專利名稱：有加熱水箱的電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電熱水器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有儲(chǔ)水式電熱水器，圖1，以A.0史密斯和海爾公司為代表，在水箱的水中設(shè)置上、下二根電熱管，實(shí)現(xiàn)交替加熱，(海爾有同時(shí)加熱的產(chǎn)品)，圖2是萬(wàn)家樂(lè)公司 ZL200720061206.0專利，用二根電熱管，其中一根設(shè)置在出熱水管路里，另一根在水箱中專門用于預(yù)熱；圖3是速熱式熱水器結(jié)構(gòu)圖，在二個(gè)水箱中各安裝一根電熱管，總功率 ^ 5KW，同時(shí)加熱，是圖1改為豎式結(jié)構(gòu)；以上都必須先預(yù)熱十幾分鐘或幾十分鐘后才能供應(yīng)熱水，沒(méi)有快熱功能；專利申請(qǐng)?zhí)?200910135082. X ；200910166759. 6 ；200910209810. 7 ； 20091(^65211. 7提供了多種用水泵強(qiáng)制熱交換的結(jié)構(gòu)，使熱水器性能有明顯提高，但若儲(chǔ)水水箱中的水預(yù)熱溫度設(shè)定得較高，會(huì)使加熱水箱中的溫度過(guò)高，超溫突跳開關(guān)可能跳閘， 產(chǎn)生斷電故障。

發(fā)明內(nèi)容
有加熱水箱的電熱水器，由加熱水箱、儲(chǔ)水水箱、進(jìn)水管、出水管、水泵、控制器和顯示器、外殼和底板組成，每個(gè)熱水器至少設(shè)置一個(gè)加熱水箱專門對(duì)流過(guò)的水進(jìn)行加熱；加熱水箱有進(jìn)水管和出水管；其內(nèi)安裝有一組以上的電熱管；并裝在熱水出水管的外側(cè)；加熱水箱中的水，由二路供應(yīng)，一路是由儲(chǔ)水水箱進(jìn)入，這路水在電熱管未通電工作前是冷水，當(dāng)電熱管工作后或儲(chǔ)水水箱中的水預(yù)熱后，供應(yīng)的是中高溫水；另一路是加熱水箱與進(jìn)水管相連接，從進(jìn)水管路中進(jìn)入未被加熱的冷水；加熱水箱可安裝在儲(chǔ)水水箱之內(nèi)也可安裝在儲(chǔ)水水箱之外的任何合適的位置(無(wú)論上下左右中均可)；加熱水箱中可以使用各種電加熱元件。采用水泵配合工作時(shí)，一個(gè)熱水器只需一個(gè)加熱水箱和一組電熱管；加熱水箱中電熱管只對(duì)流過(guò)的水進(jìn)行加熱，快熱和預(yù)熱均由該組電熱管執(zhí)行；加熱水箱有二個(gè)功能，一是當(dāng)電熱管功率在4. 5 5KW，環(huán)境水溫> 20°C時(shí)實(shí)現(xiàn)快熱，即時(shí)流出約40°C的熱水；二是當(dāng)環(huán)境水溫低于20°C時(shí)可以進(jìn)行預(yù)熱，通過(guò)內(nèi)循環(huán)，由水泵將流過(guò)加熱水箱，溫度已升高的水輸送到儲(chǔ)水水箱中，并多次循環(huán)使儲(chǔ)水水箱中的水溫度提高到30°C 75°C，當(dāng)熱水流出時(shí)，還應(yīng)通過(guò)加熱水箱再加熱一次。不采用水泵時(shí)，除設(shè)置加熱水箱外，并在加熱水箱之外再安裝一根或多根專門用于對(duì)儲(chǔ)水水箱中的水進(jìn)行預(yù)熱的電熱管，預(yù)熱時(shí)加熱水箱中的電熱管不工作，此種結(jié)構(gòu)，加熱水箱的功能是當(dāng)進(jìn)水溫度> 20°C時(shí)實(shí)現(xiàn)快熱；當(dāng)進(jìn)水溫度低于20°C時(shí)，先用設(shè)在加熱水箱之外的電熱管使儲(chǔ)水水箱中的水進(jìn)行預(yù)熱，溫度提高到設(shè)定溫度時(shí)(設(shè)定溫度可在 30°C 75°C之間)預(yù)熱電熱管停止工作；當(dāng)放水時(shí)，加熱水箱中的電熱管工作，預(yù)熱電熱管則不工作；由于加熱水箱能對(duì)流過(guò)的水，進(jìn)行再加熱，視流量不同，可再升高15°C 20°C ； 加熱水箱中的水一路從儲(chǔ)水水箱中進(jìn)入，另外設(shè)置一根冷水管與冷水進(jìn)水管相連接，使一部分冷水直接進(jìn)入加熱水箱中，同時(shí)減少?gòu)膬?chǔ)水水箱中進(jìn)入加熱水箱的流量；若加熱水箱中電熱管的功率較低，則放水時(shí)仍需由預(yù)熱電熱管對(duì)進(jìn)入的冷水進(jìn)行加熱。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是熱水器的體積大大縮小，熱水產(chǎn)量增多，可以實(shí)現(xiàn)快熱。


圖1至圖3是現(xiàn)有電熱水器結(jié)構(gòu)4至圖9是加熱水箱設(shè)置在儲(chǔ)水水箱之內(nèi)，用水泵配合工作的結(jié)構(gòu)圖(第一類實(shí)施例)圖10至圖13是加熱水箱設(shè)置在儲(chǔ)水水箱之外用水泵配合工作的結(jié)構(gòu)圖(第二類實(shí)施例)圖14至圖19是加熱水箱之外設(shè)置預(yù)熱電熱管，沒(méi)有采用水泵的熱水器結(jié)構(gòu)圖 (第三類實(shí)施例)圖20至圖觀是加熱水箱的結(jié)構(gòu)示意四是敞開式熱水器用調(diào)溫閥與熱水出口連結(jié)30是圖四的剖面31是圖29k_k截面圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明，附圖中箭頭方向表示水流方向，附圖中包括加熱水箱1、 儲(chǔ)水水箱2、冷水進(jìn)水管(或進(jìn)水口)3、熱水出水管(或出水口)4、電加熱部件(或稱電熱管)5、(金屬管內(nèi)有電熱絲，用氧化鎂粉使金屬管和電熱絲相隔離的電熱管及用陶瓷粉末將電熱絲包住燒結(jié)的氮化硅電熱管5-1、非金屬玻璃管外表面鍍導(dǎo)電發(fā)熱材料，管內(nèi)通水的電熱管5-2、非金屬玻璃的碳纖維管、鹵素管及陶瓷管外表面鍍導(dǎo)電發(fā)熱材料，管內(nèi)不通水， 干燒產(chǎn)生紅外線的電熱管5-3、由兩塊以上有流水通道的空心鋁型材(或不銹鋼材下同)， 中間夾住一塊以上用電熱絲繞制成平板狀的干燒發(fā)熱體5-4、將金屬管內(nèi)有電熱絲，用氧化鎂粉使電熱絲和管壁隔離的干燒電熱管和有水流通道的金屬管，澆鑄在鋁合金體內(nèi)形成的電加熱部件5-5、由PTC熱敏材料陶瓷組件形成的電加熱部件5-6)、控制器和顯示器6、外殼和底板7、空氣8、水9、連接管10 (冷水連接管10-1、熱水回水管10- 、水泵11 (水泵進(jìn)水口 11-1、水泵出水口 11-2)、拉緊螺桿12、上端蓋13、下端蓋14、絕緣墊15、密封件16、混水閥17、測(cè)溫管18、金屬管19、加熱水箱與冷水進(jìn)水管的連通管20、調(diào)溫閥21、調(diào)溫閥閥體 22、可轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)溫閥芯23、調(diào)節(jié)手柄M、花灑出水口 25、水流量傳感器26。圖1至圖3是現(xiàn)有電熱水器結(jié)構(gòu)圖，都是采用不銹鋼金屬發(fā)熱管，完全浸在水中， 先要預(yù)熱一段時(shí)間才能放出熱水來(lái)。圖4至圖19是有加熱水箱的熱水器，分三種類型，(1)圖4至圖9是將加熱水箱設(shè)置在儲(chǔ)水水箱之內(nèi)，( 圖10至圖13是將加熱水箱設(shè)置在儲(chǔ)水水箱之外，需要預(yù)熱時(shí)， 均用水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，快熱時(shí)水泵不工作，(3)圖14至圖19沒(méi)有采用水泵。設(shè)置加熱水箱可以實(shí)現(xiàn)快熱(也稱即熱)，由于加熱水箱容積很小，電熱管功率在 3. 5 5KW左右，能使流過(guò)的水即時(shí)升高到> 40°C，當(dāng)冬天環(huán)境水溫在20°C以下時(shí)，就要將儲(chǔ)水水箱中的基礎(chǔ)溫度升高，必須預(yù)熱，在圖4至圖13中由水泵11將加熱水箱1中已加熱的水，強(qiáng)制輸送到儲(chǔ)水水箱2中，并不斷循環(huán)，放熱水時(shí)，流出的水再一次被加熱，因此經(jīng)混水后，能供應(yīng)足夠多熱水。圖14至圖19不采用水泵，是在儲(chǔ)水水箱中，設(shè)置預(yù)熱電熱管5-1或5-3 ；加熱水箱1，一般不參加預(yù)熱，先由裝在加熱水箱1之外的預(yù)熱電熱管，對(duì)儲(chǔ)水水箱2中的水進(jìn)行預(yù)熱達(dá)到設(shè)定溫度，然后啟動(dòng)加熱水箱1工作；若設(shè)定該熱水器使用總功率為5KW，而預(yù)熱電熱管和加熱水箱的電熱管功率各為5KW時(shí)，則放水時(shí)，只能啟動(dòng)加熱水箱并使預(yù)熱，電熱管停止工作，由于放水時(shí)加熱水箱中，直接進(jìn)入了冷水，已預(yù)熱的水可以緩慢的放出來(lái)，延長(zhǎng)出熱水時(shí)間；也可以將加熱水箱和預(yù)熱水箱中的電熱管的功率由控制器6控制各降低一半，放熱水的同時(shí)，對(duì)進(jìn)入的冷水加熱；若設(shè)定熱水器總功率為8KW，分為預(yù)熱功率為4 5KW，快熱功率為3 4KW，則放熱水時(shí)可以同時(shí)工作，這種結(jié)構(gòu)可同時(shí)提高出水流量和出水總量；圖14至圖19，對(duì)圖1至圖3改進(jìn)后，熱水器的容積大大減小，例如，儲(chǔ)水水箱容積25L 時(shí)就可產(chǎn)出改進(jìn)前100L容量的熱水；若不用加熱水箱1，就不能實(shí)現(xiàn)快熱功能，不用水泵又不用加熱水箱，產(chǎn)熱水量少；加熱水箱設(shè)置在儲(chǔ)水水箱外，比安裝在水箱內(nèi)，易于生產(chǎn)、裝配和維護(hù)。圖4加熱水箱1設(shè)在左儲(chǔ)水水箱中，所裝的電加熱部件為5-3，也稱為光波管，通電工作后，產(chǎn)生紅外光波，光波通過(guò)空氣8加熱金屬管19，金屬管由二層組成，二層之間有流動(dòng)的水9，二層管的外層也有水，(若只用一層是對(duì)水預(yù)熱)二層金屬管的兩端與儲(chǔ)水水箱牢固焊接形成密封的加熱水箱1，圖中可視為二個(gè)串聯(lián)，有進(jìn)水口 3和出水口 4，也可整體看成為一個(gè)，本質(zhì)上功能不變；工作流程是快熱出水工作模式，接通電源，打開混水閥17，水流量傳感器26，啟動(dòng)電加熱部件5-3工作，快速將二層金屬管19構(gòu)成的加熱水箱內(nèi)1的水加熱，并經(jīng)花灑出水口 25放出，此時(shí)水泵11不參加工作；關(guān)閉25則停水停電；當(dāng)環(huán)境水溫很低時(shí)，則先要對(duì)儲(chǔ)水水箱2中的水進(jìn)行預(yù)熱，啟動(dòng)預(yù)熱模式，水泵11和電加熱部件5-3同時(shí)工作，流過(guò)加熱水箱1已加熱的水，被水泵11送入儲(chǔ)水水箱2的右水箱中，不斷進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，使左右水箱達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后停止；當(dāng)放水沐浴，已預(yù)熱的水經(jīng)過(guò)加熱水箱1再次加熱， 一部分經(jīng)混水后達(dá)到40°C放出來(lái)，一部分通過(guò)水泵11返回到儲(chǔ)水水箱2中，使用完關(guān)閉混水閥17，熱水器會(huì)繼續(xù)預(yù)熱至設(shè)定溫度，等待下一位繼續(xù)使用；若后面無(wú)人使用，則應(yīng)從預(yù)熱轉(zhuǎn)換到快熱模式，能將已預(yù)熱的水全部放完；這種工作模式適用于各實(shí)施例。圖5加熱水箱1中所裝的電加熱部件為5-1，可以浸入水中(要用防電墻)；圖6 至圖19加熱水箱1中的電加熱部件5未示出，若將加熱水箱1設(shè)置在儲(chǔ)水水箱2內(nèi)，應(yīng)采用圖沈、圖27、圖觀結(jié)構(gòu)；若設(shè)在儲(chǔ)水水箱外，加熱水箱1應(yīng)采用圖20至圖25的結(jié)構(gòu)。圖20的加熱水箱是采用碳纖維管或鹵素管或陶瓷管外表面鍍導(dǎo)電發(fā)熱材料管內(nèi)不通水，干燒產(chǎn)生紅外線的發(fā)熱體所組成。圖21加熱水箱內(nèi)的發(fā)熱體采用金屬管內(nèi)有電熱絲，用氧化鎂粉把電熱絲和金屬管的管壁隔離開，氧化鎂形成一層絕緣層，電熱管浸泡在水中，或?qū)⒙懵兜碾姛峤z浸泡在水中。圖22是非金屬管玻璃管外表面鍍導(dǎo)電發(fā)熱材料，管內(nèi)通水，用上下端蓋組合起來(lái)，水能在玻璃管內(nèi)有序流通，玻璃管及外表面導(dǎo)電發(fā)熱材料和上下端蓋構(gòu)成為加熱水箱; 非金屬玻璃管可制成螺旋管型的加熱水箱。圖23是中間有截面為圓形或扁型的電熱絲，制成一塊以上的平面狀干燒電熱板，
5兩側(cè)用耐高電壓，耐高溫的多層云母絕緣板隔離制成為發(fā)熱體，再在發(fā)熱體的外側(cè)兩面，用有多路水流通道的空心鋁型材(或不銹鋼材，下同)將發(fā)熱體夾住，并用上下端蓋將一塊以上平板狀的空心鋁型材組裝起來(lái)，水能在空心鋁型材內(nèi)有序流動(dòng)或?qū)⑵桨灏l(fā)熱體直接裝在空心的鋁型材內(nèi)，然后整體裝在非金屬或金屬殼內(nèi)。圖M是將金屬管繞制成螺旋形或其他形狀，管內(nèi)為水流通道，并將內(nèi)有電熱絲， 用氧化鎂粉隔離的電熱管按規(guī)定形狀放置在模具中，然后用熔解的鋁合金澆鑄成形，通電工作后，由干燒電熱管加熱鋁材，鋁材本體通過(guò)熱傳導(dǎo)加熱水流通道管內(nèi)的水；由干燒電熱管，水流通道管和澆鑄鋁合金本體構(gòu)成為加熱水箱。圖25是將正溫度系數(shù)PTC熱敏材料陶瓷發(fā)熱組件的兩側(cè)附著通水金屬管的外側(cè)， 通電工作后，正反兩面產(chǎn)生的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)，傳遞到管內(nèi)水中；由PTC和通水管道構(gòu)成為加熱水箱，以上各圖進(jìn)水和出水口，根據(jù)需要協(xié)調(diào)位置。圖沈安裝電熱管5-3的金屬管19 一端為盲孔，使用性能與圖20相同；圖27與圖 21功能相同，圖26、圖27、圖觀加熱水箱的一端采用法蘭，也可采用其他機(jī)械連接方法與水箱密封連接；圖觀安裝的扁形陶瓷氮化硅發(fā)熱體。圖14至圖19在儲(chǔ)水水箱2中，設(shè)置了一根以上專門預(yù)熱的電熱管，圖16、圖19采用的是光波紅外管5-3 ；圖14圖15圖17圖18采用5_1 ；采用5_3是隔水加熱，比采用5_1 更安全；所有實(shí)施例的預(yù)熱電熱管均可采用5-3或5-1。圖14圖15是對(duì)圖2進(jìn)行改進(jìn)，增加了加熱水箱1，圖14是豎置，圖15是橫置。圖16是對(duì)圖1進(jìn)行改進(jìn)，也增加一個(gè)加熱水箱1，預(yù)熱電熱管采用光波管5-3。圖19是對(duì)圖3進(jìn)行改進(jìn)，在左水箱中增加一個(gè)加熱水箱1，另外在左右水箱中各設(shè)置一根光波管5-3，供預(yù)熱使用。圖18是一種敞開式立式雙桶熱水器，在熱水出水口 4安裝一個(gè)調(diào)溫閥21，替代混水閥17，其他實(shí)施例也適用，封閉式結(jié)構(gòu)也適用。圖4圖5及圖14至圖19，加熱水箱1有二路進(jìn)水口，其中一路由加熱水箱1與冷水進(jìn)水管3直接相連通編號(hào)20，二路進(jìn)水口的流量要合理分配；當(dāng)儲(chǔ)水水箱2中預(yù)熱水溫超過(guò)75°C時(shí)，從連通管20進(jìn)入的冷水，能降低加熱水箱1的溫度并增加熱水的流出量，不用連通管20，當(dāng)儲(chǔ)水水箱預(yù)熱溫度> 75°C時(shí)，可能發(fā)生重大故障。圖6至圖13中未示出連通管20，儲(chǔ)水水箱溫度應(yīng)適當(dāng)降低。圖四是調(diào)溫閥結(jié)構(gòu)圖由調(diào)溫閥閥體22、可轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)溫閥芯23、密封件16、調(diào)節(jié)手柄M組成，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)溫閥芯23，可以改變熱水和冷水的流出量實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水溫。以上實(shí)施例中，電加熱部件5，可任意選用，同一個(gè)熱水器中所選用的電加熱部件 5，可以不同，若要混裝，功能不變，維修不便；熱水器水箱的結(jié)構(gòu)形式不限，臥式單桶或雙桶及豎式的單桶、雙桶均可以，豎式雙桶產(chǎn)熱水最多，同時(shí)熱水可以全部放完。
權(quán)利要求
1.有加熱水箱的電熱水器，由加熱水箱、儲(chǔ)水水箱、進(jìn)水管、出水管、水泵、控制器和顯示器、外殼和底板組成，其特征是熱水器至少設(shè)置一個(gè)加熱水箱，專門對(duì)流過(guò)的水進(jìn)行加熱；加熱水箱有進(jìn)水管和出水管，其內(nèi)安裝一組以上的電熱管，并安裝在熱水出水管的外側(cè)；加熱水箱中的水，由二路供應(yīng)，一路是由儲(chǔ)水水箱進(jìn)入，另一路從冷水進(jìn)水管路中進(jìn)入； 加熱水箱可安裝在儲(chǔ)水水箱之內(nèi)，也可安裝在儲(chǔ)水水箱之外；采用水泵配合工作時(shí)，一個(gè)熱水器只需一個(gè)加熱水箱和一組電熱管；電熱管只對(duì)流過(guò)加熱水箱的水進(jìn)行加熱，快熱和預(yù)熱均由該組電熱管執(zhí)行；加熱水箱有二個(gè)功能，當(dāng)環(huán)境水溫> 20°c時(shí)，實(shí)現(xiàn)快熱；當(dāng)環(huán)境水溫低于20°C時(shí)，實(shí)行預(yù)熱并進(jìn)行再加熱。
2.有加熱水箱的電熱水器由加熱水箱、儲(chǔ)水水箱、進(jìn)水管、出水管、控制器和顯示器、外殼和底板組成，其特征是熱水器至少設(shè)置一個(gè)加熱水箱，其內(nèi)安裝有一組以上的電熱管，并安裝在熱水出水管的外側(cè)，此外在儲(chǔ)水水箱中再安裝一根以上專門用于預(yù)熱的電熱管；加熱水箱中的水由二路供應(yīng)，一路是從儲(chǔ)水水箱進(jìn)入，另一路從冷水進(jìn)水管進(jìn)入；加熱水箱可設(shè)置在儲(chǔ)水水箱之內(nèi)，也可設(shè)置在儲(chǔ)水水箱之外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述有加熱水箱的電熱水器，其特征在于敞開式結(jié)構(gòu)可用調(diào)溫閥21 替代混水閥17 ；調(diào)溫閥由閥體、可轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)溫閥芯、密封件、調(diào)節(jié)手柄組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述有加熱水箱的電熱水器，其特征在于同一熱水器中可選用不同的電加熱部件。
全文摘要
有加熱水箱的電熱水器由加熱水箱、儲(chǔ)水水箱、進(jìn)水管、出水管、水泵、控制器和顯示器、外殼和底板組成，加熱水箱是專門對(duì)流過(guò)的水進(jìn)行加熱；加熱水箱可安裝在儲(chǔ)水水箱之內(nèi)，也可安裝在儲(chǔ)水水箱之外；加熱水箱中的水由二路進(jìn)入；與水泵配合工作時(shí)，一個(gè)熱水器只需一個(gè)加熱水箱，一組電熱管，快熱和預(yù)熱均由該組電熱管執(zhí)行；不用水泵時(shí)，在加熱水箱之外，應(yīng)安裝一根以上專門預(yù)熱的電熱管。
文檔編號(hào)F24H1/20GK102338458SQ201010235798
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者劉運(yùn)柳 申請(qǐng)人:劉運(yùn)柳