專利名稱：增熱器及使用該增熱器的電熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增熱器及使用該增熱器的電熱鍋爐，其中，流體加熱介質(zhì)通過該增熱器間接地接收熱量，以利用電力有效地加熱，加熱的方式是，使熱水溫度升高的同時(shí)儲(chǔ)蓄熱能，以此來提高熱效率，從而大幅度地降低因電力消耗引起的費(fèi)用，同時(shí)可靠執(zhí)行空間加熱功能和熱水供給功能。
一般來說，鍋爐、熱風(fēng)加熱器、干燥器及其他要使用熱機(jī)的設(shè)備使用油或氣作燃料來工作，將所述熱機(jī)裝在房間里或其他地方來加熱房間或供給熱水。由油或氣的燃燒產(chǎn)生的熱量被輸送到熱力管，熱力管又通過鍋爐內(nèi)部與熱水供給管相連。利用這樣加熱的熱水來加熱房間或供給熱水。與上述依靠燃料供應(yīng)的方法不同，在電熱鍋爐中，用電將水加熱來產(chǎn)生蒸汽。有兩種類型的電熱鍋爐。在第一種類型中電熱鍋爐本身作為電阻器，第二種類型中使用了電阻器。
也就是說，電熱鍋爐通過供給電力加熱流體加熱介質(zhì)，與油或氣相比，電能被認(rèn)為是清潔能源。電熱鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是消除了因燃燒產(chǎn)生的爆炸可能，并且避免了燃?xì)庑孤┲惖氖鹿?。另外，由于與常規(guī)鍋爐中的燃燒情況不同，不產(chǎn)生煙霧和/或灰塵，所以，電熱鍋爐被認(rèn)為是環(huán)保鍋爐。
相反，電熱鍋爐的缺點(diǎn)是，因?yàn)槠渑c常規(guī)鍋爐相比熱效率降低，所以電力消耗引起的費(fèi)用使得其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性不好，使用不普遍。實(shí)際生產(chǎn)生活中，由于通過充電來使用午夜電能，所以電熱鍋爐不得不依賴于電池的容量。結(jié)果，與常規(guī)的煤油或市政煤氣鍋爐相比，電熱鍋爐占地面積大，這是因?yàn)殡姛徨仩t必須使用大體積電池。這使得運(yùn)輸和安裝電熱鍋爐時(shí)的作業(yè)條件變得惡化。
此外，由于是通過啟動(dòng)作為電熱鍋爐加熱裝置的加熱器來產(chǎn)生熱量，并進(jìn)而得到室內(nèi)取暖用的水或得到熱水，所以必須保證有優(yōu)良的蓄熱條件。
由此看來，鍋爐或利用熱機(jī)的每一個(gè)設(shè)備都要按以下方式設(shè)置由加熱裝置形成的用來蓄熱的蓄熱器，所述方式使用所蓄的熱量使鍋爐或所述設(shè)備獲得所需的溫度。但是，即使是這樣，為了得到所需的熱值，也必須加大加熱裝置和蓄熱器的容量。而且產(chǎn)生了在迅速提高加熱溫度的同時(shí)完成滿意的蓄熱功能的困難。
因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題提出了本發(fā)明。本發(fā)明的主要目的是提供一種可以用在使用熱能的電熱鍋爐或其他機(jī)器或設(shè)備上的增熱器，其中，所述增熱器在升高溫度的同時(shí)蓄積在產(chǎn)生熱量的過程中通過流體加熱介質(zhì)獲得的熱能，以此來提高熱效率，以及提供根據(jù)熱機(jī)類設(shè)備的容量裝有一個(gè)或多個(gè)增熱器的電熱鍋爐，以此使得設(shè)備按其用途適當(dāng)?shù)毓ぷ鳎瑥亩蠓鹊亟档陀呻娏ο囊鸬馁M(fèi)用，但同時(shí)可靠地完成空間加熱功能和熱水供給功能，且減小電熱鍋爐的體積和重量，使得其安裝時(shí)的可操作性增強(qiáng)，所需的電能減少，實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于午夜電能的經(jīng)濟(jì)性，并實(shí)現(xiàn)操作便利性，以使得無論是在家庭還是在工業(yè)范圍內(nèi)電熱鍋爐可以不受時(shí)間限制地可靠使用，同時(shí)減少電力消耗。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是可以根據(jù)電熱鍋爐或使用熱機(jī)的其他設(shè)備的容量來設(shè)置一個(gè)或多個(gè)增熱器，以此來產(chǎn)生和輸出必要的熱量。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種增熱器，包括一具有預(yù)定容積的圓柱形主體，其具有一供應(yīng)流體加熱介質(zhì)的入口；多根蓄熱管，其以下述方式直立在所述圓柱形主體內(nèi)所述蓄熱管的下端和上端分別與所述圓柱形主體的底壁和頂壁隔開一段距離；以及多個(gè)反應(yīng)球，其以下述方式容放在所述蓄熱管的下端和所述圓柱形主體的底壁之間所述反應(yīng)球與流體加熱介質(zhì)配合，向蓄熱管傳遞熱量。
依照本發(fā)明的另一方面，提供一種電熱鍋爐，包括儲(chǔ)水區(qū)，其具有上壁和下壁，其中所述上壁與熱水排放管相連，所述下壁與市政供水管相連；第一加熱區(qū)，所述加熱區(qū)具有設(shè)置在所述儲(chǔ)水區(qū)下壁上的加熱罐，用于首次加熱和儲(chǔ)存供入的室內(nèi)取暖用的水；一個(gè)加熱室，其以下述方式形成在所述加熱罐內(nèi)所述加熱室與所述加熱罐通過儲(chǔ)水區(qū)的下壁隔開并保持預(yù)定的真空壓強(qiáng)；多根室內(nèi)取暖用的配水管，其以下述方式沿圓周方向布置所述室內(nèi)取暖用的配水管與所述加熱罐連通，并延伸穿過所述加熱室以便分配輸送室內(nèi)取暖用的水，所述室內(nèi)取暖用的水在加熱罐中被首次加熱并儲(chǔ)存在加熱罐中；以及位于所述加熱室內(nèi)相對(duì)于室內(nèi)取暖用的配水管徑向向內(nèi)的加熱器，其利用電力產(chǎn)生的熱量首次加熱所述加熱罐內(nèi)的室內(nèi)取暖用的水；豎直地位于所述第一加熱區(qū)的所述加熱器上方的增熱器，用于提高加熱溫度和積蓄熱量；一個(gè)室內(nèi)取暖用的配水器，所述配水器位于所述第一加熱區(qū)上以便與所述第一加熱區(qū)連通，用于接受來自所述多根配水管的室內(nèi)取暖用的水，并向上輸送已被首次加熱的室內(nèi)取暖用的水，以便第二次加熱；以及環(huán)繞所述增熱器設(shè)置的第二加熱區(qū)，所述第二加熱區(qū)利用所述增熱器獲得的熱量第二次加熱從所述配水器輸送的室內(nèi)取暖用的水，從而加熱供入儲(chǔ)水區(qū)的市政水；所述第二加熱區(qū)還用于排出已被第二次加熱的室內(nèi)取暖用的水。
通過下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明會(huì)更易于理解。附圖中

圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電熱鍋爐的縱向截面圖；圖2為局部放大的縱向截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電熱鍋爐的主要部分的具體結(jié)構(gòu)；圖3是沿圖1中線A-A截取的橫向截面圖4和5為局部縱向截面圖，分別示出了用于本發(fā)明第一實(shí)施例的電熱鍋爐中的增熱器的工作情況；圖6為縱向截面圖，單獨(dú)示出了用于本發(fā)明第二實(shí)施例的電熱鍋爐中的增熱器；圖7為沿圖6中線B-B截取的橫向截面圖；圖8為縱向截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電熱鍋爐，在其中使用圖6所示的增熱器；和圖9和10為在本發(fā)明的電熱鍋爐中分別使用二個(gè)和六個(gè)增熱器的實(shí)例的橫向截面示意圖。
下面更加詳細(xì)地說明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖解了它的一個(gè)例子。在任何可能的情況下，在整個(gè)附圖和說明書中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或類似的部件。
圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電熱鍋爐的縱向截面圖；圖2為局部放大的縱向截面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電熱鍋爐的主要部分的具體結(jié)構(gòu)；圖3是沿圖1中線A-A截取的橫向截面圖。
根據(jù)本發(fā)明的電熱鍋爐100包括一個(gè)儲(chǔ)水區(qū)10，一個(gè)第一加熱區(qū)20，一個(gè)增熱器30，一個(gè)室內(nèi)取暖用配水器40，和一個(gè)第二加熱區(qū)50。儲(chǔ)水區(qū)10具有與熱水排放管11相連的上壁和與市政供水管12相連的下壁12。第一加熱區(qū)20包括一個(gè)加熱罐21，多個(gè)室內(nèi)取暖用配水管23和一個(gè)加熱器24。加熱罐21設(shè)置在儲(chǔ)水區(qū)10的下壁上，用于首次加熱和儲(chǔ)存供給到其中的室內(nèi)取暖用水。在加熱罐21中限定了一個(gè)加熱室22，加熱室22通過儲(chǔ)水區(qū)10的下壁與加熱罐21隔開，并保持在預(yù)定的真空壓力下。上述多個(gè)室內(nèi)取暖用配水管23沿周向設(shè)置，使得室內(nèi)取暖用配水管23與加熱罐21連通并延伸穿過加熱室22，以便分配在加熱罐21中首次加熱和儲(chǔ)存的室內(nèi)取暖用水。加熱器24位于加熱室22中，在徑向上位于室內(nèi)取暖用配水管23的內(nèi)側(cè)，利用電源產(chǎn)生的熱量來首次加熱加熱罐21中的室內(nèi)取暖用水。
增熱器30豎直設(shè)置在第一加熱區(qū)20的加熱器24的上方，用于提高加熱溫度和積蓄熱量。室內(nèi)取暖用配水器40以與第一加熱區(qū)20連通的方式設(shè)置在第一加熱區(qū)20上，用于容納來自多個(gè)室內(nèi)取暖用配水管23的室內(nèi)取暖用水和將首次加熱的室內(nèi)取暖用水向上輸送以便在其中二次加熱。第二加熱區(qū)50設(shè)置在加增熱器30的周圍，其利用增熱器30的熱量對(duì)來自室內(nèi)取暖用配水器40的室內(nèi)取暖用水進(jìn)行二次加熱，從而加熱供給到儲(chǔ)水區(qū)10中的市政用水和排放二次加熱的室內(nèi)取暖用水。
加熱器24設(shè)置成將一種陶瓷材料包裹在生熱線圈的周圍，以便高溫的熱量能夠均勻輻射。加熱器24與增熱器30的下表面保持預(yù)定的間隔。多個(gè)室內(nèi)取暖用配水管23延伸穿過加熱室22。依靠上述結(jié)構(gòu)，加熱器24可以加熱加熱罐21和增熱器30。此時(shí)，加熱室22保持5×10-5乇的真空壓強(qiáng)。
另一方面，增熱器30包括一個(gè)圓柱體32和多個(gè)蓄熱管33。圓柱體32具有預(yù)定的體積并帶有一個(gè)用于輸送流體加熱介質(zhì)S的入口31。在圓柱體32的內(nèi)部直立起多個(gè)蓄熱管33，以便蓄熱管33的上端與圓柱體32的頂壁保持預(yù)定的距離。
如圖2所示，由于上述多個(gè)蓄熱管33具有圓柱形的結(jié)構(gòu)并在圓柱體32中緊密排列，因此在蓄熱管33中形成了多個(gè)空間A，以便流體加熱介質(zhì)S能夠流進(jìn)和流出蓄熱管33。
至于流體加熱介質(zhì)S能夠流進(jìn)和流出的蓄熱管33，最好采用由超導(dǎo)物質(zhì)或銅制造的管子，因?yàn)樗鼈兙哂袠O佳的傳熱特性。
上述多個(gè)蓄熱管33的長度小于圓柱體32的長度，并與圓柱體32的頂壁隔開預(yù)定的距離。這樣做的原因是為了確保有一個(gè)空間，以便使流體加熱介質(zhì)S可以平穩(wěn)地升起至該空間中，并使增熱器30的外表面區(qū)域更容易設(shè)計(jì)。
使流體加熱介質(zhì)S流入增熱器30的圓柱體32中。加速熱擴(kuò)散的惰性氣體被供給到圓柱體32中。然后，對(duì)圓柱體32進(jìn)行真空處理。在上述多個(gè)蓄熱管33處于圓柱體32內(nèi)部的情況下，對(duì)圓柱體32進(jìn)行焊接處理，以便提供單個(gè)的氣密封容器。在經(jīng)受真空處理的同時(shí)，利用焊接對(duì)入口31進(jìn)行氣密處理。
流體加熱介質(zhì)S包括蒸餾水或常規(guī)的液體加熱介質(zhì)，它們占據(jù)了整個(gè)增熱器30中20-50％的空間?？蛇x地，流體加熱介質(zhì)S包括(相對(duì)于整個(gè)增熱器30的圓柱體32體積的體積百分比)1.5-5％的蒸餾水，0.1-3％的鎢粉和0.1-0.3％的石墨。優(yōu)選采用上述第三種組成物。
然后，如上所述，對(duì)圓柱體32進(jìn)行真空處理并提供惰性氣體。根據(jù)特殊需要，流體加熱介質(zhì)S還可以包括0-3％的陶瓷粉末。
在流體加熱介質(zhì)S和惰性氣體充入圓柱體32的情況下，圓柱體32保持5×10-3－5×10-4乇的真空壓強(qiáng)。上述惰性氣體包括氮?dú)饣蚝狻?br> 流入圓柱體32的惰性氣體的數(shù)量被確定為圓柱體32體積的5-20％。另外，當(dāng)圓柱體32中僅保持真空時(shí)，也可以不將惰性氣體充入圓柱體32中。
同時(shí)，在室內(nèi)取暖用配水器40的下端形成室內(nèi)取暖用水入口41，該入口與上述多個(gè)室內(nèi)取暖用配水管23連通；在室內(nèi)取暖用配水器40的上端形成室內(nèi)取暖用水出口42，該出口與上述第二加熱區(qū)50連通。室內(nèi)取暖用水出口42的直徑小于室內(nèi)取暖用水入口41的直徑，因此通過出口42的室內(nèi)取暖用水的流量小于通過入口41的室內(nèi)取暖用水的流量。
第二加熱區(qū)50包括一個(gè)與室內(nèi)取暖用配水器40連通的圓柱形中空體51，在中空體51的外壁與內(nèi)壁之間形成一個(gè)流動(dòng)通道51a，并且中空體51的內(nèi)徑大于增熱器30的直徑；沿著軸向緊密排列在流動(dòng)通道51a中的多個(gè)加熱管52，每個(gè)加熱管具有預(yù)定的直徑和長度；以及一個(gè)與圓柱形中空體51的外壁的頂部相連的室內(nèi)取暖用水排放管53。上述多個(gè)加熱管52設(shè)置在流動(dòng)通道51a的內(nèi)部，加熱管52分別與室內(nèi)取暖用配水器40的室內(nèi)取暖用水出口42連通。加熱管52焊接在室內(nèi)取暖用配水器40上。
其中，圖6為縱向截面圖，單獨(dú)示出了用于本發(fā)明第二實(shí)施例的電熱鍋爐中的增熱器。如上所述，增熱器30的圓柱體32具有用于供入流體加熱介質(zhì)S的入口31，和多個(gè)設(shè)置在圓柱體32內(nèi)部的蓄熱管33。在根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的電熱鍋爐中，在蓄熱管33的下端和圓柱體32的底壁之間設(shè)有多個(gè)反應(yīng)球34，反應(yīng)球34與流體加熱介質(zhì)S一起向蓄熱管33傳遞熱量。
反應(yīng)球34的材料選自由銀、銅、陶瓷和超導(dǎo)物質(zhì)組成的群組中，其中每種材料都具有極佳的傳熱特性。每個(gè)反應(yīng)球34中都開有通孔34a。
通孔34a用于降低反應(yīng)球34的重量，并使反應(yīng)球34自由移動(dòng)和/或根據(jù)流體加熱介質(zhì)S的溫度變化而滾動(dòng)翻轉(zhuǎn)。
穿過增熱器30的圓柱體32的頂壁所形成的入口31具有一個(gè)單向閥35，單向閥35位于頂壁上并部分插入到圓柱體32中，以便將流體加熱介質(zhì)S和惰性氣體送入圓柱體32中；以及一個(gè)用氣密封方式覆蓋單向閥35外表面的頂蓋構(gòu)件36。
頂蓋構(gòu)件36蓋住單向閥35后，將頂蓋構(gòu)件36的一端焊接在單向閥35上，以便與之牢固連接。
流體加熱介質(zhì)S包括蒸餾水或常規(guī)的熱介質(zhì)液體，它們占據(jù)了整個(gè)增熱器30體積的20-50％。可選地，流體加熱介質(zhì)S可包括(相對(duì)于整個(gè)增熱器30的圓柱體32體積的體積百分比)1.5-5％的蒸餾水，0.1-3％的鎢粉和0.1-0.3％的石墨。優(yōu)選采用上述第三種組成物。
然后，如上所述，對(duì)圓柱體32進(jìn)行真空處理并提供惰性氣體。根據(jù)特殊需要，流體加熱介質(zhì)S還可以包括0-3％的陶瓷粉末。
在流體加熱介質(zhì)S和惰性氣體充入圓柱體32的情況下，圓柱體32保持5×10-3-5×10-4乇的真空壓強(qiáng)。上述惰性氣體包括氮?dú)饣蚝狻?br> 根據(jù)圓柱體32的容積，充入圓柱體32中的惰性氣體量定為5-20％。另外，在圓柱體32內(nèi)只保持為真空的狀態(tài)下，也可以不把惰性氣體充入圓柱體32中。
下面說明通過操作以上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的增熱器和使用該增熱器的電熱鍋爐得到的工作效果。
首先，因?yàn)楸景l(fā)明的電熱鍋爐不象常規(guī)的電熱鍋爐那樣使用午夜電能，所以，可以以簡單的方式運(yùn)輸和安裝電熱鍋爐。
在熱水供給管室內(nèi)取暖用水供給管與各種排水管和回流管連接的狀態(tài)下操作電熱鍋爐100時(shí)，如果通過操縱開關(guān)把電能供應(yīng)到電熱鍋爐100，則置于儲(chǔ)水區(qū)10下、加熱室22內(nèi)的加熱器24放熱。所以，流過市政供水管12和室內(nèi)取暖用水循環(huán)管的低溫水在加熱罐21中被首次加熱，所述加熱室22由儲(chǔ)水區(qū)10的下壁與加熱罐21隔開。
首次加熱后的水從加熱罐21流出，流過穿過加熱室22且與室內(nèi)取暖用配水器40連通的室內(nèi)取暖用配水管23，流進(jìn)室內(nèi)取暖用配水器40。
這時(shí)，由于這樣流動(dòng)的水沿著室內(nèi)取暖用配水管23流過加熱室22，向室內(nèi)取暖用配水器40流去，所以，根據(jù)加熱的溫度加快其流動(dòng)速度，該加熱溫度是由加熱器24在加熱室22中產(chǎn)生的熱量引起的。
之后，流過室內(nèi)取暖用配水管23的水流過室內(nèi)取暖用水入口41，該入口41設(shè)在室內(nèi)取暖用配水器40的下端，再流過室內(nèi)取暖用水出口42，該出口設(shè)在室內(nèi)取暖用分配器40的上端，流向第二加熱區(qū)50。在水流過第二加熱區(qū)50時(shí)，水接收增熱器30產(chǎn)生的熱量從而向上流動(dòng)。此后，水自連接于圓柱形中空體51外壁上部的室內(nèi)取暖用排放管53中釋放出來。隨后，水流過管線加熱房間。
進(jìn)一步詳細(xì)闡述該室內(nèi)取暖程序，從圖2中可看出，由于室內(nèi)取暖用配水器40每一個(gè)室內(nèi)取暖用水出口42設(shè)計(jì)成比室內(nèi)取暖用水進(jìn)口管41的直徑略小，因此室內(nèi)取暖用水通過出口42的量要小于室內(nèi)取暖用水通過進(jìn)口管41的量。這減少了室內(nèi)取暖用水上行通過出口42進(jìn)入第二加熱區(qū)50的流量。水然后流過安置成分別與室內(nèi)取暖用水出口42相連通的多個(gè)加熱管52并流經(jīng)限定于加熱管52之間的空間，同時(shí)自增熱器30接受熱量。以這種方式，預(yù)計(jì)通過室內(nèi)取暖用水排放管53朝向室的室內(nèi)取暖用水的溫度，被逐步提高，由此根據(jù)本發(fā)明具有所需溫度值的室內(nèi)取暖用水被投入。
另一方面，高溫的熱量于第二加熱區(qū)50獲得，由于增熱器30的下表面其部分嵌入加熱室22，被設(shè)置于加熱室22中的加熱器24所產(chǎn)生的熱量加熱。加熱器24的這種熱量產(chǎn)生狀況可以確保，由于熱量損失減小，故加熱室22維持在真空壓力5×10-5Torr。由此特征，不僅增熱器30的圓柱體32而且延伸通過加熱室22的室內(nèi)取暖用配水管23以及與存在于加熱罐21的水可被有效加熱。
加熱室22中的真空壓力進(jìn)一步阻止加熱器24和多個(gè)室內(nèi)取暖用配水管23被氧化，因此，本發(fā)明的電熱鍋爐的壽命延長了。
在電熱鍋爐100正常操作時(shí)，加熱室22維持在溫度670-700℃，并且由此，熱量傳導(dǎo)可迅速進(jìn)行。而且，即使電熱鍋爐的運(yùn)作中斷，即，來自于增熱器30的熱量反應(yīng)停止，從增熱器30中輻射的熱量也能長時(shí)間保持溫度于270-280℃。
在室容積為132.23m2的條件下，電功率3.5kW即可足夠運(yùn)轉(zhuǎn)本發(fā)明的電加熱器100。因此電熱鍋爐能夠于顯著減少由電能消耗引起的費(fèi)用條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。在室容積為66.116m2(20 pyong)的條件下，電功率2.5kW即可足夠運(yùn)轉(zhuǎn)本發(fā)明的電加熱器100。
表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果(基于132.23m3和20,000kca1進(jìn)行)
從表1中容易地看出，在本發(fā)明的電熱鍋爐采用普通電力或午夜電力的情況下，與使用常規(guī)煤油或市政氣體的鍋爐或與采用午夜電力運(yùn)轉(zhuǎn)的常規(guī)電熱鍋爐相比可顯著地節(jié)省費(fèi)用，因此由電能消耗引起的加熱費(fèi)用可減到最低。
換句話說，本發(fā)明的電熱鍋爐，因?yàn)樗?jīng)由加熱室22和增熱器30后水溫提高，包括粉末成分的熱量介質(zhì)流體S，其被填充于設(shè)置在增熱器30的圓柱體32中的多個(gè)蓄熱管33，完成對(duì)流并向上流向蓄熱管33的上端，如圖3-圖5中所示。此時(shí)，熱量介質(zhì)流體S粘附于彼此緊密相連的蓄熱管33的內(nèi)、外表面，由此加速熱量傳遞。換句話說，熱量介質(zhì)流體S向上流經(jīng)的距離相應(yīng)于蓄熱管33的設(shè)計(jì)長度，從增熱器30的表面輻射出來的熱量，保持在與從圓柱體32輻射的相同溫度。
同時(shí)，如圖6-圖8所示，本發(fā)明第二實(shí)施例中的電熱鍋爐，由于加熱器24產(chǎn)生熱量，通過加熱室22內(nèi)的熱量傳導(dǎo)，增熱器30的圓柱體32的底部被加熱。同時(shí)，多個(gè)容置于蓄熱管33的下端與圓柱體32的底壁之間的反應(yīng)球34與填充于增熱器30中的流體加熱介質(zhì)S被加熱。
在反應(yīng)球34和流體加熱介質(zhì)S被加熱時(shí)，反應(yīng)球34嵌入多個(gè)蓄熱管33中而設(shè)定限位一組管子的輪廓，根據(jù)流體加熱介質(zhì)S的溫度，在蓄熱管33中可自由上升或下降，由此向蓄熱管33傳遞熱量。
反應(yīng)球34的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)由基本上包括粉末的流體加熱介質(zhì)S的溫度變化引起，且粉末成分流經(jīng)分別形成在反應(yīng)球34中的通孔34a。
同時(shí)，由于反應(yīng)球34和流體加熱介質(zhì)S迅速運(yùn)動(dòng)通過位于蓄熱管33中的空間A，由于圓柱形結(jié)構(gòu)的蓄熱管33彼此緊密設(shè)置，反應(yīng)球34和流體加熱介質(zhì)S向蓄熱管33的外壁傳導(dǎo)熱量。
此外，由于流體加熱介質(zhì)S在蓄熱管33流動(dòng)并流經(jīng)位于蓄熱管33中的空間A時(shí)溫度升高，流體加熱介質(zhì)S通過自身上下完成循環(huán)對(duì)流，因此即可平穩(wěn)地將高溫?zé)崃總鲗?dǎo)于增熱器30的圓柱體32。
由于流體加熱介質(zhì)S與反應(yīng)球34運(yùn)動(dòng)通過蓄熱管33，其由超導(dǎo)物質(zhì)制成，熱量傳導(dǎo)可以以一種迅速的方式進(jìn)行。這就是說，根據(jù)構(gòu)成增熱器30的圓柱體32中的真空水平可能迅速地實(shí)現(xiàn)熱量傳導(dǎo)。流體加熱介質(zhì)S包括蒸餾水或常規(guī)流體加熱介質(zhì)，其占整個(gè)增熱器30體積的20-50％。選擇性地，流體加熱介質(zhì)S可以包括，相對(duì)于整個(gè)增熱器30的圓柱體32的體積百分比，1.5-5％的蒸餾水、0.1-3％的鎢粉末和0.1-0.3％的石墨。因?yàn)榱黧w加熱介質(zhì)S混有惰性氣體，通過對(duì)流可迅速實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崃總鲗?dǎo)。
在一種情況中流體加熱介質(zhì)S的惰性氣體占整個(gè)增熱器30體積的5-20％，惰性氣體的功能是加速熱量分散直至在圓柱體32中的惰性氣體被加熱并從圓柱體32中逸出。
同時(shí)，一種情況中流體加熱介質(zhì)S被加入圓柱體32中以構(gòu)成增熱器30，根據(jù)需要，可以向流體加熱介質(zhì)S中加入0-3％陶瓷粉末，其通過圓柱體32中的蓄熱管33產(chǎn)生間接熱量，熱效率得以改善。
以這種方式，通過在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)提高通過增熱器30的熱量傳導(dǎo)性，有可能無經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)隨意地使用室內(nèi)取暖用水和熱水。
通過電能供應(yīng)的加熱器24所產(chǎn)生的熱量集中作用于增熱器30以提高室內(nèi)取暖用水和熱水的溫度，并且同時(shí)，允許熱水的溫度提高且熱量可長期積蓄于熱水中。通過使用一全自動(dòng)控制設(shè)備(其采用一SCR控制模式或其他控制方法)(未示)，其采用一微機(jī)計(jì)算功能，由加熱器24產(chǎn)生的熱量、在增熱器30中的熱量積蓄溫度等可被精確控制。
在以上所述的條件中，通過位于圓柱形中空體51中流通通道51a的彼此緊密設(shè)置的多個(gè)加熱管道和位于加熱管道中的空間的室內(nèi)取暖用水溫度，可被進(jìn)一步升高。
根據(jù)第二加熱區(qū)50的溫度條件而收集于儲(chǔ)水區(qū)10的水，逐漸接受熱量以此提供約95℃的熱水，從而有可能優(yōu)化室內(nèi)取暖用條件及熱水使用條件。
其結(jié)果是，在本發(fā)明的增熱器和使用本發(fā)明增熱器的電熱鍋爐中，主要加熱了要通過地板下的熱水循環(huán)管循環(huán)的水，這些主要被加熱的熱水的熱量被蓄積，通過增熱器由一在真空壓力氣氛下散發(fā)熱量的加熱器達(dá)到高溫。在增熱器中，熱通過蓄熱管、流體加熱介質(zhì)和設(shè)置在一主體中的反應(yīng)球的加熱引起的對(duì)流在所述主體內(nèi)被蓄積達(dá)到高溫，從電熱鍋爐被送向房間的熱水被二次加熱，以此使得熱效率最大。所以，熱水在流過增熱器時(shí)接收二次加熱段產(chǎn)生的熱量，其二次加熱溫度使得供給的水被加熱，從而得到加熱房間的水和熱水。另外，由于可以根據(jù)設(shè)有熱機(jī)的設(shè)備的輸出范圍設(shè)置一個(gè)或多個(gè)增熱器，進(jìn)一步提高了熱效率。
而且，由于本發(fā)明的電熱鍋爐通過供電就能簡單地操作，所以可以不安裝現(xiàn)有電熱鍋爐中用來儲(chǔ)存午夜電能的充電電池。這樣，考慮安裝空間，鍋爐本體的尺寸可以最小。另外，因?yàn)榭梢詼p小電力消耗量來操作電熱鍋爐，由電力消耗引起的費(fèi)用可以最少，使其經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
權(quán)利要求
1.一種增熱器，包括一具有預(yù)定容積的圓柱形主體，其具有一供應(yīng)流體加熱介質(zhì)的入口；多根蓄熱管，其以下述方式直立在所述圓柱形主體內(nèi)所述蓄熱管的下端和上端分別與所述圓柱形主體的底壁和頂壁隔開一段距離；以及多個(gè)反應(yīng)球，其以下述方式容放在所述蓄熱管的下端和所述圓柱形主體的底壁之間所述反應(yīng)球與流體加熱介質(zhì)配合，向蓄熱管傳遞熱量。
2.如權(quán)利要求1所述的增熱器，其特征在于，所述入口帶有一單向閥和一頂蓋構(gòu)件；所述單向閥設(shè)置在所述頂壁上，部分地插入所述圓柱形主體內(nèi)以便向圓柱形主體內(nèi)供應(yīng)流體加熱介質(zhì)和惰性氣體；所述頂蓋構(gòu)件氣密性地蓋住所述單向閥的外表面。
3.如權(quán)利要求1所述的增熱器，其特征在于，所述反應(yīng)球的材料選自于由銀、銅、陶瓷和超導(dǎo)物質(zhì)組成的群組。
4.如權(quán)利要求1所述的增熱器，其特征在于，每個(gè)反應(yīng)球形成有一通孔。
5.如權(quán)利要求1所述的增熱器，其特征在于，根據(jù)鍋爐或熱機(jī)所應(yīng)用的設(shè)備的輸出范圍，可安裝一臺(tái)或多臺(tái)增熱器。
6.如權(quán)利要求1所述的增熱器，其特征在于，所述圓柱形主體內(nèi)的真空壓強(qiáng)是5×10-3－5×10-4乇；所述惰性氣體包括氮?dú)夂秃狻?br> 7.如權(quán)利要求1所述的增熱器，其特征在于，所述蓄熱管的材料選自于由超導(dǎo)物質(zhì)和銅組成的群組。
8.如權(quán)利要求1所述的增熱器，其特征在于，所述流體加熱介質(zhì)包括蒸餾水或現(xiàn)有技術(shù)中的加熱介質(zhì)液體，其占整個(gè)增熱器體積的20-50％；或者所述流體加熱介質(zhì)包括，以相對(duì)于整個(gè)增熱器的體積的體積百分?jǐn)?shù)計(jì)，1.5-5％的蒸餾水，0.1-3％的鎢粉和0.1-0.3％的石墨，根據(jù)某些場合的需要，還可包括0-3％的陶瓷粉。
9.一種電熱鍋爐，包括儲(chǔ)水區(qū)，其具有上壁和下壁，其中所述上壁與熱水排放管相連，所述下壁與市政供水管相連；第一加熱區(qū)，所述加熱區(qū)具有設(shè)置在所述儲(chǔ)水區(qū)下壁上的加熱罐，用于首次加熱和儲(chǔ)存供入的室內(nèi)取暖用的水；一個(gè)加熱室，其以下述方式形成在所述加熱罐內(nèi)所述加熱室與所述加熱罐通過儲(chǔ)水區(qū)的下壁隔開并保持預(yù)定的真空壓強(qiáng)；多根室內(nèi)取暖用的配水管，其以下述方式沿圓周方向布置所述室內(nèi)取暖用的配水管與所述加熱罐連通，并延伸穿過所述加熱室以便分配輸送室內(nèi)取暖用的水，所述室內(nèi)取暖用的水在加熱罐中被首次加熱并儲(chǔ)存在加熱罐中；以及位于所述加熱室內(nèi)相對(duì)于室內(nèi)取暖用的配水管徑向向內(nèi)的加熱器，其利用電力產(chǎn)生的熱量首次加熱所述加熱罐內(nèi)的室內(nèi)取暖用的水；豎直地位于所述第一加熱區(qū)的所述加熱器上方的增熱器，用于提高加熱溫度和積蓄熱量；一個(gè)室內(nèi)取暖用的配水器，所述配水器位于所述第一加熱區(qū)上以便與所述第一加熱區(qū)連通，用于接受來自所述多根配水管的室內(nèi)取暖用的水，并向上輸送已被首次加熱的室內(nèi)取暖用的水，以便第二次加熱；以及環(huán)繞所述增熱器設(shè)置的第二加熱區(qū)，所述第二加熱區(qū)利用所述增熱器獲得的熱量第二次加熱從所述配水器輸送的室內(nèi)取暖用的水，從而加熱供入儲(chǔ)水區(qū)的市政水；所述第二加熱區(qū)還用于排出已被第二次加熱的室內(nèi)取暖用的水。
10.如權(quán)利要求9所述的電熱鍋爐，其特征在于，所述增熱器包括一具有預(yù)定容積的圓柱形主體，所述主體具有一供應(yīng)流體加熱介質(zhì)的入口；以及多根蓄熱管，其以下述方式直立在圓柱形主體內(nèi)所述蓄熱管的上端與圓柱形主體的頂壁隔開預(yù)定距離。
11.如權(quán)利要求9所述的電熱鍋爐，其特征在于，所述圓柱形主體內(nèi)的真空壓強(qiáng)是5×10-3－5×10-4乇；所述惰性氣體包括氮?dú)夂秃?，并被引入所述圓柱形主體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的電熱鍋爐，其特征在于，所述蓄熱管的材料選自于由超導(dǎo)物質(zhì)和銅組成的群組。
13.如權(quán)利要求10所述的電熱鍋爐，其特征在于，所述流體加熱介質(zhì)包括蒸餾水或現(xiàn)有技術(shù)中的液體加熱介質(zhì)，其占整個(gè)增熱器體積的20-50％；或者所述流體加熱介質(zhì)包括以相對(duì)于整個(gè)增熱器的體積的體積百分?jǐn)?shù)計(jì)，1.5-5％的蒸餾水，0.1-3％的鎢粉和0.1-0.3％的石墨，根據(jù)某些場合的需要，還可包括0-3％的陶瓷粉。
14.如權(quán)利要求9所述的電熱鍋爐，其特征在于，所述室內(nèi)取暖用的配水器在其下端帶有室內(nèi)取暖用的水入口，以及在其上端帶有室內(nèi)取暖用的水出口；所述水入口與所述多根室內(nèi)取暖用的配水管連通，所述水出口與所述第二加熱區(qū)連通；所述室內(nèi)取暖用的水出口的直徑小于所述室內(nèi)取暖用的水入口的直徑以便流過所述出口的室內(nèi)取暖用的水量小于流過所述入口的水量。
15.如權(quán)利要求9所述的電熱鍋爐，其特征在于，所述第二加熱區(qū)包括一圓柱形的空心主體，所述主體與所述室內(nèi)取暖用的配水器連通，形成位于其外壁和內(nèi)壁之間的流動(dòng)通道，并且所述主體的內(nèi)徑比所述增熱器的直徑大；多根加熱管，所述加熱管沿圓周方向緊密地布置在所述流動(dòng)通道內(nèi)，并且每個(gè)所述加熱管具有預(yù)定的直徑和長度；以及一根室內(nèi)取暖用的排水管，所述排水管與所述圓柱形的空心主體的外壁頂部相連。
全文摘要
公開一種增熱器和采用該增熱器的電熱鍋爐。該電熱鍋爐包括:儲(chǔ)水區(qū),與熱水排放管和市政供水管相連;第一加熱區(qū),具有加熱罐,首次加熱和儲(chǔ)存水;加熱室;與加熱罐連通的配水管;以及位于加熱室內(nèi)的加熱器,利用電力首次加熱水;豎直地位于第一加熱區(qū)的增熱器;與第一加熱區(qū)連通的配水器,接受水并向上輸送已被首次加熱的水,以便第二次加熱;以及第二加熱區(qū),第二次加熱所述水,并排出已被第二次加熱的室內(nèi)取暖用的水。
文檔編號(hào)F24H1/22GK1333449SQ0013334
公開日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2000年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月15日
發(fā)明者林文洙 申請(qǐng)人:希奧考麗亞株式會(huì)社, 柳韓電子株式會(huì)社