一种可调散热能力的供热机构

所属技术领域

本发明属于供热技术领域，尤其涉及一种可调散热能力的供热机构。

背景技术

在山区等无自来水供应的家庭，其冬天取暖一般依靠烧煤等固体可燃物的小型锅炉。在使用中其温度不易控制，仅依靠控制火的大小来控制温度，控制室内温度的调节周期较长，而且所加热水的换热器一般为结构不变的换热器，俗称暖气片。在控制室内温度时，一方面通过控制火的大小和水流量来控制室内温度，但是这种办法在调节后不能快速改变换热器的温度；另一方面，在换热器上增加阀门通过控制阀门的大小控制换热器的温度，这种方法虽然能够快速控制改变换热器的温度，但是对于硬水质和水质不好的地区，常小开度开阀门，易造成阀门堵塞，即使增加过滤网，还是会出现堵塞的情况且需要经常清洗过滤网。本发明设计一种可调节散热量的换热器解决在上述火大小水流量控制下如何更快的响应控温需求是很有必要的。

本发明设计一种可调散热能力的供热机构解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种可调散热能力的供热机构，它是采用以下技术方案来实现的。

一种可调散热能力的供热机构，它包括架体、换热管道、保温包裹层，其中架体包括两个侧板和安装在两个侧板之间且对称分布于上下两端的两个伸缩横梁；两个侧板分别从上到下均匀的开有多个安装圆孔，两个侧板相对的侧面上均从上到下均匀的开有多个螺旋梯形槽，每个侧板上所开的螺旋梯形槽和安装圆孔一一对应。

换热管道是由多个U型状的换热内管和多个U型状的换热外管首尾依次交替连接而成，且相互连接的换热内管和换热外管其连接端相互嵌套伸缩配合；换热管道的上下两端均具有输入和输出的换热连接管；换热管道通过两个侧板上的安装圆孔固定安装在架体上。

上述换热管道上由换热内管和换热外管相互伸缩嵌套组成的每一层直段换热管道上均包裹安装有一个保温包裹层；所述保温包裹层包括外包裹层和内包裹层，对于每一层换热管道上包裹的保温包裹层，其外包裹层的一端周向安装有三个连接滑块，内包裹层的一端周向安装有三个连接滑块；六个连接滑块上均滑动安装有一个安装滑轨，六个安装滑轨滑动安装在每层保温包裹层两侧对应的两个螺旋梯形槽内；在换热管道中的换热外管和换热内管处于最长状态时，外包裹层包裹安装在换热外管外侧，内包裹层包裹安装在换热内管外侧；换热外管和换热内管缩短的过程中，换热内管缩入换热外管内，且内包裹层挤开外包裹层嵌套插入换热外管和外包裹层之间。

作为本技术的进一步改进，上述内包裹层未安装连接滑块一端的内圈上具有环形第二斜面，环形第二斜面最外侧的外径大于换热外管的外径；内包裹层未安装连接滑块一端的嵌套两层的外圈上具有环形第一斜面，外包裹层未安装连接滑块一端的内圈上具有环形第三斜面，环形第三斜面与环形第一斜面挤压配合。

作为本技术的进一步改进，上述安装滑轨的一侧开有T型滑槽，安装滑轨另一侧安装有梯形导块，安装滑轨通过梯形导轨滑动安装在对应的螺旋梯形槽内；连接滑块为T型状结构，连接滑块滑动安装在对应安装滑轨上的T型滑槽内。

作为本技术的进一步改进，上述换热外管的外圆面上具有第四限位凸起；内包裹层的外层从前到后依次具有第二限位凸起、第三限位凸起和第一限位凸起；内包裹层的内层从前到后依次具有第三限位卡槽和第二限位卡槽；内包裹层的一端具有弧形状的内包裹起始端，外包裹层的一端具有弧形状的外包裹起始端，外包裹层的内层从前到后依次具有第一限位卡槽、第一限位卡槽和第四限位卡槽；在换热管道中的换热外管和换热内管处于最长状态，外包裹层包裹安装在换热外管外侧，内包裹层包裹安装在换热内管外侧时，外包裹层上的第一限位卡槽与换热内管上的第四限位凸起配合，外包裹层上的第四限位卡槽与外包裹层上的外包裹起始端的弧形面配合，内包裹层上的第二限位卡槽与第二限位凸起配合，内包裹层上的第三限位卡槽与内包裹层上的内包裹层起始端的弧面配合；在换热外管和换热内管缩短，内包裹层能够通过第一斜面和第三斜面的配合挤开外包裹层嵌套插入换热外管和外包裹层之间后，内包裹层上的第二限位卡槽与内包裹层上的内包裹层起始端的弧面配合，内包裹层上的第三限位卡槽与换热外管上的第四限位凸起配合；外包裹层上的外包裹起始端与内包裹上的末端配合，外包裹层上的第五限位卡槽与内包裹层上的第二限位凸起配合，外包裹层上的第一限位卡槽与内包裹层上的第三限位凸起配合，外包裹层上的第四限位卡槽与内包裹层上的第一限位凸起配合。

作为本技术的进一步改进，上述换热管道通过焊接的方式固定安装在两个侧板上。

相对于传统的供热技术，本发明设计的有益效果如下：

1、本发明中通过增加保温层，且控制保温层的厚度即保温层直径R的大小，在需要增加温度的时候，拉长该供热机构，且控制保温层的直径R小于临界直径R2，通过增加的保温层增加供热机构的散热效果，在需要降低温度的时候，缩短该供热机构且控制保温层的直径R大于直径R3，通过增加的保温层降低供热机构的散热效果；根据需求控制散热效果，快速实现变暖和变冷。

2、本发明创造性的根据保温层临界厚度原理设计了通过改变保温层厚度改变散热能力，能够通过简单的结构实现改变换热能力的有益效果。

附图说明

图1是整体部件外观示意图。

图2是整体部件分布示意图。

图3是架体结构示意图。

图4是换热管道结构示意图。

图5是外包裹层安装示意图。

图6是内包裹层安装示意图。

图7是外包裹层和内包裹层配合示意图。

图8是工作原理示意图。

图中标号名称：1、架体；2、保温包裹层；3、第一斜面；4、换热管道；5、第二斜面；6、第三斜面；7、安装滑轨；8、外包裹层；9、连接滑块；10、T型滑槽；11、内包裹层；12、梯形导块；13、第一限位凸起；14、第三限位凸起；15、第二限位凸起；16、侧板；17、伸缩横梁；18、安装圆孔；19、螺旋梯形槽；20、换热外管；21、换热内管；22、第二限位卡槽；23、第三限位卡槽；24、第四限位卡槽；25、第一限位卡槽；26、内包裹起始端；27、外包裹起始端；28、换热连接管；29、第四限位凸起；30、第五限位卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图8所示，由传热学中保温层的临界半径原理可知，保温层的保温节能临界直径R2与管道的外径R1无关，只与保温材料的导热系数和保温层与外界环境的传热系数有关，而保温层与外界环境的传热系数又主要由外界环境条件决定，所以，选用的保温材料的导热系数是决定临界直径R2的主要原因。在实际生产中，若选用的保温材料不良，如果保温层厚度不够，则会导致管路的散热量q反而比没有保温层时更大，因此，对热力管路特别是管径较小的管路进行保温时，需要核算保温层直径R是否大于临界热绝缘直径R2，以确保保温节能效果，同时，尽管保温层的直径R大于临界热绝缘直径R2后，随着保温层的厚度增加，散热量q将会降低，但由于在保温层直径R小于直径R3之前，随着保温层厚度的增加，散热量q也有所增加，只有当保温层直径R大于直径R3时，才能真正达到保温节能的要求。图中R1所对应的散热量为未包裹保温层时该供热机构的散热量。

如图1、2所示，它包括架体1、换热管道4、保温包裹层2，其中如图3所示，架体1包括两个侧板16和安装在两个侧板16之间且对称分布于上下两端的两个伸缩横梁17；两个侧板16分别从上到下均匀的开有多个安装圆孔18，两个侧板16相对的侧面上均从上到下均匀的开有多个螺旋梯形槽19，每个侧板16上所开的螺旋梯形槽19和安装圆孔18一一对应。

如图4所示，换热管道4是由多个U型状的换热内管21和多个U型状的换热外管20首尾依次交替连接而成，且相互连接的换热内管21和换热外管20其连接端相互嵌套伸缩配合；换热管道4的上下两端均具有输入和输出的换热连接管28；换热管道4通过两个侧板16上的安装圆孔18固定安装在架体1上。本发明中相互嵌套伸缩的换热内管21和换热外管20的连接为滑动密封连接，具体滑动密封结构采用现有技术。本发明中通过拉动两侧的侧板16可控制两侧的换热内管21和换热外管20进行伸缩，即使得该供热机构实现伸长或缩短，改变该供热机构的散热面积，根据需求控制散热效果，快速实现变暖和变冷。

如图1、5、6所示，上述换热管道4上由换热内管21和换热外管20相互伸缩嵌套组成的每一层直段换热管道4上均包裹安装有一个保温包裹层2；如图5、6所示，所述保温包裹层2包括外包裹层8和内包裹层11，对于每一层换热管道4上包裹的保温包裹层2，其外包裹层8的一端周向安装有三个连接滑块9，内包裹层11的一端周向安装有三个连接滑块9；六个连接滑块9上均滑动安装有一个安装滑轨7，六个安装滑轨7滑动安装在每层保温包裹层2两侧对应的两个螺旋梯形槽19内；在换热管道4中的换热外管20和换热内管21处于最长状态时，外包裹层8包裹安装在换热外管20外侧，内包裹层11包裹安装在换热内管21外侧；换热外管20和换热内管21缩短的过程中，换热内管21缩入换热外管20内，且内包裹层11挤开外包裹层8嵌套插入换热外管20和外包裹层8之间。

本发明中通过增加保温层，且控制保温层的厚度即保温层直径R的大小，在需要增加温度的时候，拉长该供热机构，且控制保温层的直径R小于临界直径R2，通过增加的保温层增加供热机构的散热效果，在需要降低温度的时候，缩短该供热机构且控制保温层的直径R大于直径R3，通过增加的保温层降低供热机构的散热效果；根据需求控制散热效果，快速实现变暖和变冷。

本发明设计的保温包裹层2，在该供热机构缩短后，所对应的外保温层的外径大于该保温层使用的保温材料所对应的半径R3，起到抑制散热的作用；在该供热机构伸长后，所对应的内保温层和外保温层的外径小于或者等于该保温层使用的保温材料所对应的临界半径R2，起到助长散热的作用，等于临界半径R2最佳。

如图2所示，上述内包裹层11未安装连接滑块9一端的内圈上具有环形第二斜面5，环形第二斜面5最外侧的外径大于换热外管20的外径；内包裹层11未安装连接滑块9一端的嵌套两层的外圈上具有环形第一斜面3，外包裹层8未安装连接滑块9一端的内圈上具有环形第三斜面6，环形第三斜面6与环形第一斜面3挤压配合。通过这样的设计可以保证该供热机构在缩短的时候，内包裹层11能够顺利插入外保温层和换热外管20之间，确保外保温层和内保温层内外顺利缠绕在换热外管20的外侧。

如图5所示，上述安装滑轨7的一侧开有T型滑槽10，安装滑轨7另一侧安装有梯形导块12，安装滑轨7通过梯形导轨滑动安装在对应的螺旋梯形槽19内；连接滑块9为T型状结构，连接滑块9滑动安装在对应安装滑轨7上的T型滑槽10内。如图7所示，本发明中内保温层和外保温层在该供热机构缩短的时候，内保温层会插入外保温层和换热外管20之间，在插入的时候，内保温层和外保温层均会相对原有的状态外径变大，即内保温层和外保温层的外径均会由小变大，本发明中通过设计的螺旋梯形槽19、安装滑轨7和连接滑块9的设计保证内保温层和外保温层在由小变大的过程中，内保温层和外保温层与对应侧板16连接的一端在随着另一端变大的过程中不会与对应的侧板16脱离，侧板16对内保温层和外保温层的固定也不会影响其变大。

如图7所示，上述换热外管20的外圆面上具有第四限位凸起29；内包裹层11的外层从前到后依次具有第二限位凸起15、第三限位凸起14和第一限位凸起13；内包裹层11的内层从前到后依次具有第三限位卡槽23和第二限位卡槽22；内包裹层11的一端具有弧形状的内包裹起始端26，外包裹层8的一端具有弧形状的外包裹起始端27，外包裹层8的内层从前到后依次具有第一限位卡槽25、第一限位卡槽25和第四限位卡槽24；在换热管道4中的换热外管20和换热内管21处于最长状态，外包裹层8包裹安装在换热外管20外侧，内包裹层11包裹安装在换热内管21外侧时，外包裹层8上的第一限位卡槽25与换热内管21上的第四限位凸起29配合，外包裹层8上的第四限位卡槽24与外包裹层8上的外包裹起始端27的弧形面配合，内包裹层11上的第二限位卡槽22与第二限位凸起15配合，内包裹层11上的第三限位卡槽23与内包裹层11上的内包裹层11起始端的弧面配合；在换热外管20和换热内管21缩短，内包裹层11能够通过第一斜面3和第三斜面6的配合挤开外包裹层8嵌套插入换热外管20和外包裹层8之间后，内包裹层11上的第二限位卡槽22与内包裹层11上的内包裹层11起始端的弧面配合，内包裹层11上的第三限位卡槽23与换热外管20上的第四限位凸起29配合；外包裹层8上的外包裹起始端27与内包裹上的末端配合，外包裹层8上的第五限位卡槽30与内包裹层11上的第二限位凸起15配合，外包裹层8上的第一限位卡槽25与内包裹层11上的第三限位凸起14配合，外包裹层8上的第四限位卡槽24与内包裹层11上的第一限位凸起13配合。本发明中换热外管20的外圆面上的第四限位凸起29；外包裹层8的一端具有弧形状的外包裹起始端27，内包裹层11的外层从前到后依次具有第二限位凸起15、第三限位凸起14和第一限位凸起13；内包裹层11的内层从前到后依次具有第三限位卡槽23和第二限位卡槽22；内包裹层11的一端具有弧形状的内包裹起始端26，外包裹层8的内层从前到后依次具有第一限位卡槽25、第一限位卡槽25和第四限位卡槽24；通过合理的设计换热外管20、内保温层和外保温层的结构，可保证在该供热机构在伸长时，外保温层能够紧密贴合包裹安装在换热外管20的外圆面上，内保温层能够紧密贴合包裹安装在换热内管21的外圆面上；在该供热机构缩短时，内保温层能够紧密贴合包裹安装在换热外管20的外圆面上，外保温层能够紧密贴合包裹安装在内保温层的外侧；包裹过程中不会出现间隙等现象，影响保温节能效果。

上述换热管道4通过焊接的方式固定安装在两个侧板16上。

本发明中为了保证在自动包裹过程中，内包裹层11和外包裹层8能够具有自动弯曲包裹的性能，本发明在内包裹层11和外包裹层8的内侧放置有具有弹性的小钢筋材料，通过小钢筋的弹性变形来实现内包裹层11和外包裹层8自动弯曲包裹的性能。本发明中为了实现内保温层和外保温层上凸起和卡槽的形成，本发明在内保温层和外保温层的外侧专门设置了软薄塑料壳，在塑料壳上设计凸起和卡槽，具体的保温材料和弹性小钢筋放于塑料壳体内侧。

本发明中的内外保温层具有一定的挤压变形能力，在内部弹性小钢筋作用下相互配合的卡槽和凸起能较好的贴合，本发明对卡槽和凸起的位置及配合关系做出了清楚的说明，附图中的卡槽凸起的具体形状和卡槽凸起的间距仅做示意。

具体工作流程：当使用本发明设计的供热机构，在需要增加温度的时候，拉长该供热机构，所对应的内保温层和外保温层的外径小于该保温层使用的保温材料所对应的临界半径R2，通过增加的保温层增加供热机构的散热效果，在需要降低温度的时候，缩短该供热机构，所对应的外保温层的外径大于该保温层使用的保温材料所对应的半径R3，通过增加的保温层降低供热机构的散热效果；根据需求控制散热效果，快速实现变暖和变冷。