一種節能燒水壺的製作方法
2023-05-07 13:57:31 3
專利名稱：一種節能燒水壺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節能燒水壺。
目前在我國千家萬戶中使用的燒水壺，絕大多數均呈平底圓柱體或近圓柱體的幾何形狀。這種平底的加熱容器從傳熱學的領域來看，熱效率相當低。從實驗測量結果和理論計算表明，將4Kg水從22℃加熱至100℃需要燃燒0.1357kg的煤氣，這個量的煤氣燃燒放出的熱量為851.47千卡，而4kg水由22℃至沸騰只需要312千卡熱量，也就是說這種加熱容器的熱效率為36.6％。造成上述情況的原因從對流換熱係數來看，煙氣與水壺底面的對流換熱係數約為43，而壺內水自然對流換熱係數約為678，兩者相比甚遠；從導熱情況來看，為了加強水壺的機械強度，其金屬導熱壁面不能做得過薄，這樣就有了一定的導熱熱阻，此外煙氣流在壁面上所形成的層流邊界層，它的厚度又增大了熱阻，兩項熱阻防礙了熱傳導；再從輻射換熱來看，當採用引射式預混燃燒器進行加熱此種水壺時，其輻射交換熱流密度僅為3792.98w／m2，而對流交換熱流密度為49352.52w／m2，顯然這種加熱方式輻射換熱是很少的。
本實用新型的目的就是要提供一種節能燒水壺，以新的球形結構克服舊式平底圓柱形水壺所固有的熱效率低下的缺陷。
為實現此目的本實用新型所設計的節能燒水壺，包括帶壺嘴的壺體和連接於壺體的壺把以及蓋在壺體上部的壺蓋，不同之處在於壺體被設計成球形體，在此球形壺體下半部沿球體表面縱向間隔布置有若干吸熱肋片，壺體及布置於其上的吸熱肋片放置在一個中空的碗型半球輻射反射罩內，由此構成完整的節能水壺。其碗型底部的作用是放穩水壺，中空是為了燃燒熱流的通過。
本實用新型的優點在於第一採用球形壺體，使煙氣流體成為繞流球體的對流換熱，提高了換熱係數，擴大了加熱表面積；另外球形體機械強度高，壺壁厚可以為柱形水壺壁厚的1／2以下，既降低了導熱熱阻，又可節約大量金屬材料。第二在壺體下半部布置吸熱肋片，進一步加大了換熱面積，提高了對流換熱能力。第三採用半球狀輻射反射罩，除提高了輻射換熱之外，還有一個使二次空氣得到引射的作用。總之由於採用了以上幾項技術措施，大大地提高了熱效率，節約了可觀的燃氣，縮短了加熱時間。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明
圖1為一種節能燒水壺的總體結構示意圖。
圖2為
圖1中壺體及其上的肋片的布置示意圖。
圖3為圖2中A向示意圖。
圖中壺把1、壺蓋2，壺體3製成球體，在此球體的下半部，也就是與燃氣接觸的球體表面沿縱向間隔均勻焊接了24－32片吸熱肋片4，肋片4的布置數量在此範圍內熱效率較高。肋片的布置間距上寬下窄，呈輻射狀，肋片上部高度一般與球心高度大致相同，下部接近球形壺體底部，主要起擴大換熱面積的作用。同時還設計有一個中空的碗型半球狀輻射反射罩5，上述壺體3就放置在此輻射反射罩5中，由肋片4使兩者之間產生間隙，以利於熱氣流的傳導和輻射。這種碗型半球輻射反射罩5的碗口可製成向內收縮狀，使熱氣流儘量保持在罩內，減少向外散發，提高熱效率。也可以將此半球輻射反射罩5的碗口高度做得高於壺體3的球心，來達到上述同樣的目的。壺體3選用一般金屬材料均可，肋片4與壺體之間的焊接可用衝擊焊接機一次完成，碗型半球輻射反射罩可用石棉製品壓制而成，即節約金屬材料，且價格低廉。
以下是本實用新型球形水壺和舊式圓柱形水壺的加熱實驗比較。選擇同一管道煤氣、同一燃氣灶，加熱4kg水，兩種水壺各做五次實驗，所測物理量取平值，記錄於下表
由實驗數據可以看出，球形水壺在環境溫度和水溫都低的情況下，加熱時間縮短，煤氣用量大為減少，節約煤氣用量為(0.305-0.239)/0.305 ×100％＝21.6％顯見本實用新型球形燒水壺具有科學性、適用性和經濟性。
權利要求1.一種節能燒水壺，包括帶壺嘴的壺體(3)和連接於壺體(3)的壺把(1)以及蓋在壺體(3)上部的壺蓋(2)，其特徵在於壺體(3)設計成球形體，在此球形壺體下半部沿球體表面縱向間隔布置有若干吸熱肋片(4)，壺體(3)及布置於其上的吸熱肋片(4)放置在一個中空的碗型半球輻射反射罩(5)內。
2.根據權利要求1所述的節能燒水壺，其特徵在於所說的碗型半球輻射反射罩(5)的碗口呈向內收縮狀，以提高熱反射效率。
3.根據權利要求1所述的節能燒水壺，其特徵在於所說的碗型半球輻射反射罩(5)的碗口水平面高於球形壺體(3)的球心，以提高熱反射效率。
4.根據權利要求1或2或3所述的節能燒水壺，其特徵在於所說的吸熱肋片(4)布置數量為24～32片。
專利摘要本實用新型公開了一種節能燒水壺，其主要解決現有柱狀平底燒水壺熱效率低下的缺點，該壺將壺體設計成圓球體，在此壺體的下半部球體表面上沿縱向間隔布置了若干吸熱肋片以擴大換熱面積，同時還設計了一個中空的碗形半球輻射反射罩將球體壺的下半部罩住，以提高熱輻射傳遞效率。該設計可大大節約煤氣的用量，縮短用氣時間，適於普通家庭使用。
文檔編號A47J27/21GK2205167SQ9424451
公開日1995年8月16日 申請日期1994年11月10日 優先權日1994年11月10日
發明者施厚斌 申請人:施厚斌