一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨氐闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】根據(jù)傳熱學(xué)原理，向熱水壺中分次加水能提高傳熱速率，縮短加熱時間，從而達(dá)到節(jié)時和節(jié)能的目的。本發(fā)明據(jù)此設(shè)計出了一種能夠自動分次注水的節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?。本發(fā)明屬小家電技術(shù)和環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域，涉及一種節(jié)能燃?xì)鉄畨氐漠a(chǎn)品設(shè)計，該節(jié)能燒水壺由下至上分為加熱區(qū)、中間隔層、儲水區(qū)。該熱水壺具有分次加水的功能，即第一次加水時下部分只加進(jìn)一半，上部分加滿，在開始加熱后，下部分水沸騰，上部分水再逐漸加入到下部分，這樣實現(xiàn)分次加熱一壺水的功能，充分利用了熱流密度越大加熱越快的原理，達(dá)到了節(jié)時和節(jié)能的目的。
【專利說明】一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱水壺。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場上的熱水壺，一般采用的加熱方式，是單一的將水一次性全部加進(jìn)去，然 后加熱，這種傳統(tǒng)的加熱方式由于加熱壁面上過熱度在整個加熱過程中一直處于相對較低 的水平，傳熱效果不佳，造成了能源浪費。
[0003] 如圖4所示，是水加熱過程中，熱流密度和加熱壁面過熱度的關(guān)系。熱流密度越大 加熱越快，從圖中可知C點以前，熱流密度隨著過熱度的增大而增大，為保持較大的熱流密 度，應(yīng)使燒水過程中更多的處于BC段。而一般的熱水壺，只有在整壺水沸騰或即將沸騰時 才會有較大的過熱度和熱流密度，即在最后階段加熱才更快，這就使得在燒水的大部分時 間中能源利用率并不是很高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提高水加熱過程的能源利用率。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)?熱水壺，包括壺體，壺體頂部設(shè)有壺蓋，壺體側(cè)面連接有壺嘴，其特征在于：在壺體內(nèi)設(shè)有中 間隔層，由中間隔層將壺體的內(nèi)部腔體分隔為儲水區(qū)及加熱區(qū)，在中間隔層上設(shè)有出水口， 出水口上設(shè)有開合裝置，當(dāng)壺體靜置時，由開合裝置將出水口密封覆蓋，當(dāng)?shù)顾畷r，加熱區(qū) 內(nèi)的水沖開開合裝置后自壺嘴流出；在中間隔層上還開有圓孔，圓孔邊緣向上折起，氣壓平 衡球置于圓孔折起的邊緣上，氣壓平衡球的直徑大于圓孔的直徑，固定在中間隔層上的氣 壓平衡球定位網(wǎng)罩罩在氣壓平衡球外，在加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有一次進(jìn)水水位控制管，一次進(jìn)水水 位控制管進(jìn)水口開在中間隔層上，水自儲水區(qū)經(jīng)一次進(jìn)水水位控制管加入加熱區(qū)，由一次 進(jìn)水水位控制管控制水時至多加至加熱區(qū)高度的一半。
[0006] 優(yōu)選地，所述開合裝置包括扇葉開關(guān)，扇葉開關(guān)與所述中間隔層鉸接，在所述扇葉 開關(guān)上固定有重力平衡球，當(dāng)壺體靜置時，由扇葉開關(guān)在重力平衡球的重力作用下將出水 口密封覆蓋，當(dāng)?shù)顾畷r，加熱區(qū)內(nèi)的水沖開扇葉開關(guān)后自壺嘴流出。
[0007] 優(yōu)選地，所述壺體底部的加熱區(qū)域采用波紋造型。
[0008] 優(yōu)選地，所述壺體的高度與直徑比為8 : 5?4 : 3。
[0009] 優(yōu)選地，所述中間隔層上圓孔的折起的邊緣與水平面成150°角。
[0010] 優(yōu)選地，所述一次進(jìn)水水位控制管的長度和所述加熱區(qū)高度的比為5 : 9? 1 : 2〇
[0011] 優(yōu)選地，所述儲水區(qū)的高度與所述壺體的高度比值為1 : 3。
[0012] 本發(fā)明設(shè)計出一種新型熱水壺，能夠使燒水過程中分階段的自動加水，讓水多次 達(dá)到沸騰，這樣就可以使整個加熱過程更多的時間處于高熱流密度階段，從而節(jié)約時間，更 達(dá)到節(jié)能的效果。
[0013] 實際試驗發(fā)現(xiàn)，常規(guī)方式加熱一壺水（約5L)需14分鐘左右，而采用分次加水的 加熱方式只需要11分鐘左右，時間縮短3分鐘，相當(dāng)于減少了五分之一的能源損耗。試驗 中燒5L水耗費天然氣0. 086m3,天然氣按2. 000元/m3,合人民幣0. 172元，縮短3分鐘相當(dāng) 于節(jié)約天然氣〇. 〇18m3,節(jié)約0. 036元，如果每個家庭平均每天燒兩壺水，每個家庭每天可節(jié) 約天然氣〇. 〇36m3,合0. 072元，全國13. 6億人，按四人一個家庭算，約有3. 4億個家庭，假 設(shè)其中有一半用電熱水壺的家庭，則約有1. 7億個家庭，每天僅僅在燒熱水上就可以節(jié)約 天然氣612萬m3,合1224萬元，即每日可產(chǎn)生1224萬元的直接經(jīng)濟(jì)效益。如果算上少排放 的C0 2等溫室氣體，這項發(fā)明帶來的益處就更加明顯了。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為圖1中的A-A剖面圖；
[0016] 圖3為氣壓平衡球和氣壓平衡球定位網(wǎng)罩局部放大圖；
[0017] 圖4為傳熱學(xué)壁面過熱度和熱流密度關(guān)系原理圖。

【具體實施方式】
[0018] 為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0019] 如圖1所示，本發(fā)明提供的一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，包括壺體2,壺體2 的高度與直徑比為8 : 5?4 : 3,壺體2底部的加熱區(qū)域采用波紋造型。壺體2頂部有圓 環(huán)10及壺蓋9,圓環(huán)10焊接在壺體2頂部，壺蓋9蓋在圓環(huán)10上。壺蓋9上有報警哨18 及壺蓋柄手8。在壺體2上焊接有把手鏈接件7,把手連接件7采用不對稱布置，一高一低， 把手鏈接件7和把手11通過鉚釘6鏈接，把手11也采用不對稱設(shè)計，使把手11位置偏置， 偏置的把手11，一方面可以防止水加熱過程使把手11溫度過高，另一方面又可以在向外倒 水時獲得合適的傾斜角度。壺嘴17焊接在壺體2的上端。
[0020] 在壺體2內(nèi)設(shè)有不銹鋼或者鋁合金材質(zhì)的中間隔層5，由中間隔層5將壺體2的內(nèi) 部腔體分隔為上方的儲水區(qū)15及下方的加熱區(qū)16。儲水區(qū)15的高度與壺體2的高度比值 為1 : 3。中間隔層5上設(shè)計有重力平衡球桿3、扇葉開關(guān)4、氣壓平衡球13、氣壓平衡球定 位網(wǎng)罩12及一次進(jìn)水水位控制管14。
[0021] 結(jié)合圖2,在中間隔層5上開有一個扇形的出水口，出水口的弧度為60°。重力平 衡球3和扇葉開關(guān)4形成出水開關(guān)。扇葉開關(guān)4與中間隔層5鉸接，當(dāng)壺體2靜置時，由扇 葉開關(guān)4在重力平衡球3的重力作用下將出水口密封覆蓋，當(dāng)?shù)顾畷r，加熱區(qū)16內(nèi)的水沖 開扇葉開關(guān)4后自壺嘴17流出。由于重力平衡球3的存在可以使加熱過程開關(guān)封閉更嚴(yán) 密，向外倒水的時候，能夠利用重力使出水開關(guān)打開。
[0022] 氣壓平衡球13和氣壓平衡球定位網(wǎng)罩12形成一個分次進(jìn)水開關(guān)，能夠選擇性的 在合適的時候打開。在中間隔層5上還開有圓孔，圓孔邊緣向上折起，結(jié)合圖3,折起的邊緣 與水平面成α角，α =150°，氣壓平衡球13置于圓孔折起的邊緣上，氣壓平衡球13的直 徑大于圓孔的直徑，固定在中間隔層5上的氣壓平衡球定位網(wǎng)罩12罩在氣壓平衡球13外。
[0023] 在加熱區(qū)16內(nèi)設(shè)有一次進(jìn)水水位控制管14, 一次進(jìn)水水位控制管14進(jìn)水口開在 中間隔層5上。一次進(jìn)水水位控制管14長度和加熱區(qū)16高度的比為5 : 9?1 : 2。一 次進(jìn)水水位控制管14可以控制加水的時候加熱區(qū)的水位，使加熱區(qū)16水只加入一半。因 為通過一次進(jìn)水水位控制管14加水時，當(dāng)加熱區(qū)水位高于進(jìn)水管14底端的出水口時，加熱 區(qū)形成完全封閉狀態(tài)，由于內(nèi)部氣壓原因，儲水區(qū)的水不再通過一次進(jìn)水水位控制管14進(jìn) 入加熱區(qū)。又由于一次進(jìn)水水位控制管14的高度和加熱區(qū)16高度比為5 : 9?1 : 2,所 以使加熱區(qū)的水只加入一半。
[0024] 本發(fā)明的工作過程為：首先向熱水壺中加水的時候，由于一次進(jìn)水水位控制管14 的作用，水只能加到加熱區(qū)16的一半，儲水區(qū)15水加滿。當(dāng)開始加熱的時候，加熱區(qū)16的 水先加熱到沸騰，蒸汽會使加熱區(qū)16內(nèi)壓力增大，將氣壓平衡球13頂開，儲水區(qū)15的水進(jìn) 入加熱區(qū)16。由于冷水的進(jìn)入，加熱區(qū)16的水溫降低，停止沸騰，但溫度仍然很高，這時氣 壓平衡球13處關(guān)閉，儲水區(qū)15的水停止進(jìn)入，下方的水很快沸騰，由于蒸汽壓力作用，氣壓 平衡球13被頂起，繼續(xù)進(jìn)水。這樣就相當(dāng)于把水分成很多份加入到水壺中加熱，加熱速度 更快。從而達(dá)到節(jié)能的效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，包括壺體（2)，壺體（2)頂部設(shè)有壺蓋（9)，壺 體（2)側(cè)面連接有壺嘴（17)，其特征在于：在壺體（2)內(nèi)設(shè)有中間隔層（5)，由中間隔層（5) 將壺體（2)的內(nèi)部腔體分隔為儲水區(qū)（15)及加熱區(qū)（16)，在中間隔層（5)上設(shè)有出水口， 出水口上設(shè)有開合裝置，當(dāng)壺體（2)靜置時，由開合裝置將出水口密封覆蓋，當(dāng)?shù)顾畷r，力口 熱區(qū)（16)內(nèi)的水沖開開合裝置后自壺嘴（17)流出；在中間隔層（5)上還開有圓孔，圓孔邊 緣向上折起，氣壓平衡球（13)置于圓孔折起的邊緣上，氣壓平衡球（13)的直徑大于圓孔的 直徑，固定在中間隔層（5)上的氣壓平衡球定位網(wǎng)罩（12)罩在氣壓平衡球（13)外，在加熱 區(qū)（16)內(nèi)設(shè)有一次進(jìn)水水位控制管（14)，一次進(jìn)水水位控制管（14)進(jìn)水口開在中間隔層 (5)上，水自儲水區(qū)（15)經(jīng)一次進(jìn)水水位控制管（14)加入加熱區(qū)（16)，由一次進(jìn)水水位控 制管（14)控制水時至多加至加熱區(qū)（16)高度的一半。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，其特征在于：所述開合裝 置包括扇葉開關(guān)（4)，扇葉開關(guān)（4)與所述中間隔層（5)鉸接，在所述扇葉開關(guān)（4)上固定 有重力平衡球（3)，當(dāng)壺體（2)靜置時，由扇葉開關(guān)（4)在重力平衡球（3)的重力作用下將 出水口密封覆蓋，當(dāng)?shù)顾畷r，加熱區(qū)（16)內(nèi)的水沖開扇葉開關(guān)（4)后自壺嘴（17)流出。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，其特征在于：所述壺體（2) 底部的加熱區(qū)域采用波紋造型。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，其特征在于：所述壺體（2) 的高度與直徑比為8 : 5?4 : 3。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，其特征在于：所述中間隔 層（5)上圓孔的折起的邊緣與水平面成150°角。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，其特征在于：所述一次進(jìn) 水水位控制管（14)的長度和所述加熱區(qū)（16)高度的比為5 : 9?1 : 2。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種自動分次注水節(jié)能燃?xì)鉄崴畨?，其特征在于：所述儲水區(qū) (15)的高度與所述壺體（2)的高度比值為1 : 3。
【文檔編號】A47J27/21GK104138204SQ201410359167
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】李闖, 陳小光, 彭雅慧, 謝學(xué)輝 申請人:東華大學(xué)