CN102261730B - 储水式电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储水式电热水器，其包括内胆，用于收容一定量的可被加热的水，内胆包括径向的上半部分和下半部分；进水口和出水口，和内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水；第一电加热管，其有效加热段位于内胆所述上半部分的下半区内。通过这种结构，使内胆上半部分内的水可在最短时间内加热到预定温度，而且也不会额外地损耗电能，提高了能源的利用率。

Description

储水式电热水器

技术领域

本发明涉及一种热水器，尤其涉及一种采用电加热管加热的储水式电热水器。

背景技术

储水式电热水器由于技术成熟、安全性能高，目前被中国家庭所广泛采用。这种电热水器通常包括储水用的内胆，设置在内胆内用来加热水的电加热棒，包覆在内胆外的保温层以及外壳。早期的电热水器中只设有一根加热棒。然而，当需要使用少量的热水时，电加热棒会将整个内胆内的水加热到设定温度，这样不仅需要等待很长的时间，而且由于胆内的大量热水不会被使用，从而造成了不必要的能源浪费。为解决这个问题，目前的电热水器已开始采用两根或两根以上的多根加热棒来进行加热，如中国实用新型专利公告CN200986301Y所示。其中多根加热棒被放置在内胆内的不同高度位置，当需要使用少量热水时，可控制位于内胆中部位置或内胆上部的中间位置的加热棒对上半胆的水进行加热。

然而，上述结构并不能很有效地加热上半胆水。水在加热过程中，随着温度升高，密度就会减小，温度高的水会向上层运动，随之，温度较低地水就会补充进来，从而形成对流。当使用位于内胆中部位置的加热棒时，不仅加热上半胆的水，还在加热下半胆中靠近上半胆的水；而当使用位于内胆上部中间位置的加热棒时，其主要是在加热上半胆中靠近顶部的水，而对于靠近下半胆中的水则很难顾及到。也就是说，上述两种情况，都很难在加热时间和能源利用方面做到很好的均衡。有鉴于此，有必要对现有的储水式电热水器予以改进以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储水式电热水器，其具有改进的电加热管设置，可确保内胆中的上半部分水被有效地加热。

为实现上述目的，本发明的一种储水式电热水器包括：

内胆，用于收容一定量的可被加热的水，所述内胆包括径向的上半部分和下半部分；

进水口和出水口，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水；

第一电加热管，其有效加热段位于内胆所述上半部分的下半区内。

作为本发明的进一步改进，还包括第二电加热管，其有效加热段位于内胆所述下半部分的下半区内。

作为本发明的进一步改进，还包括第三电加热管，其有效加热段位于内胆所述下半部分的下半区内。

作为本发明的进一步改进，还包括第四电加热管，其有效加热段位于内胆所述上半部分的下半区内。

作为本发明的进一步改进，所述电加热管内设有用于将电能转化为热能的电阻丝，所述电阻丝的至少60％位于电加热管的有效加热段内。

作为本发明的进一步改进，所述电阻丝的80％以上的部分位于电加热管的有效加热段内。

作为本发明的进一步改进，所述第一电加热管安装在第一法兰上，所述第一法兰设置在内胆的轴向端部。

作为本发明的进一步改进，所述第二、三电加热管安装在第二法兰上，所述第二法兰安装在内胆的轴向端部。

作为本发明的进一步改进，所述第一和第四电加热管安装在第一法兰上，所述第一法兰安装在内胆的轴向端部。

作为本发明的进一步改进，所述第一法兰设置在内胆轴向端部的上半部分，所述电加热管从第一法兰蜿蜒向下延伸而出。

作为本发明的进一步改进，所述第二法兰设置在内胆轴向端部中心位置处，所述电加热管从第二法兰蜿蜒向下延伸而出。

作为本发明的进一步改进，所述第一电加热管定义一第一平面，所述第二电加热管定义一第二平面，所述第一平面和第二平面相交并在其间形成一锐角。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于第一电加热管的有效加热段位于内胆上半部分的下半区内，从而使内胆上半部分内的水可在最短时间内加热到预定温度，而且也不会额外地损耗电能，提高了能源的利用率。

附图说明

图1为本发明储水式电热水器第一实施方式的纵向剖视示意图；

图2为本发明储水式电热水器第二实施方式的纵向剖视示意图；

图3为本发明储水式电热水器第三实施方式的轴向端部示意图；

图4为图2所示的电热水器的电加热管安装结构的局部放大示意图；

图5为图4所示的安装结构的立体分解图；

图6为图5所示的内胆上的安装座的另一视角的放大立体示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明中储水式电热水器的第一实施方式。热水器100包括用于储存被加热水的内胆10。通常在内胆外还包覆有外壳(未图示)、以及形成在内胆和外壳间的填充有发泡料(如由聚氨酯材料制成)的隔热层(未图示)。内胆10大致呈纵长延伸的圆桶状，其具有圆桶形桶壁，通常由黑色金属制成，如钢、铁等。内胆10在径向上等分为上半部分和下半部分，其中上半部分又等分为上半区Ⅰ和下半区Ⅱ，下半部分同样等分为上半区Ⅲ和下半区Ⅳ。内胆10的底部设有用于将冷水引入内胆内的一进水口81以及用于排出被加热水的一出水口82。热水器100的外壳上通常还设置有挂架组件(未图示)，用于和设置在墙体上的支撑件(未图示)配合以将热水器挂到墙体上。

热水器100还包括有用于加热冷水的电加热管。如图1所示的第一实施方式，一第一电加热管21设置在内胆10的上半部分，该加热管安装在一第一法兰31上。第一法兰31安装在内胆10的轴向半球形端部11上，关于第一法兰31与内胆10的安装结构，将在后文中作详细地描述。第一电加热管21从第一法兰31上水平延伸入内胆10内，并进一步向下蜿蜒延伸入内胆10的上半部分的较低位置处。第一电加热管11内设置有一具有高阻抗的电阻丝211，该电阻丝211通过导线(未图示)与设在第一法兰31上的正、负极端子(未标示)连接，以与220V或110V的交流电源导通，从而将电能转化为热能。需要说明的是，第一电加热管21的有效加热段位于内胆10上半部分的下半区Ⅱ内，这儿的电加热管的有效加热段是指电加热管内电阻丝的大部分(至少60％)所处的位置，在本实施方式中，第一电加热管21的有效加热段包含了80％以上的电阻丝部分。通过这种设置，第一电加热管21可先加热内胆10上半部分内靠近底部的水层，当底部水层温度升高后，密度减小而向上运动，周围的具有较大密度的冷水补充进来，从而形成对流，加速了加热效果。从而使内胆10上半部分内的水在最短时间内加热到预定温度，而且也不会额外地损耗电能，提高了能源的利用率。

一第二和第三电加热管22、23共同安装在一个第二法兰32上，该第二法兰32固定在内胆10的轴向端部11的中心位置(可配合参照图3所示)。与第一电加热管21相似，第二、三电加热管22、23均从第二法兰32上蜿蜒向下延伸而出，其内同样设置有电阻丝(未图示)，且有效加热段位于内胆10下半部分的下半区Ⅳ内。通过这种设置，可有效地加热整个内胆内的水。当然，在其他实施方式中，可视功率需求而相应增减电加热管的数量。第一和第二法兰31、32上分别设有测温管91、92，用于探测相应位置的水温，并反馈给控制器(未图示)，从而控制器可根据接收到的温度信息，来决定对这些加热管的控制。

图2揭示了本发明储水式电热水器200的第二实施方式。相对于第一实施方式，本实施方式中增设了一第四电加热管24。该电加热管24安装在第一法兰31上，并从第一法兰上蜿蜒向下延伸出。与第一电加热管21相似，第四电加热管24内同样设置有电阻丝(未图示)，且其有效加热段位于内胆10上半部分的下半区Ⅱ内。第四电加热管24和第一电加热管21可以具有不同的功率，从而可以结合第二、三电加热管22、23进行更多组合的功率调节。

图3揭示了本发明储水式电热水器300的第三实施方式。与上述实施方式的主要区别在于第一法兰31和第一电加热管21的安装位置。在本实施方式中，第一电加热管21定义一第一平面P1，第二电加热管22定义一第二平面P2，第一和第二平面P1、P2相交并在其间形成一锐角。在上述实施方式中，由于第一电加热管21和第二电加热管22基本上设置于同一径向平面内，从而可能导致第一电加热管21位于内胆10上半部分的下半区Ⅱ内的有效加热段减少；而本实施方式中的这种设置，可确保第一电加热管21的电阻丝的绝大部分，甚至是全部都可以位于内胆10上半部分的下半区Ⅱ内，从而可最大效率地加热上半胆内的水。

由于第一电加热管的有效加热段位于内胆上半部分的下半区内，从而使内胆上半部分内的水可在最短时间内加热到预定温度，而且也不会额外地损耗电能，提高了能源的利用率。本领域普通技术人员可轻易想到的是，电加热管的安装形式和安装位置并不仅限于上述实施方式中所描述的，如也可采用螺头式的加热管安装形式；或者安装位置也可改变，只需要确保电加热管的有效加热段位于相应半部分的下半区内。

图4至图6是以第二实施方式中的电加热管和法兰组件为例，详细说明法兰31安装到内胆10上的安装结构。在本实施方式中，内胆的轴向端部11上设置有向外凸伸出的安装座12。该安装座12为一圆筒形的金属件，可以采用焊接的方式安装到内胆表面。安装座12的外表面上设置有外螺纹(未图示)。电加热管和法兰组件包括圆形的法兰31、以及从法兰31上延伸出的若干电加热管。法兰31可安装到安装座12的开口处，同时，电加热管通过该开口延伸入内胆内。为确保电加热管被安装到内胆10内的正确位置，如内胆上半部分的下半区Ⅱ内，在法兰31和安装座12之间还设置有限位机构。在本实施方式中，该限位机构包括设置在安装座12内壁上的台阶面121，以及设置在法兰31上与该台阶面121互补的限位面311。一内壁上设有内螺纹(未图示)的固定件41可螺纹旋合到安装座12上，从而将法兰31压紧在安装座12上。一绝缘密封圈42设置在法兰31和安装座12的接合处，以在两者之间实现电绝缘和密封。由于该密封圈为柔性材料制成，所以不会妨碍法兰31和安装座12之间的限位配合。另外，一绝缘环43抵靠在法兰31的后端缘，并与固定件41的后端内壁抵靠，从而在法兰31和固定件41之间实现绝缘。

由于在法兰和安装座之间采用了限位机构，可确保电加热管被安装到内胆内的预定位置，并且在固定件旋转的过程中电加热管不会跟转而始终保持在该位置。当然，在其他实施方式中，本领域普通技术人员可轻易想到的是，该限位机构也可采用其他结构，如键槽配合等。

Claims (10)

1.一种储水式电热水器，其特征在于，包括：

内胆，用于收容一定量的可被加热的水，所述内胆包括径向的上半部分和下半部分；

进水口和出水口，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水，且所述出水口的热水入口设置于所述内胆的上半部分；

第一电加热管，其有效加热段位于内胆所述上半部分的下半区内；

第二电加热管，其有效加热段位于内胆所述下半部分的下半区内；

所述第一电加热管定义一第一平面，所述第二电加热管定义一第二平面，所述第一平面和第二平面相交并在其间形成一锐角。

2.如权利要求1所述的储水式电热水器，其特征在于，还包括第三电加热管，其有效加热段位于内胆所述下半部分的下半区内。

3.如权利要求2所述的储水式电热水器，其特征在于，还包括第四电加热管，其有效加热段位于内胆所述上半部分的下半区内。

4.如权利要求1至3中任一项所述的储水式电热水器，其特征在于，所述电加热管内设有用于将电能转化为热能的电阻丝，所述电阻丝的至少60％位于电加热管的有效加热段内。

5.如权利要求4所述的储水式电热水器，其特征在于，所述电阻丝的80％以上的部分位于电加热管的有效加热段内。

6.如权利要求1所述的储水式电热水器，其特征在于，所述第一电加热管安装在第一法兰上，所述第一法兰设置在内胆的轴向端部。

7.如权利要求2所述的储水式电热水器，其特征在于，所述第二、三电加热管安装在第二法兰上，所述第二法兰安装在内胆的轴向端部。

8.如权利要求3所述的储水式电热水器，其特征在于，所述第一和第四电加热管安装在第一法兰上，所述第一法兰安装在内胆的轴向端部。

9.如权利要求6或8所述的储水式电热水器，其特征在于，所述第一法兰设置在内胆轴向端部的上半部分，所述电加热管从第一法兰蜿蜒向下延伸而出。

10.如权利要求7所述的储水式电热水器，其特征在于，所述第二法兰设置在内胆轴向端部中心位置处，所述电加热管从第二法兰蜿蜒向下延伸而出。