CN110864456A - 加热装置、加热设备及家电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种加热装置及应用了该加热装置的加热设备及家电设备，该加热装置包括加热管组，加热管组包括基体管和导流管，基体管套在导流管外壁，基体管外部包覆有加热膜结构，该加热膜结构包括导电层、包覆该导电层的绝缘层，导流管外壁与基体管内侧壁中至少一个包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，导流凸部连续延伸成形，沿导流管轴向方向，导流凹槽与导流凸部交错设置，加热管组形成有较小间隙的加热腔体，该加热腔体形成于导流凹槽与基体管的内壁之间，通过加热腔体的设置，能够充分地对流经加热腔的流体进行加热、有利于改善加热效率。

Description

加热装置、加热设备及家电设备

技术领域

本发明涉及家电设备的加热领域。

背景技术

目前申请人了解到的液体加热方式有静态液体加热方式，静态液体加热方式，一般采用加热管对容器内所盛放液体进行加热，一般情况下，电加热管需要对整个容器内液体进行加热，加热液体时间较长。通过热传导将加热管所产生热量热传递方式容器内的液体，为使加热效果显著，可以提高加热管的功率来加快加热速度，或者是加热液体时间较长，加热效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有利于改善加热效率的加热装置、加热设备以及家电设备。

为实现上述目的，采用如下技术方案：一种加热装置，包括加热管组，所述加热管组包括基体管和导流管，所述基体管套在所述导流管外侧，所述基体管外部包覆有加热膜结构，该加热膜结构包括导电层、包覆该导电层的绝缘层，所述导流管外壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，和/或所述基体管内壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，所述导流凸部至少部分连续延伸成形，沿所述加热管组的轴向方向，所述导流凹槽与所述导流凸部交错设置，所述加热管组形成加热腔体，该加热腔体形成于所述导流管的外壁与所述基体管的内壁之间，所述导流管的外壁与所述基体管的内壁之间的最小距离小于3mm。

为实现上述目的，还采用如下技术方案：一种加热设备，该加热设备包括流量控制装置以及上述加热装置，所述流量控制装置包括驱动电机、与该驱动电机传动连接的阀芯，所述流量控制装置能够通过转动该阀芯来控制所述流量控制装置的通流面积增大或减小，所述流量控制装置的出口与所述加热管组的入口连通，所述流量控制装置的出口工作温度低于所述加热管组的出口工作温度，或者，所述加热管组的出口与所述流量控制装置的入口连通，所述加热管组的入口工作温度低于所述流量控制装置的入口工作温度；所述导流管的轴向两端与所述加热装置的端盖相固定，该导流管的周侧壁与所述基体管不直接接触。

为实现上述目的，还采用如下技术方案：一种家电设备，该家电设备包括上述加热设备，所述加热设备的进水口连通所述家电设备的供水管路，所述加热设备的出水口连通所述家电设备的供水出口。

本发明技术方案中通过设置加热装置的加热腔体，能够加热经过加热腔体的流体，实现流体的流动式加热，且控制导流凸部与基体管的内壁之间的距离小于3mm，加热腔体的间隙保证流经的液体充分热接触，有利于更好吸收将加热膜结构提供的热量较好地传递到加热腔体，从而有利于提升加热效率。

附图说明

图1至图6为根据本发明的各示例性实施例的加热装置的结构示意图；

图7为根据本发明的示例性实施例的加热设备的结构示意图；

图8为根据本发明的示例性实施例的加热管组的导流管与基体管相互关系的结构示意图；

图9为根据本发明的示例性实施例的加热装置所采用的电控原理的结构示意图；

图10至图11为本发明的两实施例的流量控制装置的示意图；

图12为应用本发明的加热设备的家电设备的系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，下面将参照附图并结合具体实施例对本发明进行详细描述。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明技术方案的加热设备包括加热装置，其中该加热装置包括加热管组，加热管组包括基体管和导流管，基体管套在导流管外壁，基体管外部包覆有加热膜结构，该加热膜结构包括导电层、包覆该导电层的绝缘层，导流管外壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，和/或所述基体管内壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，导流凸部至少部分连续延伸成形，沿加热管组的轴向方向，导流凹槽与导流凸部交错设置，加热管组形成加热腔体，该加热腔体形成于导流管的外壁与基体管的内壁之间，导流管的外壁与基体管的内壁之间的最小距离小于3mm，通过设置加热装置的加热腔体，能够加热经过加热腔体的流体，实现流体的流动式加热，加热腔体的如上间隙保证流经的液体充分热接触，有利于更好吸收将加热膜结构提供的热量较好地传递到加热腔体，从而有利于提升加热效率。加热设备还包括流量控制装置、控制模块、温度传感器，该控制模块与温度传感器电连接，该控制模块能够接收温度传感器的检测结果，控制模块与驱动电机电连接，控制模块还能够通过控制驱动电机而调节阀芯的开度大小；一种实施方式是导流管外壁设置至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，那么加热腔体形成于导流凸部与基体管的内壁之间，导流凸部与基体管的内壁之间的距离小于2mm或者1mm；或者其他实施方式，是在基体管内壁设置至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，加热腔体形成于导流凸部与导流管的外壁之间，导流凸部与导流管的外壁之间的距离小于2mm或1mm；当然，导流管与基体管均设置导流凸部而形成导流凹槽也是可以的，加热腔体形成于导流管的外壁与基体管的内壁之间，两者之间的最小距离小于2mm或1mm或0.6mm或0.5mm或者0.4mm等，具体地，间隙定义为导流凸部与相对侧内壁或外壁之间的垂直距离，比如两者设置导流凸部的位置相互错开，能够流体尽量通过导流凹槽的深度流过而不是只通过间隙，也就是使得流体从设置导流凹槽的位置顺利流过而充分吸热。

具体地，图1至图6示出了根据本发明的第一示例性实施例的加热设备100的示意图，具体地，流量控制装置采用流量调节器101，比如流量控制阀，加热装置采用加热器102；按照工作介质流路的方向来看，流量调节器101、加热器102和出水温度传感器103按照安排的顺序布置，比如可通过管路连接的流量调节器101、加热器102和出水温度传感器103顺序布置，或者加热器102、流量调节器101和出水温度传感器103顺序布置，或者，加热器102、出水温度传感器103和流量调节器101顺序布置；通过这些布置方式，出水温度传感器103能够检测流出加热器的流体温度，并将检测信息传输给控制模块，控制模块根据实时温度增加或减少流量调节器的开度，能够更为准确地控制流路的流量，以免过多能耗或者加热效率过低；在图2、图4、图6所示实施方式中也可以在加热器之前的流路上布置另一传感器，用于检测入水侧温度的入水温度传感器105，相应地在控制模块对应设置入水温度控制模块，以便于及时接收温度检测信息，必要时反馈信息给加热设备，本技术方案的控制模块，可通过功能模块集成在电路控制板104来实现。

结合参照图1至图6所示几种实施方式，控制模块包括流量控制单元101A、功率控制单元101B、出水温度控制单元101C，该流量控制单元、温度控制单元、功率控制单元分开设置并固定在控制模块的电路基板上，或者流量控制单元、温度控制单元、功率控制单元中至少两个集成设置且固定在控制模块的电路基板上，入水、出水温度传感器的感温部分与加热装置的管路部分相接触，温度传感器至少能够采集该加热装置的出水侧和/或进水侧管路温度；其中流量控制单元104A与流量控制装置电连接，能够控制流量控制装置开、关或开度大小调节，功率控制单元104B与所述加热膜结构电连接，该功率控制单元能够控制加热管组的工作功率，出水温度控制单元104C与出水温度传感器电连接，该出水温度控制单元能够接收该温度传感器的检测温度值；或者增加入水温度控制单元104D与入水温度传感器电连接，能够接收该入水温度传感器的检测温度值。

另外，结合参照图7至图9，加热装置包括加热管组1、盖体2与壳体3，加热管组1位于壳体3内，壳体3和盖体2组装固定，两者之间可以通过压装密封条或密封垫进行密封设置或者通过密封胶进行密封。其中加热管组1包括导流管11、基体管12、加热元件13，基体管12设置加热元件13，具体地，加热元件13布置在基体管12的外壁，更为具体地，加热元件13为电热膜，电热膜与外部电路连接后产生热量，加热元件13涂覆或贴覆在基体管12的外壁，从而可以将热量传递给流经加热管组的流体。导流管11的轴向两端与加热装置的端盖14相固定，该导流管11的周侧壁110与加热管12的内壁不直接接触，也就是说，导流管11的轴向两端封闭设置，加热装置的进口1021与出口1022均与加热腔体直接连通，导流凸部111包括根基部1110和凸出端1111，凸出端自根基部向外延伸，且凸出端与基体管12的内壁121相对设置，该凸出端与基体管的内壁之间的距离小于0.6cm，或该凸出端与基体管的内壁之间的距离小于0.5cm，或该凸出端与基体管的内壁之间的距离小于0.4cm。进一步，加热装置包括导电组件，该导电组件包括插接片，加热膜结构与该插接片电性连接，加热膜结构能够在通电时能够发热，通过基体管的管壁热传递到加热腔体，导流管11的轴向两端部与加热装置的限位结构131相卡持而限位设置或固定设置，加热装置的进水口与导流凹槽连通，且所述加热装置的进水口与所述导流凹槽连通；基体管12具体可为金属管或石英玻璃管，如果采用金属管结合厚膜加热层，成本较低，便于制造，如果石英玻璃管结合电镀加热膜，耐高温性以及电绝缘性相对较好，在高温加热过程中，使用寿命较长。再进一步，导流凸部111以螺旋状结构自导流管11的一端连续延伸至导流管的另一端，或者导流凸部111成多个排列布置，且自导流管的一端至导流管的另一端排列成螺旋状构造，导流管外壁还设置的导流凹槽112以螺旋状结构自导流管的一端延伸至导流管的另一端，导流凹槽为至少一个螺旋状通道，相对加长了流体的流路，便于充分加热流体。

有必要说明的是，导流管11可以为耐热的塑料管或金属管，如果用于饮用设备，还需符合饮用标准，食品级材料制成的塑料管或金属管，如果是导热性能较好的金属材料或合金材料，例如包含铝、铜、银等。当然，导流管的凸起部不限于螺旋状结构，还可为其他各种布置结构，使得流体在导流管外表面曲折流动，相对延长流动路径、提升加热效率。其中，螺旋状结构的螺距可为等距或可变间距，使得加热效果更好。作为另一种实施方式，导流凹槽112也可以为迷宫型通道，沿导流管11横向方向，导流管11外侧设置两个或两个以上导流凸部111，或者导流管11外侧设置两个或两个以上导流凹槽112，导流凹槽112、导流凸部111离散地设置于导流管11外侧，导流凸部111和导流凹槽112在导流管11横向方向上错开设置，使得流体尽量在导流管外壁相对均匀分布，尽可能利用每一部分，以加快流体加热速度。

端盖14还包括第一端盖141和第二端盖142，该第一端盖和第二端盖位于基体管的两端部，该第一、第二端盖分别通过密封圈与基体管11的对应端部密封设置，导流管的轴向两端分别与对应的第一、第二端盖内壁限位固定，加热管组包括固定杆15，该固定杆连接所述第一、第二端盖。

结合参照图7、10、11，流量控制阀101A包括驱动电机21、与该驱动电机传动连接的阀芯22，流量控制阀能够通过转动该阀芯来控制流量控制阀的通流面积或开度增大或减小，流量控制阀的出口1011与加热管组的入口1021连通，流量控制阀的出口工作温度低于加热管组的出口工作温度，或者，加热管组的出口1022与流量控制阀的入口1012连通，加热管组的入口工作温度低于流量控制阀的入口工作温度；进一步流量控制阀包括外壳23、位于该外壳内的流量测量元件24，流量测量元件与上述控制模块电性连接，该流量测量装置能够接收流量测量元件实时检测到的流量值，阀芯22位于该外壳23内，驱动电机21位于该外壳外，且该驱动电机21的动力输出部与阀芯22机械连接而实现传动；其中所述流量测量元件24包括叶轮241、与该叶轮固定连接的磁环242、在磁环感应范围内设置的霍尔元件25，该磁环至少包括两对磁极，每对磁极包括S极、N极，且相邻设置的两对磁极异极相邻设置，通过磁极变化的规律生成电信号并传输给控制模块，从而作为流量传感器101B能够检测到流路的流量、以及流量变化以供控制流路的流量之用。

关于阀芯与流量测量元件在流路的上下游布置，可以是叶轮241的出水侧与阀芯的进水侧相连通，阀芯的出口侧与加热装置的进水口或出水口连通；或者阀芯22的出水侧与叶轮241的进水侧相连通，叶轮的出水侧与加热装置的进水口或出水口连通，能够实现流量检测、再用于控制流量控制。

参照图12所示，本技术方案的加热装置可应用在家电设备的一种示意，具体该家电设备包括上述加热设备，加热设备的进水口连通家电设备的供水管路，一般为冷水进水口，加热设备的出水口连通所述家电设备的供水出口，比如饮用水杯、厨房供水口或智能加热马桶的出水口。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种加热装置，包括加热管组，所述加热管组包括基体管和导流管，所述基体管套在所述导流管外侧，所述基体管外部包覆有加热膜结构，该加热膜结构包括导电层、包覆该导电层的绝缘层，所述导流管外壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，和/或所述基体管内壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，所述导流凸部至少部分连续延伸成形，沿所述加热管组的轴向方向，所述导流凹槽与所述导流凸部交错设置，所述加热管组形成加热腔体，该加热腔体形成于所述导流管的外壁与所述基体管的内壁之间，所述导流管的外壁与所述基体管的内壁之间的最小距离小于3mm。

2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述导流管外壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，所述加热腔体形成于所述导流凸部与所述基体管的内壁之间，所述导流凸部与所述基体管的内壁之间的距离小于2mm或1mm；

或，所述基体管内壁包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，所述加热腔体形成于所述导流凸部与所述导流管的外壁之间，所述导流凸部与所述导流管的外壁之间的距离小于2mm或1mm；

或，所述基体管内壁、所述导流管外壁均包括至少一个导流凸部和至少一个导流凹槽，所述加热腔体形成于所述导流管的外壁与所述基体管的内壁之间，两者之间的最小距离小于2mm或1mm。

3.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于：所述导流管的轴向两端封闭设置，所述加热装置的进口与出口均与所述加热腔体直接连通，所述导流凸部包括根基部和凸出端，所述凸出端自所述根基部向外延伸，且所述凸出端与所述基体管的内壁相对设置，该凸出端与所述基体管的内壁之间的距离小于0.6mm，或该凸出端与所述基体管的内壁之间的距离小于0.5mm，或该凸出端与所述基体管的内壁之间的距离小于0.4mm。

4.如权利要求1或2或3所述的加热装置，其特征在于：所述加热装置包括导电组件，该导电组件包括插接片，所述加热膜结构与该插接片电性连接，所述加热膜结构能够在通电时能够发热，通过所述基体管的管壁热传递到所述加热腔体，所述导流管的轴向两端部与所述加热装置的限位结构相卡持而限位设置或固定设置，所述加热装置的进水口与所述导流凹槽连通，且所述加热装置的进水口与所述导流凹槽连通。

5.如权利要求1或2或3所述的加热装置，其特征在于：所述导流凸部以螺旋状结构自所述导流管的一端连续延伸至所述导流管的另一端，或者所述导流凸部成多个排列布置，且自所述导流管的一端至所述导流管的另一端排列成螺旋状构造，所述导流凹槽以螺旋状结构自所述导流管的一端延伸至所述导流管的另一端，所述导流凹槽为至少一个螺旋状通道。

6.一种加热设备，其特征在于，所述加热设备包括流量控制装置以及权利要求1至权利要求5所述的加热装置，所述流量控制装置包括驱动电机、与该驱动电机传动连接的阀芯，所述流量控制装置能够通过转动该阀芯来控制所述流量控制装置的通流面积增大或减小，所述流量控制装置的出口与所述加热管组的入口连通，所述流量控制装置的出口工作温度低于所述加热管组的出口工作温度，或者，所述加热管组的出口与所述流量控制装置的入口连通，所述加热管组的入口工作温度低于所述流量控制装置的入口工作温度；所述导流管的轴向两端与所述加热装置的端盖相固定，该导流管的周侧壁与所述基体管不直接接触。

7.根据权利要求6所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备还包括控制模块，所述流量控制装置包括外壳、位于该外壳内的流量测量元件，所述流量测量元件与该控制模块电性连接，该流量测量装置能够接收所述流量测量元件实时检测到的流量值，所述阀芯位于该外壳内，所述驱动电机位于该外壳外，且该驱动电机的动力输出部与所述阀芯机械连接而实现传动；其中所述流量测量元件包括叶轮、与该叶轮固定连接的磁环、在所述磁环感应范围内设置的霍尔元件，该磁环至少包括两对磁极，每对磁极包括S极、N极。

8.根据权利要求5或6所述的加热设备，其特征在于，所述阀芯的出水侧与所述叶轮的进水侧相连通，所述叶轮的出水侧与所述加热装置的进水口或出水口连通；

或者，所述叶轮的出水侧与所述阀芯的进水侧相连通，所述阀芯的出口侧与所述加热装置的进水口或出水口连通。

9.根据权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备还包括控制模块、温度传感器，该控制模块与所述温度传感器电连接，该控制模块能够接收所述温度传感器的检测结果，所述控制模块与所述驱动电机电连接，所述控制模块还能够通过控制所述驱动电机而调节所述阀芯的开度大小；

和/或，所述加热设备还包括第一端盖和第二端盖，该第一端盖和所述第二端盖位于所述基体管的两端部，该第一、第二端盖分别通过密封圈与所述基体管的对应端部密封设置，所述导流管的轴向两端分别与对应的第一、第二端盖内壁限位固定，所述加热管组包括固定杆，该固定杆连接所述第一、第二端盖。

10.根据权利要求8所述的加热设备，其特征在于，所述加热设备还包括控制模块，该控制模块包括流量控制单元、出水温度控制单元、功率控制单元，该流量控制单元、温度控制单元、功率控制单元分开设置并固定在控制模块的电路基板上，或者所述流量控制单元、温度控制单元、功率控制单元中至少两个集成设置且固定在所述控制模块的电路基板上，所述加热装置还包括温度传感器，所述温度传感器的感温部分与所述加热装置的管路部分相接触，所述温度传感器至少能够采集该加热装置的出水侧和/或进水侧管路温度；

其中所述流量控制单元与所述流量控制装置电连接，能够控制所述流量控制装置开、关或开度大小调节，所述出水温度控制单元与所述温度传感器电连接，该出水温度控制单元能够接收该温度传感器的检测温度值，所述功率控制单元与所述加热膜结构电连接，该功率控制单元能够控制所述加热管组的工作功率。

11.一种家电设备，其特征在于，所述家电设备包括根据权利要求5至9中任一项所述的加热设备，所述加热设备的进水口连通所述家电设备的供水管路，所述加热设备的出水口连通所述家电设备的供水出口。

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