專利名稱：高效爐灶熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以爐灶為熱源的家用熱水器。
以爐灶為熱源的熱水器我國已有多項專利或?qū)＠暾?，例如北京航空航天大學(xué)機(jī)械廠的“藍(lán)天牌燃?xì)庠钣昧茉崴鳌?中國專利號89213902.1)、袁文藻的“節(jié)能速熱淋浴器”(申請?zhí)?8202064.1)、張恩承等的“一種熱得快淋浴器”(申請?zhí)?0201999.6)等，一般都通過增加換熱面積、減小換熱器壁厚等方法提高熱效率，采用管、板類型材經(jīng)鈑金工藝和焊接的方法制造。在熱效率、生產(chǎn)成本和設(shè)備條件要求等方面均有不盡人意之處。以市場售藍(lán)天牌熱水器為例，其換熱器為與雙眼燃?xì)庠钆_板同樣的薄鋁板沖壓——焊接件，幾米長的換熱管成回形布滿其中。說明書介紹液化氣灶加熱、流量2.0～2.5升／分條件下，進(jìn)水溫度16℃，出水溫度38～45℃。此效果不能滿足我國北方冬季水源溫度低條件下提供淋浴熱水的需要。
本實(shí)用新型在熱效率、制造工藝及生產(chǎn)條件要求等方面得到改進(jìn)，并且能適用于各種爐灶，在批量生產(chǎn)時降低成本。
本實(shí)用新型家用熱水器的主體——換熱器，由內(nèi)側(cè)帶有內(nèi)翅片的內(nèi)筒體和外側(cè)帶有外翅片的外筒體套裝組合，再密封兩端后構(gòu)成。在內(nèi)外筒體兩者之間，形成厚壁且容積足夠大的快速升溫室和等厚或壁厚漸薄的高溫加熱螺旋回路。內(nèi)外翅片要間斷、錯開地排列布滿內(nèi)筒體內(nèi)側(cè)和外筒體外側(cè)。進(jìn)水管接外筒體下部，出水管接外筒體上部。另有一頂部開一定數(shù)量孔隙的整流保溫罩。制造內(nèi)筒體與內(nèi)翅片、外筒體與外翅片分別采用聯(lián)體的鑄(或焊)件毛坯，再經(jīng)機(jī)械加工。內(nèi)外筒組裝時上下端的密封，以可拆或不可拆方式均可。使用①將熱水器置于燃?xì)庠钌匣蛉サ粽鞅卣种糜诿籂t爐膛內(nèi)并加爐蓋；②接通進(jìn)出水管；③通過控制爐火大小或水流量大小調(diào)節(jié)所提供熱水的溫度、流量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本熱水器首先是在對換熱過程進(jìn)一步認(rèn)識的基礎(chǔ)上，設(shè)計了外表面不發(fā)生“出汗”現(xiàn)象的高效換熱器。低溫的進(jìn)水首先進(jìn)入容積大、厚壁的換熱器快速升溫室，本身升溫快而換熱器壁也不過度冷卻。這樣，換熱器外表面遇到含水蒸汽的燃?xì)饬骶筒粫鬯閷?，即不“出汗”。不“出汗”的換熱器表面連同吸熱翅片，溫度可達(dá)數(shù)百度(℃)。因此，換熱器內(nèi)通過的水與換熱器表面是在數(shù)百度(℃)溫差下進(jìn)行換熱；再加上翅片與筒體為聯(lián)體件；合理排列的翅片、筒體和整流保溫罩三者將加熱燃?xì)夂侠碚鞯仍O(shè)計，本換水器有較高的熱效率。而現(xiàn)有同類產(chǎn)品的換熱器表面難免“出汗”，如藍(lán)天牌熱水器說明書介紹使用時淋浴器下面有水滴出現(xiàn)是正常現(xiàn)象，此時其表面溫度≤100℃，即其換熱溫差只有數(shù)十度(℃)。不僅如此，冷凝水珠積聚多了以后將滴流到火焰上，撲滅部分燃?xì)?，浪費(fèi)熱能且產(chǎn)生未充分燃燒的有害氣體。其次，在材料和工藝方面，本熱水器因結(jié)構(gòu)簡單，主要部件批量生產(chǎn)時采用鑄造毛坯，盡管帶有翅片的筒體形狀復(fù)雜，仍能降低成本；機(jī)械加工和裝配工作量也較少，故一般中小企業(yè)皆有條件組織生產(chǎn)。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型家用熱水器的較好實(shí)施例結(jié)構(gòu)及工作過程示意如


圖1。圖中(1)內(nèi)筒體、(2)內(nèi)翅片、(3)外筒體、(4)外翅片、(5)出水管、(6)進(jìn)水管、(7)整流保溫罩；(A)快速升溫室、(B)高溫加熱螺旋回路；(D)換熱器外筒體內(nèi)徑或稱換熱器名義直徑、(H)換熱器高度、(Ha)快速升溫室高度、(Hb)高溫加熱螺旋回路高度。
圖1中只畫出內(nèi)翅片在內(nèi)筒體內(nèi)側(cè)排列位置。
圖2、3為內(nèi)、外翅片推薦排列形狀。
推薦內(nèi)翅片(2)與內(nèi)筒體(1)、外翅片(4)與外筒體(3)采用聯(lián)體鑄鐵毛坯，以機(jī)械冷加工方法加工兩者配合面、下端密封臺階、上端密封羅紋以及進(jìn)出水羅紋孔等。將加工好的內(nèi)外筒體(1)、(3)套裝組合即構(gòu)成本實(shí)用新型的主體－－換熱器。其內(nèi)部形成快速升溫室(A)和高溫加熱螺旋回路(B)。關(guān)鍵的尺寸要求包括在快速升溫室(A)部位，內(nèi)外筒體壁厚δ≥4mm，高度Ha≥35mm，內(nèi)外筒體間隙t≈3mm。這些尺寸要求是為了實(shí)現(xiàn)快速升溫室(A)容積足夠大，壁厚足夠大兩項技術(shù)措施，達(dá)到使用時換熱器外表面不“出汗”的目的；高溫加熱螺旋回路(B)部位，同樣以外表同不“出汗”為前提，壁厚可以設(shè)計為等厚度也可以逐漸減薄到2～3mm，變壁厚是通過鑄件毛坯實(shí)現(xiàn)的。內(nèi)外筒體(1)、(3)下端密封應(yīng)在臺階上加密封墊，上端密封應(yīng)在羅紋間隙填充密封物料。整流保溫罩推薦用搪瓷件，上方應(yīng)開出一定數(shù)量和分布的孔隙。筒體、翅片和整流保溫罩三者配合，對爐灶噴出的高溫燃?xì)夂侠碚?，使其遲滯、曲折地通過三者的間隙，參見
圖1、2、3，以盡量增加換熱的溫差、面積和時間，提高熱效率。換熱器材料如果用導(dǎo)熱性能好的鋁、銅等，筒體壁厚應(yīng)更大，快速升溫室(A)的容積應(yīng)更大。換熱器的高溫加熱螺旋回路(B)部分的高度(Hb)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)厮礈囟雀叩驮鰷p，回路截面尺寸推薦3×12mm2。換熱器名義直徑(D)可根據(jù)爐灶直徑適當(dāng)設(shè)計。如果直接將換熱器置于煤爐爐膛內(nèi)使用，可相應(yīng)改變換熱器名義直徑D以及進(jìn)出水管方式的設(shè)計。
主要尺寸為D＝90、H＝150、Ha＝40、筒體壁厚δ＝5，鋼材料焊制的一個本實(shí)用新型試驗產(chǎn)品，實(shí)測效果為紅外線液化氣灶為熱源，7～9℃的哈爾濱市冬季自來水為水源，可提供淋浴用熱水，溫度39～41℃，流量≈2.0升／分。
權(quán)利要求1.一種以爐灶為熱源的高效爐灶熱水器，用于提供淋浴等熱水，其特征在于由內(nèi)側(cè)帶內(nèi)翅片的內(nèi)筒體和外側(cè)帶外翅片的外筒體，組成套筒并在兩端密封，構(gòu)成換熱器，其內(nèi)部為內(nèi)外筒體配合組成的快速升溫室和高溫加熱螺旋回路；另有整流保溫罩；低溫水經(jīng)接外筒體下部進(jìn)水管進(jìn)入快速升溫室，然后經(jīng)過高溫加熱螺旋回路，變成熱水，經(jīng)接外筒體上部的出水管流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之高效爐灶熱水器，其特征在于內(nèi)外筒體的壁厚，在換熱器外表面不“出汗”的前提下，可逐漸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之高效爐灶熱水器，其特征在于翅片間斷、錯開地排列，布滿內(nèi)筒體內(nèi)側(cè)和外筒體外側(cè)；翅片、筒體和頂部有一定數(shù)量與分布孔隙的整流保溫罩三者配合，將燃?xì)夂侠碚鳌?br> 專利摘要一種爐灶為熱源供淋浴等用熱水的高效爐灶熱水器。其換熱器由內(nèi)側(cè)帶內(nèi)翅片(2)的內(nèi)筒體(1)和外側(cè)帶外翅片(4)的外筒體(3)組成套筒并密封兩端構(gòu)成，內(nèi)部形成厚壁、容積大的快速升溫室(A)和變壁厚的高溫加熱螺旋回路(B)。另有整流保溫罩(7)。具有換熱器外表面不出汗、翅片與筒體為聯(lián)體鑄件、燃?xì)夂侠碚鞯日?。一?shí)施例表明，紅外線液化氣灶為熱源，7～9℃哈爾濱冬季的自來水為水源，可供淋浴水溫度39～41℃、流量≈2.0升/分。
文檔編號F24B9/00GK2092692SQ91206379
公開日1992年1月8日 申請日期1991年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月22日
發(fā)明者張恩深, 王金芳, 錢嶸, 宋國賢 申請人:張恩深