热能水循环系统的制作方法

文档序号:14719037发布日期:2018-06-17 00:23阅读:158来源:国知局

本发明涉及一种利用水蒸汽推动水循环流动传热的热能水循环系统,特别涉及水热毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝,水热疗箱、水热疗袋、水热疗毯、垫,水热取暖器、水热床、水热炕、水热地暖、水热地板、水热地面、水热墙等热能水循环系统。



背景技术:

中国专利号:200510129300.0,公开号:CN1806723A,公开日:2006.07.26,发明创造名称:水热毯。该专利工作过程中,回水时,水箱内的水通过启始单向阀(回水单向阀)、连接管(回水连接管)向热水管(加热容器)内吸入,其内的水蒸汽遇凉水迅速液化,产生巨大吸力,又以更快的速度继续吸入凉水,完成回水过程。在此过程中,水流迅速进入热水管(加热容器)内,形成水流冲击和震动,在热水管(加热容器)内产生噪音。



技术实现要素:

本发明目的是克服上述缺陷,提供一种在回水时,能够降低或消除加热容器内噪音的水热毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝,水热疗箱、水热疗袋、水热疗毯、垫,水热取暖器、水热床、水热炕、水热地暖、水热地板、水热地面、水热墙等热能水循环系统。

本发明技术方案,包括:储水箱、加热容器、电热元件、回水单向阀、出水连接管、进水连接管、散热体、散热管;散热体与散热管相结合;电热元件与加热容器相结合;加热容器与出水连接管相通,出水连接管又与散热管相通,散热管又与进水连接管相通,进水连接管又与储水箱相通;其特征在于:还包括柔性腔体,所述储水箱通过回水单向阀、柔性腔体与加热容器相通,当加热容器内的水蒸汽散热,液化,产生回吸力时,该柔性腔体产生弹性形变,使该柔性腔体变窄或变细。

工作时,电热元件通电加热,使加热容器温度上升沸腾产生水蒸汽并膨胀,同时回水单向阀关闭,水蒸汽推动加热容器内的水通过出水连接管、散热管、进水连接管向储水箱内流动,当加热容器内的水排空,水蒸汽迅速散热,液化,体积变小,产生回吸力,由于出水连接管、散热管、进水连接管的阻力作用,回水单向阀开启,将储水箱内的水通过回水单向阀、柔性腔体向加热容器内吸入,由于储水箱通过回水单向阀、柔性腔体与加热容器相通,当加热容器内的水蒸汽散热,液化,体积变小,产生回吸力时,在大气压的作用下,该柔性腔体产生弹性形变,使该柔性腔体变窄或变细,此时,水流在其内通过受阻,使回水速度变慢,在此同时,进入到加热容器内的部分水,进入沸腾状态,使得加热容器内的回吸力变小,该柔性腔体又发生弹性形变,该柔性腔体变宽或变粗或恢复原状,这样,水流又顺畅的通过柔性腔体被吸入到加热容器内,直至加热容器内吸满水,完成回水过程。

上述回水过程中,由于柔性腔体的作用,使水较慢的不断的进入加热容器内,这样,减小或消除了加热容器内水流的冲击、震动,从而实现降低或消除加热容器内噪音的目的。

为进一步完善本发明,所述加热容器为管状并倾斜或竖直设置。这样,可将加热容器制作体积较小,盛装少量水,易于快速加热、快速出水、使循环效率更高。工作时,水蒸汽推动加热容器内的水倾斜向下或竖直向下运动,水蒸汽与水面之间形成绝热面,并且水蒸汽与水的接触面积很小,水蒸汽很难向水中导热,水蒸汽的体积不易损失,所以,出水量大,出水温度低,速度快,更易回水,回水量也大,快速大量的循环,使其工作效率进一步提高。

为进一步完善本发明,增设回水接头,通过该回水接头将所述储水箱、回水单向阀、柔性腔体、加热容器相连通;该回水接头固定在加热容器壳体上,该回水接头内的水通道即为回水通道,该回水接头内的回水通道与加热容器壳体之间绝热。这样,工作状态下,加热容器壳体不能向回水通道传热,回水时,经回水通道进入到加热容器内的水是没有被预热的凉水,加热容器内的水蒸汽与凉水充分混合,迅速液化,产生回吸力(负压),使加热容器内吸满水,实现完全回水,完成循环传热过程。

回水接头内的回水通道与加热容器壳体之间绝热,可由以下方式实现:

1.回水接头由绝热或热传导不良材料制成。

2.金属接头内衬绝热或热传导不良材料。

3.由硅胶密封套或圈衬于加热容器壳体内,将金属或塑料直接头或弯头插入密封套或圈内。

4.可将带有螺纹的空心硅胶塞拧入管状加热容器一端,再将回水接头插入硅胶塞空心孔内。

为进一步完善本发明,所述回水接头内的回水通道横截面积小于或等于28平方毫米。这样,工作状态下,当加热容器内产生水蒸汽并与回水接头接触时,在水的表面张力作用下,使得回水通道内的水此时能够存留在此,不流入加热容器内,回水时,回水通道内存留的水直接的第一时间进入加热容器内,并与加热容器内的水蒸汽充分混合,迅速液化,产生回吸力(负压),使加热容器内吸满水,实现完全回水,完成循环传热过程。

为进一步完善本发明,在所述加热容器与出水连接管之间增设蒸汽室。这样,水蒸汽进入其内,更易散热,液化,产生回吸力,实现回水。

为进一步完善本发明,在所述加热容器与出水连接管之间增设蒸汽管。这样,水蒸汽进入其内,更易散热,液化,产生回吸力,实现回水。

为进一步完善本发明,所述蒸汽管内容纳水蒸汽的容量与加热容器加热水时进入到蒸汽管内的蒸汽量相匹配。这样,不会使水蒸汽过多排出蒸汽管,进入出水连接管内。

为进一步完善本发明,所述蒸汽管材质为紫铜。这样,更易散热回水。

为进一步完善本发明,增设回水连接管,通过该回水连接管、所述回水单向阀、柔性腔体将储水箱与加热容器相连通。这样,更易安装制造。

为进一步完善本发明,在所述加热容器与储水箱之间由出水连接管、散热管、进水连接管相连形成的通路上任意位置增设出水单向阀。这样,当回水时,出水单向阀关闭,避免出水回流,从而实现更好的回水。

为进一步完善本发明,在所述加热容器上增设温控装置。这样,当各种原因引起的加热容器温度过高时,该温控装置可断开电源,温度下降时再接通电源。温控装置断电温度可设定在100℃-150℃之间,具体可设为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃,以115℃-135℃为最佳,具体可为115℃、120℃、125℃、130℃。另外该温控装置也可实现另一项功能,当加热容器加热水产生水蒸汽,推动水流动时或流动停止时,该温控装置断开电源,待加热容器内的水蒸汽散热、液化、产生回吸力,回水时或回水后,该温控装置再接通电源,使水如此周而复始循环传热,即,控电循环模式。

本发明由于储水箱通过回水单向阀、柔性腔体与加热容器相通,在回水过程中,产生回吸力时,该柔性腔体变窄或变细,使通过其内的水流速度变慢,当加热容器内吸力变小时,该柔性腔体又能变宽或变粗或恢复原状,使水流顺畅的通过该柔性腔体进入到加热容器内,完成回水过程。这样,在整个回水过程中,都能够以较慢的状态良好的回水,避免了加热容器内水流的冲击、震动。所以,本发明回水时,即能够降低或消除加热容器内噪音,又能够良好的回水,使其进一步提升该产品性能,更易推广普及。

附图说明

图1-6为本发明实施方式结构示意图。

图6本发明散热体为毯、垫、被褥体时,散热管一种排布结构图。

图1-6中箭头所示为水流运动及单向阀方向。

具体实施方式

图1-6所示,散热管10设于散热体8内或表面;电热元件5设于加热容器6壳体上;加热容器6与出水连接管9相通,出水连接管9又与散热管10相通,散热管10又与进水连接管11相通,进水连接管11又与储水箱1相通;储水箱1通过回水单向阀2、柔性腔体3与加热容器6相通,当加热容器6内的水蒸汽散热,液化,产生回吸力时,该柔性腔体3产生弹性形变,使该柔性腔体3变窄或变细。

工作时,电热元件5通电加热,使加热容器6温度上升沸腾产生水蒸汽并膨胀,同时回水单向阀2关闭,水蒸汽推动加热容器6内的水通过出水连接管9、散热管10、进水连接管11向储水箱1内流动,当加热容器6内的水排空,水蒸汽迅速散热,液化,体积变小,产生回吸力,由于出水连接管9、散热管10、进水连接管11的阻力作用,回水单向阀2开启,将储水箱1内的水通过回水单向阀2、柔性腔体3向加热容器6内吸入,由于储水箱1通过回水单向阀2、柔性腔体3与加热容器6相通,当加热容器6内的水蒸汽散热,液化,体积变小,产生回吸力时,在大气压的作用下,该柔性腔体3产生弹性形变,使该柔性腔体3变窄或变细,此时,水流在其内通过受阻,使回水速度变慢,在此同时,进入到加热容器6内的部分水,进入沸腾状态,使得加热容器6内的回吸力变小,该柔性腔体3又发生弹性形变,该柔性腔体3变宽或变粗或恢复原状,这样,水流又顺畅的通过柔性腔体3被吸入到加热容器6内,直至加热容器6内吸满水,完成回水过程。

上述回水过程中,水较慢的不断的进入加热容器6内,这样,减小或消除了加热容器6内水流的冲击、震动,从而实现降低或消除加热容器6内噪音的目的。

图1-5所示,加热容器6为管状并倾斜或竖直设置。这样,可将加热容器6制作体积较小,盛装少量水,易于快速加热、快速出水、使循环效率更高。工作时,水蒸汽推动加热容器6内的水倾斜向下或竖直向下运动,水蒸汽与水面之间形成绝热面,并且水蒸汽与水的接触面积很小,水蒸汽很难向水中导热,水蒸汽的体积不易损失,所以,出水量大,出水温度低,速度快,更易回水,回水量也大,快速大量的循环,使其工作效率进一步提高。

图1、3、4、5所示,增设回水接头20,通过该回水接头20将储水箱1、回水单向阀2、柔性腔体3、加热容器6相连通;该回水接头20固定在加热容器6壳体上,该回水接头20内的水通道即为回水通道4,该回水接头20内的回水通道4与加热容器6壳体之间绝热。这样,工作状态下,加热容器6壳体不能向回水通道4传热,回水时,经回水通道4进入到加热容器6内的水是没有被预热的凉水,加热容器6内的水蒸汽与凉水充分混合,迅速液化,产生回吸力(负压),使加热容器6内吸满水,实现完全回水,完成循环传热过程。

图1、3、4、5所示,由硅胶密封套或圈或塞衬于加热容器6壳体内,将金属或塑料直接头或弯头插入密封套或圈或塞内,实现回水接头20内的回水通道4与加热容器6壳体之间绝热。

图1、3、4、5所示,回水接头20内的回水通道4横截面积小于或等于28平方毫米。这样,工作状态下,当加热容器6内产生水蒸汽并与回水接头20接触时,在水的表面张力作用下,使得回水通道4内的水此时能够存留在此,不流入加热容器6内,回水时,回水通道4内存留的水直接的第一时间进入加热容器6内,并与加热容器6内的水蒸汽充分混合,迅速液化,产生回吸力(负压),使加热容器6内吸满水,实现完全回水,完成循环传热过程。

图1、2所示,在加热容器6与出水连接管9之间增设蒸汽室7。这样,水蒸汽进入其内,更易散热,液化,产生回吸力,实现回水。

图3、4所示,在加热容器6与出水连接管9之间增设蒸汽管14。这样,水蒸汽进入其内,更易散热,液化,产生回吸力,实现回水。

图3、4所示,蒸汽管14内容纳水蒸汽的容量与加热容器6加热水时进入到蒸汽管14内的蒸汽量相匹配。这样,不会使水蒸汽过多排出蒸汽管14,进入出水连接管9内。

图3、4所示,蒸汽管14材质为紫铜。这样,更易散热回水。并且起到排气、消音作用。

图1、3、4、5所示,增设回水连接管15,通过该回水连接管15、回水单向阀2、柔性腔体3、回水接头20将储水箱1与加热容器6相连通。这样,更易安装、制造。

图1、5所示,在加热容器6与储水箱1之间由蒸汽室7、出水连接管9、散热管10、进水连接管11相连形成的通路上任意位置增设出水单向阀12。这样,当回水时,出水单向阀12关闭,避免出水回流,从而实现更好的回水。

图1-4所示,在加热容器6上设温控装置13。这样,当各种原因引起的加热容器6温度过高时,该温控装置13可断开电源,温度下降时再接通电源。温控装置13断电温度可设定在100℃-150℃之间,具体可设为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃,以115℃-135℃为最佳,具体可为115℃、120℃、125℃、130℃。另外该温控装置13也可实现另一项功能,当加热容器6加热水产生水蒸汽,推动水流动时或流动停止时,该温控装置13断开电源,待水蒸汽散热、液化、产生回吸力,回水时或回水后,该温控装置13再接通电源,使水如此周而复始循环传热,即,控电循环模式。

图1、3、4所示,增设过滤装置17,通过该过滤装置17、回水连接管15、回水单向阀2、柔性腔体3、回水接头20将储水箱1与加热容器6相连通。这样,可防止杂质进入单向阀内,使其失灵。过滤装置17可设在储水箱1内也可设在储水箱1外。

图1-5所示,加热容器6由铝或铝合金材料制成,电热元件5采用PTC电热元件加热。这样,快速升温、快速传热、使其更好循环传热,工作效率更高。加热容器6可以是圆管状也可以是方管状,一般其是内圆外方,其内径一般6mm-30mm,长度10mm-300mm;当功率在600W以下时,内径最适宜10mm-16mm最好,长度在30mm-150mm为好。

本发明中,回水连接管15内径为2mm-6mm,最佳为3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm、5mm。进水连接管11、出水连接管9内径为3mm-8mm,最佳为4mm、4.5mm、5mm。回水单向阀2内径为2mm-6mm,3mm-5mm为最佳。

本发明中,回水:是指加热容器6、蒸汽室7、蒸汽管14、出水连接管9内的水蒸汽,散热,冷凝,液化,体积变小,产生回吸力(负压),将储水箱1内的水通过过滤装置17、回水单向阀2、回水连接管15、柔性腔体3、回水接头20等部件,吸入加热容器6、蒸汽室7、蒸汽管14、出水连接管9内的过程。

本发明附图6中,散热管10在散热体8上的排布方式为一种并联方式,但并不限于此,可以是任何的并联或串联方式的排布。

本发明中,散热管10可设在散热体8内或表面。具体散热管10为硅胶管。制造水热毯、垫、被褥、护肩、热疗服等,散热管10内径为3mm-8mm,最佳内径为3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm、5mm。具体可为内径4mm*外径6mm。

本发明用于水暖毯、垫、被褥,水热毯、垫、被褥、护肩、热疗服等,工作状态下,加热容器6工作温度在100℃时(加热容器6内的水沸腾状态下),功率为200W-600W,最佳功率为250W-400W,可以为250W、300W、350W、400W。

本发明中,回水接头20内的回水通道4横截面形状不限,可以是圆形、方形、三角形、多边形;当回水通道4横截面形状为圆形时,其直径小于等于6mm,最佳直径为4mm-6mm。

本发明中,图1-3、5所示,散热体8为毯、垫、被褥体。

本发明中,图4所示,散热体8为水循环热疗服。

本发明中,散热体8是指散热部分,具体可以是毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝、散热器、床、炕、地板、地面、墙等。

本发明中,回水单向阀2可设于储水箱1内部或储水箱1外部,也可设于储水箱1壳壁上,也可设于回水连接管15上。

本发明中,柔性腔体3可设于储水箱1内部或储水箱1外部。柔性腔体3可以是囊状,也可以是管状,具体可以是薄壁硅胶管制成,壁厚在0.5mm左右,内径在3mm-8mm,最佳内径为5mm-6mm。

本发明中,储水箱1与加热容器6的位置关系不限,储水箱1可以设在加热容器6的上方,也可设在加热容器6侧面位置,都在本发明保护中。

回水接头20一般是由塑料或橡胶制成或是金属接头内衬热传导不良材料制成;也可由橡胶管直接套在加热容器6上形成回水接头20;也可由橡胶或塑料管直接插入加热容器6内形成回水接头20;回水接头20也可由硅胶套或圈或塞、塑料或金属接头与加热容器6密封组合形成,具体是将硅胶密封套或圈或塞衬于加热容器6壳体内,将金属或塑料直接头或弯头插入密封套或圈或塞内。

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