CN1945154B - 具有热水出口内浸管的电热水器 - Google Patents

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Abstract

一种电热水器，包括：水容器；与所述水容器相关联的、用来对所述水容器中的水进行的元件；与所述水容器相关联的冷水入口；与所述水容器相关联的热水出口；以及连接到所述热水出口的内浸管，其中，所述内浸管具有靠近所述热水出口的至少一个开口，以及具有靠近所述元件或位于所述元件下方的至少一个开口。

Description

具有热水出口内浸管的电热水器
技术领域
本发明涉及电热水器，更具体而言，本发明涉及具有改进的每小时额定值(first hour ratings)的节能电热水器。
背景技术
多年以来热水器行业都在尝试制造更节能的热水器。过去一些年已经进行了各种改进，包括水箱的更优绝热和实现微控制器以更好地控制加热元件并使用更少的能量来产生热水。虽然基本上取得了进步，但还存在很大的改进空间。
同样地，在电热水器的情况下，它们与燃气热水器相比在每小时额定值方面存在缺点。因而需要提供具有更优的每小时额定值的电热水器。
发明内容
本发明涉及一种电热水器，该电热水器包括：水容器；与所述水容器相关联的、用来对所述水容器中的水进行的元件；与所述水容器相关联的冷水入口；与所述水容器相关联的热水出口；以及连接到所述热水出口的内浸管，其中，所述内浸管(dip tube)具有靠近所述热水出口的至少一个开口，以及具有靠近所述元件或位于所述元件下方的至少一个开口。
本发明还涉及一种电热水器，该电热水器包括：水箱；与所述水箱相关联的、用来对所述水箱中的水进行加热的上部元件；与所述水箱相关联的、用来对所述水箱中的水进行加热的下部元件；置于所述水箱的顶部的冷水入口；置于所述水箱的顶部的热水出口；以及连接到所述热水出口的内浸管，所述内浸管在所述水箱的顶部与所述热水出口之间具有多个上部开口，在靠近所述上部元件处或位于所述上部元件下方处具有多个下部开口。
本发明进一步涉及提高电热水器的每小时热水供应量的方法，所述电热水器包括水箱、加热元件、冷水入口和热水出口，所述方法包括：通过连接在靠近所述热水出口处具有至少一个开口、在靠近所述元件处或在所述元件下方处具有至少一个开口的内浸管，使得相对较热的水通过靠近所述热水出口的所述至少一个开口进入，以及使得相对较冷的水通过靠近所述元件处或在所述元件下方处的至少一个开口进入所述热水出口，以使得所述水箱中的所述相对较冷的水与所述水箱中的所述相对较热的水混合，从而降低流经所述热水出口的热水的温度。
本发明还进一步涉及提高电热水器的每小时热水供应量的方法，所述电热水器包括水箱、加热元件、冷水入口和热水出口，所述方法包括：通过使用在邻近所述水箱的顶部处具有至少一个开口、在靠近所述元件处或在所述元件下方处具有至少一个开口的、与所述热水出口相连接的内浸管，使得所述水箱中的相对较冷的水与所述水箱中的相对较热的水混合。
附图说明
图1是根据本发明一些方面的电热水器的示意性的正视图，其中虚线表示内部特征；
图2是图1中热水器旋转90°之后的示意性的正视图；
图3是图1和2所示的热水器的俯视图；
图4是根据本发明一些方面的热水出口内浸管的正视图；
图5是图4中内浸管的仰视图。
具体实施方式
应当理解，下述说明旨在陈述本发明的、被选入附图中予以说明的一些特定方面，而并非限制本发明；本发明的范围由所附的权利要求来限定。
图1至3示出了根据本发明的一些方面的电热水器10。热水器10包括由泡沫绝热部分14环绕的水箱12，所述泡沫绝热部分14自身被外护套16环绕。盖在外护套16的上端上盖有顶盘18，而外护套16的下端上盖有底盘20。排水阀22位于所述底盘的附近，并且自水箱12穿过泡沫绝热部分14和外护套16向外延伸。类似地，温压安全阀24位于热水器10顶部附近，并且自水箱12穿过泡沫绝热部分14和外护套16向外延伸。
水箱12中的水被上部元件26和下部元件28加热。上部元件26连接到水箱12的侧部，通常包括连同传感设备(如热敏电阻器，未示出)的安装基座30。下部元件28具有类似的安装基座32和类似的传感元件(如热敏电阻器，未示出)。元件26和28均连接到控制设备，在此情况下，所述控制设备是置于顶盘18中的凹槽内的微控制器34。所述控制器还连接到上部恒温器36和下部恒温器38，所述上部恒温器36和下部恒温器38分别可操作地连接到元件26和28。这只是很多可能的设置中的一种。例如，可以采用“标准的”机电恒温器、带有热敏电阻器的电控制器等。在任何情况下，控制热水器电部分的方式对于本发明而言并不重要。
热水器10还具有自水箱12顶部延伸穿过顶盘18的冷水入口40。类似地，热水器10具有自水箱12顶部延伸穿过顶盘18的热水出口42。冷水内浸管44连接到冷水入口40并向外延伸通过水箱12。如图所示，冷水内浸管44基本朝向水箱12的底部延伸。热水出口42连接到同样在水箱12内部向下延伸的热水内浸管46。
同样如结合图4和5所示，热水内浸管46包括伸长的、基本为柱形的、带有多个开口的管48。所述开口包括上部开口50和下部开口54。所述开口间隔地排列，并按如下的详述编号。
热水内浸管46在其上端上具有凸缘56，而在下端具有通常所说的密封端58。密封端58可被关闭或打开成“篮子”形状，如图4和5所示。热水内浸管46的直径约为0.5到1英寸。
热水内浸管46可由本领域熟知的多种不同类型的材料形成，并且可具有适合于配合热水出口42和水箱12的尺寸的不同直径和长度。出于单一的说明性目的，根据一种特别适合于具有50加仑水箱的热水器的实施方式，说明如图4和5所示的内浸管46。因而，基本为柱形的管48的直径(如图中箭头“A”所示)约为0.5到1英寸，优选地约为0.65英寸。热水内浸管的总长度(如图中箭头“B”所示)约为22英寸。开口50和54的直径约为0.188英寸。开口50的中心点之间的距离(如图中箭头“C”所示)约为0.44英寸。类似地，开口54的中心点之间的距离(如图中箭头“D”所示)约为0.44英寸。
凸缘56与上部开口50中心点之间的距离(如图中箭头“E”所示)约为1.44英寸。最后，凸缘56与下部开口54的最上面一个开口的中心点的距离(如图中箭头“F”所示)约为19.5英寸。
然而，应当理解，各种开口可以采用不同的尺寸，这依赖于水箱12的尺寸和形状以及热水内浸管46的长度和直径。
此外，如图4和5所示的热水内浸管46具有附加的上部开口50的集合，它们与附图中直接示出的三个开口50相匹配。这些其他的上部开口50包括三组附加的三个开口50，位于热水内浸管46上、相互具有90°旋转间隔的位置处。这三组附加开口的其中两组分别标注为开口50a和50b。类似地，参照下部开口54，具有三组附加的五个开口，分别位于相互具有90°旋转间隔的三个位置处。这些附加的下部开口分别标注为54a和54b。在每一个实例中，对于开口50和54，在与某些开口刚好相反、具有180°旋转的表面上具有对应的开口集合。
具体而言，再次参照图1，该图示出了热水内浸管46，其具有在元件30下方某位置处的下部开口54。另一方面，该图示出的开口50位于靠近或邻近热水出口42的位置处。图1中分别标注了“H”和“I”，以帮助更好地理解上部开口和下部开口的各个位置。对于开口54，它们位于箭头“H”指示的空间中。特别地，如图1所示，下部开口54基本位于元件26下方。然而，如果希望，下部开口54可置于元件30更下方的位置，向下延伸几乎到达水箱20的底部。然而，如图1所示的配置是特别优选的。
上部开口50中最上面一个开口与热水出口42之间的距离如图1中箭头“I”所示。这意味着上部开口50靠近或邻近热水出口42。在实践中，上部开口50置于热水出口42下方约1英寸到约5英寸范围内的位置。上部开口50中最上面一个开口在热水出口下方至少大约1英寸的位置是特别优选的。
关于下部开口54，下部开口54中的最上面一个开口应该位于元件26下方。优选地，下部开口54的最上面一个开口应该位于元件26下方至少大约1英寸的位置。
在使用中，当从热水器10取热水时，水箱12中位于水箱12最上面部分的、相对较热的水经由上部开口50被取出。然而，同时地，相对较冷的水被取到下部开口54中，在所述下部开口54中，相对较热的水在流出热水器10之前与相对较冷的水混合。但是，流出热水器的热水的温度足够高，能够满足居家使用的需求。
进一步的优点是热水器的每小时额定值显著提高了。本申请人进行了一系列测试，这些测试证实了根据本发明的每小时供水量得到了极大提高。测试的结果如表1所示。这些实验是针对具有带上部元件和下部元件(如图1和2所示)的50加仑水箱的热水器进行的。表1的前两列反映对比实施例，在所述两个对比实施例中使用了不包含热水内浸管的标准热水器。后面的六列反映安装了热水内浸管的相似的热水器。
                                                  表1
  对比实  施例1   对比实  施例2   实施  例1   实施  例2   实施  例3   实施  例4   实施  例5   实施  例6
  每小时供  水量   60.80   57.84   74.23   75.80   79.10   73.75   72.31   77.24
  平均出口  温度(华氏  温度)    129.62    136.71    124.74    124.95    124.03    125.41    126.52    124.42
  平均入口  温度(华氏  温度)    57.51    57.80    57.19    57.09    57.30    57.30    57.45    57.28
  测试中取  水量(加  仑)    70.39    57.84    76.52    75.80    78.32    73.75    72.31    77.24
  测试总持  续时间(分  钟)    64.27    60.27    60.78    61.67    65.80    61.38    60.98    62.05
[0029]从表1中的结果可以看出，每小时额定值比水箱的容积高约40％至60％。与之相比，标准的每小时供水量仅比水箱容积高约15-20％。因此，在每小时额定值方面的改进比标准设备高约110％至120％。这在电热水器提供大量热水的能力方面是显著的进步，对于用户来说，是显著的优点。
虽然结合本发明的特定形式对本发明进行了描述，但是应当理解，可以用多种等价物来代替本文描述的指定元件，而不背离所附权利要求中描述的本发明的精神和范围。

Claims (23)

1.一种电热水器，包括：
水容器；
与所述水容器相关联的、用来对所述水容器中的水进行加热的加热元件；
与所述水容器相关联的冷水入口；
与所述水容器相关联的热水出口；以及
连接到所述热水出口的内浸管，其中，所述内浸管在靠近所述热水出口处具有至少一个开口以从所述水容器中在靠近所述热水出口处接收水，以及在靠近所述加热元件处或位于所述加热元件下方处具有至少一个开口以从所述水容器中在靠近所述加热元件处或位于所述加热元件下方处接收水。
2.根据权利要求1所述的电热水器，进一步包括与所述水容器相关联的、置于所述加热元件下方的第二加热元件。
3.根据权利要求2所述的电热水器，其中，靠近所述加热元件或位于所述加热元件下方的所述至少一个开口位于第二加热元件上方。
4.根据权利要求1所述的电热水器，其中，靠近所述热水出口的所述至少一个开口位于距离所述热水出口1英寸的位置到距离所述热水出口5英寸的位置之间。
5.根据权利要求1所述的电热水器，其中，所述内浸管的直径为0.5到1英寸。
6.根据权利要求1所述的电热水器，其中，靠近所述加热元件或位于所述加热元件下方的所述至少一个开口位于所述加热元件下方至少1英寸的位置处。
7.根据权利要求1所述的电热水器，其中，靠近所述热水出口的所述至少一个开口位于距离所述水容器的顶部1英寸的位置到所述水容器的上半部中的介于所述顶部和所述加热元件之间的位置之间。
8.根据权利要求1所述的电热水器，进一步包括与所述水容器相关联的恒温器以及与所述元件和所述恒温器相连接的控制器。
9.根据权利要求1所述的电热水器，其具有比所述水容器的容积高40％至60％的每小时热水供应量。
10.一种电热水器，包括：
水容器；
与所述水容器相关联的、用来对所述水容器中的水进行加热的加热元件；
与所述水容器相关联的冷水入口；
与所述水容器相关联的热水出口；以及
连接到所述热水出口的内浸管，其中，所述内浸管在靠近所述热水出口处具有多组、每组三个的开口，所述多组开口具有90°旋转间隔地位于所述内浸管的管壁上，以及所述内浸管在靠近所述加热元件处或位于所述加热元件下方处具有多组、每组三个的开口，所述多组开口具有90°旋转间隔地位于所述内浸管的管壁上。
11.一种电热水器，包括：
水容器；
与所述水容器相关联的、用来对所述水容器中的水进行加热的加热元件；
与所述水容器相关联的冷水入口；
与所述水容器相关联的热水出口；以及
连接到所述热水出口的内浸管，其中，所述内浸管在靠近所述热水出口处具有至少一个开口，以及位于所述加热元件的下方具有多组、每组二十个的开口，所述多组开口具有90°旋转间隔地位于所述内浸管管壁上。
12.一种电热水器包括：
水箱；
与所述水箱相关联的、用来对所述水箱中的水进行加热的上部元件；
与所述水箱相关联的、用来对所述水箱中的水进行加热的下部元件；
置于所述水箱的顶部的冷水入口；
置于所述水箱的顶部的热水出口；以及
连接到所述热水出口的内浸管，所述内浸管在所述水箱的顶部与所述热水出口之间具有多个上部开口，在靠近所述上部元件处或位于所述上部元件下方处具有多个下部开口。
13.根据权利要求12所述的电热水器，其中，所述下部开口位于所述下部元件的上方。
14.根据权利要求12所述的电热水器，其中，所述上部开口包括多组、每组三个的开口，所述多组开口具有90°旋转间隔地位于所述内浸管的管壁上。
15.根据权利要求12所述的电热水器，其中，所述下部开口包括多组、每组二十个的开口，所述多组开口具有90°旋转间隔地位于所述内浸管管壁上，并且所述多组开口位于所述上部元件的下方。
16.根据权利要求12所述的电热水器，其中，所述上部开口位于距离所述热水出口1英寸的位置到距离所述热水出口5英寸的位置之间。
17.根据权利要求12所述的电热水器，其中，所述下部开口位于所述上部元件下方至少1英寸的位置处。
18.根据权利要求12所述的电热水器，进一步包括与所述水箱相关联的恒温器以及与所述上部元件、所述下部元件和所述恒温器相连接的控制器。
19.根据权利要求12所述的电热水器，其具有比所述水箱的容积高40％至60％的每小时热水供应量。
20.一种提高电热水器的每小时热水供应量的方法，所述电热水器包括水箱、加热元件、冷水入口和热水出口，所述方法包括：
通过将在靠近所述热水出口处具有至少一个开口、在靠近所述加热元件处或在所述加热元件下方处具有至少一个开口的内浸管连接到所述热水出口，使得相对较热的水通过靠近所述热水出口的所述至少一个开口进入所述热水出口，以及使得相对较冷的水通过靠近所述加热元件处或在所述加热元件下方处的至少一个开口进入所述热水出口，以使得所述水箱中的所述相对较冷的水与所述水箱中的所述相对较热的水混合，从而降低流经所述热水出口的热水的温度。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述每小时热水供应量比所述水箱的容积高40％至60％。
22.一种提高电热水器的每小时供水量的方法，所述电热水器包括水箱、加热元件、冷水入口和热水出口，所述方法包括：
通过使用与所述热水出口相连接的内浸管，使得所述水箱中的相对较冷的水与所述水箱中的相对较热的水混合，所述内浸管在邻近所述水箱的顶部处具有至少一个开口以接收相对较热的水，在靠近所述加热元件处或在所述加热元件下方处具有至少一个开口以接收相对较冷的水。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述每小时供水量比所述水箱的容积高40％至60％。
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