倒循环热箱 本发明涉及传热和换热领域，特别是涉及热量的自上而下迅速传递问题。
目前迅速传热的器件以热管为最佳，热管向上传热，即重力热管既经济又迅速，但是向下传热的热管，必须要有管芯，而管芯又得借助于毛细管作用，把凝结液体吸上来到热管的加热段，吸上来的作用缓慢，而且传递距离很有限，管芯太长时，在制造、安装运输上都有很多麻烦，而且造价也较高。
若用金属导热，缺点很多，主要是金属热容量小，传递缓慢。若用高温液体往下方传热，则需要用耐高温电泵维持循环，耗电又麻烦。
本发明的目的就是要解决上述问题，就是要解决能方便而迅速地向热源的下方，甚至较长距离供热的问题。这对于用太阳能冬季采暖是很重要的。
本发明的设计方案如下：
1、一种倒循环热箱，涉及换热传热领域，其特殊之处在于：它由液锅炉、流体工作物质、换隔管和保温箱构成：
a．所述液锅炉由浸于保温箱壳内的工作液体中的隔热腔和加热器构成，隔热腔由隔热腔壳、进液口和排出口构成，进液口位于隔热腔壳的下部，排出口位于隔热腔壳的上部，加热器被隔热腔壳包容并和隔热腔壳固定连接，并浸于隔热腔内的液体中；
b．所述换隔管是换热隔热管，其管壁是由易导热的高导热率材料和难导热的隔热材料组合而成，其一端和液锅炉中地排出口作密封连接，另一端由保温箱中穿出，经过箱外的换热空间后，又穿进保温箱壳内的空间中而安置其端口；
c．所述保温箱壳是隔热的全封闭箱壳，箱壳上有为换隔管提供出箱和进箱用的孔；这两个孔和对应的换隔管都是密封连接的，保温箱壳内有流体工作物质。
2、所述液锅炉的进液口和吸液管是密封而连接通的，吸液管的下端口距保温箱壳底面较近。
3、所述吸液管中设置的有只允许吸液管下部的流体往上流进液锅炉，并且能阻挡液锅炉中的液体流出吸液管的活门。
4、所述液锅炉的加热器壁外被吸液芯包裹，吸液芯通过吸液管而延长到吸液管的活门外。
5、一种倒循环热箱，涉及换热传热的领域，由液锅炉、吸液管、换隔管、通溢管和保温箱壳及流体构成，其特殊之处在于：
a．所述液锅炉由置于保温箱壳内的液体中的隔热腔壳和加热器构成，隔热腔壳设有进液口和排出口，加热器被隔热腔壳包容，并和隔热腔壳固定连接，隔热腔内有液体；
b．所述吸液管有一端距保温箱底较近，另一端和液锅炉的进液口牢固密封连接通；
c．换隔管是换热隔热管，其管壳在隔热段是由热阻大的隔热材料构成，在换热段是由热导率高的易导热材料作成，换隔管的一端和液锅炉的排出口连接通并密封，换隔管的另一端开口位于保温箱以内的液体或气相空间中，或者位于保温箱以外的空间中；
d．所述通溢管的上端口位于保温箱壳内的气相空间中，通溢管的下端口伸出保温箱壳以外和大气接通；
e．所述保温箱壳用隔热材料作成，液锅炉和通溢管都与保温箱壳固定连接，在保温箱壳上安装有供给液体流进箱内和流出箱外的管道或阀门，保温箱壳内有流体物质。
6、所述换隔管的全身各部位，都存在于保温箱壳内。
7、换隔管的一部分管身存在于所述保温箱壳以内，另有一部分管身穿出保温箱壳以外，其流体出口端也存在于保温箱壳以外。
8、所述换隔管有一部分管身存在于保温箱壳以外，而换隔管的流体进口和流体出口却都存在于保温箱壳以内。
9、所述吸液管中设置有只允许吸液管下部的液体往上流进液锅炉中，并且能阻挡液锅炉中的液体往下流出吸液管的活门。
10、所述液锅炉的两端，设有滑轮，在加热器的壁面装有除垢刷，除垢刷与线绳作可传往复力的牢固连接，线绳绕过液锅炉两端的滑轮，牵动除垢刷在加热器外表面可作往复摩擦运动，线绳两端都由吸液管中通过，在吸液管外，先后绕过被装在保温箱壳底上和保温箱壳顶上的滑轮，然后方向被改变，使线绳能经过通溢管，由通溢管下端口处的滑轮改变方向后，线绳的两端都被固结在受动力驱动的轮子上。
11、和所述换隔管的流体出口端位于所述保温箱壳以外的情况相对应的是，在所述保温箱壳上装有自动给保温箱内补充液体的阀门，二者相互密封连接。
12、所述液锅炉的隔热腔壳层内有储热工作物质；或者在加热器壁壳内有储热工作物质；或者在隔热腔壳内和加热器壁壳内都有储热工质。
下面结合附图，进一步详述本发明。
在图1中，1为液锅炉，2为换隔管的隔热段，3为工作液，4为换隔管的换热段，5为活门，6为吸液管，7为吸液口，8为加热器，9为隔热腔，10为隔热腔壳，11为换隔管出口，12为保温箱壳，13为排出口。加热器8使隔热腔9中的液体沸腾，蒸汽便由排出口13排出，进入换隔管的隔热段2，到了用热的冷凝段后，有一部分会凝为液体，随着蒸汽继续向前流动，直达换隔管末端，由出口11流回保温箱内。另方面，若加热器8的功率小，使液体累集至隔热段2，使蒸汽不能输出热量，则当蒸汽压力增至一定程度时，还是能把换热段4中的液体推出换隔管，流回保温箱，这是因为液体受吸液管活门5作用，不能被蒸汽推出吸液管6之故。当隔热腔内液面，因汽化而降到低于隔热腔外的液面时，形成压力差，此压差使隔热腔外液体推开活门5，由吸液管6进入，补充隔热腔9内液体。若此压差不足以抗衡隔热腔内蒸汽压，不能推开活门5而进入时，隔热腔内液面一直下降到使加热器露出液面，此时新蒸汽不能产生，换隔管中原有蒸汽因和冷凝液面接触而相变降压，当隔热腔内外的液压差大于蒸汽压力时，腔外液体推开活门进入吸液管6和隔热腔9，把加热器8淹没，继续产生蒸汽，通过换隔管传输热量。换隔管各段直径可按需要而变化。在换隔管中也可设置囊，有利于增大蒸汽和冷凝液的接触面积。
另一实施例如图2所示，是在隔热腔壳内和加热器壁壳内置入储热工质14和15，如果加热器有一部分露出液面，则发的热量可储存于储热工质中，一旦当液体涌入液锅炉而淹没加热器时，加热器和储热工质使液体很快沸腾以送热。例如图2中，1是隔热腔壳，2是换隔管的隔热段，4是换热段，8是加热器，14是加热器壳的储热工质，15是隔热腔壳的储热工质，11是换隔管出口。
还有一种实施例是用毛细管束包裹加热器，同时沿吸液管壁并经过活门周围延伸到吸液管外。当隔热腔内的液面下降后，毛细管束使加热器恒保持湿润而产生蒸汽。当隔热腔内的蒸汽压因某种原因而小到一定程度时，隔热腔外的液体，也会大量涌入腔内。此情况下，有无储热工质皆可。
这几种倒循环热箱，在箱外部貌似两根管子输出热量，可命名为双管热箱，这是第一大类倒循环热箱，因都是封闭式的，可名为闭式双管热箱。
第二大类倒循环热箱，如图3是开放式的，即保温箱是通大气的，并带有进、出液口及管道或阀门。若工作液是水，为保持高的热交换率，还应有除垢装置。
在图3中，1是液锅炉，2是换隔管，3是工作液，4是液体进出口阀门，5是通溢管，6是滑轮，7是活门，8是吸液管，9是线绳，10是加热器，11是加热器除垢刷，12是隔热腔，13是保温箱壳，1 4是隔热腔壳。当加热器10使隔热腔12内液体沸腾后，蒸汽从隔热腔12上口进入换隔管2，换隔管2的上部是隔热段，下部是换热段，可用蒸汽换热，也可用管壁换热，前者简易，使蒸汽由换隔管下部排入保温箱液体3中即可。为使保温箱壳13处于常压状态，设置有通溢管5，以使箱内上部气体与大气沟通。此外，通溢管5也是箱内充水时的溢水口，并且还是线绳9的出箱或入箱通道。液锅炉1中液体的补充，主要靠隔热腔内外的液压差，使液体推开活门7由吸液管8进入隔热腔12。活门7的开闭方向是阻挡隔热腔12中液体流出吸液管8，而只许外部液体通过活门7进入隔热腔12。
为使加热器10外表不结水垢，在隔热腔壳14的两端设置有滑轮，线绳9由吸液管8进或出，在隔热腔12两端的滑轮上绕过，以牵引除垢刷11沿加热器外表往复运动。在吸液管以外，线绳9先后绕过装在保温箱底上和顶上的滑轮，改变方向，进入通溢管5，在通溢管5下口外的滑轮上绕过后，其两端都固结在受有动力驱动的轮子上。
改变对图3所示换隔管的形式，会出现下述各种形式的倒循环热箱，其实是图3的几种变形。
图4所示为汽暖式倒循环热箱，简称汽暖热箱。与图3所示的自暖热箱的区别是：第一，图3中的换隔管不穿过热箱的保温壳，不向箱外送热，图4所示的汽暖热箱的换隔管16则要穿过保温箱壳13，直达用热器，例如可使其换隔管和另一水箱的水连通，使水加热；第二，图3的自暖热箱无定水位阀门，图4的汽暖热箱则需有定水位阀门，例如浮子阀15，给倒循环热箱内自动补水。
图5所示为开式双管热箱，和图3所示自暖热箱的区别是：换隔管17从保温箱壳上穿出又穿进，在箱外貌似两根管子供热，故可命名为开式双管热箱。它与闭式双管热箱相比，前者优点是保温箱壳是受常压的，缺点是能量有损耗，因其通大气之故。
上述各种倒循环热箱，为延长加热器寿命，并使涌入液锅炉中的液体很快沸腾，也可以在加热器壁壳内置储热工质；或在隔热腔壳内置储热工质；或在加热器壁壳和隔热腔壳内都置储热工质。
本发明的优点是：(1)双管热箱和非重力热箱相比，本发明能较长距离的给下位的用热器供热，且不要后者的吸液芯，工艺上也比后者简单，这对于用太阳能冬季供暖很重要；(2)和冬天供暖的现有锅炉技术相比，汽暖热箱起动快，且补水易实现，并能保安全；(3)在自暖热箱中，能使冷液自动上行，热流体自动下行，这对于热源只便于在上部安装的加热液体的装置是很重要的，克服了传统的热源只能在水箱下部加热的局限性。这样水箱可不要支架；(4)用双管热箱，例如在太阳能热利用中，可作成地池式保温水箱，既廉价，又便于大规模储热水；(5)可使供热系统省去水泵和电机，降低成本又省电。