專利名稱：一種快熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快熱裝置，該快熱裝置利用設(shè)置在真空中的工作介質(zhì)的 相變來快速傳遞熱量。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常直接利用金屬或者液體作為熱傳遞介質(zhì)來傳遞熱 量。直接用例如導(dǎo)熱油、水和水蒸汽作為熱傳遞介質(zhì)的產(chǎn)品有電熱油汀、民 用和工業(yè)用采暖器、造紙和巻煙行業(yè)用來烘干紙漿和煙絲的烘干系統(tǒng)等等。 但是直接用導(dǎo)熱油、水和水蒸汽作為熱傳遞介質(zhì)存在的問題是熱傳遞速度慢 或這些熱傳遞介質(zhì)會有部分非工作能量損耗，從而產(chǎn)生環(huán)保、安全、節(jié)能、 效率等方面的問題。鑒于上述問題，有人提出了利用真空中工作介質(zhì)的相變來快速傳遞熱量 的方法。但是由于液態(tài)工作介質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)后壓力會變大，如果不能 有效地控制壓力，就會造成人身和財產(chǎn)的危險。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個目的是提供一種快熱裝置，其既能夠通過真空中工作介 質(zhì)的相變來快速傳遞熱量且不損失工作介質(zhì)，從而能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在 的環(huán)保、安全、節(jié)能、效率等問題，也能夠確?？鞜嵫b置的壓力不會過大， 從而不會對人身和財產(chǎn)造成危險。本發(fā)明的另一目的是提供一種快熱裝置，其能夠減小工作介質(zhì)相變時產(chǎn) 生的噪音。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種快熱裝置，包括液態(tài)工作介質(zhì)容置部，其位于快熱裝置的下部且用于容納液態(tài)工作介質(zhì)；熱傳遞部，其與所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部彼此連通且密封抽真空，所述熱傳遞部的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部的容積之和與液態(tài)工作介質(zhì)體積之間的比例范圍為85: 1至1.5: 1;電熱管，其設(shè)置在所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部中，所述電熱管外周包覆有金屬絨，且每3.5升容積的電熱管發(fā)熱功率介于400瓦-2500瓦之間；以及溫度控制器，用于控制快熱裝置內(nèi)部的溫度。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述液態(tài)工作介質(zhì)為水。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述熱傳遞部包括本體和多個散熱支管，所述多個散熱支管向上傾斜延伸且與本體之間的夾角a為20°至60° 。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述多個散熱支管上設(shè)置有散熱片。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部和所述熱傳遞部一體形成。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述金屬絨完全包覆所述電熱管，且所述金屬 絨經(jīng)壓縮成形以使所述金屬絨中的金屬絲之間彼此無序的浸水間隔范圍為 0.8mm至1,5mm或者1.5mm至2.5mm。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種快熱裝置，包括液態(tài)工作介質(zhì) 容置部，其位于快熱裝置的下部且用于容納液態(tài)工作介質(zhì)，所述液態(tài)工作介 質(zhì)容置部中設(shè)置有金屬絨，所述金屬絨的形狀與所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部的 內(nèi)壁形狀相適應(yīng)；熱傳遞部，其與所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部彼此連通且密封抽真空，所述熱傳遞部的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部的容積之和與液態(tài)工作介質(zhì)體積之間的比例范圍為85: 1至1.5: 1;熱源，其設(shè)置在所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部的外部，且每3.5升容積的熱源發(fā)熱功率介于400瓦-2500瓦之間；以及溫度控制器，用于控制快熱裝置內(nèi)部的溫度。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述熱源為地熱源或者燃燒熱源。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述液態(tài)工作介質(zhì)為水。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，所述熱傳遞部包括本體和多個散熱支管，所述多個散熱支管向上傾斜延伸且與本體之間的夾角a為20°至60° 。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于，由于在合理控制了快熱裝置內(nèi)部腔體與 液態(tài)工作介質(zhì)之間的比例關(guān)系，且控制了熱源的發(fā)熱功率，因此可以確?？?熱裝置內(nèi)部的壓力不會過大而產(chǎn)生對人身和財產(chǎn)的危險，同時由于在工作介 質(zhì)容置部內(nèi)設(shè)置了金屬絨，因此可以有效降低工作介質(zhì)相變時產(chǎn)生的噪音。

圖1是本發(fā)明快熱裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明快熱裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明快熱裝置第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明快熱裝置第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明快熱裝置第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了進一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施 例進行詳細說明，然而所述實施例僅為提供說明與解釋之用，不能用來限制 本發(fā)明的專利保護范圍。在下文的說明中，將盡可能用相同的附圖標記來代 表相同或者類似的構(gòu)件。第一實施例圖1是本發(fā)明快熱裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種快熱裝置1，包括液態(tài)介工作質(zhì)容置 部2，用于容納液態(tài)工作介質(zhì)5;熱傳遞部3，其與所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部 2彼此連通且密封被抽真空，所述熱傳遞部3的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部 2的容積之和與液態(tài)介質(zhì)體積之間的比例范圍為85: 1至lh 1;電熱管4， 用于加熱所述液態(tài)工作介質(zhì)5;金屬絨6，其設(shè)置在所述液態(tài)工作介質(zhì)容置 部2中，金屬絨6的形狀與液態(tài)工作介質(zhì)容置部2的內(nèi)壁形狀相適應(yīng)，所述 金屬絨6用于減小所述液態(tài)工作介質(zhì)5相變時產(chǎn)生的噪音；以及溫度控制器 (圖中未示出)，用于控制快熱裝置1內(nèi)部的溫度。所述金屬絨6完全包覆所述電熱管4，且金屬絨6經(jīng)壓縮成形以使所述 金屬絨6中金屬絲之間的無序浸水間隔范圍(換句話說，在金屬絨6中形成 的孔的直徑范圍)為0.8mm至1.5mm或者1.5mm至2.5mm。可以預(yù)先通過 例如壓縮成形或者熱處理工藝成型的方法，使金屬絨6具有與預(yù)定形狀。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，無須使用額外構(gòu)件就可以使金屬絨6具有一定的形狀并 使金屬絨6能夠緊密包圍電熱管4。由于金屬絨6與電熱管4緊密接觸，所 以金屬絨6增加了電熱管4的散熱面積，從而降低了液態(tài)工作介質(zhì)5由液態(tài) 向氣態(tài)轉(zhuǎn)變時的氣泡產(chǎn)生量，同時金屬絨6將大的氣泡分割層若干小的氣泡， 也降低了氣泡爆裂時的噪音。所述無序浸水間隔范圍越小，金屬絨6降低噪音的效果越好。液態(tài)工作介質(zhì)5可以為水，也可以為水溶液。電熱管4設(shè)置在液態(tài)工作 介質(zhì)容置部2中，且設(shè)定電熱管4的發(fā)熱功率，使每3.5升快熱裝置內(nèi)部容 積的熱源功率介于400瓦至2500瓦之間。盡管如圖1所示，液態(tài)工作介質(zhì)5充滿液態(tài)工作介質(zhì)容置部2，但是根 據(jù)實際需要，也可以使液態(tài)工作介質(zhì)5不充滿液態(tài)工作介質(zhì)容置部2。熱傳遞部3的縱向長度h (見圖1)不受限制，可以根據(jù)實際需要進行 設(shè)定，而進行較遠距離的熱輸送。液態(tài)工作介質(zhì)容置部2和所述熱傳遞部3可以為密封一體形成為向上傾 斜延伸的管狀或其它密封腔體。在該第一實施例中，所述熱傳遞部3的形狀不受限制，可以在本發(fā)明的 目的范圍內(nèi)任意設(shè)定。熱傳遞部3的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部2的容積之和與液態(tài)工作介質(zhì)5體積之間的比例優(yōu)選為30: 1、 20: 1、 18: 1; 12: 1、 8: 1或者5: 1。由于所述熱傳遞部3的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部2的容積之和與液態(tài) 工作介質(zhì)體積之間的比例范圍為85: 1至1.5: 1，且電熱管4的發(fā)熱功率設(shè) 定為每3.5升快熱裝置內(nèi)部容積介于400瓦-2500瓦，所以配合溫度控制器的 使用既可以保證有足夠的熱傳遞介質(zhì)來傳遞熱量，也能夠確保液態(tài)工作介質(zhì) 容置部2和熱傳遞部3中的壓力不會過大。如果上述比例過大則氣化的工作 介質(zhì)稀薄，不能有效傳遞熱量；如果上述比例過小，則氣化的工作介質(zhì)密度 大，工作時密封腔內(nèi)壓力大，不安全。第二實施例圖2是本發(fā)明快熱裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明第二實施例與第一實施例相比不同之于，在熱傳遞 部3包括本體30和在本體30上設(shè)置的多個散熱支管31、 32和33。散熱支 管31、 32和33有助于將由熱傳遞部3傳遞的熱更快地散發(fā)至外部。散熱支管31、 32和33與熱傳遞部3之間具有夾角a，所述夾角a可以 為銳角，例如20°至60°。在各散熱支管上還可再連接不同形狀的散熱片。第三實施例圖3是本發(fā)明快熱裝置第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本發(fā)明第三實施例與第一實施例相比不同之于，第一實施 例中的電熱管4被燃燒熱源41所代替，燃燒熱源41位于液態(tài)工作介質(zhì)容置 部2的外部。在第三實施例中，金屬絨6的形狀與液態(tài)工作介質(zhì)容置部2的內(nèi)壁形狀 相適應(yīng)，以使金屬絨6能夠與液態(tài)工作介質(zhì)容置部2的受熱內(nèi)壁充分接觸， 從而能夠?qū)⒁簯B(tài)工作介質(zhì)5由液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的大的氣泡分割為若干 個小的氣泡，減小了氣泡爆裂時產(chǎn)生的噪音，從而能夠降低噪音?？梢灶A(yù)先通過例如壓縮成形或者熱處理工藝成型的方法使金屬絨6具有 與液態(tài)工作介質(zhì)容置部2的內(nèi)壁形狀相適應(yīng)的預(yù)定形狀，這樣節(jié)無須額外構(gòu) 件來將金屬絨6限制在一定范圍內(nèi)，從而可以減少構(gòu)件數(shù)量。與第一實施例類似，金屬絨6經(jīng)壓縮成形以使金屬絨6中金屬絲之間的 無序浸水間隔范圍(換句話說，在金屬絨6中形成的孔的直徑范圍)為0.8mm 至1.5mm或者1.5mm至2.5mm。當然，還可以用諸如地熱源等其它熱源來代替燃燒熱源41。第四實施例圖4是本發(fā)明快熱裝置第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本發(fā)明第四實施例與第一實施例相比不同之于，第一實施 例中的電加熱管4被另一種熱源42所代替。在該熱源42中具有熱傳遞介質(zhì)7，該熱傳遞介質(zhì)7將熱量傳遞于液態(tài)工 作介質(zhì)容納部2中的液態(tài)工作介質(zhì)5。第五實施例圖5是本發(fā)明快熱裝置第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本發(fā)明第五實施例與第一實施例相比不同之于，第一實施 例中內(nèi)置在液態(tài)工作介質(zhì)容納部2中的電熱管4被外置在液態(tài)工作介質(zhì)，納 部2外部的電熱源43所代替，且包括恒溫控制器8。 ^恒溫控制器8與電源9電連接，用于控制熱傳遞部3內(nèi)部的溫度。電熱源43中可以設(shè)置有電阻絲等用于產(chǎn)生熱量的加熱構(gòu)件。 現(xiàn)在對本發(fā)明快熱裝置的工作原理說明如下。當液態(tài)工作介質(zhì)容置部2中的工作介質(zhì)5被來自于熱源的熱量加熱時， 由于液態(tài)工作介質(zhì)容置部2和熱傳遞部3為部分真空狀態(tài)且在真空中工作介 質(zhì)5的沸點較低，所以工作介質(zhì)5就會迅速吸熱而從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，高溫 的氣態(tài)工作介質(zhì)5迅速充滿熱傳遞部3，從而將熱量傳遞至所需要的地方。 在傳熱之后，高溫的氣態(tài)工作介質(zhì)5又轉(zhuǎn)化為低溫的工作介質(zhì)，并回流到液 態(tài)工作介質(zhì)容置部2中。這樣，經(jīng)過多次的循環(huán)，就可以將熱源的熱量迅速傳遞至所需要的地方。如果根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在熱傳遞部3上設(shè)置多個散熱片31、 32 和33，則可以實現(xiàn)快速均勻升溫或干燥的實際需要。熱傳遞部3在隔熱情況 下延長，則可實現(xiàn)較遠距離的熱輸送。由于所述熱傳遞部3的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部2的容積之和與液態(tài) 介質(zhì)體積之間的比例范圍為85: 1至1.5: 1，且電熱管4的發(fā)熱功率設(shè)定為 每3.5升快熱裝置內(nèi)部容積介于400瓦-2500瓦，所以既可以保證有足夠的熱 傳遞介質(zhì)來傳遞熱量，也能夠確保液態(tài)工作介質(zhì)容置部2和熱傳遞部3中的 壓力不會過大。比例過大工作介質(zhì)就會稀薄,不能有效傳遞熱量,會造成熱源 處高溫損壞裝置；比例過小，升溫慢，工作時密封腔內(nèi)壓力大，效率低，不 安全。本發(fā)明的快熱裝置可以應(yīng)用于電熱油汀、民用和工業(yè)用采暖器、造紙和 巻煙行業(yè)用來烘干紙槳和煙絲的烘干系統(tǒng)等。由于可以用水取代油，又是在 低壓力下工作，熱傳遞介質(zhì)被反復(fù)利用，沒有能量在非工作上流失，故在環(huán) 保、安全、節(jié)能、效率各方面有顯著的優(yōu)勢。整個快熱裝置內(nèi)部是真空狀態(tài)， 吸熱氣化后的工作介質(zhì)會迅速將熱能傳到整個快熱裝置，氣態(tài)工作介質(zhì)在密 封的容器內(nèi)反復(fù)循環(huán)。如果在受熱處連接各種形式的散熱片或塊就可以實現(xiàn) 所要求的空間或物資被迅速、均勻地升溫或干燥。
權(quán)利要求
1. 一種快熱裝置(1)，包括液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)，其位于快熱裝置(1)的下部且用于容納液態(tài)工作介質(zhì)(5)；熱傳遞部(3)，其與所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)彼此連通且密封抽真空，所述熱傳遞部(3)的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)的容積之和與液態(tài)工作介質(zhì)體積之間的比例范圍為85∶1至1.5∶1；電熱管(4)，其設(shè)置在所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)中，所述電熱管(4)外周包覆有金屬絨(6)，且每3.5升容積的電熱管發(fā)熱功率介于400瓦-2500瓦之間；以及溫度控制器，用于控制快熱裝置(1)內(nèi)部的溫度。
2. 如權(quán)利要求1所述的快熱裝置(1)，其中所述液態(tài)工作介質(zhì)(5) 為水。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的快熱裝置(1)，其中所述熱傳遞部(3) 包括本體(30)和多個散熱支管(31; 32; 33)，所述多個散熱支管(31; 32; 33)向上傾斜延伸且與本體(30)之間的夾角a為20。至60。。
4. 如權(quán)利要求3所述的快熱裝置(1)，其中所述多個散熱支管(31; 32; 33)上設(shè)置有散熱片。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的快熱裝置，其中所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部 (2)和所述熱傳遞部(3) —體形成。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的快熱裝置，其中所述金屬絨(6)完全包覆 所述電熱管(4)，且所述金屬絨(6)經(jīng)壓縮成形以使所述金屬絨(6)中 金屬絲之間的無序浸水間隔范圍為0.8mm至1.5mm或者1.5mm至2.5mm。
7. —種快熱裝置(1)，包括液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)，其位于快熱裝置(1)的下部且用于容納液 態(tài)工作介質(zhì)(5)，所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)中設(shè)置有金屬絨(6)， 所述金屬絨(6)的形狀與所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)的內(nèi)壁形狀相適應(yīng);熱傳遞部(3)，其與所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)彼此連通且密封抽 真空，所述熱傳遞部(3)的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)的容積之和與液態(tài)工作介質(zhì)體積之間的比例范圍為85: 1至1.5: 1;熱源(4)，其設(shè)置在所述液態(tài)工作介質(zhì)容置部(2)的外部，且每3.5 升容積的熱源發(fā)熱功率介于400瓦-2500瓦之間；以及溫度控制器，用于控制快熱裝置(1)內(nèi)部的溫度。
8. 如權(quán)利要求7所述的快熱裝置(1)，其中所述熱源(4)為地熱源 或者燃燒熱源。
9. 如權(quán)利要求7所述的快熱裝置(1)，其中所述金屬絨(6)完全包 覆所述電熱管(4)，且所述金屬絨(6)經(jīng)壓縮成形以使所述金屬絨(6) 中金屬絲之間的無序浸水間隔范圍為0.8mm至1.5mm或者1.5mm至2.5mm。
10. 如權(quán)利要求7所述的快熱裝置(1)，其中所述液態(tài)工作介質(zhì)(5) 為水。
全文摘要
一種快熱裝置，包括液態(tài)工作介質(zhì)容置部，其位于快熱裝置的下部且用于容納液態(tài)工作介質(zhì)；熱傳遞部，其與液態(tài)工作介質(zhì)容置部彼此連通且密封抽真空，熱傳遞部的容積與液態(tài)工作介質(zhì)容置部的容積之和與液態(tài)工作介質(zhì)體積之間的比例范圍為85∶1至1.5∶1；電熱管，其設(shè)置在液態(tài)工作介質(zhì)容置部中，電熱管外周包覆有金屬絨，且每3.5升容積的電熱管發(fā)熱功率介于400瓦-2500瓦之間；以及溫度控制器，用于控制快熱裝置內(nèi)部的溫度。本發(fā)明的快熱裝置能夠通過真空空間中工作介質(zhì)的相變來快速傳遞熱量，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的環(huán)保、安全、節(jié)能、效率等問題。
文檔編號F24H1/20GK101240943SQ20071000806
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者胡再明, 董越君 申請人:寧波西摩電器進出口有限公司