专利名称：高效茶水炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用辐射加热的办法，尤其是充分利用炉具能达到400℃以上的各个高温部位，增加设置余温辐射热源，来提高发热量和热效率的辐射加热高效茶水炉。
目前市场使用的茶水炉，部是采用对流加热的办法；但对流加热的热效率很低，很难提高，因而国标GB6412-86家庭用煤及炉具标准中的热效率仅为20％。
本实用新型的目的，是创造一种热效率特高、大量节约能源、使用方便的辐射加热高效茶水炉。
为了达到上述目的，采用了我于89年1月31日以申请号89212112.2煤炭远红外线辐射装置的专利(审查员意见，改为煤炭烘烤炉，但说明书和权利要求书未作变动)，于90年3月批准授权，但那装置并不是烘烤炉，而是用来装在烘烤炉具上或其他炉具上，将对流加热改为辐射加热，提高热效率的辐射加热的元件。由斯忒芬·玻尔兹曼定律中，认识到辐射加热元件的表面温度达到400～600℃时，有效辐射能量占总能量的77～86％之间，为对流加热的4～6倍左右，辐射能量密度达1～3瓦/厘米2之间。根据辐射加热这一优越性能，在炉具余温能达到400℃以上的高温部位，增设余温辐射热源，是增加炉具发热量和提高炉具的热效率的有力措施，根据这个构思，试制一台50000千卡/时的辐射加热高效茶水炉。经初步试验，燃烧热值为5900千卡/公斤的煤10公斤，将476公斤5℃的冷水加热到100℃，计算热效率为76％，这热效率的数值，已超过国际GB6412-86热效率20％的两倍以上，实远非对流加热所能比较的。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述
图1是本实用新型辐射加热高效茶水炉的整体正面剖示图。
图2是本实用新型的加煤孔门[8]的结构图。
图3是本实用新型的余温水箱[10]和内烟导[9]的结构图。
图4是本实用新型的水温达到100℃后，沸水自动输入储水箱的电原理图。
由
图1可知本实用新型是由炉膛[1]、炉膛盖[2]、顶部水箱[3]、远红外线高辐射率层[4]、元筒形水箱[5]、烟囱口[6]、间隙[7]、加煤孔门[8]、内烟导[9]、余温水箱[10]、烟囱水套[11]、烟囱[12]、风门[13]、保温层[14]、储水箱[15]、排污伐[16]、灰箱[17]、出水口[18]、电磁伐[19]、温度传感器[20]等组成。炉膛[1]、炉膛盖[2]、内烟导[9]这三个部件的整个外表面，及加煤孔门[8]的辐射板[35]与方型水盒[34]相对应的一面，均喷涂(或工业高温扩)一层远红外线高辐射率层[4]，构成一个由炉膛[1]与元筒形水箱[5]组成的主辐射加热热源，并由内烟导[9]与余温水箱[10]、炉膛盖[2]与顶部水箱[3]、加煤孔门[8]与辐射板[35]组成的三个余温辐射加热热源，以及烟囱[12]上设置的对流加热热源共计五个热源构成的辐射加热高效茶水炉。
当燃料在炉膛[1]内燃烧时，产生的高温，迅速传递到炉膛[1]的外表面的远红外线高辐射率层[4]时，产生辐射能置密度达3瓦/厘米2的辐射热源。这幅射热源被环绕炉膛[1]设置的元筒形水箱[5]中的水所吸收；有效辐射能量达80％以上，在这高辐射热源的作用下，水温迅速上升，达到高效加热水温的目的。这是本实用新型的主要辐射热源，曾单独对这主要辐射热源作了试验，其热效率达到39％。
本实用新型的园筒形水箱[5]的顶端的一侧与余温水箱[10]的园弧形接口构成相互垂直焊接，在焊接之先，将园筒形水箱[5]的内外层钢板与余温水箱[10]的园弧形接口相对应处，内层钢板与余温水箱[10]的内套[28]，外层钢板与余温水箱[10]的外套[27]相互对应处，各开一个大小完全相同的方孔，并在此方孔处与余温水箱[10]的内外套元弧形方口相互焊接，使园筒形水箱[5]与余温水箱[10]构成一个互相垂直的整体，内部水道是互相连通的，内烟导[9]通过余温水箱[10]的内导[28]和炉膛[1]的烟囱口[6]相扦接，构成内烟导[9]与炉膛[1]互相垂直，而内烟导是水平设置。余温水箱[10]是环绕内烟导[9]设置的，当燃料在炉膛[1]内燃烧，炉膛[1]内产生的高温烟气、燃气、和高温火焰在烟囱的抽力作用下，吸入紧靠炉膛的内烟导[9]，使内烟导[9]的温度迅速上升，并传递到内烟导[9]的外表面远红外线高辐射率层[4]时，产生高能量的辐射热源，这个辐射热源，完全被包围装在内烟导[9]周围的余温水箱[10]中的水所吸收，高效加热余温水箱[10]中的水，这是本实用新型内烟导[9]、余温水箱[10]组成的余温辐射热源。
图2所示的加煤孔门[8]，它是由活动筒套[21]活动筒套调整螺母[22]长方形进出口水盒[24]进出口水盒隔板[25]与方形水盒[34]及辐射板[35]等组成。长方形进出口水盒[24]与方形水盒[34]叠装，其中的进出水由进出口水盒隔板[25]隔开。加煤孔门[8]，是经常需要开闭的，活动筒套[21]既构成在开闭时水道的畅通，又起了开闭时的铰链作用；它是由二个空心套筒组成，外套筒的里表面和内套筒的外表面都车成50∶1锥度；两个铜套的配合，完全依靠活动筒套调整螺母[22]来完成，要求既不漏水，又要转动灵活。活动筒套[21]的外套筒与输水管连接，内套筒焊接在长方形进出口水盒[24]的一侧。辐射板[35]与方型水盒[34]是平行装设的，大小一致，它们互相对应的一面喷涂远红外线高辐射率层[4]。由于辐射板[35]是设置在炉膛[1]内上壁部位，这是炉膛[1]温度最高之处，因而辐射板[35]的辐射能量密度极高，达到3瓦/厘米2，这是加煤孔门[8]和辐射板[35]组成的余温辐射热源。
本实用新型的顶部水箱[3]的构造比较简单，它是与园筒形水箱[5]相同大小的园鼓形水箱上焊接进出水管各一根构成，叠装在炉膛盖[2]和园筒形水箱[5]上面，由炉膛盖[2]外表面的远红外线高辐射率层[4]所辐射的热源，以及由炉膛[1]外表面辐射层辐射于间隙[7]中的部分辐射热源，完全由顶部水箱[3]所吸收，而且顶部水箱[3]的四周和顶部都受到保温层[14]的保温，所以这部分的辐射热源的热效率相当高，这是炉膛盖[2]和顶部水箱[3]组成的余温辐射热源。
本实用新型内烟导[9]，在烟囱抽力作用下，炉膛[1]的高温烟气、燃气、和高温火焰抽入内烟导[9]，再带入烟囱[12]内，使烟囱温度经常处于100-200℃之间，因而在烟囱[12]上焊接一水套，以吸收烟囱[12]上的高温，为了便于运输起见，构成可折装的烟囱水套[11]，在使用时，将烟囱[12]扦接于内烟导[9]的尾部烟囱接头[36]上即可。这是本实用新型一个对流加热热源。
本实用新型的炉膛[1]与元筒形水套[5]之间，设有10-30毫米的间隙[7]，这间隙的大小，是根据园筒形水箱[5]中的水温，通常是处于什么温度的情况来决定的。如果园筒形水箱[5]中的水，通常是20-30℃的低水温，则间隙[7]应加大到30毫米，以免影响炉内燃料的燃烧性能和炉膛[1]外表面远红外线高辐射率层[4]的辐射温度。如果元筒形水箱[5]中的水能通常保持在80℃以上时，则这间隙[7]可以缩小到10毫米以下。
本实用新型的冷水必须先输入到烟囱水套[11]中加温后再逐步流入到其他各个辐射加温的设备中，最后再流入到园筒形水箱[5]中，由于流入到园筒形水箱[5]中的水，部是经过前面多次加温，水温已达到了70-80℃之间，有了这么高的水温流入到园筒形水箱[5]后，因而园筒形水箱[5]中的水，能保持在90℃左右的水温，所以间隙[7]的距离可以缩小到最低距离，由于园筒形水箱[5]与辐射层的距离缩小了，园筒形水箱[5]的吸收强度也增大(根据光波的辐射强度是与距离的平方成反比)热效率也跟着提高，这是本实用新型热效率高的另一个因素。
如图4所示为本实用新型装设自动排储沸水的装置、它是由电磁阀[19]温度传感器[20]继电器[30]继电器开关[31]和储水箱[15]组成，当园筒形水箱[5]中的水达到100℃时，(事先已将温度传感器的电接通温度为100℃)温度传感器的电路接通，继电器[30]吸合线川通电，继电器开关[31]闭合、电磁伐吸开，沸水由电磁阀通过管道流入储水箱[15]，当园筒形水箱[5]水温低于100℃时，温度传感器[20]的电路断开，继电器[30]和电磁伐[19]电路断开，电磁阀[19]关闭，未沸的水停止向储水箱输送，直到园筒形水箱[5]中的水再上升到100℃时，电路又接通，沸水再度输送到储水箱[15]如此周而复始，不断的向储水输送沸水。
权利要求1．一种高效茶水炉，是由炉膛主体和园筒形水箱[5]组成的主辐射热源，和由内烟导[9]与余温水箱[10]、炉膛盖[2]与顶部水箱[3]、辐射板[35]与方形水盒[34]构成的三个余热辐射热源组成的，其特征是炉膛[1]、炉膛盖[2]、内烟导[9]的整个外表面，及辐射板[35]与方形水盒[34]相对应的一面，均喷涂远红外线高辐射率层[4]，结合园筒形水箱[5]、余温水箱[10]、顶部水箱[3]、方形水盒[34]组成的。
2．根据权利要求1所述的高效茶水炉，其特征在于炉膛[1]的整个外表面均喷涂远红外线高辐射率层[4]而园筒形水箱[5]是环绕炉膛[1]和烟囱口[6]的周围装设的，园筒形水箱[5]和炉膛[1]之间的距离为10-30毫米。园筒形水箱[5]与余温水箱[10]互相垂直焊接成一整体，内烟导[9]紧靠炉膛[1]扦接于烟囱口[6]内，形成与炉膛[1]垂直连接，而内烟导[9]本身是水平设置。
3．根据权利要求1所述的高效茶水炉，其特征在于内烟导[9]的整个外表面均喷涂远红外线高辐射率层[4]，余温水箱[10]是环绕整个内烟导[9]装设的，内烟导[9]穿过余温水箱[10]的内导[28]与炉膛[1]上面的烟囱口[6]相扦接，而尾部烟囱接头[36]与烟囱[12]相扦接。
4．根据权利要求1所述的高效茶水炉，其特征是顶部水箱[3]是由一个园鼓形状的水箱，焊接进出水管各一根构成的，它的大小与园筒形水箱[5]完全相同，叠放在炉膛盖[2]与元筒形水箱[5]的上面，顶部水箱[3]的四周和顶面都受保温层[1 4]的保温，顶部水箱[3]的底板与炉膛盖[2]表面的远红外线高辐射率层[4]以及通过间隙[7]与炉膛[1]外表面的远红外线高辐射层[4]的一部分相对应。
5．根据权利要求1所述的高效茶水炉，其特征是辐射板[35]与方形水盒[34]是平行装设的，辐射板[35]与方形水盒相对应的一面喷涂远红外高辐射余层[4]。
6．根据权利要求1所述的高效茶水炉，其特征是活动筒套[21]是由二个空心套筒组成，外套筒的里表面和内套筒的外表车成50∶1的锥度，两个套筒的松紧，由活动筒套调整螺母[22]来调整，活动筒套的外套筒与输水管连接，内套筒接长方形进出水盒[24]的两侧。
7．根据权利要求1所述的高效茶水炉，其特征是由电磁线[19]温度传感器[20]继电器[30]继电器开关[31]和储水箱[15]组成的沸水自动排储的装置。
专利摘要一种采用辐射加热的高效茶水炉,利用辐射加热的优越性能,在包围炉膛(1)周围,设置主辐射热源,并在炉膛(1)的烟囱口(6)的烟囱出口处,设置水平内烟导(9)来吸取由烟囱抽出的高温烟气燃气和高温火焰的高热部位,以及由炉膛盖(2)和加煤孔门(8)的高温部位,因地制宜,设置三个余温辐射热源。另在烟囱(12)设置一个对流热源,共计五个加热热源,用这种结构造成的炉具,其热效率比对流加热的炉具提高二倍,增加余温辐射热源后,比只用主辐射热源的炉具增加热效率一倍左右。
文档编号F24H1/18GK2347106SQ9823014
公开日1999年11月3日 申请日期1998年2月5日 优先权日1998年2月5日
发明者肖克和 申请人:肖克和