CN101584556B - 节能水壶 - Google Patents

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

节能水壶

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。

排气控制装置分自动和手动，并设有多种结构。

排气控制装置是位于加热层上的环形金属箔，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，环形金属箔升起，处于悬浮或半悬浮状态。温度低，上升的热气流小，环形金属箔升的低或者不动，排气量小；温度高，上升的热气流大，环形金属箔升的高，排气量大。这样，通过环形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，支承圈放置在外壶上且套在内壶外，环形金属箔放置在支承圈上。

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，用以限制环形金属箔悬浮的高度。

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。

以上排气控制装置是自动的。以下的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。

排气控制装置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。

排气控制装置也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。

对于设置调气圈、挡气圈和环形金属箔的排气控制装置来说，在调气圈、挡气圈和环形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、挡气圈和环形金属箔，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上、外圆位于外壶3上、内圆套在内壶2外的环形金属箔24，环形金属箔24内圆与内壶2外侧壁间隙配合。由于内壶2高于外壶3，环形金属箔24在加热层1上沿内壶2作轴向(只能作轴向)运动，自动升降。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放置在支承圈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，只要能限制环形金属箔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，因为其不仅限制环形金属箔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环形金属箔24而影响其灵敏度。环形金属箔可使用铝、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。环形金属箔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，以减少环形金属箔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，环形金属箔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，空挡的高度也就是环形金属箔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或沾上环形金属箔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，环形金属箔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，环形金属箔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 (7)

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加热层(1)上、外圆位于所述外壶(3)上、内圆套在所述内壶(2)外的环形金属箔(24)，所述环形金属箔(24)内圆与所述内壶(2)外侧壁间隙配合，上升热气流对所述环形金属箔(24)产生浮力，所述环形金属箔(24)处于悬浮或半悬浮状态，上升的热气流小，所述环形金属箔(24)升的低或者不动，上升的热气流大，所述环形金属箔(24)升的高，通过所述环形金属箔(24)升降对排气量自动控制。

2.根据权利要求1所述的节能水壶，其特征在于：在所述环形金属箔(24)下设置通气的支承圈(25)，所述支承圈(25)放置在所述外壶(3)上且套在所述内壶(2)外，所述环形金属箔(24)放置在所述支承圈(25)上。

3.根据权利要求1或2所述的节能水壶，其特征在于：在所述环形金属箔(24)上方设置限位挡圈(20)，所述限位挡圈(20)限制所述环形金属箔(24)悬浮的高度。

4.根据权利要求1或2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)。

5.根据权利要求3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)。

6.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。

7.根据权利要求1或6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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