本實(shí)用新型涉及熱水壺領(lǐng)域，具體是用于熱水壺內(nèi)部的一種熱水壺傳熱加速裝置。

背景技術(shù)：

熱水壺(又名熱水壺)是已沿用了幾百年的傳統(tǒng)生活日用品，主要以電或者天然氣為加熱的熱源，傳熱方式以熱傳導(dǎo)為主，其熱效率較低。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們?cè)噲D對(duì)熱水壺進(jìn)行改革，通常的思路是設(shè)法增大熱傳導(dǎo)的面積。例如，把熱水壺的受熱面，即壺底設(shè)計(jì)成穹形，以增大受熱面積；又如，把壺體設(shè)計(jì)成有幾個(gè)貫穿壺體底部和頂部的通氣孔，加熱時(shí)，底部的火焰可以從通氣孔往上冒，使熱量得到充分吸收；等等，不一而足。以上這些設(shè)計(jì)都對(duì)傳統(tǒng)熱水壺都作了較大的改動(dòng)，盡管理論上都具有增大熱傳導(dǎo)面積，提高熱效率的效果，但是卻又帶來(lái)了使用不方便、不安全的弊端，而且還有損外形的美觀，工藝也較復(fù)雜，因此，難以成為一個(gè)被市場(chǎng)接受的日用品。

電熱熱水壺由于具有環(huán)保、方便的特點(diǎn)，已得到廣泛應(yīng)用。特別是大功率的快熱壺，燒一壺1.5L水，約只用6分鐘左右，因此受到人們的青睞。但是，快熱并不一定節(jié)能。這種電熱壺之所以燒水時(shí)間短，主要是燒的水量少，只有普通熱水壺水量的三分之一至四分之一，而加熱的電功率一般為1500W以上。從傳熱學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，快速電熱壺也是底部加熱，主要通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式傳熱，熱效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種熱水壺傳熱加速裝置。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種熱水壺傳熱加速裝置，包括空氣流轉(zhuǎn)室，空氣流轉(zhuǎn)室的底部受熱面上設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口連接輸水管，輸水管自下而上穿出空氣流轉(zhuǎn)室；輸水管位于空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)一段的側(cè)壁設(shè)有輸氣管，輸氣管上設(shè)有輸氣閥，在空氣流轉(zhuǎn)室上還設(shè)有補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)。空氣流轉(zhuǎn)室本身為密閉腔室，使用時(shí)放入熱水壺內(nèi)并固定，并使底部受熱面與熱水壺底部接觸。由于熱水壺的底面以及空氣流轉(zhuǎn)室的底部受熱面在加工時(shí)都不可能絕對(duì)光滑，當(dāng)熱水壺的底面與空氣流轉(zhuǎn)室的底部受熱面接觸時(shí)，必然存在一定的縫隙，在壺中水壓的作用下水就會(huì)從縫隙中流入后通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入輸水管，并且水溫迅速升高。同時(shí)，熱水壺底部熱源產(chǎn)生的熱量使底部受熱面受熱溫度升高，由此，使得空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)的空氣溫度和壓力增高，高壓空氣通過(guò)輸氣管進(jìn)入輸水管內(nèi)，推動(dòng)輸水管內(nèi)的熱水向輸水管上端運(yùn)動(dòng)從出水口涌出，熱水與熱水壺內(nèi)上層水面的冷水混合后使冷水快速升溫，通過(guò)不斷循環(huán)，加快了熱水壺內(nèi)的水溫升高速度，由此縮短加熱時(shí)間。

其中，補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)包括一端插入空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)的補(bǔ)氣管，補(bǔ)氣管位于空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)的空氣出口處設(shè)有補(bǔ)氣閥，補(bǔ)氣管上端的空氣入口高于熱水壺中的水面。當(dāng)停止加熱或者重新加入涼水后，由于空氣流轉(zhuǎn)室溫度降低，致使其內(nèi)部空氣壓力比外部環(huán)境空氣壓力低，此時(shí)補(bǔ)氣閥可被外部空氣推開(kāi)，自動(dòng)向空氣流轉(zhuǎn)室補(bǔ)充空氣，便于繼續(xù)使用。

其中，在輸水管內(nèi)設(shè)有氣水配適器，氣水配適器包括設(shè)于輸水管內(nèi)的多個(gè)葉片，多個(gè)葉片將輸水管內(nèi)部分割為多個(gè)空間。

其中，氣水配適器下端位置不低于輸水管與輸氣管連接處的膨脹氣體出口的位置。熱水壺存水加熱后，壺中水溫逐步升高，空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)流出的膨脹氣體的流量有一個(gè)由小到大的過(guò)程，其壓力也有一個(gè)逐步升高的過(guò)程。多個(gè)葉片將輸水管內(nèi)部分割為多個(gè)小空間后，較低氣壓和流量的膨脹氣體可通過(guò)其中一個(gè)空間推動(dòng)熱水向上涌出，待空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)氣壓和流量升高后，即可推動(dòng)熱水通過(guò)所有空間噴出。這樣可保證熱水壺加熱的起始階段，熱水也可以循環(huán)涌出，提高傳熱效率。

其中，多個(gè)葉片縱向等分輸水管內(nèi)腔。

其中，輸氣管與輸水管連接的一端設(shè)有止水閥，用于進(jìn)一步防止水通過(guò)輸氣管進(jìn)入空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)。

其中，止水閥包括擋水板以及連接于擋水板一側(cè)的導(dǎo)桿，擋水板設(shè)于輸水管與輸氣管連接處的膨脹氣體出口處，導(dǎo)桿插入輸氣管內(nèi)。當(dāng)空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)的空氣推開(kāi)擋水板，即可向輸水管內(nèi)通氣，而當(dāng)空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)部氣壓變小時(shí)，在水壓的作用下，擋水板可重新?lián)踝∨蛎洑怏w出口。

其中，導(dǎo)桿端部設(shè)有擋板，輸氣管內(nèi)壁設(shè)有擋圈，導(dǎo)桿上套裝有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧位于擋板與擋圈之間。輸氣管內(nèi)氣壓大于外部氣壓時(shí)，推動(dòng)擋水板與導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)，擋水板打開(kāi)的同時(shí)，復(fù)位彈簧被壓縮蓄力，當(dāng)空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)空氣壓力變小后，復(fù)位彈簧可推動(dòng)擋板，進(jìn)而帶動(dòng)擋水板與導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)，使擋水板能更可靠地?fù)踝∨蛎洑怏w出口，進(jìn)一步保證空氣流轉(zhuǎn)室不會(huì)進(jìn)水。

其中，空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)設(shè)置多個(gè)傳熱絲，各傳熱絲下端與底部受熱面連接。傳熱絲將底部受熱面的熱量迅速傳導(dǎo)并擴(kuò)散到空氣流轉(zhuǎn)室，使空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)的溫度和氣壓快速升高，短時(shí)間內(nèi)即能通過(guò)輸氣管輸出高壓氣體，提高熱水循環(huán)的速度。

其中，在空氣流轉(zhuǎn)室外部還設(shè)有固定支架。空氣流轉(zhuǎn)室置于水壺內(nèi)時(shí)，固定支架支撐水壺內(nèi)壁，將空氣流轉(zhuǎn)室固定在水壺底部。

有益效果：本實(shí)用新型的一種熱水壺傳熱加速裝置，具有以下有益效果：

1、無(wú)需借助任何外來(lái)能源的驅(qū)動(dòng)，也無(wú)需對(duì)壺體作任何改動(dòng)，傳熱加速器即可在熱水壺中自動(dòng)運(yùn)行。不斷把壺底溫度最高的水輸送到壺中溫度最低的水面中去，同時(shí)帶動(dòng)壺底的水在壺底作匯聚狀流動(dòng)，從而，大大提高熱效率。

2、熱水壺不僅是一個(gè)家家戶(hù)戶(hù)都要使用的日用品，而且辦公室、賓館、學(xué)校等也都需要，有著巨大的市場(chǎng)需求，由于本實(shí)用新型具有明顯的節(jié)能效果，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能10％，因此對(duì)于落實(shí)國(guó)家的節(jié)能減排政策具有重要意義。

3、本實(shí)用新型運(yùn)行壓力低，不會(huì)產(chǎn)生高壓，使用絕對(duì)安全。

4、本實(shí)用新型沒(méi)有任何污染物產(chǎn)生，不會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生任何影響。

5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，制作成本低，易于安裝，無(wú)需對(duì)熱水壺的結(jié)構(gòu)和外觀做任何改動(dòng)，易于推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中輸水管的A向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中的B處放大示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、圖2所示，一種熱水壺傳熱加速裝置，包括金屬材料制成的密封的空氣流轉(zhuǎn)室2，空氣流轉(zhuǎn)室2的底部受熱面5中部設(shè)置有進(jìn)水口9，進(jìn)水口9連接輸水管16，輸水管16自下而上穿出空氣流轉(zhuǎn)室2，其上部為出水口15，出水口15高于空氣流轉(zhuǎn)室2上表面，并且高于熱水壺存水后的水面高度，輸水管16設(shè)置在空氣流轉(zhuǎn)室2的中央位置。在輸水管16位于空氣流轉(zhuǎn)室2的一段側(cè)壁連接有輸氣管6，該輸氣管6的膨脹氣體入口4處安裝輸氣閥3，輸氣閥3為微型的單向閥，可避免熱水壺內(nèi)的水流入空氣流轉(zhuǎn)室2；在空氣流轉(zhuǎn)室2上還設(shè)置補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)，補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)包括一端插入空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的補(bǔ)氣管13，補(bǔ)氣管13位于空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的空氣出口11處安裝有補(bǔ)氣閥12，補(bǔ)氣管13上端為空氣入口14，空氣入口14高于熱水壺的壺中水面。在輸水管16內(nèi)還裝有氣水配適器17，氣水配適器17包括等角度設(shè)置在輸水管16內(nèi)的多個(gè)葉片18，多個(gè)葉片18將輸水管16內(nèi)部等分為多個(gè)空間，輸氣管6與其空間連通，而且，氣水配適器17下端位置不低于輸水管16側(cè)壁上的膨脹氣體出口8的位置。為使本實(shí)用新型的裝置在熱水壺內(nèi)更穩(wěn)定地放置，在空氣流轉(zhuǎn)室2外部還設(shè)置固定支架20，使用時(shí)固定支架20支撐住熱水壺內(nèi)壁。為使底部受熱面5所吸收的熱量更好地?cái)U(kuò)散到空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)，在空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)部設(shè)置多個(gè)傳熱絲，各傳熱絲10下端與底部受熱面5連接。

如圖3所示，輸氣管6與輸水管16連接的一端設(shè)置止水閥。止水閥包括擋水板7以及連接于擋水板7一側(cè)的導(dǎo)桿21，擋水板7設(shè)置在輸水管16與輸氣管6連接處的膨脹氣體出口8處，導(dǎo)桿21插入輸氣管6內(nèi)。導(dǎo)桿21端部固定連接有擋板22，輸氣管6內(nèi)壁安裝有擋圈19，導(dǎo)桿21上套裝有復(fù)位彈簧23，復(fù)位彈簧23位于擋板22與擋圈19之間。擋板22的尺寸小于輸氣管6的內(nèi)部尺寸，但是大于擋圈19的尺寸。輸氣管6內(nèi)氣壓大于外部氣壓時(shí)，推動(dòng)擋水板7與導(dǎo)桿21運(yùn)動(dòng)，擋水板7打開(kāi)的同時(shí)，復(fù)位彈簧23被壓縮蓄力，當(dāng)空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)空氣壓力變小后，復(fù)位彈簧23可推動(dòng)擋板22，進(jìn)而帶動(dòng)擋水板7與導(dǎo)桿21運(yùn)動(dòng)，使擋水板7能更可靠地?fù)踝∨蛎洑怏w出口8，進(jìn)一步保證空氣流轉(zhuǎn)室2不會(huì)進(jìn)水。

空氣流轉(zhuǎn)室2本身為密閉腔室，使用時(shí)放入熱水壺內(nèi)并使底部受熱面5與熱水壺底部接觸。由于熱水壺的底面以及空氣流轉(zhuǎn)室2的底部受熱面5在加工時(shí)不可能也沒(méi)有必要做到絕對(duì)光滑，當(dāng)熱水壺的底面與空氣流轉(zhuǎn)室2的底部受熱面5接觸時(shí)，必然存在一定的縫隙，水會(huì)從縫隙中流入后通過(guò)進(jìn)水口9進(jìn)入輸水管16，并且水溫迅速升高。同時(shí)，熱水壺底部產(chǎn)生的熱量使得底部受熱面5受熱溫度升高，由此，使得空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的空氣溫度和壓力增高，高壓空氣通過(guò)輸氣管6進(jìn)入輸水管16內(nèi)，推動(dòng)輸水管16內(nèi)的熱水向輸水管16上端出水口15不斷涌出，熱水與壺內(nèi)上層的冷水混合后使冷水快速升溫，通過(guò)不斷循環(huán)，加快了熱水壺內(nèi)的水溫升高速度，由此縮短加熱時(shí)間。停止加熱或者重新加入涼水后，空氣流轉(zhuǎn)室2溫度降低，其內(nèi)部空氣壓力比外部環(huán)境空氣壓力低，此時(shí)補(bǔ)氣閥12可被外部空氣推開(kāi)，自動(dòng)向空氣流轉(zhuǎn)室2補(bǔ)充空氣，便于下次繼續(xù)使用。

熱水壺存水加熱后，壺中水溫逐步升高，空氣流轉(zhuǎn)室內(nèi)流出的膨脹氣體的流量有一個(gè)由小到大的過(guò)程，其壓力也有一個(gè)逐步升高的過(guò)程。氣水配適器17將輸水管16內(nèi)部分割為多個(gè)空間，當(dāng)膨脹空氣的流量和壓力較低時(shí)，氣體可通過(guò)其中一個(gè)空間推動(dòng)熱水向上噴出，當(dāng)膨脹空氣的流量和壓力升高后，即可推動(dòng)熱水通過(guò)所有空間噴出。這樣可確保在加熱的整個(gè)過(guò)程中，熱水都可以循環(huán)噴出，提高循環(huán)效率。傳熱絲10將底部受熱面的熱量迅速傳導(dǎo)并擴(kuò)散在空氣流轉(zhuǎn)室，使空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的溫度和氣壓快速升高，短時(shí)間內(nèi)即能通過(guò)輸氣管6輸出高壓氣體，提高熱水循環(huán)的速度。

本實(shí)用新型在使用時(shí)，整體置于熱水壺內(nèi)，用固定支架20固定好，并接觸熱水壺底部的發(fā)熱面，底部受熱面5和壺底發(fā)熱面之間自然存在有縫隙，該縫隙可為底部受熱面5和壺底發(fā)熱面之間自然形成的間隙。其具體工作過(guò)程如下：

1、當(dāng)熱水壺通過(guò)壺底發(fā)熱面(燃?xì)饧訜峄螂娂訜?向壺中的水傳遞熱量，水溫逐步升高時(shí)，本實(shí)用新型的熱水壺傳熱加速裝置1的底部受熱面5不斷將熱量傳遞給空氣流轉(zhuǎn)室2中的空氣，其傳熱過(guò)程通過(guò)傳熱絲10得到強(qiáng)化，空氣流轉(zhuǎn)室2中的空氣受熱膨脹，空氣壓力不斷增加。在這過(guò)程中，輸氣閥3和補(bǔ)氣閥12都處于關(guān)閉狀態(tài)，擋水板7關(guān)閉住膨脹氣體出口8。

2、當(dāng)空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的空氣壓力達(dá)到一定值時(shí)，補(bǔ)氣閥12關(guān)閉，輸氣閥3打開(kāi)，膨脹空氣從膨脹空氣入口4經(jīng)過(guò)輸氣閥3進(jìn)入輸氣管6，再經(jīng)過(guò)止水閥7從膨脹空氣出口8進(jìn)入輸水管16。

3、膨脹空氣進(jìn)入輸水管16中后，迅速膨脹，同時(shí)在空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)空氣壓力的繼續(xù)作用下，推動(dòng)輸水管16中的水經(jīng)氣水適配器17向上運(yùn)動(dòng)，從出水口15涌出流向壺水的水面，使壺中水從壺底(高溫處)直接流向水面(壺中水溫最低處)。

4、當(dāng)膨脹空氣推動(dòng)輸水管16中的水從出水口15流出后，空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的壓力和外界達(dá)到平衡，輸氣閥3和擋水板7又處于關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)，在壺內(nèi)水壓的作用下，壺中水從壺底四周，經(jīng)由底部受熱面5和壺底加熱面之間的縫隙，從進(jìn)水口9進(jìn)入輸水管16，在這過(guò)程中，流動(dòng)的水迅速升溫。

5、當(dāng)空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的空氣壓力再次升高到可以打開(kāi)輸氣閥3時(shí)，進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)行過(guò)程。隨著壺內(nèi)水溫的升高，膨脹空氣的流量越來(lái)越大，膨脹空氣從膨脹空氣出口8流出的頻率也越來(lái)越高，從出水口9涌出的水量也越來(lái)越大，直至將壺中的水燒開(kāi)。

6、當(dāng)重新加入涼水時(shí)或者停止加熱后，空氣流轉(zhuǎn)室2的溫度降低，直至空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的空氣壓力低于外界空氣壓力，補(bǔ)氣閥12打開(kāi)，外界空氣從空氣入口14經(jīng)由補(bǔ)氣管13和補(bǔ)氣閥12，從空氣出口11進(jìn)入空氣流轉(zhuǎn)室2，使空氣流轉(zhuǎn)室2內(nèi)的空氣量不斷得到補(bǔ)充。

本實(shí)用新型的熱水壺傳熱加速裝置，在熱水壺中的運(yùn)行，使得原來(lái)靜止的水在壺中流動(dòng)起來(lái)了，特別是將壺底溫度最高的水不斷輸送到水面溫度最低處來(lái)，這就改變了原來(lái)以熱傳導(dǎo)為主的傳熱方式，變成以對(duì)流換熱為主的傳熱方式，對(duì)流換熱主要是由于水的位移而產(chǎn)生的傳熱，其傳熱系數(shù)大大高于以熱傳導(dǎo)為主的傳熱方式，水的位移越劇烈，傳熱系數(shù)就越高。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。