專利名稱：一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法與裝置，屬于工程傳熱技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于熱水鍋爐、電熱水器等產(chǎn)業(yè)范疇。
現(xiàn)有的加熱水的方法及裝置，通常是自來水通過管路注入一個(gè)較大的容器中，熱能通過置于容器中的電熱管壁面?zhèn)鹘o容器中待加熱的水或者是熱能直接通過容器壁面?zhèn)鹘o容器中待加熱的水，水溫升高至合適溫度后流出供人使用。
實(shí)際上，在很多地區(qū)，由于水的硬度較高，容器中的水在溫度升高后會析出一些礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)沉積在容器的壁面上或沉積在加熱管的壁面上形成水垢。隨著水垢層的加厚，容器壁或加熱管的熱阻越來越大，最終會導(dǎo)致失效。
另一方面，容器直徑較大，要承受較高的水壓，器壁就必須做得較厚，通常是用金屬材料焊接而成。制造檢驗(yàn)較為復(fù)雜，成本較高。
現(xiàn)有的除水垢方法，對于一次性使用的水流，一般是采取磁化或高頻震蕩等技術(shù)，力求盡量少結(jié)水垢，在使用一段時(shí)間后對容器壁再進(jìn)行人工或化學(xué)除垢，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，十分麻煩。
本發(fā)明的目的是提供一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法與裝置。該方法及裝置將從根本上克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，達(dá)到長期使用不結(jié)水垢的主要目的，另外，在較低的生產(chǎn)成本條件下，能夠耐受較高的工作壓力。
以下將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明所述的方法與裝置的實(shí)現(xiàn)方式附

圖1是本發(fā)明所述方法及裝置的原理示意圖。
附圖2是本發(fā)明所述方法及裝置的換熱器當(dāng)制成外翅片管結(jié)構(gòu)時(shí)的局部示意圖。
參照附圖1，圖中[1]-容器壁；[2]-電加熱管；[3]-注水接口；[4]-排氣接口；[5]-換熱管；[6]-進(jìn)水口；[7]-出水口；[8]-容器中的水。由耐高溫塑料或薄金屬板制成的容器壁[1]上開有注水接口[3]及排氣接口[4]，電熱管[2]裝于容器壁[1]上，金屬制的換熱管[5]盤繞于容器中，進(jìn)水口[6]、出水口[7]經(jīng)容器壁[1]伸至容器外部與進(jìn)、出水通道相連；換熱管[5]的內(nèi)徑為5～30毫米且換熱管[5]的內(nèi)徑小于容器內(nèi)徑的1/15；使用前，先經(jīng)注水接口[3]將自來水注入容器內(nèi)，待水注至容器容積的90％左右時(shí)，用蓋子分別關(guān)閉注水接口[3]和排氣接口[4]；電加熱器[2]在溫控器控制下將注入容器中的水[8]加熱至沸點(diǎn)以下的合適溫度時(shí)關(guān)閉，當(dāng)容器中的水[8]溫度降低后再接通電加熱器[2]加熱，如此反復(fù)循環(huán)，維持容器中的水[8]于一個(gè)合適的溫度水平；用熱水時(shí)，自來水經(jīng)進(jìn)水口[6]進(jìn)入換熱管[5]，通過換熱管[5]的壁面與高溫的容器中的水[8]進(jìn)行間壁式熱交換使溫度提高后流出供人使用。
由于容器中的水[8]是長期反復(fù)使用，因此，容器壁[1]內(nèi)側(cè)及電熱管[2]外側(cè)、換熱管[5]外側(cè)均不會產(chǎn)生水垢；按換熱管[5]的內(nèi)徑為10毫米，容器直徑400毫米計(jì)算，換熱管[5]內(nèi)側(cè)結(jié)垢速率僅為普通加熱方法的1/40左右，加之用水時(shí)換熱管[5]中流速較高，能對已有的水垢形成強(qiáng)制沖刷，因此，換熱管[5]內(nèi)側(cè)結(jié)垢的速率可能僅為用普通加熱方法加熱時(shí)容器壁結(jié)垢速率的百分之一或更低。按現(xiàn)在用普通加熱方法加熱時(shí)內(nèi)壁的除垢周期為一年計(jì)算，則換熱管[5]的一個(gè)使用周期保守估計(jì)即可達(dá)幾十年以上，已滿足一般工業(yè)產(chǎn)品使用壽命的要求。換言之，按本發(fā)明所述方法生產(chǎn)的加熱水裝置可連續(xù)使用幾十年而無需除垢，從而實(shí)現(xiàn)了不結(jié)水垢的目的。
由于容器壁[1]僅承受水的重量，不承受水壓，因此，容器壁[1]可采用較薄的金屬板材制造或采用耐高溫塑料注塑、吸塑、焊接成型，從而降低了容器制造成本且可以制成任意形狀；按換熱管[5]的內(nèi)徑為10毫米，壁厚1毫米計(jì)算，銅或鋁材質(zhì)的換熱管[5]的耐壓能力即可達(dá)10MPa以上，從而實(shí)現(xiàn)了耐高壓的目的。
為避免容器在加熱過程中氣體膨脹產(chǎn)生壓力，排氣接口[4]的蓋上開有小孔，起到與環(huán)境大氣連通作用。
為了減少加熱過程中容器中的水[8]的蒸發(fā)，可在排氣接口[4]上套一氣球狀橡皮囊或在容器中的水[8]上表面滴少量油或石蠟等能浮在水面且難以揮發(fā)的物質(zhì)。
為了提高換熱管[5]的換熱能力，可如圖2所示在其外側(cè)裝設(shè)翅片或軋制翅片，在內(nèi)壁面制成螺紋狀或在管中加裝擾流裝置。
為提高換熱強(qiáng)度和換熱溫差，需要時(shí)容器中的水[8]可以加入合適鹽分提高沸點(diǎn)，必要時(shí)，可用油或其它沸點(diǎn)較高的液體取代水。
按本發(fā)明所述方法制成的不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，當(dāng)制成電熱水器或電熱水鍋爐型產(chǎn)品時(shí)，容器即為產(chǎn)品的內(nèi)膽，容器壁[1]可用薄金屬板、聚乙烯、聚丙烯或其它能耐80℃以上高溫的熱塑性塑料制成，進(jìn)水口[6]、出水口[7]連接熱水器水溫調(diào)節(jié)閥門系統(tǒng)，通過改變兌合比例獲得合適的水溫和水量。
按本發(fā)明所述方法制成的不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，當(dāng)制成外壁加熱式鍋爐時(shí)，容器壁[1]可采用鋼板焊接或金屬鑄造。
按本發(fā)明所述方法制成的不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，換熱管[5]可采用銅管、鋁管等金屬管光管盤繞而成、光管外側(cè)裝設(shè)或軋制翅片盤繞而成或制成如空調(diào)器的冷凝器的型式的整體置入容器中的水[8]中，自來水走管內(nèi)。
按本發(fā)明所述方法制成的不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，可通過在容器中加裝攪拌器攪拌從而提高換熱速率。
按本發(fā)明所述方法制成的不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，當(dāng)容器采用外壁加熱時(shí)，容器壁[1]為金屬材料，容器壁[1]上可不裝電熱管[2]。
權(quán)利要求
1.一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法，其特征是由耐高溫塑料或薄金屬板制成的容器壁[1]上開有注水接口[3]及排氣接口[4]，電熱管[2]裝于容器壁[1]上，金屬制的換熱管[5]盤繞于容器中，進(jìn)水口[6]、出水口[7]經(jīng)容器壁[1]伸至容器外部與進(jìn)、出水通道相連；換熱管[5]的內(nèi)徑為5～30毫米且換熱管[5]的內(nèi)徑小于容器內(nèi)徑的1/15；使用前，先經(jīng)注水接口[3]將自來水注入容器內(nèi)，待水注至容器容積的90％左右時(shí)，用蓋子分別關(guān)閉注水接口[3]和排氣接口[4]；電加熱器[2]在溫控器控制下將注入容器中的水[8]加熱至沸點(diǎn)以下的合適溫度時(shí)關(guān)閉，當(dāng)容器中的水[8]溫度降低后再接通電加熱器[2]加熱，如此反復(fù)循環(huán)，維持容器中的水[8]于一個(gè)合適的溫度水平；用熱水時(shí)，自來水經(jīng)進(jìn)水口[6]進(jìn)入換熱管[5]，通過換熱管[5]的壁面與高溫的容器中的水[8]進(jìn)行間壁式熱交換使溫度提高后流出供人使用。
2.按權(quán)利要求1所述的一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法，其特征是容器壁[1]可采用較薄的金屬板材制造或采用耐高溫塑料注塑、吸塑、焊接成型，從而降低了容器制造成本且可以制成任意形狀；可在排氣接口[4]上套一氣球狀橡皮襄或在容器中的水[8]上表面滴少量油或石蠟等能浮在水面且難以揮發(fā)的物質(zhì)以減少水分蒸發(fā)；換熱管[5]可在其外側(cè)裝設(shè)翅片或軋制翅片，在內(nèi)壁面制成螺紋狀或在管中加裝擾流裝置。
3.按權(quán)利要求1所述的一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法，其特征是容器中的水[8]可以加入合適鹽分提高沸點(diǎn)，必要時(shí)，可用油或其它沸點(diǎn)較高的液體取代水。
4.按權(quán)利要求1所述的一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法所制成的不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，其特征是當(dāng)制成電熱水器或電熱水鍋爐型產(chǎn)品時(shí)，容器即為產(chǎn)品的內(nèi)膽，容器壁[1]可用薄金屬板、聚乙烯、聚丙烯或其它能耐80℃以上高溫的熱塑性塑料制成，進(jìn)水口[6]、出水口[7]連接熱水器水溫調(diào)節(jié)閥門系統(tǒng)，通過改變兌合比例獲得合適的水溫和水量。
5.按權(quán)利要求4所述的一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，其特征是當(dāng)制成外壁加熱式鍋爐時(shí)，容器壁[1]可采用鋼板焊接或金屬鑄造；容器壁[1]上可不裝電熱管[2]。
6.按權(quán)利要求4所述的一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，其特征是換熱管[5]可采用銅管、鋁管等金屬管光管盤繞而成、光管外側(cè)裝設(shè)或軋制翅片盤繞而成或制成如空調(diào)器的冷凝器的型式的整體置入容器中的水[8]中，自來水走管內(nèi)。
7.按權(quán)利要求4所述的一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的裝置，其特征是可通過在容器中加裝攪拌器攪拌從而提高換熱速率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不結(jié)水垢且耐高壓的加熱水的方法及裝置,屬于工程傳熱技術(shù)領(lǐng)域,可應(yīng)用于熱水鍋爐、電熱水器等產(chǎn)業(yè)范疇。其特點(diǎn)是在容器中裝有盤繞的管式換熱器,加熱器先加熱容器中的水,容器中的水再通過管式換熱器的器壁將熱量傳給管式換熱器中的自來水使其溫度升高供人使用,從而實(shí)現(xiàn)不結(jié)水垢的目的。
文檔編號F24H7/00GK1378059SQ0111521
公開日2002年11月6日 申請日期2001年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月4日
發(fā)明者黨坤選, 路英梅 申請人:路英梅