CN111912094A - 一种流通式水加热器 - Google Patents

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周晶
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褚艺光
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    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2028—Continuous-flow heaters

Abstract

本发明专利涉及电加热领域，尤其涉及一种流通式水加热器。包括螺旋水管和加热管，加热管焊设于螺旋水管螺旋形状形成的内孔中，螺旋水管两端分别作为进水口和出水口；螺旋水管管体截面为腰形、椭圆形、三角形或不规则形状，截面较长边侧的管体与加热管焊接。本发明通过改变水管截面的形状、增加螺旋水管内壁的凸起或者在管体内增设扰流元件，使出水水温更加均匀稳定。通过变节距设计，整个加热管管表温度均匀一致，热应力大大减小，加热管寿命更长。

Description

一种流通式水加热器
技术领域
本发明专利涉及电加热领域，尤其涉及一种流通式水加热器。
背景技术
现有技术方案中，水加热器的结构为：将水管卷绕为螺旋状后，与电加热管焊接在一起。水管卷绕节距均匀，这样存在的弊端是：靠近出水口的加热管管表温度偏高，而靠近进水口的加热管管表温度偏低，加热管两端冷热不均存在热应力，长期如此工作影响寿命。
此外，由于水管与加热管焊接的位置温度最高，远离焊接处温度相对低，则导致水管内流通的水在垂直于流动方向的截面上温度存在差别，在整个流动过程中水温没有很好的混合，导致最终出水温度不均匀。
发明专利内容
本发明专利要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种流通式水加热器。
为解决技术问题，本发明专利所采用的技术方案是：
提供一种流通式水加热器，包括螺旋水管和加热管，加热管焊设于螺旋水管螺旋形状形成的内孔中，螺旋水管两端分别作为进水口和出水口；螺旋水管管体截面为腰形、椭圆形、三角形或不规则形状，截面较长边侧的管体与加热管焊接。
作为一种改进，螺旋水管自进水口向出水口方向且沿内孔轴向分为进水段和出水段，出水段的节距小于进水段的节距。
作为一种改进，螺旋水管管体内壁与加热管焊接侧设有若干凸起或管体内设有扰流元件。
作为一种改进，扰流元件具有螺旋线，扰流元件的螺旋线与水管焊接线平行或重合。
作为一种改进，螺旋水管出水口端设有支架，支架上设有安装孔和用于安装温控器的弯折部。
本发明的原理为：
1、本发明中设置水管不同的截面形状通过增加水管与加热管的焊接面积，降低焊接位置的温度，缩小接近焊接处与远离焊接处的水温温差，削弱水温的不均匀性。
2、本发明中通过增加螺旋水管内壁的凸起或者在管体内增设扰流元件，可以增加水流中的扰动，切断边界层的发展，增强对流传热，并且使接近焊接处的水与远离焊接处的水充分混合，削弱水温的不均匀性；通过增加螺旋水管内壁的凸起还可以扩展表面也可增加换热面积，降低焊接位置的温度，缩小接近焊接处与远离焊接处的水温温差，进一步削弱水温的不均匀性。
3、本发明中对螺旋水管的变节距设计，使整个加热管管表温度均匀一致，减小热应力。因为加热器中随着水流动，水不断吸热，水温是逐渐升高的。距离出水口越近，水温越高，水冷却加热管管表的能力越弱，加热管管表温度就会越高，所以靠近出水口的水管节距设计得密，增加了这一段水管的管长，即增加了水管与加热管的接触换热面积，可以使加热管管表温度降低至期望的工作温度范围。反之，距离进水口越近，水温相对越低，水冷却加热管管表的能力越强，加热管管表温度就会越低，所以靠近出水口的水管节距设计得疏，减少了这一段水管的管长，即减少了水管与加热管的接触换热面积，可以使加热管管表温度升高至期望的工作温度范围，并且使用最少的水管材料获得期望的加热管管表工作温度，减少不必要的材料浪费。通过变节距设计，整个加热管管表温度均匀一致，减小热应力。
与现有技术相比，本发明专利的有益效果在于：
1、通过改变水管截面的形状、增加螺旋水管内壁的凸起或者在管体内增设扰流元件，使出水水温更加均匀稳定。
2、通过变节距设计，整个加热管管表温度均匀一致，热应力大大减小，加热管寿命更长。
附图说明
图1是现有技术中装置的结构示意图；
图2是现有技术中装置的螺旋水管的截面形状示意图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明实施例1中一种螺旋水管的截面形状示意图；
图5是本发明实施例2中一种螺旋水管的截面形状示意图；
图6是本发明实施例1中另一种螺旋水管的截面形状示意图。
其中，1-加热管；2-螺旋水管；3-支架。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行进一步的说明：
如图1、2所示，一种现有技术中的水加热器，包括螺旋水管2和加热管1，加热管1焊设于螺旋水管2螺旋形状形成的内孔中，螺旋水管2两端垂直于加热管1引出并分别作为进水口和出水口，整个螺旋水管2的节距为均匀分布，各处相同，螺旋水管2的截面为圆形。
如图3所示，本发明一种流通式水加热器，包括螺旋水管2和加热管1，加热管1焊设于螺旋水管2螺旋形状形成的内孔中，螺旋水管2两端引出并分别作为进水口和出水口；螺旋水管2自进水口向出水口方向且沿内孔轴向分为进水段和出水段，出水段的节距小于进水段的节距。
需要说明的是，出水段内部的螺旋水管的节距是逐渐缩小的，可以是节距沿加热管轴向，自进水口方向向出水口方向逐圈减小，也可以将螺旋水管2分成圈数相同的若干段，每段内水管节距相同，相邻段之间节距减小。节距的数值变化可以是连续的，也可以是不连续的。进水段螺旋水管的节距可以均等的也可以是不均等的，当节距不均等时也是沿着进水口向出水口方向逐渐变小。
螺旋水管2出水口端设有支架3，支架3上设有安装孔和用于安装温控器的弯折部。
实施例1，如图4所示，螺旋水管2管体截面为腰形，除此之外还可为椭圆形、三角形(如图6所示)或不规则形状，截面较长边侧的管体与加热管1焊接。以腰形截面为例，腰形包括两水平直线和分别连接直线两端的弧线，较长边是指使得螺旋水管2管体与加热管1接触面积最大时截面中所对应的边，即腰形中的水平直线边。
实施例2，如图5所示，螺旋水管2管体内壁与加热管焊接侧设有若干凸起或管体内设有扰流元件，用于增加水流中的扰动，切断边界层的发展，增强对流传热，并且使接近焊接处的水与远离焊接处的水充分混合。凸起为截面为齿形或圆弧形，扰流元件具有螺旋线，螺旋线与水管焊接线平行或重合。
在本实施例中，对螺旋水管2截面形状和内壁的凸起形状进行了组合设计，在其余的实施例中，可根据实际情况对螺旋水管2截面形状和内壁的凸起形状进行其它组合设计或者单独设计。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种流通式水加热器，包括螺旋水管和加热管，加热管焊设于螺旋水管螺旋形状形成的内孔中，螺旋水管两端分别作为进水口和出水口；其特征在于，所述螺旋水管管体截面为腰形、椭圆形、三角形或不规则形状，截面较长边侧的管体与加热管焊接。
2.根据权利要求1所述的一种流通式水加热器，其特征在于，所述螺旋水管自进水口向出水口方向且沿内孔轴向分为进水段和出水段，所述出水段的节距小于进水段的节距。
3.根据权利要求1或2所述的一种流通式水加热器，其特征在于，所述螺旋水管管体内壁与加热管焊接侧设有若干凸起或管体内设有扰流元件。
4.根据权利要求3所述的一种流通式水加热器，其特征在于，所述扰流元件具有螺旋线，扰流元件的螺旋线与水管焊接线平行或重合。
5.根据权利要求1所述的一种流通式水加热器，其特征在于，所述螺旋水管出水口端设有支架，支架上设有安装孔和用于安装温控器的弯折部。
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CN114468743A (zh) * 2022-03-31 2022-05-13 海信家电集团股份有限公司 智能烹饪设备及其控制方法

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