CN202619377U - 电水壶加热盘及其构成的电水壶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电水壶加热盘及其构成的电水壶。电水壶加热盘结构为由一根加热管盘绕而成的水平方向上的类圈形结构，所述的类圈形结构由左右对称的A、B两个半圆形结构，A半圆形结构包括以一圆心为基准的0°-λ°的第一层弧段，所述的第一层弧段径向弯折一段长度后，然后以同样的弧度盘绕成第二层弧段λ°-0°，所述第二层弧段沿径向弯折一段长度后然后以同样的弧度盘绕成第三层弧段0°-λ°，如此弯折的弧段数N≥2，最内层的弧段连接另一B半圆形结构的最内层弧段BN，且所述另一B半圆形结构的弧段盘绕方式与A半圆形结构的弧段成对称分布状况，所述λ°为150°-170°。

Description

电水壶加热盘及其构成的电水壶

技术领域

本实用新型涉及一种家用电器，具体而言涉及一种电水壶加热盘及其构成的电水壶。

背景技术

目前使用的电热水壶加热方式大多采用底部发热盘加热方法。这种发热盘是一个内嵌电热管的铝合金圆盘，发热盘中的电热管都是单圈Ω型。电能通过内嵌的电发热管转换成热能，铝合金圆盘再把热能传递给不锈钢的壶体。这个传递过程当中，能量传递相对较慢，且在多次传递过程中有相当大一部分能量损耗。而且因局部高温加热，在底部与加热盘相连处的壶体内底部容易结水垢。

使用电水壶煮水过程中，会产生大小不一的噪声。根据“GB19606-2004家用和类似用途电器噪声限值”的条款，并未对电水壶噪声给出限值要求。因此目前阶段电水壶不评估噪声等级。但随着对产品性能越来越高的要求，人们已经意识到需要处理电水壶的噪声问题。

电水壶在把冷水煮沸的过程中，随着壶内水温上升，壶内噪声水平越来越高；在达到沸点前，噪声水平会有小幅的下降。噪声来源于壶内待煮的水的振动，振动起因来源于两个方面：1.煮水过程中由于热传导的作用，待煮水由于在不同部位之间存在明显的温差，水体发生紊流，水体因紊流作用导致振动，从而发声，这是电水壶煮水产生噪声的最主要原因；2.对水持续加热，由于对流以及溶解在水中的气泡不断地将热能带至中上层，使整个容器的水温趋于一致。在这个过程中，溶解在冷水中的空气浓度在水的不同部位是不一样的。根据热力学定理PV/T＝常数，在等压条件下，随着温度T上升，P变小，气泡的V也变大，由于存在热对流，气泡在上升过程中走的是曲线路径。部分气泡与水分子发生碰撞，发生破裂而振动发声，从而会产生声音。

经过在消音室对电水壶煮水过程进行实际测试，发现在频域上，噪声能量主要集中在1000Hz附近。这表明，热量在水分子中传导时，水分子的振动效应很强。从节能角度来看，煮水过程发生声响的能量，来自于电能转换的热能的一部分，是电能的一种转变形式。因此声能越大，煮水过程的能源利用效率就越低。对电水壶的能效进行测试后发现，噪声能量所占比重较小。

目前市场上几乎所有的便携式电水壶，都是使用发热盘置于底部进行加热。出于成本的考虑，绝大多数发热盘都是单圈Ω型。为降低加热过程中局部加热区域过热的程度，可以通过以下两个途径进行处理。根据下面的电热丝发热功率计算公式： $P=\mathrm{VI}=\frac{V^2}{R}---\left(1\right)$

$R=\frac{\mathrm{\ρl}}{s}---\left(2\right)$

上式中P为功率，V为电压，I为电流，R为电阻，ρ为电阻丝的电阻率，l为长度，s为截面积。一个途径是降低发热功率。根据《中华人民共和国城市区域噪声标准》，较为适宜的噪声等级为不超过45dB。对环境友好型的电水壶，在工作时产生的噪声也应该在这个范围内。测试不同功率电水壶的噪声水平，发现其噪声一般都在60～65dB范围内，有些电水壶的噪声可以达到70dB以上。对于额定功率为1.5kW的电水壶，发热功率降低到额定功率的80％时，噪声可以降低约5dB。如果使用现有类型的电水壶，只能使用约50％的功率，这样对于煮水的效率就大打折扣。在不降低功率的前提下，当不改变ρ时，可以降低单位长度电加热丝的电压降。为此，可以增长电热丝的长度l，同时增加电热丝的横截面积s。或者，在不改变s的情况下，降低ρ，而提高l。

另一方面，现有使用单圈Ω型加热板的电水壶，由于局部温度非常高(局部发热量经实际测试发现可以达到180～200摄氏度的高温)。以1.5kW电水壶使用33ohm电阻为例，其使用的电加热丝构成的加热盘直径约为0.1m，总长约在0.3m。局部高温致使由电能转变成的热能将会向底部下侧散失，能效降低。同时，局部高温致使底部不锈钢壶体热疲劳加剧，性能加剧退化。这会导致降低使用寿命，加剧壶体材料的溶解。同时，在水烧开以后，加热体的残余热量因待煮物吸收不足而导致热量冗余较大。因此，这种传统结构的电水壶有多种使用弊端。

发明内容

本实用新型的所要解决的问题在于提供一种降低电水壶煮水过程噪声的电水壶加热盘结构。

本实用新型的所要解决的又一问题在于提供一种降低电水壶煮水过程噪声的由上述电水壶加热盘构成的电水壶。

为了解决现有技术中的第一方面的问题，本实用新型提供的技术方案是：电水壶加热盘，其特征在于，所述加热盘结构为由一根加热管盘绕而成的水平方向上的类圈形结构，所述的类圈形结构由左右对称的A、B两个半圆形结构，A半圆形结构包括以一圆心为基准的0°-λ°的第一层弧段，所述的第一层弧段径向弯折一段长度后，然后以同样的弧度盘绕成第二层弧段λ°-0°，所述第二层弧段沿径向弯折一段长度后然后以同样的弧度盘绕成第三层弧段0°-λ°，如此弯折的弧段数N≥2，最内层的弧段连接另一B半圆形结构的最内层弧段BN，且所述另一B半圆形结构的弧段盘绕方式与A半圆形结构的弧段成对称分布状况，所述λ°为150°-170°。

本实用新型的加热盘结构可以改善底部加热盘的热均匀性设计，降低壶内待煮水体因温度不均匀结构多、紊流程度大而发生水体振动的幅度和频次，从而降低噪声。通过改善电水壶底部加热盘的结构，降低局部地区过高的水温，从而可以降低加热体在断电后的热量冗余。

使用本实用新型的电水壶，在其壶体底部加热的面积内，热量分布的均匀性明显增加。水温在上升过程中，水分子和气泡在横向进行热传导的效应很低，主要在垂直方向进行热量传递，因此，加热过程中的噪声很低。经过测试，具有这样结构电水壶的煮水噪声，比原有传统设计的电水壶的煮水噪声，约低20dB左右，即节能，又环保。

优选地，所述的A半圆形结构的弧段都是沿着接近圆心方向的径向弯折一段长度，所述的B半圆形结构的弧段都是沿着远离圆心方向的径向弯折一段长度。

优选地，所述的A半圆形结构的弧段都是沿着远离圆心方向的径向弯折一段长度，所述的B半圆形结构的弧段都是沿着接近圆心方向的径向弯折一段长度，最后的A、B半圆形结构的加热管末端由低于所述电水壶加热盘的下方引出。

优选地，所述A、B半圆形结构的弧段数6≥N≥2。

为了解决现有技术中的第二方面的问题，本实用新型提供的技术方案是，一种安装有上述电水壶加热盘的电水壶。

本实用新型的加热盘及电水壶的优点是：

1.本实用新型电水壶由于使用本实用新型的加热盘，比传统电水壶煮水过程中的噪声水平下降15dB～20dB，大大降低电水壶煮水过程噪声水平。

2.本实用新型电水壶由于使用本实用新型的加热盘，提高电水壶的煮水效率，降低能源消耗，比传统结构电水壶煮水速度快、提高电水壶煮水的效率，有效提高能源使用率。

3.本实用新型可以提高加热壶体的使用寿命，大大降低水垢的发生概率。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型电水壶加热盘一实施例结构示意图；

图2为本实用新型的电水壶加热盘结构剖面图；

图3为本实用新型的电水壶加热盘加热过程热量传递示意图；

图4为本实用新型的电水壶的外观示意图。

其中：10为电水壶加热盘，20为电水壶底部传热板。

A为(电水壶加热盘)的一半圆形结构，A1为A结构的最外层弧段，A2为A结构的由外向内第二层弧段，A3为A结构的由外向内第三层弧段，A4为A结构的由外向内第四层弧段，A5为A结构的由外向内第五层弧段，A6为A结构的由外向内第六层弧段；

B为(电水壶加热盘)的另一半圆形结构，B1为B结构的最外层弧段，B2为B结构的由外向内第二层弧段，B3为B结构的由外向内第三层弧段，B4为B结构的由外向内第四层弧段，B5为B结构的由外向内第五层弧段B6为B结构的由外向内第六层弧段。

具体实施方式

采用现有底座式分体电水壶结构，见图4所示。壶体底部的加热板采用能够提高加热均匀性的电热丝设计进行布局，这种布局可以采用如图1所示的类圈形结构，装有该加热丝的壶底部剖面，见图2所示。

图1的电水壶加热盘10，为由一根加热管盘绕而成的水平方向上的类圈形结构，所述的类圈形结构由左右对称的A、B两个半圆形结构，A半圆形结构包括以一圆心为基准的0°-λ°的第一层弧段A1，第一层弧段A1径向弯折一段长度，本实施例中，A半圆形结构的弧段都是沿着接近圆心方向的径向弯折一段长度，然后以同样的弧度盘绕成λ°-0°第二层弧段A2，第二层弧段A2沿着接近圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成0°-λ°第三层弧段A3，第三层弧段A3沿着接近圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成λ°-0°第四层弧段A4，第四层弧段A4沿着接近圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成0°-λ°第五层弧段A5，第五层弧段A5沿着接近圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成λ°-0°第六层弧段A6；

最内层的第六层弧段A6连接另一B半圆形结构的最内层的第六层弧段B6，且B半圆形结构的弧段盘绕方式与A半圆形结构的弧段成对称分布状况，相反地，B半圆形结构的弧段都是沿着远离圆心方向的径向弯折一段长度，第六层弧段B6沿着远离圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成λ°-0°第五层弧段B5，第五层弧段B5沿着远离圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成0°-λ°第四层弧段B4，第四层弧段B4沿着远离圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成λ°-0°第三层弧段B3，第三层弧段B3沿着远离圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成0°-λ°第二层弧段B2，第二层弧段B2沿着远离圆心的径向弯折一段长度后以同样的弧度盘绕成λ°-0°第一层弧段B1；

所述λ°为150°-170°。

本实用新型的另一实施例中，电水壶加热盘10的类圈形结构由左右对称的A、B两个半圆形结构，A半圆形结构的弧段都是沿着远离圆心方向的径向弯折一段长度，B半圆形结构的弧段都是沿着接近圆心方向的径向弯折一段长度，且最后的A、B半圆形结构的加热管末端由低于所述电水壶加热盘的下方引出，这样防止加热管之间接触发生短路。

当然，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.电水壶加热盘，其特征在于，所述加热盘结构为由一根加热管盘绕而成的水平方向上的类圈形结构，所述的类圈形结构由左右对称的A、B两个半圆形结构，A半圆形结构包括以一圆心为基准的0°-λ°的第一层弧段，所述的第一层弧段径向弯折一段长度后，然后以同样的弧度盘绕成第二层弧段λ°-0°，所述第二层弧段沿径向弯折一段长度后然后以同样的弧度盘绕成第三层弧段0°-λ°，如此弯折的弧段数N≧2，最内层的弧段连接另一B半圆形结构的最内层弧段BN，且所述另一B半圆形结构的弧段盘绕方式与A半圆形结构的弧段成对称分布状况，

所述λ°为150°-170°。

2.根据权利要求1所述的电水壶加热盘，其特征在于，所述的A半圆形结构的弧段都是沿着接近圆心方向的径向弯折一段长度，所述的B半圆形结构的弧段都是沿着远离圆心方向的径向弯折一段长度。

3.根据权利要求1所述的电水壶加热盘，其特征在于，所述的A半圆形结构的弧段都是沿着远离圆心方向的径向弯折一段长度，所述的B半圆形结构的弧段都是沿着接近圆心方向的径向弯折一段长度，最后的A、B半圆形结构的加热管末端由低于所述电水壶加热盘的下方引出。

4.根据权利要求1所述的电水壶加热盘，其特征在于，所述A、B半圆形结构的弧段数6≥N≥2。

5.一种电水壶,其特征在于，安装有上述权利要求1-4任一项所述电水壶加热盘。 

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