CN203122101U

CN203122101U - 节能烧水壶

Info

Publication number: CN203122101U
Application number: CN 201220746556
Authority: CN
Inventors: 孙广足
Original assignee: TIANJIN BONENG SOLAR EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: TIANJIN BONENG SOLAR EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-12-29
Filing date: 2012-12-29
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2022-12-29

Abstract

本实用新型公开了一种节能烧水壶，由壶嘴、壶体、壶提手固定端、壶盖和壶把组成，其特征在于壶体的内部是真空腔体12，真空腔体的内壁上有密齿槽，真空腔体内充有工质，壶体上有真空排气阀。本实用新型的优越性：本节能水壶依靠真空环境中的工质的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有超高的导热能力，节能烧水壶壶体导热系数约为15000-20000w/m·k。壶体上下具有优良的等温性，保证壶体整体温差较小，整个壶体内表面都能很好的和壶内的水进行热量传递，保证热量及时传递给壶内的水。提高能源利用率，减少加热时间，从而减少耗能。

Description

节能烧水壶

（一）技术领域：

本发明涉及一种烧水壶，特别是一种节能烧水壶。

（二）背景技术：

现有的烧水壶多采用普通铝材质制成，加热原理为热源向壶底直接加热，水壶吸收热量后加热壶内水。铝合金的导热系数约为120-240 w/m·k，导热系数较低，热阻大，单位厚度、时间内允许通过单位截面积的热量小，因此，导热系数越低，热量传递越慢。采用普通铝制烧水壶的缺点是：壶体底部吸收热量的速度慢，热源的热量不能充分被壶体吸收；热量在壶体内部传递速度慢；壶体高温处和低温处温差，有效加热面积小，水壶上的热量主要依靠壶底部分对壶内的水进行热传递，因此能源利用率低，加热效果差，烧水时间长，耗能多。

（三）发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种节能烧水壶，它能够克服普通铝制水壶能源利用率低，烧水时间长，耗能多的不足，提高了能源利用率，减少加热时间，从而减少耗能。

本实用新型的技术方案：一种节能烧水壶，由壶嘴、壶体、壶提手固定端、壶盖和壶把组成，其特征在于壶体的内部是真空腔体，真空腔体的内壁上有密齿槽，真空腔体内充有工质，壶体上有真空排气阀。

上述所述壶嘴上装有壶嘴盖。

上述所述密齿槽的深度为0.2-0.25mm，间距为0.1-0.15mm。

上述所述真空腔体内的大气压为1.3×10^-1-1.3x10^-4 Pa。

上述所述节能烧水壶的壶体的导热系数为15000-20000 w/m·k。

上述所述工质的真空时沸点为30-50℃，在真空腔体内为汽化工质和液化工质，所述工质化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质在密齿槽回流性能。

本实用新型的工作过程：通过真空排气阀对真空腔体进行抽真空，使真空腔体的大气压在1.3×10^-1-1.3x10^-4 Pa的负压后，通过真空排气阀对腔体注入中适量的工质后，对真空排气阀加以密封。水壶受热源加热后，真空腔体内的工质在液态与气态之间循环变化，因此，工质在真空时的沸点为30-50℃。由于工质反复受热汽化、遇冷液化，因此要求工质化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质在密齿槽回流性能。

本实用新型的工作原理：由于真空腔体内是真空环境，真空腔体内的工质的沸点会比常压下低，更易挥发。壶体受到加热后，温度上升，工质受热，吸收热量，汽化膨胀，形成压力差，工质在压力差的作用下流向真空腔体顶部，工质在真空腔体顶部遇冷，液化，真空腔体顶端会吸收工质放出的热量，真空腔体顶部热量上升，真空腔体顶部通过热传导将热量传递给壶体内的水，使整个电热水壶内壁温度均匀、温度高，整个电热水壶内壁都能快速和水进行热量交换，达到增加热量交换面积、速度的目的。由于真空腔体的内壁两侧采用毫米数量级槽道的密齿槽结构，槽道形成毛细力，增加对液化工质的吸引力，液化工质通过密齿槽的槽道形成回流。在重力的作用下，沿密齿槽回流到真空腔体底部，重复循环，完成热传递。

上述一套热循环过程是非常迅速的，接近声音的速度。传统烧水壶导热是依靠金属内部自由电子的运动，是没有形态变化的显热交换；本实用新型所涉烧水壶导热是利用工质的液化、汽化相变的潜热交换。同一物质，潜热交换效率是显热交换效率的一百倍，汽化潜热和压力成反比，压力越小，介质汽化温度越低，汽化时储存的汽化潜热越多，因此真空情况下，具有更高的导热系数。本实用新型所涉烧水壶的导热系数可达10⁵W/m·℃的数量级，远远超过一般金属材料的导热系数10²W/m·℃的数量级。

本实用新型的技术效果和优越性：本节能水壶依靠真空环境中的工质的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有超高的导热能力，节能烧水壶壶体导热系数约为15000-20000w/m·k。真空腔体的工质蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽的压力决定于饱和温度，饱和蒸汽从壶底流向壶顶所产生的压降很小，根据热力学中的方程式可知，温降亦很小，因而壶体上下具有优良的等温性，保证壶体整体温差较小，整个壶体内表面都能很好的和壶内的水进行热量传递，一方面，增大加热面积，另一方面，超高导热系数决定水壶底部吸收热量的速度也大大加快，保证热量及时传递给壶内的水。根据热源大小不同，壶体温度比水温高30-50℃，相同的热源，采用本实用新型所涉节能烧水壶，壶体温度比普通高20-40℃，并且壶体温差很小，在±4℃内，而普通烧水壶温差在30℃以上；在壶体最高温度相同时，本节能烧水壶的热源明显低，提高了能源利用率，减少了加热时间，从而减少耗能。

（四）附图说明：

图1为本发明所涉一种节能烧水壶的整体结构剖视图

图2为本发明所涉一种节能烧水壶的工作状态剖视图

其中：1为壶嘴盖，2为壶嘴， 3为壶体，4为壶提手固定端，5为真空排气阀，6为壶盖，7为壶把，8为热源，9为工质，10为汽化工质，11为密齿槽，12为真空腔体，13为液化工质。

（五）具体实施方式：

实施例1：一种节能烧水壶（见图1-2），由壶嘴2、壶体3、壶提手固定端4、壶盖6和壶把7组成，其特征在于壶体3的内部是真空腔体12，真空腔体12的内壁上有密齿槽11，真空腔体12内充有工质9，壶体3上有真空排气阀5。

上述所述壶嘴2上装有壶嘴盖1。

上述所述密齿槽11的深度为0.2mm，间距为0.1mm。

上述所述真空腔体12内的大气压为1.3×10^-1 Pa。

上述所述节能烧水壶的壶体3的导热系数为15000w/m·k。

上述所述工质9的真空时沸点为50℃，在真空腔体12内为汽化工质10和液化工质13，所述工质9化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体12内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质13在密齿槽11回流性能。

本实用新型的工作过程：通过真空排气阀5对真空腔体12进行抽真空，使真空腔体12的大气压在1.3×10^-1Pa的负压后，通过真空排气阀5对腔体12注入中适量的工质9后，对真空排气阀5加以密封。水壶受热源8加热后，真空腔体12内的工质9在液态与气态之间循环变化，因此，工质9在真空时的沸点为50℃。由于工质9反复受热汽化、遇冷液化，因此要求工质9化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体12内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质13在密齿槽11回流性能。

实施例2：一种节能烧水壶，由壶嘴2、壶体3、壶提手固定端4、壶盖6和壶把7组成，其特征在于壶体3的内部是真空腔体12，真空腔体12的内壁上有密齿槽11，真空腔体12内充有工质9，壶体3上有真空排气阀5。

上述所述密齿槽11的深度为0.25mm，间距为0.15mm。

上述所述真空腔体12内的大气压为1.3x10^-4 Pa。

上述所述节能烧水壶的壶体3的导热系数为20000 w/m·k。

上述所述工质9的真空时沸点为30℃，在真空腔体12内为汽化工质10和液化工质13，所述工质9化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体12内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质13在密齿槽11回流性能。

本实用新型的工作过程：通过真空排气阀5对真空腔体12进行抽真空，使真空腔体12的大气压在1.3x10^-4 Pa的负压后，通过真空排气阀5对腔体12注入中适量的工质9后，对真空排气阀5加以密封。水壶受热源8加热后，真空腔体12内的工质9在液态与气态之间循环变化，因此，工质9在真空时的沸点为30℃。由于工质9反复受热汽化、遇冷液化，因此要求工质9化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体12内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质13在密齿槽11回流性能。

实施例3：一种节能烧水壶，由壶嘴2、壶体3、壶提手固定端4、壶盖6和壶把7组成，其特征在于壶体3的内部是真空腔体12，真空腔体12的内壁上有密齿槽11，真空腔体12内充有工质9，壶体3上有真空排气阀5。

上述所述壶嘴2上装有壶嘴盖1。

上述所述密齿槽11的深度为0.23mm，间距为0.13mm。

上述所述真空腔体12内的大气压为1.3×10^-3Pa。

上述所述节能烧水壶的壶体3的导热系数为18000 w/m·k。

上述所述工质9的真空时沸点为40℃，在真空腔体12内为汽化工质10和液化工质13，所述工质9化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体12内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质13在密齿槽11回流性能。

本实用新型的工作过程：通过真空排气阀5对真空腔体12进行抽真空，使真空腔体12的大气压在1.3×10^-3的负压后，通过真空排气阀5对腔体12注入中适量的工质9后，对真空排气阀5加以密封。水壶受热源8加热后，真空腔体12内的工质9在液态与气态之间循环变化，因此，工质9在真空时的沸点为40℃。由于工质9反复受热汽化、遇冷液化，因此要求工质9化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体12内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质13在密齿槽11回流性能。

Claims

1.一种节能烧水壶，由壶嘴、壶体、壶提手固定端、壶盖和壶把组成，其特征在于壶体的内部是真空腔体，真空腔体的内壁上有密齿槽，真空腔体内充有工质，壶体上有真空排气阀。

2.根据权利要求1所述一种节能烧水壶，其特征在于所述壶嘴上装有壶嘴盖。

3.根据权利要求1所述一种节能烧水壶，其特征在于所述密齿槽的深度为0.2-0.25mm，间距为0.1-0.15mm。

4.根据权利要求1所述一种节能烧水壶，其特征在于所述真空腔体内的大气压为1.3×10^-1-1.3x10^-4 Pa。

5.根据权利要求1所述一种节能烧水壶，其特征在于所述节能烧水壶的壶体的导热系数为15000-20000 w/m·k。

6.根据权利要求1所述一种节能烧水壶，其特征在于所述工质的真空时沸点为30-50℃，在真空腔体内为汽化工质和液化工质，所述工质化学性质稳定，在预计寿命内不与真空腔体内表面发生化学和物理变化，或者发生变化不足以影响液化工质在密齿槽回流性能。