[发明专利]多层蒸汽室热水沸水法及其热水沸水器

说明书

本发明是一种多层蒸汽室热水沸水法及其热水沸水器。

目前，现有传统的蒸汽热水沸水器的加热原理是：蒸汽管插入热水沸水器的水中，蒸汽由蒸汽管排出后，形成蒸汽汽泡，由下向上浮出水面。蒸汽汽泡在上浮过程中，汽泡与水充分接触并向水传递热能。当蒸汽汽泡浮出水面后就扩散在空气中。当蒸汽排入水中少，或水温低时，蒸汽在上浮的过程中，由于能与水充分接触，汽泡中的热量充分地传递给了水、自身变小，不等其浮出水面，就已经溶融在水中，热能得到了充分的利用。当蒸汽排入水中多，压力大和水温高时，蒸汽汽泡向上浮动速度快，因此汽泡不等其充分传递出热量，就已经冲出水面。所以蒸汽的热量不能有效地传递给水，进行热交换就浪费掉了。这是造成目前蒸汽热水器热效率低的主要原因。为此人们设计了螺旋管加热器和热管沸水器，以提高蒸汽的热效率。由于螺旋管加热器和热管加热器加工工艺性难度大，所以成本也高。

目前，现有的锅炉、茶炉等热水沸水器的加热原理是：热源通过热水沸水容器的底部向水加热。由于热源与水的温差很大，从热水沸水容器的底部会冒出携带有高热能的蒸汽汽泡。（单位热能526卡、温度119度）。这些蒸汽汽泡，向上浮动速度快，不等其将自身热量传递给周围的水，就已经冲出了水面。所以这些蒸汽的热量也不能有效地传递给水，进行热交换就白白浪费掉了。这是造成目前加热锅炉、茶炉等热水沸水器热效率低的一项重要原因。

上述表明，在各类热水沸水器中，都有一个共同的缺点就是载有高热值的蒸汽汽泡，不能将其热能充分地传递给被加热的水，就已经冲出水面，扩散在空气中，白白浪费和损失了大量热能，直接影响了加热速度和加热效率。

本发明的主导思想就是要创造一种条件，能使蒸汽汽泡停留在水中，充分地与水接触，并释放其本身的热能与水进行热交换。

本发明的工作原理和方法是：当蒸汽由排气管排进热水沸水器时，或者是锅炉、茶炉内的底部冒出蒸汽汽泡时，蒸汽汽泡由下向上浮动，当碰到压气盖（2）就被压气盖挡住，并浮获聚集在压气盖下，形成一层蒸汽层（6）。蒸汽层的上端，蒸汽将其热能通过压气盖传递给了被加热的水;蒸汽层的下端，蒸汽层将其热能直接传递给水。蒸汽层在释放热能与水进行热交换的过程中，逐渐变薄、变小，溶融在水中。而从下面不断涌上来的蒸汽汽泡又补充、充满了压气盖，增厚了蒸汽层。当压气盖下面的蒸汽增多，超过了压气盖的容量后，蒸汽通过压水盖下面凸台（3）内的小孔和压气盖四周冲出，继续向上浮动，当碰到了第二层压气盖时又被压气盖盖挡住，又被俘获在第二层压气盖下聚集形成一层蒸汽层，进行着如第一层汽水热能热交换过程。蒸汽汽泡就如上所述，被俘获在水中的各个压气盖下，聚集形成多层蒸汽汽层，形成多层汽水热能交换面。由于增大了加热面积，因此加快了加热速度。由于俘获了绝大部份蒸汽又是在水中直接与水进行热能热交换，汽-水热交换中间设有介质，热阻几乎等于零;汽-水热交换可以在较小的温度梯度下进行，因此提高了热效率。

本发明的多层蒸汽室热水沸水法，可应用在各类热水沸水器中，组成各种高效快速热水沸水器。例如，应用在蒸汽热水器上可制成高效快速热水器;应用在锅炉上可制成高效快速锅炉;应用在茶炉上可制成高效快速茶炉;应用在水壶内可制成高效快速水壶等等。

本发明由现有的热水沸水器（1）和多层压气盖（2）组成。压气盖（2）呈型，浸在水中其凹腔内可聚集蒸汽汽泡。压气盖的四周有缘挡住了蒸汽，形成了蒸汽层。压气盖的中间有很多小凸台（3），凸台中间有小孔（4）。小孔起排气、溢流作用。附图1总装图、附图2示意图。

本发明的优点是：1.汽-水热能的热交换是在水中直接充分接触进行热损失小。2.汽-水热能的热交换之间无介质热阻几乎等于零。3.汽-水热能的热交换之间无介质在较低的温度梯度也能进行热交换。4.由于蒸汽层多，面积大，加速速度快。5.压气盖形状简单，加工工艺性好，容易制造生产。