專利名稱：承壓流動(dòng)液體速熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電加熱器，特別涉及一種將承壓流動(dòng)液體快速加熱的液體電熱器。
背景技術(shù)：
承壓流動(dòng)液體加熱問題，涉及各行各業(yè)、千家萬戶。僅用于水加熱的熱水器，就有包括太陽能的、燃?xì)獾摹㈦姛岬牡鹊?，結(jié)構(gòu)五花八門，規(guī)格型號(hào)繁雜紛紜。電熱水器雖有許多獨(dú)特性能，但普通電熱水器體積龐大，既占空間，又不便安裝，使用熱水前得提前幾十分鐘甚至1～2小時(shí)預(yù)熱；若要使之保持處于隨時(shí)供熱水狀態(tài)，則需要晝夜通電保溫，一臺(tái)功率1500W，容積40L左右的電熱水器，在24小時(shí)內(nèi)間斷使用熱水累計(jì)不超過一個(gè)小時(shí)的情況下，日耗電量在3Kwh以上，使大量寶貴的電能耗費(fèi)在長時(shí)間保溫過程。中國專利CN2266099Y《一種即熱式電熱水器》實(shí)用新型，采用PTC熱敏電阻為發(fā)熱體，加熱導(dǎo)熱水槽中的水流，使冷水快速致熱，省去預(yù)熱和保溫過程，既方便使用，又可減少電能浪費(fèi)。但該裝置的PTC發(fā)熱體與導(dǎo)熱水槽之間的導(dǎo)熱面非常有限，只有在多組PTC發(fā)熱體密排，即總功率相當(dāng)大的情況下，才能獲得“即熱”效果，一般民居的供電線路難以承受，令人望而卻步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是直接用市購的PTC液體加熱器為發(fā)熱體，制造一種體積小，重量輕、安裝使用方便、安全性好，成本低，而且額定功率只與普通電熱水器相當(dāng)?shù)某袎毫鲃?dòng)液體速熱器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種承壓流動(dòng)液體速熱器，由包括絕熱體外殼、端蓋、內(nèi)膽、PTC加熱器、冷液進(jìn)口接頭、熱液出口接頭、絕緣體進(jìn)出液連接管、帶漏電保護(hù)器的電源線插頭、放液閥等組成，其特征是PTC加熱器被整體包裹緊固在內(nèi)膽的兩塊導(dǎo)熱體拼合形成的內(nèi)腔里；由導(dǎo)熱體、導(dǎo)熱體柵格狀導(dǎo)流換熱溝槽蓋板組裝而成的內(nèi)膽，與絕熱體外殼、端蓋構(gòu)成間壁結(jié)構(gòu)式換熱。冷液進(jìn)口設(shè)在絕熱體外殼的端蓋上，經(jīng)管接頭與絕緣體進(jìn)液管相接，絕緣體進(jìn)液管的一另一端與外部輸液管道相連接；熱液出口設(shè)在內(nèi)膽里液流通道最末端的導(dǎo)熱體柵格狀導(dǎo)流換熱溝槽蓋板上，經(jīng)穿過絕熱體外殼壁的管接頭，與絕緣體出液管連接，絕緣體出液管的另一端接龍頭開關(guān)或放液閥門，以控制放出的熱液流量。
通液通電后，PTC加熱器表面溫度在數(shù)秒鐘內(nèi)升至設(shè)定值，緊密包裹固定在PTC液體加熱器上的由導(dǎo)熱體、及緊固在導(dǎo)熱體上的柵格導(dǎo)流換熱溝槽蓋板組成的整個(gè)內(nèi)膽也隨之升溫，使與換熱面薄層接觸的液體迅速致熱。十幾秒鐘后打開龍頭開關(guān)或閥門，在放出熱液的同時(shí)，等量的冷液在系統(tǒng)壓力作用下，從冷液進(jìn)口流入殼體內(nèi)補(bǔ)充。流入的冷液先沿絕熱體外殼內(nèi)壁與內(nèi)膽外壁四周的薄間壁流動(dòng)，在流動(dòng)的過程中與已經(jīng)致熱的內(nèi)膽外壁換熱逐步升溫到達(dá)殼體另一端。接著又通過只設(shè)在其中一塊導(dǎo)熱體端面的通液孔，流入溫度更高的柵格狀導(dǎo)流換熱溝槽，沿溝槽反復(fù)曲折迂回流動(dòng)過程中不斷與溝槽熱表面換熱升溫到達(dá)另一端；然后再通過設(shè)在該端兩塊導(dǎo)熱體的內(nèi)對(duì)應(yīng)相接通孔，流入另一塊導(dǎo)熱體的柵格狀導(dǎo)流換熱溝槽，繼續(xù)在其中反復(fù)曲折迂回流動(dòng)換熱升溫，最后到達(dá)設(shè)在內(nèi)膽液流通道最末端溝槽蓋板上的出液口，經(jīng)熱液出口接頭及緊接在接頭上的絕緣體出液接管，用龍頭開關(guān)或閥門控制，就可連續(xù)放出已經(jīng)致熱的液體。
由于PTC液體加熱器制熱快，溫度高，產(chǎn)熱量恒定，而包裹緊固在PTC液體加熱器上的由側(cè)面密布有曲折溝槽的導(dǎo)熱體、導(dǎo)熱體溝槽蓋板組成的內(nèi)膽，將換熱面積擴(kuò)展了許多倍；從進(jìn)液口到出液口的換熱路徑長達(dá)數(shù)米，液流經(jīng)反復(fù)換向，又呈紊流狀態(tài)在層層薄壁中流動(dòng)換熱，足以將流經(jīng)的冷液溫度提高30～50℃，達(dá)到使承壓流動(dòng)液體速熱的目的。
對(duì)于要求出熱液流量大、溫度高，或者用于除水以外的其他液體加熱，本發(fā)明可采用選配額定功率更大、居里點(diǎn)溫度更高(＞300℃)的PTC液體加熱器，及結(jié)構(gòu)尺寸相應(yīng)加大的外殼和內(nèi)膽，或者將兩只以上PTC液體加熱器并聯(lián)安裝在內(nèi)膽里使用，就能滿足上述要求。
本發(fā)明將外殼與內(nèi)膽的配合關(guān)系設(shè)計(jì)成薄間壁結(jié)構(gòu)式換熱器的式樣，既充分利用了內(nèi)膽的所有外表面，使之都成為換熱面，并且可用在間壁內(nèi)流動(dòng)換熱的冷液充當(dāng)保溫隔熱層，不僅可充分利用熱能減少熱量損耗，同時(shí)又能簡化結(jié)構(gòu)，降低制造成本。
在流量相等的情況下，提高發(fā)熱體的功率和居里點(diǎn)溫度，加大發(fā)熱體與液體的換熱面積，延長換熱路徑和時(shí)間，是實(shí)現(xiàn)流動(dòng)液體速熱的基本條件。而在PTC液體加熱器規(guī)格尺寸已經(jīng)選定，流量不變的情況下，換熱面積、換熱延續(xù)時(shí)間就成了影響速熱效果的關(guān)鍵。本發(fā)明采用外側(cè)密布有導(dǎo)流換熱溝槽的導(dǎo)熱體整體包裹緊固PTC液體加熱器，并在換熱溝槽上加蓋板組合成內(nèi)膽，內(nèi)膽與外殼又構(gòu)成間壁結(jié)構(gòu)，其目的就在于最大限度擴(kuò)展發(fā)熱體的發(fā)熱表面，增加換熱面積，用增加液流路徑以延長換熱時(shí)間，并以不斷改變內(nèi)膽里的液流方向，制造液體在內(nèi)膽中紊流薄壁換熱的態(tài)勢，從而明顯提高了液體的速熱效果。
水及各種水溶液都是導(dǎo)電的。防漏電、觸電是液體電加熱器具必須解決的要害問題。本裝置采用帶漏電保護(hù)器的電源插頭電源線，可防止萬一發(fā)生漏電時(shí)，提供可靠安全保護(hù)。同時(shí)，為防止外部管道及在管道內(nèi)傳輸?shù)拇訜嵋后w帶電，造成觸電的潛在危險(xiǎn)，本裝置在進(jìn)出液接頭外還接有一定長度的絕緣體連接管，以確保安全問題萬無一失。
為防止液體加熱溫度過高或發(fā)生干燒，本裝置在外殼的合適部位設(shè)有溫控器，探頭設(shè)在外殼與內(nèi)膽的間壁內(nèi)，當(dāng)間壁的液體溫度到達(dá)設(shè)定值后，能夠自動(dòng)切斷電源。


圖1為承壓流動(dòng)液體速熱器全剖示結(jié)構(gòu)示意2為市購的PTC液體加熱器立體外型3為內(nèi)膽結(jié)構(gòu)分解示意4為用兩只PTC液體加熱器制造的承壓流動(dòng)液體速熱器全剖示結(jié)構(gòu)示意中各標(biāo)號(hào)說明如下1-塑料絕熱外殼；2-外殼端蓋；3-內(nèi)膽；4-冷液進(jìn)口管接頭；5-兩塊導(dǎo)熱體拼合內(nèi)對(duì)接通孔；6-外殼與端蓋緊固連接螺栓；7-間壁式液體通道；8-導(dǎo)熱體導(dǎo)流換熱溝槽蓋板；9-導(dǎo)熱體導(dǎo)流換熱溝槽；10-導(dǎo)熱體熱交換片；11-PTC液體加熱器；12-熱液出口管接頭；13-導(dǎo)熱體；14-PTC加熱器固定接頭；15-電源線進(jìn)口；16-溫度控制器；17-設(shè)在其中一塊導(dǎo)熱體端面的進(jìn)液孔；18-漏電保護(hù)器；19-電源線插頭；20-設(shè)在內(nèi)膽液流末端溝槽蓋板上的出液口螺孔；21-內(nèi)膽組裝連接孔；22-PTC液體加液器安裝內(nèi)腔；23-進(jìn)液口管接頭與外部管道系統(tǒng)連接的絕緣管(圖上未示出)；24-出液口管接頭與放液閥連接的絕緣管(圖上未示出)；25-放液閥門或龍頭(圖上未示出)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)介紹實(shí)施例1一種用本方案制造的速熱電熱水器，如圖1所示。選購功率為1200W，居里點(diǎn)溫度300℃，發(fā)熱面溫度≥280℃，外型尺寸為250mm(長)×70mm(寬)×12mm(厚)，外型如圖2所示的PTC液體加熱器11為發(fā)熱體；用鑄鋁并經(jīng)加工制成如圖3所示，組裝拼合連接時(shí)正好整體包裹PTC液體加熱器11的內(nèi)膽3，保證發(fā)熱面與導(dǎo)熱體13的凹槽緊密相貼。布置在兩塊導(dǎo)熱體上的導(dǎo)流換熱溝槽9的寬度為2～3mm，槽深以導(dǎo)熱體加工后的機(jī)械強(qiáng)度許可為限；設(shè)在內(nèi)膽3近進(jìn)水口一端兩塊導(dǎo)熱體內(nèi)結(jié)合部的相對(duì)應(yīng)通液孔5的數(shù)量和孔徑，以在系統(tǒng)水壓下能使導(dǎo)流換熱溝槽內(nèi)的水順暢流入另一塊導(dǎo)熱體的溝槽為度，本例設(shè)了3對(duì)Φ6的對(duì)接孔。用ABS塑料注塑制成絕熱殼體1和端蓋4，殼體1內(nèi)腔尺寸按與內(nèi)膽3套裝后，四周間壁7每側(cè)有2-3mm間隙確定。進(jìn)液口接頭4按圖1所示緊固在殼體的端蓋2上。將包裹固定安裝好PTC加熱器的內(nèi)膽整體裝入殼體1內(nèi)，PTC液體加熱器的固定螺紋管從殼體1的端面配合孔穿出，以螺帽固定，使密封圈壓緊不漏水；裝配好穿過殼體壁與內(nèi)膽出熱水口20連接的出水口接頭12，在內(nèi)間壁和殼體外表面均襯墊耐高溫密封圈，以保證該接頭處不漏水。最后裝上端蓋緊固連接螺栓6，用一根長1.5m的絕緣體水管將進(jìn)水口4與外部供水系統(tǒng)相連接；也用一段(長度任選)絕緣體出熱水管將出水口12與控制放熱水龍頭或閥門25相連接；將與溫控器16、漏電保護(hù)器18正確連接的電源線與PTC液體加熱器11的電源接頭接通，接頭處經(jīng)可靠絕緣防水保護(hù)后，將電源插頭19接入供電線路，速熱器就能正常工作供應(yīng)熱水。按熱水流量大小，水溫將在60℃左右變化可調(diào)。為確保安全防止熱水傷人，本裝置在絕熱殼體合適部位設(shè)有溫控器16，該溫控器的感溫觸頭設(shè)在間壁7中，一旦間壁的水溫也達(dá)到60℃時(shí)，溫控器將切斷電源。
實(shí)施例2如圖4所示，為一種用于加熱其他承壓流動(dòng)液體或要求流量大，出熱液溫度高，采用兩只PTC液體加熱器并聯(lián)工作的承壓流動(dòng)液體速熱器。與實(shí)施例1相比，除內(nèi)膽設(shè)有兩個(gè)布置PTC液體加熱器的內(nèi)腔，因此內(nèi)膽里液體流向要適當(dāng)改動(dòng)，將出液口20布置在溝槽蓋板上方的正中間外(圖上未標(biāo)出)，其他結(jié)構(gòu)及工作流程與本發(fā)明提供的承壓流動(dòng)液體速熱器，額定功率適中，不需要預(yù)熱保溫就能即開即用，使用十分方便，還可大量節(jié)電；不僅體積小，重量輕、好安裝，而且結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，生產(chǎn)成本低，安全性萬無一失，既可用作普通家庭的熱水器，也可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)，生活的各種有將承壓流動(dòng)液體加熱需求場所，一旦推上市場，其社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益不可估量。
權(quán)利要求
1.一種承壓流動(dòng)液體速熱器，由包括外殼(1)、端蓋(2)、內(nèi)膽(3)、PTC加熱器(11)、冷液進(jìn)口管接頭(4)、熱液出口管接頭(12)、帶漏電保護(hù)器(18)的電源插頭(19)、溫度控制器(16)、進(jìn)出液連接管等所組成，其特征是所述PTC加熱器(11)被整體包裹布置在內(nèi)膽(3)的導(dǎo)熱體(13)拼合構(gòu)成的內(nèi)腔(22)里；內(nèi)膽(3)與外殼(1)、端蓋(2)構(gòu)成間壁結(jié)構(gòu)式換熱狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓流動(dòng)液體速熱器，其特征是所述內(nèi)膽(3)由兩塊導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱體(13)和兩塊導(dǎo)熱體導(dǎo)流換熱溝槽蓋板(8)緊密拼合連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的承壓流動(dòng)液體速熱器，其特征是所述導(dǎo)熱體(13)的一面設(shè)有布置PTC加熱器(11)的內(nèi)腔凹槽(22)，內(nèi)腔凹槽(22)背面密布有柵格狀導(dǎo)流換熱溝槽(9)；兩塊導(dǎo)熱體(13)的其中一塊端部設(shè)有進(jìn)液孔(17)，另一端設(shè)有兩塊導(dǎo)熱體(13)拼合內(nèi)對(duì)應(yīng)通孔(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓流動(dòng)液體速熱器，其特征是被整體包裹布置在兩塊導(dǎo)熱體(13)拼合構(gòu)成的內(nèi)腔(22)里的PTC加熱器(11)為PTC液體加熱器，其外形和尺寸可根據(jù)不同功率及需要確定；也可以將兩只以上PTC液體加熱器并聯(lián)安裝使用。
5根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓流動(dòng)液體速熱器，其特征是外殼(1)、端蓋(2)用耐高溫、隔熱性能良好的塑料注塑制成，結(jié)合處用耐高溫防漏密封圈襯墊，用螺栓(6)緊固。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓流動(dòng)液體速熱器，其特征是進(jìn)液口設(shè)在端蓋(2)上，用進(jìn)液口管接頭(4)與進(jìn)液管(23)連通；出液口(20)設(shè)在內(nèi)膽里液流末端的溝槽蓋板(8)上，用一只穿過外殼(1)殼壁的出液口管接頭(12)與出液管(24)連通；進(jìn)液口接頭(4)與外部管道系統(tǒng)連接的進(jìn)液管(23)、出液口接頭(12)與放液閥(25)之間的出液管(24)均用絕緣材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的任一權(quán)利要求所述的承壓流動(dòng)液體速熱器，其特征是與供電線路連接的是帶漏電保護(hù)器(18)的電源插頭(19)；殼體的合適部位布置有溫度控制器(16)。
全文摘要
一種承壓流動(dòng)液體速熱器，由外殼、端蓋、內(nèi)膽、PTC加熱器、進(jìn)出液接頭、帶漏電保護(hù)器電源插頭、溫控器、進(jìn)出液連接管、放液閥等組成，其特征是PTC加熱器被整體包裹布置在內(nèi)膽的兩塊外側(cè)密布導(dǎo)流換熱溝槽的導(dǎo)熱體拼合構(gòu)成的內(nèi)腔里；內(nèi)膽與外殼、端蓋構(gòu)成間壁結(jié)構(gòu)式換熱。本裝置由于用市購的致熱快、溫度高的PTC液體加熱器為發(fā)熱體，并擴(kuò)展其導(dǎo)熱面積，增長換熱路徑，延長換熱時(shí)間，營造紊流薄壁換熱，用間壁結(jié)構(gòu)充分利用熱能，還在進(jìn)出液接頭連接絕緣體接管以防止外管道及管道內(nèi)液體萬一帶電產(chǎn)生危險(xiǎn)，全面解決了傳統(tǒng)液體電加熱器存在額定功率及體積大、安裝難、需預(yù)熱保溫、電能損耗大、存在漏電安全隱患等一系列問題，其推廣應(yīng)用前景極好。
文檔編號(hào)H05B3/22GK1587853SQ20041005361
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月8日
發(fā)明者涂志榮, 陳定弟 申請人:涂志榮