專利名稱：內置電加熱重力熱管電暖器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種由重力熱管組合而成的電暖器，特別是涉及一種內置電加熱器、分流管、狹縫水熱媒體以及熱交換真空的水重力熱管組合式電暖器。
與之相比，電加熱方式?jīng)]有廢煙氣產(chǎn)生，屬零污染排放，熱效率可以達到100％。目前在市面上已經(jīng)出現(xiàn)的電熱產(chǎn)品有采用電熱膜式地板加熱和硅鈣板電阻絲墻體加熱的電暖器，但其傳熱系數(shù)較低(松木地板為0.12～0.14w/m.k、大理石為2.9w/m.k、混凝土為0.814～1.745w/m.k)，由于樓板或墻體均存在吸熱，蓄熱和散熱等過程，致使其加溫速度較慢，同時又受現(xiàn)有的供電系統(tǒng)的制約，費用需求較高，很難滿足一般工薪家庭的需求。經(jīng)檢索國內外資料，目前尚未發(fā)現(xiàn)更高效、節(jié)能、安全、方便、更適合一般獨立家庭使用的電暖器換熱器件。
本實用新型的目的在于提供一種更為安全、高效、節(jié)能、能滿足一般家庭獨立使用的內置電加熱重力熱管組合式電暖器，同時，其安裝使用均方便，工作壽命長。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的所述內置電加熱重力熱管電暖器由數(shù)個內置電加熱重力熱管25并聯(lián)組合而成，所述的內置電加熱重力熱管25在工作時呈負壓狀態(tài)，它包括真空抽取封閉口1、上密封固定蓋3、封閉管外殼4、分流管6、真空腔8、熱媒體水9、內置加熱器10、固定連接絕緣體14及下密封固定蓋15；其中，所述真空抽取封閉口1設置在最上端的上密封固定蓋3之上，所述內置加熱器10固定在下密封固定蓋15上表面的中央，由所述上密封固定蓋3、封閉管外殼4及下密封固定蓋15組成密閉腔體，所述分流管6位于該腔體內，距封閉管外殼4的內壁形成一定間隙，所述的內置加熱器10位于所述分流管6內部中央的下部，它與分流管6內壁之間形成一定間隙，所述熱媒體水9位于所述封閉管外殼4內的下部和所述下密封固定板15的上方、處在該封閉管殼4、分流管6與內置加熱器10的狹縫之中，所述真空腔8位于熱媒體水9的上方及上密封固定蓋3的下方。
在本實新型中，其內置電加熱重力熱管25的封閉管外殼4選用紫銅齒狀管，不但增大了換熱面積，而且其導熱系較高，為384w/m2℃。同時，采用真空技術的目的，就是利用熱媒體水在真空狀態(tài)下沸點低，易汽化的特點，可以迅速產(chǎn)生池內沸騰，其換熱系數(shù)可達到20000w/m2℃以上。由于銅與水為親體材料，因此不會產(chǎn)生銹蝕和水解，保證了熱管使用壽命和質量。所述內置電加熱重力熱管25的散熱面積、即其封閉管外殼4上的銅齒的長短、粗細按加熱功率用平板熱交換計算方法進行設計，應該保證將其表面溫度控制在80℃左右。所述內置電加熱重力熱管25在工作中管內呈負壓狀態(tài)，熱媒體水不會結垢也不會產(chǎn)生炸裂的危險。在實際應用中，可根據(jù)房屋面積及熱管功率確定該內置電加熱重力熱管25的使用數(shù)量，根據(jù)實際情況作成踢腳板式組合電暖器，達到不占用房屋面積，且具有美化裝修的效果，其設計新穎，制造簡便、結構合理緊湊，高效節(jié)能、安全、使用組合靈活方便，十分適用于一般家庭獨立供暖。
請參閱附


圖1，在本實用新型的內置電加熱重力熱管電暖器中，內置電加熱重力熱管25是其中一個主要組件，它包括真空抽取封閉口1、上固定孔2、紫銅上密封固定蓋3、紫銅齒狀封閉管外殼4、分流管導氣孔5、內置δ05-1mm紫銅分流管6、紫銅碗狀溢流環(huán)7、重力熱管真空腔8、熱媒體水9、內置電加熱器10、下固定孔11、外電源接線柱12、加熱器電源引出線13、固定連接絕緣體14、紫銅下密封固定蓋15、冷凝回液孔16及紫銅扣碗狀導流環(huán)17。其中，所述真空抽取口1位于最上端焊接在上密封固定板3上，所述上、下密封固定板3、15焊接在紫銅齒狀封閉管外殼4的上下兩端，所述固定絕緣體14粘接在下固定密封板15的下方，接線柱12固定在絕緣體14上。所述分流管6位于紫銅齒狀封閉管殼體4的內部并與該封閉管殼體4的內壁形成1.5～3mm的間隙，所述溢流環(huán)7、導流環(huán)17與該殼體4內壁的間隙為0.5mm，所述電加熱器10位于該分流管6內并處于所述重力熱管25中央的下部，與該分流管6內壁的間隙為2～5mm，所述熱媒體水9位于該重力熱管25內中央部位的下方，下密封固定板15的上方，處在所述紫銅齒狀封閉管殼體4、分流管6和電加熱器10的狹縫中，所述真空腔8位于熱媒體水9的上方、上密封蓋3的下方。
在本實施例中，所述導汽孔5置于分流管6的管壁上部，從頂部排列，其排數(shù)根據(jù)熱管25的總長度按占1/3均勻分為3～5排，每排按圓周均勻分為4個直徑為4mm的圓孔，所述溢流環(huán)7，導流環(huán)17固定在分流管6的外壁，溢流環(huán)7處于導汽孔5上方5～10mm，導流環(huán)17處于溢流環(huán)7的下端與溢流環(huán)等距離排列，回液孔16處于分流管6的最下端，按圓周均分為直徑為3mm的6個圓孔，共同組成分流管6位于上、下密封固定板3、15之間。
附圖2中為安裝在
圖1所示內置電加熱重力熱管25內的內置電加熱器10的結構剖視圖，其中，該電加熱器10包括加熱體紫銅圓孤形封頭18、硅碳電阻銀接線頭19、硅碳電阻加熱管21、電加熱體紫銅齒狀管22、外絕緣固定陶瓷管23及內絕緣固定陶瓷引線管24。其中，所述的硅碳電阻加熱管21由空芯陶瓷硅碳管20及設置在其管壁外的電熱硅碳電阻膜組成，該硅碳電阻加熱管21處在所述外絕緣固定陶瓷管23內，位于內絕緣固定陶瓷引線管24的上部，距下密封板15的距離為20～50mm，所述外絕緣固定陶瓷管23處在所述電加熱體紫銅齒狀管22的內部，由上述組件所組成的電加體10安裝在所述內置電加熱重力熱管25的下密封固定板15的上表面之上并位于中央位置。
附圖3為本實用新型中的一個內置電加熱重力熱管電暖器的具體實施例，在此，所述內置電加熱重力熱管25呈踢腳板式垂直安裝組合方式，它包括踢腳板上扣邊26、鏡面熱反射板27(不銹鋼或鋁鏡面板)、系統(tǒng)時間溫度控制器33、含接地線單相源暗走線35及踢腳下固定電源槽盒36。其中，在所述系統(tǒng)時間溫度控制器33上設置有時間溫度控制器加熱工作指示燈28、加溫定時設定旋鈕29、電源指示燈30、加熱停止指示燈31、停止加熱時間設定旋鈕32及加熱緊急啟動按鈕34。
在本實施例中，所述重力熱管25的紫銅齒狀外殼、上下封頭、真空抽取管、分流管、內加熱紫銅齒狀管(管長為重力熱管總長度的25％)均需要在焊接牢固后進行打壓實驗，一般為6個大氣壓，打壓時間不小于4小時，整體浸入水內撿漏，確保無漏關后進行超聲波清洗，在干燥后再進行熱媒體水(蒸餾水或純凈水)注入操作，其注入量應占整體熱管長度的1/3，放置數(shù)小時后，再連接真空泵并進行抽取真空操作，此時先打開真空泵鎮(zhèn)氣閥在室溫下抽取2分鐘，然后將該熱管下端浸入0℃左右的冷水，浸入深度同熱媒水高度，關閉鎮(zhèn)氣閥，再抽取2分鐘，使真空度達到6×10-2帕，最后進行壓力封口焊接，關閉真空泵。
對所制成的熱管進行沸水測定，將熱管下端放入沸水內，在其上部用手能迅速感到撞擊，迅速導熱(燙手)即為合格品，進行干燥后，裝入電加熱芯和其它配件即可制成成品。
本實用新型內置電加熱重力熱管電暖器有多種工作方式，下面通過一個實例來進行簡單說明將所述的系統(tǒng)時間溫度控制器33根據(jù)實際需求設定好定時開、關時間，接通電源，令所述的硅碳電阻加熱管21通電發(fā)熱，所產(chǎn)生的熱量經(jīng)過外絕緣固定陶瓷管23傳至電加熱體紫銅齒狀管22，使位于該內置電加熱器10與分流管6的狹縫中上部的熱媒體水9得到加熱，由于該熱媒體水量很小，即可以迅速產(chǎn)生池內沸騰而被汽化，水蒸汽攜帶著大量的汽化潛熱沿分流管6的內壁上升，經(jīng)導汽孔5傳至所述封閉管外殼4，再由其齒狀外壁與室內空氣進行熱交換，失去熱能的負壓水蒸氣在所述外殼4的內壁上凝結為水珠，經(jīng)溢流環(huán)7，導流環(huán)17在重力作用下流入該外殼4與分流管6的狹縫中、所述熱媒體水9的上部，再經(jīng)回流孔16流到分流管6與內加熱體10之間的狹縫中，由于采取上部加熱，下部熱媒體水的比重較大，自然形成了調節(jié)泵源，能使回流液逐步上升而進行再次加熱，如此形成反復循環(huán)。
在這里，水蒸氣沿分流管6的內部上升，而釋放熱能后的凝結水從分流管6的外部靠自身重力下流，這樣就形成了互不干撓的流動通道，因此不會產(chǎn)生攜帶極限而影響換熱，其換熱效率比不設分流管的重力熱管高出一倍以上。所述內置電加熱重力熱管25產(chǎn)生的熱量大部分直接與至內冷空氣換熱，一部分經(jīng)安裝在其后的熱反射板27反射回室內，有效的減少了墻體的吸蓄熱，進一步提高了取暖效果。
由于內置電加熱重力熱管25內部呈負壓狀態(tài)，在斷電停止加熱以后，所述硅碳電阻加熱管21、電加熱體紫銅齒狀管22、外絕緣固定陶瓷管23及內絕緣固定陶瓷引線管24等基體的余熱，能較長時間維持所述熱媒水9的沸騰狀態(tài)，在較高的換熱系數(shù)下持續(xù)向室內散熱，直至逐漸趨于平衡。
由于是在真空狀態(tài)下進行熱媒水9的狹縫加熱，所述內置電加熱重力熱管25在2分鐘左右即可達到設定溫度。實驗表明給所述該內置電加熱重力熱管25通電5分鐘，斷電20分鐘，該內置電加熱重力熱管的外殼4的表面溫度仍在30℃以上。因此可選配時間溫度控制器33，使室內的電暖器組分步順序開、停，不但可解決現(xiàn)有供電系統(tǒng)的供需矛盾，而且可達到進一步節(jié)約能源的效果。所述內置電加熱重力熱管25采用并聯(lián)方式安裝供電，不會出現(xiàn)因某一根熱管損壞而影響供暖系統(tǒng)工作，同時熱媒體水對人不產(chǎn)生任何危害。
在本實新型中，由于內置電加熱重力熱管工作中呈現(xiàn)負壓狀態(tài)，亦可采用熱媒體水其它的親體材料如鋁或不銹鋼制作，所述電加熱硅碳電阻管亦可采用電熱絲代替，其它配套組件中所使用的材料為一般材料，均可從市售購得。整套內置電加熱重力熱管電暖器的制造工藝并不復雜，一般具有機加工能力的單位均可進行生產(chǎn)。
根據(jù)不同的條件和狀態(tài)，本專業(yè)領域的技術人員可作出多種變化和選擇，以下僅列舉本實用新型可供選擇的情況之一根據(jù)不同的加熱功率，所述內置電加熱重力熱管可以設計制造出成不同的高低粗細及內外形狀，亦可組合制作成移動式電熱汀。
權利要求1.一種內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述內置電加熱重力熱管電暖器由數(shù)個內置電加熱重力熱管(25)并聯(lián)組合而成，所述內置電加熱重力熱管(25)在工作時呈負壓狀態(tài)，它包括真空抽取封閉口(1)、上密封固定蓋(3)、封閉管外殼(4)、分流管(6)、真空腔(8)、熱媒體水(9)、內置加熱器(10)、固定連接絕緣體(14)及下密封固定蓋(15)；其中，所述真空抽取封閉口(1)設置在最上端的上密封固定蓋(3)之上，所述內置加熱器(10)固定在下密封固定蓋(15)上表面的中央，由所述上密封固定蓋(3)、封閉管外殼(4)及下密封固定蓋(15)組成密閉腔體，所述分流管(6)位于該腔體內，距封閉管外殼(4)的內壁形成一定間隙，所述的內置加熱器(10)位于所述分流管(6)內部中央的下部，它與分流管(6)內壁之間形成一定間隙，所述熱媒體水(9)位于所述封閉管外殼(4)內的下部和所述下密封固定板(15)的上方，處在該封閉管殼(4)、分流管(6)與內置加熱器(10)的狹縫之中，所述真空腔(8)位于熱媒體水(9)的上方及上密封固定蓋(3)的下方。
2.根據(jù)權利要求1所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述內置電加熱重力熱管電暖器還包括鏡面溫度反射板(27)及時間溫度控制器(33)；其中，所述的內置電加熱重力熱管(25)由時間溫度控制器(33)上的加溫時間設定旋鈕(29)、停止加溫時間設定旋鈕(32)及緊急啟動按鈕(34)控制其加溫及停止時間，所述熱反射鏡面板(27)安裝在所述內置電加熱重力熱管組(25)與墻壁之間并貼近墻壁。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于在所述分流管(6)的管壁上部設置有3～5排導汽孔(5)，該導汽孔(5)均被設置在自所述分流管(6)的頂部向下約占所述內置電加熱重力熱管(25)總長度的1/3范圍內，每排導汽孔(5)按圓周均勻分布并包括有4個直徑為4mm的圓孔，在所述分流管(6)外壁上沿其軸向還以基本相同的間隔安裝有數(shù)個溢流環(huán)(7)及一個導流環(huán)(17)，該溢流環(huán)(7)及導流環(huán)(17)與所述封閉管外殼(4)的內壁也要保持一定間隙，所述的溢流環(huán)(7)處于所述導汽孔(5)的上方5～10mm處，所述導流環(huán)(17)位于所述溢流環(huán)(7)的下部，等距離排列在所述分流管(6)的外壁上，在所述分流管(6)的最下端還設置有回液孔(16)，按圓周均勻分布在所述分流管(6)的管壁上，共包含有6個直徑為3mm的圓孔。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的內置加熱器(10)為紫銅齒狀管形加熱器，包括有硅碳電阻加熱管(21)、外絕緣固定陶瓷管(23)、內絕緣固定陶瓷引線管(24)及加熱體紫銅齒狀管(22)，其總體長度為所述內置電加熱重力熱管(25)總長度的1/4；其中，所述的硅碳電阻加熱管(21)處在所述外絕緣固定陶瓷管(23)內并位于所述內絕緣固定陶瓷引線管(24)的上部，距所述下密封固定蓋(15)的距離為20～50mm，所述外絕緣固定陶瓷管(23)處于所述加熱體紫銅齒狀管(22)內部。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的熱媒水(9)的注入量，從底部計為所述內置電加熱重力熱管(25)總長度的1/3。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的封閉管外殼(4)及所述分流管(6)由所述熱媒體水(9)的親體材料制成。
7.根據(jù)權利要求6所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的封閉管外殼(4)的散熱面為紫銅齒狀管，該紫銅齒狀的封閉管外殼(4)的表面散熱面積應使得其散熱表面溫度保持在80℃左右，所述分流管(6)由紫銅材料制造，其厚度為δ0.5～1mm。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述分流管(6)距所述封閉管外殼(4)內壁的間隙為1.5～3mm。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的內置加熱器(10)與所述分流管(6)內壁之間形成的間隙為2～5mm。
10.根據(jù)權利要求3所述的內置電加熱重力熱管電暖器，其特征在于所述的溢流環(huán)(7)及導流環(huán)(17)與所述封閉管外殼(4)的內壁之間的間隙為0.5mm左右。
專利摘要一種內置電加熱重力熱管電暖器，由數(shù)個內置電加熱重力熱管25并聯(lián)組合而成，所述的內置電加熱重力熱管25在工作時呈負壓狀態(tài)，它包括真空抽取封閉口1、上密封固定蓋3、封閉管外殼4、分流管6、真空腔8、熱媒體水9、內置加熱器10、固定連接絕緣體14及下密封固定蓋15等。本實用新型設計思路新穎，結構緊湊合理，高效節(jié)能，長壽安全且制造工藝成熟完善，其使用及組合、控制均十分方便，能滿足獨立家庭冬季取暖的需求，適宜廣大城鄉(xiāng)地區(qū)使用。
文檔編號F24D13/00GK2545514SQ0223297
公開日2003年4月16日 申請日期2002年4月28日 優(yōu)先權日2002年4月28日
發(fā)明者張懷森 申請人:張懷森