CN112534194B - 具有旁路的电热水器 - Google Patents

Abstract

一种热水器，包括水箱、加热元件和旁路，水箱限定具有入口和出口的内部体积，加热元件被配置为加热水箱内的水，旁路在入口与出口之间流体连通并被配置为将来自入口的供水的至少一部分分流到出口。

Description

具有旁路的电热水器

相关申请

本申请要求2018年4月23日提交的名称为“Electric Water Heater Having ABypass”的美国非临时专利申请No.15/960,363的优先权，其全部内容以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明总体上涉及一种热水器，更具体地说，涉及一种具有旁路的热水器。

背景技术

电热水器用于在储水箱中加热并储存一定量的水，随后按需递送到住宅和商业建筑中的诸如水槽、浴缸和淋浴等卫生洁具中。电热水器通常利用一个或多个电阻加热元件向水箱储存的水供热。燃烧燃料的热水器通常利用燃烧天然气或其他可燃材料的一个或多个燃烧器，向水箱中储存的水供热。如应该理解的那样，这种加热元件的启用和停用，无论是电的还是燃烧燃料的，都可以由控制器控制，该控制器响应于来自与水箱水热连通的温度传感器(例如，安装在水箱壁上的传感器)的信号，该温度传感器监测储存水的温度，响应于水温与高设定点和低设定点的比较而致动和停止致动热水器。

热水器递送设定点范围内的水的能力通常会受到储水箱中储存的热水量的限制。热水器从储水箱排放在预定温度的水，通过控制系统对加热系统控制而维持在预定温度(例如，在设定点限定的预定温度范围内)和因此将水温维持在设定点，直到从水箱中抽取足够量的储存的热水，使得从城市供水进入水箱的冷水抵消水箱的流出并降低水的流出温度。在一些情况下，热水器的出口温度可能由于安全规定或顾虑、能量规定或顾虑等原因而受到限制。

发明内容

本发明认识到并解决了现有技术构造和方法的考虑。

在一个实施例中，热水器包括水箱，水箱限定具有入口和出口的内部体积。加热元件相对于内部体积设置成用于加热水箱内的水。汲取管可操作地联接到入口，并被配置成在内部体积下半部分中排放供水。旁路导管在入口与出口之间流体连通，使得当供水流经入口时，旁路导管将来自入口的供水的至少一部分分流到出口，其中旁路导管限定了从入口延伸到出口的固定的开放流体通道。

在另一个实施例中，热水器包括水箱，水箱限定具有入口和出口的内部体积。加热元件相对于内部体积设置成用于加热水箱内的水。旁路导管设置在内部体积内，在入口与出口之间流体连通，使得当供水流经入口时，旁路导管将来自入口的供水的至少一部分分流到出口，其中旁路导管限定了从入口延伸到出口的固定的开放流体通道。

在又一实施例中，热水器包括水箱、加热元件、进水管和出水管，水箱限定具有入口和出口的内部体积，加热元件相对于该内部体积设置成用于加热水箱内的水，进水管附连到水箱并与内部体积流体连通使得当连接到加压水源时，进水管延伸到内部体积中并在内部体积中注入水，出水管附连到水箱，与内部体积流体连通，使得当出水管与低压水源流体连通时，出水管从水箱中抽水。水旁路导管设置在内部体积内，与进水管和出水管流体连通并在进水管和出水管之间延伸，使得当水流经入口时，旁路导管将来自入口的水的至少一部分分流到出水管，其中旁路导管限定了从进水管延伸到出水管的固定的开放流体通道。

结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

参考附图，在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳实施方式，其中:

图1是根据示例实施例的热水器的前视平面图；

图2是根据示例实施例的沿着线2-2截取的图1所示的热水器的截面侧视图；

图3是根据示例实施例的热水器的实施例的侧视图，包括侧壁的局部剖视图；

图4是根据示例实施例的包括旁路的热水器的示意图；

图5是根据示例实施例的旁路的透视图；

图6和图7是根据示例实施例的旁路和汲取管组件的局部透视图；和

图8A-图8D是根据示例实施例的旁路的接收端和汲取管的连接的截面图；和

图9是根据示例实施例的旁路的排放端的截面图。

在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示根据本公开的本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考热水器的示例实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是以解释而非限制本发明的方式提供的。事实上，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对本发明进行修改和变化是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变化。

如本文所用，术语指的是相对于热水器取向的方向或位置，例如但不限于“竖直”、“水平”、“上部”、“下部”、“上方”或“下方”，指的是相对于热水器在其正常预期操作中的取向的方向和相对位置，如本文图1至图3所示。因此，例如，术语“竖直”和“上部”在图1至图3的透视图中指的是竖直取向和相对上部位置，并且应该在该上下文中理解，即使是相对于可以以不同取向设置的热水器。如这里所使用的，可操作的联接应该被理解为涉及直接或间接连接，在任何一种情况下，都能够实现可操作地相互联接的部件的功能互连。

此外，本申请和所附权利要求中使用的术语“或”意在表示包含性的“或”，而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明，或者从上下文中清楚，短语“X采用A或B”旨在表示自然的包含置换中任一个。也就是说，短语“X采用A或B”由以下任一实例满足:X采用A；X采用B；或者X采用A和B。此外，本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为表示“一个或多个”，除非另有说明或从上下文中清楚地指向单数形式。在整个说明书和权利要求中，除非上下文另有规定，否则下列术语至少具有在此明确关联的含义。下面确定的含义不一定限制这些术语，而仅仅是为这些术语提供说明性的示例。“一”、“一个”和“该(所述)”的含义可以包括复数指代，并且“在……中”的含义可以包括“在……中”和“在……上”。这里使用的短语“在一个实施例中”不一定指同一实施例，尽管它可以指同一实施例。

现在参考图1和图2，热水器100可以包括水箱，该水箱包括竖直定向的大致圆柱形的主体101和设置在主体101中的无缝一体式衬里103，该主体101可以由外壁限定，该外壁具有圆顶形顶部的头部部分104、底盘部分106、在圆顶形顶头部分104与底盘部分106之间延伸并且在垂直于主体的圆柱形中心轴线的平面内具有环形横截面的大致圆柱形的侧壁102，该衬里103限定了用于接收和保持水的内部体积108。如图所示，侧壁102可以由钢、铝或增强的聚丙烯基聚合物材料形成，但是从本公开将理解，在其他实施例中，其他合适的聚合物或其他材料可以用于侧壁102、头部部分104和底盘部分106。从本公开中还应当清楚，壁的构造和配置也可以变化，并且本公开不限于这里讨论的特定示例的构造。例如，在另一个实施例中，参照图3，主体101可以由上部主体部分101a和下部主体部分101b形成，上部主体部分101a和下部主体部分101b独立模制并且随后可以在接缝105处接合。主体部分101a和101b可以由双壁构造形成，而不是图2的实施例中所示的壁和囊的布置。在1999年7月13日发布的美国专利第5,923,819号中更详细地讨论了制造主体部分101a和101b的过程，该专利的全部内容以引用的方式并入到本文中，因此该过程的详细描述在此不再重复。

如图1和图2所示，冷水入口管道110、热水出口配件112以及温度和压力释放阀114可以延伸穿过热水器圆顶形顶部的头部部分104中限定的合适开口。阀排水管道116可以向内延伸穿过底盘部分106。电阻加热组件130可以通过孔120径向向内延伸到内部体积108中，孔120形成在凹入的壳体143中，凹入的壳体143设置在衬里103与热水器主体101的侧壁102之间并在衬里103与侧壁102之间延伸。虽然在本图中示出了一个加热元件组件130，但是应当理解，这仅仅是示例，热水器可以包括多于一个加热元件组件，例如两个电阻加热元件，一个在水箱体积的下部，一个在水箱体积的上部。壳体143可以包括覆盖物109或者与覆盖物109合作，覆盖物109可以覆盖电阻加热组件130的电气配件139，并且可以从热水器100的侧壁向外延伸。电源可以通过电气配件139向电阻加热组件130的加热元件提供电流，并且控制板可以通过电气配件139与电阻加热组件130所关联的温度传感器150通信。

在操作中，来自加压源(例如城市供水)的冷水可通过冷水入口管道110流入热水器100的内部体积108，其中水由电阻加热组件130加热并储存以备后用。响应于来自建筑物或其他设施内热水器100所连接的一个或多个卫生洁具的需求，热水器100的内部体积108内储存的热水可以通过热水供应管道向外通过热水出口配件112流到卫生洁具，如本领域中所理解的那样。通过热水出口配件112向外排放热水在内部体积108内产生了容量，该容量相应地被通过冷水入口管道110向下流入内部体积108的供水填充。热水器100可以包括可操作地联接到冷水入口110的汲取管160(图3)。汲取管160是细长的中空管，其通过其内部流体通路将冷水从冷水入口110向下输送到内部体积108的下半部分中例如靠近水箱底部的出口孔161。应该理解的是，由于较温热的水上升到水箱体积的顶部，并且由于热水出口配件112在水箱的顶部，所以在水箱体积的下半部将冷水注入水箱体积允许出口配件112从水箱抽取热水的时间比将冷水注入水箱体积的上部的情况更长，因为将冷水注入水箱体积的上部将更快地冷却从出口配件抽取的水。水箱水可以由电阻加热组件130加热。电阻加热组件130附近的水较温热，因此密度小于较冷水，由于自然循环，水朝着热水器100的顶部上升。

在一个示例实施例中，热水出口配件112可被配置成从内部体积108的上部，例如从内部体积108的顶部四分之一、三分之一或一半抽取热水。类似地，冷水入口管道110可被配置成经由汲取管160在内部体积108的底部，例如该体积的底部四分之一、三分之一或一半中排放供水。如上面所提到的，由于供水在热水器100的底部排放，并且热水从热水器100的顶部抽出，所以出口温度可以保持相对稳定，直到内部体积108中的温水大体上被冷的供水替换。

处理电路包括控制器，该控制器基于从温度传感器150接收的信号监测水箱中的水温。处理电路响应于感测到(经由从温度传感器发送到控制器的信号)环境水温低于存储在控制器可访问的存储器中的预定低阈值而致动电阻加热组件130的一个或多个加热元件，并将(一个或多个)加热元件维持在致动状态，直到控制器感测到水温高于预定高阈值，其中高阈值大于低阈值。尽管在本示例中，控制系统依赖于加热元件组件130中使用的温度传感器150，但是应当理解，这仅仅是为了示例的目的，并且控制系统可以包括用于该目的的单独的温度传感器，例如附连到水箱壁，从而检测通过该壁的水温。此外，本领域普通技术人员应该立即理解，电阻加热组件130仅仅是示例加热元件，并且可以使用其他加热元件，例如包括天然气燃烧器的燃烧燃料的加热元件等。

图4示出了热水器100的截面图，包括根据示例实施例的旁路导管400。如本文所述，旁路导管400可以在冷水入口管160与热水出口配件112之间流体连通。旁路将来自冷水入口管道110/160的供水的一部分分流到热水出口配件112。在一些实施例中，旁路导管400，在该实施例中为细长管，可以设置在内部体积108内。在一个示例实施例中，旁路导管400的接收端402可操作地联接到汲取管160，例如设置成与汲取管160的侧壁的穿透部连接。在示例实施例中，旁路导管400的排放端404设置在热水出口配件112附近或内部。

分流的供水与经由热水出口配件112流出水箱的热水混合。分流的水与热水混合将离开热水出口配件112的水的整体温度降低到低于加热元件组件130在内部体积108中将水维持在的温度。由于离开热水出口配件112的水处于较低的温度，通过提高用于控制电阻加热组件130的预定的低设定点和高设定点值，热水器100可以在连续流动的情况下向卫生洁具供应热水，持续的时间比没有冷水混合的情况下可能的时间更长。例如，在典型的热水器中，储存的热水可以由热水器的(一个或多个)加热元件维持在或接近125华氏度，使得离开热水器的水约为125度，直到储存的热水的体积被充分耗尽，使得注入水箱体积的下部的冷水开始从出口112抽出。在热水器100的一个示例实施例中，储存的热水可以由水箱体积中的(一个或多个)加热元件维持在较高的温度，例如145华氏度。由于离开热水器100的水是来自旁路导管400的分流(冷)水和储存的热水的组合，所以旁路导管400的尺寸相对于出口112的相对应尺寸被建立为预定的比率，使得来自旁路导管400的冷水与来自储水箱的145华氏度的水混合，提供125华氏度的混合水，即类似于典型的热水器水输出温度。由于包含来自旁路导管的冷水，从水箱中抽出热水的速率低于没有旁路导管时的速率。结果，水箱维持温度在华氏125度或接近华氏125度的时间比没有旁路导管和增加设定点的情况下要长。

流过旁路导管400的水流部分与通过水入口管道110流入水箱的水的总量之比(例如，旁路导管400中的水量除以流过导管400的水和流过导管400的分流管下方的汲取管160的水的总和)取决于旁路400的横截面直径与旁路400和汲取管160的横截面积之和之比。应该理解的是，无论输入水压如何，该比率基本上保持不变。由于通过出口112离开热水器的水量总是等于通过入口110进入水箱的水量，所以该比率也是由旁路400贡献的水与通过出口112离开水箱的水总量的比率。因此，从旁路导管400通过热水出口配件112流出热水器100的水流的部分可以取决于旁路400的中心管部分的大体圆形横截面内部体积的长度和横截面直径或面积与旁路400的横截面直径或面积与汲取管160的大致圆形截面的内部体积的横截面直径或面积之和之比。从旁路导管400流出的水流(例如考虑流速方面)与通过热水出口配件112流出热水器100的总水流(包括从水箱内部流出的热水和从旁路导管流出的冷水)的比率可以是例如约5％到约10％，约10％到约15％，约15％到约20％，约20％至约25％，约25％至约30％，约5％至约15％，约15％至约25％，约10％至约20％，约20％至约30％，约5％至约15％，约15％至约30％，约10％至约25％，或约5％至约30％，这取决于旁路导管400的大致圆柱形管部分的横截面积与大致圆柱形出口112的横截面积的比率。

热水器可能是闭合系统。这样，进入热水器100的水的质量流速

可以等于离开热水器100的水的质量流速

进入热水器100的水的质量流速

可以包括由旁路400分流的水的质量流速

和流过汲取管160的水的质量流速

离开热水器的水的质量流速

可以包括由旁路导管400分流的冷水的质量流速

和从水箱内部体积108流出的热水的质量流速

冷水旁通比(x)可以是由旁路导管400分流的水的质量流速

除以进入热水器100的水的质量流速

在热水出口配件处应用绝热温度混合过程并且将热水出口配件处的绝热温度混合过程简化为方程式4，冷水旁通比(x)可表达为:

x＝T_热水-T_离开/T_热水-T_进入 方程式5其中T是与相应质量流速相关联的温度。

由旁路导管400限定的内部流体通路是固定开放的，因为在入口管道110与出口配件112之间的流体通路中没有可被控制的或者可另外起作用的阀来关闭流体流动，或者将流体流动限制到比通过旁路导管的畅通无阻的固定开放的内部流体通路所发生的更少。因此，旁路导管400的内部流体通路的直径和长度限定了如上所描述的冷水旁通比。

热水器100可以基于由与热水器100相关联的处理电路维持的预定的低阈值和高阈值(即设定点)以及冷水流量与总输出水流量的比率来控制递送温度，例如经由出口112离开热水器100的水的温度，冷水流量与总输出水流量的比率又取决于冷水旁通比。也就是说，如上所述，热水器系统将热水器水箱水维持在可以在高设定点与低设定点之间变化的温度。给定如上所描述的这种受控但可变的水箱水温和冷水旁通比(固定旁通比)，在热水出口打开时(假设水箱水已经被完全加热)，从洁具112输出的水的温度以及由此开始的水流是可预测的。从初始流量开始，水箱输出能够将输出水温维持在或接近该可预测温度的时间长度取决于水箱中最初维持在设定点之间的水的体积以及旁通水流与总输出水流的比率。由于设定点之间的温度范围高于预测温度，因此这段时间比没有冷水旁路时同一水箱的时间要长。

图5示出了根据示例实施例的示例旁路导管400。旁路导管400可以具有基本上为U形的形状，并且由刚性材料例如结构聚合物、具有耐温性能的高密度聚合物、金属等形成。旁路导管400可以限定包括接收端402和排放端404的管，固位元件408设置在排放端404处。在一些实施例中，固位元件可以与旁路导管端部404一体形成，但是在其他实施例中，导管的主管部分和固位元件可以是不同的部件，通过诸如粘合剂或焊接等合适方式连接。在示例实施例中，主管部分的排放端404延伸到固位元件408中，在该示例中，固位元件408是大致圆柱形的管部段，其内径大于主管部分及其端部404的外径。

固位元件408可以被配置成可操作地联接到热水出口配件112的周边(图1-4)，并且在该示例中，热水出口配件被接收在圆柱形管状固位元件408内并附连到圆柱形管状固位元件408。固位元件408可以通过两个部件之间的张力或摩擦配合(在出口配件112由固位元件408接收的实施例中)或通过其他方式，例如通过粘合剂、部件的两个圆柱形周边之间的螺纹连接、软管夹、焊接等，可操作地联接到热水出口配件112。在一个实施例中(见图9)，出口配件112包括围绕其外周的凸缘，该凸缘搁置在水箱的外表面上，从而防止配件落入水箱中并提供连接表面。固位元件408可以从上方并且在附连出口112之前插入到出口112的孔中，使得其上部周边凸缘(见图5)搁置在上部外水箱表面上。此后，出口112可以布置在固位元件408上，使得出口112的贯穿通道与固位元件408的贯穿通道同心，并且使得出口112的周边凸缘搁置在固位元件408的周边凸缘上，允许两个装置附连到水箱的外表面，例如通过焊接和/或用合适的密封剂粘合。在另一个实施例中，出口配件112可以具有延伸到固位元件408的贯穿通道中的部分。

图6和图7示出了根据示例实施例的示例旁路导管400和汲取管160。旁路导管400的接收端402可以通过形成在汲取管160的侧壁中的孔162与汲取管160的内部流体通路可操作地联接，例如流体连通。汲取管160可以在其基本上为圆柱形的侧壁中包括基本上为U形的凹口163，从而在侧壁中在凹口顶部与侧壁的相邻的仍然为圆柱形的部分之间形成开口(孔162)。旁路导管400的接收端402可以插入到U形凹口163中，使得旁路导管400的接收端402的至少一部分在汲取管160的延伸方向上延伸。也就是说，如果旁路导管400的长的主管部分被认为在导管的伸长方向上并且垂直于导管内部圆形横截面限定了穿过其内部流体通路的纵向中心线，则当纵向中心线延伸穿过端部402时，该纵向中心线大体上平行于汲取管160的内部流体通路的纵向中心线，其中汲取管的纵向中心线在汲取管的伸长方向上并且垂直于汲取管内部通路的圆形横截面延伸。结果，由于冷水流入汲取管的方向平行于汲取管的纵向中心线，因此在端部402平行于旁路管的中心线，端部402在汲取管160的内部对准。

图8A-8D示出了根据示例实施例的旁路导管400的端部402与汲取管160和孔162的连接的截面图。图8A描绘了汲取管160和旁路导管400，汲取管160的接收端402从孔162移除，但是在即将插入端部402之前，旁路导管400的主管部分抵靠汲取管侧壁中的凹口163(图7)布置。图8B描绘了图8A的细节A。旁路导管接收端402可以插入孔162中，并通过一对相对的孔固位元件164相对于汲取管固持在孔162中的适当位置处。孔固位元件164可以包括倒钩、螺纹、压缩环等。在图8C所描绘的示例中，孔固位元件164包括倒钩或突出部，倒钩或突出部从孔162一侧的汲取管160的内表面并从孔162相对侧的凹口163的外表面向内延伸到孔162中。每个倒钩包括成角度的第一边缘165和第二边缘166，该成角度的第一边缘165可以允许接收端402的一部分越过倒钩，该第二边缘166与汲取管160的侧壁成约直角，该第二边缘166可以阻止或防止接收端402从汲取管160抽出(其中端部402设置有自其外表面的径向延伸部，从而卡扣在边缘166上)。在一些实施例中，孔162可包括唇缘或突起，以阻止旁路导管400的接收端402插入预定深度，例如1/4英寸、1/2英寸等。图8D示出了汲取管160的横截面。汲取管160的侧壁的横截面具有基本圆形的形状。汲取管160的侧壁可以在孔162处包括大致为U形的凹进163，以允许旁路导管400的接收端402对准，如本文所描述。

图9示出了根据示例实施例的旁路导管400的排放端408的截面图。如上文所讨论，旁路导管400的排放端404可以包括固位元件408。在所描绘的示例中，固位元件408与排放端404一体形成。排放端404可以设置在固位元件408附近或内部。固位元件408可以被配置成可操作地围绕热水出口配件112的外周或内周联接。如上文所提到的，固位元件408可以通过张力、摩擦、螺纹、压缩环、软管夹等可操作地联接到热水出口配件112。在所描述的示例中，固位元件通过两个结构的外凸缘的附连，例如通过焊接，可操作地联接到热水出口配件112，其中凸缘又附连到外水箱表面。在另一个实施例中，热水出口配件112另外包括下部，该下部插入固位元件408的内部流体通路中，靠近或抵接旁路导管400的排放端404。旁路导管的排放端404可以在热水出口配件112的延伸方向上延伸，使得对来自旁路导管400的流动的阻力最小。如上文关于端部402到汲取管中的附连所描述，在该示例中，端部404与出口配件112的对准指的是主旁路管的纵向中心线相对于出口配件112内部的纵向中心线的平行设置。

在示例实施例中，固位元件可以具有安装唇缘410，该安装唇缘410径向延伸得比穿过头部部分104的通孔更宽，从而防止固位元件穿过头部部分104。安装唇缘410设置在热水器100的内部体积108的外部(图1)。在一些示例实施例中，安装唇缘410可以形成用于与热水出口配件112相关联的穿透部的水封的至少一部分。

在一个示例实施例中，可以提供一种组装包括旁路导管400的热水器100的方法。当包括顶部头部部分104的水箱主体101已经组装好，但是出口112和汲取管106还没有组装到水箱主体中或者已经被移除时，组装过程可以开始(即，组装方法可以用于将旁路导管安装到新的水箱中或者将旁路导管改装到先前存在的水箱组件中)。旁路/出口组件插入头部部分104的孔中，用于容纳出口配件，从旁路管端402开始。为了便于这种插入，旁路导管400可以颠倒，例如，使得导管400的主管部分的弯曲部分的大致U形面向下。当足够的导管400插入到水箱内部，使得主弯曲部分位于水箱内部时，操作者可以将旁路导管正过来，使得管部分的U形正过来。然后，操作者可以操纵导管，使得端部402向上延伸通过通孔穿过顶部104，顶部104容纳入口管道110/汲取管106，使得端部402延伸到顶部104之外一定程度，并将汲取管106插入该通孔中，直到凹口163与突伸端部402对准(见图6)。操作者将导管端部402对准到凹口163中，端部402靠近孔162并朝向孔162开口。操作者将导管端部402推入突出部164之间的凹口163/孔162中，使得端部402通过端部402与突出部164之间的摩擦配合而固持在凹口163/孔162中的适当位置，如图7所示。然后，操作者将汲取管106向下移动穿过通孔并进入水箱的内部体积，直到旁路导管400的端部402向下移动回到水箱内部，并且汲取管的上凸缘(汲取管杯)到达水箱的顶部。在旁路导管的另一端，操作者将位于导管的管部分的大致直部段的远端的端部404和管部段408向下移动通过通孔，热水配件112将通过该通孔安装，直到管部段408插入通孔并且凸缘410与顶部头部部分104齐平，其中管部段408可以通过焊接或其他合适的技术围绕凸缘410密封地固定到水箱的顶表面。

凹进163和孔162的形成是在汲取管160中距汲取管上端预定距离处进行的，这样，当汲取管组装在热水器中时，旁路导管端部402和汲取管的连接距离头部部分104预定距离，例如3.6英寸。旁路400的大致U形和汲取管160中的U形凹口可以加速和简化旁路导管400、汲取管160、热水出口配件112和冷水入口管道110的组装过程。因为导管端402与汲取管之间的连接在水箱体积108内(图2)，所以该连接不需要是水密的。

在一些实施例中，热水器100可以进一步配置用于附加操作或可选修改。在这点上，在示例实施例中，旁路是设置在水箱的内部体积内的内部旁路。在示例实施例中，内部旁路的接收端设置在汲取管的侧壁中。在一些示例实施例中，内部旁路的接收端设置在汲取管的侧壁中的U形凹口中。在示例实施例中，内部旁路的接收端的至少一部分在汲取管的延伸方向上延伸。在一些示例实施例中，接收端通过摩擦或张力可操作地联接到汲取管的侧壁。在示例实施例中，接收端与汲取管的侧壁之间的连接不是水密的。在一些示例实施例中，内部旁路的排放端设置在出口的开口内。在一个示例实施例中，内部旁路的排放端包括围绕出口周边设置的固位元件。在一些示例实施例中，固位元件通过摩擦或张力可操作地联接到出口的周边。在示例实施例中，旁路使得离开内部体积的水的出口水温低于水箱内的水的环境温度。在一些示例实施例中，旁通水的百分比包括出口流量的约百分之十至约百分之二十五。在示例实施例中，旁路由刚性材料形成。在一些示例实施例中，加热元件包括电加热元件或燃烧燃料的加热元件。在一个示例实施例中，热水器还包括汲取管，该汲取管可操作地联接到入口，并被配置成在加热元件附近排放供水。

受益于前述描述和相关附图中给出的教导，本发明所属领域的技术人员将会想到这里阐述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，应当理解，本发明的实施例不限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例旨在包括在本发明的范围内。此外，尽管前面的描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述了示例实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，替代实施例可以提供元件和/或功能的不同组合。在这一点上，例如，在本发明的范围内，也可以考虑不同于上面明确描述的元件和/或功能的不同组合。虽然这里使用了特定的术语，但是它们仅用于一般的描述性意义，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.一种热水器，所述热水器包括:

水箱，所述水箱限定具有布置在所述水箱的顶部处的入口和出口的内部体积；

加热元件，所述加热元件相对于所述内部体积设置成用于加热所述水箱内的水；

汲取管，所述汲取管可操作地联接到所述入口，并被配置成在所述内部体积的下半部分中排放供水；和

旁路导管，所述旁路导管在所述入口与所述出口之间流体连通，使得当所述供水流过所述入口时，所述旁路导管使来自所述入口的所述供水的至少一部分分流到所述出口，其中，所述旁路导管限定了从所述入口延伸到所述出口的固定的开放流体通道，使得所述供水的至少一部分的流动由所述旁路导管的横截面面积控制，所述旁路导管的横截面面积小于所述入口的横截面面积，所述旁路导管中未布置可控制的阀。

2.根据权利要求1所述的热水器，其中，所述旁路导管设置在所述内部体积内。

3.根据权利要求2所述的热水器，其中，所述旁路导管的开放的第一端设置在所述汲取管的侧壁中，使得在所述汲取管内流动的所述供水的至少一部分被接收到所述开放的第一端中。

4.根据权利要求3所述的热水器，其中，所述旁路导管的所述开放的第一端在穿过所述汲取管的所述侧壁的孔处被接收在所述汲取管的所述侧壁中的U形凹口内。

5.根据权利要求3所述的热水器，其中，所述开放的第一端被接收在形成于所述汲取管中的孔中，使得所述固定的开放流体通道在所述开放的第一端处的纵向中心线平行于所述汲取管的内部流体通路的纵向中心线。

6.根据权利要求3所述的热水器，其中，所述开放的第一端通过摩擦或张力可操作地联接到所述汲取管的所述侧壁。

7.根据权利要求6所述的热水器，其中，所述开放的第一端与所述汲取管的所述侧壁之间的连接不是水密的。

8.根据权利要求3所述的热水器，其中，所述旁路导管的排放端设置在所述出口的开口内。

9.根据权利要求8所述的热水器，其中，所述旁路导管的排放端包括围绕所述出口的周边设置的固位带。

10.根据权利要求9所述的热水器，其中，所述固位带通过摩擦或张力可操作地联接到所述出口的所述周边。

11.根据权利要求1所述的热水器，其中，所述旁路导管使得离开所述内部体积的水的出口水温低于所述水箱内的水温。

12.根据权利要求1所述的热水器，其中，旁通水的百分比是出口流量的百分之十至百分之二十五。

13.根据权利要求1所述的热水器，其中，所述旁路导管由刚性材料构成。

14.根据权利要求1所述的热水器，其中，所述加热元件包括电加热元件或燃烧燃料的加热元件。

15.一种热水器，包括:

水箱，所述水箱限定具有布置在所述水箱的顶部处的入口和出口的内部体积；

汲取管，所述汲取管可操作地联接到所述入口，并且被配置为在所述内部体积的下半部分中排放供水；

加热元件，所述加热元件相对于所述内部体积设置成用于加热所述水箱内的水；以及

旁路导管，所述旁路导管设置在所述内部体积内，并在所述入口与所述出口之间流体连通，使得当供水流过所述入口时，所述旁路导管使来自所述入口的供水的至少一部分分流到所述出口，其中，所述旁路导管限定了从所述入口延伸到所述出口的固定的开放流体通道，使得供水的至少一部分的流动仅由所述旁路导管的横截面面积控制，所述旁路导管的横截面面积小于所述入口的横截面面积。

16.根据权利要求15所述的热水器，其中，所述旁路导管使得在所述出口处离开所述内部体积的水的出口水温低于所述水箱内的水温。

17.根据权利要求15所述的热水器，其中，旁通水的百分比是出口流量的百分之十至百分之二十五。

18.根据权利要求15所述的热水器，其中，所述旁路导管由刚性材料构成。

19.根据权利要求15所述的热水器，其中，所述加热元件包括电加热元件或燃烧燃料的加热元件。

20.一种热水器，所述热水器包括:

水箱，所述水箱限定具有布置在所述水箱的顶部处的入口和出口的内部体积；

汲取管，所述汲取管可操作地联接到所述入口，并且被配置为在所述内部体积的下半部分中排放供水；

加热元件，所述加热元件相对于所述内部体积设置成用于加热所述水箱内的水；

进水管，所述进水管附连到所述水箱并与所述内部体积流体连通，使得当连接到加压水源时，所述进水管延伸到所述内部体积中并将水注入所述内部体积中；

出水管，所述出水管附连到所述水箱并与所述内部体积流体连通，使得当所述出水管与低压水源流体连通时，所述出水管从所述水箱中抽水；和

水旁路导管，所述水旁路导管设置在所述内部体积内，并与所述进水管和所述出水管流体连通并在所述进水管与所述出水管之间延伸，使得当水流过所述入口时，所述水旁路导管使来自所述入口的水的至少一部分分流到所述出水管，其中，所述水旁路导管限定了从所述进水管延伸到所述出水管的固定的开放流体通道，其中，分流到所述出口的供水的至少一部分的流动仅由所述水旁路导管的横截面控制，所述旁路导管的横截面面积小于所述进水管的横截面面积。

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