[0001] 本发明涉及一种热能水循环装置，特别涉及用于水热毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝，水热疗箱、水热疗袋、水热疗毯、垫，水热取暖器、水热床、水热炕、水热地暖、水热地板、水热地面、水热墙等配套使用的热能水循环装置。

[0002] 本发明热能水循环装置适用于水热毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝，水热疗箱、水热疗袋、水热疗毯、垫，水热取暖器、水热床、水热炕、水热地暖、水热地板、水热地面、水热墙等类产品配套使用，其具有加热、驱动水循环于一体功能。中国专利号：200510129300.0，公开号：CN1806723A，公开日：2006.07.26，发明创造名称：水热毯。其加热和循环部件(与本发明最相类似)，是由加热容器与电热元件相结合，可实现加热、驱动水循环于一体功能。该专利工作状态下，回水时，进入热水管(加热容器)内的水，有时立刻沸腾，产生水蒸汽，造成不能完全回水(只回部分水或少量水)现象，循环效果不好。

[0029] 为便于理解，下面结合图1、4、8、21、23、25，详述本发明热能水循环装置配套应用于水热毯、垫、被褥、水热疗服等系统中的结构、工作状态。图1所示，本发明热能水循环装置配套应用于水热疗服系统中的结构、工作状态；图4、8、21、23所示，本发明热能水循环装置配套应用于毯、垫、被褥体系统中的结构、工作状态。本发明热能水循环装置配套应用于其他水循环系统中的结构、工作状态与所述相同。

[0030] 图1、4、8、21、23、25所示，电热元件5与加热容器6相结合；散热管10设于散热体8内或表面；储水箱1通过回水单向阀2与加热容器6上的回水口4相通，加热容器6上的出水口19与出水连接管9一端相通，出水连接管9另一端与散热管10一端相通，散热管10另一端与进水连接管11一端相通，进水连接管11另一端与储水箱1相通；加热容器6上的回水口4与加热容器6本体采用绝热连接方式。

[0031] 工作时，加热容器6内的水被加热产生水蒸汽并膨胀，同时回水单向阀2关闭，水蒸汽推动加热容器6内的水通过出水口19进入出水连接管9，经散热管10、进水连接管11向储水箱1内流动，水蒸汽在加热容器6、出水连接管9内(此时，水蒸汽可以进入出水连接管9内，也可不进入出水连接管9内)散热，冷凝，体积变小，产生回吸力(负压)，由于出水连接管9、散热管10、进水连接管11的阻力作用，回水单向阀2开启，将储水箱1内的水通过回水单向阀2、回水口4向加热容器6内吸入，由于加热容器6上的回水口4与加热容器6本体之间采用绝热连接方式，加热容器6本体不能向回水口4传热，经回水口4进入到加热容器6内的水是没有被预热的凉水，加热容器6内的水蒸汽遇凉水急速液化，产生巨大回吸力(负压)，使加热容器6内吸满水，实现完全回水，完成循环传热过程。上述回水过程中，首先回入到加热容器6内的水是没有被预热的凉水，加热容器6内的水蒸汽遇凉水快速液化，产生回吸力(负压)，吸入加热容器6内的凉水短时不能沸腾产生水蒸汽(正向压力)，这时，加热容器6内的水蒸汽遇凉水早已液化，产生巨大吸力，并且使加热容器6内持续不断吸入大量凉水，确保加热容器6内一直保持回吸力，直至吸满水，实现完全回水。在循环过程中，加热容器6内的水或水蒸汽可以向回水口4传热，但因时间短并且间接传热，并不影响上述效果。

[0032] 下面结合图2、3、5-7、9-20、22、24，详述本发明热能水循环装置具体结构和工作状态。

[0033] 图2、3、5-7、9-20、22、24所示，电热元件5与加热容器6相结合；加热容器6上的回水口4与加热容器6本体采用绝热连接方式。。

[0034] 工作时，加热容器6内的水被加热产生水蒸汽并膨胀，水蒸汽推动加热容器6内的水向出水口19方向运动，当水蒸汽散热，液化，体积变小，产生回吸力(负压)，将水通过回水口4向加热容器6内吸入，由于加热容器6上的回水口4与加热容器6本体之间采用绝热连接方式，这样，加热容器6本体不能向回水口4传热，经回水口4进入到加热容器6内的水是没有被预热的凉水，加热容器6内的水蒸汽遇凉水急速液化，产生巨大回吸力(负压)，使加热容器6内吸满水，实现完全回水，完成循环传热过程。上述回水过程中，首先回入到加热容器6内的水是没有被预热的凉水，加热容器6内的水蒸汽遇凉水快速液化，产生回吸力(负压)，吸入加热容器6内的凉水短时不能沸腾产生水蒸汽(正向压力)，这时，加热容器6内的水蒸汽遇凉水早已液化，产生巨大吸力，并且使加热容器6内持续不断吸入大量凉水，确保加热容器6内一直保持回吸力，直至吸满水，实现完全回水。在循环过程中，加热容器6内的水或水蒸汽可以向回水口4传热，但因时间短并且间接传热，并不影响上述效果。

[0035] 图2、3、5-7、9-20、22、24所示，电热元件5设于加热容器6壁上偏上位置。这样，工作时，加热容器6内水体偏上位置表面的少量水迅速沸腾，产生水蒸汽，快速推动水循环流动，不易向水体内部传热，使加热时间变短、出水温度低、出水速度快、更易于回水、循环效率更高。

[0036] 图2、3、5-7、9-20、22、24所示，电热元件5与回水口4的距离小于电热元件5与出水口19的距离。这样，工作状态下，电热元件5加热时，回水口4附近区域的水首先沸腾，即100℃，并且在沸腾状态时一直保持在100℃，使加热容器6整体温度保持不变，此时，出水口19附近区域温度一定低于100℃，当回水口4附近区域加热容器6内加热壁上沾有的水变为水蒸汽迅速移动至出水口19附近区域时，此时，回水口4附近区域温度为100℃，出水口19附近区域温度低于100℃，而电热元件5在加热容器6壳壁上传热速度很慢，并且首先要向回水口4附近区域传热，使该区域温度升高至100℃以上，然后再向出水口19附近区域传热，在此期间，水蒸汽在出水口19附近区域早已散热，冷凝，产生负压，实现完全回水。

[0037] 图2、3、5-7、9-20、24所示，加热容器6为管状并倾斜或竖直设置。这样，先回入加热容器6内的凉水因重力作用，倾斜向下或竖直向下向加热容器6内流入或落入，水在流入或落入过程中与加热容器6内的水蒸汽充分混合，使加热容器6内的水蒸汽快速液化，产生巨大吸力，实现完全回水。上述回水过程中，水在流入或落入加热容器6内的过程中，即使落到加热容器6内的加热壁上，因为重力作用，水也不会在此停留，而继续向下流入或落入，使加热容器6内的水蒸汽发生液化，产生巨大吸力，将水持续不断的吸入加热容器6内，实现完全回水，完成循环传热过程。

[0038] 由于加热容器6为管状并倾斜或竖直设置，这样，可将加热容器6制作体积较小，盛装少量水，易于快速加热、快速出水、使循环效率更高。

[0039] 由于加热容器6为管状并倾斜或竖直设置，工作时，水蒸汽推动加热容器6内的水倾斜向下或竖直向下运动，水蒸汽与水面之间形成绝热面，并且水蒸汽与水的接触面积很小，水蒸汽很难向水中导热，水蒸汽的体积不易损失，所以，出水量大，出水温度低，速度快，更易回水，回水量也大，快速大量的循环，使其工作效率进一步提高。

[0040] 由于加热容器6为管状并倾斜或竖直设置，回水时，水流进入加热容器6内产生冲击及乱流，将加热容器6内加热时产生的不能还原为水的气体进行包裹，形成气泡，循环时气泡随同水流流动并排出加热容器6，最终向大气排出，这样，加热容器6内不会积聚过多空气，起到更好回水循环作用。

[0041] 图2、3、5-7、9-20、22、24所示，加热容器6由铝或铝合金材料制成，电热元件5采用PTC电热元件加热。这样，快速升温、快速传热、使其更好循环传热，工作效率更高。加热容器6可以是圆管状也可以是方管状，一般其是内圆外方，其内径一般6mm-30mm，长度10mm-300mm；当功率在600W以下时，内径最适宜10mm-16mm最好，长度在30mm-150mm为好。

[0042] 图2、3、5-7、9-20、24所示，增设回水接头20，通过该回水接头20、回水单向阀2将储水箱1与加热容器6相连通。将回水接头20插入加热容器6内形成回水口4，这样，更易安装、制造。回水口4与加热容器6本体采用绝热连接方式，回水接头20插入加热容器6内形成回水口4，在回水接头20与加热容器6之间设有橡胶密封圈形成绝热连接，这样，工作状态下，加热容器6本体不能向回水接头20传热，回水时，通过回水接头20进入加热容器6内的水是没有被预热的凉水，加热容器6内的水蒸汽遇凉水更易散热、产生回吸力，实现完全回水。在循环过程中，加热容器6内的水或水蒸汽可以向回水接头20传热，但因时间短并且间接传热，并不影响上述效果。

[0043] 图2、3、9-11、18-20所示，增设出水接头18，通过该出水接头18将加热容器6、蒸汽室7与出水连接管9相连通。这样，更易安装、制造。出水接头18可与蒸汽室7为一体结构，也可为分体结构。

[0044] 图5-7、12-17、22所示，在加热容器6与出水连接管9之间增设蒸汽室7。这样，可更好容纳水蒸汽，并更易散热、产生回吸力，实现更好回水作用，使循环效率更高。

[0045] 图5-7、12-17所示，蒸汽室7为管状。这样，水蒸汽易于推动水在管状蒸汽室7内运动，并且可将管状蒸汽室7制作体积较小，盛装少量水，易于快速出水、快速回水。蒸汽室7可以是圆管状也可以是方管状，一般由金属材料制成，具体可为铝、铝合金、黄铜、不锈钢。
这样，更易散热、产生回吸力，更易于回水。蒸汽室7由金属弯头管件构成。一般由2分、3分、4分管件构成。这样，更易安装、制造。

[0046] 图2、3、5-7、9-20、22、24所示，在加热容器6上设温控装置13。这样，当各种原因引起的加热容器6温度过高时，该温控装置13可断开电源，温度下降时再接通电源。温控装置13断电温度可设定在100℃-150℃之间，具体可设为100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃，以115℃-135℃为最佳，具体可为115℃、120℃、
125℃、130℃。另外该温控装置13也可实现另一项功能，当加热容器6加热水产生水蒸汽，推动水流动或流动停止时，温控装置13断开电源，待水蒸汽散热、液化、产生回吸力，回水时或回水后，温控装置13再接通电源，使水如此周而复始循环传热，即，控电循环模式。该温控装置13可设于加热容器6上，也可设于蒸汽室7上。

[0047] 本发明中，回水：是指加热容器6、蒸汽室7、出水连接管9内的水蒸汽，散热，冷凝，液化，体积变小，产生回吸力(负压)，将储水箱1内的水通过回水单向阀2、回水连接管15、回水接头20、回水口4，吸入加热容器6、蒸汽室7、出水连接管9内的过程。

[0048] 本发明，工作状态下，回水时，加热容器6内的水可以是排空状态，也可以是不排空状态。

[0049] 本发明附图25中，散热管10在散热体8上的排布方式为一种并联方式，但并不限于此，可以是任何的并联或串联方式的排布。

[0050] 本发明中，散热管10可设在散热体8内或表面。具体散热管10为硅胶管。制造水热毯、垫、被褥、护肩、热疗服等，散热管10内径为3mm-8mm，最佳内径为3.5mm、3.8mm、4mm、4.5mm、5mm。

[0051] 本发明中，回水口4横截面形状不限，可以是圆形、方形、三角形、多边形；当回水口4横截面形状为圆形时，其直径小于等于6mm，最佳直径为4mm-6mm。

[0052] 本发明中，散热体8是指散热部分，具体可以是毯、垫、被褥、箱、袋、服装、鞋帽、披肩、护腰、护颈、护肘、护腕、护腿、护膝、护脚踝、散热器、床、炕、地板、地面、墙等。

[0053] 本发明中，回水单向阀2可设于储水箱1内部或储水箱1外部，也可设于储水箱1壳壁上。

[0054] 本发明中，储水箱1与加热容器6的位置关系不限，储水箱1可以设在加热容器6的上方，也可设在加热容器6侧面位置，都在本发明保护中。

[0055] 本发明中，加热容器6、蒸汽室7不受形状、大小限制，可以是箱状、管状、筒状、盘状等，都在本发明保护中。如图22所示，蒸汽室7为圆盘状。

[0056] 本发明中，“回水口4与加热容器6本体采用绝热连接方式”是指：工作状态下，加热容器6本体不能向回水口4传热，回水时，通过回水口4进入加热容器6内的水是没有被预热的凉水，这样，加热容器6内的水蒸汽遇凉水更易散热，产生回吸力，实现完全回水。具体可以是，回水接头20由热传导不良材料(可以是塑料，也可以是金属、塑料复合材料)制成(可以是塑料或橡胶制成或是金属接头内衬热传导不良材料制成)与加热容器6直接相连形成回水口4。在循环过程中，加热容器6内的水或水蒸汽可以向回水口4传热，但因时间短并且间接传热，并不影响上述效果。

[0057] 本发明中，回水口4，是指加热容器6上的回水处。

[0058] 本发明中，回水口4可由以下方式形成：

[0059] 1.由回水接头20与加热容器6相连形成回水口4；

[0060] 2.由金属、橡胶、塑料管或套，套在加热容器6上或插入加热容器6内形成回水口4；

[0061] 3.由回水单向阀2与加热容器6相连形成回水口4。

[0062] 图2、3、5-7、9-20、22、24所示，硅胶密封套或圈衬于加热容器6内，将回水单向阀2或回水接头20(直接头或弯头)插入硅胶套或圈内形成回水口4；也可以硅胶套衬于加热容器6内形成回水口4，回水接头20插入硅胶套内与其相连。

[0063] 本发明中，所述热能水循环装置应用于水热毯、垫、被褥、热疗服等的系统中，该系统，可以只包括1个单向阀(回水单向阀2)，依靠出水连接管9、散热管10、进水连接管11的阻力作用回水，就可以工作；也可以同时包括2个单向阀(回水单向阀2和出水单向阀12)，两个单向阀同时配合工作；储水箱1与热能水循环装置上的加热容器6之间可由回水连接管15和回水单向阀2相连通，也可不包括回水连接管15，直接由回水单向阀2将储水箱1与热能水循环装置上的加热容器6相连通；可在储水箱1与回水单向阀2之间设过滤装置；也可在储水箱1内设过滤装置与回水单向阀2相通。