CN104896745A - 电热水器加热结构及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电热水器加热结构及其方法，该电热水器加热结构包括一内胆、一进水管、一出水管、一加热棒及一导流罩，进水管及出水管连接于内胆，加热棒设置于内胆内，且可以一冷水管及一热水管连接于内胆。冷水可由冷水管及进水管输入内胆内，经加热棒加热后通过热浮力现象迫使热水集中流经导流罩，再由导流罩进水口引入周围冷水。藉此，可形成强迫循环，以达到速热及热水放水量多的效果。

Description

电热水器加热结构及其方法

技术领域

本发明涉及一种电热水器加热结构及其方法，特别涉及一种具有导流罩装置的储热式热水器的加热结构及其方法。

背景技术

传统的瓦斯热水器使用液化石油气或天然气作为燃料，但随着液化石油气及天然气价格的持续攀升，人们获得热水的成本越来越高，而且电热水器存在使用安全，废气排放量少等优点，因此电热水器仍为重要的热水提供方式。

公知的电热水器于内胆内设置加热棒作为热源来加热冷水，但是加热棒由于仅设置于内胆内局部的区域，容易造成内胆内的水加热不均匀，因此水均温性较差，加热效果不佳，无法达到速热的效果，且热水放水量较少。

综上所述，本发明人有感上述缺失可改善，乃特潜心研究并配合学理的应用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种电热水器加热结构及其方法，可形成强迫循环，以达到速热及热水放水量多的效果。

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种电热水器加热结构，包括：一内胆；一进水管，该进水管设置于该内胆内；一出水管，该出水管设置于该内胆内；至少一加热棒，该至少一加热棒设置于该内胆内；以及一导流罩，该导流罩罩设于该加热棒外部，该导流罩侧壁设有多个进水口，该导流罩顶部设有至少一出水口。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种电热水器加热方法，包括步骤如下：提供一所述电热水器加热结构；以该进水管输入冷水至该内胆内；使该内胆内的水由该些进水口进入该导流罩内，以该加热棒加热该导流罩内的水，经该加热棒加热后的水向上升，由该导流罩顶部的出水口流出；以及以该出水管输出该内胆内加热完成的热水。

本发明至少具有下列的优点：

本发明通过导流罩的设置，利用自然冷热对流循环的原理，使导流罩内经加热棒加热后的水通过热浮力现象向上升至出水口流出，藉此，可形成强迫循环，使整胆水均温性较佳，且可提升加热效果，以达到速热及热水放水量多的效果。同时，利用冷水经由进水口冲击加热棒，使加热棒表面温度降低，可以减少水垢的产生。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明电热水器加热结构的平面示意图。

图2为本发明电热水器加热结构的使用状态示意图。

图3为本发明电热水器加热方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

1 内胆

11 组装孔

2 进水管

3 出水管

4 加热棒

5 导流罩

51 进水口

52 出水口

6 冷水管

7 热水管

H₀ 加热棒顶部至内胆底部距离

H₂ 导流罩进水口顶部至内胆底部距离

H₁ 出水管顶部与导流罩顶部的高度差

Φ₀ 内胆直径

Φ₁ 加热棒直径

Φ₂ 导流罩直径

具体实施方式

[第一实施例]

请参阅图1，本发明提供一种电热水器加热结构，特别涉及一种具有导流罩装置的储热式热水器的加热结构，该电热水器加热结构包括一内胆1、一进水管2、一出水管3、至少一加热棒4及一导流罩5。

该内胆1为一中空容器，可呈横置或直立的柱体，在本实施例中该内胆1呈横置的圆柱体，该内胆1内部能容纳欲加热的水。该内胆1可以金属材质或非金属材质制成，该内胆1的材质、形状及构造并不限制，可因应需要适当的变化。

该进水管2及出水管3设置于内胆1内，且进水管2及出水管3底部可连接于内胆1，进水管2及出水管3底部可连接于内胆1底部或侧壁等位置，在本实施例中进水管2及出水管3连接于内胆1的底部，但进水管2及出水管3设置的位置并不限制，可因应需要适当的变化。进水管2及出水管3较佳但不限制是直立的设置于内胆1内，亦即进水管2及出水管3可以铅直的设置于内胆1内，但不排除进水管2及出水管3也可以具有些许的斜度，或是呈其他的形状或结构。

该进水管2顶部较佳是位于内胆1内近底部的位置，出水管3顶部较佳是位于内胆1内近顶部的位置，亦即出水管3顶部可高于导流罩5顶部，导流罩5顶部可高于进水管2顶部。另，出水管3顶部与内胆1顶部需预留有适当的间距，以便热水能顺利的进入出水管3。进水管2底部可连接于一冷水管6，出水管3底部可连接于一热水管7，以便经由冷水管6及进水管2输入冷水至内胆1内，且经由出水管3及热水管7输出内胆1内加热完成的热水。

该加热棒4设置于内胆1内，加热棒4为电热管等装置，加热棒4可弯折呈U型或其他形状。加热棒4设置的数量并不限制，可设置一个、两个或多个，若设置两个或多个加热棒4时，可将该些加热棒4并联连接，使该些加热棒4可分开加热，使用寿命得以增加。

加热棒4设置于内胆1内近底部的位置，加热棒4可固定于内胆1底部，在本实施例中加热棒4固定于内胆1底部，亦即可于内胆1底部开设有一组装孔11，使加热棒4得以经由组装孔11安装于内胆1内，加热棒4可利用螺丝锁固等方式适当的固定于内胆1。另，加热棒4与内胆1之间也可设置有适当的密封元件(图略)予以密封。加热棒4固定于内胆1及密封的结构属于习知技术，故不再以赘述。

另，在加热棒4表面也可进一步的加设有导热鳍片(图略)，用以增加热传面积，以避免高温集中在加热棒4表面，在不影响热传效率的前提之下，通过降低加热棒4表面温度，以达到减少水垢产生的目的，使加热效率提升。

该导流罩5较佳但不限制以金属材质制成，导流罩5为一中空体，其外形并不限制，在本实施例中，导流罩5形成一直立状的柱体（例如圆柱体），导流罩5罩设于加热棒4外部，且导流罩5底部可固定于内胆1。导流罩5可以间隔的罩设于加热棒4外部，亦导流罩5与加热棒4具有不同的直径，从而可使两者之间形成间隔的设置。该导流罩5可位于进水管2及出水管3之间，亦即该进水管2可位于导流罩5一侧，该出水管3则位于导流罩5另一侧。

该导流罩5侧壁设有多个进水口51，该些进水口51可为圆形或其他形状的孔洞，该些进水口51的形状并不限制。该些进水口51可以整齐的排列，也可以交错的排列，该些进水口51由导流罩5的侧壁外缘贯穿至内缘，使得导流罩5内部及外部得以相通，使冷水得以通过该些进水口51进入导流罩5内部。

该些进水口51较佳但不限制分布于导流罩5的侧壁下半部及中间位置，亦即该些进水口51可分布于导流罩5的侧壁预定高度，在导流罩5的侧壁上半部或接近顶部的位置可不设置进水口51。导流罩5顶部设有至少一出水口52，出水口52较佳是设置一个，亦即将导流罩5顶部设计成开口状，使其形成一个出水口52，出水口52的直径可以等于或小于导流罩5的内径，出水口52的尺寸及形状并不限制，也可以设置成两个或多个出水口52。在本实施例中是以金属板弯折及焊接形成导流罩5，出水口52直接形成于导流罩5顶部。出水口52邻近出水管3顶部，亦即出水管3顶部位于出水口52一侧邻近处。

请参阅图2，可利用冷水管6及进水管2输入冷水至内胆1内，使内胆1内的水可由导流罩5的进水口51进入导流罩5内，以便利用加热棒4加热导流罩5内的水，经加热棒4加热后的水，可以通过热浮力现象迫使热水向上升，再由导流罩5顶部的出水口52流出，此时即可利用出水管3输出内胆1内加热完成的热水，使出水管3可确实的输出热水，再由导流罩5的进水口51引入周围冷水加热。

本发明可进一步的定义如下：

H₀为加热棒4顶部至内胆1底部距离。

H₂为导流罩5进水口51顶部至内胆1底部距离。

H₁为出水管3顶部与导流罩5顶部的高度差。

Φ₀为内胆1直径（内径）。

Φ₁为加热棒4直径（外径）。

Φ₂为导流罩5直径（内径）。

T₂为导流罩5出水口52水温(运作中的实际温度)。

T_S为导流罩5出水口52的热水设计温度。

若满足下列两项关系式条件，则可达到较佳热水出水量及速热效果。

1.H₀≦3Φ₀/4

2.H₁为1至10cm

若再满足下列三项关系式条件至少其中之一，则可达到更佳热水出水量及速热效果。

1.H₂≦H₀+10cm

2.T₂≧T_S

3.Φ₂＝Φ₁+(0.5至10cm)

[第二实施例]

请参阅图3，本发明另提供一种电热水器加热方法，包括步骤如下：

首先，进行步骤S110，提供一电热水器加热结构，该电热水器加热结构包括上述的内胆1、进水管2、出水管3、加热棒4及导流罩5等，不再加以赘述；

接着，进行步骤S120，以进水管2输入冷水至内胆1内；

而后，进行步骤S130，使内胆1内的水由导流罩5的进水口51进入导流罩5内，以加热棒4加热导流罩5内的水，经加热棒4加热后的水，通过热浮力现象迫使热水向上升，由导流罩5顶部的出水口52流出；

最后，进行步骤S140，以出水管3输出内胆1内加热完成的热水。

是以，本发明通过导流罩5的设置，利用自然冷热对流循环的原理，使导流罩5内经加热棒4加热后的水通过热浮力现象向上升至出水口52流出，藉此，可形成强迫循环，使整胆水均温性较佳，且可提升加热效果，以达到速热及热水放水量多的效果。同时，利用冷水经由进水口51冲击加热棒4，使加热棒4表面温度降低，减少水垢的产生。

惟以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内，合予陈明。

Claims (10)

1.一种电热水器加热结构，其特征在于，包括：

一内胆；

一进水管，该进水管设置于该内胆内；

一出水管，该出水管设置于该内胆内；

至少一加热棒，该至少一加热棒设置于该内胆内；以及

一导流罩，该导流罩罩设于该加热棒外部，该导流罩侧壁设有多个进水口，该导流罩顶部设有至少一出水口。

2.根据权利要求1的电热水器加热结构，其中该进水管及该出水管直立的设置，该进水管及该出水管底部连接于该内胆底部。

3.根据权利要求1的电热水器加热结构，其中该进水管顶部位于该内胆内近底部的位置，该出水管顶部位于该内胆内近顶部的位置。

4.根据权利要求1的电热水器加热结构，其中该导流罩形成一直立状的柱体，该导流罩位于该进水管及该出水管之间。

5.根据权利要求1的电热水器加热结构，其中所述多个进水口分布于该导流罩侧壁下半部及中间位置。

6.根据权利要求1的电热水器加热结构，其中该加热棒顶部至该内胆底部距离为H₀，满足下列关系式：H₀≦3Φ₀/4，Φ₀为该内胆直径，且该出水管顶部与该导流罩顶部的高度差为H₁，H₁为1至10cm。

7.根据权利要求6的电热水器加热结构，其中该导流罩的进水口顶部至该内胆底部距离为H₂，满足下列关系式：H₂≦H₀+10cm。

8.根据权利要求1的电热水器加热结构，其中该导流罩直径为Φ₂，满足下列关系式：Φ₂＝Φ₁+(0.5至10cm)，Φ₁为该加热棒直径。

9.根据权利要求1的电热水器加热结构，其中该导流罩的出水口水温为T₂，满足下列关系式：T₂≧T_S，T_S为该导流罩的出水口热水设计温度。

10.一种电热水器加热方法，其特征在于，包括步骤如下：

提供一根据权利要求1至9中任一项的电热水器加热结构；

以该进水管输入冷水至该内胆内；

使该内胆内的水由该些进水口进入该导流罩内，以该加热棒加热该导流罩内的水，经该加热棒加热后的水向上升，由该导流罩顶部的出水口流出；以及

以该出水管输出该内胆内加热完成的热水。