專利名稱：采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電熱水裝置，具體的說是ー種可廣泛用于電熱水器、即熱式電熱水龍頭、小廚寶熱水器、淋浴器、帶溫水沖洗的座便器、太陽能熱水輔助加熱器及飲水機(jī)熱水器等技術(shù)領(lǐng)域的，采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電加熱水領(lǐng)域一般采用傳統(tǒng)的電熱管作為發(fā)熱元件，電熱絲置于金屬管內(nèi)，以填充氧化鎂粉或石英砂等來導(dǎo)熱和絕緣。電熱絲是最早出現(xiàn)的ー種電熱元件，現(xiàn)在依然在各個領(lǐng)域，特別是エ業(yè)生產(chǎn)及家用電器上廣泛使用。近年來電熱絲多采用鐵鉻鋁合金和鎳鉻合金，其的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、易于制造，缺點(diǎn)是以“U”形或螺旋形金屬管為外殼，以填充氧化鎂粉或石英砂等來導(dǎo)熱和絕緣，粉體本身傳熱效率低，加之只有金屬管外壁與水接觸，其有效能量轉(zhuǎn)換率較低，產(chǎn)熱慢，蓄熱多，斷電后殘余浪費(fèi)的熱量多，且易積垢，斷絲、漏電，存在比較多的安全隱患?，F(xiàn)有的ー些改進(jìn)技術(shù)通常是從結(jié)構(gòu)上、水電隔離(如在發(fā)熱體和水腔體之間增加云母等絕緣導(dǎo)熱層)、漏電接地等方面想辦法，未能從根本上解決問題，甚至熱效率更低。近年也有一些采用石英管、電熱膜管作發(fā)熱元件的電熱水器，但它們基本都是管內(nèi)通水、管外帶電，熱效率低，使用中的安全問題并未得到有效解決。陶瓷金屬共燒發(fā)熱體(MCH，MATEL CERAMIC CO-FIRED HEATER)是近年興起的ー種新型發(fā)熱元件，包括發(fā)熱片和發(fā)熱管。發(fā)熱片是在一片氧化鋁陶瓷坯片上印刷金屬鎢粉摻加氧化鋁粉等制成的漿料形成發(fā)熱電路，并用另一片氧化鋁陶瓷坯片蓋上壓合，只露出電極部分，在氫還原氣氛爐中約1600°C高溫?zé)Y(jié)而成。發(fā)熱管也是在陶瓷坯片上印刷鎢漿金屬電路，再卷在素?zé)沾晒苌希?jīng)等靜壓壓緊后，在約1600°C的還原氣氛爐中燒結(jié)成一體， 形成將鎢金屬電路夾于中間的陶瓷發(fā)熱管，電極鍍鎳后在還原氣氛下焊接鎳弓I線。陶瓷金屬共燒發(fā)熱體兩表面(或管內(nèi)外表面)均勻發(fā)熱，表面絕緣不帶電，無毒，不含鉛、鎘、汞、六價鉻、聚溴聯(lián)苯和聚溴ニ苯醚等有害物質(zhì)，完全符合環(huán)保要求。陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的制造技術(shù)幾年前在中國獲得突破之后，在直發(fā)器、卷發(fā)器等小電器上取代PTC， 每年應(yīng)用上千萬片。在日本，陶瓷金屬共燒加熱管用于點(diǎn)火器和座便器，但用于座便器時只是管內(nèi)通水，管外不通水，其高效發(fā)熱、導(dǎo)熱、絕緣和節(jié)能等優(yōu)異特性未得到有效發(fā)揮。若利用陶瓷金屬共燒發(fā)熱管內(nèi)外壁同時對水進(jìn)行加熱，這些優(yōu)異特性將能得到充分發(fā)揮。日本、 歐、美等發(fā)達(dá)國家之所以沒有在這方面開發(fā)應(yīng)用，是因?yàn)檫@些國家在廉價能源的時代，家家戶戶都已經(jīng)安裝了用傳統(tǒng)電熱絲發(fā)熱管作發(fā)熱元件的儲水式供熱水箱。而在中國，家庭熱水供應(yīng)設(shè)施需求巨大，在當(dāng)今能源短缺、倡導(dǎo)低碳節(jié)能環(huán)保的時代，將陶瓷金屬共燒加熱管開發(fā)應(yīng)用于加熱裝置，具有巨大的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保價值。

實(shí)用新型內(nèi)容針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種可廣泛用于電熱水器、即熱式電熱水龍頭、小廚寶熱水器、淋浴器、帶溫水沖洗的座便器、太陽能熱水輔助加熱器及飲水機(jī)熱水器等技術(shù)領(lǐng)域的，采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置。本實(shí)用新型的目的是通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，包括設(shè)有流水孔的殼體、發(fā)熱管及內(nèi)水管，所述殼體，其一端與發(fā)熱管的法蘭密封連接，另一端設(shè)有端蓋，該端蓋上開設(shè)有一通孔。所述發(fā)熱管為中空的陶瓷金屬共燒發(fā)熱管，其管壁內(nèi)封閉有發(fā)熱電路，該陶瓷金屬共燒發(fā)熱管靠近法蘭的端部設(shè)有電極端子及密封的封ロ蓋，該電極端子上設(shè)有引線與外部電源連接，該陶瓷金屬共燒發(fā)熱管的另一端與端蓋之間設(shè)有一流水間隙。所述內(nèi)水管，其一端與端蓋上的通孔連接，另一端伸入陶瓷金屬共燒發(fā)熱管內(nèi)。本實(shí)用新型所述的發(fā)熱管是如下方式制作的發(fā)熱管根據(jù)發(fā)熱管的允許尺寸和發(fā)熱功率要求設(shè)計(jì)鎢金屬發(fā)熱電路，在陶瓷生坯片上絲網(wǎng)印刷鎢漿金屬電路，并在生坯背面端部印刷電極，電極部位打孔并填充金屬漿料使電極與電路導(dǎo)通，再電路朝里電極朝外卷在素?zé)沾晒苌?，?jīng)等靜壓壓緊后在1600°C左右的還原氣氛爐中燒結(jié)成一體，形成將鎢金屬電路夾于中間、電極靠近發(fā)熱管的一端的陶瓷發(fā)熱管。電極鍍鎳后在還原氣氛下焊接引線。在管的發(fā)熱部分(發(fā)熱金屬電路對應(yīng)部分)與電極之間的部位通過玻璃料封接等方式封接一陶瓷或金屬法蘭，法蘭上下表面靠近外緣處設(shè)置密封墊圈；在靠近電極的管ロ 部用玻璃料封接ー陶瓷塞以堵住該ロ，或用硅膠粘接等方式粘接金屬或塑膠塞以堵住該 ロ，形成一端有孔的帶法蘭的盲管。 本實(shí)用新型電加熱水裝置外形設(shè)計(jì)為園筒形或方筒形，其殼體包括密封端蓋及筒體，它們通過螺紋連接，其連接處通過密封圈壓緊陶瓷發(fā)熱管的法蘭，形成密封端蓋、法蘭及發(fā)熱管電極端之間的電極引線及電控器件腔，和殼體、法蘭及發(fā)熱管發(fā)熱段之間(包括發(fā)熱管內(nèi)的通水腔)，達(dá)到水電隔離。筒體靠近法蘭處設(shè)有外接流水孔，作進(jìn)水ロ或出水ロ，視安裝要求及水流向而定。端蓋與殼體之間采用螺紋連接，端蓋與發(fā)熱管之間留有可以通過水流的間隙，端蓋中心裝有內(nèi)水管伸入發(fā)熱管內(nèi)直到接近法蘭處，內(nèi)水管與發(fā)熱管內(nèi)壁及法蘭之間亦留有可以通過水流的間隙，形成殼體、發(fā)熱管及內(nèi)水管之間三重管套管，水沿它們的間隙流動經(jīng)發(fā)熱管的內(nèi)壁和外壁加熱；內(nèi)水管靠近端蓋的通孔與流水孔形成一出ー進(jìn)(或ー進(jìn)ー出)關(guān)系，視安裝要求及水流向而定。該結(jié)構(gòu)無論水從哪個孔進(jìn)出，均保證裝置內(nèi)保留余水，使發(fā)熱管的加熱部位始終浸泡在水中，避免干燒情況發(fā)生。針對不同的電加熱水應(yīng)用領(lǐng)域和不同的安裝要求，在保證形成殼體、發(fā)熱管及內(nèi)水管之間三重管套管，水沿它們的間隙流動經(jīng)發(fā)熱管的內(nèi)壁和外壁加熱的基本結(jié)構(gòu)前提下，可對本實(shí)用新型的電加熱水裝置立式垂直安裝、臥式安裝或斜臥式安裝。端蓋則可為帶側(cè)通孔的端蓋，該側(cè)通孔與殼體上的流水孔形成一出ー進(jìn)(或ー進(jìn)ー出)關(guān)系。但臥式安裝時，要保證出水孔朝上，使裝置內(nèi)保留余水，使發(fā)熱管的加熱部位始終浸泡在水中，避免干燒情況發(fā)生。密封端蓋內(nèi)可設(shè)有電源開關(guān)，該電源開關(guān)為手動旋鈕開關(guān)、按鈕開關(guān)或感應(yīng)開關(guān)， 其通過引線與外部電源連接；或，該電源開關(guān)為壓カ開關(guān)或溫控開關(guān)，通過殼體內(nèi)的水壓或溫度控制電路的開閉；或，引出電源線，電源開關(guān)與電加熱水裝置其它電控系統(tǒng)做成一體。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用陶瓷金屬共燒發(fā)熱管(MCH)直接加熱水，比傳統(tǒng)水加熱裝置的加熱效率更高，絕緣不漏電使用壽命更長，更安全，不易積垢；采用殼體、發(fā)熱管、內(nèi)水管三重管套管結(jié)構(gòu)，水路流經(jīng)發(fā)熱管的內(nèi)外側(cè)壁，熱交換更充分，加熱更快速，并且向外散熱少，從而提高熱效率，更加節(jié)能，該結(jié)構(gòu)也保證了發(fā)熱管內(nèi)外常留有少量水，避免驟冷驟熱及干燒對發(fā)熱管的損害。

圖I為本實(shí)用新型采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明請參閱圖1，為本實(shí)用新型采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，包括設(shè)有流水孔102的殼體101、 發(fā)熱管103,所述殼體101,為中空的圓柱形或方柱形,該殼體101,其一端與發(fā)熱管103的法蘭104密封連接，另一端設(shè)有端蓋105，該端蓋105上開設(shè)有一通孔106。所述發(fā)熱管103為中空的陶瓷金屬共燒發(fā)熱管，其管壁內(nèi)封閉有發(fā)熱電路，該陶瓷金屬共燒發(fā)熱管103靠近法蘭104的端部設(shè)有電極端子107及密封的封ロ蓋108，該電極端子107上設(shè)有引線109與外部電源連接，該陶瓷金屬共燒發(fā)熱管103的另一端與端蓋 105之間設(shè)有一流水間隙。內(nèi)水管110，其一端與端蓋105上的通孔106連接，另一端伸入陶瓷金屬共燒發(fā)熱管103內(nèi)。在法蘭104上還設(shè)有密封端蓋111，引線109穿過該密封端蓋111與外部電源連接，該密封端蓋111與法蘭104及殼體101的連接處設(shè)有密封圈113，以將密封端蓋111、法蘭104、殼體101組合成一完全密封的封閉體。在實(shí)際使用過程中，該密封端蓋111內(nèi)可設(shè)置電源開關(guān)112，該電源開關(guān)為旋鈕開關(guān)、按鈕開關(guān)或感應(yīng)開關(guān)，其通過引線109與外部電源連接，使用者通過手動來控制電熱水裝置電路的閉合；同時，該電源開關(guān)112也可為壓カ 開關(guān)或溫控開關(guān)，通過殼體101內(nèi)的水壓或溫度自動控制電路的開閉；或者，引出電源線， 電源開關(guān)112與電加熱水裝置其它電控系統(tǒng)做成一體。本實(shí)施方式是該電熱水裝置垂直安裝時，所采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，殼體101上的流水孔102為進(jìn)水端，該進(jìn)水端設(shè)置于殼體101上端靠近法蘭104的部位，端蓋105上的通孔 106為出水端，水流從流水孔102流入，先后流經(jīng)發(fā)熱管103的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁，然后通過內(nèi)水管110經(jīng)端蓋105上的通孔106流出。此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為保證殼體101內(nèi)保留余水，使發(fā)熱管103的加熱部位始終浸泡在水中，避免干燒情況發(fā)生。本方案適用于側(cè)進(jìn)水的電熱水龍頭、淋浴器、電熱水器、太陽能熱水輔助加熱器及飲水機(jī)熱水系統(tǒng)等。當(dāng)用于電熱水器吋，電源開關(guān)112等電控裝置可獨(dú)立出來與整機(jī)的控制系統(tǒng)整合。請參閱圖2、圖3與圖4，分別為本實(shí)用新型采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置的第二實(shí)施例、第三實(shí)施例、第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在實(shí)際使用過程中，由于應(yīng)用范圍的不同，該電熱水裝置的進(jìn)水端與出水端均有不同的設(shè)計(jì)，但其它結(jié)構(gòu)部分與第一實(shí)施例所述一致。第二實(shí)施例中，端蓋105上的通孔106為進(jìn)水端，殼體101上的流水孔102為出水端，冷水從與端蓋105連接的內(nèi)水管110進(jìn)入，先后流經(jīng)發(fā)熱管103發(fā)熱部的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，從殼體101上的流水孔102流出熱水。本方案適用于下進(jìn)水的電熱水龍頭、電熱水器、 太陽能熱水輔助加熱等。第三實(shí)施例中，電熱水裝置臥式安裝，進(jìn)水端與出水端分別設(shè)于殼體101的兩側(cè)， 冷水從殼體101的流水孔102進(jìn)入，先后流經(jīng)發(fā)熱管101的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁，熱水經(jīng)內(nèi)水管 110與端蓋105上的通孔106流出。本方案適用于下進(jìn)水的電熱水龍頭、電熱水器、太陽能熱水器輔助加熱等。第四實(shí)施例中，電熱水裝置臥式安裝，進(jìn)水端與出水端設(shè)于殼體101的同一側(cè)，冷水從殼體101的流水孔102進(jìn)入，先后流經(jīng)發(fā)熱管103的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，熱水經(jīng)內(nèi)水管 110與端蓋105上的通孔106流出。本方案適用于飲水機(jī)熱水系統(tǒng)等。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍； 凡是依本實(shí)用新型所作的等效變化與修改，都被本實(shí)用新型權(quán)利要求書的范圍所覆蓋。
權(quán)利要求1.一種采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，包括設(shè)有流水孔的殼體、發(fā)熱管及內(nèi)水管，其特征在干所述殼體，其一端與發(fā)熱管的法蘭密封連接，另一端設(shè)有端蓋，該端蓋上開設(shè)有一通孔；所述發(fā)熱管為中空的陶瓷金屬共燒發(fā)熱管，其管壁內(nèi)封閉有發(fā)熱電路，該陶瓷金屬共燒發(fā)熱管靠近法蘭的端部設(shè)有電極端子及密封的封ロ蓋，該電極端子上設(shè)有引線與外部電源連接，該陶瓷金屬共燒發(fā)熱管的另一端與端蓋之間設(shè)有一流水間隙；所述內(nèi)水管，其一端與端蓋上的通孔連接，另一端伸入陶瓷金屬共燒發(fā)熱管內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，其特征在于 所述殼體、一端封ロ的發(fā)熱管、內(nèi)水管形成三重管套管結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，其特征在于 所述法蘭上設(shè)有密封端蓋，引線穿過該密封端蓋與外部電源連接，該密封端蓋與法蘭及殼體的連接處設(shè)有密封圏。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，其特征在于 所述密封端蓋內(nèi)設(shè)有電源開關(guān)，該電源開關(guān)為手動旋鈕開關(guān)、按鈕開關(guān)或感應(yīng)開關(guān)，其通過引線與外部電源連接；或，該電源開關(guān)為壓カ開關(guān)或溫控開關(guān)，通過殼體內(nèi)的水壓或溫度控制電路的開閉；或，引出電源線，電源開關(guān)與電加熱水裝置其它電控系統(tǒng)做成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，其特征在于 所述殼體為圓柱形或方柱形。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種采用管狀陶瓷金屬共燒發(fā)熱體的電熱水裝置，包括殼體、發(fā)熱管及內(nèi)水管，該殼體一端與發(fā)熱管的法蘭連接，另一端設(shè)有端蓋，該端蓋上開設(shè)有通孔，所述發(fā)熱管靠近法蘭的端部設(shè)有電極端子及封口蓋，該電極端子上設(shè)有引線與外部電源連接，該陶瓷金屬共燒發(fā)熱管的另一端與端蓋之間設(shè)有流水間隙，所述內(nèi)水管，其一端與端蓋上的通孔連接，另一端伸入陶瓷金屬共燒發(fā)熱管內(nèi)。本實(shí)用新型采用陶瓷金屬共燒發(fā)熱管直接加熱水，絕緣不漏電使用壽命更長，更安全，不易積垢；采用殼體、發(fā)熱管、內(nèi)水管三重管套管結(jié)構(gòu)，水路流經(jīng)發(fā)熱管的內(nèi)外側(cè)壁，熱交換更充分，加熱更快速，并且向外散熱少，從而提高熱效率，更加節(jié)能。
文檔編號F24H9/18GK202339010SQ20112044543
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者段明新 申請人:段明新