CN106766184A - 一种防堵塞高效热水器 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种防堵塞高效热水器，包括用于储存被加热水的内胆和包覆在内胆外的隔热层，该内胆呈圆筒状，用黑色金属支撑，该隔热层由发泡料冷凝后形成；该内胆内设有电加热管；其特征在于，在内胆的底部设有用于冷水引入的进水口以及用于排出热水的出水口；进水口和出水口外侧均设有高效过滤装置，其结构表现为非对称型，过滤效率高，具有反清洗功能，使用方便，利于工业化生产。

Description

一种防堵塞高效热水器
技术领域
本申请涉及热水器领域，尤其涉及一种防堵塞高效热水器。
背景技术
现有热水器通常包括金属内胆，在内胆内设置有电加热管，以及包覆在内胆外的金属外壳。
热水器是一种几乎每天都会用到的家用电器，由于居住环境的差别，热水器所加热的水源水质有所不同，当水质较差，含有很多污染物颗粒时，该污染物进入热水器中，容易堵塞进水口和出水口，尤其是出水口，此外，该污染物沉积在内胆内壁表面，会造成加热效率低下，浪费电源。
发明内容
本发明旨在提供一种防堵塞高效热水器，可以对于热水器中流进的水进行过滤，使用方便，从而解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种防堵塞高效热水器，其包括用于储存被加热水的内胆和包覆在内胆外的隔热层，该内胆呈圆筒状，用黑色金属支撑，该隔热层由发泡料冷凝后形成；该内胆内设有电加热管；在内胆的底部设有用于冷水引入的进水口以及用于排出热水的出水口；进水口和出水口外侧均设有高效过滤装置。
优选地，该高效过滤装置为吸附型非对称结构，该高效过滤装置包括圆柱状外壳，外壳内形成过滤腔，在该过滤腔内沿水流方向依次设有A过滤单元和B过滤单元。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的热水器中，在热水器的进水口和出水口均设有高效过滤装置，该高效过滤装置分为两步过滤，结构表现为非对称型，过滤效率高，具有反清洗功能，使用方便，利于工业化生产。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明中所述高效过滤装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种防堵塞高效热水器，包括用于储存被加热水的内胆和包覆在内胆外的隔热层，该内胆呈圆筒状，用黑色金属支撑，该隔热层由发泡料(如聚氨酯材料)冷凝后形成；该内胆内设有电加热管；内胆的底部设有用于冷水引入的进水口以及用于排出热水的出水口；进水口和出水口外侧均设有高效过滤装置。
在本申请的实施方式中，该高效过滤装置为一种非对称的陶瓷过滤装置，其能够对进入/排出热水器的水进行高效过滤，一方面保证了进入热水器的水质，防止污染物颗粒进入，造成的沉积现象；另一方面，保证了热水器排出的水质，防止了污染物颗粒对于人体健康的伤害。
本申请的高效过滤装置利用陶瓷体的多孔构造过滤，该多孔构造能够形成一种允许液体介质通过的流路，借助两边的压力差，水可以自由通过，然而水中的悬浊物质、细菌、污染物颗粒等能够被陶瓷体拦截，能够达到过滤的目的；相比其它过滤体，该陶瓷体的机械强度和耐久性良好，能够适应热水器中高温的热水温度，此外，陶瓷体还具有耐腐蚀性、平均孔径可以精密控制等优势，使用范围大，尤其对于热水器具有较好的适应性。
优选地，图1为本申请中所述高效过滤装置的结构示意图，具体而言，该高效过滤装置表现为吸附型非对称结构，该高效过滤装置包括圆柱状外壳1，外壳1内形成过滤腔2，在该过滤腔2内沿水流方向依次设有A过滤单元3和B过滤单元4，为了方便安装，该外壳1边缘内侧设有螺纹，用于匹配安装于热水器的进水口或出水口。
在本申请的高效过滤装置中，热水器中的水能够经过A过滤单元和B过滤单元，经过两次不同的过滤，达到较为良好的过滤效果。
在本申请的优选实施方式中，在所述的A过滤单元3中，其由烛状过滤管31和隔离体32构成，流体介质会依次流经烛状过滤管31、隔离体32；该隔离体32为圆柱状，厚度为4cm，该烛状过滤管31长度为8cm，一端封闭，一端开口，其开口端与隔离体32连通设置。
该隔离体32朝向烛状过滤管31的表面、未连通烛状过滤管31的区域为封闭面33，不允许流体介质透过。
优选地，该烛状过滤管31和隔离体32均为陶瓷结构，孔径介于500～1500μm，且，多个烛状过滤管31并列设置。
当流体介质流经A过滤单元时，由于封闭面的阻隔，流体介质会从烛状过滤管31的外表面到内表面，进而流过隔离体32，进入下一过滤单元；在上述过滤过程中，流体介质中物理尺寸较大的杂质会被柱状过滤管31阻挡，从而吸附在该烛状过滤管31的外表面。
在本申请的优选实施方式中，在所述的B过滤单元4中，其包括支撑体41和过滤膜42，该支撑体41为大粒径陶瓷颗粒制备，厚度约40mm，该过滤膜42为小粒径陶瓷颗粒构成，厚度约为1mm。
在进一步优选实施例中，
该支撑体41采用碳化硅陶瓷，该支撑体41的制备过程为：
S1将碳化硅陶瓷颗粒、氧化铝磨球和水混合按比例混合，球磨4小时；然后配制浓度为2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，将上述球磨好的碳化硅颗粒质量与一定量的CMC溶液充分混合，在碳化硅颗粒表面形成一层溶液膜，然后将陶瓷粘结剂粉料加入该碳化硅颗粒中并不断搅拌均匀，得到混合粉料；
S2将造孔剂加入到上步得到的混合粉料中不断搅拌均匀；搅拌5小时，然后压制成圆柱状；在高温700度下烧结，将造孔剂烧去，陶瓷粘结剂熔融后会均匀的粘附在碳化硅颗粒表面，并且会将碳化硅颗粒粘合，得到支撑体41。
在上述制作步骤中，该陶瓷粘结剂的粒径为10μm，该陶瓷粘结剂主要为氧化钾、氧化硅和氧化铝的混合物，其质量含量符合方程式：
f(w)＝5m2+2n2；
其中0.2≤m≤0.25，n＝0.1，w为氧化钾质量含量，m为氧化铝质量含量，n为氧化硅质量含量。
该过滤膜42为碳化硅陶瓷颗粒过滤膜，所用碳化硅颗粒粒径为50μm。
该过滤膜42设于支撑体41表面，由于该过滤膜42由小粒径碳化硅陶瓷颗粒构成，其孔径是容易控制的，具有非常高的过滤精度和过滤效率。
在更进一步优选实施例中，在过滤膜42和支撑体41之间设有一层碳纳米纤维层43，该层厚度为300μm，这样，该碳纳米纤维层43能够有效阻滞过滤膜中碳化硅颗粒向支撑体的渗透，在保证过滤膜完整性和提高过滤效果方面均具有积极意义。
由于本申请的热水器中在进水口和出水口均采用了高效过滤装置，其具有优良的高温强度、抗热震性、抗侵蚀能力以及高的渗透率，而且清洗方便，只需将其拆卸，用高压气体或水流反向冲洗即可。
对于本申请中所述高效过滤装置，在过滤过程中，B过滤单元中的支撑体起到很大一部分的压降，为此，测试了该支撑体的碳化硅颗粒不同粒径下的孔隙率和抗压强度，具体如下表1：
表1支撑体中碳化硅颗粒平均粒径与其平均孔径对照表
颗粒粒径/μm 200 400 600
平均孔径/μm 30 69 103
抗压强度/MPa 38.9 30.4 25.7
从表中可以看到，随着碳化硅粒径的增加，其支撑体的平均孔径与该平均粒径的比值基本接近，该碳化硅陶瓷支撑体中的孔隙主要是由碳化硅颗粒之间的间隙构成，孔隙结构比较均匀。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防堵塞高效热水器，包括用于储存被加热水的内胆和包覆在内胆外的隔热层，该内胆呈圆筒状，用黑色金属支撑，该隔热层由发泡料冷凝后形成；该内胆内设有电加热管；其特征在于，在内胆的底部设有用于冷水引入的进水口以及用于排出热水的出水口；进水口和出水口外侧均设有高效过滤装置。
2.根据权利要求1所述的防堵塞高效热水器，其特征在于，该高效过滤装置为吸附型非对称结构，该高效过滤装置包括圆柱状外壳，外壳内形成过滤腔，在该过滤腔内沿水流方向依次设有A过滤单元和B过滤单元。
3.根据权利要求2所述的防堵塞高效热水器，其特征在于，所述的A过滤单元由烛状过滤管和隔离体构成；该隔离体为圆柱状，厚度为4cm，该烛状过滤管长度为8cm，一端封闭，一端开口，其开口端与隔离体连通设置。
4.根据权利要求3所述的防堵塞高效热水器，其特征在于，该隔离体朝向烛状过滤管的表面、未连通烛状过滤管的区域为封闭面，不允许流体介质透过。
5.根据权利要求3或4所述的防堵塞高效热水器，其特征在于，该烛状过滤管和隔离体均为陶瓷结构，孔径介于500～1500μm，且，多个烛状过滤管并列设置。
6.根据权利要求2所述的防堵塞高效热水器，其特征在于，所述的B过滤单元4包括支撑体和过滤膜，该支撑体为大粒径陶瓷颗粒制备，厚度约40mm，该过滤膜为小粒径陶瓷颗粒构成，厚度约为1mm。
7.根据权利要求6所述的防堵塞高效热水器，其特征在于，该支撑体的制备过程为：
S1将碳化硅陶瓷颗粒、氧化铝磨球和水混合按比例混合，球磨4小时；然后配制浓度为2wt％的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液，将上述球磨好的碳化硅颗粒质量与一定量的CMC溶液充分混合，在碳化硅颗粒表面形成一层溶液膜，然后将陶瓷粘结剂粉料加入该碳化硅颗粒中并不断搅拌均匀，得到混合粉料；
S2将造孔剂加入到上步得到的混合粉料中不断搅拌均匀；搅拌5小时，
然后压制成圆柱状；在高温700度下烧结，将造孔剂烧去，陶瓷粘结剂熔融后会均匀的粘附在碳化硅颗粒表面，并且会将碳化硅颗粒粘合，得到支撑体41。
8.根据权利要求6所述的防堵塞高效热水器，其特征在于，在过滤膜和支撑体之间设有一层碳纳米纤维层，该层厚度为300。
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