CN105546804B - 一种用于液体加热的加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液体加热的加热装置，包括密封支架、加热体、进水口和出水口，密封支架与加热体密封连接、且两者之间围闭有腔体，所述腔体内设有密封体，密封体与加热体围成一定容量的密封水道，密封水道分别通过进水口和出水口与外界连通，从进水口进入的液体均被密封限定在密封水道内、并沿着密封水道最终从出水口流出。此款加热装置能减少开机预热等待时间，连续出水温度稳定，在待机时，不需要依靠加热来维持铸铝的温度；同时，能避免因为液体流道和不锈钢厚膜加热器之间的缝隙，带来的串水问题引起气化，带来的出水蒸汽和不连续出水。

Description

一种用于液体加热的加热装置

技术领域

本发明涉及一种加热装置，特别是一种用于液体加热的加热装置。

背景技术

一般，在需要连续出热水的加热电器中，将发热电阻丝通过绝缘层的包裹或填充，镶嵌于导热系数较好的铸铝中，同时将不锈钢管折弯形成连续的液体流道，镶嵌于铸铝中。

因为发热电阻产生的热量不能直接和水进行热交换，需要先将铸铝加热到一定温度，铸铝上的热量通过不锈钢管液体流道和水产生热交换。由于铝的热惯量大，会存在以下问题：1、在开机时，需要等待较长的时间15至30S（秒）预热，才能将铸铝加热到需要的温度；2、如果在连续出热水的情况下，发热电阻丝产生的热量不能及时跟上液体吸收的热量，会导致铸铝的温度下降，如果需要的水温不能下降，需要继续等待加热；3、如果加热器处于待机中，需要用控制来恒定铸铝的温度，造成能源的浪费；4、带有这种高热惯量的铸铝加热器，必须通过预热来获得恒定温度的水，在连续出水时，水温不能恒定。因为高热量的惯性，更不能实现水温的连续变化调节。同时铸铝的生产工艺复杂，体积大，重量重。

基于以上的问题，有一些方案去改善，如在不锈钢厚膜圆管内做塑料液体流道，来避免热惯量的影响，塑料具有一定的硬度，需要套入不锈钢外管中，能够轻松地套入不锈钢圆管内，尺寸配合需要减小塑料液体流道的外径，不能实现紧配合。安装没有问题，但会带来密封的问题，致使水不能完全按照液体流道的流向流动，总有一部分水会从密封不严实的缝隙处走捷径，水流通道一定，必然会导致一部分水不流动，成为死水，在该处持续加热，最终导致气化，产生蒸汽喷出，出水断断续续，同时因为塑料盒金属间的密封只能依靠密封圈密封，不能实现储压8至10bar的要求，在常压中，也可能因为速率或密封圈在高温的环境长期使用而出现老化，出现漏液的风险。

目前，在净水装置领域，如：传统的净水机，一般只设置有过滤区和温度调节区，使用时，水先被过滤后，经加热或降温直接输出可供用户饮用的水；然而，上述传统结构的净水机，仍存在以下不足之处：在不同的使用环境，往往会受到不同的进水温度影响，用户饮用的出水温度存在明显差异，如：冬天和夏天，水被加热或制冷相同的时间，但由于进水温度不同，其出水温度明显存在差异；为此，也有部分净水机，为适应进水温度不同影响，会设置可调节加热或制冷时间长短的调节功能，这虽然在一定程度上可满足用户对出水温度的要求，但给用户使用造成诸多不便，尤其是无法满足高端用户对快速出水的使用需要，因此，如何在净水装置领域，在不改变加热或制冷时间的前提下，又能保证出水温度可满足用户饮用要求，这一直是业界急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、合理，热惯量小、加热效果好的用于液体加热的加热装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于液体加热的加热装置，包括密封支架、加热体、进水口和出水口，密封支架与加热体密封连接、且两者之间围闭有腔体，其特征是，所述腔体内设有密封体，密封体与加热体围成一定容量的密封水道，密封水道分别通过进水口和出水口与外界连通，从进水口进入的液体均被密封限定在密封水道内、并沿着密封水道最终从出水口流出。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的一方案，所述密封体对应进水口和出水口之间的直线连通路径上设有密封筋，密封筋与加热体密封配合，使得进水口和出水口之间密封水道的路径大于进水口和出水口之间的直线距离，提高被加热液体与加热体的换热效率。

作为进一步的方案，所述密封筋与密封体一体成型，密封筋与密封体接触的面积大于密封筋与加热体密封配合处的面积，使得加热体的热量更多地传递给被加热的液体，避免热量的浪费。

所述密封体浇注在密封支架外。通过此方式配合，可提高密封体与密封支架连接的紧密度。

作为再进一步的方案，所述密封支架表面设有用于限定密封体安装位置的定位部，使得密封体的位置先与密封支架相对固定，因此密封水道不会移动或移动很小。

作为更佳的方案，所述密封支架和加热体均为中空的管状结构，密封体紧套在密封支架外，密封筋螺旋上升式设在密封体外，密封筋的螺距形成螺旋水槽，加热体套设在密封支架及密封体外，加热体两端分别与密封支架两端密封配合，螺旋水槽与加热体共同围成螺旋形的密封水道，进水口和出水口分别位于密封水道两端。从进水口进入密封水道内的液体只能流经整段密封水道后才能从出水口流出，其流经路径较长，与加热体有充分接触，避免热量浪费。

所述密封支架中心形成有空腔，进水口和出水口均设置在空腔壁上。密封支架实质为两端敞开的管体，管体横截面呈圆形或类似于圆形，再结合螺旋形的密封水道，使得密封水道无死角，减少水垢的积聚。另外，密封支架的中空结构，有助减少重量，降低加热装置的热惯量，提高加热时间。

所述加热体朝向密封体的表面为光滑面，避免因水垢形成而降低热传递效率。

所述加热体包括导热部件和加热部件，导热部件为管体，加热部件为厚膜加热电路，厚膜加热电路烧结在导热部件外周、并位于进水口和出水口之间对应的高度范围内，且密封水道的表面积大于厚膜加热电路的表面积，确保厚膜加热电路只针对密封水道进行加热，有效防止因厚膜加热电路未能及时与被加热液体进行热交换而出现的温升过快的现在，提高厚膜加热电路的使用寿命，以及提高产品使用的安全性。

所述用于液体加热的加热装置还包括电连接器，电连接器包括连接座、弹性触点和触点引脚，连接座设置在加热体上，弹性触点设置在连接座上、并分别与触点引脚和厚膜加热电路电性连接，触点引脚伸出连接座外。由于加热体外表面为圆周面，如果直接在其上焊接线路较困难，而通过将电连接器固定在加热体外，使得电连接器的触点与加热体上电连接点导电接触，大大降低了接线的难度，而且，触点还设有引出电连接器外的引脚，方便接线。

本发明的有益效果如下：

（1）此款加热装置能减少开机预热等待时间，连续出水温度稳定，在待机时，不需要依靠加热来维持铸铝的温度；

（2）此款加热装置能避免因为液体流道和不锈钢厚膜加热器之间的缝隙，带来的串水问题引起气化，带来的出水蒸汽和不连续出水；

（3）此款加热装置结构简单，制造成本低廉；

（4）此款加热装置能迅速产生温度在60℃到98℃之间的水，可适用于电咖啡壶、浓咖啡制作器和饮料加热器等，满足对咖啡或饮料口感及营养的萃取；

（5）此款加热装置能在初始及任意时刻得到连续稳定温度或变化温度的水。

附图说明

图1为本发明一实施例分解结构示意图。

图2为图1装配后结构示意图。

图3为图2另一角度结构示意图。

图4为本发明剖视结构示意图。

图5为图4中A处放大结构示意图。

图6为密封支架另一实施方式结构示意图。

图7为本发明一使用状态结构示意图。

图8为图7连接框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一，参见图1至图5所示，一种用于液体加热的加热装置100，包括密封支架1、加热体10、进水口14和出水口11，密封支架1与加热体10密封连接、且两者之间围闭有腔体，所述腔体内设有密封体2，密封体2与加热体10围成一定容量的密封水道8，密封水道8分别通过进水口14和出水口11与外界连通，从进水口14进入的液体均被密封限定在密封水道8内、并沿着密封水道8最终从出水口11流出。

所述密封体2对应进水口14和出水口11之间的直线连通路径上设有密封筋21，密封筋21与加热体10密封配合。所述密封筋21与密封体2一体成型，密封筋21与密封体2接触的面积大于密封筋21与加热体10密封配合处的面积。所述密封筋21与导热部件3密封配合处的一端呈尖角状。

所述密封体2浇注在密封支架1外，所述密封体2为硅胶或橡胶。

所述密封支架1和加热体10均为中空的管状结构，密封体2紧套在密封支架1外，密封筋21螺旋上升式设在密封体2外，密封筋21的螺距形成螺旋水槽22，加热体10套设在密封支架1及密封体2外，加热体10两端分别与密封支架1两端密封配合，螺旋水槽22与加热体10共同围成螺旋形的密封水道8，进水口14和出水口11分别位于密封水道8两端。

所述密封支架1中心形成有空腔12，进水口14和出水口11均设置在空腔12壁上。所述密封支架1两端设有外翻边13，外翻边13与所述导热部件3端部焊接密封。所述进水口14和出水口11分别与密封支架1焊接密封固定，进水口14和出水口11分别与密封水道8连通。所述密封支架1呈管状，内侧形成两端敞开的空腔12，进水口14和出水口11均设置在空腔12壁上。所述进水口14和出水口11分别向下和向上弯曲。

所述加热体10朝向密封体2的表面为光滑面。

所述加热体10包括导热部件3和加热部件4，导热部件3为管体，加热部件4为厚膜加热电路，厚膜加热电路烧结在导热部件3外周、并位于进水口14和出水口11之间对应的高度范围内，且密封水道8的表面积大于厚膜加热电路的表面积。

所述厚膜加热电路包括依次烧结在导热部件3外表面的绝缘底层41、发热电阻层42和绝缘外层，绝缘底层41上还设有与发热电阻层42导电接触的供电端子43。所述发热电阻层42至少由一层电阻浆烧结而成，其从上至下设有多条，各条发热电阻层42相互平行，相邻两条发热电阻层42之间通过导电桥44串联，上下两端的发热电阻层42分别与供电端子43导电连接。

所述导热部件3上设有至少一个靠近在出水口11位置的出水温度传感器6。所述出水温度传感器6沿进水口14至出水口11之间液体流动方向设置，出水温度传感器6位于进水口14与出水口11之间，经进水口14进入密封水道8的液体先经过出水温度传感器6探测区域后再从出水口11流出。

由于所述进水口14和出水口11分别靠近在加热体10的下部和上部，所以出水温度传感器6位于加热体10上部。

所述导热部件3上还设有过温传感器7。

所述出水温度传感器6和过温传感器7贴在厚膜加热电路外表面。所述厚膜加热电路的绝缘底层41上还设有与与出水温度传感器6和过温传感器7相接的温度数据采集电极。

所述用于液体加热的加热装置100还包括电连接器20，电连接器20包括连接座5、强电触点53和弱电触点52，连接座5设置在加热体10上，强电触点53和弱电触点52设置在连接座5上、并分别与加热体10上的供电端子43和温度数据采集电极导电接触；所述连接座5上还设有强电引脚531和弱电引脚521，强电引脚531和弱电引脚521分别与强电触点53和弱电触点52导电连接。

所述导热部件3由金属薄片制成，其表面设有固定架54，连接座5与固定架54和导热部件3固定连接，固定架54还电性连接有接地引脚541。

所述导热部件3为中空的圆管状或扁管状结构，厚膜加热电路呈开口环状设置在导热部件3外周，供电端子43和温度数据采集电极位于厚膜加热电路首尾两端；所述连接座5呈弧形、并设置在加热部件4外，其中，强电触点53和弱电触点52设置在连接座5朝向导热部件3的侧面两端上。

所述连接座5上方对应强电触点53和弱电触点52背后设有护板51。

所述连接座5底部还设有勾扣55，勾扣55与导热部件3下缘扣接。

实施例二，与实施例一的不同之处在于：参见图6所示，所述密封支架1表面设有用于限定密封体安装位置的定位部15。所述定位部15为两个以上的凸点或凸筋。

结合图7所示，一种带有上述加热装置100的净水系统，包括过滤组件9、流量调节装置30和加热装置100，加热装置100设有进水口14和出水口11，过滤组件9、流量调节装置30和加热装置100通过水路串联，过滤组件9设置在进水口14之前水路上。

还包括进水温度检测装置（进水温度传感器40），所述过滤组件9包括原水区91、过滤装置92和净水区93，原水区91通过过滤装置92、净水区93与加热装置100的进水口14连通。

所述流量调节装置30为水泵或流量调节阀，其设置在过滤组件9与加热装置100的进水口14之间。

所述进水温度检测装置设置在进水口14之前水路上，进水温度检测装置所在位置与进水口14之间水路还设有单向阀50。

其工作原理：结合图8所示，自来水（可人手往原水区倒入水源）进入原水区后，经底部出口通过过滤装置而进入下方的净水区，由流量调节器（系统根据出水温度检测值与进水温度检测值作对比，并按预设出水温度值而自动调整水流量），净水通过单向阀和流量调节器被送入加热装置100进行加热，最后由出水口供出可满足用户饮用温度要求的净水。

Claims (7)

1.一种用于液体加热的加热装置，包括密封支架（1）、加热体（10）、进水口（14）和出水口（11），密封支架（1）与加热体（10）密封连接、且两者之间围闭有腔体，其特征是，所述腔体内设有密封体（2），密封体（2）与加热体（10）围成一定容量的密封水道（8），密封水道（8）分别通过进水口（14）和出水口（11）与外界连通，从进水口（14）进入的液体均被密封限定在密封水道（8）内、并沿着密封水道（8）最终从出水口（11）流出；

所述密封体（2）对应进水口（14）和出水口（11）之间的直线连通路径上设有密封筋（21），密封筋（21）与加热体（10）密封配合；

所述密封支架（1）和加热体（10）均为中空的管状结构，密封体（2）紧套在密封支架（1）外，密封筋（21）螺旋上升式设在密封体（2）外，密封筋（21）的螺距形成螺旋水槽（22），加热体（10）套设在密封支架（1）及密封体（2）外，加热体（10）两端分别与密封支架（1）两端密封配合，螺旋水槽（22）与加热体（10）共同围成螺旋形的密封水道（8），进水口（14）和出水口（11）分别位于密封水道（8）两端；

所述密封支架（1）中心形成有空腔（12），进水口（14）和出水口（11）均设置在空腔（12）壁上。

2.根据权利要求1所述用于液体加热的加热装置，其特征是，所述密封筋（21）与密封体（2）一体成型，密封筋（21）与密封体（2）接触的面积大于密封筋（21）与加热体（10）密封配合处的面积。

3.根据权利要求1所述用于液体加热的加热装置，其特征是，所述密封体（2）浇注在密封支架（1）外。

4.根据权利要求1所述用于液体加热的加热装置，其特征是，所述密封支架（1）表面设有用于限定密封体（2）安装位置的定位部（15）。

5.根据权利要求1所述用于液体加热的加热装置，其特征是，所述加热体（10）朝向密封体（2）的表面为光滑面。

6.根据权利要求1所述用于液体加热的加热装置，其特征是，所述加热体（10）包括导热部件（3）和加热部件（4），导热部件（3）为管体，加热部件（4）为厚膜加热电路，厚膜加热电路烧结在导热部件（3）外周、并位于进水口（14）和出水口（11）之间对应的高度范围内，且密封水道（8）的表面积大于厚膜加热电路的表面积。

7.根据权利要求6所述用于液体加热的加热装置，其特征是，还包括电连接器（20），电连接器（20）包括连接座（5）、弹性触点和触点引脚，连接座（5）设置在加热体（10）上，弹性触点设置在连接座（5）上、并分别与触点引脚和厚膜加热电路电性连接，触点引脚伸出连接座（5）外。