CN103673275A - 具有除垢和防垢功能的电热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有除垢和防垢功能的电热水器，包括外壳、内胆、加热管、控制板及超声波发生装置，其中内胆装设于外壳内，加热管置于内胆中并固定安装在所述内胆的一端，超声波发生装置与控制板电连接，超声波发生装置固定安装在内胆的顶部且位于加热管的上方，超声波发生装置的一端插入内胆中，另一端位于内胆的外侧，以使超声波发生装置所产生的超声波覆盖加热管。通过发射与水垢相同频率的超声波以使黏结在加热管上的水垢产生共振，达到清除水垢的目的，此外，还可利用超声波的空化作用，防止水垢在加热管和内胆上形成，同时达到杀菌净水的目的，不但提高了加热管的换热效率，节约了能源和降低了维护成本，而且保证了用水健康。

Description

具有除垢和防垢功能的电热水器

技术领域

本发明涉及电热水器技术领域，尤其是涉及一种具有除垢和防垢功能的电热水器。

背景技术

日常用水中含有钙、镁等离子，并且钙、镁离子在受热时容易与水中的酸根离子结合成难溶的物质，黏结在电热水器的内胆及加热管上，从而形成水垢。由于加热管的温度较高，因此其外表面更容易生成水垢，从而对加热管的加热性能造成较大影响，降低电热水器的换热效率，甚至出现爆管的问题。针对上述问题，市面上出现了采用超声波装置进行防垢、除垢的电热水器。然而，现有的带有超声波装置的电热水器，其超声波装置大多置于内胆左右两端处的冷水区域，发射的超声波不能集中作用在加热管上，且不能有效覆盖加热管所在的区域，经实践证明，这种布置形式的超声波装置不能达到有效的除垢和防垢作用，因此未能解决由于加热管结垢而导致换热效率低下的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有除垢和防垢功能的电热水器，旨在使得产生的超声波可以有效地清除加热管和内胆上的水垢和防止水垢在加热管和内胆上生成，从而提高换热效率。

为达以上目的，本发明提出一种具有除垢和防垢功能的电热水器，包括外壳、内胆、加热管、控制板及超声波发生装置，其中所述内胆装设于所述外壳内，所述加热管置于所述内胆中并固定安装在所述内胆的一端，所述超声波发生装置与所述控制板电连接，所述超声波发生装置固定安装在所述内胆的顶部且位于所述加热管的上方，所述超声波发生装置的一端插入所述内胆中，另一端位于所述内胆的外侧，以使所述超声波发生装置所产生的超声波覆盖所述加热管。

优选地，所述超声波发生装置包括位于所述内胆外侧的超声波换能器和插入所述内胆中的超声波振动头，所述超声波换能器与所述超声波振动头连接成一整体，所述超声波换能器与所述电控板电连接。

优选地，所述超声波换能器开设有一通孔，所述超声波振动头开设有与所述通孔对应的螺纹孔，通过一穿过所述通孔且与所述螺纹孔旋合的螺丝将所述超声波换能器与所述超声波振动头连接成一整体。

优选地，所述超声波换能器上设有接线端子，所述接线端子用于与所述控制板电连接。

优选地，所述加热管包括位于所述内胆的上层区域的第一加热管和位于所述内胆的下层区域的第二加热管，所述第一加热管带有呈螺旋状的主加热部，所述超声波振动头正对所述第一加热管的主加热部。

优选地，所述超声波振动头呈直柱形或者纺锤形，且所述超声波振动头位于所述内胆中的端面为圆弧面。

优选地，所述超声波振动头位于所述第一加热管的主加热部的上方，且与所述第一加热管的主加热部同轴线。

优选地，所述超声波发生装置通过一固定组件与所述内胆固定连接，其中所述固定组件包括一设有内螺纹的固定管、一设有与所述内螺纹适配的外螺纹的挡圈，且该固定管的一端带有内法兰，所述内胆的顶部开设有一开口，所述固定管置于所述开口中且与内胆密封固定，所述超声波振动头设有第一轴肩，所述超声波振动头穿过所述内法兰且所述第一轴肩抵接于所述内法兰，所述第一轴肩与所述内法兰之间设有用于使所述第一轴肩与所述内法兰之间形成密封配合的密封圈，所述挡圈旋入所述固定管中并压接于所述第一轴肩。

优选地，所述超声波振动头还设有第二轴肩，所述第二轴肩位于所述超声波振动头与所述超声波换能器相接的一端，所述第二轴肩的外圆上设有环形凹槽，所述环形凹槽装设有用于使所述第二轴肩与所述固定管之间形成密封配合的密封圈。

优选地，所述固定管为圆管，且所述固定管与所述内胆通过焊接密封固定。

本发明同时提出一种电热水器的除垢和防垢方法，该方法包括：

控制所述超声波发生装置产生预设频率的超声波，达到预设的工作时间时停止工作，以对电热水器进行除垢和防垢；或者

控制所述超声波发生装置产生预设频率的超声波，并在电热水器开启的状态下持续工作，以对电热水器进行除垢和防垢。

本发明所提供的一种具有除垢和防垢功能的电热水器，在内胆的顶部安装有超声波发生装置，并使超声波发生装置的超声波振动头正对加热管，从而使由超声波振动头发射的超声波有效地覆盖加热管所在区域，通过发射与水垢相同频率的超声波以使黏结在加热管上的水垢产生共振，达到清除水垢的目的，此外，还可利用超声波的空化作用，防止水垢在加热管和内胆上形成，同时达到杀菌净水的目的，不但提高了加热管的换热效率，节约了能源和降低了维护成本，而且保证了用水健康。

附图说明

图1是本发明的具有除垢和防垢功能的电热水器较佳实施例的结构示意图；

图2是图1中所示的超声波发生装置的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，图1是本发明的具有除垢和防垢功能的电热水器较佳实施例的结构示意图。

本实施例所提供的具有除垢和防垢功能的电热水器，包括外壳10、内胆11、加热管12、控制板13以及设置在内胆11的底部且与内胆11连通的进水管14和出水管15，其中内胆11装设于外壳10内，加热管12置于内胆11中并固定安装在内胆11的一端，以用于对内胆11中的水进行加热。此外，内胆11的底部还开设有排污口16，排污口16上安装有用于对内胆11及加热管12进行防腐蚀保护和防止水垢生成的镁棒17。需要说明的是，图示卧式电热水器仅是本发明的一种特定实施方式，在本发明的其他实施例中，电热水器还可以是其他任意适用的结构形式，例如，立式电热水器，对此不作限制。然而，由于水中含有较多钙、镁等离子，特别是水的硬度较大的地区，钙、镁离子在受热时容易与水中的酸根离子结合成难溶的物质，黏结在内胆11及加热管12上而形成水垢，从而腐蚀内胆11和加热管12，并且降低加热管12的换热效率和污染洗浴用水，对用户的健康造成影响，仅依靠镁棒17难以有效防止水垢的生成，并且已黏结在内胆11和加热管12上的水垢难以清除，此外，镁棒17在水中发生电化学反应所产生的物质在一定程度上会对水质造成污染，从而对用户的身体健康造成影响。为了彻底清除内胆11和加热管12上黏结的水垢，同时防止水垢在内胆11和加热管2上形成，本实施例的电热水器还包括设置在内胆11上的超声波发生装置20，以用于清除水垢，防止水垢在内胆11和加热管12上形成，同时净化水质，改善用水质量。

具体地，该超声波发生装置20固定安装在内胆11的顶部且位于加热管12的上方，并与控制板13电连接，控制板13给超声波发生装置20提供用于产生超声波的高频电源，超声波发生装置20的一端插入内胆11中，另一端位于内胆11的外侧，从而使超声波发生装置20所产生的超声波有效地覆盖加热管12所在的区域。在电热水器使用过程中，加热管12作为加热元器件，温度较高，因此其表面更容易生成水垢，通过将超声波发生装置20发射的超声波有效地覆盖在加热管12所在的区域，并使超声波的频率与水垢的频率相同，从而使水垢产生共振，着重清除加热管12上黏结的水垢，同时还可依靠散射的超声波对内胆11进行除垢。此外，还可利用超声波的空化作用（液体中的微小气泡核在超声波作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡将继续膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程称为超声空化），防止水垢在内胆11和加热管12上形成，同时达到杀菌净水的目的，不但提高了加热管12的换热效率，节约了能源和降低了维护成本，而且保证了用水健康。

参见图2，图2是图1中所示的超声波发生装置的结构示意图。

本实施例中，超声波发生装置20包括位于内胆11外侧的超声波换能器21和插入内胆11中的超声波振动头22，超声波换能器21与超声波振动头22连接成一整体，超声波换能器21与电控板13电连接，控制板13给超声波换能器21提供用于产生超声波的高频电源，超声波换能器21将高频电源转换成高频的超声波，并传递给超声波振动头22，再经由超声波振动头22向内胆11中发射。本实施例的超声波振动头22发射的超声波有效地覆盖换热管12所在的区域，利用超声波去除换热管12的外表面和内胆11的内壁的水垢及污物，同时利用超声波的空化作用，防止水垢在换热管12的外表面和内胆11的内壁上形成，以及对内胆11中的水进行灭菌处理，净化水质，保证用水健康。

本实施例中，超声波换能器21与超声波振动头22通过螺丝23（例如，螺钉或者螺栓）连接成一整体，超声波换能器21开设有一通孔，超声波振动头22开设有与该通孔对应的螺纹孔，与该螺纹孔适配的螺丝23穿过超声波换能器21的通孔并旋入螺纹孔中即可将超声波换能器21锁紧在超声波振动头22上，这种连接方式的强度高，可保证超声波换能器21与超声波振动头22之间传递的超声波稳定可靠，并且结构简单、拆装方便。在本发明的其他实施例中，超声波换能器21与超声波振动头22之间还可以通过其他任意适用的连接结构连接成一整体，例如，通过高强度粘合连接成一整体，在此不作赘述。此外，超声波换能器21上还设有接线端子211，该接线端子211用于与控制板13电连接，既方便接线操作，又可保证导线连接处牢固可靠。

本实施例中，加热管12包括位于内胆11的上层区域的第一加热管12a和位于所述内胆11的下层区域的第二加热管12b，可以理解的是，本实施例是以内胆11为卧式布置的电热水器为例进行说明的，此处所述的上层区域和下层区域是以内胆11的中轴线作为区分的。第一加热管12a带有呈螺旋状的主加热部121，该主加热部121的换热面积大，因此其换热效率的高低对电热水器的整体换热效率具有重要影响。为了提高电热水器的整体换热效率，节约能源，本实施例的超声波振动头22正对第一加热管12a的主加热部121，从而使超声波发生装置20发射出的超声波集中分布在主加热部121上，更加有针对性地对加热管12进行除垢和防止水垢在其外表面形成，保持加热管12，特别是主加热部121的洁净。

本实施例中，超声波振动头22呈直柱形或者纺锤形，且超声波振动头22位于内胆11中的端面为圆弧面，从而可以扩大超声波振动头22向外发射超声波的面积，使超声波有效地覆盖加热管12所在的区域，同时扩大超声波覆盖在内胆11上的面积，改善了电热水器的整体除垢和防垢效果。

值得一提的是，超声波振动头22位于第一加热管12a的主加热部121的上方，且与第一加热管12a的主加热部121同轴线，从而对主加热部121进行集中除垢，除垢和防垢效果更好，进一步保证主加热部121的洁净，避免了由于主加热部121结垢而降低换热效率的问题。

本实施例中，超声波发生装置20通过一固定组件与内胆11固定连接，其中所述固定组件包括一设有内螺纹的固定管30、一设有与该内螺纹适配的外螺纹的挡圈31。具体地，该固定管30的一端带有内法兰301，内胆11的顶部开设有一开口，可以理解的是，内胆11的顶部所开设的开口与固定管30适配，固定管30置于该开口中且与内胆11密封固定。本实施例的固定管30为圆管，且固定管30与内胆11通过焊接密封固定，在本发明的其他实施例中，固定管30还可以是其他任意适用的形状，其与内胆11的密封固定方式也不仅仅局限于焊接，例如，固定管30设有外螺纹，内胆11的开口处设有与固定管30相适配的内螺纹，通过螺纹连接实现两者之间的密封固定。如上实施例所述的超声波振动头22，其呈直柱形或者纺锤形，当然，在本发明的其他实施例中，超声波振动头22还可以是其他任意适用的形状，对此不作限制。以下以呈纺锤形的超声波振动头22为例进行说明，超声波振动头22设有第一轴肩221，且第一轴肩221的外圆直径大于内法兰301的内孔的直径，超声波振动头22穿过内法兰301且第一轴肩221抵接于内法兰301，第一轴肩221与内法兰301之间还设有用于使第一轴肩221与内法兰301之间形成密封配合的第一密封圈32，从而达到密封防水的目的，挡圈31旋入固定管30中并压接于第一轴肩221，从而实现将超声波振动头22紧固在固定管30上。

此外，为了加强超声波振动头22与固定管30之间的密封效果，超声波振动头22还设有第二轴肩222，第二轴肩222位于超声波振动头22与超声波换能器21相接的一端，对于这种结构形式的超声波振动头22，第一密封圈32置于第二轴肩222与内法兰301之间，且第一密封圈32套接于第一轴肩221，这样更有利于第一密封圈32的安装定位，保证良好的密封效果。第二轴肩222的外圆上设有环形凹槽，环形凹槽装设有用于使第二轴肩222与固定管30之间形成密封配合的第二密封圈33。

电热水器工作时，用户可以根据实际情况设定超声波发生装置20的工作时段及超声波的频率，控制板13接收用户控制指令，控制超声波发生装置20按预设模式产生超声波，例如，超声波发生装置20具有两种工作模式：一、除垢模式：当用户选定该工作模式时，超声波发生装置20产生与水垢相同频率的超声波，达到预设的工作时间时停止工作，完成除垢程序；二、防垢杀菌模式：当用户选定该工作模式时，超声波发生装置20产生预设频率的超声波，达到预设的工作时间时停止工作，或者在电热水器开启的状态下持续工作。可以理解的是，超声波发生装置20所产生的超声波的频率可以根据实际情况确定，以达到更好的除垢和防垢效果，在此不作赘述。此外，超声波发生装置20的上述两种工作模式仅是示例说明，在本发明的其他实施例中，超声波发生装置20的工作模式还可以根据实际情况设置，对此不作限制。通过超声波去除水垢并破坏水垢的形成，可以定期、定时自动对电热水器的内胆11中的零部件（例如，加热管12）进行清洗，清除水垢和表面污物，保护内胆11和加热管12等重要零部件，无需采用专用工具进行拆机清洗，可以有效降低维护成本，具有使用方便，减少能源浪费等优点。

应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种具有除垢和防垢功能的电热水器，包括外壳、内胆、加热管、控制板及超声波发生装置，其中所述内胆装设于所述外壳内，所述加热管置于所述内胆中并固定安装在所述内胆的一端，所述超声波发生装置与所述控制板电连接，其特征在于，所述超声波发生装置固定安装在所述内胆的顶部且位于所述加热管的上方，所述超声波发生装置的一端插入所述内胆中，另一端位于所述内胆的外侧，以使所述超声波发生装置所产生的超声波覆盖所述加热管。

2.根据权利要求1所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述超声波发生装置包括位于所述内胆外侧的超声波换能器和插入所述内胆中的超声波振动头，所述超声波换能器与所述超声波振动头连接成一整体，所述超声波换能器与所述电控板电连接。

3.根据权利要求2所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述超声波换能器开设有一通孔，所述超声波振动头开设有与所述通孔对应的螺纹孔，通过一穿过所述通孔且与所述螺纹孔旋合的螺丝将所述超声波换能器与所述超声波振动头连接成一整体。

4.根据权利要求2所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述超声波换能器上设有接线端子，所述接线端子用于与所述控制板电连接。

5.根据权利要求2所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述加热管包括位于所述内胆的上层区域的第一加热管和位于所述内胆的下层区域的第二加热管，所述第一加热管带有呈螺旋状的主加热部，所述超声波振动头正对所述第一加热管的主加热部。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述超声波振动头呈直柱形或者纺锤形，且所述超声波振动头位于所述内胆中的端面为圆弧面。

7.根据权利要求6所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述超声波振动头位于所述第一加热管的主加热部的上方，且与所述第一加热管的主加热部同轴线。

8.根据权利要求1所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述超声波发生装置通过一固定组件与所述内胆固定连接，其中所述固定组件包括一设有内螺纹的固定管、一设有与所述内螺纹适配的外螺纹的挡圈，且该固定管的一端带有内法兰，所述内胆的顶部开设有一开口，所述固定管置于所述开口中且与内胆密封固定，所述超声波振动头设有第一轴肩，所述超声波振动头穿过所述内法兰且所述第一轴肩抵接于所述内法兰，所述第一轴肩与所述内法兰之间设有用于使所述第一轴肩与所述内法兰之间形成密封配合的密封圈，所述挡圈旋入所述固定管中并压接于所述第一轴肩。

9.根据权利要求8所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述超声波振动头还设有第二轴肩，所述第二轴肩位于所述超声波振动头与所述超声波换能器相接的一端，所述第二轴肩的外圆上设有环形凹槽，所述环形凹槽装设有用于使所述第二轴肩与所述固定管之间形成密封配合的密封圈。

10.根据权利要求8所述的具有除垢和防垢功能的电热水器，其特征在于，所述固定管为圆管，且所述固定管与所述内胆通过焊接密封固定。

11.一种电热水器的除垢和防垢方法，其特征在于，该方法适用于如权利要求1至10中任一项所述的电热水器，所述电热水器的除垢和防垢方法包括：

控制所述超声波发生装置产生预设频率的超声波，达到预设的工作时间时停止工作，以对电热水器进行除垢和防垢；或者

控制所述超声波发生装置产生预设频率的超声波，并在电热水器开启的状态下持续工作，以对电热水器进行除垢和防垢。

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