專利名稱：高效茶水爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種采用輻射加熱的辦法，尤其是充分利用爐具能達到400℃以上的各個高溫部位，增加設置余溫輻射熱源，來提高發(fā)熱量和熱效率的輻射加熱高效茶水爐。
目前市場使用的茶水爐，部是采用對流加熱的辦法；但對流加熱的熱效率很低，很難提高，因而國標GB6412-86家庭用煤及爐具標準中的熱效率僅為20％。
本實用新型的目的，是創(chuàng)造一種熱效率特高、大量節(jié)約能源、使用方便的輻射加熱高效茶水爐。
為了達到上述目的，采用了我于89年1月31日以申請?zhí)?9212112.2煤炭遠紅外線輻射裝置的專利(審查員意見，改為煤炭烘烤爐，但說明書和權利要求書未作變動)，于90年3月批準授權，但那裝置并不是烘烤爐，而是用來裝在烘烤爐具上或其他爐具上，將對流加熱改為輻射加熱，提高熱效率的輻射加熱的元件。由斯忒芬·玻爾茲曼定律中，認識到輻射加熱元件的表面溫度達到400～600℃時，有效輻射能量占總能量的77～86％之間，為對流加熱的4～6倍左右，輻射能量密度達1～3瓦/厘米2之間。根據(jù)輻射加熱這一優(yōu)越性能，在爐具余溫能達到400℃以上的高溫部位，增設余溫輻射熱源，是增加爐具發(fā)熱量和提高爐具的熱效率的有力措施，根據(jù)這個構思，試制一臺50000千卡/時的輻射加熱高效茶水爐。經初步試驗，燃燒熱值為5900千卡/公斤的煤10公斤，將476公斤5℃的冷水加熱到100℃，計算熱效率為76％，這熱效率的數(shù)值，已超過國際GB6412-86熱效率20％的兩倍以上，實遠非對流加熱所能比較的。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述


圖1是本實用新型輻射加熱高效茶水爐的整體正面剖示圖。
圖2是本實用新型的加煤孔門[8]的結構圖。
圖3是本實用新型的余溫水箱[10]和內煙導[9]的結構圖。
圖4是本實用新型的水溫達到100℃后，沸水自動輸入儲水箱的電原理圖。
由
圖1可知本實用新型是由爐膛[1]、爐膛蓋[2]、頂部水箱[3]、遠紅外線高輻射率層[4]、元筒形水箱[5]、煙囪口[6]、間隙[7]、加煤孔門[8]、內煙導[9]、余溫水箱[10]、煙囪水套[11]、煙囪[12]、風門[13]、保溫層[14]、儲水箱[15]、排污伐[16]、灰箱[17]、出水口[18]、電磁伐[19]、溫度傳感器[20]等組成。爐膛[1]、爐膛蓋[2]、內煙導[9]這三個部件的整個外表面，及加煤孔門[8]的輻射板[35]與方型水盒[34]相對應的一面，均噴涂(或工業(yè)高溫擴)一層遠紅外線高輻射率層[4]，構成一個由爐膛[1]與元筒形水箱[5]組成的主輻射加熱熱源，并由內煙導[9]與余溫水箱[10]、爐膛蓋[2]與頂部水箱[3]、加煤孔門[8]與輻射板[35]組成的三個余溫輻射加熱熱源，以及煙囪[12]上設置的對流加熱熱源共計五個熱源構成的輻射加熱高效茶水爐。
當燃料在爐膛[1]內燃燒時，產生的高溫，迅速傳遞到爐膛[1]的外表面的遠紅外線高輻射率層[4]時，產生輻射能置密度達3瓦/厘米2的輻射熱源。這幅射熱源被環(huán)繞爐膛[1]設置的元筒形水箱[5]中的水所吸收；有效輻射能量達80％以上，在這高輻射熱源的作用下，水溫迅速上升，達到高效加熱水溫的目的。這是本實用新型的主要輻射熱源，曾單獨對這主要輻射熱源作了試驗，其熱效率達到39％。
本實用新型的園筒形水箱[5]的頂端的一側與余溫水箱[10]的園弧形接口構成相互垂直焊接，在焊接之先，將園筒形水箱[5]的內外層鋼板與余溫水箱[10]的園弧形接口相對應處，內層鋼板與余溫水箱[10]的內套[28]，外層鋼板與余溫水箱[10]的外套[27]相互對應處，各開一個大小完全相同的方孔，并在此方孔處與余溫水箱[10]的內外套元弧形方口相互焊接，使園筒形水箱[5]與余溫水箱[10]構成一個互相垂直的整體，內部水道是互相連通的，內煙導[9]通過余溫水箱[10]的內導[28]和爐膛[1]的煙囪口[6]相扦接，構成內煙導[9]與爐膛[1]互相垂直，而內煙導是水平設置。余溫水箱[10]是環(huán)繞內煙導[9]設置的，當燃料在爐膛[1]內燃燒，爐膛[1]內產生的高溫煙氣、燃氣、和高溫火焰在煙囪的抽力作用下，吸入緊靠爐膛的內煙導[9]，使內煙導[9]的溫度迅速上升，并傳遞到內煙導[9]的外表面遠紅外線高輻射率層[4]時，產生高能量的輻射熱源，這個輻射熱源，完全被包圍裝在內煙導[9]周圍的余溫水箱[10]中的水所吸收，高效加熱余溫水箱[10]中的水，這是本實用新型內煙導[9]、余溫水箱[10]組成的余溫輻射熱源。
圖2所示的加煤孔門[8]，它是由活動筒套[21]活動筒套調整螺母[22]長方形進出口水盒[24]進出口水盒隔板[25]與方形水盒[34]及輻射板[35]等組成。長方形進出口水盒[24]與方形水盒[34]疊裝，其中的進出水由進出口水盒隔板[25]隔開。加煤孔門[8]，是經常需要開閉的，活動筒套[21]既構成在開閉時水道的暢通，又起了開閉時的鉸鏈作用；它是由二個空心套筒組成，外套筒的里表面和內套筒的外表面都車成50∶1錐度；兩個銅套的配合，完全依靠活動筒套調整螺母[22]來完成，要求既不漏水，又要轉動靈活?；顒油蔡譡21]的外套筒與輸水管連接，內套筒焊接在長方形進出口水盒[24]的一側。輻射板[35]與方型水盒[34]是平行裝設的，大小一致，它們互相對應的一面噴涂遠紅外線高輻射率層[4]。由于輻射板[35]是設置在爐膛[1]內上壁部位，這是爐膛[1]溫度最高之處，因而輻射板[35]的輻射能量密度極高，達到3瓦/厘米2，這是加煤孔門[8]和輻射板[35]組成的余溫輻射熱源。
本實用新型的頂部水箱[3]的構造比較簡單，它是與園筒形水箱[5]相同大小的園鼓形水箱上焊接進出水管各一根構成，疊裝在爐膛蓋[2]和園筒形水箱[5]上面，由爐膛蓋[2]外表面的遠紅外線高輻射率層[4]所輻射的熱源，以及由爐膛[1]外表面輻射層輻射于間隙[7]中的部分輻射熱源，完全由頂部水箱[3]所吸收，而且頂部水箱[3]的四周和頂部都受到保溫層[14]的保溫，所以這部分的輻射熱源的熱效率相當高，這是爐膛蓋[2]和頂部水箱[3]組成的余溫輻射熱源。
本實用新型內煙導[9]，在煙囪抽力作用下，爐膛[1]的高溫煙氣、燃氣、和高溫火焰抽入內煙導[9]，再帶入煙囪[12]內，使煙囪溫度經常處于100-200℃之間，因而在煙囪[12]上焊接一水套，以吸收煙囪[12]上的高溫，為了便于運輸起見，構成可折裝的煙囪水套[11]，在使用時，將煙囪[12]扦接于內煙導[9]的尾部煙囪接頭[36]上即可。這是本實用新型一個對流加熱熱源。
本實用新型的爐膛[1]與元筒形水套[5]之間，設有10-30毫米的間隙[7]，這間隙的大小，是根據(jù)園筒形水箱[5]中的水溫，通常是處于什么溫度的情況來決定的。如果園筒形水箱[5]中的水，通常是20-30℃的低水溫，則間隙[7]應加大到30毫米，以免影響爐內燃料的燃燒性能和爐膛[1]外表面遠紅外線高輻射率層[4]的輻射溫度。如果元筒形水箱[5]中的水能通常保持在80℃以上時，則這間隙[7]可以縮小到10毫米以下。
本實用新型的冷水必須先輸入到煙囪水套[11]中加溫后再逐步流入到其他各個輻射加溫的設備中，最后再流入到園筒形水箱[5]中，由于流入到園筒形水箱[5]中的水，部是經過前面多次加溫，水溫已達到了70-80℃之間，有了這么高的水溫流入到園筒形水箱[5]后，因而園筒形水箱[5]中的水，能保持在90℃左右的水溫，所以間隙[7]的距離可以縮小到最低距離，由于園筒形水箱[5]與輻射層的距離縮小了，園筒形水箱[5]的吸收強度也增大(根據(jù)光波的輻射強度是與距離的平方成反比)熱效率也跟著提高，這是本實用新型熱效率高的另一個因素。
如圖4所示為本實用新型裝設自動排儲沸水的裝置、它是由電磁閥[19]溫度傳感器[20]繼電器[30]繼電器開關[31]和儲水箱[15]組成，當園筒形水箱[5]中的水達到100℃時，(事先已將溫度傳感器的電接通溫度為100℃)溫度傳感器的電路接通，繼電器[30]吸合線川通電，繼電器開關[31]閉合、電磁伐吸開，沸水由電磁閥通過管道流入儲水箱[15]，當園筒形水箱[5]水溫低于100℃時，溫度傳感器[20]的電路斷開，繼電器[30]和電磁伐[19]電路斷開，電磁閥[19]關閉，未沸的水停止向儲水箱輸送，直到園筒形水箱[5]中的水再上升到100℃時，電路又接通，沸水再度輸送到儲水箱[15]如此周而復始，不斷的向儲水輸送沸水。
權利要求1．一種高效茶水爐，是由爐膛主體和園筒形水箱[5]組成的主輻射熱源，和由內煙導[9]與余溫水箱[10]、爐膛蓋[2]與頂部水箱[3]、輻射板[35]與方形水盒[34]構成的三個余熱輻射熱源組成的，其特征是爐膛[1]、爐膛蓋[2]、內煙導[9]的整個外表面，及輻射板[35]與方形水盒[34]相對應的一面，均噴涂遠紅外線高輻射率層[4]，結合園筒形水箱[5]、余溫水箱[10]、頂部水箱[3]、方形水盒[34]組成的。
2．根據(jù)權利要求1所述的高效茶水爐，其特征在于爐膛[1]的整個外表面均噴涂遠紅外線高輻射率層[4]而園筒形水箱[5]是環(huán)繞爐膛[1]和煙囪口[6]的周圍裝設的，園筒形水箱[5]和爐膛[1]之間的距離為10-30毫米。園筒形水箱[5]與余溫水箱[10]互相垂直焊接成一整體，內煙導[9]緊靠爐膛[1]扦接于煙囪口[6]內，形成與爐膛[1]垂直連接，而內煙導[9]本身是水平設置。
3．根據(jù)權利要求1所述的高效茶水爐，其特征在于內煙導[9]的整個外表面均噴涂遠紅外線高輻射率層[4]，余溫水箱[10]是環(huán)繞整個內煙導[9]裝設的，內煙導[9]穿過余溫水箱[10]的內導[28]與爐膛[1]上面的煙囪口[6]相扦接，而尾部煙囪接頭[36]與煙囪[12]相扦接。
4．根據(jù)權利要求1所述的高效茶水爐，其特征是頂部水箱[3]是由一個園鼓形狀的水箱，焊接進出水管各一根構成的，它的大小與園筒形水箱[5]完全相同，疊放在爐膛蓋[2]與元筒形水箱[5]的上面，頂部水箱[3]的四周和頂面都受保溫層[1 4]的保溫，頂部水箱[3]的底板與爐膛蓋[2]表面的遠紅外線高輻射率層[4]以及通過間隙[7]與爐膛[1]外表面的遠紅外線高輻射層[4]的一部分相對應。
5．根據(jù)權利要求1所述的高效茶水爐，其特征是輻射板[35]與方形水盒[34]是平行裝設的，輻射板[35]與方形水盒相對應的一面噴涂遠紅外高輻射余層[4]。
6．根據(jù)權利要求1所述的高效茶水爐，其特征是活動筒套[21]是由二個空心套筒組成，外套筒的里表面和內套筒的外表車成50∶1的錐度，兩個套筒的松緊，由活動筒套調整螺母[22]來調整，活動筒套的外套筒與輸水管連接，內套筒接長方形進出水盒[24]的兩側。
7．根據(jù)權利要求1所述的高效茶水爐，其特征是由電磁線[19]溫度傳感器[20]繼電器[30]繼電器開關[31]和儲水箱[15]組成的沸水自動排儲的裝置。
專利摘要一種采用輻射加熱的高效茶水爐,利用輻射加熱的優(yōu)越性能,在包圍爐膛(1)周圍,設置主輻射熱源,并在爐膛(1)的煙囪口(6)的煙囪出口處,設置水平內煙導(9)來吸取由煙囪抽出的高溫煙氣燃氣和高溫火焰的高熱部位,以及由爐膛蓋(2)和加煤孔門(8)的高溫部位,因地制宜,設置三個余溫輻射熱源。另在煙囪(12)設置一個對流熱源,共計五個加熱熱源,用這種結構造成的爐具,其熱效率比對流加熱的爐具提高二倍,增加余溫輻射熱源后,比只用主輻射熱源的爐具增加熱效率一倍左右。
文檔編號F24H1/18GK2347106SQ9823014
公開日1999年11月3日 申請日期1998年2月5日 優(yōu)先權日1998年2月5日
發(fā)明者肖克和 申請人:肖克和