專利名稱：用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電熱水器技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器。
背景技術(shù)：
對于儲水熱水器，其工作原理是通過電流直接加熱電熱棒，而將電能轉(zhuǎn)化為熱能， 進(jìn)而傳遞給儲水箱中的水以供用戶使用，也正是由于其電熱棒與液體的直接接觸加熱的特殊性，從而有可能使加熱后的液體帶電，以至于造成人身傷害的事故頻有發(fā)生。此外，對于一些少量用水的情況，如洗手、洗臉，仍需要將整個(gè)水箱水加熱，且即使每次“正?！笔褂弥?，水箱內(nèi)都將有熱水“剩余”，其本質(zhì)上造成了電能的浪費(fèi)。因此，即熱式熱水器即快速式熱水器便應(yīng)運(yùn)而生，顧名思義，此種熱水器能快速將水加熱到一定溫度。相較于儲水熱水器，此種熱水器因不會有大量水流滯留而不易結(jié)垢。常規(guī)的即熱式熱水器通常是通過將加熱管道來回繞折來形成，其不但加工難度大，而且因?yàn)榻饘偌訜峁苁軣崤蛎洠鋮s后收縮， 如此反復(fù)以至于從管板焊接點(diǎn)脫落，甚至損壞加熱管出現(xiàn)漏水就目前市面上的即熱式熱水器的加熱器部分，大多是采用電加熱絲管等金屬材料作為發(fā)熱原件用于加熱管內(nèi)流動(dòng)的水流，從而達(dá)到對冷水加熱。眾所周知，一般的金屬都具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，盡管大多數(shù)的熱水器生產(chǎn)商，對于防止加熱器的漏電方面做了很大努力。 想要完全避免加熱器漏電，僅靠添加絕緣帶是不能完全保證的。也有很多產(chǎn)品使用非金屬管其獲得良好的絕緣性能，但是由于一般非金屬材料導(dǎo)熱性很差及不耐高溫等問題而影響加熱器的壽命。對一些購買利用非金屬材料制成的加熱器，取的熱水所需的時(shí)間比一般采用金屬加熱器熱水器需要的時(shí)間更長一些。因而如何采取合理的加熱器構(gòu)造和更合適的加熱元件保證器件的絕緣性和抗腐蝕性以及提高熱效率等問題已成為即熱式熱水器的技術(shù)瓶頸問題。金屬陶瓷加熱片即是常說的MCH，為Metal Ceramics Heater的縮寫，其是將金屬鎢或鉬錳漿料刷印在陶瓷流延坯體上，經(jīng)過熱壓疊成，然后在1600°C氫氣氛保護(hù)下，陶瓷和金屬共同燒結(jié)而成的陶瓷發(fā)熱體，金屬箔被夾在兩片陶瓷質(zhì)之間而自帶絕緣特性。與一般的加熱器相比，MCH具有普適性和較高的安全系數(shù)。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?200610115866. 2，發(fā)明名稱為即熱式MCH氧化鋁陶瓷電熱水器，該發(fā)明在有進(jìn)出水接管的小水筒體底板上密封安裝 MCH氧化鋁陶瓷加熱器，安裝孔能夠采用高溫耐熱硅膠密封或用直插式固定在金屬密封罩殼內(nèi)，將加熱元件直接插入水中。但該專利雖然具有加熱元件升溫快的特點(diǎn)，但由于加熱原件直接插入水中，會導(dǎo)致加熱不均勻，長期使用會使密封膠老化漏水，有安全隱患。中國專利申請?zhí)?00810068378.X，發(fā)明名稱為液體加熱器及其制作工藝，該發(fā)明在相鄰的兩條水管之間夾置導(dǎo)電的加熱元件與絕緣紙，本體緊固裝配后再與連接板相焊接，使得水管與加熱元件緊密貼合。這種形式也是目前各種即熱式熱水器的基本結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)存在接觸熱阻大，產(chǎn)品性能直接取決于工人技術(shù)熟練程度，管件焊接復(fù)雜，絕緣層易產(chǎn)生破裂或燒熔導(dǎo)致水管漏電，有安全隱患。中國專利申請?zhí)?200710171763. 2，發(fā)明名稱為一種快速水加熱器，該發(fā)明采用扁平形狀容器結(jié)構(gòu)的水流導(dǎo)流裝置，內(nèi)部設(shè)置阻檔板，形成密封的來回彎曲的通道，兩個(gè)相鄰導(dǎo)熱導(dǎo)流裝置之間設(shè)電加熱片裝置。該發(fā)明的基本加熱結(jié)構(gòu)也是加熱管夾電加熱片，電加熱片用絕緣紙包裹絕緣。該裝置來回彎曲的通道加工困難，并且彎曲通道很難密封
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，該發(fā)明具有加熱均勻、組裝方便、電絕緣性好、熱利用效率高的特點(diǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括預(yù)熱器、彎管結(jié)構(gòu)、主加熱器、若干個(gè)加熱片和可調(diào)加熱裝置，其中彎管結(jié)構(gòu)設(shè)置于主加熱器內(nèi)部且彎管結(jié)構(gòu)與預(yù)熱器的出水口連接，主加熱器設(shè)置于預(yù)熱器內(nèi)部，若干個(gè)加熱片分別插入主加熱器的內(nèi)部，若干個(gè)加熱片并聯(lián)后與可調(diào)加熱裝置連接，可調(diào)加熱裝置與彎管結(jié)構(gòu)連接。所述的預(yù)熱器包括設(shè)置于四周的密封結(jié)構(gòu)和設(shè)置于中間的中空結(jié)構(gòu)，其中中空結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)有主加熱器，密封結(jié)構(gòu)的出水口與彎管結(jié)構(gòu)連接。所述的密封結(jié)構(gòu)為回字形結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)上分別設(shè)有進(jìn)水管和出水口，該密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)折流板。所述的若干個(gè)折流板以平行錯(cuò)列且間距相同的排布方式分布于密封結(jié)構(gòu)的空腔中，形成蛇形通道。蛇形通道延長水在預(yù)熱器中被加熱的時(shí)間。所述的折流板的長度小于密封結(jié)構(gòu)的高度，該折流板的寬度與密封結(jié)構(gòu)的空腔的寬度為過盈配合。折流板能夠卡在密封結(jié)構(gòu)的空腔中。所述的主加熱器由兩塊加熱器蓋板和加熱器中間板組成，其中，兩塊加熱器蓋板分別設(shè)置于加熱器中間板的兩側(cè)且與加熱器中間板串聯(lián)連接，加熱器中間板兩側(cè)分別設(shè)有
彎管結(jié)構(gòu)的第一單層彎管和第二單層彎管。所述的加熱器蓋板的一個(gè)側(cè)面設(shè)有若干個(gè)蓋板槽道且相鄰蓋板槽道的中心處設(shè)有蓋板孔道，蓋板孔道內(nèi)設(shè)有若干個(gè)加熱片。所述的蓋板槽道的截面為圓弧形且相鄰蓋板槽道的間距相同。所述的蓋板孔道的截面與加熱片的截面相適配。所述的加熱器中間板的兩個(gè)側(cè)面設(shè)有若干個(gè)中間板槽道且相鄰中間板槽道的中心設(shè)有中間板孔道，中間板孔道內(nèi)設(shè)有若干個(gè)加熱片。所述的中間板槽道的位置與蓋板槽道的位置一一對應(yīng)且中間板槽道的截面形狀與蓋板槽道的截面形狀相同。所述的中間板孔道的截面與加熱片的截面相適配。所述的彎管結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有螺旋擾流子且螺旋擾流子與彎管結(jié)構(gòu)固定連接，該彎管結(jié)構(gòu)由兩個(gè)單層彎管和與之相連的連接彎管，其中第一單層彎管和第二單層彎管分別與可調(diào)加熱裝置和預(yù)熱器的出水口連接。所述的單層彎管包括若干個(gè)直管和若干個(gè)彎曲段，其中每個(gè)直管兩端分別與兩個(gè)彎曲段連接。所述的直管平行分布且相鄰直管的間距與相鄰蓋板槽道的間距相同。
所述的彎曲段的曲率相同。所述的彎管結(jié)構(gòu)的外徑小于蓋板槽道截面圓弧形的直徑。 所述的螺旋擾流子為片狀螺旋帶，該螺旋帶的截面寬度小于彎管結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑，該螺旋擾流子能夠隨彎管結(jié)構(gòu)所成形狀彎折，使彎管結(jié)構(gòu)內(nèi)流動(dòng)的液體產(chǎn)生明顯的螺旋運(yùn)動(dòng)，從而增強(qiáng)換熱效果。所述的可調(diào)加熱裝置采用熱敏感應(yīng)片且與第一單層彎管的出口端的外壁連接。由于輸入電線首先串聯(lián)在該熱敏感應(yīng)片上，該熱敏感應(yīng)片根據(jù)彎管結(jié)構(gòu)出口水溫來自動(dòng)調(diào)節(jié)自身的電阻，當(dāng)出水溫度過高的時(shí)候，它的電阻值會跳躍升高，達(dá)到限制電流的作用，控制進(jìn)入整個(gè)加熱器的總電流，從而能夠自動(dòng)控制出水溫度。本發(fā)明通電后，處于主加熱器內(nèi)的若干個(gè)加熱片的熱量通過兩塊加熱器蓋板和加熱器中間板均勻的傳給預(yù)熱器和彎管結(jié)構(gòu)。冷水通過預(yù)熱器進(jìn)水管首先進(jìn)入預(yù)熱器，預(yù)熱器內(nèi)部的折流板延長了水流在預(yù)熱器中的停留時(shí)間，這樣水在預(yù)熱器中得到充分預(yù)熱，預(yù)熱器也是加熱器保溫層。預(yù)熱后的水從預(yù)熱器出水口流入彎管，被緊緊夾在彎管結(jié)構(gòu)兩面的主加熱器加熱，由于兩個(gè)單層彎管延長了主加熱器對水的加熱時(shí)間，使從彎管出口出來的水溫更高。同時(shí)彎管出口有熱敏感應(yīng)片會根據(jù)出水溫度來控制整個(gè)加熱器的總電流，從而自動(dòng)控制出水溫度。本發(fā)明熱阻小，傳熱均勻，加熱片緊固在主加熱器中，主加熱器又緊緊夾持其中間的彎管結(jié)構(gòu)，沒有絕緣層，所以熱阻小，換熱效率高，傳熱均勻。本發(fā)明組裝方便，加熱器蓋板和加熱器中間板均可以由擠壓成型大規(guī)模加工，并且主加熱器只需用螺栓緊固。本發(fā)明電絕緣性好，加熱片被包裹在主加熱器內(nèi)，水在預(yù)熱器和彎管結(jié)構(gòu)中流動(dòng)、即使管道漏水也不會和加熱片接觸。本發(fā)明熱利用效率高，由于主加熱器被預(yù)熱器整體包圍，所有從主加熱器中散出的熱量除了被彎管結(jié)構(gòu)中的水吸收外，就是傳到了預(yù)熱器中的水中，故熱量散失很少，散失的熱量都用來預(yù)熱新進(jìn)入的冷水，預(yù)熱器中的水起到了保溫層的作用。


圖1為本發(fā)明的三維視圖。圖2為預(yù)熱器的三維視圖。圖3為預(yù)熱器中的折流板的A-A截面剖視圖。圖4為安裝好的主加熱器和彎管結(jié)構(gòu)的三維視圖。圖5為去掉一個(gè)加熱器蓋板的主加熱器和彎管結(jié)構(gòu)的三維視圖。圖6為主加熱器的三維分解視圖。圖7為彎管結(jié)構(gòu)的三維視圖。 圖8為螺旋擾流子示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例包括預(yù)熱器1、彎管結(jié)構(gòu)2、主加熱器3、若干個(gè)加熱片4和可調(diào)加熱裝置5，其中彎管結(jié)構(gòu)2設(shè)置于主加熱器3內(nèi)部且彎管結(jié)構(gòu)2與預(yù)熱器1的出水口 8連接，主加熱器3設(shè)置于預(yù)熱器1內(nèi)部，若干個(gè)加熱片4分別插入主加熱器3的內(nèi)部， 若干個(gè)加熱片4并聯(lián)后與可調(diào)加熱裝置5連接，可調(diào)加熱裝置5與彎管結(jié)構(gòu)2連接。如圖2和圖3所示，所述的預(yù)熱器1包括設(shè)置于四周的密封結(jié)構(gòu)6和設(shè)置于中間的中空結(jié)構(gòu)7，其中中空結(jié)構(gòu)7的內(nèi)部設(shè)有主加熱器3，密封結(jié)構(gòu)6的出水口與彎管結(jié)構(gòu)2 連接。 所述的密封結(jié)構(gòu)6為回字形結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)6上分別設(shè)有出水口 8和進(jìn)水管9， 該密封結(jié)構(gòu)6內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)折流板10。所述的若干個(gè)折流板10以平行錯(cuò)列且間距相同的排布方式分布于密封結(jié)構(gòu)6的空腔中，形成蛇形通道。蛇形通道延長水在預(yù)熱器中被加熱的時(shí)間。所述的折流板10的長度小于密封結(jié)構(gòu)6的高度，該折流板10的寬度與密封結(jié)構(gòu) 6的空腔的寬度為過盈配合。折流板10能夠卡在密封結(jié)構(gòu)6的空腔中。如圖4和圖5所示，所述的主加熱器3由兩塊加熱器蓋板11、12和加熱器中間板 13組成，其中，兩塊加熱器蓋板11、12分別設(shè)置于加熱器中間板13的兩側(cè)且與加熱器中間板13串聯(lián)連接，加熱器中間板13兩側(cè)分別設(shè)有彎管結(jié)構(gòu)2的第一單層彎管19和第二單層彎管20。如圖6所示，所述的加熱器蓋板11、12的一個(gè)側(cè)面設(shè)有若干個(gè)蓋板槽道14且相鄰蓋板槽道14的中心處設(shè)有蓋板孔道15，蓋板孔道15內(nèi)設(shè)有若干個(gè)加熱片4。所述的蓋板槽道14的截面為圓弧形且相鄰蓋板槽道14的間距相同。所述的蓋板孔道15的截面與加熱片4的截面相適配。所述的加熱器中間板13的兩個(gè)側(cè)面設(shè)有若干個(gè)中間板槽道16且相鄰中間板槽道 16的中心設(shè)有中間板孔道17，中間板孔道17內(nèi)設(shè)有若干個(gè)加熱片4。所述的中間板槽道16的位置與蓋板槽道14的位置一一對應(yīng)且中間板槽道16的截面形狀與蓋板槽道14的截面形狀相同。所述的中間板孔道17的截面與加熱片4的截面相適配。如圖7所示，所述的彎管結(jié)構(gòu)2內(nèi)部設(shè)有螺旋擾流子18且螺旋擾流子18與彎管結(jié)構(gòu)2固定連接，該彎管結(jié)構(gòu)2由兩個(gè)單層彎管19、20和與之相連的連接彎管21，其中第一單層彎管19和第二單層彎管20與可調(diào)加熱裝置5和預(yù)熱器1的出水口 8連接。所述的單層彎管19、20包括若干個(gè)直管22和若干個(gè)彎曲段23，其中每個(gè)直管 22兩端分別與兩個(gè)彎曲段23連接。所述的直管22平行分布且相鄰直管22的間距與相鄰蓋板槽道14的間距相同。所述的彎曲段23的曲率相同。所述的彎管結(jié)構(gòu)2的外徑小于蓋板槽道14截面圓弧形的直徑。如圖8所示，所述的螺旋擾流子18為片狀螺旋帶，該螺旋帶的截面寬度小于彎管結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑，該螺旋擾流子18能夠隨彎管結(jié)構(gòu)所成形狀彎折，使彎管結(jié)構(gòu)2內(nèi)流動(dòng)的液體產(chǎn)生明顯的螺旋運(yùn)動(dòng)，從而增強(qiáng)換熱效果。如圖1所示，所述的可調(diào)加熱裝置5采用熱敏感應(yīng)片且與第一單層彎管的出口端的外壁連接，該熱敏感應(yīng)片為具有正溫度系數(shù)特性的半導(dǎo)體陶瓷，半導(dǎo)體陶瓷用絕緣層包裹后封裝在中間為空心圓孔的鋁質(zhì)長方體中。由于輸入電線首先串聯(lián)在該熱敏感應(yīng)片上，該熱敏感應(yīng)片根據(jù)彎管出口水溫來自動(dòng)調(diào)節(jié)自身的電阻，在出水溫度過高的時(shí)候，它的電阻值會跳躍升高，達(dá)到限制電流的作用，控制進(jìn)入整個(gè)裝置的總電流，從而能夠自動(dòng)控制出水溫度。 本裝置由于采用了加 裝預(yù)熱器1和一體化熱壓式主加熱器3并集成高效加熱的加熱片4，加熱效率能夠比普通的即熱式加熱器高出25%以上。
權(quán)利要求
1.一種用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征在于，包括預(yù)熱器、彎管結(jié)構(gòu)、主加熱器、若干個(gè)加熱片和可調(diào)加熱裝置，其中彎管結(jié)構(gòu)設(shè)置于主加熱器內(nèi)部且彎管結(jié)構(gòu)與預(yù)熱器的出水口連接，主加熱器設(shè)置于預(yù)熱器內(nèi)部，若干個(gè)加熱片分別插入主加熱器的內(nèi)部，若干個(gè)加熱片并聯(lián)后與可調(diào)加熱裝置連接，可調(diào)加熱裝置與彎管結(jié)構(gòu)連接；所述的主加熱器由兩塊加熱器蓋板和加熱器中間板組成，其中，兩塊加熱器蓋板分別設(shè)置于加熱器中間板的兩側(cè)且與加熱器中間板串聯(lián)連接，加熱器中間板兩側(cè)分別設(shè)有彎管結(jié)構(gòu)的第一單層彎管和第二單層彎管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的預(yù)熱器包括設(shè)置于四周的密封結(jié)構(gòu)和設(shè)置于中間的中空結(jié)構(gòu)，其中中空結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)有主加熱器，密封結(jié)構(gòu)的出水口與彎管結(jié)構(gòu)連接；所述的密封結(jié)構(gòu)為回字形結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)上分別設(shè)有進(jìn)水管和出水口，該密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有若干個(gè)折流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的若干個(gè)折流板以平行錯(cuò)列且間距相同的排布方式分布于密封結(jié)構(gòu)的空腔中，形成蛇形通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的折流板的長度小于密封結(jié)構(gòu)的高度，該折流板的寬度與密封結(jié)構(gòu)的空腔的寬度為過盈配I=I ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的加熱器中間板的兩個(gè)側(cè)面設(shè)有若干個(gè)中間板槽道且相鄰中間板槽道的中心設(shè)有中間板孔道，中間板孔道內(nèi)設(shè)有若干個(gè)加熱片；所述的中間板槽道的位置與蓋板槽道的位置一一對應(yīng)且中間板槽道的截面形狀與蓋板槽道的截面形狀相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的中間板孔道的截面與加熱片的截面相適配。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的彎管結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)有螺旋擾流子且螺旋擾流子與彎管結(jié)構(gòu)固定連接，該彎管結(jié)構(gòu)由兩個(gè)單層彎管和與之相連的連接彎管，其中第一單層彎管和第二單層彎管分別與可調(diào)加熱裝置和預(yù)熱器的出水口連接；所述的單層彎管包括若干個(gè)直管和若干個(gè)彎曲段，其中每個(gè)直管兩端分別與兩個(gè)彎曲段連接；所述的直管平行分布且相鄰直管的間距與相鄰蓋板槽道的間距相同；所述的彎曲段的曲率相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的彎管結(jié)構(gòu)的外徑小于蓋板槽道截面圓弧形的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的螺旋擾流子為片狀螺旋帶，該螺旋帶的截面寬度小于彎管結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，其特征是，所述的加熱器蓋板的一個(gè)側(cè)面設(shè)有若干個(gè)蓋板槽道且相鄰蓋板槽道的中心處設(shè)有蓋板孔道，蓋板孔道內(nèi)設(shè)有若干個(gè)加熱片；所述的蓋板槽道的截面為圓弧形且相鄰蓋板槽道的間距相同； 所述的蓋板孔道的截面與加熱片的截面相適配。
全文摘要
一種電熱水器技術(shù)領(lǐng)域的用于即熱熱水器的一體化熱壓式加熱器，包括預(yù)熱器、彎管結(jié)構(gòu)、主加熱器、若干個(gè)加熱片和可調(diào)加熱裝置，其中彎管結(jié)構(gòu)設(shè)置于主加熱器內(nèi)部且彎管結(jié)構(gòu)與預(yù)熱器的出水口連接，主加熱器設(shè)置于預(yù)熱器內(nèi)部，若干個(gè)加熱片分別插入主加熱器的內(nèi)部，若干個(gè)加熱片并聯(lián)后與可調(diào)加熱裝置連接，可調(diào)加熱裝置與彎管結(jié)構(gòu)連接。本發(fā)明具有加熱均勻、組裝方便、電絕緣性好、熱利用效率高的特點(diǎn)。
文檔編號F24H9/18GK102261743SQ20111013819
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者劉振華, 李元陽, 陳彥君, 陳秀娟 申請人:上海交通大學(xué)