專利名稱：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，特別地，涉及用于加熱用于家用淋浴的水的電熱水器，但是 并未排他地限于此。
背景技術(shù)：
電熱水器可以用于加熱用于家用淋浴的水。這樣的加熱器通常相當(dāng)簡(jiǎn)單地包括裝 入銅/塑料容器內(nèi)的傳統(tǒng)加熱元件。特別地，這樣的配置通常遭受低流速的困擾，低流速是 歸因于能夠通過(guò)這樣的熱水器轉(zhuǎn)移至水流的熱量的限制。薄膜導(dǎo)電電阻加熱器是公知的。薄膜是關(guān)于納米到幾微米厚度的涂層的技術(shù)術(shù) 語(yǔ)?？梢杂枚喾N技術(shù)來(lái)涂布薄膜涂層，諸如，但不是詳盡地，化學(xué)溶液沉淀(CSD)、化學(xué)氣相 淀積(CVD)、等離子增強(qiáng)CVD、物理氣相淀積、濺射等。第2327028號(hào)英國(guó)專利公開(kāi)描述了利 用鉭鋁、鎳鉻合金、二氧化錫、硼化鉿和鉭作為玻璃襯底上的涂層來(lái)對(duì)水進(jìn)行加熱。第W001/67819號(hào)國(guó)際專利公開(kāi)描述了利用玻璃襯底管上的導(dǎo)電薄膜來(lái)對(duì)水進(jìn)行 加熱。如第6909841號(hào)美國(guó)專利所述的，IR輻射鎢元素可對(duì)水進(jìn)行加熱也是公知的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的電熱水器。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供有一種電熱水器，其包括限定膛的主體，加熱器襯 底配置在膛內(nèi)，加熱器襯底包括襯底，導(dǎo)電電阻加熱器被涂布至襯底的表面或者圍繞襯底 的表面涂布，從而襯底包括至少部分被涂敷的表面和相反的未被涂敷的表面，預(yù)熱襯底，被 配置在腔內(nèi)，與加熱器襯底隔開(kāi)并面對(duì)加熱器襯底的至少部分被涂敷的表面，主體限定至 腔的進(jìn)口和來(lái)自腔的出口，預(yù)熱流動(dòng)通道，從進(jìn)口開(kāi)始在預(yù)熱襯底的表面上延伸，以及加熱 器流動(dòng)通道從預(yù)熱流動(dòng)通道開(kāi)始在加熱器襯底的相反的表面上延伸。那樣，由于它加熱了預(yù)熱襯底并且當(dāng)水沿著預(yù)熱流動(dòng)通道流動(dòng)時(shí)從預(yù)熱襯底轉(zhuǎn)移 至水，另外不會(huì)被轉(zhuǎn)移到流過(guò)加熱器的水的由導(dǎo)電電阻加熱器生成的熱被轉(zhuǎn)移。這使得加 熱器效率提高。加熱器襯底可以是平板。替代地，加熱器襯底可以包括管。優(yōu)選地，加熱器襯底包 括第一內(nèi)管狀加熱器襯底，第一內(nèi)管狀加熱器襯底被配置在第二外管狀加熱器襯底內(nèi)，導(dǎo) 電電阻加熱器被涂布至內(nèi)管狀加熱器襯底的內(nèi)表面的至少一部分或圍繞內(nèi)管狀加熱器襯 底的內(nèi)表面的至少一部分涂布，導(dǎo)電電阻加熱器被涂布至外管狀加熱器襯底的外表面的至 少一部分或圍繞外管狀加熱器襯底的外表面的至少一部分涂布。在這種情況下，預(yù)熱襯底 可以包括圍繞外管狀加熱器襯底配置的進(jìn)一步的外管狀襯底。當(dāng)加熱器襯底包括限定環(huán)形 流動(dòng)通道的內(nèi)管和外管時(shí)，可以設(shè)置螺旋流導(dǎo)流部以在環(huán)形流動(dòng)通道中產(chǎn)生螺旋流。導(dǎo)電 電阻加熱器可以包括薄膜導(dǎo)電電阻加熱器、鎢絲纏繞元件或它們的組合物。當(dāng)導(dǎo)電電阻加 熱器是鎢絲纏繞元件，限定膛的主體的內(nèi)表面優(yōu)選地是反射性的。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供有一種電熱水器，其包括主體，在主體中，襯底上配置導(dǎo)電電阻加熱器，環(huán)形流動(dòng)通道被限定為圍繞襯底，以及螺旋流導(dǎo)流部被設(shè)置以在環(huán)形 流動(dòng)通道中的流體流動(dòng)中產(chǎn)生螺旋流。那樣，通過(guò)沿著環(huán)形流動(dòng)通道產(chǎn)生螺旋流，由于流動(dòng)通道的特別的長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)移到沿 著流動(dòng)通道流動(dòng)的流體熱量增加。這增加了裝置的效率，并且對(duì)于同樣熱量的轉(zhuǎn)移，能夠使 得裝置被做的更緊湊。在第二方面的加熱器中，主體優(yōu)選地限定膛，在膛內(nèi)配置導(dǎo)電電阻加熱器，預(yù)熱襯 底也被配置在膛內(nèi)，與加熱器襯底隔開(kāi)并面對(duì)加熱器，主體限定預(yù)熱流動(dòng)通道，預(yù)熱流動(dòng)通 道在環(huán)形流動(dòng)通道中終止的預(yù)熱襯底的表面上延伸。在根據(jù)第二方面的電熱水器中，導(dǎo)電電阻加熱器優(yōu)選地包括內(nèi)管狀加熱器襯底和 外管狀加熱器襯底，內(nèi)管狀加熱器襯底具有被涂布至內(nèi)管狀加熱器襯底的內(nèi)表面的至少一 部分或圍繞內(nèi)管狀加熱器襯底的內(nèi)表面的至少一部分涂布的導(dǎo)電電阻加熱器，外管狀加熱 器襯底具有被涂布至外管狀加熱器襯底的外表面的至少一部分或圍繞外管狀加熱器襯底 的外表面的至少一部分涂布的導(dǎo)電電阻加熱器，內(nèi)管狀加熱器襯底被配置在外管狀加熱器 襯底內(nèi)以限定環(huán)形流動(dòng)通道。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供有一種電熱水器，其包括限定膛、內(nèi)管狀加熱器襯 底和外管狀加熱器襯底的主體，內(nèi)管狀加熱器襯底被配置在外管狀加熱器襯底內(nèi)，導(dǎo)電電 阻加熱器被涂布至內(nèi)管狀加熱器襯底的內(nèi)表面的至少一部分，并且導(dǎo)電電阻加熱器被涂布 至外管狀加熱器襯底的外表面的至少一部分，流動(dòng)通道，該流動(dòng)通道被限定在外管狀加熱 器襯底的內(nèi)表面和內(nèi)管狀加熱器襯底的外表面之間。本發(fā)明的第三方面的配置使得被施加至管狀的流動(dòng)通道中流動(dòng)的水的加熱表面 面積最大化。本發(fā)明的第三方面的電熱水器優(yōu)選地進(jìn)一步包括預(yù)熱襯底和預(yù)熱流動(dòng)通道，預(yù)熱 襯底被配置在膛內(nèi)，與被涂布至外管狀加熱器襯底的外表面的至少一部分的薄膜導(dǎo)電電阻 加熱器隔開(kāi)，預(yù)熱流動(dòng)通道形成在膛內(nèi)，并在預(yù)熱襯底上延伸，終止于在外管狀加熱器襯底 的內(nèi)表面和內(nèi)管狀加熱器襯底的外表面之間限定的流動(dòng)通道中。優(yōu)選地，在外管狀加熱器襯底和內(nèi)管狀加熱器襯底之間限定的流動(dòng)通道中設(shè)置螺 旋流導(dǎo)流部。在加熱器襯底包括內(nèi)和外管狀加熱器襯底的本發(fā)明的第三方面或本發(fā)明的第一 和第二方面的優(yōu)選的特征中，管狀加熱器的直徑可以在3mm到50mm的范圍內(nèi)。導(dǎo)電電阻加 熱器可以包括薄膜導(dǎo)電電阻加熱器、鎢絲纏繞元件或它們的組合物。根據(jù)本發(fā)明的第四方 面，提供有一種電熱水器，其包括限定膛的主體，第一加熱器襯底，第一加熱器襯底具有被 涂布至第一加熱器襯底的表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器以致第一加熱器襯底具有至少部分 被涂敷的表面和未涂敷的表面，第二加熱器襯底，第二加熱器襯底具有被涂布至第二加熱 器襯底的表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器以致第二加熱器襯底具有至少部分被涂敷的表面和 未被涂敷的表面，第一加熱器襯底和第二加熱器襯底被配置在膛內(nèi)，以致第一加熱器襯底 和第二加熱器各自未涂敷的表面彼此面對(duì)，并且被隔開(kāi)以限定加熱器流動(dòng)通道，水通過(guò)加 熱器流動(dòng)通道能夠流動(dòng)以被加熱。那樣，在緊湊的加熱器配置中，在襯底之間經(jīng)過(guò)的水從兩側(cè)被加熱。加熱器優(yōu)選地包括進(jìn)一步的一對(duì)加熱器襯底，在一對(duì)加熱器襯底中間配置有加熱
7器流動(dòng)通道。在本發(fā)明的第四方面的特別優(yōu)選地實(shí)施方式中，加熱器包括第一外加熱器襯底， 中間加熱器襯底以及第二外加熱器襯底，第一外加熱器襯底具有被涂布至第一外加熱器襯 底的一個(gè)表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器，中間加熱器襯底包括兩個(gè)間隔襯底，兩個(gè)間隔的襯 底具有被涂布至兩個(gè)間隔的襯底的相對(duì)的表面中的一個(gè)的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器，第二外加 熱器襯底具有被涂布至第二外加熱器襯底的一個(gè)表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器，加熱器襯底 被配置在膛內(nèi)以致第一外加熱器襯底的未涂敷的表面面對(duì)中間加熱器襯底的未被涂敷的 表面中的一個(gè)，中間加熱器襯底的另一個(gè)未被涂敷的表面面對(duì)第二外加熱器襯底的未被涂 敷的表面，從而在第一外加熱器襯底和中間加熱器襯底之間形成第一加熱器流動(dòng)通道，以 及在中間加熱器襯底和第二外加熱器襯底之間形成第二加熱器流動(dòng)通道。本發(fā)明的第一到第四方面的加熱器流動(dòng)通道，本發(fā)明的第二方面的環(huán)形流動(dòng)通道 或本發(fā)明的第三方面的內(nèi)和外管狀加熱器襯底之間限定的流動(dòng)通道優(yōu)選的寬度是0. 3mm 至Ij 1mm。在本發(fā)明的第一、第三或第四方面的任意一個(gè)中，被涂布至表面的薄膜導(dǎo)電電阻 加熱器優(yōu)選地被涂布至襯底的三個(gè)單獨(dú)的長(zhǎng)度。當(dāng)薄膜導(dǎo)電電阻加熱器被涂布至外管狀加 熱器襯底的外表面和內(nèi)管狀加熱器襯底的內(nèi)表面時(shí)，薄膜導(dǎo)電電阻加熱器在三個(gè)獨(dú)立對(duì)應(yīng) 的長(zhǎng)度中被涂布至內(nèi)管和外管的各自的內(nèi)表面和外表面的兩者上。被涂布至表面的各個(gè)單獨(dú)的長(zhǎng)度的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器被配置為提供1. 5Kw到 1. 75Kw的熱功率。根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面中的任意一個(gè)，經(jīng)過(guò)加熱器的流動(dòng)通道優(yōu)選地包括使得經(jīng) 過(guò)加熱器的流動(dòng)減速并使得超過(guò)加熱器的流動(dòng)加速的特征。當(dāng)設(shè)置有多個(gè)加熱器部時(shí)，流 動(dòng)通道可以包括在加熱器部使流動(dòng)減速并且在加熱器部之間使流動(dòng)加速的特征。這樣的特 征可以包括在加熱器部之間的流動(dòng)通道細(xì)腰變窄。薄膜導(dǎo)電電阻加熱器優(yōu)選地被配置為傳遞每平方厘米40-45瓦特的加熱功率。本 發(fā)明的三個(gè)方面中的任意一個(gè)的加熱器中的任意一個(gè)的襯底優(yōu)選地意欲使得襯底的表面 溫度至少升高至400-450°C，優(yōu)選地是1000°C。襯底可以包括諸如石英、派熱克斯玻璃、陶瓷或聚合體的導(dǎo)熱、不導(dǎo)電材料。替代 地，襯底包括具不導(dǎo)電涂層的導(dǎo)熱、導(dǎo)電的材料，所述不導(dǎo)電涂層諸如具有適當(dāng)?shù)牟粚?dǎo)電涂 層的含鐵的或不含鐵的合金，所述適當(dāng)?shù)牟粚?dǎo)電涂層諸如工程聚合物、玻璃或不導(dǎo)電漆。連接至薄膜導(dǎo)電電阻加熱器涂層的電導(dǎo)體連接可以是陶瓷或涂敷絕緣蜂音棒設(shè) 計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)高溫三級(jí)導(dǎo)體或電觸點(diǎn)集流環(huán)設(shè)計(jì)。


現(xiàn)在將借助實(shí)例以及參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的電熱水器，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一、第二和第三方面的電熱水器的剖視立體圖，圖2是將熱水器的進(jìn)口和出口部分以更大比例顯示的類似于圖1的視圖，圖3是圖1和圖2的熱水器的側(cè)視圖，圖4是沿圖3中的線IV-IV獲得的圖1到圖3的熱水器的剖視圖，圖5是沿圖3中的線V-V獲得的圖1到圖4的電熱水器的剖視圖，
圖6是圖5中被圈出的細(xì)節(jié)的放大剖視圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二和第三方面的電熱水器的剖視立體圖，圖8是圖7的電熱水器的剖視圖，圖9是從圖8中的IX-IX方向看到的圖7和圖8的熱水器的剖視圖，圖10是沿圖8中的線X-X獲得圖7到圖9的熱水器的剖視圖，圖11是圖7到圖10的熱水器的立體圖，圖12是圖8中圈出的類似于圖8的放大的剖視圖，圖13是圖9中圈出的細(xì)節(jié)的類似于圖9的放大剖視圖，圖14是根據(jù)本發(fā)明的第四方面的進(jìn)一步的電熱水器的部分的立體圖，圖15是圖14的熱水器的部分的放大圖，圖16是圖14的熱水器以最頂層被水平切片(slice)切除的立體圖，圖17是圖14到圖16的熱水器的側(cè)面圖，圖18是沿圖17中的線XVIII-XVIII獲得的圖14到17的熱水器的平面剖視圖，圖19是沿圖17中的線XIX-XIX獲得的圖14到17的熱水器的平面剖視圖，圖20是沿圖19的箭頭XX的方向看到的圖14到17的熱水器的側(cè)視圖，圖21是圖14到20的熱水器的立體圖，圖22是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的熱水器的剖視立體圖，圖23是圖22的加熱器的平面圖，圖24是沿圖23中的線XXIV-XXIV獲得的圖22和23的加熱器的側(cè)面剖視圖，圖25是沿圖23中的線XXV-XXV獲得的圖22到24的加熱器的側(cè)剖視圖，圖26是圖22到25的加熱器的立體圖，圖27是根據(jù)本發(fā)明的第一到第三方面的電熱水器的切割立體圖，以及圖28是將圖27的熱水器的進(jìn)口和出口部分以更大比例顯示的類似于圖27的圖市。
具體實(shí)施例方式圖1中，電熱水器10包括具有進(jìn)口 14和出口 16的長(zhǎng)條形空心管主體12。進(jìn)口 14被配置為鄰近管狀主體12的一個(gè)端部，從管狀主體12的圓柱表面徑向地突出。出口 16 從與進(jìn)口 14相同的主體的端部軸向地突出。主體12是中空的并且形成膛18。預(yù)熱管20與主體12同軸地配置在膛18內(nèi)。預(yù) 熱管20的外表面與主體12的內(nèi)表面徑向向內(nèi)地隔開(kāi)，以形成環(huán)形的預(yù)熱流動(dòng)通路22。外加熱器管24被配置在預(yù)熱管20內(nèi)并與預(yù)熱管20同軸。外加熱器管24在它的 外表面的三個(gè)隔開(kāi)的區(qū)域中涂敷有公知材料的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器24a、b和C。外加熱器 管的外表面的直徑和預(yù)熱管的內(nèi)表面的直徑之間的差異足以形成薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部 和預(yù)熱管20的內(nèi)表面之間的間隙。三個(gè)薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部被兩個(gè)裸露的部分26a、26b隔開(kāi)，裸露的部分26a、 26b分別配置在加熱器部24a、24b和24b、24c之間。內(nèi)加熱器管28被配置在外加熱器管24 內(nèi)，并與外加熱器管24同軸。內(nèi)加熱器管的外表面與外加熱器管24的內(nèi)表面徑向向內(nèi)地隔 開(kāi)以限定加熱器流動(dòng)通道30。內(nèi)加熱器管28具有三個(gè)隔開(kāi)的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部28a、b、c，它們與外加熱器管24上的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部24a、b、c共同延展(co-extensive)。 內(nèi)薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部被形成在內(nèi)加熱器管28的內(nèi)表面上。此外，內(nèi)薄膜導(dǎo)電電阻加熱 器部被內(nèi)加熱器管28的裸露的部分32a、b隔開(kāi)，以致裸露的部分32a形成在內(nèi)薄膜導(dǎo)電電 阻加熱器部28a、28b之間，以及裸露的部分32b形成在內(nèi)薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部28b、28c 之間。雖然在圖1到圖6中未顯示，但是加熱器管24、28中的任意一個(gè)或兩者的壁的厚度 可以在裸露的部分26、32的區(qū)域中增加，以使加熱器部24a、b、C，28a、b、C之間的加熱器流 動(dòng)通道30變窄。通過(guò)使得加熱器流動(dòng)通道變窄，加熱器流動(dòng)通道的變窄的部分中的水流加 速。在與主體12的進(jìn)口和出口 14、16隔開(kāi)的端部處，預(yù)熱管20、外加熱器管24和內(nèi) 加熱器管28的各自的端部被容納在端部墊圈34中。墊圈34被形成為限定從預(yù)熱流動(dòng)通 路22到加熱器流動(dòng)通道30的流動(dòng)通道，但封閉預(yù)熱管20和外加熱器管24之間的空間的 端部。該流動(dòng)配置由圖6很好地顯示，其中熱流動(dòng)通路22和加熱器流動(dòng)通道30之間的流 動(dòng)通道用標(biāo)號(hào)36表示。預(yù)熱管20、外加熱器管24和內(nèi)加熱器管28的進(jìn)口 /出口端部被容 納在進(jìn)口 /出口墊圈38中。進(jìn)口 /出口墊圈38封閉預(yù)熱流動(dòng)通路22的端部，但是對(duì)于加 熱器流動(dòng)通道30是開(kāi)放的，以限定從加熱器流動(dòng)通道30的端部到出口 16的出口通路40。端部墊圈34提供供電觸點(diǎn)42的通道，該供電觸點(diǎn)42依序分支成外加熱器部觸點(diǎn) 44和內(nèi)加熱器觸點(diǎn)46。外加熱器觸點(diǎn)44與各個(gè)外薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部24a、b、c并聯(lián)， 并且內(nèi)加熱器觸點(diǎn)與內(nèi)薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部28a、b、c并聯(lián)?？梢砸耘c涂布薄膜導(dǎo)電電阻 加熱器部的方式相同的方式將外加熱器觸點(diǎn)44和內(nèi)加熱器觸點(diǎn)46涂布于各個(gè)外加熱器管 24和內(nèi)加熱器管28。替代地，單獨(dú)的導(dǎo)電電線可以被焊接至薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部。供電 觸點(diǎn)42是公知的形式，舉例來(lái)說(shuō)，陶瓷蜂音棒設(shè)計(jì)(ceramic buzz bar design) 0預(yù)熱管20、外加熱器管24和內(nèi)加熱器管28將典型地由派熱克斯(Pryex)玻璃形 成，盡管也能夠使用任意的強(qiáng)度充分的導(dǎo)熱材料。當(dāng)使用導(dǎo)熱、導(dǎo)電材料時(shí)，必須在涂布薄 膜導(dǎo)電電阻加熱器部之前涂布不導(dǎo)電涂層。主體12優(yōu)選地由塑料材料形成。通過(guò)加熱器10被加熱的水的流動(dòng)通道在圖1和圖2中被最好地圖解。在圖1中， 可見(jiàn)水通過(guò)進(jìn)口 14進(jìn)入并經(jīng)過(guò)預(yù)熱管20的外表面和主體12的內(nèi)表面之間的環(huán)形預(yù)熱流 動(dòng)通路22。利用從外加熱器管24上的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部24a、b、c的外表面逸出的余 熱來(lái)加熱預(yù)熱管20。這用于在水進(jìn)入加熱器流動(dòng)通道30之前，對(duì)流經(jīng)預(yù)熱流動(dòng)通路22的 水進(jìn)行預(yù)熱。水經(jīng)過(guò)預(yù)熱流動(dòng)通路22至端部墊圈34，通過(guò)流動(dòng)通道36并進(jìn)入加熱器流動(dòng) 通道30。然后水經(jīng)過(guò)具有各自的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部24a、b、c，28a、b、c的內(nèi)加熱器管 24和外加熱器管28之間的加熱器流動(dòng)通道30。然后被加熱的水傳到進(jìn)口 /出口墊圈38， 通過(guò)出口通路40至出口 16。薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部24a、b和28a、b各自提供1. 5kff的加熱功率，同時(shí)端部加 熱器部24c、28c提供1. 75kff的加熱功率。從主供電向電熱水器10供給電力，并且控制器 48可以有選擇地向加熱器部24a、b、C，28a、b、C中的一個(gè)或多個(gè)供電。從供給源S供給水， 供給源S可以是家用主要供水源或諸如儲(chǔ)水箱的單獨(dú)的供水源。當(dāng)水被供給時(shí)，水可以是 冷的或溫的，并且可以以家用主要壓力或借助于進(jìn)口 14的上游泵決定的壓力來(lái)供給。通過(guò)在實(shí)質(zhì)上呈圓柱體的切線方向引入被供給的水，沿著預(yù)熱管20流動(dòng)的水如 圖1和圖2圖解的成螺旋形地流動(dòng)。同樣地，流動(dòng)通道36被配置為將水以螺旋流從預(yù)熱流
10動(dòng)通路22引入至加熱器流動(dòng)通道30，再次如圖1和圖2圖解的。如有必要，可以在預(yù)熱流 動(dòng)通路和/或加熱器流動(dòng)通道30內(nèi)設(shè)置擋板(未顯示)以維持螺旋流。預(yù)熱流動(dòng)通路和 加熱器流動(dòng)通道內(nèi)的水的螺旋流是優(yōu)選的是因?yàn)樗黾恿藢?duì)于熱水器10的單位長(zhǎng)度的通 路和通道內(nèi)流動(dòng)的水的接觸時(shí)間。在圖7中，圖解了替代的電熱水器50。熱水器50在某些方面與圖1到圖6的加熱 器類似，與圖1到圖6中的部件對(duì)應(yīng)的部件帶有同樣的標(biāo)號(hào)。加熱器50沒(méi)有預(yù)熱管。代替地，它包括三組串連配置的內(nèi)加熱器管24和外加熱 器管28。主體52的平面圖實(shí)質(zhì)上是矩形，在主體52的一個(gè)角部處形成有進(jìn)口 54并在它的 對(duì)角相對(duì)角部處形成出口 56。主體52是中空的并限定了蜿蜒的流動(dòng)通道58。蜿蜒的流動(dòng)通道58包括從進(jìn)口 54延伸至主體52的相對(duì)邊緣的第一管狀腔60， 從第一管狀腔60的端部延伸、與進(jìn)口 54隔開(kāi)、與形成出口 56的主體52的邊緣平行的第一 橫向流動(dòng)通道62，從第一橫向流動(dòng)通道62的端部延伸至形成有進(jìn)口 54的主體的相對(duì)邊緣 的第二管狀腔64。第二管狀腔64在第二橫向流動(dòng)通道66中終止，該第二橫向流動(dòng)通道66 從第二管狀腔64的端部延伸、與形成有進(jìn)口 54的主體52的邊緣平行。第三管狀腔68從 第二橫向流動(dòng)通道66的端部延伸至出口 56。加熱器管配置70被配置在各個(gè)管狀腔60、64、68中。各個(gè)加熱器管配置70包括 外加熱器管24，外加熱器管24具有三個(gè)單獨(dú)的、隔開(kāi)的形成在其外表面上的薄膜導(dǎo)電電阻 加熱器部24a、b、c，薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部24a、b、c由裸露的部分26a、26b分隔。內(nèi)加熱 器管28被同軸地配置在外加熱器管24內(nèi)部，并與外加熱器管24隔開(kāi)。內(nèi)加熱器管28具有 三個(gè)薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部28a、b、c，薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部28a、b、c被形成為與外加熱 器管24上的外薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部24a、b、c共同延展。此外，內(nèi)薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部 被各自的裸露的部分32a、32b分隔，如圖1到圖6圖解的。外加熱器管的內(nèi)表面和內(nèi)加熱 器管的外表面被隔開(kāi)以形成加熱器流動(dòng)通道30。內(nèi)加熱器管24和外加熱器管24、28被相 對(duì)的端部墊圈34、38固定，端部墊圈34、38允許水流從進(jìn)口進(jìn)入加熱器流動(dòng)通道30內(nèi)，在 加熱器流動(dòng)通道30內(nèi)引入螺旋流。如圖7所示，流進(jìn)電熱水器50內(nèi)的水經(jīng)由進(jìn)口 54流至 第一管狀腔60內(nèi)的加熱器管配置70。水成螺旋形地沿著加熱器流動(dòng)通道30流動(dòng)，流出第 一加熱器管配置70并進(jìn)入第一橫向流動(dòng)通道。水經(jīng)過(guò)第一橫向流動(dòng)通道62并進(jìn)入配置在 第二管狀腔內(nèi)的第二加熱器管配置70。被加熱的水經(jīng)過(guò)第二加熱器管配置內(nèi)的加熱器流動(dòng) 通道并流出流動(dòng)通道進(jìn)入第二橫向流動(dòng)通道66。然后水沿著第二橫向流動(dòng)通道66流動(dòng)進(jìn) 入第三管狀腔內(nèi)的加熱器管配置70。此外，流進(jìn)第三加熱器管配置中的加熱器流動(dòng)通道30 中的水成螺旋形地流動(dòng)，并且水從第三加熱器管配置內(nèi)的加熱器流動(dòng)通道流出至出口 56。供電觸點(diǎn)42形成在主體52的側(cè)邊，供電觸點(diǎn)42以與圖1到圖6的熱水器相似的 方式依序連接至外加熱器觸點(diǎn)44和內(nèi)加熱器觸點(diǎn)46。進(jìn)一步替代的電熱水器80在圖14到21中顯示。熱水器80包括立方形的中空主 體82。進(jìn)口 84被形成在主體82的一個(gè)面上，并且出口 86被形成在另一個(gè)面上。中空主體82包含三個(gè)堆疊的、隔開(kāi)的加熱器板88a、b、C。第一和第二加熱器板 88a、88b之間的間隔限定第一加熱器流動(dòng)通道90a，第二和第三加熱器板88b、88c之間的間 隔限定第二加熱器流動(dòng)通道90b。一系列的肋92a、b、c、d在各個(gè)流動(dòng)通道90a、90b中交替地從主體82的相對(duì)的端壁延伸以限定如圖16所示的蜿蜒的流動(dòng)通道。加熱器板88a具有被涂布至其外表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器(圖14的最高處)。 通過(guò)將薄膜導(dǎo)電電阻加熱器涂布至第一板的一側(cè)、并用第二板覆蓋它以形成夾層結(jié)構(gòu)而形 成加熱器板88b。最后，加熱器板88c具有被涂布至其外表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器(圖14中的最 低處)。被涂布至加熱器板88a、b、c的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器部如圖14中的虛線所示。那 些部分可以以它們之間未涂敷的部分來(lái)中斷，或者它們可以跨越整個(gè)板的表面是連續(xù)的?？?4形成在板88b的角部中，與進(jìn)口 84對(duì)角地相對(duì)。進(jìn)入進(jìn)口 84的水進(jìn)入加熱 器板88a和88b之間的加熱器流動(dòng)通道90a。如圖16最好的顯示，水圍繞由肋92a到d限 定的蜿蜒的通道流動(dòng)，并經(jīng)過(guò)孔94進(jìn)入形成在加熱器板88b和88c之間的加熱器流動(dòng)通道 90b。然后水圍繞板88b和88c之間的由肋92a到d限定的蜿蜒的通道流動(dòng)、并從出口 86 流出。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的進(jìn)一步替代的熱水器在圖22到26中顯示。加熱器100 包括立方形的主體102，主體102包括限定蜿蜒的流動(dòng)通路106的陶瓷裝填物104。傳統(tǒng)的 電熱水器元件(未顯示)被配置在蜿蜒的流動(dòng)通路106內(nèi)以限定流動(dòng)通路的內(nèi)壁和加熱元 件的外壁之間的小空隙。如圖23所示，流動(dòng)通路106的直徑沿此長(zhǎng)度變化。特別地，流動(dòng)通路的直徑在通 路的各個(gè)彎曲部108處變寬并在直線部分110中變窄。主體102具有形成在相同面中的進(jìn)口 112和出口 114。水通過(guò)進(jìn)口被注入，然后進(jìn) 入蜿蜒的流動(dòng)，在蜿蜒的流動(dòng)通路中產(chǎn)生螺旋流?？梢栽O(shè)置附加的擋板以維持沿著蜿蜒的 流動(dòng)通路的長(zhǎng)度的螺旋流。經(jīng)過(guò)蜿蜒的流動(dòng)通路的水由傳統(tǒng)的加熱元件加熱，并通過(guò)出口 114離開(kāi)主體102。在圖27和28中，顯示了電熱水器120。電熱水器120與圖1的熱水器10相同，除 了外加熱器管24和內(nèi)加熱器管28具有作為代替薄膜導(dǎo)電電阻加熱器24a，b，c和28a，b， c的導(dǎo)電電阻加熱器的鎢絲纏繞元件124、128之外。外主體的內(nèi)表面涂敷有反射材料，諸如 金屬箔。鎢絲纏繞元件發(fā)出IR輻射并能夠?qū)⒓訜崞鞴?4、28的溫度升高至1000°C。這允 許同樣的熱以更短的距離被傳遞到流過(guò)元件的水，允許更緊湊的加熱器配置。鎢絲纏繞元 件還可以用來(lái)代替本文的其它實(shí)施例的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器。
權(quán)利要求
一種電熱水器，其特征在于，包括限定膛的主體，加熱器襯底配置在所述膛內(nèi)；所述加熱器襯底包括襯底，導(dǎo)電電阻加熱器被涂布至所述襯底的表面或者圍繞所述襯底的表面涂布，從而所述襯底包括至少部分被涂敷的表面和相反的未被涂敷的表面；預(yù)熱襯底，被配置在所述膛內(nèi)，與所述加熱器襯底隔開(kāi)并面對(duì)所述加熱器襯底的所述至少部分被涂敷的表面，所述主體限定至所述膛的進(jìn)口和來(lái)自所述膛的出口；預(yù)熱流動(dòng)通道，從所述進(jìn)口開(kāi)始在所述預(yù)熱襯底的表面上延伸；以及加熱器流動(dòng)通道，從所述預(yù)熱流動(dòng)通道開(kāi)始在所述加熱器襯底的所述未涂敷表面上延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述加熱器襯底是平板。
3.如權(quán)利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述加熱器襯底包括管。
4.如權(quán)利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述加熱器襯底包括第一內(nèi)管狀加熱 器襯底，所述第一內(nèi)管狀加熱器襯底被配置在第二外管狀加熱器襯底內(nèi)，所述導(dǎo)電電阻加 熱器被涂布至所述內(nèi)管狀加熱器襯底的內(nèi)表面的至少一部分和所述外管狀加熱器襯底的 外表面的至少一部分，或圍繞所述內(nèi)管狀加熱器襯底的內(nèi)表面的至少一部分和所述外管狀 加熱器襯底的外表面的至少一部分涂布。
5.如權(quán)利要求4所述的電熱水器，其特征在于，所述預(yù)熱襯底包括圍繞所述外管狀加 熱器襯底配置的進(jìn)一步外管狀襯底。
6.如權(quán)利要求4或5所述的電熱水器，其特征在于，設(shè)置螺旋流通道導(dǎo)流部以在所述環(huán) 形流動(dòng)通道中產(chǎn)生螺旋流。
7.如在前任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱器是薄 膜導(dǎo)電電阻加熱器。
8.如權(quán)利要求1到6中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱器是 鎢絲纏繞元件。
9.如權(quán)利要求4所述的電熱水器，其特征在于，所述內(nèi)管狀加熱器襯底和所述外管狀 加熱器襯底中的一個(gè)涂布有薄膜導(dǎo)電電阻加熱器，所述內(nèi)管狀加熱器襯底和所述外管狀加 熱器襯底中的另外一個(gè)涂布有鎢絲纏繞元件。
10.一種電熱水器，其特征在于，包括主體，在所述主體中，襯底上配置導(dǎo)電電阻加熱 器，環(huán)形流動(dòng)通道被限定為圍繞所述襯底，以及螺旋流導(dǎo)流部被設(shè)置以在所述環(huán)形流動(dòng)通 道中流動(dòng)的流體中產(chǎn)生螺旋流。
11.如權(quán)利要求10所述的電熱水器，其特征在于，所述主體限定膛，在所述膛內(nèi)配置所 述導(dǎo)電電阻加熱器，預(yù)熱襯底也被配置在所述膛內(nèi)，與所述加熱器襯底隔開(kāi)并面對(duì)所述加 熱器，所述主體限定預(yù)熱流動(dòng)通道，所述預(yù)熱流動(dòng)通道在所述預(yù)熱襯底的表面上延伸，所述 預(yù)熱襯底在所述環(huán)形流動(dòng)通道中終止。
12.如權(quán)利要求10或11所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱器包括內(nèi)管 狀加熱器襯底和外管狀加熱器襯底，所述內(nèi)管狀加熱器襯底具有被涂布至所述內(nèi)管狀加熱 器襯底的所述內(nèi)表面的至少一部分或圍繞所述內(nèi)管狀加熱器襯底的所述內(nèi)表面的至少一 部分涂布的導(dǎo)電電阻加熱器，所述外管狀加熱器襯底具有被涂布至所述外管狀加熱器襯底 的所述外表面的至少一部分或圍繞所述外管狀加熱器襯底的所述外表面的至少一部分涂 布的導(dǎo)電電阻加熱器，所述內(nèi)管狀加熱器襯底被配置在所述外管狀加熱器襯底內(nèi)以限定所 述環(huán)形流動(dòng)通道。
13.如權(quán)利要求10至12中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱 器是薄膜導(dǎo)電電阻加熱器。
14.如權(quán)利要求10至12中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱 器是鎢絲纏繞元件。
15.如權(quán)利要求12所述的電熱水器，其特征在于，所述內(nèi)管狀加熱器襯底和所述外管 狀加熱器襯底中的一個(gè)涂布有薄膜導(dǎo)電電阻加熱器，所述內(nèi)管狀加熱器襯底和所述外管狀 加熱器襯底中的另外一個(gè)涂布有鎢絲纏繞元件。
16.一種電熱水器，其特征在于，包括限定膛、內(nèi)管狀加熱器襯底和外管狀加熱器襯底 的主體，所述內(nèi)管狀加熱器襯底被配置在所述外管狀加熱器襯底內(nèi)，導(dǎo)電電阻加熱器被涂 布至所述內(nèi)管狀加熱器襯底的所述內(nèi)表面的至少一部分或圍繞所述內(nèi)管狀加熱器襯底的 所述內(nèi)表面的至少一部分涂布，并且導(dǎo)電電阻加熱器被涂布至所述外管狀加熱器襯底的所 述外表面的至少一部分或圍繞所述外管狀加熱器襯底的所述外表面的至少一部分涂布，流 動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道被限定在所述外管狀加熱器襯底的所述內(nèi)表面和所述內(nèi)管狀加熱器 襯底的所述外表面之間。
17.如權(quán)利要求16所述的電熱水器，其特征在于，所述電熱水器進(jìn)一步包括預(yù)熱襯底 和預(yù)熱流動(dòng)通道，所述預(yù)熱襯底被配置在所述膛內(nèi)，與涂布至所述外管狀加熱器襯底的所 述外表面的至少一部分的所述導(dǎo)電電阻加熱器隔開(kāi)，所述預(yù)熱流動(dòng)通道形成在所述膛內(nèi)， 并在所述預(yù)熱襯底上延伸，終止于在所述外管狀加熱器襯底的所述內(nèi)表面和所述內(nèi)管狀加 熱器襯底的所述外表面之間限定的所述流動(dòng)通道中。
18.如權(quán)利要求16或17所述的電熱水器，其特征在于，在所述外管狀加熱器襯底和所 述內(nèi)管狀加熱器襯底之間限定的所述流動(dòng)通道中設(shè)置螺旋流導(dǎo)流部。
19.如權(quán)利要求3至6、12或16至18中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述管 狀加熱器的直徑在3mm到50mm的范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求16到18中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱 器是薄膜導(dǎo)電電阻加熱器。
21.如權(quán)利要求16到18中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱 器是鎢絲纏繞元件。
22.如權(quán)利要求16到18中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述內(nèi)管狀加熱器 襯底和所述外管狀加熱器襯底中的一個(gè)涂布有薄膜導(dǎo)電電阻加熱器，所述內(nèi)管狀加熱器襯 底和所述外管狀加熱器襯底中的另外一個(gè)涂布有鎢絲纏繞元件。
23.一種電熱水器，其特征在于，包括限定膛的主體，第一加熱器襯底，所述第一加熱器 襯底具有被涂布至所述第一加熱器襯底的表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器以致所述第一加熱 器襯底具有至少部分被涂敷的表面和未涂敷的表面，第二加熱器襯底，所述第二加熱器襯 底具有被涂布至所述第二加熱器襯底的表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器以致所述第二加熱器 襯底具有至少部分涂敷的表面和未涂敷的表面，所述第一加熱器襯底和所述第二加熱器襯 底被配置在所述膛內(nèi)，以致所述第一加熱器襯底和所述第二加熱器各自未涂敷的表面彼此 面對(duì)，并且被隔開(kāi)以限定加熱器流動(dòng)通道，水通過(guò)所述加熱器流動(dòng)通道能夠流動(dòng)以被加熱。
24.如權(quán)利要求23所述的電熱水器，其特征在于，所述加熱器包括進(jìn)一步的一對(duì)加熱 器襯底，在所述一對(duì)加熱器襯底中間配置有加熱器流動(dòng)通道。
25.如權(quán)利要求23所述的電熱水器，其特征在于，所述加熱器包括第一外加熱器襯底、 中間加熱器襯底以及第二外加熱器襯底，所述第一外加熱器襯底具有被涂布至所述第一外 加熱器襯底的一個(gè)表面的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器，所述中間加熱器襯底包括兩個(gè)間隔的襯 底，薄膜導(dǎo)電電阻加熱器被涂布至所述兩個(gè)間隔的襯底的相對(duì)的表面中的一個(gè)表面上，所 述第二外加熱器襯底具有被涂布至所述第二外加熱器襯底的一個(gè)表面的薄膜導(dǎo)電電阻加 熱器，所述加熱器襯底被配置在所述膛內(nèi)，以致所述第一外加熱器襯底的所述未涂敷的表 面面對(duì)所述中間加熱器襯底的所述未涂敷的表面中的一個(gè)，并且所述中間加熱器襯底的另 一個(gè)未涂敷的表面面對(duì)所述第二外加熱器襯底的所述未涂敷的表面，從而在所述第一外加 熱器襯底和所述中間加熱器襯底之間形成第一加熱器流動(dòng)通道，以及在所述中間加熱器襯 底和所述第二外加熱器襯底之間形成第二加熱器流動(dòng)通道。
26.如在前任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電熱水器，其特征在于，在所述內(nèi)管狀加熱器襯底 和所述外管狀加熱器襯底之間限定的所述加熱器流動(dòng)通道，所述環(huán)形流動(dòng)通道或所述流動(dòng) 通道的寬度是0. 3mm到1mm。
27.如權(quán)利要求1到6或16到25中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電 電阻加熱器被涂布在所述襯底的三個(gè)、獨(dú)立的長(zhǎng)度。
28.如權(quán)利要求4至6或12至19中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電 電阻加熱器以三個(gè)獨(dú)立對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度被涂布在所述內(nèi)管和外管的各自的內(nèi)表面和外表面兩 者上。
29.如權(quán)利要求27或28所述的電熱水器，其特征在于，被涂布至所述表面的各個(gè)單獨(dú) 長(zhǎng)度的薄膜導(dǎo)電電阻加熱器被配置為提供1. 5Kw到1. 75Kw的熱功率。
30.如在前任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電熱水器，其特征在于，經(jīng)過(guò)所述加熱器的所述流 動(dòng)通道包括使得經(jīng)過(guò)所述加熱器的流動(dòng)減速和使得超過(guò)所述加熱器的流動(dòng)加速的特征。
31.如在權(quán)利要求30所述的電熱水器，其特征在于，當(dāng)設(shè)置有多個(gè)加熱器部時(shí)，所述流 動(dòng)通道包括在所述加熱器部使所述流動(dòng)減速并且在所述加熱器部之間使所述流動(dòng)加速的 特征。
32.如權(quán)利要求31所述的電熱水器，其特征在于，所述特征包括使所述加熱器部之間 的所述流動(dòng)通道細(xì)腰變窄。
33.如權(quán)利要求1至6、12至19或27至29中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于， 所述薄膜導(dǎo)電電阻加熱器被配置為傳遞每平方厘米40-45瓦特的加熱功率。
34.如在前任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電熱水器，其特征在于，所述加熱器的任意一個(gè)的 所述襯底是用來(lái)將所述加熱器的表面溫度升高至少400到450°C，優(yōu)選地是1000°C。
35.如在前任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電熱水器，其特征在于，所述襯底包括諸如石英、 派熱克斯玻璃、陶瓷或聚合體的導(dǎo)熱、不導(dǎo)電材料。
36.如權(quán)利要求1到34中任意一項(xiàng)所述的電熱水器，其特征在于，所述襯底包括具有不 導(dǎo)電涂層的導(dǎo)熱、導(dǎo)電的材料，所述不導(dǎo)電涂層諸如具有適當(dāng)?shù)牟粚?dǎo)電涂層的含鐵的或不 含鐵的合金，所述適當(dāng)?shù)牟粚?dǎo)電涂層諸如工程聚合物、玻璃或不導(dǎo)電漆。
37.如權(quán)利要求1所述的電熱水器，其特征在于，所述導(dǎo)電電阻加熱器包括薄膜導(dǎo)電電 阻加熱器和鎢絲纏繞元件的組合物。
38.如權(quán)利要求8所述的電熱水器，其特征在于，限定所述膛的所述主體的所述內(nèi)表面是反射性的。
全文摘要
一種電熱水器(10)包括主體(12)，該主體(12)限定膛(18)，膛(18)內(nèi)配置有外和內(nèi)加熱器管(24、28)。預(yù)熱管圍繞外加熱器管配置。外加熱器管(24)在它的外表面上具有導(dǎo)電電阻加熱器(24a、b、c)，并且內(nèi)加熱器管(28)在它的內(nèi)表面上具有導(dǎo)電電阻加熱器。水經(jīng)由進(jìn)口進(jìn)入主體，并在預(yù)熱管(20)和主體之間限定的預(yù)熱流動(dòng)通路內(nèi)流過(guò)預(yù)熱管(20)。然后預(yù)熱后的水經(jīng)過(guò)外和內(nèi)加熱器管之間從而被加熱，并流出加熱器主體(12)。在水流和預(yù)熱流動(dòng)通路以及在加熱器流動(dòng)通道兩者中都產(chǎn)生螺旋流。
文檔編號(hào)F24H1/20GK101995088SQ20101026283
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者布魯斯·麥吉爾 申請(qǐng)人:布里斯坦集團(tuán)有限公司