燃气灶尾气余热脉动热管热水壶的制作方法

文档序号:14969167发布日期:2018-07-20 17:48阅读:513来源:国知局

本实用新型是一种采用脉动热管作为传热元件的燃气灶尾气余热脉动热管热水壶,属于脉动热管在余热利用领域的应用技术。

技术背景

随着我国经济的迅猛发展,能源问题日趋紧张,环境问题形式也变得严峻,这使得社会对于能源的高效性、清洁性的要求日渐提高,节能减排的呼声伴随着人们节能环保意识的增强逐渐得到重视。热能是我国发展中需求最高的能源,因此每年的热能损失也是相当可观的。目前我国针对余热回收的研究应用主要针对于热电厂,造纸厂等大型用热企业,而对于普通酒店,食堂以及居民家庭等场所的小型热源(主要为燃气灶)产生的余热并没有得到有效的回收和利用,据粗略估计,每年因此损失的热量也是巨大的。

市场上广泛使用的燃气灶有商用的大锅灶、中餐灶和民用灶等,其中的大锅灶和中餐灶一般燃烧后的尾气通过余热烟道以对流传热方式直接传递给锅中的冷水,但余热回收利用的效率极低,而民用灶因采用开放式结构,尾气余热更是没能得到回收和利用,致使整个燃气灶的热效率较低,最高不超过55%。这也就意味着这类型燃气装置中尾气余热热损失很高,燃气燃烧后的热能没有得到应有的高效利用。

脉动热管是一种小型高效传热元件,具有传热效率高,适应性强,可塑性良好的优点。脉动热管的制造与应用技术日渐成熟,且其成本相对低廉。遗憾的是这些技术产品在余热回收方面应用并没有得到大量的推广。本装置正是利用脉动热管的性能优势,针对商用和民用封闭式燃气灶等热源产生的高温尾气进行余热回收,达到节能减排的目的。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于改进已有技术的不足,提供一种应用于封闭式燃气灶余热回收的燃气灶尾气余热脉动热管热水壶。

本实用新型的技术方案如下:

一种燃气灶尾气余热脉动热管式热水壶,包括水壶外壳5、脉动热管(6)、水壶底座(9)和尾气烟道10,所述热水壶带有隔热保温层(4),水壶底座9插有脉动热管6,脉动热管6垂直布置,脉动热管6上部为冷段,放在水壶外壳5 内部,脉动热管6下部为热段,插入到尾气烟道10中,脉动热管6中间由水壶底座9分隔成两段,水壶外壳5放置在尾部烟道(10)的水壶预留口中。

所述水壶外壳5是硬质塑料制造且底部采用缩口设置的圆桶型外壳。

所述保温层4是采用热传导系数较低的保温材料制成,紧贴水壶外壳5内壁。

所述水壶外壳5水壶内安装水壶内胆3,紧贴保温层4的内面。

所述热水壶使用垂直布置的脉动热管6作为装置余热回收的部件,脉动热管 6采用回路型多弯头、小直经的紫铜管制成,内部填充工作介质为可溶性双工质。

所述脉动热管6热段安装有矩形换热翅片7,该翅片垂直紧密贴合在热管热段外表面。

所述水壶底座9留有安装孔,用于插入脉动热管6,且安装后密封脉动热管 6与安装孔的间隙。

所述水壶外壳5中上部安装有隔热的水壶手柄2。

所述尾气烟道10外形采用渐扩-渐缩设计,所述尾气烟道10中段上部预留水壶放置开口。尾气烟道10采用耐高温材料制成。

所述尾气烟道10的水壶预留口的外边缘安装有水壶垫圈11,用于支撑水壶。保持其加热时的稳定性,同时起到防止尾气泄露的作用。

水壶外壳5采用硬质塑料作为保护层,具有较强的硬度,设计形状为中上部柱状,下部采用锥型缩口。下部一定的倾斜角度可以使水壶外壳5和水壶垫圈 11更好密封,增强防泄露效果,同时方便日常使用。保温层4使用阻热材料,具有较低的热传导系数,可以满足保温的需要,水壶内胆3紧贴于保温层4的内面,主要用于盛装水,使用材料主要为不锈钢。

脉动热管6热段位于水壶底座9下部,由水壶内向外伸出,冷段则密封于水壶内部,温度较高的尾气流过尾烟气道10中的脉动热管6热段时,脉动热管6 热段被加热,内部填充工作介质蒸发汽化,形成蒸汽泡,并推动工质流动,在热管冷段液化放热,通过管外壶中水的自然对流,加热水壶中的水,从而实现尾气余热回收的目的。

脉动热管6热段外表面安装有传热翅片7,作用在于增大热段外表面和烟气的的对流受热面积,脉动翅片本身导热性能较为良好,可以帮助吸收更多余热,以此增大传热效率。

水壶底座9为圆形饼状,底座中部预留脉动热管6安装孔位,主要用于支撑热管的工作位置形态,当热管安装后孔位与热管的缝隙密封。

水壶手柄2安装于水壶外壳5中上部,用于水壶放置/取下时使用。

尾气烟道10采用硬质材料设计,用于导流尾气流向,同时防止使用时由于重力的挤压产生的变形。该尾气烟道10形状特征为渐扩-渐缩式,用于在高温尾气进入烟道时减速尾气,另一方面也可以增加脉动热管6的受热面积。在该段烟道的中段顶端预留一定直径圆形开孔,开孔处边缘设计水壶支撑垫圈11。用于稳定水壶的工作形态,防止倾倒。

水壶垫圈11使用柔性塑料材质,当水壶下部放置于该垫圈上时,可以与水壶下部的水壶外壳5外壁紧密贴合,防止尾气泄露。同时具有一定的耐高温性能,增加使用寿命。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型的水壶放置于尾气烟道10顶部预留开口位置中,水壶底部插入有脉动热管6,其加热段布置在烟道中,吸收封闭式燃气灶出口高温尾气的余热,通过脉动热管内部工质的自激对流传热,将热量传递到冷端,加热水壶中的水,实现尾气余热的回收利用。

本实用新型与现有电热水壶或燃气热水壶相比,具有结构简单、操作方便、传热性能强、成本低廉、保温性良好等优点,具备普通热水壶不具有的余热回收利用功能,实现节能的目的。

相比于传统的余热回收设备,本实用新型具有以下优势:

(1)本实用新型具有明显的节能效果,符合低碳生活的宗旨。

(2)本实用新型将脉动热管的优良导热性能得到充分发挥利用,余热回收效率更高。

(3)本实用新型制造成本低廉,可以进行商业化生产。

(4)本实用新型更加适合家庭使用。

附图说明

图1是本实用新型的剖视结构示意图。

图2是本实用新型的于尾气烟道(10)的结构示意图。

图3是本实用新型脉动热管布局结构示意图。

图4是本实用新型的换热翅片的结构示意图。

图5是本实用新型的脉动热管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述:

如图1至图5,一种燃气灶尾气余热脉动热管式热水壶,包括水壶外壳5、脉动热管(6)、水壶底座(9)和尾气烟道10,所述热水壶带有隔热保温层(4),水壶底座9插有脉动热管6,脉动热管6垂直布置,脉动热管6上部为冷段,放在水壶外壳5内部,脉动热管6下部为热段,插入到尾气烟道10中,脉动热管 6中间由水壶底座9分隔成两段,水壶外壳5放置在尾部烟道(10)的水壶预留口中。

所述水壶外壳5是硬质塑料制造且底部采用缩口设置的圆桶型外壳。

所述保温层4是采用热传导系数较低的保温材料制成,紧贴水壶外壳5内壁。

所述水壶外壳5水壶内安装水壶内胆3,紧贴保温层4的内面。

所述热水壶使用垂直布置的脉动热管6作为装置余热回收的部件,脉动热管 6采用回路型多弯头、小直经的紫铜管制成,内部填充工作介质为可溶性双工质。

所述脉动热管6热段安装有矩形换热翅片7,该翅片垂直紧密贴合在热管热段外表面。

所述水壶底座9留有安装孔,用于插入脉动热管6,且安装后密封脉动热管 6与安装孔的间隙。

所述水壶外壳5中上部安装有隔热的水壶手柄2。

所述尾气烟道10外形采用渐扩-渐缩设计,所述尾气烟道10中段上部预留水壶放置开口。尾气烟道10采用耐高温材料制成。

所述尾气烟道10的水壶预留口的外边缘安装有水壶垫圈11,用于支撑水壶。保持其加热时的稳定性,同时起到防止尾气泄露的作用。

工作原理:本实用新型工作的核心部件为脉动热管6,作为余热回收的中间途径。燃气灶燃气燃烧后产生当具有较高温度的尾气,进入尾气烟道10后,由于管道直径的扩大导致烟气减速,通过脉动热管6热端时,热端吸收余热,烟气焓值降低,其安装于热端外壁的的换热翅片7增大了热端受热面积,可以帮助吸收更多热量。当热端吸收热量后,内部的工作介质受热蒸发汽化,形成蒸汽泡,推动工质流动,在热管的冷端受水壶中的冷却介质主要为水冷却放出热量后凝结,流向热端。如此循环往复直至加热冷却介质至一定温度。

1为水壶壶盖,可以打开注入水。2为安装于水壶外壳上部的隔热手柄,用于拿放水壶。3为水壶内胆,用于盛放水,同时有防止水壶内污垢的沉积的作用,便于清洁。4为水壶保温层,内置于水壶外壳5与内胆3之间,起阻热作用。5为水壶外壳,起保护作用。6为脉动热管,用于吸收尾气的余热。7为换热翅片,安装于脉动热管热端,用于增强热管的吸热能力。8为出水口。9为水壶底座,脉动热管安装于其预留的安装孔位中。10为尾气烟道,导流,减速尾气。11为水壶垫圈,起到支撑水壶作用,在热水壶工作时,起到密封作用。

脉动热管6采用回路型多弯头、小直经的紫铜管制成,内部填充工作介质为可溶性双工质。尾气烟道10使用多段式连接制造,具有可拆卸的功能,分为前后锥型段和中部圆柱型三段,段与段之间采用螺纹旋紧。中段中间位置顶端预留圆形工作孔位。孔处安装环形支撑垫片11。制造时,水壶外壳5采用模具制造,中层保温层4紧贴水壶外壳5内壁,内胆3紧贴保温层4内面,层与层之间压铸进行紧密处理。手柄2采用螺栓固定于水壶外壳5上部,水壶外壳5外侧顶部设计一出水口。水壶底座9在制造时,将脉动热管按预定位置,如图3,固定摆放后,底座在热管适当部位一次性压铸与脉动热管进行组装,使热管装入底座。最后整体密封于水壶底部。

热管排布分析,为了使热管性能最佳化,其热管的排列方式具有较大影响,经过多种实验方案论证,本装置采用三角形方式进行排布,参见图3。可最大限度收集余热,同时烟气污垢沉积量相对较少。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的构思和范围进行限定,在不脱离本实用新型设计构思前提下,本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入本实用新型的保护范围,本实用新型请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

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