CN87103788A - 具有一个蓄热块的加热和/或蒸煮装置 - Google Patents

Abstract

图示说明加热和/或蒸煮设备有一用绝热材料隔热的蓄热块，块中的加热元件，几个嵌在绝热材料中的耗热器以及穿过绝热材料自蓄热块向上通到耗热器中的加热管。

本发明的加热和/或蒸煮设备，耗热器温度控制得以改善和简化，加热管中蒸汽/液体流及加热管输热量用控制机构控制，加热管为双路，有一使蒸汽向上流的进路和一与其基本平行使液体向下流的回路，连接进、回路的加热管支路从进路的最高点向下通道回路内，回路流通截面与进路相比却很小。

Description

本发明涉及到一种加热和/或蒸煮装置，它具有一个由一种绝热材料围成的蓄热块、一个在蓄热块中的加热元件、至少有一个有时埋置在绝热材料内诸如加热板的耗热器、一个烘烤炉、一个散热器、一个炊具或类似用具，还有一个由蓄热块出来并通过上述绝热材料朝向耗热器突起的加热管。

一些时间以来众所周知，作为传热元件对于具有蓄热块的加热和/或蒸煮装置来说可用所谓加热管（西德公开说明书DE-OS3226782）。这种已知加热和/或蒸煮装置的一个加热管一方面与一个吸热用的太阳集热器相连接，另一方面作为加热元件则插入到蓄热块内。另一个加热管从蓄热块出来通往一个此处具有加热板形状的耗热器上。通过整个加热和/或蒸煮装置提升并倾斜或是通过调整加热管不同的倾斜度就可以控制加热管的传热量。这种控制技术所考虑到的实际情况是，用一个加热管时涉及到一个由适当材料制成两端封闭的管子，其中装有一小部分液态冷却剂。要是将这种加热管配置成具有一定的最小倾斜度，则可使热量从其下端传到位置较高的一端，这样冷却剂在下面热端蒸发，使形成的蒸汽上升，而在上面冷端则在放热过程中冷凝。冷凝液再流回到加热管的下端，于是形成传热循环。加热管在热工技术上起单向阀的作用。

通过提升和倾斜整个加热和/或蒸煮装置或通过调整加热管不同倾斜度的做法以控制加热管的传热量在实际上仅适用于一定的范围。特别是当与加热管连接的耗热器配置成一个完全确定的倾斜度而且必须要保持这个倾斜度时，就如使用加热板时那样，这种控制技术就不能使用。

此外已有一种加热和/或蒸煮装置（西德展出说明书DE-AS1141063），这种装置做成电加热蓄热炉，具有一个加热螺旋丝或类似部件作为电热元件，最好是用便宜的夜间电流来加热蓄热块。这种加热和/或蒸煮装置设有一个传热元件，做成一个垂直安装可作垂直移动的导管，或是做成一个相应是由一种具有良好导热性材料、特别是由铜制成的螺栓。此时控制传热元件的传热量是通过改变传热元件与耗热器之间或是在耗热器上一个相应传热插座之间的有效传热面积来达到的。同时传热插座与传热元件的配置端在一起构成控制机构。配置在该机构上的有一个机械控制装置，做成一个在垂直方向上移动传热元件的传动装置。

此外已知有一种用一个加热管工作的传热系统，上述系统的加热管传热量可以借助于一个做成阀门的控制机构来控制（西德公开说明书DE-OS2753660）。这样借助于控制机构可以控制蒸汽/液体在加热管内的流动。为此其加热管是做成双路的，即具有一个仅可使蒸汽向上流动的进路一个与其基本上平行、可使蒸汽向上流动而使液体向下流动的回路。控制机构配置在回路内并可接通/断开液体向下流动。所以控制机构具有两个形状位置，此时在断开位置上蒸汽仍可向上流动直到加热管内较热部分的液体完全蒸发为止。这种加热管的进路仅在关闭控制机构时才工作，因此是在断开位置时才工作。在接通位置上回路也起进路的作用。这种结构总的来说在技术上投资多，结构庞大，因此不是最佳的。

最后是本来已知有一种加热管，这种加热管也是用在一个底衬内倾斜装入的方法来保证液体作明显的回流（日本专利公开说明书JP-P-OS    57-2.989）。同时在这里加热管在上部范围内分成一个进路和一个回路，即其朝向并列为耗热器的一端做成一个环。在加热管的下部范围其壁上有便于使液体向下回流的导板。关于进路与回路之间是否有流动不能作出肯定回答，同时对加热管也没有设置一个控制机构。

本发明现在所要解决的任务是用通用方法在耗热器的温度控制方面改善并简化这种已知的开始所述的加热和/或蒸煮装置。

根据本发明给出的加热和/或蒸煮装置，这种装置解决了前面所述的任务，其特征在于，其蒸汽/液体在加热管内的流动，因而也是加热管的传热量可以借助于一个控制机构来控制，其加热管是做成双路的，即具有一个仅可使蒸汽向上流动的进路和一个与其基本上平行、仅可使液体向下流动的回路，还有其进路与回路连接的加热管支路是由进路的最高点倾斜地通往回路的和/或其回路的流动截面和进路的截面相比是非常小的。按照本发明借助于一个控制机构来影响加热管的传热量而与其倾斜度无关。由此找到一个解决办法是可以不受倾斜度影响地控制耗热器的温度或控制一种还在议论之中的加热和/或蒸煮装置的耗热器。此外同时实现的不仅是一个传热循环，而且还是一个具有机械意义的循环，这样就进一步提高了整个装置的效率并且改善了其可控性。适当引导加热管或相应设计回路可使液体不断地向下流到回路内，但蒸汽是仅在进路内上升而不是或实际上不是在回路内上升。

现有许多可以扩展和进一步形成前面基本上述及的按照发明解决办法的可能性。借助于附图结合下列对最佳实施例的说明来说明上述可能性。附图内

图1、一种加热和/或蒸煮装置的实施例的截面图，

图2、具有按图1所示加热和/或蒸煮装置用的控制阀的加热管的放大图，

图3、根据图2所示另一种具有控制阀的加热管实施例和

图4、根据图1所示另一个加热和/或蒸煮装置的实施例，

图5、一个最佳实施例的加热管下部范围示意放大图，

图6、类似于图1所示第三个加热和/或蒸煮装置的实施例。

加热和/或蒸煮装置首先是具有一个由一种绝热材料1围起来的蓄热块2。作为蓄热块2的蓄热介质可以考虑适当的液体，具有适当熔点的盐类等等，也可考虑已知的固件作为蓄热介质，因此可以考虑陶瓷、蓄热石、铝、铸铁或类似材料。在所示最佳实施例中蓄热介质就是具有适当熔点的盐类混合物。作为绝热材料1可以考虑各种常用的绝热材料，这些材料自然要经得住一个蒸煮装置蓄热块内相当高的温度。此外加热和/或蒸煮装置还具有一个在蓄热块2内的加热元件3。这种加热元件3可以是一个电热螺旋丝或类似件，而在所示最佳实施例中就是一个加热管的上端，此外该端与一个太阳集热器的一个吸收器和集热器面板4相连接。这本是已知的，因而这方面可以参阅作为现有技术的一些出版物（西德专利说明书DE-PS    3226782）。

图1表示这里所示的一个蒸煮装置最佳结构形式，它具有两个呈加热板状的耗热器5，这两个耗热器均埋置在绝热材料1内。不用加热板作为耗热器5，自然还可考虑用一个烘烤炉，但有时还用到一个单独的炊具，因此可以考虑用一个加热板和炊具合在一起的器具。除了已有的加热装置外按照本发明的加热和/或蒸煮装置还可以具有一个散热器或类似件。为此也可参阅本说明书前言中所述的现有技术。

蓄热块2内装有一个传热元件6，该元件经绝热材料通到耗热器5上。在图1所示的实施例中上述传热元件6因埋置耗热器5装入到本身整个处于蓄热块2中的绝热材料1内，从而使其处于绝热材料1中。传热元件6的传热量可借助于一个控制机构7来控制，该机构在图上所示的实施例中是做成机械式的。

由于传热元件6是一个加热管，在采用铜棒或类似材料时传热量效率有显著改进。此外加热管的优点是在热式技术上可起单向阀的作用，即只能作从下向上的传热。这就使上述加热和/或蒸煮装置的加热管6从蓄热块2朝向耗热器5突起，最好是在所示实施例中基本上保持垂直。从而保证了加热管6有最佳的传热量。借助于控制机构7可以控制蒸汽/液体在加热管6内的流动，因此在不改变加热管6的倾斜度情况下仍可控制加热管6的传热量。

图1和2基本上给出了用作传热元件的标准的加热管6，因此在这种加热管6中蒸汽/液体可在一个腔内对流，图3表示一个做成双路的加热管6，它具有一个仅可使蒸汽向上流动的进路8和一个与其基本上平行、仅可使液体向下流动的回路9。采用这种结构还可实现一种具有机械意义的循环，这就进一步提高了整个装置的效率并且还改进了其可控性。可以通过适当的单向阀10、11、导流片、过滤器或类似部件来实现在进路8内仅有蒸汽流动，而液体则仅在回路9内流动。此外图3表示这种双路加热管6在下部具有一个液体也就是液态冷却剂的低位集液区12，因蒸汽上升区13与这个集液区相通。此外重要的是其进路8与回路9连接的加热管6支路是由进路8的最高点倾斜地通往回路9的。最后重要的是这里所示的实施例其控制机构7是配置在进路8内的，而且这里也仅仅配置在进路8内。这方面可以考虑的实际情况是由于进路8和回路9内的流动与方向有关，这一点就足以控制蒸汽在进路8内的流动。

在图4给出的本发明的另一个实施例中，使蒸汽按进路8向上流动和液体按回路9向下流动的分配不是通过单向阀或类似部件来实现而仅仅是通过如下方式来实现的，即：一方面进路8与回路连接的加热管6支路是从进路8的最高点倾斜地通往回路9的，而且另一方面回路9的流动截面又特别小。确切地说按所示的实施例其回路9的流动截面呈毛细管状是很小的，即回路9的直径约为3毫米。要是回路9内有回流液体，实际情况也是这样，则回路9就对蒸汽向上流动作了有效的封闭。适当引导加热管6通过进路8上面的最高点再通到其对面，可使液体不断地向下流到回路9内。

此外图4给出本发明的最佳实施例，图中加热管6分为进路8和回路9的情况仅仅是在紧靠绝热材料1的下面部位才这样。这种情况用稍微放大的图5再次给出。图5所示加热管6的下端按所示实施例其直径约为25至40毫米，最好是约为30毫米，其向上引出的进路8其直径约为10毫米。加热管6全部用铜制成，这里所示的实施例中其加热管6内约灌注有15磅水。

此外图4还给出本发明的一个最佳实施例，控制机构7不是配置在进路8上，而是配置在回路9上。因此图中所示的结构形式可使控制机构做得很小从而使造价特别便宜。此外这种结构的优点是蓄热块2在热态状态时通过耗热器5的散热较少或是很小，使所有液体集中于加热管6的上部范围，因而是集中在最冷的部位并由控制机构7来阻止其按回路9向下回流。因此加热管6在这种情况下仅承受一个很小的内压力，由于液体蒸发而形成的加热管的高内压仅在实际运转时，也就是在通过耗热器5散热时才会发生。

图1至图6明确地述及按照发明的最佳解决办法其控制机构又直接配置在耗热器5内，最好还是配置在绝热材料1内。这方面可以考虑的实际情况是控制机构7设置在蓄热块2内，可能在控制机构7上产生泄漏热流。

同时图1内绝热材料1在其一侧还围有一个由板材或类似材料制成的外壳14，图4中绝热材料1为整体式绝热体，因此外侧有足够的强度不需要另加外壳。

图2和3在所示的实施例中说明，朝向耗热器5的加热管6的一端做成一个环圈15。加热管6做成一个环圈15可使耗热器5内的热量分布得到改善。此外在加热管6的一端形成环圈15，甚至可以形成一种加热螺旋管，这可以在已有的电加热板上很快地进行加热。作为可供选择的方案，图1表示加热器6朝向并列为耗热器5的一端呈漏斗形扩展，这样在一定程度上加热管6本身就用其一端来做耗热器5，也就是加热板。因此要不加热管6呈漏斗形扩展的一端本身承受冲击和负载，要不就设置一个有适当强度的保护盖板。

此外如图2至4所示，在效率上特别适宜的是，加热管6朝向并列为耗热器5的一端在一个本身是耗热器5的板16内从效率的观点来看是合适的。在图2至4所示的最佳实施例中这种板16是用铝制成的，而加热管6的一端则是铸入在该板16内。此外还有另外一些方法，例如用导热片或类似部件来改善由加热管6到耗热器5的热传导。

如前所述其加热管6根据本发明的最佳解决办法是用铜来制成。研究结果表明铜完全可用铝来焊接，而且铝也可以直接固定在铸铁上。

图5表明在加热管6的下部本发明的一个特点，在该部位的内壁上配置有一个有利于液体回流的螺旋管6a。因此形成一个液体回流用的辅助装置，当然还可用其他方式来实现。

此外图4还给出在蓄热块2的范围内加热管与一个大面积的吸热板6b相连接。在这里所示的实施例中，吸热板6b为一个斜置于蓄热块2内有一个直径约为10毫米的孔的铝板，上述情况表示吸热板6b在一端可以直接与一个供热给蓄热块2的加热管或类似部件相连接。

图6所示加热和/或蒸煮装置的另一个实施例首先给出一个耗热器5，这是一个与烧锅成一体的炊具。这里重要的是，耗热器5做成与带有绝热材料1的蓄热块2分开的结构单元并且通过加热管6与蓄热块2相连接。在给出的实施例中加热管6有一个整个的绝热体17，以避免在绝热材料1与耗热器5之间的构件上有热量损失。其耗热器5本身也设置有一个绝热体18。此外图6表明蓄热块2连同绝热材料1有一个插装加热管6用的孔19，而加热管6则可有选择地插装到上述孔19内。按类似方式在所示实施例中其做成炊具的耗热器5也有一个插装加热管6相应端用的孔20。最后图中所示的加热和/或蒸煮装置是可拆卸的。

前面只是一般地谈到用于加热管6传热量的控制机构7。这种控制机构7的详细制做方法，专业人员可从有关的专业文献中查到。在所示的最佳实施例中控制机构7也做成阀门，而且按照本发明的最佳解决办法是做成调节阀。基本上这种阀还可以做成开/关阀，但这需要采用以后还要说明的控制技术措施才能控制加热管6的传热量。例如这种阀门在致冷机的专业文献中可以查到（Lueger“技术辞典”第16卷“工艺辞典”DVA斯图加特1970，第398页）。

基本上一个用于控制机构的调节阀7可以做成旋塞式的，这样特别适合于作控制元件的一种旋钮使用。加热管6作为传热元件是特别合适的，这种加热管在流通截面中有一个可调的阀门段21。例如按图1至3所示加热管6的管壁在阀段21中是用弹性材料做成的，这样控制加热管6的传热量就可以通过例如在阀段21中管壁的环状挤紧来实现。

在图1至4所示的实施例中控制机构7或调节阀7是机械控制，即借助于一个旋钮或类似部件来控制，因而就能通过适当安置控制机构7或调节阀7得出一条有关控制状态特殊的特性曲性，例如开始用大传热量作快速加热就可以为再加热而回收传热量。特别适合于如图6所示用于控制机构7的电气或电子的控制装置22。当然控制机构7或调节阀7必须是可作相应控制的，例如可以是一种电磁的或电机的，或是一种电动气动的控制机构7。重要的是一种电气或电子的控制装置22在控制技术上可以有许多可能性。这样例如借助于在耗热器5内的一个温度传感器就可做成一个完整的调节系统，因此通过控制加热管6的传热量就可使耗热器5总是保持在同一温度上。还有考虑到一种本身是已知的定时开关可以得出一条特殊的有时间关系的耗热器5温度特性曲线，例如可以很快加热到某个很高温度上，然后退回温度继续加热一段时间。借助于一种电或电子的控制装置22还可做到，结合蓄热块2中的一个温度感受器使得降低蓄热块2内的温度能考虑到一定的下限值。在这种情况下可以或是使耗热器5“断开”和/或加热元件3附加接通，例如在用一个做成电热螺旋管的加热元件3时可以同时用相当贵的日间电流作补充加热。同时可以有目的的在控制装置22上设置相应的功能显示装置。

一种电或电子的控制装置22可使一个做成阀门的控制机构7能作脉动地打开和关闭。这样一种脉动打开和关闭的控制机构7可用一个开/关阀门，尽管上述动作并不是单用一个开/关阀所可做取的。打开和关闭控制机构7之间的脉冲占空系数确定了实际的传热量。

Claims (18)

1、加热和/或蒸煮装置具有一个由一种绝热材料围起来的蓄热块，一个在蓄热块中的加热元件、至少有一个有时埋置在绝热材料内诸如加热板的耗热器、一个烘烤炉、一个散热器、一个炊具或类似用具，还有一个由蓄热块出来并通过上述绝热材料朝向耗热器突起的加热管，其特征在于，其蒸汽/液体在加热管(6)内流动，因而加热管(6)的传热量可以借助于一个控制机构(7)来控制，其加热管(6)是做成双路的，即具有一个仅可使蒸汽向上流动的进路(8)和一个与其基本上平行、仅可使液体向下流动的回路(9)，还有连接进路(8)与回路(9)的加热管的(6)支路是由进路(8)的最高点倾斜地通往回路(9)和/或回路(9)的流动截面和进路(8)的截面相比是非常小的。

2、根据权利要求1，加热和/或蒸煮装置，其特征在于，为了对进路（8）上向上流动的蒸汽进行分配以及对回路（9）上向下流动的液体进行分配相应地设置有单向阀（10、11）、导板、过滤器或类似部件。

3、按权利要求1或2的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其回路（9）的流动截面约为5至9毫米²，最佳约为7毫米²或其直径约为2至4毫米，最佳约为3毫米。

4、按权利要求1至3之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，加热管（6）仅是在紧靠绝热材料（1）的下面部位分成进路（8）和回路（9）。

5、按权利要求1至4之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，控制机构（7）是装在回路（9）内的。

6、按权利要求1至5之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，控制机构（7）直接装在耗热器（5）的下面，最好还是装在绝热材料（1）内。

7、按权利要求1至6之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其加热管（6）朝向并列为耗热器（5）的一端是做成一个环圈（15）。

8、按权利要求1至6之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其加热管（6）朝向并列为耗热器（5）的一端是呈漏斗形扩展的。

9、按权利要求1至8之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其加热管（6）朝向并列为耗热器（5）的一端最好本身与耗热器（5）的板（16）成一整体，最好铸入到一个铝板（16）内。

10、按权利要求1至9之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，加热管（6）是铜制的。

11、按权利要求1至10之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，加热管（6）的内壁上配置有一个有利于液体回流的螺旋线（6a）或类似线。

12、按权利要求1至11之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，处于蓄热块（2）范围内的加热管（6）与至少一个大面积伸展在蓄热块（2）内的吸热板（6b）或类似板相连接。

13、按权利要求1至12之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其控制机构（7）做成阀。

14、按权利要求13的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其控制机构（7）做成调节阀。

15、按权利要求14的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，做成调节阀的控制机构（7）是做成旋塞式的。

16、按权利要求1至14之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其加热管（6）具有一个在流动截面上可调整的阀段（21）并且加热管（6）在阀段（21）上的管壁最好是由弹性材料组成。

17、按权利要求1至16之一的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，对于控制机构（7）设置有一个电气的或电子的控制装置（22）。

18、按权利要求17的加热和/或蒸煮装置，其特征在于，其作为阀门的控制机构可借助于控制装置脉动地打开和关闭。

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