CN100520213C - 节能即热式电加热装置 - Google Patents

Abstract

一种节能即热式电加热装置，包括非金属水管、缠绕在非金属水管上的电热丝和可吸收热量的水夹套。该装置运行时，常温水先从夹套中流过，通过吸收电热丝向外泄漏的热量而被逐渐预热，经此预热过的水再进入水管，水管内的水在流动过程中，被缠绕在水管外的电热丝再次逐渐加热，当水流到该加热装置出口时，水温达到所需温度。该装置的显著特点是：加热速度快、节能、安全并且不易结垢。该装置主要应用于即热式饮水机中，加热从其中流过的饮用水。该加热装置也可以应用于其它需要对流动的液体进行即热式加热的设备中。

Description

节能即热式电加热装置

技术领域

本发明涉及液体加热技术领域，尤其涉及一种节能即热式电加热装置。

背景技术

即热式饮水机有许多优点，例如它彻底克服了普通饮水机重复加热的现象，出水水质新鲜，待机时几乎没有能耗等。如中国专利号为200410089171.2的《快速电加热饮水机》披露了这样一种饮水机。但是，该饮水机仍然存在一些急需改进的地方，尤其是其中使用的即热式电加热器。该电加热器由水管和电加热管通过铸体紧贴而成，其明显存在下述问题：

1.该电加热器运行时外表温度可能超过200℃，而且未设保温层，所以火灾隐患非常大；

2.水管采用直径较小的金属管制造，换热面积较小，水管的温度较高，易结水垢，尤其对于硬度较高的饮用水，情况将更严重。水管内侧壁一旦结水垢，其传热性能就急剧恶化，这将使该电加热器外表温度进一步升高，火灾隐患更大；

3.由于电加热器外表温度高，其与环境之间的温差大，向环境散发的热量多，所以能耗大；

4.电加热器消耗较多的金属材料，而金属材料的热容较大，所以该电加热器热惯性大，水加热速度慢。

发明内容

针对现有即热式电加热器技术的使用不安全、易结垢和能耗大等缺陷，本发明的目的在于能提供一种加热速度快、使用安全、防水垢性能好、节能、结构紧凑的一种节能即热式电加热装置，该装置主要应用于即热式饮水机中，加热从其中流过的饮用水，当水流到该加热装置出口时，水温升到用户所需的温度。该加热装置也可以应用于其它需要对流动的液体进行即热式加热的设备中。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种节能即热式电加热装置，包括非金属水管、缠绕在非金属水管上的电热丝和可吸收热量的水夹套。该装置运行时，常温水先从夹套中流过，通过吸收电热丝向外泄漏的热量而被逐渐预热，经此预热过的水再进入水管，水管内的水在流动过程中，被电热丝再次逐渐加热，当水流到该加热装置出口时，水温达到所需温度。

所述的非金属水管是一根内表面光滑的薄壁圆管，其采用既耐高温又耐大温差而不破裂、且具有优良绝缘性能的非金属材料制成。所述的非金属材料是指特种玻璃，也可以采用特种陶瓷，优选采用特种玻璃。

所述的水夹套包括套管和外壳，在套管和外壳的中间留有通水间隙，在套管和外壳的两端部设有密封堵头，在外壳上设有进水口、出水口和排气口。在套管和水管之间留有可设置电热丝和薄保温层的间隙，薄保温层包覆在电热丝外，在套管和水管的两端设有密封堵头。在电热丝的两端分别连有可导电且设有电气接头的环形夹，该环形夹内侧紧贴水管，其外侧通过密封堵头与套管内侧壁密封连接。套管可用非金属材料，也可用金属材料，优选采用既耐高温又耐大温差而不破裂、且具有优良绝缘性的非金属材料制造。

本发明节能即热式电加热装置所采取的技术措施还包括：在套管上设置可反射热射线的反射层，以提高保温效果。所述的反射层可以通过在套管表面镀金属(例如银、铝、铬等)的方法制造，也可以用其它方法制造。

本发明节能即热式电加热装置所采取的技术措施还包括：将电热丝所在的空间抽成真空状态，以便进一步提高保温效果和防止电热丝高温氧化从而提高电热丝的使用寿命。

由于所述的非金属水管的内表面光滑、且不导电，产生水垢的主要成分——钙、镁离子不易在其表面沉积，即使有微量沉积，因其与非金属表面的亲和力很弱，这些微量沉积物容易被流动的水流带走，故与水接触的非金属水管的内表面几乎不产生水垢。这样，本发明节能即热式电加热装置在通电加热过程中，就可以长时间保持优良的加热性能和很好的安全性、可靠性。

电热丝向内的热量传递，也就是向水管中的水的热量传递，可以通过热辐射和热传导两种方式，使水管中的水达到设定温度。一方面由于水管壁厚很薄(约1毫米)，热传导的速度很快；另一方面由于特种玻璃制造的水管透光性很好，高温电热丝发出的热辐射很容易穿过玻璃被水管中的水吸收。所以，本发明节能即热式电加热装置的传热速度很快，也就是水的加热速度很快。

电热丝向外的热量传递受到薄保温层、真空和反射层的阻挡，热量很难向外散发，只可能有少量的热量泄漏，而这部分泄漏的热量又被水夹套中的水吸收，所以该电加热器的外表温度很低，没有必要在外表面增设很厚的保温层，从而使该电加热器的尺寸紧凑。

本发明节能即热式电加热装置由于具有电热丝产生的热量基本上全部被水吸收、外壳温度很低、基本上不向环境散发热量、水管不易结垢等特性，所以，它能够达到使用安全、可靠和节能的目的。

作为本发明的一种简化结构，所述的外壳予以取消，这时所述的套管上设置可反射热辐射的反射层，其中的电热丝处于真空状态，其余要求同上。运行时，水流从水管的下端进入，水流在水管内向上的流动过程中，被缠绕在水管外的电热丝逐渐加热到所需温度后从水管的上端流出。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是图1的A——A剖面图。

图3是实施例一的水流气流示意图。

图4是本发明实施例二的结构示意图。

图5是图4的A——A剖面图。

图6是装有实施例一的饮水机的结构示意图。

图7是装有实施例二的饮水机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明进行详细描述，但应当理解这里的详细描述并不构成对本发明保护范围的限制。

实施例一：结合图1、图2和图3所示，本实施例节能即热式电加热装置，包括非金属水管5、缠绕在非金属水管上的电热丝12和可吸收热量的水夹套。所述的非金属水管5是一根内表面光滑的薄壁圆管，其采用既耐高温又耐大温差而不破裂、且具有优良绝缘性能的特种玻璃制成。

所述的水夹套包括套管10和外壳13，在套管10和外壳13的中间留有通水间隙，在套管10和外壳13的两端部设有密封堵头17，在堵头17和套管10之间设有密封圈8，在外壳13上设有进水口7、出水口15和排气口1。在套管10和水管5之间留有可设置电热丝12和薄保温层11的间隙，薄保温层11包覆在电热丝12外，在套管10和水管5的两端设有密封堵头9，该密封堵头9采用耐高温的密封胶制成。在电热丝12的两端分别连有可导电并且设有电气接头3的环形夹6，该环形夹6内侧紧贴水管5，其外侧通过密封堵头9与套管10的内侧壁密封连接。电热丝12通过环形夹6固定在水管5上。在环形夹6与水管5的缝隙口设有耐高温的密封胶4。套管10采用既耐高温又耐大温差而不破裂、且具有优良绝缘性的特种玻璃制成。在套管10的外表面设置可反射热射线的反射层14，以提高保温效果。所述的反射层14可以通过在玻璃表面镀银的方法制造，也可以采用其它方法制造。将电热丝12所在的空间抽成真空状态，以便进一步提高保温效果和防止电热丝高温氧化从而提高电热丝的使用寿命。在水管5的下端密封连接管接头18，在管接头18与出水口15之间连有弯管16。

本实施例在运行时，水流从进水口7进入水夹套，再从出水口15流出水夹套，然后通过弯管16和管接头18进入水管5，水夹套中的气体可以从排气口1排出。水流在水夹套内向下的流动过程中，吸收缠绕在水管外的电热丝12向外泄漏的热量而被逐渐预热，然后水流在水管5内向上的流动过程中，被电热丝12再次逐渐加热，当水流到该加热装置出口时，水温达到所需温度并从水管5的上端流出。

图6是装有本实施例即热式电加热装置22的饮水机的结构示意图。结合图6所示，从饮水机水斗的出水口上连接一水管20到该加热装置22的进水口7，从饮水机水斗的上部连接一气管19到该加热装置22的排气口1，该加热装置22的水管5的出口(上端)接饮水机水嘴21，在该加热装置22的水管5的进口(下端)和出水口15之间的管路上装有常闭电磁阀23。使用时，将饮水机电源合上，电磁阀23开启，水斗中的水通过水管20进入水夹套，水夹套中的气体通过气管19排入饮水机水斗，水流在水夹套内向下的流动过程中被逐渐预热，然后通过电磁阀23从下端进入水管5，水流在水管5内向上的流动过程中，被再次逐渐加热，当水流到水管5的出口(上端)时，水温达到所需温度，再从饮水机水嘴21流出。

实施例二：结合图4和图5所示，本实施例是对实施例一的一种简化，将实施例一中的外壳13予以取消，其它要求与实施例一相同。本实施例运行时水流从水管5的下端进入，水流在水管内向上的流动的过程中被逐渐加热到所需温度后从水管5的上端流出。

图7是装有本实施例即热式电加热装置25的饮水机的结构示意图。结合图7所示，电磁阀23的进口通过水管24接饮水机水斗的出水口，电磁阀23的出口接该加热装置25的进口(下端)，该加热装置25的出口(上端)接饮水机水嘴21。使用时，将饮水机电源合上，电磁阀23开启，水斗中的水通过水管24和电磁阀23从下端进入水管5，水流在水管5内向上的流动过程中，被缠绕在水管5外的电热丝12逐渐加热，当水流到水管5的出口(上端)时，水温达到所需温度，再从饮水机水嘴21流出。

Claims (5)

1、一种节能即热式电加热装置，适用于即热式饮水机上即时加热饮用水，包括非金属水管和缠绕在非金属水管上的电热丝，其特征在于：在电热丝的外部设有包括套管、外壳和堵头所构成的吸收热量的水夹套，所述的节能即热式电加热装置的进水口设置在水夹套的顶部，其出水口在非金属水管的上端。

2、按照权利要求1所述的节能即热式电加热装置，其特征在于：所述的水管和套管之间间隙的两端设有密封堵头，位于水管和套管之间间隙中的电热丝处于真空状态。

3、按照权利要求1所述的节能即热式电加热装置，其特征在于：水夹套的顶部设有排气口。

4、按照权利要求1所述的节能即热式电加热装置，其特征在于：所述的套管上设有可反射热辐射的反射层。

5、一种饮水机，其特征在于：所述的饮水机上装有按照权利要求1所述的节能即热式电加热装置。

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