專利名稱：電水壺加熱盤及其構(gòu)成的電水壺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種家用電器，具體而言涉及一種電水壺加熱盤及其構(gòu)成的電水壺。
背景技術(shù)：
目前使用的電熱水壺加熱方式大多采用底部發(fā)熱盤加熱方法。這種發(fā)熱盤是一個內(nèi)嵌電熱管的鋁合金圓盤，發(fā)熱盤中的電熱管都是單圈Q型。電能通過內(nèi)嵌的電發(fā)熱管轉(zhuǎn)換成熱能，鋁合金圓盤再把熱能傳遞給不銹鋼的壺體。這個傳遞過程當(dāng)中，能量傳遞相對較慢，且在多次傳遞過程中有相當(dāng)大一部分能量損耗。而且因局部高溫加熱，在底部與加熱盤相連處的壺體內(nèi)底部容易結(jié)水垢。
使用電水壺煮水過程中，會產(chǎn)生大小不一的噪聲。根據(jù)“GB 19606-2004家用和類似用途電器噪聲限值”的條款，并未對電水壺噪聲給出限值要求。因此目前階段電水壺不評估噪聲等級。但隨著對產(chǎn)品性能越來越高的要求，人們已經(jīng)意識到需要處理電水壺的噪聲問題。電水壺在把冷水煮沸的過程中，隨著壺內(nèi)水溫上升，壺內(nèi)噪聲水平越來越高；在達(dá)到沸點前，噪聲水平會有小幅的下降。噪聲來源于壺內(nèi)待煮的水的振動，振動起因來源于兩個方面1.煮水過程中由于熱傳導(dǎo)的作用，待煮水由于在不同部位之間存在明顯的溫差，水體發(fā)生紊流，水體因紊流作用導(dǎo)致振動，從而發(fā)聲，這是電水壺煮水產(chǎn)生噪聲的最主要原因；2.對水持續(xù)加熱，由于對流以及溶解在水中的氣泡不斷地將熱能帶至中上層，使整個容器的水溫趨于一致。在這個過程中，溶解在冷水中的空氣濃度在水的不同部位是不一樣的。根據(jù)熱力學(xué)定理PV/T =常數(shù)，在等壓條件下，隨著溫度T上升，P變小，氣泡的V也變大，由于存在熱對流，氣泡在上升過程中走的是曲線路徑。部分氣泡與水分子發(fā)生碰撞，發(fā)生破裂而振動發(fā)聲，從而會產(chǎn)生聲音。經(jīng)過在消音室對電水壺煮水過程進(jìn)行實際測試，發(fā)現(xiàn)在頻域上，噪聲能量主要集中在1000Hz附近。這表明，熱量在水分子中傳導(dǎo)時，水分子的振動效應(yīng)很強。從節(jié)能角度來看，煮水過程發(fā)生聲響的能量，來自于電能轉(zhuǎn)換的熱能的一部分，是電能的一種轉(zhuǎn)變形式。因此聲能越大，煮水過程的能源利用效率就越低。對電水壺的能效進(jìn)行測試后發(fā)現(xiàn)，噪聲能量所占比重較小。目前市場上幾乎所有的便攜式電水壺，都是使用發(fā)熱盤置于底部進(jìn)行加熱。出
于成本的考慮，絕大多數(shù)發(fā)熱盤都是單圈Q型。為降低加熱過程中局部加熱區(qū)域過
熱的程度，可以通過以下兩個途徑進(jìn)行處理。根據(jù)下面的電熱絲發(fā)熱功率計算公式
P = VI =巴
R(I)R = —
S (2)上式中P為功率，V為電壓，I為電流，R為電阻，P為電阻絲的電阻率，I為長度，s為截面積。一個途徑是降低發(fā)熱功率。根據(jù)《中華人民共和國城市區(qū)域噪聲標(biāo)準(zhǔn)》，較為適宜的噪聲等級為不超過45dB。對環(huán)境友好型的電水壺，在工作時產(chǎn)生的噪聲也應(yīng)該在這個范圍內(nèi)。測試不同功率電水壺的噪聲水平，發(fā)現(xiàn)其噪聲一般都在60 65dB范圍內(nèi)，有些電水壺的噪聲可以達(dá)到70dB以上。對于額定功率為I. 5kff的電水壺，發(fā)熱功率降低到額定功率的80%時，噪聲可以降低約5dB。如果使用現(xiàn)有類型的電水壺，只能使用約50%的功率，這樣對于煮水的效率就大打折扣。在不降低功率的前提下，當(dāng)不改變P時，可以降低單位長度電加熱絲的電壓降。為此，可以增長電熱絲的長度1，同時增加電熱絲的橫截面積S?；蛘?，在不改變s的情況下，降低P，而提高I。另一方面，現(xiàn)有使用單圈Q型加熱板的電水壺，由于局部溫度非常高(局部發(fā)熱量經(jīng)實際測試發(fā)現(xiàn)可以達(dá)到180 200攝氏度的高溫)。以1. 5kff電水壺使用33ohm電阻為例，其使用的電加熱絲構(gòu)成的加熱盤直徑約為0. lm，總長約在0. 3m。局部高溫致使由電能轉(zhuǎn)變成的熱能將會向底部下側(cè)散失，能效降低。同時，局部高溫致使底部不銹鋼壺體熱疲勞加劇，性能加劇退化。這會導(dǎo)致降低使用壽命，加劇壺體材料的溶解。同時，在水燒開以后，加熱體的殘余熱量因待煮物吸收不足而導(dǎo)致熱量冗余較大。因此，這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電水壺有多種使用弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的問題在于提供一種降低電水壺煮水過程噪聲的電水壺加熱
盤結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的所要解決的又一問題在于提供一種降低電水壺煮水過程噪聲的由上述電水壺加熱盤構(gòu)成的電水壺。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的第一方面的問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是電水壺加熱盤，其特征在于，所述加熱盤結(jié)構(gòu)為由一根加熱管盤繞而成的水平方向上的類圈形結(jié)構(gòu)，所述的類圈形結(jié)構(gòu)由左右對稱的A、B兩個半圓形結(jié)構(gòu)，A半圓形結(jié)構(gòu)包括以一圓心為基準(zhǔn)的0° _\。的第一層弧段，所述的第一層弧段徑向彎折一段長度后，然后以同樣的弧度盤繞成第二層弧段X ° -0°，所述第二層弧段沿徑向彎折一段長度后然后以同樣的弧度盤繞成第三層弧段0° -入°，如此彎折的弧段數(shù)NS 2，最內(nèi)層的弧段連接另一 B半圓形結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層弧段BN，且所述另一 B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段盤繞方式與A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段成對稱分布狀況，所述入°為150° -170°。本發(fā)明的加熱盤結(jié)構(gòu)可以改善底部加熱盤的熱均勻性設(shè)計，降低壺內(nèi)待煮水體因溫度不均勻結(jié)構(gòu)多、紊流程度大而發(fā)生水體振動的幅度和頻次，從而降低噪聲。通過改善電水壺底部加熱盤的結(jié)構(gòu)，降低局部地區(qū)過高的水溫，從而可以降低加熱體在斷電后的熱量冗余。使用本發(fā)明的電水壺，在其壺體底部加熱的面積內(nèi)，熱量分布的均勻性明顯增加。水溫在上升過程中，水分子和氣泡在橫向進(jìn)行熱傳導(dǎo)的效應(yīng)很低，主要在垂直方向進(jìn)行熱量傳遞，因此，加熱過程中的噪聲很低。經(jīng)過測試，具有這樣結(jié)構(gòu)電水壺的煮水噪聲，比原有傳統(tǒng)設(shè)計的電水壺的煮水噪聲，約低20dB左右，即節(jié)能，又環(huán)保。優(yōu)選地，所述的A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著接近圓心方向的徑向彎折一段長度，所述的B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著遠(yuǎn)離圓心方向的徑向彎折一段長度。優(yōu)選地，所述的A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著遠(yuǎn)離圓心方向的徑向彎折一段長度，所述的B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著接近圓心方向的徑向彎折一段長度，最后的A、B半圓形結(jié)構(gòu)的加熱管末端由低于所述電水壺加熱盤的下方引出。優(yōu)選地，所述A、B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段數(shù)6彡N彡2。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的第二方面的問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種安裝有上述電水壺加熱盤的電水壺。本發(fā)明的加熱盤及電水壺的優(yōu) 點是I.本發(fā)明電水壺由于使用本發(fā)明的加熱盤，比傳統(tǒng)電水壺煮水過程中的噪聲水平下降15dB 20dB,大大降低電水壺煮水過程噪聲水平。2.本發(fā)明電水壺由于使用本發(fā)明的加熱盤，提高電水壺的煮水效率，降低能源消耗，比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電水壺煮水速度快、提高電水壺煮水的效率，有效提高能源使用率。3.本發(fā)明可以提高加熱壺體的使用壽命，大大降低水垢的發(fā)生概率。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖I為本發(fā)明電水壺加熱盤一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的電水壺加熱盤結(jié)構(gòu)剖面圖；圖3為本發(fā)明的電水壺加熱盤加熱過程熱量傳遞示意圖；圖4為本發(fā)明的電水壺的外觀示意圖。其中10為電水壺加熱盤，20為電水壺底部傳熱板。A為(電水壺加熱盤)的一半圓形結(jié)構(gòu)，Al為A結(jié)構(gòu)的最外層弧段，A2為A結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第二層弧段，A3為A結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第三層弧段，A4為A結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第四層弧段，A5為A結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第五層弧段，A6為A結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第六層弧段；B為(電水壺加熱盤)的另一半圓形結(jié)構(gòu)，BI為B結(jié)構(gòu)的最外層弧段，B2為B結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第二層弧段，B3為B結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第三層弧段，B4為B結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第四層弧段，B5為B結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第五層弧段B6為B結(jié)構(gòu)的由外向內(nèi)第六層弧段。
具體實施例方式采用現(xiàn)有底座式分體電水壺結(jié)構(gòu)，見圖4所示。壺體底部的加熱板采用能夠提高加熱均勻性的電熱絲設(shè)計進(jìn)行布局，這種布局可以采用如圖I所示的類圈形結(jié)構(gòu)，裝有該加熱絲的壺底部剖面，見圖2所示。圖I的電水壺加熱盤10，為由一根加熱管盤繞而成的水平方向上的類圈形結(jié)構(gòu)，所述的類圈形結(jié)構(gòu)由左右對稱的A、B兩個半圓形結(jié)構(gòu)，A半圓形結(jié)構(gòu)包括以一圓心為基準(zhǔn)的0° -λ°的第一層弧段Al，第一層弧段Al徑向彎折一段長度，本實施例中，A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著接近圓心方向的徑向彎折一段長度，然后以同樣的弧度盤繞成入° -0°第二層弧段Α2，第二層弧段Α2沿著接近圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成0° -λ°第三層弧段A3，第三層弧段A3沿著接近圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成λ ° -0°第四層弧段Α4，第四層弧段Α4沿著接近圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成0° -λ°第五層弧段Α5，第五層弧段Α5沿著接近圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成λ° -0°第六層弧段Α6;最內(nèi)層的第六層弧段Α6連接另一 B半圓形結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層的第六層弧段Β6，且B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段盤繞方式與A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段成對稱分布狀況，相反地，B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著遠(yuǎn)離圓心方向的徑向彎折一段長度，第六層弧段B6沿著遠(yuǎn)離圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成λ ° -0°第五層弧段Β5，第五層弧段Β5沿著遠(yuǎn)離圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成0° -λ°第四層弧段Β4，第四層弧段Β4沿著遠(yuǎn)離圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成λ ° -0°第三層弧段Β3，第三層弧段Β3沿著遠(yuǎn)離圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成0° -λ°第二層弧段Β2，第二層弧段Β2沿著遠(yuǎn)離圓心的徑向彎折一段長度后以同樣的弧度盤繞成λ ° -0°第一層弧段BI ；所述λ ° 為 150。-170。。本發(fā)明的另一實施例中，電水壺加熱盤10的類圈形結(jié)構(gòu)由左右對稱的Α、Β兩個半圓形結(jié)構(gòu)，A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著遠(yuǎn)離圓心方向的徑向彎折一段長度，B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著接近圓心方向的徑向彎折一段長度，且最后的Α、B半圓形結(jié)構(gòu)的加熱管末端由低于所述電水壺加熱盤的下方引出，這樣防止加熱管之間接觸發(fā)生短路。當(dāng)然，上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.電水壺加熱盤，其特征在于，所述加熱盤結(jié)構(gòu)為由一根加熱管盤繞而成的水平方向上的類圈形結(jié)構(gòu)，所述的類圈形結(jié)構(gòu)由左右對稱的A、B兩個半圓形結(jié)構(gòu)，A半圓形結(jié)構(gòu)包括以一圓心為基準(zhǔn)的0° _\。的第一層弧段，所述的第一層弧段徑向彎折一段長度后，然后以同樣的弧度盤繞成第二層弧段X ° -0°，所述第二層弧段沿徑向彎折一段長度后然后以同樣的弧度盤繞成第三層弧段0° _\。，如此彎折的弧段數(shù)N32，最內(nèi)層的弧段連接另一 B半圓形結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層弧段BN，且所述另一 B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段盤繞方式與A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段成對稱分布狀況， 所述入°為150° -170°。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電水壺加熱盤，其特征在于，所述的A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著接近圓心方向的徑向彎折一段長度，所述的B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著遠(yuǎn)離圓心方向的徑向彎折一段長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電水壺加熱盤，其特征在于，所述的A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著遠(yuǎn)離圓心方向的徑向彎折一段長度，所述的B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段都是沿著接近圓心方向的徑向彎折一段長度，最后的A、B半圓形結(jié)構(gòu)的加熱管末端由低于所述電水壺加熱盤的下方引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電水壺加熱盤，其特征在于，所述A、B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段數(shù)6 ^ N ^ 20
5.一種安裝有上述權(quán)利要求1-5所述電水壺加熱盤的電水壺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電水壺加熱盤及其構(gòu)成的電水壺。電水壺加熱盤結(jié)構(gòu)為由一根加熱管盤繞而成的水平方向上的類圈形結(jié)構(gòu)，所述的類圈形結(jié)構(gòu)由左右對稱的A、B兩個半圓形結(jié)構(gòu)，A半圓形結(jié)構(gòu)包括以一圓心為基準(zhǔn)的0°-λ°的第一層弧段，所述的第一層弧段徑向彎折一段長度后，然后以同樣的弧度盤繞成第二層弧段λ°-0°，所述第二層弧段沿徑向彎折一段長度后然后以同樣的弧度盤繞成第三層弧段0°-λ°，如此彎折的弧段數(shù)N≥2，最內(nèi)層的弧段連接另一B半圓形結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層弧段BN，且所述另一B半圓形結(jié)構(gòu)的弧段盤繞方式與A半圓形結(jié)構(gòu)的弧段成對稱分布狀況，所述λ°為150°-170°。
文檔編號A47J27/21GK102613891SQ201210124428
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者周有良, 徐進(jìn), 扈羅全, 楊宗輝, 蔣應(yīng)龍 申請人:周有良, 扈羅全, 蔣應(yīng)龍