專利名稱：電熱水棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電加熱器領(lǐng)域，特別涉及水電分離的、過水即熱或過水即沸的、圓棒狀的、輕小型的迷宮式環(huán)保電熱水機(jī)芯和電熱水器。
近年來，過水即熱的直熱式電熱水器體積越來越小巧，安全性與熱效率不斷提高，取代儲熱式電熱水器和燃?xì)鉄崴鞯氖袌鲈絹碓酱?，典型進(jìn)步專利有二類，一類是管道迷宮即熱式熱水器，例專利號為94236265、98219033、98117792.1等所描述的專利產(chǎn)品，另一類是平面迷宮即熱式熱水器，例專利號為8721037.4、90211516.2、97236807.8等分別所描述的專利產(chǎn)品，所有的直熱式電熱水器均存在共同的不足，其一是體積雖越來越小，還是屬于笨重，不方便放在包里攜帶使用，不方便握在手里直接輕便使用，其二是均使用了對人體有害的纖維性絕熱物質(zhì)，如石棉、巖棉等，擴(kuò)散后造成環(huán)境污染和人體刺癢或傷肺，其三是較大的熱水器機(jī)身和絕熱物的熱容量大和仍有余熱泄漏，造成水加熱的升溫速度慢，熱效率不夠高，其四是售后維修麻煩，特別是電熱部件一旦損壞，不易及時修復(fù)，影響用戶及時使用，其五是水垢的清除麻煩，易堵塞迷宮水道降低熱效率、減小水流量甚至造成不安全隱患。
本實用新型的目的是公開一種不含纖維絕熱物質(zhì)而利用雙層迷宮的外層吸收余熱解決絕熱問題的速熱和熱效率更高的可方便清除水垢的迷宮式安全環(huán)保的電熱水機(jī)芯和電熱水器，其形如一根方便手握的圓棒，因此又稱為電熱水棒。
電熱水棒的技術(shù)方案為其由“田”字型鋁合金內(nèi)旦1壓插入帶有進(jìn)水管14的鋁合金圓管殼2的鋁合金外迷宮共體，鋁合金上封蓋3，帶出水口管14的鋁合金下封蓋4，不銹鋼壓片5與等形于5的耐溫硅橡膠壓片6疊合組成的絕水封片，相應(yīng)配置在“田”字型鋁合金內(nèi)旦中的四支電熱管7，接線盒19，導(dǎo)線35，溫控37所組成，其特征是主結(jié)構(gòu)為內(nèi)外雙層加熱水的迷宮，一組成“田”字型共體的水加熱迷宮內(nèi)旦體外緊包著一鋁合金圓管外殼2，其間有一個平行組成的四道外迷宮包圍住“田”字型內(nèi)迷宮體，冷水在進(jìn)入“田”字型水加熱內(nèi)迷宮體前先依次流經(jīng)四道圍成一個圓圈的平行的外迷宮，“田”字型內(nèi)迷宮體中四個迷宮中的最后一道流出最高溫度熱水的迷宮區(qū)與四道外迷宮中的最后一道吸收余熱的外迷宮道之間隔開一個“田”字型內(nèi)旦四個迷宮中首先被加熱的最低溫度熱水的迷宮區(qū)；電熱水棒可以使用任何圓管狀的電熱管部件，包括電熱絲電熱管、PTC電熱管、碳化硅電熱管或電熱膜電熱管，最佳選用的電熱部件是中心帶金屬導(dǎo)熱棒的使用瓷管電熱膜元件的電熱膜管部件，其特征是由不銹金屬圓管、絕緣層、內(nèi)壁絕緣的電熱膜瓷管元件，金屬導(dǎo)熱棒，帶一對電極片的圓瓷封頭所組成，其中金屬導(dǎo)熱棒由一段細(xì)金屬棒與一段粗金屬棒組成共體，細(xì)金屬導(dǎo)熱棒直徑與瓷管電熱膜元件的中空內(nèi)圓柱絕緣面直徑相吻合或近距離接合，粗金屬導(dǎo)熱棒與電熱管的不銹金屬圓外殼內(nèi)壁緊致密結(jié)合成共體使不銹金屬圓管殼體的一頭封閉絕水，不銹金屬圓管比導(dǎo)熱粗金屬棒長出1mm以上形成一個凹圓型深的空隙，該空隙內(nèi)涂塞絕水耐溫膠，以進(jìn)一步防止金屬管與金屬導(dǎo)熱棒的緊致密結(jié)合部位絕對封閉絕水；本實用新型帶有進(jìn)水管14的圓管殼2也可以用耐高溫的塑料注塑成形，與“田”字型鋁合金內(nèi)旦1組成復(fù)合外迷宮共體。


圖1為電熱水棒的總裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電熱水棒從進(jìn)水管處的切面結(jié)構(gòu)和流水的走向示意圖；圖3為帶金屬導(dǎo)熱棒的電熱膜管部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為電熱膜瓷管元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為金屬圓壓片與等形狀的耐溫硅橡膠圓壓片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為電熱水棒帶出水咀的下封蓋示意圖；圖7為電熱水棒帶出水咀的下封蓋的切面示意圖；圖8為電熱水棒的上封蓋示意圖；圖9為電熱水棒的上封蓋的切面示意圖；
圖10為電熱水棒的電路安裝示意圖；
圖11為加上活動塑料柄的電熱水棒使用示意圖；下面結(jié)合示圖進(jìn)一步說明本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理，
圖1與圖2給出了電熱水棒的總體結(jié)構(gòu)，“田”字型合金鋁內(nèi)旦1擠插入圓管合金鋁殼或耐高溫塑料殼2的直角定位槽11內(nèi)組成電熱水棒外迷宮共體，其中直角定位槽11共四條等距離分布在圓管合金鋁殼或塑料殼2的內(nèi)壁上，1與2均采用熱擠鋁工藝?yán)僧愋捅”诤辖痄X輕型材并經(jīng)過表面不銹處理，其中2采用塑料時注塑成形，上下封蓋3與4采用鋁熱鑄成型后進(jìn)一步車加工制成并經(jīng)過表面不銹處理，上下封蓋3與4也可采用耐高溫塑料注塑成形后車加工制成，分別與鋁棒圓管殼2的二個端頭用螺紋12結(jié)構(gòu)旋接合，并在下封蓋接合面上置一個耐高溫的硅橡膠壓片6，在上封蓋接合面上置一個由耐高溫硅橡膠壓片6與等狀于6的不銹鋼壓片5的復(fù)合墊片起壓實絕水作用，四支圓電熱管7分別平行等距離插置在“田”字型內(nèi)旦1的四個空格內(nèi)，被走水筋10分割成四×四共十六條或二×四共八條內(nèi)迷宮平行通道，設(shè)定八條迷宮通道結(jié)構(gòu)時的水流量大于十六條迷宮通道結(jié)構(gòu)的水流量為一倍，但熱效率不如十六條迷宮通道結(jié)構(gòu)的大，本實施例結(jié)合十六條迷宮通道結(jié)構(gòu)敘述，其又能用作淋浴器，又能用作沸水器，其水流量根據(jù)導(dǎo)水缺口的大小限在30升/h至180升/h范圍或更大范圍，電熱管一頭的電極導(dǎo)線35分別穿過壓在電熱管端頭的接線盒19接入接線盒中的接線柱中使并聯(lián)成二股，加護(hù)套管的外導(dǎo)線18從上封蓋3的中心的凸管20的中通孔中伸進(jìn)接線盒19中通過接入對應(yīng)接線柱使四支電熱部件并聯(lián)工作，外導(dǎo)線18中的接地保護(hù)線與電熱管殼搭接，中心凸管20的中通孔安裝導(dǎo)線18后擠入柔性耐溫絕水密封硅橡膠封合，其封合密度符合電氣潮態(tài)安全規(guī)定，在管圓殼2的下端側(cè)面有一個進(jìn)水管14，在下封蓋4上偏中心位置有一個出水管14，進(jìn)出水管14采用螺紋法或焊接法或熱鑄法或注塑法與管圓殼2或下封蓋4固定成共體，8表示內(nèi)迷宮通道，9表示外迷宮通道，10表示內(nèi)迷宮夾水筋，上封蓋3的螺紋12的上下端各有一段空隙，上端空隙起車加工落刀方便作用，下端空隙15起遮擋圓管外殼2上螺紋的美觀作用，圖2還示意出了流水走向及工作原理，圖中·符號21表示水從上向下流向，⊙符號22表示水從下向上流向，黑色符號23表示處在下端的導(dǎo)水缺口27，加斜線的符號24表示處在上端的導(dǎo)水缺口28，導(dǎo)水缺口在相應(yīng)位置的定位槽11上或夾水筋10上或“田”字形型材的夾水板上摳掉一塊形成，導(dǎo)水缺口的缺口面積應(yīng)與十六條或八條迷宮通道的流水截面積相一致或略大，空格符號25表示滿筋29，滿筋的上下端均無導(dǎo)水缺口，點(diǎn)劃虛線及箭頭26表示水從一個迷宮到另一個迷宮的流向，顯而易見，冷水先從電熱水棒的外迷宮中被定位槽筋11限制流向而依次循進(jìn)，將內(nèi)迷宮中被加熱的水的余熱吸收掉，起到了絕熱和提高電熱工作效率的雙重作用，進(jìn)入內(nèi)迷宮的水被夾水筋10強(qiáng)迫通過導(dǎo)水缺口27、28流向下一道內(nèi)迷宮依次循進(jìn)和再次被加熱，其特征是最終被循進(jìn)加熱到最高水溫的迷宮通道47中的熱水從位于鄰近的帶進(jìn)冷水管的外迷宮通道旁最終流出以及還有一個特征是與四道外迷宮中的最后一道吸收余熱的外迷宮46之間隔著一個“田”字型內(nèi)旦四個迷宮中首先被加熱的最低溫度熱水的迷宮區(qū)，這二個位置特征使最終出熱水的迷宮區(qū)的高余熱被最大程度地吸收掉從而本實用新型出溫水時外殼2不升溫，即使最終水被加熱成沸水時整個水加熱棒的圓外殼2也不會過溫；本實用新型所使用的電熱管部件是圓的，本實用新型可以適用各種電熱材料制作的電熱管，例如合金電熱管，PTC電熱管，碳化硅電熱管或電熱膜電熱管，其中使用瓷管電熱膜元件的電熱管時功率大，壽命長，易維修，這種電熱膜管的特征是封閉在圓金屬管32中的瓷管介質(zhì)電熱膜元件30與金屬管32間有一層絕緣層31，其是氧化鎂管，也可以是導(dǎo)熱瓷管，瓷管電熱膜元件30管內(nèi)的圓柱空間內(nèi)置有一根細(xì)金屬導(dǎo)熱棒16,16的一端連體帶有一段直徑較金屬管殼32的內(nèi)徑略大的粗金屬導(dǎo)熱棒17,17置進(jìn)金屬管殼32的方法是首先將金屬管殼32加熱使膨脹，然后將冷態(tài)的導(dǎo)熱金屬棒17置放進(jìn)金屬管殼32內(nèi)，冷卻后17與32可自然結(jié)成連體，導(dǎo)熱金屬棒17應(yīng)伸進(jìn)金屬管殼32內(nèi)使出現(xiàn)一個凹型圓空間33，組裝本實用新型時在凹型圓空間33內(nèi)涂覆一層耐熱絕水膠34，使這種電熱膜管部件絕對不會產(chǎn)生滲水，這種電熱膜管部件內(nèi)置的電熱膜瓷管元件30，由瓷管38，生長在瓷管外表面的電熱膜39，涂銀層電極40及爬電距離41所組成，其中被一對爬電距離41分成兩個部分的引出銀電極層40分別從瓷管的一個端頭引伸涂覆進(jìn)瓷管內(nèi)壁成相對平行狀、其長度與寬度均約5至6mm，伸進(jìn)瓷管內(nèi)部的銀電極層40須距離細(xì)金屬導(dǎo)熱棒2至3mm以保障爬電距離，這種瓷管電熱膜元件組成電熱膜管部件時采用一個帶一對平行彈性電極卡13的圓瓷封頭36插入電熱膜管元件端頭內(nèi)使一對平行的彈性電極卡13正好彈撐在翻進(jìn)瓷管元件內(nèi)的一對平行的銀導(dǎo)電極層40上，電極卡13從瓷封頭二側(cè)一對平行的對應(yīng)方通孔中定位并延伸出圓瓷封頭外方便接合導(dǎo)線35，在圓瓷封頭的中心有一個長方形深凹孔，內(nèi)可以置限溫元件37或電子限溫器的傳感器37，使這種圓瓷封頭兼帶溫控特性，四支電熱管的八根導(dǎo)線進(jìn)入接線盒19與外接電源線18連線后處在接線盒19中的接線柱全部被注入柔性絕緣硅橡膠封沒，以保障在潮態(tài)環(huán)境中符合電氣安全要求，本實用新型的電路采用并聯(lián)接法，如
圖10所示，并聯(lián)中的火線首先通過一根電熱管中的限溫器37，限溫器37可以置于圓瓷封頭36中的中心凹空內(nèi)，也可以貼置在電熱管的金屬管殼的延伸殼上，通過一根電熱管中的限溫器37的火線依次與另外三根電熱管的一根電極卡13相接，四根電熱管中的另一根電極卡13均直接與地線相連接，顯而易見，當(dāng)電熱管過溫時，限溫元件斷電，其它三根電熱管的火線也同步斷電，使電熱水棒全部停止電熱工作，顯而易見，使用這種電熱膜部件工作時，電熱不但透過金屬管殼32被流水吸收，處于瓷管元件內(nèi)的電熱象電烙鐵原理一樣迅速被細(xì)導(dǎo)熱金屬棒導(dǎo)熱流向粗導(dǎo)熱金屬棒亦被流水吸收，提高了熱效率，本實用新型所使用的限溫器，當(dāng)采用可控硅或AC片時，可人為任意設(shè)定限溫值工作，使本實用新型具有顯示溫度、設(shè)定溫度或鎖定溫度的功能，或是具有通水通電，斷水?dāng)嚯姷墓δ芎吐╇姳Ｗo(hù)功能，整個AC模塊控制的附加功能部件可以安裝在加長的上封蓋3內(nèi)或是分體作為附件另行同步安裝并同步工作，
圖11給出了將電熱水棒置于固定在墻體45上的塑料夾架42中的使用示意方法，其中43表示控制夾架42活動角度的帶炳螺絲，44表示旋裝在出水管口14上的微型花灑(噴淋咀)，顯而易見，將電熱水棒夾置于塑料夾架42中時便組成為固定式淋浴器，當(dāng)塑料夾架42成為一個可活動調(diào)節(jié)角度的手柄時，便組成為“手槍”式活動噴淋器；本實用新型與一只微型水泵串接在一個帶水加熱器皿的水循環(huán)系統(tǒng)中時，開動水泵，可使器皿中的水被循環(huán)加熱，用于解決沖浪浴缸的水增溫，洗衣機(jī)內(nèi)衣服中的洗衣粉的節(jié)水清除，使用這種電熱水棒，還可以高效率過水即沸，成為洗碗機(jī)、沸水器的過水電熱機(jī)芯，加快沸水產(chǎn)生速度并且實現(xiàn)降低消除余熱的節(jié)電目的。
本實用新型的優(yōu)點(diǎn)很明顯，其一是輕小，其外迷宮共體1與2只有200余克重，外徑只有φ45mm左右，長不到200mm，外形呈圓棒體狀，圓棒體外方便熱縮塑一層熱縮塑包管或在電熱水棒中間夾置上一個可活動轉(zhuǎn)角度的塑料柄42，增加安全性和柔性手感方便使用，下封蓋出水管14上可以直接旋裝上花灑噴頭44，使本電熱水棒方便攜帶和手握式使用溫水或熱水；其二是安全，這種水加熱棒的水電絕對分離，特別是采用電熱膜管部件時的電氣強(qiáng)度不僅達(dá)到和超過UL標(biāo)準(zhǔn)，而且瓷介質(zhì)電熱膜管元件抗震和不易斷裂，安全性穩(wěn)定，其所有可能在潮態(tài)環(huán)境中出現(xiàn)的降低電氣強(qiáng)度的隱患均被絕緣密封并且密封點(diǎn)均被封閉于殼體內(nèi)部，不會發(fā)生機(jī)械損傷而產(chǎn)生漏電隱患，外導(dǎo)線中的接地保護(hù)線與電熱水棒中的電熱管金屬殼搭接及外插頭與觸電保護(hù)器聯(lián)接，從各個方面保障了用電安全；其三是電熱轉(zhuǎn)換效率高，循進(jìn)加熱的水流經(jīng)電熱管外表面吸收熱能而不是流經(jīng)電熱元件的內(nèi)部吸熱，充分?jǐn)U大了熱交換面積和熱交換流程，被加熱的熱水的余熱被即將加熱的流水在外迷宮中充分吸收實現(xiàn)了充分的余熱利用，從而使這種直熱式水加熱器的熱效率超過了常規(guī)的直熱式熱水器甚至超過了儲熱式熱水器；其四是徹底擺脫了纖維絕熱材料在熱水器中的應(yīng)用，實現(xiàn)了環(huán)保功能；其五是這種電熱水棒中的電熱管選用范圍廣，電熱管的更換由于采用了插入式安裝方法所以很容易更換，特別是采用電熱膜管部件時，更換電熱膜瓷管元件時連電熱管都不必拉出，只要拉出其中的瓷管電熱膜元件更換之并將圓瓷封頭的一對彈性電極對準(zhǔn)瓷管電熱膜端頭內(nèi)壁的銀電極層位置插入就行了；此外，這種電熱水棒的造價大幅度降低，安裝工藝簡單，只要旋開二端的封蓋，所有平行的迷宮便二頭暢通，方便涮洗清除水垢；綜上所述，電熱水棒不僅將取代笨重和低熱效率的電熱水器，而且將作為新一代微型水加熱機(jī)芯，為技改需要過水即熱(沸)或需要循環(huán)多次重復(fù)加熱熱水的產(chǎn)品提供技改方便，例如作為洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、循環(huán)水加熱浴缸、沸水器的重要水加熱配件。
權(quán)利要求1，一種電熱水棒，由“田”字型內(nèi)旦1壓插入帶有進(jìn)水管14的圓管殼2的外迷宮共體，上封蓋3，帶出水口管14的下封蓋4，不銹鋼壓片5與耐溫硅橡膠壓片6疊合組成的絕水封片，相應(yīng)配置在“田”字型內(nèi)旦中的四支電熱管7，接線盒19，導(dǎo)線35，溫控37所組成，其特征是主結(jié)構(gòu)為內(nèi)外雙層加熱水的迷宮，一組成“田”字型共體的水加熱迷宮內(nèi)旦體外緊包著一圓管外殼，其間有一個平行組成的四道外迷宮包圍住“田”字型內(nèi)迷宮體，冷水在進(jìn)入“田”字型水加熱內(nèi)迷宮體前先依次流經(jīng)四道圍成一個圓圈的平行的外迷宮，“田”字型內(nèi)迷宮體中最后一道迷宮與四道外迷宮中的最后一道吸收余熱的外迷宮道之間隔開一個“田”字型內(nèi)旦四個迷宮中首先被加熱的最低溫度熱水的迷宮區(qū)；
2，如權(quán)利要求1所述的電熱水棒，其特征是配置在“田”字型內(nèi)旦中的電熱管7采用任何圓管狀的電熱管部件，包括電熱絲電熱管、PTC電熱管、碳化硅電熱管或電熱膜電熱管；
3，如權(quán)利要求1所述的電熱水棒，其特征是配置在“田”字型內(nèi)旦中的電熱管7采用圓管狀電熱膜電熱管是由不銹金屬圓管、絕緣層、內(nèi)壁絕緣的電熱膜瓷管元件，金屬導(dǎo)熱棒，帶一對電極片的圓瓷封頭所組成，其中金屬導(dǎo)熱棒由一段細(xì)金屬棒與一段粗金屬棒組成共體，細(xì)金屬導(dǎo)熱棒直徑與瓷管電熱膜的中空內(nèi)圓柱絕緣面直徑相吻合或近距離接合，粗金屬導(dǎo)熱棒與電熱管的不銹金屬圓外殼內(nèi)壁緊致密結(jié)合成共體且其端頭形成一個凹圓形空隙，空隙內(nèi)涂塞絕水耐溫膠；
4，如權(quán)利要求1所述的電熱水棒，其特征是圓棒體外熱縮塑一層熱縮塑包管；
5，如權(quán)利要求1所述的電熱水棒，其特征是中間夾置上一個可活動轉(zhuǎn)角度的塑料柄。
專利摘要一種電熱水棒,由帶進(jìn)水管的圓管殼內(nèi)壓擠入“田”字型迷宮管組成的外迷宮共體,上、下封蓋,出水管,等形硅橡膠片與不銹鋼片疊合組成的絕水封片,四支電熱管,溫控,導(dǎo)線等組成,具有內(nèi)外雙層迷宮,其內(nèi)迷宮插入電熱管循進(jìn)加熱水,外迷宮循進(jìn)水吸收余熱,成為水電分離、輕小、環(huán)保、安全、熱效率非常規(guī)高的水加熱機(jī)芯或水加熱器,可用作熱、沸水器和需要過水即熱或需要循環(huán)多次重復(fù)加熱熱水的產(chǎn)品的水加熱配件。
文檔編號F24H1/20GK2463749SQ0025874
公開日2001年12月5日 申請日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者孔德凱, 孔喜 申請人:孔喜