專利名稱：一種改進的加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進的加熱器。
背景技術(shù)：
已知的便攜式加熱器有例如氣體加熱器、電加熱器或充油式加熱器，這些加熱器都可在一定時刻移動到一預定位置。盡管這些加熱器都是令人滿意的加熱裝置，但氣體加熱器由于存在火焰而會發(fā)生危險，電加熱器和充油式加熱器通?？傂枰ㄙM30多分鐘的時間才能加熱至所需溫度。這明顯是不符合要求的，因為已知便攜式加熱器通常用作特定房間內(nèi)的一種即時熱源，而不是必須開啟主中央供熱系統(tǒng)，然后等待該系統(tǒng)來加熱整個建筑物。另外，油在加熱過程中會在充油式散熱器內(nèi)積聚壓力。這意味著加熱器材料的強度必須足夠大到能夠抵抗施加給其的壓力。這將導致加熱器價格的提高，而且更難以移動加熱器。同時，還必須再回收油，而這又提高了裝置的價格。
另外，可利用固定散熱器來加熱建筑物，在整個建筑物內(nèi)每隔一段距離設(shè)置一個固定散熱器。利用主鍋爐來加熱水，然后經(jīng)由管道將水輸送至各個散熱器。水流入設(shè)置在散熱器內(nèi)的支管，從而加熱該散熱器，并利用輻射、傳導和對流將熱量釋放給外界。
但是，采用這些加熱器對于充分利用能量來說是不經(jīng)濟的，需要大量的能量來加熱水、維持水溫、環(huán)繞建筑物泵送水以及沿容納在每個散熱器內(nèi)的盤旋管輸送水。散熱器內(nèi)也會積聚壓力。這將損壞散熱器，并造成潛在的危險。另外，散熱器的升溫非常緩慢，且不可能僅將熱水導向單獨某個散熱器。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供這樣一種改進的加熱器，該加熱器致力于克服或至少緩解以上提到的缺點。
因此，本發(fā)明提供了一種改進的加熱器，該加熱器包括一封閉容器，該封閉容器具有一部分地真空的內(nèi)空腔，該空腔具有至少一個內(nèi)加熱裝置，該空腔容納有工作流體，一旦加熱裝置將熱量傳導給空腔，該流體就蒸發(fā)。
該加熱裝置可以是一種電氣元件，在這種情況下優(yōu)選的是，工作流體的量足夠能確保在加熱器的操作過程中，加熱裝置總是浸沒在流體中。另外或者可供選擇的，該加熱裝置包括一室或?qū)Ч?，一熱傳遞介質(zhì)例如熱水流過該室或?qū)Ч堋?br> 優(yōu)選的，該封閉容器內(nèi)包括與管道系統(tǒng)連通的第一室。優(yōu)選的，該封閉容器包括經(jīng)由管道系統(tǒng)與第二室連通的第一室。加熱裝置優(yōu)選位于作為膨脹室的第一室內(nèi)。
可供選擇的，該容器包括容納至少一個加熱裝置的底室，該室與自所述室起延伸的一系列導管流體連通。該導管可以沿垂直和/或水平方向延伸。優(yōu)選的，該導管形成一種網(wǎng)格狀構(gòu)造，且每條垂直導管的底部與底室流體連通。
以膨脹室形式或底室形式的第一室可包括兩種加熱裝置，從而提供可供選擇的熱源來加熱容器內(nèi)的流體。例如，可將第一室分割成隔間，一種加熱裝置位于其中一個隔間內(nèi)，而另一種加熱裝置位于另一隔間內(nèi)。優(yōu)選的，其中一個隔間與容器的內(nèi)部空腔流體連通，而另一個隔間與容器的內(nèi)部空腔相分隔。優(yōu)選的，第一管延伸過與容器內(nèi)部空腔相分隔的隔間。該管可與一傳統(tǒng)的熱水管連接，以將熱水輸送給第一室。優(yōu)選的，該管在隔間內(nèi)的一端敞開，以允許水流入該隔間。該隔間優(yōu)選具有一與回行管連接的出口，以釋放輸送給第一室的水。優(yōu)選的，在室的另一隔間內(nèi)提供另一熱源例如一種電加熱元件，該另一隔間與容器的主內(nèi)部空腔流體連通。
優(yōu)選的，容器由導熱材料例如輕金屬制成，并具有用于使其部分真空的裝置例如一種閥。工作流體優(yōu)選為水。
工作流體的體積與內(nèi)部空腔的體積之比優(yōu)選為1∶20，更優(yōu)選在1∶4至1∶12之間，最好在1∶8至1∶12之間?？涨粌?nèi)的部分真空度最好大約為99898.5Nm-2(29inch/Hg)。
該容器的底部可具有底座，用以支撐加熱器。應保護容器內(nèi)部空腔的內(nèi)側(cè)，以免由于其內(nèi)存在工作流體而受到腐蝕。
附圖的簡要說明為了更好的理解本發(fā)明，以及更清楚地表示如何實施本發(fā)明，現(xiàn)在參照僅以例子形式給出的附圖，其中

圖1是依照本發(fā)明一種實施例的通過加熱器縱切面的剖視圖；圖2是依照本發(fā)明另一種實施例的一種散熱器的縱向剖視圖；圖3是沿圖2所示線A-A的剖面；以及圖4是沿圖2所示線B-B的剖面。
優(yōu)選實施例的詳細說明附圖1表示了本發(fā)明的一種實施例。加熱器2包括由底座6支撐著的金屬外殼4，該外殼內(nèi)容納有一膨脹室或熱交換器8，該膨脹室或熱交換器8經(jīng)由管道系統(tǒng)10與一頂室或熱交換器12連通。將預定量的流體16例如水引入底室8以及整個系統(tǒng)(即，室及管道系統(tǒng))內(nèi)，并利用閥18使整個系統(tǒng)部分真空。
熱源例如電加熱元件14穿過膨脹室。這樣，接通熱源就可加熱膨脹室內(nèi)的工作流體，又由于該系統(tǒng)內(nèi)存在部分真空，因而工作流體在其正常沸點以下就能蒸發(fā)。加熱器內(nèi)減小的壓力還使得流體的迅速移動，然后冷凝以釋放冷凝作用的潛在熱量，從而將熱量傳遞給管道系統(tǒng)10壁和頂室12以及由此傳遞給外界環(huán)境。
容納在加熱器內(nèi)部空腔內(nèi)的流體的實際體積取決于裝置的特定尺寸。重要是確保加熱元件總能完全地浸沒在工作流體16中，以高效地操作該加熱器。盡管加熱元件應該總能浸沒在流體中，但優(yōu)選的是使用盡可能少的工作流體，因為工作流體越少，所需要的真空度就越低，加熱器加熱所花費的時間就越短。相應的，優(yōu)選采用這樣一種加熱元件，其在加熱器內(nèi)不會伸展地很高。對于具有4.75升內(nèi)部空腔的散熱器來說，空腔內(nèi)應提供大約400毫升(±25％)的流體。通常，流體體積與散熱器內(nèi)部空腔體積的比為1∶20，優(yōu)選在1∶4至1∶12之間，更優(yōu)選在1∶8至1∶12之間。但是，實際的體積取決于加熱元件的位置以及加熱器和加熱元件的尺寸。類似的，加熱器內(nèi)所存在的真空度對于該加熱器的高效操作來說是一個重要因素。通常需要相當高的真空度，例如29inch/Hg(99898.5Nm-2)。實際所需要的真空度及流體取決于室和管道系統(tǒng)的大小，并可通過熱力學定律獲得。
要認識到的是，應保護該系統(tǒng)的內(nèi)壁，以免由于工作流體的存在而腐蝕該內(nèi)壁。
加熱器是便攜式的，且制造起來相對較便宜。由于該系統(tǒng)在負壓下進行操作，因而提供了一種相對安全的裝置，因為其不必抵抗通常在將散熱器內(nèi)介質(zhì)加熱至一較高溫度時所要承受的正壓力。本發(fā)明的加熱器可實現(xiàn)92℃的溫度，而仍然處于負壓狀態(tài)下。由于部分真空使得該裝置內(nèi)部的壓力減小，從而還可用較輕且較薄的材料來制造該加熱器。另外，該加熱器的加熱速度遠遠快于傳統(tǒng)的便攜式加熱器。例如，充油式加熱器加熱需要花費大約40分鐘，而依照本發(fā)明的該加熱器加熱僅需花費大約5至9分鐘。
參照附圖2至4，其表示了依照本發(fā)明另一種實施例的散熱器20。該散熱器包括具有上部分22a和下部分22b的部分真空室22。將該部分真空室的上部分分割成由水平及垂直管道24，26構(gòu)成的網(wǎng)格，方形片材28位于水平及垂直管道24，26之間。但應認識到的是，管道之間的區(qū)域也可以沒有任何物質(zhì)。室22容納了少量的工作流體例如水，并具有用于將該室抽成真空的裝置(未表示)。加熱元件30例如一種電加熱元件位于該室22的下部分22b內(nèi)，在加熱器的操作過程中將該元件浸沒在工作流體中。
室的下部分22b內(nèi)還容納有管36形狀的第二熱源，該第二熱源將熱傳遞介質(zhì)輸送給散熱器，并釋放散熱器內(nèi)的熱傳遞介質(zhì)。該管36容納在一內(nèi)部空腔32內(nèi)，而該內(nèi)部空腔32位于室下部分22b內(nèi)的第一加熱元件30上方。該管36基本上沿著內(nèi)部空腔32的整個長度延伸，在該空腔的內(nèi)部開口，同時在該空腔的外側(cè)與一傳統(tǒng)熱水管(未表示)連接。該內(nèi)部空腔32具有一與導管(未表示)連接的出口34。
這樣，就可利用由傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)供應的熱水經(jīng)由管36或者利用接通加熱元件30來加熱該散熱器。在使用熱水來加熱散熱器的情況下，經(jīng)由出口34來再回收水。內(nèi)部空腔32內(nèi)的熱水加熱了該部分真空室22內(nèi)的工作流體，由于該系統(tǒng)所存在的部分真空，工作流體在其正常沸點以下就能蒸發(fā)?？涨粌?nèi)壓力的減少還有助于流體的迅速移動，然后冷凝以釋放冷凝作用的潛在熱量，從而將熱量傳遞給室壁，室壁又將熱量傳遞給外界。
如說明圖1時所提到的，容納在室內(nèi)部空腔內(nèi)的流體的實際體積取決于裝置的特定尺寸。類似的，室內(nèi)所具有的真空度對于室的高效操作來說是一個重要因素。該真空度取決于管尺寸，所需要的溫度以及工作流體的體積，并可通過熱力學定律獲得。
與現(xiàn)有的散熱器相比，依照本發(fā)明這種實施例的散熱器具有許多優(yōu)點。首先，該散熱器不要求水流過遍及整個真空室的內(nèi)部管道系統(tǒng)。這減少了將熱水輸送至建筑物各處的主供熱系統(tǒng)的抽水機的壓力，因為其不再需要將水泵送給傳統(tǒng)散熱器的盤旋管，而僅需將水輸送給散熱器的底部。另外，依據(jù)室內(nèi)的流體，該加熱器通常都在負壓下操作直到大約100℃。因此，該裝置即使在高溫下也僅需抵抗較小的壓力。相反，現(xiàn)有的散熱器通常處于正壓下，該正壓隨著散熱器內(nèi)介質(zhì)溫度的升高而加強。這不僅使得本發(fā)明的加熱裝置使用起來更安全，而且由于部分真空使得該裝置的內(nèi)部壓力減少，從而可用更輕且更薄的材料來制造散熱器。用于供熱及輸送給整個建筑物的水量也減少了，這極大地提高了供熱系統(tǒng)的效率。該經(jīng)改進的供熱系統(tǒng)還可使用建筑物內(nèi)現(xiàn)有的管道系統(tǒng)。此外，該裝置還可使用第二加熱元件而不將熱水輸送給整個系統(tǒng)，從而令使用者能夠選擇單獨某個散熱器。
權(quán)利要求
1.一種加熱器，包括一封閉容器(4)，所述容器(4)具有一個部分地真空的內(nèi)空腔，所述空腔具有至少一個內(nèi)加熱裝置(14)，所述空腔容納有工作流體(16)，一旦所述加熱裝置將熱量傳導給所述空腔，所述工作流體就蒸發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征在于，所述加熱裝置是一種電氣元件(14)。
3.如權(quán)利要求2所述的加熱器，其特征在于，所述工作流體的量足夠能確保在所述加熱器的操作過程中，所述加熱裝置總是浸沒在所述流體中。
4.如權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征在于，所述加熱裝置包括一室或?qū)Ч埽瑹醾鬟f介質(zhì)流過所述室或?qū)Ч堋?br> 5.如前述任一權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述封閉容器(4)內(nèi)包括兩種加熱裝置，從而提供可供選擇的熱源來加熱所述容器內(nèi)的所述流體(16)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一所述的加熱器，其特征在于，所述封閉容器(4)包括與管道系統(tǒng)(10)連通的第一室(8)。
7.如權(quán)利要求6所述的加熱器，其特征在于，所述封閉容器包括經(jīng)由管道系統(tǒng)(10)與第二室(12)連通的第一室(8)。
8.如權(quán)利要求7所述的加熱器，其特征在于，所述加熱裝置(14)位于所述作為膨脹室的第一室(8)內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1至6中任一所述的加熱器，其特征在于，所述第一室包括容納至少一個加熱裝置的底室(22b)，所述室與自所述室起延伸的一系列導管(24，26)流體連通。
10.如權(quán)利要求9所述的加熱器，其特征在于，所述導管沿垂直和/或水平方向延伸。
11.如權(quán)利要求10所述的加熱器，其特征在于，所述導管形成一種網(wǎng)格狀構(gòu)造，且每條垂直導管的底部與所述底室(22b)流體連通。
12.如權(quán)利要求6至11中任一所述的加熱器，其特征在于，將所述第一室分割成隔間，一種加熱裝置(36)位于其中一個隔間內(nèi)，而另一種加熱裝置(30)位于另一隔間內(nèi)。
13.如權(quán)利要求12所述的加熱器，其特征在于，其中一個隔間與所述容器的內(nèi)部空腔流體連通，而另一個隔間(32)與所述容器的內(nèi)部空腔相分隔。
14.如權(quán)利要求13所述的加熱器，其特征在于，用于輸送熱傳遞介質(zhì)的第一管(36)延伸過與所述容器的內(nèi)部空腔相分隔的隔間(32)。
15.如權(quán)利要求14所述的加熱器，其特征在于，所述管(36)與一傳統(tǒng)的熱水管連接，以將熱水輸送給所述第一室。
16.如權(quán)利要求14或15所述的加熱器，其特征在于，所述管(36)在所述隔間內(nèi)的一端敞開，以允許所述熱傳遞介質(zhì)流入所述隔間。
17.如權(quán)利要求14、15或16所述的加熱器，其特征在于，所述相分隔的隔間(32)具有一出口(34)，所述出口(34)與一回行管連接，以釋放所述第一室內(nèi)的熱傳遞介質(zhì)。
18.如權(quán)利要求12至17中任一所述的加熱器，其特征在于，在所述室的另一隔間內(nèi)提供了另一熱源，所述另一隔間與所述容器的內(nèi)部空腔流體連通。
19.如前述任一權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述容器(4)由導熱材料制成，并具有用于使其部分真空的裝置(18)。
20.如前述任一權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述工作流體的體積與所述內(nèi)部空腔的體積之比為1∶20。
21.如權(quán)利要求20所述的加熱器，其特征在于，所述工作流體的體積與所述內(nèi)部空腔的體積之比在1∶4至1∶12之間。
22.如前述任一權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述內(nèi)部空腔的部分真空度為大約99898.5Nm-2。
23.如前述任一權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，所述加熱器的底部具有用于支撐的底座(6)。
24.如前述任一權(quán)利要求所述的加熱器，其特征在于，保護所述容器的內(nèi)部空腔的內(nèi)表面，以免受到腐蝕。
全文摘要
一種加熱器，包括一封閉容器(4)，該封閉容器具有一部分地真空的內(nèi)部空腔，該空腔具有至少一個內(nèi)加熱裝置(14)，該空腔容納有工作流體例如水，一旦加熱裝置將熱量傳導給空腔，該流體就蒸發(fā)。
文檔編號F24H3/04GK1486413SQ0182213
公開日2004年3月31日 申請日期2001年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者利奧·拉姆, 利奧 拉姆 申請人:蘭伯考控股有限公司