專利名稱：利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種熱水生成設(shè)備，具體地涉及一種利用碳素加熱器，在短時(shí)間 內(nèi)生成熱水的熱水生成設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般情況下，電加熱器或電烤爐之類產(chǎn)生熱量的產(chǎn)品，都是以石英管作為發(fā)熱體 熱源，發(fā)熱線圈等金屬作為發(fā)熱材料。近年來，碳素發(fā)熱體的使用呈現(xiàn)逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)，碳 素發(fā)熱體是在碳素纖維、玻璃纖維或玄武巖纖維等礦物質(zhì)纖維表面上，鍍一層碳素膠質(zhì)薄 膜。碳素加熱器，是以碳纖維作為加熱體，與油、煤氣鍋爐等供暖設(shè)備相比，可節(jié)省安 裝費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)局部供暖；與電熱板和電熱膜相比，平均溫差可控制在2°C以內(nèi)，使供暖更均 勻；安裝施工后地面厚度在10mm以內(nèi)，且不必拆毀和破壞原地面狀態(tài)，可以直接施工安裝。 另外，即使受到人為或其他外力的摧毀或破壞，造成斷裂時(shí)，只需對(duì)破損部分進(jìn)行絕緣處理 維修后，便可立即安全使用；由于它屬于非機(jī)械裝置的纖維材質(zhì)，無須擔(dān)憂會(huì)被腐蝕或破 碎，因而可以半永久性使用；它除了可以應(yīng)用在一般供暖設(shè)施上外，還可以應(yīng)用在給水加熱 等多種設(shè)施和用途上。圖1和圖2為現(xiàn)有技術(shù)中使用上述碳素加熱器的熱水鍋爐設(shè)備主要部位剖面圖?，F(xiàn)有技術(shù)是由安裝在本體內(nèi)部呈水平及垂直狀貫通本體，其外周表面帶有絕緣銷 的絕緣管，和緊湊安裝在上述絕緣管內(nèi)部，兩端以絕緣口保護(hù)的碳素加熱器，和安裝了上述 碳素加熱器條件下施加電源時(shí)，通過電路檢測(cè)傳感器來檢測(cè)電路的控制面板組成?，F(xiàn)有技術(shù)的熱水設(shè)備是在套管內(nèi)安裝發(fā)熱體，使水在套管內(nèi)循環(huán)，與發(fā)熱體進(jìn)行 熱交換產(chǎn)生熱水。因而存在著不能實(shí)現(xiàn)高效的熱傳遞，從而使達(dá)到設(shè)定的水溫耗時(shí)過長(zhǎng)，且 難以避免熱量的損失，無法保障保溫性的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè) 備，提高了發(fā)熱體單位長(zhǎng)度乃至單位表面積的熱傳遞效率，從而使在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱水成 為可能，同時(shí)能有效地防止熱水的熱損失。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是利用碳素加熱器的熱水生成 設(shè)備，包括碳素加熱器，其特征在于碳素加熱器插裝在第一套管內(nèi)部，第一套管兩端形成有第一套管進(jìn)水口和第一套 管出水口，碳素加熱器與第一套管之間形成第一套管水道；第一套管插裝在第二套管內(nèi)部，第一套管與第二套管之間形成第二套管水道，第 二套管與第一套管出水口連通，且在與第一套管出水口相反方向的一端設(shè)有第二套管出水上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管水道和第二套管水道，具有相同的橫斷面面積。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于在第二套管的外面，設(shè)有防 止紅外線透過的反射層。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管和第二套管為兩 端相貫通的透明管；在第一套管和第二套管開放式的兩端部設(shè)有密封裝置。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管出水口有若干個(gè)， 沿第一套管半徑方向按等間距排列，且貫通第一套管。上述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第二套管外設(shè)有第三套管， 第二套管與第三套管之間形成第三套管水道，第三套管水道與第二套管出水口連通，在與 第二套管出水口相反方向一端形成第三套管出水口。利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于由若干上述的任意利用碳素加熱 器的熱水生成設(shè)備構(gòu)成，若干利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備通過連接管串聯(lián)連接。上述的利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于一端的利用碳素加熱器的 熱水生成設(shè)備的出水口與相鄰的其它利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的進(jìn)水口連接。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是本發(fā)明創(chuàng)造中，碳素加熱器的紅外線透過第一套管，到 達(dá)第二套管并放射，對(duì)第一套管及第二套管提供的多個(gè)水道重復(fù)施加影響，提高了碳素加 熱器單位長(zhǎng)度乃至單位面積上的熱傳遞效率，從而具有短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱水的效果。另外，在流速相同的前提下，與只使用一個(gè)與第二套管相同體積的套管的現(xiàn)有技 術(shù)中的熱水生成設(shè)備相比，本發(fā)明創(chuàng)造中，水在高速流過第一套管及第二套管提供的長(zhǎng)距 離水道的過程中，能夠更加有效地重復(fù)接受碳素加熱器紅外線的影響。另外，由于設(shè)有防止紅外線透過的反射層，在其作用下，透過第一套管及第二套管 的紅外線，并不消失，而是反射到第一套管及第二套管提供的多個(gè)水道上，靠水與第一套管 及第二套管邊界面發(fā)生的折射，將紅外線均勻分散的過程半永久地再現(xiàn)出來，從而起到進(jìn) 一步提高碳素加熱器熱傳遞效率的效果。另外，在流量相同的前提下，使用一個(gè)套管時(shí)，發(fā)生在套管外面的熱損失與外部環(huán) 境接觸的表面成正比，但是由于第一套管的溫?zé)嵩跓o損失的情況下傳遞到第二套管，從而 可以有效地防止熱水的熱損失。

[0022]圖1現(xiàn)有技術(shù)中利用碳素加熱器的熱水鍋爐設(shè)備主要部位剖面圖[0023]圖2圖1的局部放大圖[0024]圖3本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例1的斜視圖[0025]圖4圖3的主要部位縱斷面圖[0026]圖5本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例2的主要部位縱斷面圖[0027]圖6圖5的A部放大圖[0028]圖7圖5的B部放大圖[0029]圖8本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例3的概念圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖3和圖4所示，一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備(100)由碳素加熱 器(110)、第一套管(120a)和第二套管(120b)組成。碳素加熱器(110)插裝在第一套管 (120a)內(nèi)，第一套管(120a)插裝在第二套管(120b)內(nèi)。碳素加熱器(110)由玄武巖纖維(111)、線夾(112)、導(dǎo)線(113)、導(dǎo)電板(114)、引 線(115)和石英管(116)組成。所述玄武巖纖維(111)是經(jīng)碳素膠質(zhì)溶液浸漬后，在真空壓力容器內(nèi)經(jīng)過離心脫 水及真空，烘干，使大量碳素納米粒子均勻地分布并固著在纖維組織體上；線夾(112)連接 在玄武巖纖維(111)兩端，使其能夠通電，導(dǎo)線(113)的一端與線夾(112)焊接，導(dǎo)線(113) 的另一端與導(dǎo)電板(114)焊接，引線(115)與導(dǎo)電板(114)焊接，引線(115)呈拉緊狀態(tài)融 粘合在石英管(116)的兩端密封并固定，石英管(116)為內(nèi)部抽真空的狀態(tài)。第一套管(120a)由可透過紅外線的透明材料制成，碳素加熱器(110)插裝在第一 套管(120a)內(nèi)部，第一套管(120a)兩端分別形成有水流入的第一套管進(jìn)水口(120a_a)和 水流出的第一套管出水口(120a_c)，碳素加熱器(110)與第一套管(120a)之間形成第一套 管水道(120a_b)；水在流動(dòng)過程中，通過第一套管水道(120a_b)對(duì)碳素加熱器(110)放射 的紅外線進(jìn)行熱傳遞。第一套管(120a)插裝在第二套管(120b)內(nèi)部，第二套管(120b)與第一套管出水 口(120a_c)連通，且在與第一套管出水口(120a_c)相反方向的一端設(shè)有第二套管出水口 (120b-c)，第一套管(120a)與第二套管(120b)之間形成第二套管水道(120b_b)，第二套管 水道(120b-b)對(duì)透過第一套管(120a)的紅外線進(jìn)行熱傳遞。如上所述的結(jié)構(gòu)使得通過第一套管進(jìn)水口(120a-a)流入的水，沿著第一套管水 道(120a_b)流動(dòng)過程中，被碳素加熱器(110)放射的紅外線加熱，并到達(dá)第一套管出水口 (120a_c)，流過第一套管出水口(120a_c)的水，沿著第二套管水道(120b_b)到達(dá)第二套管 出水口(120b-c)。如果第一、第二套管(120a，120b)內(nèi)部密封良好，則通過第一套管進(jìn)水口 (120a-a)流入的水流量，與通過第二套管出水口(120b_c)流出的水流量相同，且通過第一 套管水道(120a_b)的流量也與通過第二套管水道(120b_b)的流量相同。上述第一套管水道(120a_b)和第二套管水道(120b_b)，橫斷面面積要相同，才能 最大限度地減少不必要的空氣流入以及流動(dòng)造成設(shè)備損傷和熱效率損失。如圖3如示，本發(fā)明創(chuàng)造如果按直立安裝時(shí)，第一套管(120a)和第二套管(120b) 內(nèi)部將會(huì)流入空氣，在第一套管(120a)內(nèi)部上方或第二套管出水口(120b_c)上方會(huì)形成 空余空間。依靠這一簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，可以將空氣與流動(dòng)的水穩(wěn)定地分離開。因此，對(duì)第一套管 水道(120a-b)和第二套管水道(120b-b)的橫斷面面積，就沒有必要強(qiáng)制進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明創(chuàng)造如果按水平方向安裝時(shí)，在第一套管水道(120a_b)和第二套管水道 (120b-b)連通的排氣孔以及上方延長(zhǎng)形成的排氣管，會(huì)根據(jù)空氣或水的流動(dòng)狀態(tài)，通過上 述排氣孔或排氣管使空氣或水流出到第一套管(120a)或第二套管(120b)外部，實(shí)現(xiàn)流出、 流入的自然調(diào)整，解決了不必要的空氣流入和流動(dòng)所產(chǎn)生的問題。在第二套管(120b)外部，設(shè)有由反射材料構(gòu)成的不銹鋼之類可防止紅外線透過的反射層(130)?？墒雇ㄟ^第一套管(120a)到達(dá)第二套管(120b)外面的紅外線不致放射 到外部消失，而經(jīng)反射層(130)反射，再經(jīng)第一、第二套管(120a，120b)和水的介質(zhì)差折射， 對(duì)整個(gè)第一套管水道(120a-b)和第二套管水道(120b-b)均勻而反復(fù)地施加紅外線影響。第一套管(120a)和第二套管(120b)為兩端貫通的透明管。除向本發(fā)明創(chuàng)造之熱 水生成設(shè)備內(nèi)部流進(jìn)的最初水道——即第一套管進(jìn)水口(120a-a)和最終流出水道——即 第二套管出水口(120b-c)外，透明管開放的兩端部設(shè)有密封裝置(123)。第一套管出水口(120a-c)的結(jié)構(gòu)為第一套管出水口(120a-c)有若干個(gè)，在第 一套管(120a)上沿半徑方向按等間距排列，且貫通第一套管(120a)。流過第一套管水道 (120a-b)的熱水，通過多個(gè)第一套管出水口(120a-c)，以放射狀通過第一套管(120a)，不 是偏向一側(cè)而是均勻地到達(dá)第二套管水道(120b-b)。實(shí)施例2如圖5 圖7所示，一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備(100)在實(shí)施例1的基 礎(chǔ)上，增加了第三套管(120c)。第二套管(120b)插裝在第三套管(120c)內(nèi)，第二套管(120b)與第三套管(120c) 之間形成第三套管水道(120c-b)，第三套管水道(120c-b)與第二套管出水口(120b-c)連 通，在與第二套管出水口(120b-c)相反方向一端形成第三套管出水口(120c-c)。本發(fā)明創(chuàng)造中，還可以設(shè)有包括第一、第二套管(120a，120b)在內(nèi)的多個(gè)套管，如 果全部套管為偶數(shù)個(gè)時(shí)，如同實(shí)施例1，最初進(jìn)水口和最終出水口的位置偏向一側(cè)開放端； 如果全部套管為奇數(shù)個(gè)時(shí)，如同實(shí)施例2，最初進(jìn)水口和最終出水口的位置分別形成于兩 端。實(shí)施例3如圖8所示，為利用碳素加熱器的熱水生成裝置為了達(dá)到更高的溫度而進(jìn)行溫度設(shè)定變更，或?qū)崴稍O(shè)備整體形態(tài)、尺寸進(jìn) 行變更使用時(shí)，即使不對(duì)上述碳素加熱器熱水生成設(shè)備(100)本身的結(jié)構(gòu)、大小進(jìn)行調(diào)整、 變更，只要按圖8所示，將多個(gè)具有上述結(jié)構(gòu)的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備(100)用連 接管(200)相互串聯(lián)連接，便可從單純的棒狀形成脫穎而出，變換成多種形態(tài)。連接管(200)的連接采用串聯(lián)方式，能夠使熱水生成設(shè)備(100A)的第一套管 (120a)(或第二套管(120b))流出的水，流入其它相鄰的熱水生成設(shè)備(100B)的第一套管 (120a)(或第二套管(120b))內(nèi)即可。一側(cè)的熱水生成設(shè)備的出水口(ΙΟΟΑ-c)與相鄰的其它上述熱水生成設(shè)備的進(jìn)水 口(ΙΟΟΒ-a)連接時(shí)，出水口與進(jìn)水口間的距離應(yīng)盡可能地接近，可以使流過連接管(200) 的過程中損失的熱量最少。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明創(chuàng)造的利用碳素加熱器熱水生成設(shè)備，碳素加熱 器(Iio)的紅外線透過第一套管(120a)到達(dá)第二套管(120b)放射，向第一套管水道 (120a-b)及第二套管水道(120b-b)重復(fù)施加影響，從而提高了碳素加熱器(110)的單位長(zhǎng) 度乃至單位面積熱傳遞效率，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)生成高溫?zé)崴?。與只使用一個(gè)與第二套管(120b)相同體積的套管的現(xiàn)有技術(shù)中的熱水生成設(shè)備 相比，本發(fā)明創(chuàng)造中，水在高速流過第一套管(120a)及第二套管(120b)提供的長(zhǎng)距離水道 的過程中，能夠更加有效地重復(fù)接受碳素加熱器(110)紅外線的影響。[0055]經(jīng)實(shí)踐，在實(shí)際使用過程中，按每分鐘三升的流速，將5°C的水加熱到35°C時(shí)，一 般鎳洛合金加熱器耗電為7. 2kw，而使用本發(fā)明創(chuàng)造僅耗電2. 8kw。通過反射層(130)，使透過第一套管(120a)及第二套管(120b)的紅外線不致消 失，而反射到第一套管(120a)及第二套管(120b)所提供的多個(gè)水道一側(cè)，靠水與第一套管 (120a)及第二套管(120b)邊界面發(fā)生的折射，將紅外線均勻分散過程半永久地再現(xiàn)出來， 從而進(jìn)一步提高碳素加熱器(110)熱傳遞效率。以上舉例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造更理想的效果做了說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于這些實(shí) 例。包括與既有的公開技術(shù)簡(jiǎn)單組合的實(shí)施例在內(nèi)，本發(fā)明創(chuàng)造的專利申請(qǐng)范圍和詳細(xì)說 明中的，本發(fā)明創(chuàng)造所屬技術(shù)領(lǐng)域業(yè)者能夠變形利用的技術(shù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的技 術(shù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，包括碳素加熱器(110)，其特征在于碳素加熱器(110)插裝在第一套管(120a)內(nèi)部，第一套管(120a)兩端形成有第一套管進(jìn)水口(120a a)和第一套管出水口(120a c)，碳素加熱器(110)與第一套管(120a)之間形成第一套管水道(120a b)；第一套管(120a)插裝在第二套管(120b)內(nèi)部，第一套管(120a)與第二套管(120b)之間形成第二套管水道(120b b)，第二套管(120b)與第一套管出水口(120a c)連通，且在與第一套管出水口(120a c)相反方向的一端設(shè)有第二套管出水口(120b c)。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管水 道(120a-b)和第二套管水道(120b-b)，具有相同的橫斷面面積。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于在第二套管 (120b)的外面，設(shè)有防止紅外線透過的反射層(130)。
4.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管 (120a)和第二套管(120b)為兩端相貫通的透明管；在第一套管(120a)和第二套管(120b) 開放式的兩端部設(shè)有密封裝置(123)。
5.按照權(quán)利要求4所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第一套管 出水口(120a-c)有若干個(gè)，沿第一套管(120a)半徑方向按等間距排列，且貫通第一套管 (120a)。
6.按照權(quán)利要求1所述的利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備，其特征在于第二套管 (120b)外設(shè)有第三套管(120c)，第二套管(120b)與第三套管(120c)之間形成第三套管水 道(120c-b)，第三套管水道(120c-b)與第二套管出水口(120b-c)連通，在與第二套管出水 口(120b-c)相反方向一端形成第三套管出水口(120c-c)。
7.利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于由若干任意權(quán)利要求1至6所述的 利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備構(gòu)成，若干利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備通過連接管 (200)串聯(lián)連接。
8.按照權(quán)利要求7所述的利用碳素加熱器的熱水生成裝置，其特征在于一端的利用 碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的出水口與相鄰的其它利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備的進(jìn) 水口連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用碳素加熱器的熱水生成設(shè)備。采用的技術(shù)方案是包括碳素加熱器，其特征在于碳素加熱器插裝在第一套管內(nèi)部，第一套管兩端形成有第一套管進(jìn)水口和第一套管出水口，碳素加熱器與第一套管之間形成第一套管水道；第一套管插裝在第二套管內(nèi)部，第一套管與第二套管之間形成第二套管水道，第二套管與第一套管出水口連通，且在與第一套管出水口相反方向的一端設(shè)有第二套管出水口。本實(shí)用新型提高了發(fā)熱體單位長(zhǎng)度乃至單位表面積的熱傳遞效率，從而可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱水成為可能，同時(shí)能有效地防止熱水的熱損失。
文檔編號(hào)F24H1/10GK201757499SQ20102022130
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者金永春 申請(qǐng)人:金永春