CN104114956B - 即热式的热水设备 - Google Patents

Abstract

一种即热式的热水设备（10），用于持续的加热水，而水来源于一个传统的水源并随后通过一个加热系统（120）。它基本包括一个壳体组件（20），一个管道组件（40），一个加热系统（120）和一个电气系统（170）。所述即热式的热水设备（10）在使用时实时加热水源，以提供一种有效的热水利用方法。所述加热系统（120）包含加热元件（126和132），它们总是浸没在水中，这使水流持续的流过加热单元（124和130）以防止加热单元（124）烧干，并且电气系统（170）具有装置（220），该装置便于在水流过加热系统（120）时正确的测量水温。

Description

即热式的热水设备

技术领域

本发明涉及热水系统，具体涉及即热式热水设备。

背景技术

当前最普遍使用的热水器是使用一个相对大的储水水箱，其本质上是低效的，这是由于保持在该水箱中的水被重复加热，即使并不需要经常使用这些水。

与此相反的，现有的另一种储水的热水器是一个连续水流或“即热式”的热水器，其中，水在流过热水系统时几乎同时被加热。现有技术显示当前使用的即热式热水设备只用于热水的目的。

然而，此类采用连续水流加热器的现有技术被认为是不可靠的，因为它们经常需要替换加热单元。在很大程度上，这是由于当水持续流过加热单元时，多数独立的加热元件无力被保持浸没在水中，以防止加热单元被烧干所引起的。此外，由于缺乏水管设备的结构完整性，当它安装在壳体组件上时，采用此类连续水流加热器的现有技术也被认为是不可靠的。而且，此类采用连续水流加热器的现有技术还被认为是不可靠的，是由于它们在水流入加热系统时，经常不适当地测量水温。

申请人相信唯一同此申请相关的是于1995年4月18日申请的美国专利5408578，一个即热式热水设备。然而，它同当前的发明不同，因为在那个申请人申请的即热式热水设备的专利中，特别适用于在水从一个传统的水源，进入到一个换热室，或是一个包含浸入式高能电加热单元的腔体时，持续的加热水。

其它有相近描述主题的专利提供了或多或少一些复杂的功能，它们不能以一种有效或经济的方式解决问题。这些专利也没有提示本发明的新颖特征。

发明内容

当前的发明特别适用于在水从一个传统的水源，通过一个加热系统时，持续的加热水。

更特别的，当前的发明是一种即热式的热水设备，设计用于加热持续的水源，包括一个壳体组件。一个管道组件包含至少一个冷水入口和一个热水出口。一个加热系统包含至少第一和第二加热单元，分别是容纳和加热元件。所述第一和第二加热单元每个都有一个顶端和一个底端。所述第一和第二加热单元都有至少一个旁路和至少一个管道互相连接。所述旁路放置在顶端或低于顶端，而所述管道放置在旁路之下。在此配置中，从冷水入口或热水出口进入的空气，从旁路被排出。因而，如此保持了所述第一和第二加热单元持续的浸没在水中。当前的发明也包含了一个电气系统。

所述电气系统包含了一个电热调节器设备，它包括一个热感应热敏电阻，位于所述第一和第二加热单元之间的管道上。所述电热调节器设备拥有发送装置，该发送装置发送一个信号以调节在不同的水流条件下发送至第一和第二加热元件的功率值。所述壳体组件包含一个后面板，第一和第二侧面板和一个基底面板。所述冷水入口有一个第一螺纹管件而所述热水出口有一个第二螺纹管件。所述冷水入口和所述热水出口都安装在所述壳体组件上。所述冷水入口拥有安装在第一侧面板上的两边的第一和第二平板，所述热水出口拥有安装在第二侧面板上的两边的第三和第四平板。所述管道组件进一步包含一个流量开关设备，所述电气系统包含一个恒温设备。所述恒温设备包含热连接装置。所述热连接装置包含热传导功能。

因而本发明的一个主要目的是提供一个紧凑型的即热式热水设备。

本发明的又一个目的是提供一种即热式热水设备，它在使用时实时加热水源，以提供一种有效的热水方法。

本发明的又一个目的是提供一种即热式热水设备，当水持续流过加热单元时，它的加热元件浸没在水中以防止加热单元被烧干。

本发明的又一个目的是提供一种即热式热水设备，它包含一个管道组件，由于所述管道组件被安装在壳体组件上，使得管道组件具有更好的结构完整性。

本发明的又一个目的是提供一种即热式热水设备，当水流入所述加热系统时，它能正确的测量水温。

本发明的又一个目的是提供一种即热式热水设备，它能满足家庭或商业用途中，持续的用水需求。

本发明的又一个目的是提供这样一个设备，它在制造和维持有效运转时并不昂贵。

本发明的更多目的将会在说明书部分中说明，其中该详细说明用于描述完整的公开的本发明，并非对本发明的限定。

附图说明

在参考上述内容和相关内容的附图后，本发明所包含的结构的细节和部件的组成将会得到更好的理解：

图1为本发明的一个在它的壳体组件内部分封装的等距视图。

图2为本发明的一个前向高度图，它已经被部分的横切以说明水位和水流流过不同组件时的路径。

图3为本发明的一个俯视图，它已经被部分的横切以说明水流流过不同组件时的路径。

图4为本发明的一横截面视图，带有图1中的线4-4，以显示电热调节器。

具体实施方式

参考这些附图，数字10一般指代本发明。可见地，它基本包含壳体组件20，管道组件40，加热系统120和电气系统170。

如图1所示，本发明10是指一个持续的水流加热器并包括一个外壳或壳体组件20，该组件20环绕有图示组件，其将会在下文中详细描述这些组件。壳体组件20包含后面板22，侧面板24和26，基底28。虽然未在图中示出，应当注意的是，壳体组件20可能包含一个外门或外罩，其可以被打开或移除以利于最小程度的进入组件，并且实现至少最小程度的维修。然而，应当强调的是，本发明的组件的结构和完整性，使进入本发明的“内部”完成主要修理的必要性减小到了最小。

如图1和2所示，管道组件40包含螺纹管件42，它定义了连接至一个传统水源如城市或市政供水的冷水入口。螺纹管件42包括过滤元件44，以尽可能的清除任何进入本发明10的杂物。平板46和52安装于管道50，并且在侧面板24的两侧，用于当管道组件40安装在壳体组件20上时，为管道组件40提供更佳的结构完整性。应当注意的是，管道50延伸始于加热单元124，终于螺纹管件42。

同样的，管道组件40也包含螺纹管件98，它定义了一热水出口，该热水出口连接至用于一个家用或商用结构的额外管道。螺纹管件98包含过滤元件96，以尽可能的清除任何进入本发明10的杂物。平板94和100安装于管道90，并且在侧面板26的两侧，用来当管道组件40被安装在壳体组件20上时，对管道组件40提供更好的结构完整性。应当注意的是，管道90延伸始于加热单元130并终于螺纹管件98。

此外，如上所述，管道组件40定义了一种增强的和更可靠的水管连接的方法，由此分别用于两个冷水入口和热水出口的螺纹管件42和98，被完全整合在壳体组件20上，以提供更好的结构完整性而无需在壳体组件20上设置在生产过程中需要的焊接独立组件。管道组件40减少了水的泄漏，这使得其质量和可靠性大大提高。

管道50部分地包含流量开关设备60。在管道50的内部，流量开关设备60包含流量开关62，它包括安装在弹簧66上的磁体64。流量开关设备62向指示有多个方向箭头中的一个方向移动，它被定义成水流WF，以指出一个当水流流进所述冷水入口并流出所述热水出口时的实际路径。流量开关设备60也包含安装在管道50上的外壳68。外壳68包含接触片70和72。线缆74始于接触片70和72，终于块236。

电气系统170包含导管172，它包含始于一个电源的电线174。电线174连接至终端块180，电线182从终端块180连接以控制电子板186，控制电子板186拥有控制钮188。电线190也延伸始于控制电子板186，终于电热调节器设备200。电热调节器设备200包含导线202，导线202插入罩204。电缆184也始于终端块180，终于恒温设备220上的恒温块224。电缆226始于恒温块224终于元件终端230的块234，电缆228始于恒温块224终于元件终端232的块236。电缆238连接块234至块236。

虽然未示出，电气系统170进一步包含一个电压大约为DC 6V的稳压电源；一个供电电压大约为DC 6V的芯片，它用于更好的稳定电压；一个运行于频率为46.5赫兹(21.5msec)的输出电平约为800毫伏的主振荡器。此外，所有没带芯片的运转放大器的输入都是接地的，这就得到了一个更好的信噪比和一个更精确的水温控制。SCR的栅极电阻的值也被优化以在一个“零交点”建立SCR传导。另外，控制电子板186拥有协作部分以允许更容易的接入高压端口，并且降压电阻的额定功率大约为7W。

恒温设备220包括恒温器240。恒温器240是一个单一保护恒温器。在一个优选的实施例中，平板222是热连接至加热单元124和130的中心金属板。此热连接提供恒温器240所需的热传输功能，以限定热连接装置。此功能导致了更少的“安全断开”错误和使本发明10更可靠的运转。

仔细查看图2和图3，加热系统120包含加热单元124和130，它们通过管道128和旁路136互相连接。加热单元124容纳有加热元件126，加热单元130容纳有加热元件132。在一个优选的实施例中，管道128的直径大约为0.20英寸。管道128在加热单元124和130内提供相同的水压并保持它们浸没在水线WL以下，即使当通向本发明10的水源已关闭时也是如此。此功能能防止加热元件126和132过热，既然水总是在加热单元124和130内出现，因而这提高了本发明10的可靠性和安全性，延长了加热元件126和132的寿命。

仔细查看图4，电热调节器设备200也包含电热调节器206，它伸出于导线202并更具体的说，是罩204。电热调节器206是一个热感应热敏电阻，位于加热单元124和130之间的管道128上，以提供一个更好和更快的水温控制。发送装置，被定义为在电热调节器206被管道128插入一个小的开口，并通过电线190发送一个信号至控制电子板186，控制电子板186在不同的水流条件下调节发送功率值至加热元件126和132。

在运行中，本发明10包含足够的水使之到达水线WL，如图2所示。水流WF，即水流的实际路径，是指流进所述冷水入口，穿过管道50，接着主要通过加热单元124，通过管道128，通过加热单元130，并流出所述热水出口。然而，一小部分的水流WF也穿过旁路136。当它发生时，任何和所有在加热单元124和130内最高端吸入的空气都被旁路136排出。此外，来源于冷水入口的水也可能包含在加热单元124和130内最高端吸入的空气，它也被旁路136排出。当水流WF持续的穿过加热系统120的加热单元124和130时，旁路136允许加热元件126和132总是浸没在水中，以防止加热单元烧干。

必须强调的是，当来自冷水入口和热水出口的水被关闭，或当一个管道破裂，会引起虹吸现象，即所谓的回流WF’，如图2和3所示。在本发明中，水流WF’只穿过旁路136，并没有通过加热单元124和130，以保持加热元件126和132浸没在水中。没有本发明的旁路136，回流WF’将会引起水由于真空压力被吸出加热单元124和130。如此回流WF’将会使热元件126和132裸露，既然它们不再浸没在水中，如果有一个气泡由于冷水入口破裂或水流WF发生一个中断而进入即热式热水设备10，它的烧干过程开始了，这会导致加热单元124和130烧干。

之前的描述表达了本发明的物体和优点的最佳理解。不同的实施例可能由此发明的发明概念产生。应当理解所有的公开的事物只能很少的有图表解释，并且不再有限定。

工业实用性

很明显，一个在当前应用中声明的诸如即热式热水设备是十分令人满意的，因为它是紧凑的，并且它在使用时实时加热水源，以提供一种有效的热水方法。所述即热式热水设备也是十分令人满意的，因为当水持续流过加热单元时，它拥有的加热元件浸没在水中以防止加热单元被烧干。此外，当水流入所述加热系统时，本发明能正确的测量水温；它也满足家庭或商业用途中持续的用水需求。另外，本发明声明的设备在制造和维持有效运转时并不昂贵。

Claims (17)

1.一种即热式热水设备，设计用于加热持续的水源，包括：

A)一壳体组件；

B)一管道组件，包含至少一个冷水入口和一个热水出口；

C)一加热系统，包含至少第一加热单元和第二加热单元，分别容纳第一加热元件和第二加热元件，至少所述第一加热单元和第二加热单元各自都有一个顶端和一个底端，所述第一加热单元和第二加热单元通过至少一个旁路与至少一个管道互相连接，所述至少一个旁路水平放置在所述顶端或所述顶端下方，并且所述至少一个管道水平放置在所述至少一个旁路下方，从所述冷水入口和所述热水出口进入的空气经由所述至少一个旁路排出，因而保持了所述第一加热元件和第二加热元件持续的浸没在水中；所述至少一个旁路，所述至少一个冷水入口和所述热水出口都在同一轴线上；以及

D)一电气系统，所述电气系统包含了一个恒温设备，所述恒温设备包括一恒温器，所述恒温设备位于热连接所述第一加热单元和所述第二加热单元的中心金属板上，热连接提供恒温器所需的传热功能，以限定热连接装置。

2.根据权利要求1提出的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述电气系统包含了一具有热敏电阻的电热调节器。

3.根据权利要求2所述的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述热敏电阻是一热感应热敏电阻，所述热感应热敏电阻位于所述至少一个第一加热单元和第二加热单元之间的所述至少一个管道上。

4.根据权利要求3提出的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述电热调节器具有一发送装置，所述发送装置发送一信号以调节一功率值，该功率值在不同的水流条件下被发送至所述第一加热元件和第二加热元件。

5.根据权利要求1提出的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述壳体组件包含一后面板，第一侧面板和第二侧面板和基底面板。

6.根据权利要求5提出的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述冷水入口具有一第一螺纹管件，并且所述热水出口具有一第二螺纹管件，所述冷水入口和所述热水出口都安装在所述壳体组件上。

7.根据权利要求6提出的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述冷水入口拥有安装在所述第一侧面板上的两边的第一平板和第二平板，所述热水出口拥有安装在所述第二侧面板上的两边的第三平板和第四平板。

8.根据权利要求6提出的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述管道组件进一步包含一个流量开关设备。

9.根据权利要求1提出的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述恒温设备包含热连接装置，所述热连接装置提供热传导功能。

10.一种即热式热水设备，设计用于加热持续供给的水源，包括：

A)一壳体组件；

B)一管道组件，包含至少一个冷水入口和一个热水出口；

C)一加热系统，包含至少第一加热单元第二加热单元，分别容纳第一加热元件和第二加热元件，至少所述第一加热单元和第二加热单元分别具有一顶端和一底端，所述第一加热单元和第二加热单元经由至少一个旁路和至少一个管道互相连接，所述至少一个旁路水平放置在所述顶端或所述顶端下方，并且所述至少一个管道水平放置在所述至少一个旁路下方，从所述冷水入口和所述热水出口进入的空气经由所述至少一个旁路排出，因而保持了所述第一加热元件和第二加热元件持续的浸没在水中，所述至少一个旁路，所述至少一个冷水入口和所述热水出口都在同一轴线上；以及

D)一电气系统，所述电气系统包含了一个恒温设备，所述恒温设备包括一恒温器，所述恒温设备位于热连接所述第一加热单元和所述第二加热单元的中心金属板上，热连接提供恒温器所需的传热功能，以限定热连接装置。

11.根据权利要求10所述的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述电气系统包含了一个电热调节器设备，拥有一热感应热敏电阻，所述热感应热敏电阻位于所述至少一个第一加热单元和第二加热单元之间的至少一个管道上。

12.根据权利要求11所述的设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述电热调节器具有一发送装置，所述发送装置发送一信号以调节一功率值，该功率值在不同的水流条件下被发送至所述第一加热元件和第二加热元件。

13.根据权利要求10所述设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述壳体组件包含一个后面板，第一侧面板和第二侧面板和基底面板。

14.根据权利要求13所述设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述冷水入口具有一第一螺纹管件，并且所述热水出口具有一第二螺纹管件，所述冷水入口和所述热水出口都安装在所述壳体组件上。

15.根据权利要求14所述设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述冷水入口拥有安装在所述第一侧面板上的两边的第一平板和第二平板，所述热水出口拥有安装在所述第二侧面板上的两边的第三平板和第四平板。

16.根据权利要求10所述设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述管道组件进一步包含一个流量开关设备。

17.根据权利要求10所述设计用于加热持续供给的水源的即热式热水设备，其特征在于，所述恒温设备包含热连接装置，所述热连接装置提供热传导功能。