CN102865619B - 热能水自循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电加热水产生水蒸汽推动水流动的热能水自循环系统,尤其涉及电热水暖垫(包括床垫、坐垫、地垫、沙发垫、脚垫、腰垫、枕垫、热疗垫等)、水暖被褥和暖器等的热能水自循环系统。目的是提供一种热水能够高效定向移动循环供热的热能水自循环系统。其特征是:加热筒通过单向阀与储水箱相连通,加热筒下端与出水连接管一端相连通,出水连接管另一端通过散热体内的水通道与进水连接管一端相连通,进水连接管另一端与储水箱相连通,形成循环通路;加热筒内的水被加热产生水蒸汽,同时使得单向阀关闭,加热筒内产生负压后,单向阀开启。

Description

热能水自循环系统
技术领域:
本发明涉及一种电加热水产生水蒸汽推动水流动的热能水自循环系统,尤其涉及电热水暖垫(包括床垫、坐垫、地垫、沙发垫、脚垫、腰垫、枕垫、热疗垫等)、水暖被褥和暖器等的热能水自循环系统。
背景技术:
中国专利,申请号96217560.9,申请日96.10.19,名称:水褥子,工作时,电加热器加热水,使水受热膨胀,在软管内产生双向压力波动,从而传热供热。
但以上方案,工作状态下,水在软管内不能实现高效的定向移动供热。
发明内容:
本发明的目的是提供一种热水能够高效定向移动循环供热的热能水循环系统。
本发明包括:储水箱、单向阀、加热筒、电加热器、出水连接管、散热体、水通道、进水连接管;电加热器与加热筒相结合;散热体内设水通道;其特征在于:加热筒通过单向阀与储水箱相连通,加热筒下端与出水连接管一端相连通,出水连接管另一端通过散热体内的水通道与进水连接管一端相连通,进水连接管另一端与储水箱相连通,形成循环通路;加热筒内的水被加热产生水蒸汽,同时使得单向阀关闭,加热筒内产生负压后,单向阀开启。
工作时,加热筒内的水被加热产生水蒸汽并上升,同时单向阀关闭,水蒸汽推动加热筒内底部的水进入出水连接管、散热体内的水通道、进水连接管,向储水箱内流动,当加热筒内的水全部排出时,在加热筒内壁或加热面上沾有少量的水被汽化变为水蒸汽,并进入出水连接管内,此时,加热筒、出水连接管内的水蒸汽散热,体积变小,产生负压,在出水连接管和水通道以及进水连接管的阻力作用下使单向阀开启,将储水箱内的水通过单向阀吸入加热筒和出水连接管内,如此,周而复始,实现循环传热过程。
为进一步完善本发明,加热筒内底面为倾斜面。工作时,在加热筒内壁或加热面上沾有更少量的水被汽化变为更少量水蒸汽,并由加热筒进入出水连接管,这样,提高了出水速度,回水效果更好。
为进一步完善本发明,加热筒倾斜安装。这样,使加热筒内底形成倾斜面,工作时,在加热筒内壁或加热面上沾有更少量的水被汽化变为更少量水蒸汽,并由加热筒进入出水连接管,这样,出水速度更快,回水效果更好
为进一步完善本发明,增设回水连接装置,该回水连接装置内设供水通道,加热筒通过回水连接装置、单向阀与储水箱相连通。这样,更易安装制造。
为进一步完善本发明,回水连接装置具有上下弯曲或向上或向下弯曲。这样,能防止水蒸汽上升,接触单向阀。
为进一步完善本发明,储水箱上设有注水口,在该注水口处设竖管并向储水箱内延伸,使储水箱上部形成空腔,并在空腔上设压力阀或气孔或止回阀。
为进一步完善本发明,增设蒸汽室,该蒸汽室与加热筒、出水连接管相通。
为进一步完善本发明,增设蒸汽管,通过该蒸汽管将加热筒与出水连接管相连通。这样,可以更好的容纳水蒸汽并散热。
为进一步完善本发明,增设温控装置,该温控装置设于加热筒或电加热器上,并与电加热器的电路相连。这样,可进一步控制加热筒的温度。
为进一步完善本发明,增设排汽管,通过该排汽管将蒸汽室或加热筒直接或间接与储水箱相通。
为进一步完善本发明,设有副水箱并与进水连接管相通,该副水箱与储水箱相通。
本发明因采用加热筒通过单向阀与储水箱相连通;加热筒下端与出水连接管一端相连通;加热筒内的水被加热产生水蒸汽,同时使得单向阀关闭,加热筒内产生负压后,单向阀开启,形成热水加热供热循环,从而获得了高效定向移动循环供热,使其高效传热,节能效果好,更易推广普及。
附图说明:
图1-15为本发明的结构示意图,并给出不同实施方式。
图16给出本发明的散热体及其内水通道一种结构图,并联方式。
图17给出本发明的散热体及其内水通道另一种结构图,串联方式。
具体实施方式:
参照图1、2、3,其包括:储水箱1、注水口14、盖17、单向阀3、回水连接装置2、加热筒4、电加热器5、蒸汽管6、出水连接管8、散热体9、水通道10、进水连接管11;电加热器5与加热筒4相结合;储水箱1上设有注水口14、盖17;水通道10设于散热体9内;加热筒4通过回水连接装置2、单向阀3与储水箱1相连通,加热筒4下端与蒸汽管6相连通,蒸汽管6又与出水连接管8一端相连通,出水连接管8另一端通过散热体9内的水通道10与进水连接管11一端相连通,进水连接管11另一端与储水箱1相连通,形成循环通路;加热筒4内的水被加热产生水蒸汽,同时使得单向阀3关闭,加热筒4内产生负压后,单向阀3开启;加热筒4内底面设置为倾斜面。
工作时,加热筒4内的水被加热产生水蒸汽并上升,同时单向阀3关闭,水蒸汽推动加热筒4内的水进入蒸汽管6、出水连接管8、散热体9内的水通道10、进水连接管11,向储水箱1内流动,当加热筒4内的水全部排出时,在加热筒4内壁或加热面上沾有很少量的水被汽化变为少量水蒸汽,并进入蒸汽管6内,此时,加热筒4、蒸汽管6内的水蒸汽散热,体积变小,产生负压,在蒸汽管6、出水连接管8和水通道10以及进水连接管11的阻力作用下使单向阀3开启,将储水箱1内的水通过回水连接装置2、单向阀3吸入加热筒4和蒸汽管6内,如此,周而复始,实现循环传热过程。
回水连接装置2设置有上下弯曲或向上或向下弯曲。这样,能防止水蒸汽上升并接触单向阀3,致使单向阀3失灵,从而避免了由于水蒸汽倒流造成回水困难或者不易回水现象。
看图1、2、4、5、6、7、8,当加热筒4内径较小时,蒸汽管6直接与加热筒4下端相连,加热筒4可倾斜设置安装,使其形成内底倾斜面。调整加热筒4安装角度可实现加热筒4内底面不同倾斜角度,使水获得不同滑落速度,从而产生不同量的水蒸汽,在实际工作中实现不同出水循环温度和循环效果。一般情况下加热筒4内底倾斜面角度为20°-60°时可获得较理想效果,但不局限于此,加热筒4也可以水平或竖直设置。
看图3、9、10、11、12、13、14、15,当加热筒4内径较大时,可将其内底面设置为倾斜面。一般情况下加热筒4内底倾斜面角度为20°-60°时可获得较理想效果。
图1-15所示,储水箱1上设有注水口14,在注水口14处设竖管15并向储水箱1内延伸,使储水箱1上部形成空腔19。这样,在工作时能容纳水的膨胀和水因汽化而增大的水体,并防止储水箱1内的水溢出。
图10、11、12、15中,储水箱1上设有注水口14,注水口14上设盖17,在盖17上设气孔18;在注水口14处设竖管15并向储水箱1内延伸,在竖管15上靠近储水箱1上壁处设排气孔16。这样,在工作时产生的气体经排气孔16再经气孔18向大气排出。
图1所示,在储水箱1上部空腔19上设止回阀21。这样,在工作时只能向外界排气,避免了空气反复进出储水箱1带入灰尘或杂质等。
图2所示,在储水箱1上部空腔19上设压力阀22。这样,在工作时只有达到一定的压力时才会向外界排气,从而避免了空气反复进出储水箱1带入灰尘或杂质等。
图3、4、5、6、7、8、9、13、14所示,在储水箱1上部空腔19上设气孔18直接与大气相通。这样,在工作时可通过气孔18直接向大气排出气体,同时能使储水箱1内的压力与外界大气压力相同,从而不受储水箱1内部压力影响。
图4、5、6、7、8、10所示,增设蒸汽室7,该蒸汽室7与加热筒4、出水连接管8相通,该蒸汽室7也可通过蒸汽管6与加热筒4相通,还可以该蒸汽室7通过蒸汽管6与出水连接管8相通(图7所示)。这样,在工作中,可以更好的容纳由加热筒4产生的水蒸汽并散热,使其更易回水循环。
图11、12、15中,加热筒4与蒸汽室7直接相连通,也可起到良好效果。
图1-15中,增设温控装置13,该温控装置13设于加热筒4或电加热器5上,该温控装置13与电加热器5的电路相连。这样,可进一步控制加热筒4的温度。例如,当加热筒4内的水被烧干,温度升高时,该温控装置13断开电加热器5的电路,实现散热、回水,当温度下降时,该温控装置13接通电加热器5的电路,使加热筒4内的水被加热产生水蒸汽,推动加热筒4内的水流动循环,从而起到辅助循环或者过热保护的作用。
图4、5、6、9、10、11、12、13、14、15中,增设排汽管12,通过该排汽管12将蒸汽室7或加热筒4直接或间接与储水箱1相通。这样,在工作中,由于水的汽化产生了不能还原成水的气体,水蒸汽携带着不能还原成水的气体进入排汽管12,散热、冷凝,起到协助回水的作用,并且水蒸汽携带的不能还原成水的气体停留或存储在排汽管12内,下次循环时被水流带入储水箱1内,并通过储水箱1向大气排出。
图9中,通过排汽管12将加热筒4与储水箱1直接相通。
图14中,通过排汽管12将加热筒4与出水连接管8相连通,使加热筒4通过排汽管12、出水连接管8、水通道10、进水连接管11与储水箱1间接相通。这样,使其进入排汽管12内的水蒸汽再通过出水连接管8、水通道10、进水连接管11进入储水箱1内,使其充分散热。
图13中,通过排汽管12将加热筒4与进水连接管11相连通,使加热筒4通过排汽管12、进水连接管11与储水箱1间接相通。
图6中,通过排汽管12将蒸汽室7与储水箱1直接相通。
图4、10、11、12中,通过排汽管12将蒸汽室7与进水连接管11相连通,使蒸汽室7通过排汽管12、进水连接管11与储水箱1间接相通。
图5、15,通过排汽管12将蒸汽室7与出水连接管8相连通,使蒸汽室7通过排汽管12、出水连接管8、水通道10、进水连接管11与储水箱1间接相通。这样,可使进入排汽管12内的水蒸汽再通过出水连接管8、水通道10、进水连接管11进入储水箱1,使其充分散热。
看图10、11、12、15,为注水方便,在加热筒4上设密封盖20。
看图4、5,其设有副水箱23并与进水连接管11相通,该副水箱23上端与储水箱1相通,副水箱23设在储水箱1内。在向储水箱1内加注水时,储水箱1内水位升高,使储水箱1与副水箱23内的水位形成压力差,在此压差的作用下,储水箱1内的水经回水连接装置2、单向阀3、加热筒4、蒸汽管6、蒸汽室7、排汽管12、出水连接管8、水通道10、进水连接管11再进入副水箱23内,最后直到储水箱1和副水箱23内水位持平。在此过程中,保证了整个系统都能注入水,避免了加热筒4干烧现象。最好副水箱23底面与储水箱1底面的高度持平。副水箱23固定在储水箱1上,也可以做成一体结构。另外,副水箱23不仅可设于储水箱1内,也可设于储水箱1体外,也在本发明保护之中。
结合附图1-17,本发明中:
箭头所示为水流方向及路径,其中,图16、17中的水通道10也可以反方向连通,其内的水反方向流动循环。
蒸汽管6具有容纳水蒸汽、散热和消音作用,但不局限于能够容纳全部水蒸汽,水蒸汽也可进入出水连接管8或散热体9内的水通道10内。蒸汽管6最好采用金属材料制造,这样,具有快速散热和良好的消音效果。
蒸汽室7的作用是容纳加热筒4产生的水蒸汽,并具有散热和消音作用。其最好采用金属材料制造。其不受形状、大小限制,可以是圆形、方形,也可是筒状、管状、箱状等。
回水是指,加热筒4、蒸汽室7、排汽管12、蒸汽管6、出水连接管8内的水蒸汽散热,液化,体积变小,产生负压,吸入水的过程。
储水箱1是指,容器,其不受形状、大小限制,可以是圆形、方形,也可是筒状、管状、箱状等。
加热筒4是指,加热容器,其不受形状、大小限制,可以是圆形、方形,也可是筒状、管状、箱状等。
电加热器5是指,现在所有已知的电加热方式,包括:电热管加热、电热盘加热、PTC加热、涡流加热、水中电极加热等。
散热体9是指,床垫、坐垫、地垫、沙发垫、脚垫、腰垫、枕垫、热疗垫、取暖被褥、暖气散热器等。
散热体9内设有水通道10是指,在散热体9内设散热管或是在散热体9内设有密封的水循环通道。水通道10在散热体9内可以是串联也可是并联方式。
回水连接装置2为上下弯曲状或向上或向下弯曲状,使其内的供水通道形成上下弯曲或向上或向下弯曲,但不限于竖直上下弯曲或竖直向上或竖直向下弯曲,也可有一定倾斜,只要能够阻挡水蒸汽上升即可。回水连接装置2弯曲处最好是靠近加热筒4或者在加热筒4内位置,这样,可避免大量水蒸汽上升。
回水连接装置2可以是接头状也可以是管状,还可以是其组合结构;回水连接装置2可独立设置,也可与加热筒4为一体结构;回水连接装置2可与单向阀3制造成一体结构,也可制造成分体结构。但上述不限于此。
回水连接装置2为金属材料制造也可以是部分为金属材料部分为非金属材料制造。如果其材质为金属材料制造,工作时,加热筒4在加热其内的水时,会同时预热回水连接装置2及其通道内的水,这样,吸入的水温较高,可减小或消除回水噪音;如果部分为金属材料部分为非金属材料制造,可使加工制造简单,降低成本。
通过排汽管12将加热筒4与水通道10相连通,加热筒4通过排汽管12、水通道10、进水连接管11与储水箱1间接相通,也在本发明的保护之中。
通过排汽管12将蒸汽室7与水通道10相连通,使蒸汽室7通过排汽管12、水通道10、进水连接管11与储水箱1间接相通,也在本发明的保护之中。
最好,排汽管12的阻力大于出水连接管8、水通道10、进水连接管11的阻力,使排汽管12的流量较小。这样,工作时,可使加热筒4、蒸汽室7内的水蒸汽少量进入排汽管12内,并携带着不能还原成水的气体进入储水箱1内向大气排出。一般,缩小排汽管12的内径、加长排汽管12的长度,或在排汽管12上设流量调节阀来实现排汽管12的较小流量。
凡是具有上述结构之一者,都在本发明的保护之中。
另外,还可以在蒸汽管6与出水连接管8之间或蒸汽室7与出水连接管8之间增设加热装置,使水进行二次加热,可进一步提高整个系统内的循环水温。

Claims (11)

1.一种热能水自循环系统,包括:储水箱(1)、单向阀(3)、加热筒(4)、电加热器(5)、出水连接管(8)、散热体(9)、水通道(10)、进水连接管(11);电加热器(5)与加热筒(4)相结合;散热体(9)内设水通道(10);
其特征在于:加热筒(4)通过单向阀(3)与储水箱(1)相连通,加热筒(4)下端与出水连接管(8)一端相连通,出水连接管(8)另一端通过散热体(9)内的水通道(10)与进水连接管(11)一端相连通,进水连接管(11)另一端与储水箱(1)相连通,形成循环通路;加热筒(4)内的水被加热产生水蒸汽,同时使得单向阀(3)关闭,加热筒(4)内产生负压后,单向阀(3)开启。
2.根据权利要求1所述的热能水自循环系统,其特征在于:加热筒(4)内底面为倾斜面。
3.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:加热筒(4)倾斜安装。
4.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:增设回水连接装置(2),该回水连接装置(2)内设供水通道,加热筒(4)通过回水连接装置(2)、单向阀(3)与储水箱(1)相连通。
5.根据权利要求4所述的热能水自循环系统,其特征在于:回水连接装置(2)具有上下弯曲或向上或向下弯曲。
6.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:储水箱(1)上设有注水口(14),在该注水口(14)处设竖管(15)并向储水箱(1)内延伸,使储水箱(1)上部形成空腔(19),并在空腔(19)上设压力阀(22)或气孔(18)或止回阀(21)。
7.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:增设蒸汽室(7),该蒸汽室(7)与加热筒(4)、出水连接管(8)相通。
8.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:增设蒸汽管(6),通过该蒸汽管(6)将加热筒(4)与出水连接管(8)相连通。
9.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:增设温控装置(13),该温控装置(13)设于加热筒(4)或电加热器(5)上,并与电加热器(5)的电路相连。
10.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:增设排汽管(12),通过该排汽管(12)将蒸汽室(7)或加热筒(4)直接或间接与储水箱(1)相通。
11.根据权利要求1或2所述的热能水自循环系统,其特征在于:设有副水箱(23)并与进水连接管(11)相通,该副水箱(23)与储水箱(1)相通。
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