CN102078100A - 取暖用热水循环垫 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用水蒸汽推动水循环流动传热的取暖用热水循环垫。包括垫体、进水连接软管、膨胀水箱、回水连接管、启始单向阀、加热筒、电加热器、蒸汽管、出水连接软管，电加热器与加热筒相结合，垫体内设有水通道，其特征在于：加热筒与蒸汽管一端相连通，蒸汽管另一端与出水连接软管一端相连通，出水连接软管另一端与水通道一端相连通，水通道另一端与进水连接软管一端相连通，进水连接软管另一端与膨胀水箱相连通，膨胀水箱又与回水连接管一端相连通，回水连接管另一端与加热筒相连通，在膨胀水箱和加热筒之间的回水连接管上任意位置设启始单向阀，形成循环通路。本发明因采用上述结构，实现热水循环传热，所以，结构简单、性能稳定易于推广普及。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用水蒸汽推动水循环流动传热的取暖用热水循环垫，包括床垫、沙发垫、地垫、坐垫、脚垫、腰垫。
背景技术
以往热水循环垫都是采用水泵循环热水传热，水泵的噪音大、寿命短、成本高等问题，阻碍了该产品的推广、普及。后来本人向中国专利局提出专利号为200510129300.0公开号为CN1806723A，公开日为2006.7.26的水热毯，以及申请号为200810093136.6公开号为CN101558946A，公开日为2009.10.21的取暖用热水循环垫，采用水蒸汽推动水流动传热，解决了此问题。但以上两个专利还应继续完善，优化结构、提高性能。
发明内容
本发明提供一种结构合理、性能更高的取暖用热水循环垫。
本发明提出两种技术方案。
第一种技术方案：包括垫体、进水连接软管、膨胀水箱、回水连接管、启始单向阀、加热筒、电加热器、蒸汽管、出水连接软管，电加热器与加热筒相结合，垫体内设有水通道，其特征在于：加热筒与蒸汽管一端相连通，蒸汽管另一端与出水连接软管一端相连通，出水连接软管另一端与水通道一端相连通，水通道另一端与进水连接软管一端相连通，进水连接软管另一端与膨胀水箱相连通，膨胀水箱又与回水连接管一端相连通，回水连接管另一端与加热筒相连通，在膨胀水箱和加热筒之间的回水连接管上任意位置设启始单向阀，形成循环通路。
工作时，加热筒内的水被加热产生水蒸汽并上升，同时启始单向阀关闭，水蒸汽推动加热筒内的水进入蒸汽管，当加热筒内的水位低于蒸汽管口时水蒸汽也进入蒸汽管且推动该蒸汽管、出水连接软管、水通道、进水连接软管内的水向膨胀水箱内流动，热水在水通道内散热，水蒸汽在蒸汽管散热，水蒸汽体积变小，产生负压，由于出水连接软管和水通道以及进水连接软管的阻力远远大于回水连接管的阻力，在此作用下使启始单向阀开启，将膨胀水箱内的水通过回水连接管向加热筒和蒸汽管内吸入，实现循环传热过程。
为进一步完善本发明第一种技术方案，设有控电装置并与电加热器的电路相连。所述控电装置可以是温度、压力、液位、时间控制。当电加热器通电将加热筒内的水加热，温度升高，产生水蒸汽时，随温度、压力、液位、时间的变化，该控电装置可控制电加热器的电路通、断，实现更好循环。
为进一步完善本发明第一种技术方案，在蒸汽管或出水连接软管或水通道、进水连接软管上任意位置设末端单项阀，末端单项阀和启始单向阀方向一致。在上述启始单向阀和末端单项阀共同作用下循环效果更好。
为进一步完善本发明第一种技术方案，在所述的蒸汽管与膨胀水箱之间设前回水管且在该前回水管上设前回水单向阀。因膨胀水箱内的水通过前回水管直接进入蒸汽管内，所以，出水温度低、流速快、更易回水。
为进一步完善本发明第一种技术方案，设蒸汽室并与加热筒、蒸汽管相连通。这样，可容纳更多水蒸汽，使每次水循环量更大。
为进一步完善本发明第一种技术方案，在所述的蒸汽管或加热筒或蒸汽室或出水连接软管上设安全分路且在该安全分路上设压力阀并与大气相通。当垫体内的水通道、出水连接软管、进水连接软管受阻或阻断时，水流可通过该安全分路、压力阀向外界排出，使用更安全。
第二种技术方案：包括垫体、进水连接软管、加热筒、电加热器、蒸汽管、末端单向阀、膨胀水箱、出水连接软管，电加热器与加热筒相结合，垫体内设有水通道，其特征在于：加热筒与蒸汽管一端相连通，蒸汽管另一端与膨胀水箱相连通，膨胀水箱又与出水连接软管一端相连通，出水连接软管另一端与水通道一端相连通，水通道另一端与进水连接软管一端相连通，进水连接软管另一端与加热筒相连通，在蒸汽管上设末端单向阀，形成循环通路。
工作时，当加热筒内的水被加热产生水蒸汽并上升，由于出水连接软管和水通道以及进水连接软管的阻力远远大于蒸汽管的阻力，在此作用下，末端单项阀开启，水蒸汽推动加热筒内的水进入蒸汽管，当水位降至蒸汽管口时水蒸汽也进入蒸汽管且推动蒸汽管内的热水向膨胀水箱内流动，水蒸汽在蒸汽管和加热筒散热，体积变小，产生负压，在此作用下使末端单项阀关闭，将进水连接软管、水通道、出水连接软管、膨胀水箱内的水向加热筒和蒸汽管内吸入，实现循环传热。在上述循环传热过程中水蒸汽进入蒸汽管，还可继续进入膨胀水箱内，也可不进入膨胀水箱内。
为进一步完善本发明第二种技术方案，设有控电装置并与电加热器的电路相连。所述控电装置可以是温度、压力、液位、时间控制。当温度、压力、液位、时间变化时该控电装置可控制电加热器的电路通、断，实现更好循环。
为进一步完善本发明第二种技术方案，在出水连接软管、水通道、进水连接软管上任意位置设启始单向阀，启始单向阀和末端单项阀方向一致。在上述启始单向阀和末端单项阀共同作用下循环效果更好。
为进一步完善本发明第二种技术方案，设蒸汽室并与加热筒、蒸汽管相连通。这样，可容纳更多水蒸汽，使每次吸水量更大，温度变低。
本发明因采用上述结构，实现热水循环传热，所以，结构简单、性能稳定易于推广普及。
附图说明
图1为本发明第一种技术方案基本结构原理示意图。
图2为本发明第一种技术方案一种实施方式结构示意图。
图3为本发明第一种技术方案另一种实施方式结构示意图。
图4为本发明第一种技术方案另一种实施方式结构示意图。
图5为本发明第一种技术方案另一种实施方式结构示意图。
图6为本发明第一种技术方案另一种实施方式结构示意图
图7为本发明第二种技术方案基本结构原理示意图。
图8为本发明第二种技术方案一种实施方式结构示意图。
图9为本发明第二种技术方案另一种实施方式结构示意图。
图10为本发明垫体内水通道一种排布结构图。
图1-10中：1.垫体；2.水通道；3.进水连接软管；4.膨胀水箱；5.回水连接管；6.起始单向阀；7.加热筒；8.电加热器；9.蒸汽管；10.出水连接软管；11.盖；12.排气孔；13.末端单向阀；14.蒸汽室；15.前回水管；16.前回水单向阀；17.安全分路；18.压力阀；19.换热器；20.控电装置；21.密封盖；22.第二控电装置。
具体实施方式
本发明第一种技术方案基本结构、原理如图1、10所示，包括垫体1、进水连接软管3、膨胀水箱4、回水连接管5、启始单向阀6、加热筒7、电加热器8、蒸汽管9、出水连接软管10，电加热器8与加热筒7相结合，垫体1内设有水通道2，其特征在于：加热筒7与蒸汽管9一端相连通，蒸汽管9另一端与出水连接软管10一端相连通，出水连接软管10另一端与水通道2一端相连通，水通道2另一端与进水连接软管3一端相连通，进水连接软管3另一端与膨胀水箱4相连通，膨胀水箱4又与回水连接管5一端连接通，回水连接管5另一端与加热筒7相连通，在回水连接管5上任意位置设启始单向阀6，形成循环通路；也可，膨胀水箱4与加热筒7相靠，连通，形成通孔(不用回水连接管5)，代替回水连接管5，且在该通孔设启始单向阀6，形成循环通路，此结构可视为本发明一种变形，也落入本发明的保护中。
工作时，加热筒7内的水被加热产生水蒸汽并上升，同时启始单向阀6关闭，水蒸汽推动加热筒7内的水进入蒸汽管9内，当加热筒7内的水位降至蒸汽管9口时水蒸汽也进入蒸汽管9内且推动蒸汽管9、出水连接软管10、水通道2、进水连接软管3内的水向膨胀水箱4内流动，热水在水通道2内散热，水蒸汽在蒸汽管9散热，水蒸汽体积变小，产生负压，由于出水连接软管10和水通道2以及进水连接软管3的阻力远远大于回水连接管5的阻力，在此作用下使启始单向阀6开启，将膨胀水箱4内的水通过回水连接管5向加热筒7和蒸汽管9内吸入，实现循环传热过程。
为进一步完善本发明第一种技术方案，参照图2、3、4、5、6，设控电装置20与电加热器8的电路相连。所述控电装置20可以是温度、压力、液位、时间控制。当控电装置20接通电加热器8的电源，将加热筒7内的水加热产生水蒸汽，随温度、压力、液位、时间的变化，该控电装置20可控制电加热器8的电路通、断，实现更好循环。
图2、3、5所示，控电装置20为温度控电装置，该温度控电装置20设于蒸汽管9上，也可设于加热筒7或蒸汽室14上，当加热筒7内的水被加热产生水蒸汽，使加热筒7、蒸汽管9、蒸汽室14温度升高时，该温度控电装置20断开电加热器8的电源，水蒸汽进入蒸汽管9、蒸汽室14散热，待其冷却回水后接通电加热器8的电源。图5所示，在回水连接管5与蒸汽管9之间设换热器19，在该换热器19上设温度控电装置20，这样，待其冷却回水后可快速降温，使该温度控电装置20快速接通电加热器8的电源。
在上述过程中当水蒸汽进入蒸汽管9内时加热筒7内的水可以是烧干或未烧干状态。以上为闭电循环。因本发明在不需关闭电源情况下也能实现不闭电循环，在此情况下该温度控电装置20起到的作用是正常循环过热或不正常循环时过热的保护。
图2、3所示，在加热筒7上设第二温度控电装置22，当不能正常回水时该第二温度控电装置22断开电加热器8的电源，这样，第二温度控电装置22与温度控电装置20起到共同保护作用。
图4、6所示，控电装置20为液位控电装置，该液位控电装置20设于蒸汽室14内，也可设于加热筒7内，当蒸汽室14内的水位降至蒸汽管9口水平线位置时或接近其水平线位置时，该液位控电装置20断开电加热器8的电源，水蒸汽进入蒸汽管9内，待其冷却回水后液位上升时该液位控电装置20接通电加热器8的电源，实现更好循环。在上述过程中当水蒸汽进入蒸汽管9内时加热筒7内的水可以是烧干或未烧干状态。
为进一步完善本发明第一种技术方案，参照图3、4、5、6、10，在出水连接软管10上设末端单项阀13，该末端单项阀13也可设在蒸汽管9或水通道2或进水连接软管3上任意位置，末端单项阀13和启始单向阀6方向一致。在上述启始单向阀6和末端单项阀13共同作用下循环效果更好。
为进一步完善本发明第一种技术方案，参照图2、3、4，在所述的蒸汽管9与膨胀水箱4之间设前回水管15，并与蒸汽室14相通，且在该前回水管15上设前回水单向阀16。这样，起到双回水的作用。因膨胀水箱4内的水还可通过前回水管15直接向蒸汽室14、蒸汽管9内吸入，所以，出水温度低、流速快、更易回水。
为进一步完善本发明第一种技术方案，参照图2、3、4、5、6，设蒸汽室14并与加热筒7、蒸汽管9相连通。这样，可容纳更多水蒸汽，使每次水循环量更大。
为进一步完善本发明第一种技术方案，结合图2、3、5、10，在所述的回水连接管5上的起始单向阀6与加热筒7之间、出水连接软管10上设安全分路17，该安全分路17也可设在蒸汽管9、加热筒7、蒸汽室14上，在该安全分路17上设压力阀18，上述安全分路17还可与膨胀水箱4相连通，且通过排气孔12与大气相通。当垫体1内的水通道2、出水连接软管10、进水连接软管3受阻或阻断时，压力上升，压力阀18开启，水流可通过该安全分路17、压力阀18向膨胀水箱4内流动。
本发明第二种技术方案基本结构、原理如图7、10所示，包括垫体1、进水连接软管3、加热筒7、电加热器8、蒸汽管9、末端单向阀13、膨胀水箱4、出水连接软管10，电加热器8与加热筒7相结合，垫体1内设有水通道2，其特征在于：加热筒7与蒸汽管9一端相连通，蒸汽管9另一端与膨胀水箱4相连通，膨胀水箱4又与出水连接软管10一端相连通，出水连接软管10另一端与水通道2一端相连通，水通道2另一端与进水连接软管3一端相连通，进水连接软管3另一端与加热筒7相连通，在蒸汽管9上设末端单向阀13，形成循环通路。
工作时，加热筒7内的水被加热产生水蒸汽并上升，由于出水连接软管10和水通道2以及进水连接软管3的阻力远远大于蒸汽管9的阻力，在此作用下，末端单项阀13开启，水蒸汽推动加热筒7内的水进入蒸汽管9内，当加热筒7内的水位降至蒸汽管9口时水蒸汽也进入蒸汽管9内且推动蒸汽管9内的热水向膨胀水箱4内流动，水蒸汽在蒸汽管9和加热筒7散热，体积变小，产生负压，在此作用下使末端单项阀13关闭，将进水连接软管3、水通道2、出水连接软管10、膨胀水箱4内的水向加热筒7和蒸汽管9内吸入，实现循环传热。在上述循环传热过程中水蒸汽进入蒸汽管9内，还可继续进入膨胀水箱4内，也可不进入膨胀水箱4内。
为进一步完善本发明第二种技术方案，参照图8、9，设有控电装置20并与电加热器8的电路相连。所述控电装置20可以是温度、压力、液位、时间控制。当接通电加热器8的电源使加热筒7内的水被加热产生水蒸汽时，随温度、压力、液位、时间的变化，该控电装置20可控制电加热器8的电路通、断，实现更好循环。
图8所示，控电装置20为液位控电装置，该液位控电装置20设于蒸汽室14内，也可设于加热筒7内，当蒸汽室14或加热筒7内的水位降至蒸汽管9口水平线位置时或接近其水平线位置时，该液位控电装置20断开电加热器8的电源，水蒸汽进入蒸汽管9内，水蒸汽在蒸汽室14和蒸汽管9散热，待其冷却回水，液位上升时，该液位控电装置20接通电加热器8的电源，实现更好循环。在上述过程中当水蒸汽进入蒸汽管9内时，加热筒7内的水可以是烧干或未烧干状态。
图9所示，控电装置20为温度控电装置，该温度控电装置20设于蒸汽管9上，也可设于加热筒7或蒸汽室14上，当水蒸汽进入蒸汽管9内，温度上升，该温度控电装置20断开电加热器8的电源，待冷却回水后该温度控电装置20接通电加热器8的电源。在上述过程中当水蒸汽进入蒸汽管9内时，加热筒7内的水可以是烧干或未烧干状态。
以上为闭电循环。因本发明在不需关闭电源情况下也能实现不闭电循环，在此情况下温度控电装置20起到的作用是正常循环温度过高或不能正常循环时温度过高的保护(切断电加热器8的电源)。
为进一步完善本发明第二种技术方案，参照图8、9、10，在进水连接软管3或水通道2或出水连接软管10上任意位置设启始单向阀6，该启始单向阀6和末端单项阀13方向一致。在上述启始单向阀6和末端单项阀13的共同作用下循环效果更好。
为进一步完善本发明第二种技术方案，参照图8、9，设蒸汽室14并与加热筒7、蒸汽管9相连通。这样，可容纳更多水蒸汽，使每次水循环量更大。
本发明以上两种技术方案中：
一.蒸汽管9的作用：(1)散热；(2)容纳因加热产生的水蒸汽、空气；(3)散热冷却使水蒸汽变为水，产生负压，吸入水；(4)使加热产生的空气留在蒸汽管内，下次循环时被带走。
二.电加热器8的含义是指：现在所有已知的加热方式，包括，电热管加热、电热盘加热、PTC加热、在水中电极加热等。
三.加热筒7是指：加热容器。不受形状、大小限制，可以是圆形、方形，也可是筒状、管状、箱状等。为注水、排水方便还可在其上设密封盖21(该密封盖21还可设在蒸汽室14上起到同样作用)。
四.膨胀水箱4是指：容器。不受形状、大小限制，可以是圆形、方形，也可是筒状、管状、箱状等，其上设有排气孔12，为注水、排水方便还可在上面设盖11。
五.回水是指：加热筒7与蒸汽管9、蒸汽室14内的水蒸汽散热，液化，体积变小，产生负压，吸入水的过程。
六.垫体1内设有水通道2的含义是指：在垫体1内设软管或是垫体1内设有密封的水循环通道。
七.闭电循环是指：电加热器8通电将加热筒7内的水加热，使其温度升高，产生水蒸汽，并上升，膨胀，推动加热筒7内的水向蒸汽管9内流动，控电装置20感应到温度、压力、液位、时间变化而切断电加热器8的电源(不加热)，水蒸汽在蒸汽管9、加热筒7散热，水蒸气液化，体积变小，产生负压，回水，控电装置20接通电加热器8的电源(加热)，实现循环传热过程。
八.不闭电循环是指：电加热器8通电，使加热筒7内的水温升高，产生水蒸汽，上升，膨胀，推动加热筒7内的水向蒸汽管9内流动，且水蒸汽也进入蒸汽管9内，散热，回水，实现不需切断电源循环传热过程。
九.不闭电循环情况下温度控电装置20起到的作用是：正常循环过热或不能正常循环时(如：循环管路受阻或单向阀失灵等)过热的保护(切断电源)。
十.在以上闭电循环或不闭电循环过程中当水蒸汽进入蒸汽管9内时加热筒7内的水可以是烧干或未烧干状态。
Claims (10)
1.一种取暖用热水循环垫，包括垫体(1)、进水连接软管(3)、膨胀水箱(4)、回水连接管(5)、启始单向阀(6)、加热筒(7)、电加热器(8)、蒸汽管(9)、出水连接软管(10)，电加热器(8)与加热筒(7)相结合，垫体(1)内设有水通道(2)，其特征在于：加热筒(7)与蒸汽管(9)一端相连通，蒸汽管(9)另一端与出水连接软管(10)一端相连通，出水连接软管(10)另一端与水通道(2)一端相连通，水通道(2)另一端与进水连接软管(3)一端相连通，进水连接软管(3)另一端与膨胀水箱(4)相连通，膨胀水箱(4)又与回水连接管(5)一端相连通，回水连接管(5)另一端与加热筒(7)相连通，在回水连接管(5)上任意位置设启始单向阀(6)，形成循环通路。
2.根据权利要求1所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：设有控电装置(20)并与电加热器(8)的电路相连。
3.根据权利要求2所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：在蒸汽管(9)、出水连接软管(10)、水通道(2)、进水连接软管(3)上任意位置设末端单项阀(13)，末端单项阀(13)和启始单向阀(6)方向一致。
4.根据权利要求1、2、3所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：在所述的蒸汽管(9)与膨胀水箱(4)之间设前回水管(15)且在该前回水管(15)上设前回水单向阀(16)。
5.根据权利要求1、2、3所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：设蒸汽室(14)并与加热筒(7)、蒸汽管(9)相连通。
6.根据权利要求1、2、3所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：在所述的加热筒(7)或蒸汽管(9)或蒸汽室(14)或出水连接软管(10)上设安全分路(17)且在该安全分路(17)上设压力阀(18)。
7.一种取暖用热水循环垫，包括垫体(1)、进水连接软管(3)、加热筒(7)、电加热器(8)、蒸汽管(9)、末端单向阀(13)、膨胀水箱(4)、出水连接软管(10)，电加热器(8)与加热筒(7)相结合，垫体(1)内设有水通道(2)，其特征在于：加热筒(7)与蒸汽管(9)一端相连通，蒸汽管(9)另一端与膨胀水箱(4)相连通，膨胀水箱(4)又与出水连接软管(10)一端相连通，出水连接软管(10)另一端与水通道(2)一端相连通，水通道(2)另一端与进水连接软管(3)一端相连通，进水连接软管(3)另一端与加热筒(7)相连通，在蒸汽管(9)上设末端单向阀(13)，形成循环通路。
8.根据权利要求7所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：设有控电装置(20)并与电加热器(8)的电路相连。
9.根据权利要求8所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：在出水连接软管(10)、水通道(2)、进水连接软管(3)上任意位置设启始单向阀(6)，启始单向阀(6)和末端单项阀(13)方向一致。
10.根据权利要求7、8、9所述的取暖用热水循环垫，其特征在于：设蒸汽室(14)并与加热筒(7)、蒸汽管(9)相连通。
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