于支承套的排气孔上并与支承套间隙配合,支承套与限位挡圈相扣形成整体并位于外壶上且套在内壶外,这种结构一是防水通气,二是保护环形金属箔,三是便于安装和拆卸。
对于设置调气圈、挡气圈和可悬浮金属箔的排气控制装置来说,在调气圈、挡气圈和可悬浮金属箔上方设置排气罩,排气罩上端套在内壶外,下端位于外壶上。排气罩设置排气孔。排气罩保护调气圈、挡气圈和可悬浮金属箔,阻挡水进入加热层,并起到装饰作用,排气孔成为排出废气的通道。
本发明进一步提高节能水壶的热效率。和传统水壶相比,节能、省时、减排废气或灰渣不低于50%。
附图说明
下面结合附图对本发明的五种实施方式作进一步详细说明。
图1为本发明节能水壶的第一种实施方式的局部剖视图。
图2为图1的仰视图。
图3为图1所示节能水壶的流线型对流管和排气罩上的舌片沿图1中的A-A线的侧剖视图。
图4为本发明节能水壶的第二种实施方式的局部剖视图。
图5为图4所示节能水壶的排气控制装置的局部放大图。
图6为图4所示节能水壶的排气控制装置的俯视图。
图7为本发明节能水壶第三种实施方式的局部剖视图。
图8为图7所示节能水壶的排气控制装置的局部放大图。
图9为本发明节能水壶第四种实施方式的局部剖视图。
图10为图9所示节能水壶的排气控制装置的局部放大图。
图11为图9、图10所示节能水壶的支承圈的俯视图。
图12为图11所示节能水壶的支承圈的半剖视图。
图13为图9、图10所示节能水壶的环形金属箔的俯视图。
图14为本发明节能水壶第五种实施方式的局部剖视图。
图15为图14所示节能水壶的排气控制装置的局部放大图
图16为图14、图15所示节能水壶的支承套的俯视图。
图17为图16所示节能水壶的支承套的半剖视图。
具体实施方式
从图1至图3所示第一种实施方式可知,加热层1位于内壶2和外壶3之间,加热层1内设置一根以上对流管6,壶嘴5连接外壶3。排气控制装置位于加热层1上方,由排气罩8和位于排气罩8内可旋转的排气圈7组成。排气罩8上端套在内壶2外,下端位于外壶3之上。排气罩8和排气圈7分别设置相互对应的排气孔9。排气罩8设有限位槽10,排气圈7设有拨杆11,拨杆11从限位槽10中伸出并连接防烫的绝缘拨块12。对流管6横截面呈流线形,位于加热层1内,两端分别连通内壶2和外壶3。作为优选,流线形对流管6呈狭长形,其高度不超过外壶3高度,以接近外壶3高度为佳,这样既可牢固连接内壶2和外壶3,又可使内、外壶水的充分对流,还方便内壶水的流出。一根对流管6位于壶嘴5内侧,与壶嘴5相对应,处于与壶嘴5最近的位置,壶嘴向下倾斜时,内壶水以最短距离经过对流管6和外壶3从壶嘴5流出。排气罩8可设置1至3个向内伸进的舌片4,卡在内壶2上。
上述排气控制装置由排气罩8和排气圈7组成,两者一静一动,一外一里,作相对旋转。排气罩8和排气圈7分别设有相对应的排气孔9,当排气罩8的排气孔9和排气圈7的排气孔9重合(图1所示为重合),排气量最大,当排气罩8的排气孔9和排气圈7的排气孔9错开,排气量减小,完全错开,则不通气。移动绝缘拨块12,即可调节排气控制装置。排气罩8还阻挡水进入加热层,并起到装饰作用。
以下四种实施方式与第一种的区别在于排气控制装置,其他部分相同。相同部分不再赘述。
图4至图6所示第二种实施方式的排气控制装置是位于加热层1和外壶3上且套在内壶2外的调气圈14。调气圈14数量为一只以上,多只调气圈的面积均不相等。可以在调气圈14的内圆设三个套在内壶2的突起13,该突起13使调气圈14内圆与内壶2之间留有间隙并保持等距离,废气从间隙中排出。调气圈14内径大于内壶2外径,小于或等于外壶3内径。调气圈14的内径不等,其面积就不相等,对热气流的阻滞也不相同。由于备有多只调气圈,更换调气圈即可对排气量进行调节。显然,调气圈也可以是其他形状,例如,内圆套在内壶2,外圆设置二至三个支承肋,支承肋放置在外壶3上,其外圆小于或等于外壶3内径。
图7、图8所示第三种实施方式的排气控制装置是位于加热层1上方、套在内壶2外且可升降的挡气圈28,挡气圈28和内壶2间隙配合。调节挡气圈28与加热层1出气口的距离,即可控制排气量。有多种方式升降挡气圈28。可将外圆是螺纹的导套17和螺母18并紧夹住排气罩8,导杆19穿过导套17并相互间隙配合,导杆19下端连接挡气圈28,带有螺纹的上端与调节螺母16相配合,调节螺母16的外圆是粗糙表面,旋转调节螺母16即可升降挡气圈28。最好将导套17设置在排气罩8远离壶嘴5且靠近铰链座15的一侧,这样在倒水倾斜时,挡气圈28自身的重量将其内圆自行调整到与内壶2等距离的位置。由于挡气圈28重量较轻,一根导杆19可使挡气圈28与加热层出气口平行。当然也可以在导杆19相对应的位置再设置一根导杆,调节两个调节螺母以升降挡气圈;挡气圈还可以连接一根拨杆和两根支承杆,三者均匀分布,在排气罩侧壁设置与拨杆和支承杆相对应的三条斜槽,支承杆放置在斜槽里,拨杆从斜槽里伸出,移动拨杆,挡气圈边旋转边升降。
图9至图13所示第四种实施方式的排气控制装置是位于加热层1和外壶3上、内圆套在内壶2外的环形金属箔24,环形金属箔24与内壶2外侧壁间隙配合。作为优选,可以在环形金属箔24下设置通气的支承圈25,支承圈25内圆设有若干细长形支承肋22,环形金属箔24位于支承圈25上。支承肋22支承环形金属箔24,减小支承圈25和环形金属箔24之间的接触面积,保持环形金属箔24的平整,防止环形金属箔24变形而影响其灵敏度,热气流从支承肋22之间的空挡通过。支承圈25位于外壶3上且套在内壶2外,其底部外边缘向下翻边形成高出外壶3的平台,以防外壶上的积水渗到环形金属箔24。支承圈除了可在内圆设支承肋,也可在外圆设支承肋,支承肋位于外壶3上,内圆套在内壶2外;支承圈还可以是开有排气孔的环。环形金属箔24内圆可设置三个以上与内壶2外侧壁间隙配合的突起27,可减少环形金属箔24内圆与内壶2外侧壁之间的摩擦力,有利于环形金属箔24的升降,并为沿内壶2外侧壁渗下的水留置通道,防止水沾上环形金属箔24而影响其灵敏度。环形金属箔24上方设置限位挡圈20。限位挡圈20上半部分是直筒形,设有1到3个向内伸进的舌片23,与内壶2外侧壁上的凹孔21相卡紧,下半部分可以是环形,其外边缘略向下倾斜,以利于排水。当然限位挡圈也可以固定在排气罩8上,还可以是三条腿支撑的环,环的内圆套在内壶2外,三条腿放置在外壶3上,只要能限制金属箔24的高度并使之水平悬浮即可,但相比起来还是优选限位挡圈20,因为其不仅限制金属箔24的悬浮高度,使之在限位挡圈20下水平悬浮并水平回落,不致挂在内壶2外侧壁上,而且起到屋檐的作用,阻挡沿内壶2外侧壁流下的水沾上金属箔24而影响其灵敏度。金属箔可使用铝、不锈钢、铜等不易生绣的金属材料制造。
图14至图17所示第五种实施方式的排气控制装置由环形金属箔24、支承套26和限位挡圈20组成,环形金属箔24位于支承套26上并与支承套26间隙配合,支承套26位于外壶3之上,其底部外边缘向下翻边形成高出外壶3的平台,以防外壶上的积水渗到环形金属箔24。金属箔24内圆可设置三个以上与支承套26外侧壁间隙配合的突起27,以减少金属箔24与支承套26之间的摩擦力。支承套26套在限位挡圈20外,限位挡圈20套在内壶2外。限位挡圈20上半部分可以是外边缘略向下倾斜的环,有利于水的流出。支承套26设有排气孔9,热气流从排气孔9通过。支承套26和限位挡圈20相互扣住,金属箔24位于其间,构成防水、通气的整体。限位挡圈20位于支承套26上方,不仅限制环形金属箔24的悬浮高度,而且防护和遮蔽环形金属箔24,阻挡水的进入,废气从支承套26和限位挡圈20之间的空挡向外排出,空挡的高度也就是金属箔24升降的范围。
上述第二至第五种实施方式均设置排气罩8,位于排气控制装置上,其上端套内壶2外,下端位于外壶3之上。排气罩8设置排气孔9。排气罩8用于防护排气控制装置,防止水流入加热层1或沾上金属箔24,并起到装饰作用,废气从排气孔9排出。第三种实施方式的排气罩8还用于连接导套17。
对于第一种实施方式来说,使用时,将节能水壶放置在燃具上,观察火焰进入加热层的情形。如火焰溢出壶底,可加大排气,移动拨块12使排气圈7旋转,将排气罩8的排气孔9和排气圈7的排气孔9向重合方向调节至火焰全部进入加热层1且用手在壶底外侧刚刚感觉不到灼热为止。如火焰已经全部进入加热层1,可减小排气,试着将排气罩8的排气孔9和排气圈7的排气孔9向错开方向调节,也以在壶底外侧刚刚感觉不到灼热为止。如使用煤炉等无明显火焰的燃具,调节时用手感觉即可。
第二种实施方式由于备有内径不等的调气圈14,使用时,如热气流溢出壶底,可加大排气,更换面积小的调气圈14至热气流全部进入加热层1且用手在壶底外侧刚刚感觉不到灼热为止。如热气流已经全部进入加热层1,可试着更换面积大的调气圈14,也以在壶底外侧刚刚感觉不到灼热为止。先将排气罩8取下,更换调气圈14后再将其重新套上。对于习惯用固定火头烧水的使用者来说,这一种排气控制装置比较合适。
第三种实施方式通过旋转调节螺母16升降挡气圈28来调节排气量。挡气圈28升的高则排气量大,反之则排气量小,挡气圈28落在外壶3时,排气量最小。观察导杆19高出的调节螺母16的高度即可得知挡气圈28与加热层1出气口的距离。调节步骤与第一种实施方式相似。
第四、五两种实施方式的排气控制装置是自动调节的。使用时,金属箔24随热气流的大小自动升降,其上升高度被限制在限位挡圈20底部。热气流中断,金属箔24即自动回落到支承圈25或支承套26上。
本发明不局限于上述具体实施方式,还可以有其他结构变形,例如,排气控制装置可以多种多样;排气罩和排气圈一动一静,也可以都是活动的,作相对旋转即可调节排气量;排气罩可以多种方式固定在内壶或外壶上;对流管横截面可以是椭圆形、水滴形、两头尖。只要采用了排气控制装置,均落在本发明的保护范围。
Claims (4)
1、一种节能水壶,包括内壶(2)、外壶(3)、加热层(1)、一根以上对流管(6),所述加热层(1)位于所述内壶(2)和所述外壶(3)之间,所述对流管(6)位于所述加热层(1)内,其两端分别连接所述内壶(2)和所述外壶(3),其特征在于:在所述加热层(1)上设置排气控制装置,所述排气控制装置是位于所述外壶(3)上且套在所述内壶(2)外调气圈(14),所述调气圈(14)数量为一只以上,多只调气圈(14)面积均不相等,用于相互更换以调节排气量。
2、根据权利要求1所述的节能水壶,其特征在于:所述排气控制装置上方设置排气罩(8),所述排气罩(8)上端套在所述内壶(2)外,下端位于所述外壶(3)上,所述排气罩(8)设有排气孔(9)。
3、根据权利要求1所述的节能水壶,其特征在于:所述对流管(6)横截面为流线形。
4、根据权利要求1或3所述的节能水壶,其特征在于:所述对流管(6)呈狭长形。
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