[实用新型]家用热管式多功能节煤供热装置

说明书

本专利涉及一套实用新型的以超异热元件-“热管”的工作原理为家庭隔墙供暖、做饭、洗澡而设计的家用多功能成套供热装置。本产品的结构特点是把特制的暖器，或澡水加热器与炉子构成可分离的配套设备。从供暖的工作方式上与现有的各种自然循环式，或所谓的“热管式”暖器炉有根本的不同。从自然循环暖器炉的工作方式分析可知其传热工质为水，其循环动力由公知的关系；动力压头＝液柱高度×(水的重度-汽水混合物的重度)可见象暖器炉那样矮小有限的液柱高度显然其循环动力压头是很小的，相应的循环流速也很小，当炉内温度不很高时由于工质的重度差也很小这种循环将停止，不再传热。且公知水的自然对流放热系数在100～1000大卡/米²时℃范围内，而热管是靠工质在相变过程中吸收、释放汽化清热而传热的，凝结及沸腾放热系数常达6000大卡/米²时℃至十万大卡/米²时℃。只要炉内有一定的热量这种传热就会维持下去，因此两种传热方式相比，显然热管式的传热强度及性能都比自然循环暖器炉优越的多。另外有些所谓的“热管式”暖器炉只是用200～300mm长的短热管把炉腔内部分热量传给上端水套中的水。其它与自然循环暖器炉相同。这种装置没多大意义，并没从根本上改变上述自然循环暖器炉的弱点，实际热管的特性是轴向尺寸过短了其传热的优越性不显著参见1983年科学出版社出版的“热管”一书第184页)总之现有的各式暖器炉由于传热速率低炉子的散热损失就大。不加保温(现有的自然循环暖器炉大多数没有加保温)散热损失就更大。所以据用户反映现有的暖器炉比普通的炉子显著的费煤是必然的。有必要加以改进。

本设计的任务是：

一、强化传热效果，以使炉体及烟囱入口部分对外界将要散失的热量尽可能多尽可能快的转移到需要热量的卧室或须供暖的室内。

二、厨房内(或室外放炉子处)不需要除做饭、烧水之外的热量那就尽可能减少在炉子周围的散热量。

三、保证煤完全燃烧。

四、保证安全可靠，使用寿命长。

五、使其除灰时尽可能少起灰尘。保持环境卫生。

六、造价低廉使用方便，多功能，如做饭、烧水、同时可在夏季停止供暖器而用余热供洗澡用水同用一炉。

解决的方案是：

一、为提高传热速率使炉腔的水套(2)(见附图一)与热管(8)用特种阀门(7)严密联接成一体，则水套部分可视为热管的蒸发段，而装翘片(9)的部分则视为热管的冷凝段。组装好后再由放气嘴(10)按热管的要求进行抽真空、充装工质，封口等工序，这样即可使暖器的传热过程成为特种热管的高效传热方式，实现高速热转移。  

二、为了尽力减少散热损失在炉腔及水套(2)外加保温层填满外壳(4)与耐火瓦(3)之间的空间。

三、为使煤完全燃烧大小各型号的暖器炉都采用现有的或特制的耐火瓦炉膛烧通用蜂窝煤或特制蜂窝煤。

四、为保证安全可靠对水套及热管各配件须逐个做耐压实验，检漏实验。充装符合要求的工质。

五、为减少灰尘，下端开设尺寸合理的小炉门(5)。

六、由于热流密度或总传热系数比现有暖器炉要大的多，所以为满足同样传热量的须要其金属消耗量要少的多，一个房间内只须一根热管装一定数量的翅片即可。所以总成本(包括暖器片)要比现有各式暖器炉低许多(不包括另加热管式洗澡热水器的成本)如果夏季仍用来做饭烧水，可加设一套热管式洗澡热水器(图中未画出)。即可将阀(7)关闭后使用，否则将阀(7)关闭是不能使用炉子的，以防水套内超压。炉盘(1)为现有通用件以便烧水做饭，烟囱(6)为用户自配件。

图二为特种球阀[即图一中(7)]的主体部分。其中手柄(11)可开、关阀门，件(13)、(14)为耐热塑料密封套。阀芯(12)有通孔的球体部分有球缺。与图三的部件装配后由件(18)补为整体球阀。一般在产品出售前，图二部件右端已与图一中热管(8)由普通管接头，锁母(图中未画)装配为一体，并因为阀芯(12)为关闭状态(即图示位置)，所以可保持这段管内为真空装态。

图三为特殊管接头。其组件由管接头(15)焊接在图一中水套(2)上。件(16)为锁母，件(17)为耐热塑料密封套，件(18)为球阀芯(12)的球缺块。在产品出售前，由于水套(2)内为真空状态，所以件(18)是靠大气压的作用力压在(17)上起密封作用的。当用户就地安装后，图三部件与图二部件的左端由锁母(16)装配为一体，同时件(18)上的凹槽与图二中件(12)上的凸头嵌入，当操作手柄(11)旋转90度时，件(18)将随阀芯(12)转过90度则阀门呈完全开启状态，本阀体的特点是可把两部分真空状态的部件连为一体的真空系统。操作过程中也有高度的气密性能。