CN201929716U - 一种快速加热的电热水壶 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种快速加热的电热水壶，包括有：一水泵，一端与一储水箱相通；另一端与一加热装置相通，且该加热装置与出水口相连通；所述加热装置，包括有：加热元件和具有中空的管状的外壳，所述加热元件设置于所述外壳之中；并于所述加热元件和外壳的外壁面之间的区域中，设置有两条以上的液体通道；液体通道将所述加热元件的外壁面环形分布式覆盖。流水通道环形地分布于加热元件的外表面，保证加热元件所产生的热量首先由流水通道内的冷水吸收，再经水传热至该加热装置的表面，热利用率非常高，可达95％以上。这种加热装置能于通电后数秒钟之内立即将冷水加热成沸水，热效率高、预热时间短、温度高；且结构简单、安全可靠、成本低廉。

Description

一种快速加热的电热水壶

技术领域

本实用新型属于家用电器技术领域，尤其涉及一种快速加热的电热水壶，能迅速地把冷水加热至60～100℃。

背景技术

一般来讲，现有绝大多数的电热水壶，其加热装置的结构，都是一次性将盛水的容器内的所有冷水加热成沸水并且加热时间至少需要数分钟才能将冷水煮沸。而咖啡机中的加热装置，有的由于散热面积太大，其热效率低；有的则由于加热装置的体积大，加热装置自身加热升温需要较多的热量，这样其热惯量高，因此在保证能给所通过的液体进行加热之前，加热装置需经长时间的预热，使其温度提高到必要的温度。

针对上述缺陷，公开号为EP1625772的欧洲专利申请，公开了一种加热装置及使用该加热装置的家用电器，这种装置中，主体的表面覆盖有用金属材料制作的辅助元件，辅助元件的表面丝印有加热电阻，也就是采用新型的厚膜加热技术，主体与辅助元件之间形成一条螺旋形的水道，冷水经水道流出后于通电后3秒钟立即将冷水加热至90℃左右由出水口流入杯中，但这种装置无法将冷水加热成100℃的沸水，原因在于当冷水加热至95℃以上时，会产生大量的蒸汽，由于此装置采用一条狭长的螺旋形水道，蒸汽在里面无法及时排出，使加热装置内残余大量蒸汽的地方产生局部干烧，从而使得NTC电阻温度计无法检测到局部干烧的地方，导致丝印电阻发生干烧时烧断，导致使用寿命较短；而且由于厚膜加热具有即冷即热的特性，温度上升很快，如果NTC电阻温度计失效，则10秒钟左右温度能上升至400℃以上，将辅助元件上的丝印电阻烧环，并导致大片的绝缘层脱落，可能使由金属材料制成的辅助元件变成一个带电体，存在使用者有可能触电的安全隐患。还由于此装置采用一条狭长的螺旋形水道，当用来煮含钙量高的硬水时，容易造成煮水时产生的水垢将水道堵塞。这种新型的加热装置由于制造复杂成本也很高。

发明内容

本实用新型的目的在于针对以上加热装置的缺点，提供一种快速加热的电热水壶，热效率更高、所需预热时间更短、温度高；且结构简单、安全可靠、成本低廉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种快速加热的电热水壶，包括有：一水泵，一端与一储水箱相通；另一端与一加热装置相通，且该加热装置与出水口相连通；所述加热装置，包括有：加热元件和具有中空的管状的外壳，所述加热元件设置于所述外壳之中；并于所述加热元件和外壳的外壁面之间的区域中，设置有两条以上的液体通道；所述液体通道将所述加热元件的外壁面环形分布式覆盖。所述液体通道的开口位于外壳的两端；所述外壳2的一端设置有第一连通装置，所述第一连通装置内部与液体通道的进液端开口连通形成第一混合腔，所述第一连通装置上设置有一个进液口，与所述第一混合腔连通；所述外壳的另一端设置有第二连通装置，所述第二连通装置内部与液体通道的出液端开口连通形成第二混合腔，所述第二连通装置上设置有一个出液口，与所述第二混合腔连通。

所述加热元件为一种具有加热电阻的加热管，所述流水通道环形地分布于加热管的加热表面的外部。

所述液体通道为流水通道。

所述流水通道的数量优选地为3～10条。

所述流水通道内的容积小于200ml，优选地为15～70ml。

所述流水通道的流水总截面积不小于10mm²，优选地为25～80mm²。

每条所述流水通道的截面积不小于5mm²。

本实用新型的有益效果如下：

根据本实用新型的，一种快速加热的电热水壶，由于所述加热元件和外壳的外壁面之间的区域中，设置有两条以上的相互独立的液体通道，所述液体通道的开口位于外壳的两端；所述外壳的一端设置有第一连通装置，所述第一连通装置内部与液体通道的进液端开口连通形成第一混合腔，所述第一连通装置侧壁上设置有一个进液口，与所述第一混合腔连通；所述外壳的另一端设置有第二连通装置，所述第二连通装置内部与液体通道的出液端开口连通形成第二混合腔，所述第二连通装置侧壁上设置有一个出液口，与所述第二混合腔连通；液体通道为流水通道；流水通道内的容积小于200ml，优选地为15～70ml，流水通道的流水总截面积不小于10mm²，优选地为25～80mm²。本实用新型中的加热装置，减少启动加热装置到开始供应达到足够温度的水的时间，该加热装置能于10秒钟左右的时间内迅速将冷水加热成95℃以上的热水；尽可能地提高加热装置所产生热能的利用率，也就是说，提高了热效率；保证了使用者在使用具有这种加热装置的器具时，不能存在触电的安全隐患；加热含钙量高的硬水时，避免煮水所产生的水垢将加热装置的流水通道堵塞。因此，这种改进的快速加热的液体加热装置，在结构上较简单合理、成本低廉，并能保证此装置在煮沸水时，可靠性和使用寿命都非常高。并能达到快速、节能的效果，特别是能将迅速将冷水加热成100℃的沸水进行杀菌、消毒。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一种快速加热的电热水壶的加热装置实施例1的立体结构示意图。

图2是本实用新型一种快速加热的电热水壶的加热装置实施例1的剖面结构示意图。

图3是本实用新型一种快速加热的电热水壶的加热装置实施例1的两端的剖面结构示意图。

图4、图5、图6和图7是本实用新型一种快速加热的电热水壶的加热装置实施例1的不同截面结构的剖面示意图。

图8是本实用新型一种快速加热的电热水壶的加热装置实施例2的剖面结构示意图。

图9是本实用新型一种快速加热的电热水壶的立体结构示意图。

附图标记说明：

1-加热装置，2-外壳，3-温度传感器，4-传感器压板，5-传感器固定座，6-热熔断器，7-熔断器固定座，8-熔断器压板，9-接头，10-管夹，11-接地柱，12-连通装置，121-第一连通装置，122-第二连通装置，13-加热元件，14-内管，15-环形空间，16-外管，17-流水通道，18-接线端，19-小孔，20-凹槽，21-密封胶，22-衬垫，23-水管接头，24-储水箱，25-水泵，26-加热器支架，27-出水口。

具体实施方式

如图1、2、9，本实用新型公开了一种快速加热的电热水壶，包括有：一水泵25，一端与一储水箱24相通；另一端与一加热装置1相通，且该加热装置1与出水口27相连通；所述加热装置1，包括有：加热元件13和具有中空的管状的外壳2，所述加热元件13设置于所述外壳2之中；并于所述加热元件13和外壳2的外壁面之间的区域中，设置有两条以上的液体通道；所述液体通道将所述加热元件13的外壁面环形分布式覆盖。

所述液体通道的开口位于外壳2的两端；所述外壳2的一端设置有第一连通装置121，所述第一连通装置121内部与液体通道的进液端开口连通形成第一混合腔，所述第一连通装置上设置有一个进液口，与所述第一混合腔连通；所述外壳的另一端设置有第二连通装置122，所述第二连通装置122内部与液体通道的出液端开口连通形成第二混合腔，所述第二连通装置上设置有一个出液口，与所述第二混合腔连通。

所述加热元件13为一种具有加热电阻的加热管，所述流水通道环形地分布于加热管的加热表面的外部。

所述液体通道17为流水通道17。

所述流水通道17的数量优选地为3～10条。

所述流水通道17内的容积小于200ml，优选地为15～70ml。

所述流水通道17的流水总截面积不小于10mm²，优选地为25～80mm²。

每条所述流水通道17的截面积不小于5mm²。

所述第二连通装置122的出液口的截面积不小于12mm²。

下面通过附图来描述本实用新型的实施例，需要说明的是，本实用新型的技术范围并不受实施例的限定。

实施例1：

如图1、2、3所示：加热装置1的整体形状呈“S”形，外壳2包括外管16和内管14。外管16的内孔表面上具有多个凹槽20分布于周向，优先地考虑设八条凹槽20，凹槽20与内管14的周向的内表面的截面形成一系列的小孔19，这些小孔19形成可流通液体的流水通道17。加热元件13插入内管14的内孔之中，二者之间要紧密配合，以保证让加热元件13与内管14之间的热传导性能良好。加热元件13的两端具有接线端18，用于连接供电系统，保证加热元件能通电进行加热。

第一连通装置121和第二连通装置122采用相同的结构，位于外壳2的两端，第一连通装置121和第二连通装置122均包括一接头9和两个管夹10；接头9的材料采用硅橡胶制作而成，能耐高温和抗老化。接头9具有三个通孔，其中一孔为流水孔，另两个通孔分别套于内管14和外管16上，形成了一个环形空间15为混合腔，接头9套于内管14和外管16上后，用两个管夹10分别将接头9紧固于内管14和外管16上，保证液体不会由此二处泄漏。环形空间15将各条流水通道17连通，这样就能保证水由加热装置1的一端进水，经由八条流水通道17流出后，又汇于一处由该装置1的另一端出水。

加热装置1的出液端设有传感器固定座5，固定有一个温度传感器3，且温度传感器3的热传导面与外壳2的外表面紧密接触，由一传感器压板4压紧温度传感器3。传感器固定座5可以焊接于外壳2的表面上。

外壳2的外表面上设有熔断器固定座7，固定有一个热熔断器6，且热熔断器6贴紧于外壳2的热传导面上，由一熔断器压板8压紧热熔断器6。这样当温度传感器3在发生意外失效后，能烧断热熔断器6，可保证不会出现火灾等危害。熔断器固定座7可以焊接于外壳2的表面上。

当然，温度传感器3和热熔断器6也可以通过其它的固定方式进行安装。

外壳2的外表面上还设有接地柱11，对加热装置1进行接地保护。

如图2所示：内管13和外管15的材料优先地采用铝合金，一般选用AL6063，材料的选择主要是要考虑到加热的热水长时间地由流水通道17流过时，不能使流水通道17的流水表面产生腐蚀或锈蚀后造成水质的改变。所有小孔18的总截面积，优选地为25～80mm²，以防止产生水垢后，将流水通道17堵塞。

如图2所示：加热装置1的形状，不局限于“S”形，在其它尚未描述的实施例中，其形状可设计成“U”形、直线形或其它形状。只要能保证加热元件13在一定的长度下，能做到一定的功率，其形状可任意改变。例如，加热元件的功率为3000W时，加热元件13的长度会长些，则做成“S”形；当加热元件的功率为2000W时，加热元件13的长度可做短些，则做成直线形。

如图4所示：外壳2可以直接制成一外管16，外管16的内、外壁之间具有小孔19直接形成流水通道17，加热元件13则可直接插于外管16的内孔之内。

如图5所示：外壳2也可以包括内管14和外管16，多个凹槽20可设于外管16内孔上或内管14的外表面上，内管14和外管16之间就形成具有一系列小孔19的截面的流水通道17，加热元件13则插于内管14的内孔之内。

如图6所示：外壳2也可以直接制成一外管16，多个凹槽20可设于外管16内孔上，加热元件13则插于外管16的内孔之内。加热元件13和外管16之间就形成具有一系列小孔19的截面的流水通道17。

如图7所示：外壳2还可以直接制成一外管16，加热元件13则插于外管16的内孔之内，多个凹槽20可设于加热元件13的外表面上，加热元件13和外管16之间就形成具有一系列小孔19的截面的流水通道17。

如图4-7所示：加热元件13的外管材料可由不防锈的钢管制作、也可用不锈钢管制作。当流水不会与加热元件13表面直接接触时，加热元件13可用由不防锈的钢管制作；当流水会与加热元件13的表面直接接触时，加热元件13可用不锈钢管制作。

如图1-7所示：加热装置1的总长度一般长为430MM，功率能达到3000W，其长度优选地为100～500MM，这样能保证流水通道17的总体积较小，一般为15～70ml，加热装置1可快速地加热。

如图1所示：所述温度传感器3，例如采用NTC热敏电阻，与控制加热装置1的电路板相接，这样可使水在流通期间，让加热的加热元件13保持在预定温度。

在初次启动冷的加热装置1时，在水开始流通之前大约5到10秒钟，电路板控制该装置1对水进行快速预热。这种预热是非常迅速的，使用者不会有一种等待的感觉。

当该装置1由水泵供水时，要对水泵进行调节。如果水泵的流量过低，加热元件13的温度将上升到高于其设定值，将使加热元件7断电，而水泵仍继续运行。另一方面，如果水泵的流量过高，加热元件13的温度将会下降，并且会立即控制水泵，让它停止运转。

实施例2

如图8所示：加热装置1的的两端各装有连通装置12，每个连通装置12包括衬垫22、密封胶21和水管接头23。内管14和外管16之间加工了一条环形槽，衬垫22放于其内，三者之间形成一个环形空间15，再于衬垫22装好后的外部用粘性非常好的密封胶21进行密封。于环形空间15的侧面开有一孔，其上焊有一水管接头23。环形空间15将各条流水通道17连通，这样就能保证水由加热装置1的一端进水，经由八条流水通道17流出后，又汇于一处由该装置1的另一端出水。

衬垫22的材料采用铝合金或不锈钢制作而成，当衬垫22采用铝合金时，还可将衬垫22与内管14和外管16之间进行焊接，则可取消密封胶21。

实施例3

如图9加热装置1应用于电热水壶上的示意图，本实施例公开了一种快速加热的电热水壶，其中，所述电热水壶使用上述加热装置。

加热装置1的下端连接有一水泵25与一储水箱24相通；其上端与出水口27相连通。这样当使用者需要进行定量煮水时，通过触动控制装置的开关，首先迅速预热该装置1后，启动水泵25，将储水箱24内的冷水供应至该装置内加热后，经出水口27流入水杯中。

加热装置1上连接有一个加热器支架26，用于将该装置1连接于机器上进行固定。此加热装置1还可应用于家用的咖啡壶上，可以取消水泵，于该装置1和储水箱24之间装一单向阀，保证冷水能从储水箱24供应至该装置1内进行加热。

综上所述，本实用新型中的加热装置，能实现将冷水快速煮沸的功能，在结构上简单合理，并此装置在煮沸水时，热效率高、所需预热的时间短、温度高，能达到快速、节能的效果。

由于本实用新型采取了上述技术方案，该加热装置包括外壳和加热元件，外壳覆盖于管状的加热元件的外表面，二者之间具有两条以上的流水通道，由于该加热装置内只能贮存较少的水，当加热元件的功率做到较大值时，如功率为1500～3500W时，10秒钟左右能迅速地将冷水加热至95℃，能达到快速加热的效果。

根据公式：m＝Q1/(c×ΔT)，其中已知的Q1为热量，c为水的比热，ΔT为绝对温升

当加热元件的功率为3000W时，理论上能于10秒钟之内将70ml温度为20℃的冷水加热至沸水。这样能保证加热装置经短时间的预热就可有热水迅速地流出。

当容腔内的水超过70ml时，则预热的时间太长，达到十五秒以上的预热时间，这样使用者等待的时间太长，达不到快速加热的效果。因此优选为15～70ml的容量。

由于本实用新型采取了上述技术方案，所述流水通道环形地分布于管状的加热元件的外表面，这样加热元件所产生的绝大部分热量首先由流水通道内的冷水吸收，再经水传热至该加热装置的表面，因此热利用率非常高，最高可达95％以上。由于热效率非常高，这样所述加热装置就能达到快速、节能的效果。

由于本实用新型采取了上述技术方案，要保证流水通道内所储蓄的水具有一定的容积，冷水才能在短时间内迅速被加热，因此增加流水通道的数量可以大量减短流水通道的长度而且增大了流水通道的流水截面积，这样含钙量高的硬水在该加热装置内结垢后，堵塞整个流水通道的可能性就减小了。所述加热装置一般具有两条以上的流水通道，根据加热装置的结构，每条流水通道的截面积不小于5mm²。

由于本实用新型采取了上述技术方案，所述加热装置的外壳上设有温度传感器固定座，用于固定温度传感器，它能在加热装置进行加热发生无水干烧时，当加热装置的温度超过规定值就能立即切断电源，停止向加热元件供电。而且外壳上还设有热熔断器固定座，用于固定热熔断器，而热熔断器与供电的电源相连后再供电给加热装置。这样当温度传感器万一失效时，热熔断器在一定的温度值时被烧断，永久地切断了加热装置的供电电源。这样就能保证加热装置的温度不会超过限定值，不会使家用电器出现着火发生火灾；而且加热装置也不会变成一个带电体，造成触电的危险。

由于本实用新型采取了上述技术方案，所述加热元件采用的是传统的电热管，它的制作方法是，把金属材料制作的电阻丝装入一个圆筒形的金属管内，并于电阻丝和金属管之间填充有绝缘材料进行绝缘，由于电阻丝和金属管的融点达1000℃以上，因此在干烧的情况下需要非常长的时间才能融化，相比欧洲专利申请公开文献EP1625772公开的加热装置所采用的厚膜加热技术，其可靠性要高得多。

由于本实用新型采取了上述技术方案，温度传感器布置在加热装置上，而且加热装置连接有电气/电子电路，用于把加热装置的温度控制在设定值上，这样能充分保证冷水加热温度的一致性。

由于本实用新型采取了上述技术方案，所述加热装置的两端具有连通装置，所有的流水通道通过连通装置相连通，这样保证冷水由进水装置的进水口进入后，能分别流入各条流水通道内包围于加热元件外表面经过充分加热后，汇集于一处由出水口流出。

由于本实用新型采取了上述技术方案，加热装置的热水流出端，其截面积要保证不小于5mm²，主要是为了防止水垢堆积造成管路堵塞。

上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本实用新型范围内，进行的各种改进和变化，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种快速加热的电热水壶，包括有：一水泵(25)，一端与一储水箱(24)相通；另一端与一加热装置(1)相通，且该加热装置(1)与出水口(27)相连通；其特征在于：所述加热装置(1)，包括有：加热元件(13)和具有中空的管状的外壳(2)，所述加热元件(13)设置于所述外壳(2)之中；并于所述加热元件(13)和外壳(2)的外壁面之间的区域中，设置有两条以上的液体通道；所述液体通道将所述加热元件(13)的外壁面环形分布式覆盖。

2.如权利要求1所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述液体通道的开口位于外壳(2)的两端；所述外壳(2)的一端设置有第一连通装置(121)，所述第一连通装置(121)内部与液体通道的进液端开口连通形成第一混合腔，所述第一连通装置上设置有一个进液口，与所述第一混合腔连通；所述外壳的另一端设置有第二连通装置(122)，所述第二连通装置(122)内部与液体通道的出液端开口连通形成第二混合腔，所述第二连通装置上设置有一个出液口，与所述第二混合腔连通。

3.如权利要求1或2所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述加热元件(13)为一种具有加热电阻的加热管，所述流水通道环形地分布于加热管的加热表面的外部。

4.如权利要求3所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述液体通道为流水通道(17)，所述流水通道(17)的数量优选地为3～10条。

5.如权利要求3所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述流水通道内的容积小于200m1。

6.如权利要求3所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述流水通道(17)的流水总截面积不小于10mm²。 

7.如权利要求3所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：每条所述流水通道(17)的截面积不小于5mm²。

8.如权利要求2或4至7中任何一项所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述加热装置(1)的整体形状呈“S”形，外壳(2)包括外管(16)和内管(14)；外管(16)的内孔表面上具有多个凹槽(20)分布于周向，设八条凹槽(20)，凹槽(20)与内管(14)的周向的内表面的截面形成一系列的小孔(19)，小孔(19)形成流水通道(17)；加热元件(13)插入内管(14)的内孔之中，二者之间紧密配合；加热元件(13)的两端具有可连接供电系统的接线端(18)。

9.如权利要求8所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述第一连通装置(121)和第二连通装置(122)采用相同的结构，位于外壳(2)的两端，第一连通装置(121)和第二连通装置(122)均包括一接头(9)和两个管夹(10)；接头(9)具有三个通孔，其中一孔为流水孔，另两个通孔分别套于内管(14)和外管(16)上，形成了一个环形空间(15)为混合腔，环形空间(15)将各条流水通道(17)连通。

10.如权利要求1或2或4至7中任何一项所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述外壳(2)为一外管(16)，外管(16)的内、外壁之间具有小孔(19)直接形成流水通道(17)，加热元件(13)直接插于外管(16)的内孔之内。

11.如权利要求1或2或4至7中任何一项所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述外壳(2)包括内管(14)和外管(16)，多个凹槽(20)设于外管(16)内孔上或内管(14)的外表面上，内管(14)和外管(16)之间形成具有一系列小孔(19)的截面的流水通道(17)，加热元件(13)插于内管(14)的内孔之内。 

12.如权利要求1或2或4至7中任何一项所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述外壳(2)为一外管(16)，多个凹槽(20)设于外管(16)内孔上，加热元件(13)插于外管(16)的内孔之内；加热元件(13)和外管(16)之间形成具有一系列小孔(19)的截面的流水通道(17)。

13.如权利要求1或2或4至7中任何一项所述的一种快速加热的电热水壶，其特征在于：所述外壳(2)为一外管(16)，加热元件(13)插于外管(16)的内孔之内，多个凹槽(20)设于加热元件(13)的外表面上，加热元件(13)和外管(16)之间形成具有一系列小孔(19)的截面的流水通道(17)。 

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