CN109974301A - 一种安全紧凑型加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全紧凑型加热装置，包括加热单元，所述的加热单元包括密封管体，密封管体上开设有进水口、出水口和电缆口，所述密封管体内设置有内管和多个格栅板、多个加热体，所述的内管内部与密封管体内壁构成密封的中空腔，中空腔内充有蓄热介质。本发明通过在密封管体内设置内管和栅格板，使密封管体内分为多个独立的过水腔和内腔，然后在栅格板上适应位置开设过水孔，使多个过水腔的水流为单向流动，同时在过水腔内设置MCH氧化铝陶瓷加热体，利用其直接加热，升温快的效果，实现了在有限范围内对水流进行快速加热，进而提高了加热装置整体的加热效率以及热转换效率。

Description

一种安全紧凑型加热装置

技术领域

本发明涉及电加热技术领域，尤其涉及一种安全紧凑型加热装置。

背景技术

目前，生活中针对快热的需要很多，如热水（暖气、电暖器、热水器），开水（电水壶、饮水机、净水机）等，现有常见的上述部件的加热装置均为电加热装置，电加热装置的原理为：采用电加热管分散插入被加热介质中，电阻丝发热后，热量传递至电加热表面(也可以有散热翅片)，从而加热固体颗粒。一般情况下，该电加热管的结构一般包括外壳和设置在外壳内的电阻丝，外壳为耐高温金属管，且外壳内填充有氧化镁粉。在加热时，电阻丝发出的热量通过氧化镁粉、金属管传导至被加热介质。

然而，该种电阻丝构成的加热体，由于传导方式的金属管的管径较小、管壁较薄，通常采用多根电加热管组成密集电加热管束，容易造成散热不充分，导致电加热管烧坏，同时，该形式还存在检修困难，或者损坏之后难以维修的缺点。而且这种进过金属管传到热量的方式本身也是对热量的浪费。而如果采用单只电加热管加热，则由于瓦数的要求制作成本较高、能源转换效率更低。同时，这些热传导实现的方式一般还需要采用法兰进行密封紧固，安装困难，且高压高温情况下存在泄露的可能。而且现有的加热装置均存在加热管路单一，整体体积较长，管体直径较大，从而整体设备不利于结构优化；所以现有的电加热装置并不能满足现有快速加热的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全紧凑型加热装置，能够快速加热升温，同时价格低廉，使用时不仅节能、安全，而且整体结构紧凑，使用便捷。

本发明采用的技术方案为：

一种安全紧凑型加热装置，包括加热单元，所述的加热单元包括密封管体，密封管体上开设有进水口、出水口和电缆口，所述密封管体两端盖密封盖设在中部管体两端，且三者一体化设计；所述密封管体内设置有内管和多个格栅板、多个加热体，所述的内管内部与密封管体内壁构成密封的中空腔，中空腔内充有蓄热介质；

内管外部与密封管体内壁构成过水腔，所述的多个格栅板固定设置在流水腔中，且把流水腔分隔为多个过水腔；加热体固定设置在过水腔内，加热体分别通过电缆口与电线相连；所述进水口和出水口分别设置在相邻的两个过水腔上，且除此相邻的过水腔之间的格栅板外，其它栅格板上均设置有过水孔，且相邻两个栅格板上的过水孔的位置上、下交错设置。

所述的密封管体两端端盖与中部管体螺接设置，所述的端盖包括有密封盖板和盖帽，所述的密封盖板包括盖板本体，盖板本体上部中间设置有凸起中空螺柱，用于直接外接进水波纹软管，盖板本体下部中间设置有与内管对应的密封部，用于密封内管中的蓄热介质，盖板本体的侧面设置有侧流水孔，侧流水孔与凸起中空螺柱连通；所述盖帽内顶部设置有压接部，用于盖帽与中部管体螺接时，压接部使密封盖板与中部管体密封。

所述盖板本体下部顶面上垂直设置有两根定位主筋，两根定位主筋之间距离与过水腔相对应，所述的侧流水孔设置在两根定位主筋之间。

所述的多个格栅板均匀设置在内壁外部，且把过水腔等分为多个过水腔。

所述的内管和密封管体均为圆管或方管或其他正N边型管。

所述的加热体均匀设置于格栅板上。

所述流水腔的长度为100 mm -180mm。

所述的加热体为片型或棒型。

所述的加热体为MCH氧化铝金属陶瓷发热体。

所述的加热单元为多个，所述多个加热单元之间并联和或串联设置在水源进口和水源出口之间。

本发明通过在密封管体内设置内管和栅格板，从而使密封管体内分为多个独立的过水腔，然后在栅格板上适应位置开设过水孔，使多个过水腔的水流为单向，进一步的在过水腔内设置MCH氧化铝陶瓷加热体，利用其快速直接高效的加热性质，从而实现了在有限范围内对水流进行多次加热的效果，从而实现高效加热；同时，在密封腔体内腔设置过饱和溶液，过饱和溶液既充分利用中空腔体，又整体起蓄热作用，提高热利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中部管体为十字栅格板的结构示意图；

图3为本发明中部管体为Y字栅格板的结构示意图；

图4为本发明所述的加热单元并联使用时的连接示意图；

图5为本发明中部管体为Y字栅格板的爆炸图；

图6为本发明图5中右端密封盖板的结构示意图；

图7为本发明图5中左端密封盖板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2和3所示，本发明包括加热单元10，所述的加热单元10包括密封管体2，密封管体2上开设有进水口3、出水口4和电缆口1，所述密封管体10内设置有内管7和多个格栅板5、多个加热体（图中未示出），所述的内管7内部与密封管体10内壁构成密封的中空腔，中空腔内充有适量饱和溶液；内管7外部与密封管体10内壁构成流水腔，所述的多个格栅板5固定设置在流水腔中，且把流水腔分隔为多个过水腔；所述的进水口3、出水口4和电缆口1设置于密封管体2轴向两端；其具体位置取决于密封管体2内过水腔的数量，具体的，当过水腔个数为奇数时，进水口3与出水口4位于密封管体2的两侧；当过水腔个数为偶数时，进水口3与出水口4位于密封管体2的两侧，电缆口1可根据情况设置在密封管体2的任意一端。进水口3与其中一个过水腔连通，出水口4与进水口3连通的过水腔相邻的过水腔连通，电缆口1用于电缆线穿过设置。

具体的，所述的密封管体2两端端盖与中部管体11螺接设置，所述的端盖包括有密封盖板和盖帽13，所述的密封盖板包括盖板本体12，盖板本体12上部中间设置有凸起中空螺柱14，用于直接外接进水波纹软管，盖板本体12下部中间设置有与内管7对应的密封部15，用于密封内管7中的蓄热介质，盖板本体12的侧面设置有侧流水孔16，侧流水孔16与凸起中空螺柱14连通；所述盖帽13内顶部设置有压接部17，用于盖帽13与中部管体11螺接时，压接部17使密封盖板与中部管体11密封。

所述盖板本体12下部顶面上垂直设置有两根定位主筋18，两根定位主筋18之间距离与过水腔相对应，所述的侧流水孔设置在两根定位主筋之间。还包括有密封垫，所述的密封垫设置在盖板本体12与中部管体11之间，且形状大小与二者契合。

加热体固定设置在过水腔内，且所述的加热体与过水腔数量适应设置（可以1:1，也可以N：1,N大于1），加热体分别通过电缆口1与电缆线相连；所述进水口3和出水口4分别设置在相邻的两个过水腔上，且除此相邻的过水腔之间的格栅板5外，其它栅格板5上均设置有过水孔6，且相邻两个栅格板5上的过水孔6的位置上、下交错设置，且分别与进水口3和出水口4相连的过水腔内的过水孔6的位置与进水口3和出水口4的位置相对设置，即当进水口3或出水口4与与其连通的进水腔的一端连通时，进水腔上的过水孔6开设在此进水腔的另一端的格栅板5上，这样满足水路单循环流通，且经过每个过水腔时均被加热体进行加热后流出，保证了加热效率。

所述的多个格栅板5均匀设置在内壁外部，且把流水腔等分为多个过水腔。其中内管7与格栅板5一起，将密封管体2等分成N（N≥2）个扇形过水腔和一个中空腔。由于栅格板的个数决定了过水腔的个数，过水腔的个数决定了进水口与出水口的位置是相对和同侧，所以也决定了密封盖板上侧流水孔的个数，以及盖帽上开孔的个数，由于其对应关系明显，所以以下仅以其中两个示例进行举例说明：

具体的如图3所示，当栅格板5为三个时，其中内,7与格栅板5一起，将密封管体等分成三个扇形过水腔和一个中空腔。除连接进水口3的第一过水腔与连接出水口4的第三过水腔中间的格栅板5无过水孔6外，其余两个格栅板上均设置有过水孔6，相邻的过水孔6设置于相邻格栅板的不同端。此时本装置的中间部的截面上，栅格板的形状为Y字形栅格板。

此时，如图5、6和图7所示，由于进水口和出水口必须是不同侧才能使水路循环路径最大，所示的密封盖板上均具有一个侧流水口，且侧流水孔设置在两根定位主筋18之间，用于分别通过凸起中空螺柱14连接进水口或出水口，且盖帽13上也对应有一个进水口或出水口。所述对应电缆口1的一端的密封盖板本体12上开设有多个加热体安装孔19，且加热体安装后与盖板本体12密封设置。另一端由于不需要加装部件，则可以直接通过密封垫20密封保留一个出水口与出水腔对应即可。所述的加热体安装孔19可以根据加热体的具体形状进行形状大小的设置，可以为扇形也可以为圆形。

如图2所示，当栅格板5为四个时，四个个格栅板5和内管7，其中内管7与格栅板5一起，将密封管体2等分成四个扇形过水腔和一个中空腔。除连接进水口3的第一过水腔与连接出水口4的第四过水腔中间的格栅板5无过水孔6外，其余三个格栅板5上均设置有过水孔6，相邻的过水孔6设置于相邻格栅板5的不同端。过水腔与内腔不连通，且中空腔内充有适量饱和溶液。加热体均匀设置于各过水腔内。此时本装置的中间部的截面上，栅格板的形状为十字形栅格板。此时由于进水口和出水口必须是不同侧才能使水路循环路径最大，针对上述描述，进行适应性改变即可：如所示的密封盖板上其中一个具有两个侧流水孔，另外一个密封盖板上不设置侧流水孔，其他具体不在赘述。

所述流水腔的长度为100 mm -180mm。本发明加热体内腔设计为Y型或十字型格栅单循环管路，既考虑到加热棒（管）长度不能超过180mm的实际（过长时则温度不宜控制，进而功耗增加），又兼顾到能通过逐管路加热，延长了加热路径。

本发明所述的除连接进水口的第一过水腔与连接出水口的第N过水腔中间的格栅板无过水孔外，其余N-1个格栅板上均设置有过水孔，相邻的过水孔设置于相邻格栅板的不同端，以确保水流路径最长。过水腔与内腔不连通，且内腔充有适量饱和溶液。加热体均匀设置于各过水腔内。

所述的内管7和密封管体2均为圆管或方管或其他正N边型管。根据生产以及美观的需求，可以设置不同截面图形的结构，满足实际的需求。

所述的加热体为片型或棒型。所述的加热体为MCH氧化铝金属陶瓷发热体。具体使用时，可以根据实际的供热以及重量等因素进行加热体的选择。具体的本发明采用MCH陶瓷半导体为纯电阻发热元件，其不仅具有可以直接在热介质中加热，瞬间升温速度快，电热转换效率高，使用寿命长的优点，而且其发热本身清洁、节能、安全。

如图4所示，所述的加热单元10为多个，所述多个加热单元10之间并联和或串联设置在水源进口和水源出口之间。加热单元串联时即一个加热单元的输出口与另外一个加热单元的进水口这样依次相连，而并联时，即加热单元的进水口相连，出水口一起相连，具体的根据实际的需求进行组合连接设置，从而能够使温度调节的范围增大，以及针对不同范围的温度的升温效果更加迅捷、快速。

本发明采用半导体加热方式，具有节能、高效的优点。本发明格栅板、过水腔的结构设计，能够充分利用管内空间，结构节凑，节约空间。同时又增加了水流加热路径长度，提高加热效率。

本发明设计简单、通用型较强，既可批量作为大型加热设备的加热组件，也可作为小型便携、可移动加热设备加热组件的优选。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种安全紧凑型加热装置，其特征在于：包括加热单元，所述的加热单元包括密封管体，密封管体上开设有进水口、出水口和电缆口，所述密封管体两端盖密封盖设在中部管体两端，且三者一体化设计；所述密封管体内设置有内管和多个格栅板、多个加热体，所述的内管内部与密封管体内壁构成密封的中空腔，中空腔内充有蓄热介质；

内管外部与密封管体内壁构成过水腔，所述的多个格栅板固定设置在流水腔中，且把流水腔分隔为多个过水腔；加热体固定设置在过水腔内，加热体分别通过电缆口与电线相连；所述进水口和出水口分别设置在相邻的两个过水腔上，且除此相邻的过水腔之间的格栅板外，其它栅格板上均设置有过水孔，且相邻两个栅格板上的过水孔的位置上、下交错设置。

2.根据权利要求1所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述的密封管体两端端盖与中部管体螺接设置，所述的端盖包括有密封盖板和盖帽，所述的密封盖板包括盖板本体，盖板本体上部中间设置有凸起中空螺柱，用于直接外接进水波纹软管，盖板本体下部中间设置有与内管对应的密封部，用于密封内管中的蓄热介质，盖板本体的侧面设置有侧流水孔，侧流水孔与凸起中空螺柱连通；所述盖帽内顶部设置有压接部，用于盖帽与中部管体螺接时，压接部使密封盖板与中部管体密封。

3.根据权利要求2所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述盖板本体下部顶面上垂直设置有两根定位主筋，两根定位主筋之间距离与过水腔相对应，所述的侧流水孔设置在两根定位主筋之间。

4.根据权利要求1所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述的多个格栅板均匀设置在内壁外部，且把过水腔等分为多个过水腔。

5.根据权利要求1所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述的内管和密封管体均为圆管或方管或其他正N边型管。

6.根据权利要求1所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述的加热体均匀设置于格栅板上。

7.根据权利要求1所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述流水腔的长度为100mm -180mm。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述的加热体为片型或棒型。

9.根据权利要求8所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述的加热体为MCH氧化铝金属陶瓷发热体。

10.根据权利要求9所述的安全紧凑型加热装置，其特征在于：所述的加热单元为多个，所述多个加热单元之间并联和或串联设置在水源进口和水源出口之间。