CN202339010U - 采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，包括壳体、发热管及内水管，该壳体一端与发热管的法兰连接，另一端设有端盖，该端盖上开设有通孔，所述发热管靠近法兰的端部设有电极端子及封口盖，该电极端子上设有引线与外部电源连接，该陶瓷金属共烧发热管的另一端与端盖之间设有流水间隙，所述内水管，其一端与端盖上的通孔连接，另一端伸入陶瓷金属共烧发热管内。本实用新型采用陶瓷金属共烧发热管直接加热水，绝缘不漏电使用寿命更长，更安全，不易积垢；采用壳体、发热管、内水管三重管套管结构，水路流经发热管的内外侧壁，热交换更充分，加热更快速，并且向外散热少，从而提高热效率，更加节能。

Description

采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置

技术领域

本实用新型涉及电热水装置，具体的说是一种可广泛用于电热水器、即热式电热水龙头、小厨宝热水器、淋浴器、带温水冲洗的座便器、太阳能热水辅助加热器及饮水机热水器等技术领域的，采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置。

背景技术

现有的电加热水领域一般采用传统的电热管作为发热元件，电热丝置于金属管内，以填充氧化镁粉或石英砂等来导热和绝缘。电热丝是最早出现的一种电热元件，现在依然在各个领域，特别是工业生产及家用电器上广泛使用。近年来电热丝多采用铁铬铝合金和镍铬合金，其的优点是技术成熟、易于制造，缺点是以“U”形或螺旋形金属管为外壳，以填充氧化镁粉或石英砂等来导热和绝缘，粉体本身传热效率低，加之只有金属管外壁与水接触，其有效能量转换率较低，产热慢，蓄热多，断电后残余浪费的热量多，且易积垢，断丝、漏电，存在比较多的安全隐患。

现有的一些改进技术通常是从结构上、水电隔离（如在发热体和水腔体之间增加云母等绝缘导热层）、漏电接地等方面想办法，未能从根本上解决问题，甚至热效率更低。近年也有一些采用石英管、电热膜管作发热元件的电热水器，但它们基本都是管内通水、管外带电，热效率低，使用中的安全问题并未得到有效解决。

陶瓷金属共烧发热体（MCH，MATEL CERAMIC CO-FIRED HEATER)是近年兴起的一种新型发热元件，包括发热片和发热管。发热片是在一片氧化铝陶瓷坯片上印刷金属钨粉掺加氧化铝粉等制成的浆料形成发热电路，并用另一片氧化铝陶瓷坯片盖上压合，只露出电极部分，在氢还原气氛炉中约1600℃高温烧结而成。发热管也是在陶瓷坯片上印刷钨浆金属电路，再卷在素烧陶瓷管上，经等静压压紧后，在约1600℃的还原气氛炉中烧结成一体，形成将钨金属电路夹于中间的陶瓷发热管，电极镀镍后在还原气氛下焊接镍引线。

陶瓷金属共烧发热体两表面（或管内外表面）均匀发热，表面绝缘不带电，无毒，不含铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯和聚溴二苯醚等有害物质，完全符合环保要求。陶瓷金属共烧发热体的制造技术几年前在中国获得突破之后，在直发器、卷发器等小电器上取代PTC，每年应用上千万片。在日本，陶瓷金属共烧加热管用于点火器和座便器，但用于座便器时只是管内通水，管外不通水，其高效发热、导热、绝缘和节能等优异特性未得到有效发挥。若利用陶瓷金属共烧发热管内外壁同时对水进行加热，这些优异特性将能得到充分发挥。日本、欧、美等发达国家之所以没有在这方面开发应用，是因为这些国家在廉价能源的时代，家家户户都已经安装了用传统电热丝发热管作发热元件的储水式供热水箱。而在中国，家庭热水供应设施需求巨大，在当今能源短缺、倡导低碳节能环保的时代，将陶瓷金属共烧加热管开发应用于加热装置，具有巨大的经济与环保价值。

实用新型内容

针对以上现有技术的不足与缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可广泛用于电热水器、即热式电热水龙头、小厨宝热水器、淋浴器、带温水冲洗的座便器、太阳能热水辅助加热器及饮水机热水器等技术领域的，采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置。

本实用新型的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

一种采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，包括设有流水孔的壳体、发热管及内水管，所述壳体，其一端与发热管的法兰密封连接，另一端设有端盖，该端盖上开设有一通孔。所述发热管为中空的陶瓷金属共烧发热管，其管壁内封闭有发热电路，该陶瓷金属共烧发热管靠近法兰的端部设有电极端子及密封的封口盖，该电极端子上设有引线与外部电源连接，该陶瓷金属共烧发热管的另一端与端盖之间设有一流水间隙。所述内水管，其一端与端盖上的通孔连接，另一端伸入陶瓷金属共烧发热管内。

本实用新型所述的发热管是如下方式制作的发热管：根据发热管的允许尺寸和发热功率要求设计钨金属发热电路，在陶瓷生坯片上丝网印刷钨浆金属电路，并在生坯背面端部印刷电极，电极部位打孔并填充金属浆料使电极与电路导通，再电路朝里电极朝外卷在素烧陶瓷管上，经等静压压紧后在1600℃左右的还原气氛炉中烧结成一体，形成将钨金属电路夹于中间、电极靠近发热管的一端的陶瓷发热管。电极镀镍后在还原气氛下焊接引线。

在管的发热部分（发热金属电路对应部分）与电极之间的部位通过玻璃料封接等方式封接一陶瓷或金属法兰，法兰上下表面靠近外缘处设置密封垫圈；在靠近电极的管口部用玻璃料封接一陶瓷塞以堵住该口，或用硅胶粘接等方式粘接金属或塑胶塞以堵住该口，形成一端有孔的带法兰的盲管。

本实用新型电加热水装置外形设计为园筒形或方筒形，其壳体包括密封端盖及筒体，它们通过螺纹连接，其连接处通过密封圈压紧陶瓷发热管的法兰，形成密封端盖、法兰及发热管电极端之间的电极引线及电控器件腔，和壳体、法兰及发热管发热段之间（包括发热管内的通水腔），达到水电隔离。筒体靠近法兰处设有外接流水孔，作进水口或出水口，视安装要求及水流向而定。

端盖与壳体之间采用螺纹连接，端盖与发热管之间留有可以通过水流的间隙，端盖中心装有内水管伸入发热管内直到接近法兰处，内水管与发热管内壁及法兰之间亦留有可以通过水流的间隙，形成壳体、发热管及内水管之间三重管套管，水沿它们的间隙流动经发热管的内壁和外壁加热；内水管靠近端盖的通孔与流水孔形成一出一进（或一进一出）关系，视安装要求及水流向而定。该结构无论水从哪个孔进出，均保证装置内保留余水，使发热管的加热部位始终浸泡在水中，避免干烧情况发生。

针对不同的电加热水应用领域和不同的安装要求，在保证形成壳体、发热管及内水管之间三重管套管，水沿它们的间隙流动经发热管的内壁和外壁加热的基本结构前提下，可对本实用新型的电加热水装置立式垂直安装、卧式安装或斜卧式安装。端盖则可为带侧通孔的端盖，该侧通孔与壳体上的流水孔形成一出一进（或一进一出）关系。但卧式安装时，要保证出水孔朝上，使装置内保留余水，使发热管的加热部位始终浸泡在水中，避免干烧情况发生。

密封端盖内可设有电源开关，该电源开关为手动旋钮开关、按钮开关或感应开关，其通过引线与外部电源连接；或，该电源开关为压力开关或温控开关，通过壳体内的水压或温度控制电路的开闭；或，引出电源线，电源开关与电加热水装置其它电控系统做成一体。

与现有技术相比，本实用新型采用陶瓷金属共烧发热管（MCH）直接加热水，比传统水加热装置的加热效率更高，绝缘不漏电使用寿命更长，更安全，不易积垢；采用壳体、发热管、内水管三重管套管结构，水路流经发热管的内外侧壁，热交换更充分，加热更快速，并且向外散热少，从而提高热效率，更加节能，该结构也保证了发热管内外常留有少量水，避免骤冷骤热及干烧对发热管的损害。

附图说明

图1为本实用新型采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置的第一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置的第二实施例的结构示意图。

图3为本实用新型采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置的第三实施例的结构示意图。

图4为本实用新型采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明：

请参阅图1，为本实用新型采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置的第一实施例的结构示意图。

该采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，包括设有流水孔102的壳体101、发热管103，所述壳体101，为中空的圆柱形或方柱形，该壳体101，其一端与发热管103的法兰104密封连接，另一端设有端盖105，该端盖105上开设有一通孔106。

所述发热管103为中空的陶瓷金属共烧发热管，其管壁内封闭有发热电路，该陶瓷金属共烧发热管103靠近法兰104的端部设有电极端子107及密封的封口盖108，该电极端子107上设有引线109与外部电源连接，该陶瓷金属共烧发热管103的另一端与端盖105之间设有一流水间隙。

内水管110，其一端与端盖105上的通孔106连接，另一端伸入陶瓷金属共烧发热管103内。

在法兰104上还设有密封端盖111，引线109穿过该密封端盖111与外部电源连接，该密封端盖111与法兰104及壳体101的连接处设有密封圈113，以将密封端盖111、法兰104、壳体101组合成一完全密封的封闭体。在实际使用过程中，该密封端盖111内可设置电源开关112，该电源开关为旋钮开关、按钮开关或感应开关，其通过引线109与外部电源连接，使用者通过手动来控制电热水装置电路的闭合；同时，该电源开关112也可为压力开关或温控开关，通过壳体101内的水压或温度自动控制电路的开闭；或者，引出电源线，电源开关112与电加热水装置其它电控系统做成一体。

本实施方式是该电热水装置垂直安装时，所采用的结构设计，壳体101上的流水孔102为进水端，该进水端设置于壳体101上端靠近法兰104的部位，端盖105上的通孔106为出水端，水流从流水孔102流入，先后流经发热管103的外侧壁和内侧壁，然后通过内水管110经端盖105上的通孔106流出。此种结构设计是为保证壳体101内保留余水，使发热管103的加热部位始终浸泡在水中，避免干烧情况发生。本方案适用于侧进水的电热水龙头、淋浴器、电热水器、太阳能热水辅助加热器及饮水机热水系统等。当用于电热水器时，电源开关112等电控装置可独立出来与整机的控制系统整合。

请参阅图2、图3与图4，分别为本实用新型采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置的第二实施例、第三实施例、第四实施例的结构示意图。

在实际使用过程中，由于应用范围的不同，该电热水装置的进水端与出水端均有不同的设计，但其它结构部分与第一实施例所述一致。

第二实施例中，端盖105上的通孔106为进水端，壳体101上的流水孔102为出水端，冷水从与端盖105连接的内水管110进入，先后流经发热管103发热部的内侧壁和外侧壁，从壳体101上的流水孔102流出热水。本方案适用于下进水的电热水龙头、电热水器、太阳能热水辅助加热等。

第三实施例中，电热水装置卧式安装，进水端与出水端分别设于壳体101的两侧，冷水从壳体101的流水孔102进入，先后流经发热管101的外侧壁和内侧壁，热水经内水管110与端盖105上的通孔106流出。本方案适用于下进水的电热水龙头、电热水器、太阳能热水器辅助加热等。

第四实施例中，电热水装置卧式安装，进水端与出水端设于壳体101的同一侧，冷水从壳体101的流水孔102进入，先后流经发热管103的内侧壁和外侧壁，热水经内水管110与端盖105上的通孔106流出。本方案适用于饮水机热水系统等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；凡是依本实用新型所作的等效变化与修改，都被本实用新型权利要求书的范围所覆盖。

Claims (5)

1.一种采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，包括设有流水孔的壳体、发热管及内水管，其特征在于：

所述壳体，其一端与发热管的法兰密封连接，另一端设有端盖，该端盖上开设有一通孔；

所述发热管为中空的陶瓷金属共烧发热管，其管壁内封闭有发热电路，该陶瓷金属共烧发热管靠近法兰的端部设有电极端子及密封的封口盖，该电极端子上设有引线与外部电源连接，该陶瓷金属共烧发热管的另一端与端盖之间设有一流水间隙；

所述内水管，其一端与端盖上的通孔连接，另一端伸入陶瓷金属共烧发热管内。

2.根据权利要求1所述的采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，其特征在于：所述壳体、一端封口的发热管、内水管形成三重管套管结构。

3.根据权利要求1所述的采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，其特征在于：所述法兰上设有密封端盖，引线穿过该密封端盖与外部电源连接，该密封端盖与法兰及壳体的连接处设有密封圈。

4.根据权利要求3所述的采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，其特征在于：所述密封端盖内设有电源开关，该电源开关为手动旋钮开关、按钮开关或感应开关，其通过引线与外部电源连接；或，该电源开关为压力开关或温控开关，通过壳体内的水压或温度控制电路的开闭；或，引出电源线，电源开关与电加热水装置其它电控系统做成一体。

5.根据权利要求1所述的采用管状陶瓷金属共烧发热体的电热水装置，其特征在于：所述壳体为圆柱形或方柱形。

Images