节能水壶专利.doc

节能烧水壶专利说明书一、 技术背景：目前常用的依靠燃料燃烧加热的烧水壶形形色色，有铜、铝、铁、不锈钢等，多种材料制作，其外型有圆柱形、锥形、有平底、有凹底形等各有其设计思路，但大致相同。也就是说在烧水时其火苗直接加热壶底，靠壶底吸热再传倒给水，最终将水烧开。但这些常规烧水壶有几点不足之处：1、 平底壶改变了热能方向：炉火在燃烧时其热量是向上的，同时被加热的空气形成热气流也在向上流动，当座上烧水壶后其壶底吸收了一部分热量，而其余热量不能被充分吸收而改变流动方向从壶底周边流过并沿着筒壁下端散开，虽然有一部分热量被筒壁下端吸收但因不聚能而使得大部分热量四散白白浪费了。2、 平底壶没有吸收到最高热能：众所周知然烧的火焰其热能最热处是在火苗的中上部。而我们常用的加热炉在座上平底壶时其位置却在火苗燃烧时的中下部，因此得不到最好的加热效果。3、 平底壶吸热面积有限：针对液化气、天然气炉而言，我们若想快速将水烧开就势必将火开大，而平底壶座在上面正好挡住火势及热气流，由于壶底面积是有限的只能吸收一部分热量，其余热能只有沿着壶底向水平方向向四周漫延，火势不猛，没有充足的氧气供给燃烧不充分，产生黑烟并把水壶烧黑，严重时会产生大量一氧化碳。二、 本实用新型的创作构想：在日常生活中我们每天都要喝开水、用热水，在用炉火烧水时发现火开的小则水开的就慢，而把火开大后，一部分火苗则从壶壁四周蔓延散开，没有得到充分利用白白烧掉。有没有办法解决这个问题同时又能快速将水烧开哪。问题就出在水壶与炉火之间，炉火可以用于烧锅做饭、烧水、烘烤以及取暖等，而水壶则只是用来烧水用的，哪只有改变水壶结构来满足节能的要求了。1、 要想快速烧开水，一是要增大水壶的吸热表面积。2、 要想让炉火充分燃烧，就要改变壶底，改变其吸热状况。3、 要想让热能充分被利用，就要聚能。三、 本实用新型的结构、原理：通过以上构想分析我们设计出了一种新型节能，快速烧水壶。其结构原理如下：（一）结构：1、设计了三个火道，该火道为圆弧形，在水壶内圆周呈120度直立分布，上与壶顶面密封连接、下与壶底面密封连接，火道上下面贯通。使炉火对壶底加热的同时，其余火苗可沿壶内火道向上燃烧，并对火道西周的水进行加热。（如图所示）2、改造了壶底结构，将平壶底的中间部分改造成圆弧形，弧顶面朝下，增加了水壶中心的加热面积，同时符合火苗的燃烧方向。其次是改变了壶底周边的结构，在壶底周边15-20厘米处向上形成一个深20厘米的凹槽，用于约束火苗及热气流不向外扩散，逼其沿着壶内火道向上燃烧及流动，使其全部进入火道。（如图所示）（二）原理：当水壶座在火炉上时其内圈火苗加热壶底凸园部分，其外圈火苗一部分加热壶底一部分火苗沿火道向上加热火道四周（火道外是水）。同时在壶底被加热的热气流也一同进入火道被壶体吸收后剩余部分由火道顶部流走。其主要特点一是增加了水壶的受热面积，同样规格的水壶本实用新型节能水壶较普通水壶受热面积增加了1.5-2倍（若将水壶加高则增加更多）。二是改变了水壶底的形状，使火苗更顺畅充分地燃烧，同时引导热气流走壶内向上流动，起到聚能的作用。通过增加受热面积、火焰充分燃烧、聚集火苗与热气流这三个方面就可以快速烧开壶水，在火头一定的情况下，节省了烧水时间就等于节约了燃烧用的能源。四、 可行性分析：（一）实验结果：我们设计出图纸后，用普通的直径220的不锈钢水壶改装制作了一个与设计基本相同的节能水壶。同时用同型号、容量普通的不锈钢水壶做比对其结果如下：从表中可以看出当炉火和原始水温一定时，同样烧1升水时节省时间是0.94分钟，节能22%。但当烧5.5升水时节省时间是6.09分钟，节能31%。不难看出烧水量越大则节能越大，就这3组数据平均来看，平均节能25%。（二）市场分析：按烧一壶开水节省3.16分钟，25%的时间算（可以认为节省25%的时间就等于节约了25%的燃气），即节省了时间又节约了燃气。一家每天烧一壶开水，一个月烧30壶开水算：3.16*30=94.8分钟，全国若有5000万家用节能壶烧水则会出现惊人的数字：50000000*3.16*30=47400000000分钟约合790000000小时，按一罐液化汽月烧150