CN105026851B - 立式电热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种立式电热水器，主要由内胆和内胆中的加热装置组成，所述加热装置包括一端设有开口的热发生罩、套装于所述热发生罩内腔且与所述热发生罩内壁紧密贴合的至少一个电热管，所述热发生罩位于内胆的纵向中心线上。进一步的，所述内胆的纵向中心线与热发生罩的中心线重合，电热管围绕热发生罩的中心线均匀分布。加热装置位于内胆的纵向中心线上，能够形成一个以加热装置为中心的等温体，从而使水中各质点间的温差大幅减少，使得内胆中的水均温性好；并且所设置的热发生罩，使电热管与水的换热面积增大，进一步保证了内胆中的水的均温性，也使得换热面上单位面积所形成的积垢减少；而且电热管套装在热发生罩中，更换拆卸简便。

Description

立式电热水器
技术领域
本发明涉及一种电热水器，尤其是一种立式电热水器。
背景技术
电热管的防腐问题和内胆的贮能能力是目前储水式电热水器行业的其中一些关键技术障碍。而储水式电热水器又包括卧式电热水器和立式电热水器，其中立式电热水器是将电热管通过法兰盘或其他部件固定在储水内胆底端，电热管与水直接接触。这种结构存在以下缺陷：
1、由于现有电热管的加热面积小，电热管单位面积的热量较高，造成电热管周边的水快速升温并在电热管表面形成大量气泡，气泡附带部分热量，并在气泡的上升过程中，气泡的热量不均匀传给上面的水。热传递方式以气泡对流为主，气泡对流区域的水升温较快，气泡对流区域以外的水升温较慢，导致内胆中的水温不均匀，即均温性差，降低了电热水器的储能效果。同时，由于受电热管的几何形状及安装位置影响，目前的电热管在工作状态下，内胆中形成的温度场并非均匀分布的等温线(面)，这进一步扩大了水温的不均匀程度。
2、由于现有电热管的加热面积小，导致换热面上单位面积所形成的积垢严重。
3、电热管发生故障时更换拆卸较麻烦，有些甚至须将内胆中的水全部放出再进行更换维修。
发明内容
为解决现有立式电热水器的缺陷与不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种水温均温性好、换热面上单位面积积垢少及电热管更换拆卸简便的立式电热水器。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：一种立式电热水器，主要由内胆和内胆中的加热装置组成，所述加热装置包括一端设有开口的热发生罩、套装于所述热发生罩内腔且与所述热发生罩内壁紧密贴合的至少一个电热管，所述热发生罩位于内胆的纵向中心线上。
作为对本发明立式电热水器的改进，所述内胆的纵向中心线与热发生罩的中心线重合，电热管围绕热发生罩的中心线均匀分布。
作为对本发明立式电热水器的改进，所述热发生罩的内壁上开有卡槽，所述电热管以过盈配合方式套装于所述卡槽中。
作为对卡槽的改进，所述卡槽的外形轮廓与所述电热管的外形轮廓一致，所述卡槽包覆所述电热管的外侧面。
作为对本发明立式电热水器的改进，所述热发生罩的外表面设有纵向凹槽。
作为对本发明立式电热水器的改进，所述加热装置还包括设于热发生罩内腔中上部的压板，所述压板上安装有温控器且所述压板与所述热发生罩可拆卸连接。
作为对压板的改进，所述压板上设有避开电热管的避让槽。
作为对压板的改进，所述压板的中心开有过孔，所述热发生罩顶部的中心设有连接柱，所述连接柱的悬空端外侧设有螺纹，所述压板套装于所述连接柱上且通过螺母与所述连接柱螺纹连接。
作为对压板的改进，所述压板的中心开有过孔，所述热发生罩顶部的中心设有连接柱，所述连接柱的悬空端设有内螺纹孔，所述压板套装于所述连接柱上且通过螺栓与所述连接柱螺纹连接。
作为对热发生罩的改进，所述热发生罩由铝合金材质制成。
相对于现有技术，本发明立式电热水器的优点在于：加热装置位于内胆的纵向中心线上，该结构决定了内胆中所形成的温度场特性，即以加热装置为中心，在与之距离相同的位置形成无数个等温点，继而各等温点形成等温线，各等温线形成等温面，各等温面形成等温体，从而使水中各质点间的温差大幅减少，甚至趋向于零，使得内胆中的水温度较均匀(即均温性好)，从而实现了电热水器的储能效果最大化；其次通过在电热管之外设置与电热管紧密贴合的热发生罩，电热管通过热发生罩加热内胆中的水，相当于增大了电热管与水的换热面积，使单位换热面积的热负荷减少，大幅抑制了气泡的产生，气泡对流传热现象降低，热传递的方式由气泡对流为主变成以热传导为主，从而避免了电热管周边的水升温过快而导致内胆中的水温度差异扩大，进一步保证了内胆中的水的均温性，同时，也因电热管与水的换热面积增大，使得换热面上单位面积所形成的积垢减少；而且电热管套装在热发生罩中，更换拆卸简便。
附图说明
图1为本发明一种立式电热水器实施例的结构示意图；
图2为图1所示实施例中加热装置的结构示意图
图3为图2中加热装置的分解图；
图4a为图3中热发生罩的A-A剖视图；
图4b为图3中热发生罩的B-B剖视图；
图5为本发明一种立式电热水器中连接柱的另一种实施方式的结构示意图。
图中，
1为热发生罩； 2为电热管；
3为压板； 4为连接柱；
5为螺母； 10为内胆；
11为卡槽； 12为纵向凹槽；
21为电热管接线端； 31为避让槽；
32为过孔； 41为外螺纹柱；
42为内螺纹孔。
具体实施方式
现结合附图说明本发明用于立式电热水器的加热装置的具体实施方式。
请参阅图1中所示，本发明一种立式电热水器主要由内胆10和内胆10中的加热装置组成，加热装置包括一端设有开口的热发生罩1、套装于热发生罩1内腔且与热发生罩1内壁紧密贴合的至少一个电热管2(在实施例中电热管为两支)，所述热发生罩1位于内胆的纵向中心线上。更进一步的，所述内胆10的纵向中心线与热发生罩1的中心线重合，电热管2围绕热发生罩的中心线均匀分布。
其中，所述热发生罩1选用铝合金材质。如图3、图4a和图4b所示，所述热发生罩1的内壁上开有卡槽11，电热管2以过盈配合方式套装于卡槽11中。较佳地，卡槽11的外形轮廓与电热管2的外形轮廓一致，且所述卡槽包覆所述电热管的外侧面，以此更好地使电热管与热发生罩内壁紧密贴合，保证电热管产生的热量快速充分地扩散给热发生罩，既不会造成电热管的热量过多散失，还能避免电热管因温度过高而影响使用寿命。
采用本发明的技术方案，由于加热装置位于内胆10的纵向中心线上，该结构决定了内胆10中所形成的温度场特性，即以加热装置为中心，在与之距离相同的位置形成无数个等温点，继而各等温点形成等温线，各等温线形成等温面，各等温面形成等温体，从而使水中各质点间的温差大幅减少，甚至趋向于零，使得内胆中的水温度较均匀(即均温性好)，从而实现了电热水器的储能效果最大化；其次，通过在电热管2之外设置与电热管2紧密贴合的热发生罩1，电热管2通过热发生罩1加热内胆10中的水，相当于增大了电热管2与水的换热面积，使单位换热面积的热负荷减少，大幅抑制了气泡的产生，气泡对流传热现象降低，热传递的方式由气泡对流为主变成以热传导为主，从而避免了电热管2周边的水升温过快而导致内胆10中的水温度差异扩大，进一步保证了内胆10中的水的均温性，同时，也因电热管2与水的换热面积增大，使得换热面上单位面积所形成的积垢减少。
如图1、图2、图3所示，加热装置还包括设于热发生罩1内腔的压板3，压板3与热发生罩1可拆卸连接，优选的，压板3定位在热发生罩1内腔的中上部。压板3上设有用于控制内胆10内水温的温控器(图中未视出)的安装位置，主要用于安装温控器。由于压板3在热发生罩1内腔的中上部，故温控器也在热发生罩1内腔的中上部，从而保证当内胆中水位降低时，温控器能有效保护电热管。压板3外侧面设有电热管2从中穿过从而避让所述电热管2的避让槽31。压板3的中心处开有过孔32，热发生罩1顶部的中心设有连接柱4，连接柱4的悬空端外侧设有外螺纹柱41(见图4a、图4b所示)，压板3通过过孔32套装于连接柱4且搭靠在热发生罩1内壁的台阶处，且通过螺母5与连接柱4螺纹连接；或者连接柱4的悬空端设有内螺纹孔42(见图5所示)，压板3通过过孔32套装于连接柱且搭靠在热发生罩内壁的台阶处，且通过螺栓与连接柱4螺纹连接。当然，压板3与热发生罩1并不仅仅局限于上述两种螺纹连接方式可拆卸连接，也可以通过其他连接方式实现可拆卸连接。
本发明用于立式电热水器的加热装置的安装方式：首先将电热管2以接线端21朝外卡套在热发生罩1内壁的卡槽11中，电热管2与卡槽11过盈配合；当电热管2卡装到位后，再将压板3通过过孔32套于连接柱4上；然后通过螺母5或螺栓将压板固定；最后本加热装置将热发生罩1开口朝下通过法兰安装于储水内胆10的底部，电热管2外露的接线端21通过线缆与外部电源连接。当电热管发生故障需要更换维修时，只需将螺母或螺栓松开拉出电热管即可。
更佳地，如图3所示，所述热发生罩的外表面设有纵向凹槽12，以此进一步增大热发生罩的加热面积，纵向凹槽12的纵向设置能避免内胆中的杂质积聚在凹槽内，当然也可以通过其他形式增大热发生罩的加热面积。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种立式电热水器，主要由内胆和内胆中的加热装置组成，其特征在于：所述加热装置包括一端设有开口的热发生罩、套装于所述热发生罩内腔且与所述热发生罩内壁紧密贴合的至少一个电热管，所述热发生罩位于内胆的纵向中心线上,所述内胆的纵向中心线与热发生罩的中心线重合，电热管围绕热发生罩的中心线均匀分布。
2.根据权利要求1所述的立式电热水器，其特征在于：所述热发生罩的内壁上开有卡槽，所述电热管以过盈配合方式套装于所述卡槽中。
3.根据权利要求2所述的立式电热水器，其特征在于：所述卡槽的外形轮廓与所述电热管的外形轮廓一致，所述卡槽包覆所述电热管的外侧面。
4.根据权利要求1所述的立式电热水器，其特征在于：所述热发生罩的外表面设有纵向凹槽。
5.根据权利要求1所述的立式电热水器，其特征在于：所述加热装置还包括设于热发生罩内腔中上部的压板，所述压板上安装有温控器且所述压板与所述热发生罩可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的立式电热水器，其特征在于：所述压板上设有避开电热管的避让槽。
7.根据权利要求5所述的立式电热水器，其特征在于：所述压板的中心开有过孔，所述热发生罩顶部的中心设有连接柱，所述连接柱的悬空端外侧设有螺纹，所述压板套装于所述连接柱上且通过螺母与所述连接柱螺纹连接。
8.根据权利要求5所述的立式电热水器，其特征在于：所述压板的中心开有过孔，所述热发生罩顶部的中心设有连接柱，所述连接柱的悬空端设有内螺纹孔，所述压板套装于所述连接柱上且通过螺栓与所述连接柱螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的立式电热水器，其特征在于：所述热发生罩由铝合金材质制成。
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