內置電加熱重力熱管電暖器的製作方法

2023-12-09 15:38:51 1

專利名稱：內置電加熱重力熱管電暖器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種由重力熱管組合而成的電暖器，特別是涉及一種內置電加熱器、分流管、狹縫水熱媒體以及熱交換真空的水重力熱管組合式電暖器。
與之相比，電加熱方式沒有廢煙氣產生，屬零汙染排放，熱效率可以達到100％。目前在市面上已經出現的電熱產品有採用電熱膜式地板加熱和矽鈣板電阻絲牆體加熱的電暖器，但其傳熱係數較低(松木地板為0.12～0.14w/m.k、大理石為2.9w/m.k、混凝土為0.814～1.745w/m.k)，由於樓板或牆體均存在吸熱，蓄熱和散熱等過程，致使其加溫速度較慢，同時又受現有的供電系統的制約，費用需求較高，很難滿足一般工薪家庭的需求。經檢索國內外資料，目前尚未發現更高效、節能、安全、方便、更適合一般獨立家庭使用的電暖器換熱器件。
本實用新型的目的在於提供一種更為安全、高效、節能、能滿足一般家庭獨立使用的內置電加熱重力熱管組合式電暖器，同時，其安裝使用均方便，工作壽命長。
本實用新型的目的是這樣實現的所述內置電加熱重力熱管電暖器由數個內置電加熱重力熱管25並聯組合而成，所述的內置電加熱重力熱管25在工作時呈負壓狀態，它包括真空抽取封閉口1、上密封固定蓋3、封閉管外殼4、分流管6、真空腔8、熱媒體水9、內置加熱器10、固定連接絕緣體14及下密封固定蓋15；其中，所述真空抽取封閉口1設置在最上端的上密封固定蓋3之上，所述內置加熱器10固定在下密封固定蓋15上表面的中央，由所述上密封固定蓋3、封閉管外殼4及下密封固定蓋15組成密閉腔體，所述分流管6位於該腔體內，距封閉管外殼4的內壁形成一定間隙，所述的內置加熱器10位於所述分流管6內部中央的下部，它與分流管6內壁之間形成一定間隙，所述熱媒體水9位於所述封閉管外殼4內的下部和所述下密封固定板15的上方、處在該封閉管殼4、分流管6與內置加熱器10的狹縫之中，所述真空腔8位於熱媒體水9的上方及上密封固定蓋3的下方。
在本實新型中，其內置電加熱重力熱管25的封閉管外殼4選用紫銅齒狀管，不但增大了換熱面積，而且其導熱系較高，為384w/m2℃。同時，採用真空技術的目的，就是利用熱媒體水在真空狀態下沸點低，易汽化的特點，可以迅速產生池內沸騰，其換熱係數可達到20000w/m2℃以上。由於銅與水為親體材料，因此不會產生鏽蝕和水解，保證了熱管使用壽命和質量。所述內置電加熱重力熱管25的散熱面積、即其封閉管外殼4上的銅齒的長短、粗細按加熱功率用平板熱交換計算方法進行設計，應該保證將其表面溫度控制在80℃左右。所述內置電加熱重力熱管25在工作中管內呈負壓狀態，熱媒體水不會結垢也不會產生炸裂的危險。在實際應用中，可根據房屋面積及熱管功率確定該內置電加熱重力熱管25的使用數量，根據實際情況作成踢腳板式組合電暖器，達到不佔用房屋面積，且具有美化裝修的效果，其設計新穎，製造簡便、結構合理緊湊，高效節能、安全、使用組合靈活方便，十分適用於一般家庭獨立供暖。
請參閱附


圖1，在本實用新型的內置電加熱重力熱管電暖器中，內置電加熱重力熱管25是其中一個主要組件，它包括真空抽取封閉口1、上固定孔2、紫銅上密封固定蓋3、紫銅齒狀封閉管外殼4、分流管導氣孔5、內置δ05-1mm紫銅分流管6、紫銅碗狀溢流環7、重力熱管真空腔8、熱媒體水9、內置電加熱器10、下固定孔11、外電源接線柱12、加熱器電源引出線13、固定連接絕緣體14、紫銅下密封固定蓋15、冷凝回液孔16及紫銅扣碗狀導流環17。其中，所述真空抽取口1位於最上端焊接在上密封固定板3上，所述上、下密封固定板3、15焊接在紫銅齒狀封閉管外殼4的上下兩端，所述固定絕緣體14粘接在下固定密封板15的下方，接線柱12固定在絕緣體14上。所述分流管6位於紫銅齒狀封閉管殼體4的內部並與該封閉管殼體4的內壁形成1.5～3mm的間隙，所述溢流環7、導流環17與該殼體4內壁的間隙為0.5mm，所述電加熱器10位於該分流管6內並處於所述重力熱管25中央的下部，與該分流管6內壁的間隙為2～5mm，所述熱媒體水9位於該重力熱管25內中央部位的下方，下密封固定板15的上方，處在所述紫銅齒狀封閉管殼體4、分流管6和電加熱器10的狹縫中，所述真空腔8位於熱媒體水9的上方、上密封蓋3的下方。
在本實施例中，所述導汽孔5置於分流管6的管壁上部，從頂部排列，其排數根據熱管25的總長度按佔1/3均勻分為3～5排，每排按圓周均勻分為4個直徑為4mm的圓孔，所述溢流環7，導流環17固定在分流管6的外壁，溢流環7處於導汽孔5上方5～10mm，導流環17處於溢流環7的下端與溢流環等距離排列，回液孔16處於分流管6的最下端，按圓周均分為直徑為3mm的6個圓孔，共同組成分流管6位於上、下密封固定板3、15之間。
附圖2中為安裝在
圖1所示內置電加熱重力熱管25內的內置電加熱器10的結構剖視圖，其中，該電加熱器10包括加熱體紫銅圓孤形封頭18、矽碳電阻銀接線頭19、矽碳電阻加熱管21、電加熱體紫銅齒狀管22、外絕緣固定陶瓷管23及內絕緣固定陶瓷引線管24。其中，所述的矽碳電阻加熱管21由空芯陶瓷矽碳管20及設置在其管壁外的電熱矽碳電阻膜組成，該矽碳電阻加熱管21處在所述外絕緣固定陶瓷管23內，位於內絕緣固定陶瓷引線管24的上部，距下密封板15的距離為20～50mm，所述外絕緣固定陶瓷管23處在所述電加熱體紫銅齒狀管22的內部，由上述組件所組成的電加體10安裝在所述內置電加熱重力熱管25的下密封固定板15的上表面之上並位於中央位置。
附圖3為本實用新型中的一個內置電加熱重力熱管電暖器的具體實施例，在此，所述內置電加熱重力熱管25呈踢腳板式垂直安裝組合方式，它包括踢腳板上扣邊26、鏡面熱反射板27(不鏽鋼或鋁鏡面板)、系統時間溫度控制器33、含接地線單相源暗走線35及踢腳下固定電源槽盒36。其中，在所述系統時間溫度控制器33上設置有時間溫度控制器加熱工作指示燈28、加溫定時設定旋鈕29、電源指示燈30、加熱停止指示燈31、停止加熱時間設定旋鈕32及加熱緊急啟動按鈕34。
在本實施例中，所述重力熱管25的紫銅齒狀外殼、上下封頭、真空抽取管、分流管、內加熱紫銅齒狀管(管長為重力熱管總長度的25％)均需要在焊接牢固後進行打壓實驗，一般為6個大氣壓，打壓時間不小於4小時，整體浸入水內撿漏，確保無漏關後進行超聲波清洗，在乾燥後再進行熱媒體水(蒸餾水或純淨水)注入操作，其注入量應佔整體熱管長度的1/3，放置數小時後，再連接真空泵並進行抽取真空操作，此時先打開真空泵鎮氣閥在室溫下抽取2分鐘，然後將該熱管下端浸入0℃左右的冷水，浸入深度同熱媒水高度，關閉鎮氣閥，再抽取2分鐘，使真空度達到6×10-2帕，最後進行壓力封口焊接，關閉真空泵。
對所製成的熱管進行沸水測定，將熱管下端放入沸水內，在其上部用手能迅速感到撞擊，迅速導熱(燙手)即為合格品，進行乾燥後，裝入電加熱芯和其它配件即可製成成品。
本實用新型內置電加熱重力熱管電暖器有多種工作方式，下面通過一個實例來進行簡單說明將所述的系統時間溫度控制器33根據實際需求設定好定時開、關時間，接通電源，令所述的矽碳電阻加熱管21通電發熱，所產生的熱量經過外絕緣固定陶瓷管23傳至電加熱體紫銅齒狀管22，使位於該內置電加熱器10與分流管6的狹縫中上部的熱媒體水9得到加熱，由於該熱媒體水量很小，即可以迅速產生池內沸騰而被汽化，水蒸汽攜帶著大量的汽化潛熱沿分流管6的內壁上升，經導汽孔5傳至所述封閉管外殼4，再由其齒狀外壁與室內空氣進行熱交換，失去熱能的負壓水蒸氣在所述外殼4的內壁上凝結為水珠，經溢流環7，導流環17在重力作用下流入該外殼4與分流管6的狹縫中、所述熱媒體水9的上部，再經回流孔16流到分流管6與內加熱體10之間的狹縫中，由於採取上部加熱，下部熱媒體水的比重較大，自然形成了調節泵源，能使回流液逐步上升而進行再次加熱，如此形成反覆循環。
在這裡，水蒸氣沿分流管6的內部上升，而釋放熱能後的凝結水從分流管6的外部靠自身重力下流，這樣就形成了互不幹撓的流動通道，因此不會產生攜帶極限而影響換熱，其換熱效率比不設分流管的重力熱管高出一倍以上。所述內置電加熱重力熱管25產生的熱量大部分直接與至內冷空氣換熱，一部分經安裝在其後的熱反射板27反射回室內，有效的減少了牆體的吸蓄熱，進一步提高了取暖效果。
由於內置電加熱重力熱管25內部呈負壓狀態，在斷電停止加熱以後，所述矽碳電阻加熱管21、電加熱體紫銅齒狀管22、外絕緣固定陶瓷管23及內絕緣固定陶瓷引線管24等基體的餘熱，能較長時間維持所述熱媒水9的沸騰狀態，在較高的換熱係數下持續向室內散熱，直至逐漸趨於平衡。
由於是在真空狀態下進行熱媒水9的狹縫加熱，所述內置電加熱重力熱管25在2分鐘左右即可達到設定溫度。實驗表明給所述該內置電加熱重力熱管25通電5分鐘，斷電20分鐘，該內置電加熱重力熱管的外殼4的表面溫度仍在30℃以上。因此可選配時間溫度控制器33，使室內的電暖器組分步順序開、停，不但可解決現有供電系統的供需矛盾，而且可達到進一步節約能源的效果。所述內置電加熱重力熱管25採用並聯方式安裝供電，不會出現因某一根熱管損壞而影響供暖系統工作，同時熱媒體水對人不產生任何危害。
在本實新型中，由於內置電加熱重力熱管工作中呈現負壓狀態，亦可採用熱媒體水其它的親體材料如鋁或不鏽鋼製作，所述電加熱矽碳電阻管亦可採用電熱絲代替，其它配套組件中所使用的材料為一般材料，均可從市售購得。整套內置電加熱重力熱管電暖器的製造工藝並不複雜，一般具有機加工能力的單位均可進行生產。
根據不同的條件和狀態，本專業領域的技術人員可作出多種變化和選擇，以下僅列舉本實用新型可供選擇的情況之一根據不同的加熱功率，所述內置電加熱重力熱管可以設計製造出成不同的高低粗細及內外形狀，亦可組合製作成移動式電熱汀。
權利要求1.一種內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述內置電加熱重力熱管電暖器由數個內置電加熱重力熱管(25)並聯組合而成，所述內置電加熱重力熱管(25)在工作時呈負壓狀態，它包括真空抽取封閉口(1)、上密封固定蓋(3)、封閉管外殼(4)、分流管(6)、真空腔(8)、熱媒體水(9)、內置加熱器(10)、固定連接絕緣體(14)及下密封固定蓋(15)；其中，所述真空抽取封閉口(1)設置在最上端的上密封固定蓋(3)之上，所述內置加熱器(10)固定在下密封固定蓋(15)上表面的中央，由所述上密封固定蓋(3)、封閉管外殼(4)及下密封固定蓋(15)組成密閉腔體，所述分流管(6)位於該腔體內，距封閉管外殼(4)的內壁形成一定間隙，所述的內置加熱器(10)位於所述分流管(6)內部中央的下部，它與分流管(6)內壁之間形成一定間隙，所述熱媒體水(9)位於所述封閉管外殼(4)內的下部和所述下密封固定板(15)的上方，處在該封閉管殼(4)、分流管(6)與內置加熱器(10)的狹縫之中，所述真空腔(8)位於熱媒體水(9)的上方及上密封固定蓋(3)的下方。
2.根據權利要求1所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述內置電加熱重力熱管電暖器還包括鏡面溫度反射板(27)及時間溫度控制器(33)；其中，所述的內置電加熱重力熱管(25)由時間溫度控制器(33)上的加溫時間設定旋鈕(29)、停止加溫時間設定旋鈕(32)及緊急啟動按鈕(34)控制其加溫及停止時間，所述熱反射鏡面板(27)安裝在所述內置電加熱重力熱管組(25)與牆壁之間並貼近牆壁。
3.根據權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於在所述分流管(6)的管壁上部設置有3～5排導汽孔(5)，該導汽孔(5)均被設置在自所述分流管(6)的頂部向下約佔所述內置電加熱重力熱管(25)總長度的1/3範圍內，每排導汽孔(5)按圓周均勻分布並包括有4個直徑為4mm的圓孔，在所述分流管(6)外壁上沿其軸向還以基本相同的間隔安裝有數個溢流環(7)及一個導流環(17)，該溢流環(7)及導流環(17)與所述封閉管外殼(4)的內壁也要保持一定間隙，所述的溢流環(7)處於所述導汽孔(5)的上方5～10mm處，所述導流環(17)位於所述溢流環(7)的下部，等距離排列在所述分流管(6)的外壁上，在所述分流管(6)的最下端還設置有回液孔(16)，按圓周均勻分布在所述分流管(6)的管壁上，共包含有6個直徑為3mm的圓孔。
4.根據權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述的內置加熱器(10)為紫銅齒狀管形加熱器，包括有矽碳電阻加熱管(21)、外絕緣固定陶瓷管(23)、內絕緣固定陶瓷引線管(24)及加熱體紫銅齒狀管(22)，其總體長度為所述內置電加熱重力熱管(25)總長度的1/4；其中，所述的矽碳電阻加熱管(21)處在所述外絕緣固定陶瓷管(23)內並位於所述內絕緣固定陶瓷引線管(24)的上部，距所述下密封固定蓋(15)的距離為20～50mm，所述外絕緣固定陶瓷管(23)處於所述加熱體紫銅齒狀管(22)內部。
5.根據權利要求1或2所述的的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述的熱媒水(9)的注入量，從底部計為所述內置電加熱重力熱管(25)總長度的1/3。
6.根據權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述的封閉管外殼(4)及所述分流管(6)由所述熱媒體水(9)的親體材料製成。
7.根據權利要求6所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述的封閉管外殼(4)的散熱面為紫銅齒狀管，該紫銅齒狀的封閉管外殼(4)的表面散熱面積應使得其散熱表面溫度保持在80℃左右，所述分流管(6)由紫銅材料製造，其厚度為δ0.5～1mm。
8.根據權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述分流管(6)距所述封閉管外殼(4)內壁的間隙為1.5～3mm。
9.根據權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述的內置加熱器(10)與所述分流管(6)內壁之間形成的間隙為2～5mm。
10.根據權利要求3所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特徵在於所述的溢流環(7)及導流環(17)與所述封閉管外殼(4)的內壁之間的間隙為0.5mm左右。
專利摘要一種內置電加熱重力熱管電暖器，由數個內置電加熱重力熱管25並聯組合而成，所述的內置電加熱重力熱管25在工作時呈負壓狀態，它包括真空抽取封閉口1、上密封固定蓋3、封閉管外殼4、分流管6、真空腔8、熱媒體水9、內置加熱器10、固定連接絕緣體14及下密封固定蓋15等。本實用新型設計思路新穎，結構緊湊合理，高效節能，長壽安全且製造工藝成熟完善，其使用及組合、控制均十分方便，能滿足獨立家庭冬季取暖的需求，適宜廣大城鄉地區使用。
文檔編號F24D13/00GK2545514SQ0223297
公開日2003年4月16日 申請日期2002年4月28日 優先權日2002年4月28日
發明者張懷森 申請人:張懷森