CN109442738A - 一种热水加热器内胆及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电热水器领域，具体为一种热水加热器内胆及其制作方法。热水加热器内胆包括：加热胆盒、带绝缘的远红外电热板，上盖沿纵向开设平行排布的上盖插槽，下盖沿纵向开设平行排布的下盖插槽，上盖插槽与下盖插槽相对交错排布；前板、后板的内侧相对开设竖向平行排布的侧插槽，相邻侧插槽上下错位排布。本发明从加热方式和改变水流通道着手，采用远红外电热板对水进行加热，并用远红外电热板形成水流通道，以不同热量的远红外电热板，在水流经过远红外电热板的同时，对水进行加热，根据所需的不同温度调整不同的远红外电热板，在水流通过的同时对水进行加热，达到所需要的热水。

Description

一种热水加热器内胆及其制作方法

技术领域

本发明涉及电热水器领域，具体为一种热水加热器内胆及其制作方法。

背景技术

电热水器是指以电作为能源进行加热的热水器。是与燃气热水器、太阳能热水器相并列的三大热水器之一。电热水器按加热功率大小可分为储水式(又称容积式或储热式)、即热式、速热式(又称半储水式)三种。普通速热式电热水器与双模电热水器虽然体积差不多，但内部结构却大相径庭，速热式电热水器与储水式电热水器比仅仅是体积较小，功率更大，所以在加热速度上确实比储水式电热水器更快，但它在春季、秋季都不能达到即热，还要预热，即需要等待，而双模电热水器在春、夏、秋三个季节可用即热模式，即开即热。

快速电热水器，又称储水快热式电热水器。一般预热时间在15分钟左右，内胆容积10升至30升，功率在3500瓦到5500瓦左右。优点：预热时间短，外观小巧美观，预热完毕可源源不断用水，不受人数限制。缺点：成本较高。

目前，市场应用的电热水器、快速热水器及厨宝等基本是电加热管或石英玻璃加热管，有的费时，有的耗电大，浪费能源使用不便。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种热水加热器内胆及其制作方法，实现快速热水器加热技术的改进及加热材料的改进。

本发明的技术方案是：

一种热水加热器内胆，包括：加热胆盒、带绝缘的远红外电热板，远红外电热板分为上部远红外电热板和下部远红外电热板，具体结构如下：

加热胆盒为左板、右板、前板、后板、上盖、下盖，按左、右、前、后、上、下的位置组合而成的盒状结构，左板、右板左右相对，前板、后板前后相对，上盖、下盖上下相对，左板的外侧上部设置与加热胆盒相通的进水口，右板的外侧上部设置与加热胆盒相通的出水口；

上盖沿纵向开设平行排布的上盖插槽，下盖沿纵向开设平行排布的下盖插槽，上盖插槽与下盖插槽相对交错排布；前板、后板的内侧相对开设竖向平行排布的侧插槽，相邻侧插槽上下错位排布，其中：上盖插槽的两端分别与前板、后板内侧的侧插槽相通，形成下凹形槽，上部远红外电热板插装于下凹形槽；下盖插槽的两端分别与前板、后板内侧的侧插槽相通，形成上凹形槽，下部远红外电热板插装于上凹形槽；下凹形槽和上凹形槽交错排布，相应的上部远红外电热板和下部远红外电热板交错排布，相邻的上部远红外电热板和下部远红外电热板之间形成往复的水流通道，水流通道的一端与进水口相通，水流通道的另一端与出水口相通。

所述的热水加热器内胆，远红外电热板上相对竖向平行设置电极，两个电极之间设置导电发热芯，每个电极上端设置电极接线点，两个电极分别通过电极接线点连接导线，并分别通过导线与电源的火线、零线相连。

所述的热水加热器内胆的制作方法，包括如下步骤：

(1)制作出加热胆盒，并在加热胆盒的前板、后板上，加工制作出用于插装远红外电热板的侧插槽，相邻侧插槽上下错位排布，相邻侧插槽之间的距离为1～2厘米，作为水流通道，以便水的流通；

(2)在加热胆盒的上盖开设上盖插槽，在加热胆盒的下盖开设下盖插槽，并且上盖插槽和下盖插槽分别对应前板、后板上的侧插槽，上盖插槽与侧插槽形成下凹形槽，下盖插槽与侧插槽形成上凹形槽，以便将上部远红外电热板和下部远红外电热板插入，上部远红外电热板和下部远红外电热板上下错位插入下凹形槽和上凹形槽，并在远红外电热板的插入底部距离上盖和下盖留出1～2厘米的空隙，使上部远红外电热板和下部远红外电热板上下错位并形成水流通道；

(3)在加热胆盒的左板和右板外侧上部分别开出圆孔，作为进水口和出水口，并在进水口和出水口上安装水管接头；

(4)将远红外电热板插入后，远红外电热板的接线处部位留在加热胆盒外边，以便接线；

(5)用耐热无害密封胶将插入的远红外电热板四周密封打压测试，压强高于自来水压的2～3倍；制作带有密封胶圈的上盖和下盖，将上盖和下盖套入远红外电热板，并用螺钉固定，将远红外电热板的四周进行密封，进行耐压测试压力高于自来水的2～3倍。

所述的热水加热器内胆的制作方法，用耐高温导线将远红外电热板并联在一起，并在电路中串联接入限温器，在水流通道上装入流量开关，有水流动时加热，停水即断电。

所述的热水加热器内胆的制作方法，内胆安装在各种热水加热器的外形壳内。

所述的热水加热器内胆的制作方法，远红外电热板制作方法如下：

(1)采用化学气相沉积生产石墨烯对碳纤维进行改性：首先将碳纤维放入CVD反应炉中，加入乙炔气体并加温到200～400℃，加入促进剂聚合硫酸铁继续加温到500～700℃，使其在碳纤维表面及缝隙沉淀生成石墨烯，制成石墨烯表面改性的碳纤维，并逐渐降温到室温后，开炉取出石墨烯改性碳纤维；

(2)将植物纤维加入用粉碎机加以粉碎，然后放入磨浆池中用磨盘机进行细磨，当植物纤维磨制成帚化时，按重量份数计，植物纤维60～80份，石墨烯改性碳纤维20～40份，将经过超声波分散机分散的石墨烯改性碳纤维放入磨浆池中搅拌5～15分钟，形成混合物料；向磨浆池中加入水，混合物料与水的质量比例为1:4～6，搅拌20～40分钟，经过抄纸制作出所需的导电发热芯；

(3)将导电发热芯剪裁，并将铜带制作的电极铆固，待用；

(4)选用无碱无蜡玻璃纤维布，在环氧树脂胶液中浸透，刮去剩余胶液烘干，剪裁待用；

(5)将剪裁带有环氧树脂胶液的玻璃纤维布与导电发热芯铺装，以导电发热芯为中心层上下各3～5层含胶液的玻璃纤维布，用模板夹住放入加热机中，在1600～2000℃、6～12MPa热压1～3小时后，冷却至室温，取出剪裁、打磨电极，待用。

本发明的优点及有益效果是：

本发明从加热方式和改变水流通道着手，采用远红外电热板对水进行加热，并用远红外电热板形成水流通道，以不同热量的远红外电热板，在水流经过远红外电热板的同时，对水进行加热，根据所需的不同温度调整不同的远红外电热板，在水流通过的同时对水进行加热，达到所需要的热水。

附图说明

图1为内胆立体图。

图2为内胆侧视图。

图3为图2中A-A剖面图。

图4-图6为加热胆盒结构图。其中，图4为主视图，图5为侧视图，图6为俯视图。

图7-图9为加热胆盒的前板(或后板)结构图。其中，图7为主视图，图8为侧视图，图9为俯视图。

图10为内胆的远红外电热板示意图。

图11为内胆的远红外电热板水流通道示意图。

图12为导电发热芯的制作流程图。

图13为远红外电热板的制作流程图。

图中，1加热胆盒；2上部远红外电热板；3进水口；4下部远红外电热板；5上盖；6下盖；7出水口；8上盖插槽；9前板或后板；10侧插槽；11远红外电热板；12电极；13导电发热芯；14电极接线点；15水流通道；16左板；17右板；18前板；19后板；20下盖插槽。

具体实施方式

如图1-图11所示，本发明热水加热器内胆，主要包括：加热胆盒1、远红外电热板11(带绝缘，分为上部远红外电热板2和下部远红外电热板4)等，具体结构如下：

加热胆盒1为左板16、右板17、前板18、后板19、上盖5、下盖6，按左、右、前、后、上、下的位置组合而成的盒状结构，左板16、右板17左右相对，前板18、后板19前后相对，上盖5、下盖6上下相对，左板16的外侧上部设置与加热胆盒1相通的进水口3，右板17的外侧上部设置与加热胆盒1相通的出水口7。

上盖5沿纵向开设平行排布的上盖插槽8，下盖6沿纵向开设平行排布的下盖插槽20，上盖插槽8与下盖插槽20相对交错排布。前板18、后板19的内侧相对开设竖向平行排布的侧插槽10，相邻侧插槽10上下错位排布，其中：上盖插槽8的两端分别与前板18、后板19内侧的侧插槽10相通，形成下凹形槽，上部远红外电热板2插装于下凹形槽；前板或后板9包括前板18、后板19，下盖插槽20的两端分别与前板18、后板19内侧的侧插槽10相通，形成上凹形槽，下部远红外电热板4插装于上凹形槽；下凹形槽和上凹形槽交错排布，相应的上部远红外电热板2和下部远红外电热板4交错排布，相邻的上部远红外电热板2和下部远红外电热板4之间形成往复的水流通道15，水流通道15的一端与进水口3相通，水流通道15的另一端与出水口7相通。

如图10所示，远红外电热板11上相对竖向平行设置电极12，两个电极12之间设置导电发热芯13，每个电极12上端设置电极接线点14，两个电极分别通过电极接线点14连接导线，并分别通过导线与电源的火线、零线相连，实现远红外电热板11的放热。

如图1-图11所示，本发明热水加热器内胆的制作方法如下：

1.1制作出加热胆盒1，并在加热胆盒1的前板18、后板19上，加工制作出用于插装远红外电热板11的侧插槽10，相邻侧插槽10上下错位排布，相邻侧插槽10之间的距离为1～2厘米，作为水流通道15，以便水的流通。

1.2在加热胆盒1的上盖5开设上盖插槽8，在加热胆盒1的下盖6开设下盖插槽20，并且上盖插槽8和下盖插槽20分别对应前板18、后板19上的侧插槽10，上盖插槽8与侧插槽10形成下凹形槽，下盖插槽20与侧插槽10形成上凹形槽，以便将远红外电热板11(上部远红外电热板2和下部远红外电热板4)插入，上部远红外电热板2和下部远红外电热板4上下错位插入下凹形槽和上凹形槽，并在远红外电热板11的插入底部距离上盖5和下盖6留出1～2厘米的空隙，使上部远红外电热板2和下部远红外电热板4上下错位并形成水流通道15。

1.3在加热胆盒1的左板16和右板17外侧上部分别开出圆孔，作为进水口3和出水口7，并在进水口3和出水口7上安装水管接头。

1.4将远红外电热板11插入后，远红外电热板11的接线处部位留在加热胆盒1外边，以便接线。

1.5

①用耐热无害密封胶将插入的远红外电热板11四周密封打压测试，压强高于自来水压的2～3倍即可。

②制作带有密封胶圈的上盖5和下盖6，将上盖5和下盖6套入远红外电热板11，并用螺钉固定，将远红外电热板11的四周进行密封，进行耐压测试压力高于自来水的2～3倍。

1.6用耐高温导线将远红外电热板11连接在一起，并在电路中串联接入限温器，在水流通道15上可装入流量开关，有水流动时加热，停水即断电。

1.7内胆可以安装在各种外形壳内。

如图1-图13所示，本发明内胆的远红外电热板制作方法如下：

由于远红外电热板是直接泡在水中并在水的运行中加电发热，所以需求比较严格，普通的市面流行面状发热板达不到绝缘加热的要求，本发明采用截面为矩形的石墨烯碳纤维制作发热板，导热快、发热好，并且选用纯无碱无蜡的玻璃纤维布(玻纤布)和环氧树脂等制作而成。

2.1采用化学气相沉积(CVD)生产石墨烯对碳纤维进行改性，增强碳纤维的导电性和导热性。首先将碳纤维放入CVD反应炉中，加入乙炔气体并加温到300℃，加入促进剂聚合硫酸铁继续加温到600℃，使其在碳纤维表面及缝隙沉淀生成石墨烯，制成石墨烯表面改性的碳纤维，并逐渐降温到室温后，开炉取出石墨烯改性碳纤维。

2.2将植物纤维(如：原木纤维)加入用粉碎机加以粉碎，然后放入磨浆池中用磨盘机进行细磨，当植物纤维磨制成帚化时，按重量份数计，植物纤维70份，石墨烯改性碳纤维30份，将经过超声波分散机分散的石墨烯改性碳纤维放入磨浆池中搅拌10分钟，形成混合物料；向磨浆池中加入水，混合物料与水的质量比例为1:5，搅拌30分钟，经过抄纸制作出所需的导电发热芯。

2.3将导电发热芯剪裁，并将铜带制作的电极铆固，待用。

2.4选用无碱无蜡玻璃纤维布，在环氧树脂胶液中浸透，刮去剩余胶液烘干，剪裁待用。

2.5将剪裁带有环氧树脂胶液的玻璃纤维布与导电发热芯铺装，以导电发热芯为中心层上下各四层含胶液的玻璃纤维布，用模板夹住放入加热机中，在1800℃、8MPa热压120分钟后，冷却至室温，取出剪裁、打磨电极，待用。

实施例

本实施例中，作为快速热水器的内胆常年使用，电功率3500W，进水5～10℃，出水40～45℃。

如图1-图13所示，内胆可用不锈钢或耐热无毒塑料制作而成，上盖开11个上盖插槽，下盖开12个下盖插槽，上盖插槽与下盖插槽交错布置，相应的前板和后板均带有侧插槽，内胆上插11块上部远红外电热板、下插12块下部远红外电热板，将远红外电热板按不同功率要求插入顺序如表1所示：

表1

下部远红外电热板插入顺序	功率(W)	上部远红外电热板插入顺序	功率(W)
				1	250	2	200
3	180	4	180
				5	150	6	150
7	150	8	150
				9	120	10	120
11	100	12	100
				13	100	14	120
15	120	16	150
				17	150	18	150
19	150	20	180
				21	180	22	200
23	250

远红外电热板插装后，用密封胶密封以防漏水，将左板和右板的进、出水口封装牢固打压试验，符合要求后远红外电热板的连接线以每块远红外电热板并联的方式连接起来做好绝缘处理，将上下两组远红外电热板并联起来的内胆制作完毕，内胆流过自来水加电常规压力热水温度40～50℃加热时间3～5秒达到要求水温，保持热水时间长。因此，本发明可以配置各种壳和各种控制系统，制成各种形式的电热水器。

Claims (6)

1.一种热水加热器内胆，其特征在于，包括：加热胆盒、带绝缘的远红外电热板，远红外电热板分为上部远红外电热板和下部远红外电热板，具体结构如下：

加热胆盒为左板、右板、前板、后板、上盖、下盖，按左、右、前、后、上、下的位置组合而成的盒状结构，左板、右板左右相对，前板、后板前后相对，上盖、下盖上下相对，左板的外侧上部设置与加热胆盒相通的进水口，右板的外侧上部设置与加热胆盒相通的出水口；

上盖沿纵向开设平行排布的上盖插槽，下盖沿纵向开设平行排布的下盖插槽，上盖插槽与下盖插槽相对交错排布；前板、后板的内侧相对开设竖向平行排布的侧插槽，相邻侧插槽上下错位排布，其中：上盖插槽的两端分别与前板、后板内侧的侧插槽相通，形成下凹形槽，上部远红外电热板插装于下凹形槽；下盖插槽的两端分别与前板、后板内侧的侧插槽相通，形成上凹形槽，下部远红外电热板插装于上凹形槽；下凹形槽和上凹形槽交错排布，相应的上部远红外电热板和下部远红外电热板交错排布，相邻的上部远红外电热板和下部远红外电热板之间形成往复的水流通道，水流通道的一端与进水口相通，水流通道的另一端与出水口相通。

2.按照权利要求1所述的热水加热器内胆，其特征在于，远红外电热板上相对竖向平行设置电极，两个电极之间设置导电发热芯，每个电极上端设置电极接线点，两个电极分别通过电极接线点连接导线，并分别通过导线与电源的火线、零线相连。

3.一种权利要求1或2所述的热水加热器内胆的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制作出加热胆盒，并在加热胆盒的前板、后板上，加工制作出用于插装远红外电热板的侧插槽，相邻侧插槽上下错位排布，相邻侧插槽之间的距离为1～2厘米，作为水流通道，以便水的流通；

(2)在加热胆盒的上盖开设上盖插槽，在加热胆盒的下盖开设下盖插槽，并且上盖插槽和下盖插槽分别对应前板、后板上的侧插槽，上盖插槽与侧插槽形成下凹形槽，下盖插槽与侧插槽形成上凹形槽，以便将上部远红外电热板和下部远红外电热板插入，上部远红外电热板和下部远红外电热板上下错位插入下凹形槽和上凹形槽，并在远红外电热板的插入底部距离上盖和下盖留出1～2厘米的空隙，使上部远红外电热板和下部远红外电热板上下错位并形成水流通道；

(3)在加热胆盒的左板和右板外侧上部分别开出圆孔，作为进水口和出水口，并在进水口和出水口上安装水管接头；

(4)将远红外电热板插入后，远红外电热板的接线处部位留在加热胆盒外边，以便接线；

(5)用耐热无害密封胶将插入的远红外电热板四周密封打压测试，压强高于自来水压的2～3倍；制作带有密封胶圈的上盖和下盖，将上盖和下盖套入远红外电热板，并用螺钉固定，将远红外电热板的四周进行密封，进行耐压测试压力高于自来水的2～3倍。

4.按照权利要求3所述的热水加热器内胆的制作方法，其特征在于，用耐高温导线将远红外电热板并联在一起，并在电路中串联接入限温器，在水流通道上装入流量开关，有水流动时加热，停水即断电。

5.按照权利要求3所述的热水加热器内胆的制作方法，其特征在于，内胆安装在各种热水加热器的外形壳内。

6.按照权利要求3所述的热水加热器内胆的制作方法，其特征在于，远红外电热板制作方法如下：

(1)采用化学气相沉积生产石墨烯对碳纤维进行改性：首先将碳纤维放入CVD反应炉中，加入乙炔气体并加温到200～400℃，加入促进剂聚合硫酸铁继续加温到500～700℃，使其在碳纤维表面及缝隙沉淀生成石墨烯，制成石墨烯表面改性的碳纤维，并逐渐降温到室温后，开炉取出石墨烯改性碳纤维；

(2)将植物纤维加入用粉碎机加以粉碎，然后放入磨浆池中用磨盘机进行细磨，当植物纤维磨制成帚化时，按重量份数计，植物纤维60～80份，石墨烯改性碳纤维20～40份，将经过超声波分散机分散的石墨烯改性碳纤维放入磨浆池中搅拌5～15分钟，形成混合物料；向磨浆池中加入水，混合物料与水的质量比例为1:4～6，搅拌20～40分钟，经过抄纸制作出所需的导电发热芯；

(3)将导电发热芯剪裁，并将铜带制作的电极铆固，待用；

(4)选用无碱无蜡玻璃纤维布，在环氧树脂胶液中浸透，刮去剩余胶液烘干，剪裁待用；

(5)将剪裁带有环氧树脂胶液的玻璃纤维布与导电发热芯铺装，以导电发热芯为中心层上下各3～5层含胶液的玻璃纤维布，用模板夹住放入加热机中，在1600～2000℃、6～12MPa热压1～3小时后，冷却至室温，取出剪裁、打磨电极，待用。