自然对流加速器的新结构及其应用制造技术

自然对流加速器的新结构及其应用是一种自然对流换热装置，包括流体容器体、器体盖及发热体。其主要技术特征是根据不同型式的发热体增设相应型式的自然对流加速器、除渣器。在装置中增加换热面积，特别平面换热改为锥状凸起换热面，增大换热面积，改善对流条件，简化对流加速器的结构。本发明专利技术使对流换热装置不仅不生水垢、热效率高、寿命长、不溢水，而且水中杂质少，水渣更易排除，对流加速器结构简单，制造容易，使用面广。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自然对流换热装置，特点是自然对流换热装置中使用自然对流加速器、除渣器。本专利技术是在技术专利号98243789·7“不结垢的热水装置及水对流加速器”基础上研制出自然对流加速器的新结构及其应用。本专利技术的目的是研制自然对流加速器的新结构，扩大使用范围，简化结构，提高工艺性。本专利技术的原理是通过热交换，使自然对流加速器热交换通道内的流体温度升高，产生浮力，流体进入对流加速通道后，在其浮力作用下加速了对流速度。由于换热面多种多样，容器形状多种多样，因而自然对流加速器结构型式也多种多样，其定位方式也千变万化。归纳起来，自然对流加速器按功能有四部分组成热交换通道、对流加速通道、敞开式通道、势能转换通道。热交换通道是使通道内的流体温度升高；对流加速通道是使通道内的高温流体在浮力作用下提高流动速度；敞开式通道是使流体在对流加速通道获得的动能，通过容器壁的作用，部份地转化为压力势能而速度变低；势能转换通道是通过此通道的由大变小的变截面作用，使部份势能转换为动能而流体速度升高。自然对流加速器也可由热交换通道、对流加速通道、敞开式通道组成，也可由兼有对流加速通道功能的热交换通道，敞开式通道组成，但加速效果略差。对流加速器的定位方式繁多，不再赘述。除渣器置于敞开式通道中，有主件过滤网与辅件组合而成，过滤网上可放置多层过滤网或絮状体，定位方式随容器、自然对流加速器的形状、尺寸而改变。工作原理是流体进入除渣器后，流速降低，水渣沉降，经过滤网过滤后，流出除渣器而完成除渣功能。自然对流加速器也是由主件和辅件组合而成。主件是完成功能的必要零件，而辅件是促进完成功能、定位、固定等辅助作用的零件。下面结合实施例附图说明图1热水壶结构示意图；图2直角(水平)式电热管热水器；图3环状电热元件热水器；图4立柱式发热体电热水器；图5悬柱式发热体热水器；图中1盖 2过滤网 3支点 4加速通道壁 5柱状定位体 6水平定位漏盘 7变截面壁 8换热通道壁 9定位支点 10锥状凸起换热面 11容器壁12直角(水平)式电热管 13环状电热元件 14立柱式发热体 15支点 16悬柱式发热体 17导流板。图1热水壶结构示意图。由主件加速通道壁4、换热通道壁8，辅件变截面壁7、定位支点9、水平定位漏盘6组成自然对流加速器；主件过滤网2及辅件支点3、导流板17等组成除渣器；锥状凸起换热面10、容器壁11及盖1组成。支点3的形式较多，图1中的支点3是悬挂式；也可如图3过滤网2置放于加速通道4的上口，加速通道4的上口就是支点，此时不设导流板17。过滤网2平面高于自然对流加速器上口或不使用自然对流加速器时，最好设导流板17。流线方向如图所示。自然对流加速器的工作原理是锥状凸起换热面10、换热通道壁8组成换热通道，在此通道内流体通过锥状凸起换热面10加热升温，进入加速通道壁4形成的加速通道内，在浮力作用下使流体获得加速度而提高速度，获得一定动能而进入由盖1内壁和容器壁11组成的敞开式通道，在盖1内壁和容器壁11的作用下，部份流体动能转化为压力势能而速度降低。再按流线方向进入变截面壁7与容器壁11组成的由大变小的变截面势能转换通道，在此变截面的作用下，使部份势能转换为动能而流速加快，再进入换热通道。此时流体，还受到由加速通道传来的吸力。至此而完成一个循环流动周期。流体做循环流动，流速逐步加快，若通道流动阻力损失很小，流速会很快地增加，直到流体在一个循环中的阻力损失与在加速通道中在浮力作用下动能的增加相等时，流速才为定值。除渣器的工作原理是具有一定动能的流体夹带水渣流出加速通道后，通过过滤网2的中孔流向盖1的导流板内壁，而进入除渣器内，速度变慢，水渣沉积，经过滤网2过滤变为纯净水流出除渣器。热水经过循环过滤沉积，而使热水中水渣含量很少。锥状凸起换热面10，是对壶、锅换热平面的重要改进，它不但增加了换热面积，改善了对流条件，而对自然对流加速器来说，大大减少换热通道的阻力损失，改进定位方式，简化加速器结构，提高了工艺性。图2直角(水平)式电热管热水器。直角式电热管可由水平段和垂直段组成，当垂直段高度变小到零时，就成为水平式电热管。垂直段可在电热管固定端，也可在电热管末端，加速通道在垂直端。这种型式的电热管适用于电热水壶，储存式电热水器……等。热水器由主件加速通道壁4、换热通道壁8，辅件变截面壁7、定位支点9等组成自然对流加速器；主件过滤网2，悬挂式支点3等组成除渣器；直角(水平)式电热管12及容器壁11、盖1组成。容器上口直径可增大到等于容器内径。流线方向如图所示。自然对流加速器工作原理同图1。换热通道壁8与容器11、直角式电热管12组成换热通道；加速通道壁4与容器壁11组成加速通道；盖1内壁与容器壁11组成敞开式通道；变截面壁7与容器壁11组成势能转换通道，这种通道断面是图中的一种，也可采用另一种。除渣器的工作原理同图1，只是流线方向不同。流体是从相应于自然对流加速器加速通道上口的除渣器一侧进入，再按流线方向流出除渣器。在结构上过滤网2无中孔。当容器口径等于容器内径时，可采用如图4的支点15。图3、环状电热元件热水器。主要适用于电热开水瓶、电热开水器。由主件加速通道壁4、换热通道壁8，辅件变截面壁7、定位支点9、水平定位漏盘6组成自然对流加速器；过滤网2放于加速通道壁4上组成除渣器，环状电热元件13及容器壁11、盖1组成；也可把过滤网2放于如图4所示固定式的支点15上，结构上略加改变而组成除渣器。流线方向如图所示。自然对流加速器工作原理同图1。换热通道壁8与容器壁11组成换热通道；加速通道壁4与容器壁11组成加速通道；盖1内壁与容器壁11组成敞开式通道；变截面壁7与容器壁11组成势能转换通道。盖1内壁及容器壁11的形状符合流线型设计。除渣器工作原理同图1，只是流线方向不同，流体从加速器上口沿除渣器侧面进入除渣器，再从中部经过过滤、沉淀流出。流线方向如图所示。图4、立柱式发热体电热水器。主要适用于贮水式电热水器。由主件换热通道壁8，辅件加速通道4、变截面壁7、水平定位漏盘6、定位支点9组成自然对流加速器；主件过滤网2、辅件支点15、导流板17组成除渣器，立柱式发热体14及容器壁11、盖1组成。此图是固定式支点15，也可同图1，采用悬挂式的支点3，也可把过滤网2放置在加速通道上口上如同图3。流线方向如图所示。自然对流加速器工作原理同图1。换热通道壁8与立柱式发热体14组成换热通道，同时又具有加速通道功能，所以又是加速通道；加速通道壁4组成加速通道的一段；盖1内壁与容器壁11组成敞开式通道；变截面7与容器11组成势能转换通道。盖1内壁与容器11的形状符合流线型设计。除渣器工作原理同图1。图5、悬柱式发热体热水器。主要适用于速热器(热得快、电热棒)与保温瓶，杯、碗等容器配合使用。由主件换热通道壁8、辅件变截面7组成自然对流加速器，悬柱式发热体16及容器壁11、盖1组成。流线方向如图所示。自然对流加速器工作原理同图1。换热通道壁8与悬柱式发热体16组成换热通道，同时又具备加速通道功能，因此可称为双作用通道；与发热体16组合为一体的盖1内表面与容器壁11组成敞开式通道；变截面7组成势能转换通道。自然对流加速器定位如图所示，也可与盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自然对流换热装置，包括容器器体、器体盖、发热体（或换热面），其特征是不同型式的发热体，增设相应的自然对流加速器、除渣器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟淑祥，
申请(专利权)人：翟淑祥，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]