CN2713366Y - 承压流动液体速热器 - Google Patents

Abstract

一种承压流动液体速热器，由外壳、端盖、内胆、PTC、加热器、进出液接头、带漏电保护器电源插头、温控器、进出液连接管、放液阀等组成，其特征是PTC加热器被整体包裹布置在内胆的两块外侧密布导流换热沟槽的导热体拼合构成的内腔里；内胆与外壳、端盖构成间壁结构式换热。本装置由于用市购的致热快、温度高的PTC液体加热器为发热体，并扩展其导热面积，增长换热路径，延长换热时间，营造紊流薄壁换热，用间壁结构充分利用热能，还在进出液接头连接绝缘体接管以防止外管道及管道内液体万一带电产生危险。

Description

承压流动液体速热器

技术领域  本实用新型属于电加热器，特别涉及一种将承压流动液体快速加热的液体电热器。

背景技术  承压流动液体加热问题，涉及各行各业、千家万户。仅用于水加热的热水器，就有包括太阳能的、燃气的、电热的等等，结构五花八门，规格型号繁杂纷纭。电热水器虽有许多独特性能，但普通电热水器体积庞大，既占空间，又不便安装，使用热水前得提前几十分钟甚至1～2小时预热；若要使之保持处于随时供热水状态，则需要昼夜通电保温，一台功率1500W，容积40L左右的电热水器，在24小时内间断使用热水累计不超过一个小时的情况下，日耗电量在3Kwh以上，使大量宝贵的电能耗费在长时间保温过程。中国专利CN2266099Y《一种即热式电热水器》实用新型，采用PTC热敏电阻为发热体，加热导热水槽中的水流，使冷水快速致热，省去预热和保温过程，既方便使用，又可减少电能浪费。但该装置的PTC发热体与导热水槽之间的导热面非常有限，只有在多组PTC发热体密排，即总功率相当大的情况下，才能获得“即热”效果，一般民居的供电线路难以承受，令人望而却步。

发明内容  本实用新型目的是直接用市购的PTC液体加热器为发热体，制造一种体积小，重量轻、安装使用方便、安全性好，成本低，而且额定功率只与普通电热水器相当的承压流动液体速热器。

本实用新型的技术方案是这样的：一种承压流动液体速热器，由包括绝热体外壳、端盖、内胆、PTC加热器、冷液进口接头、热液出口接头、绝缘体进出液连接管、带漏电保护器的电源线插头、放液阀等组成，其特征是：PTC加热器被整体包裹紧固在内胆的两块导热体拼合形成的内腔里；由导热体、导热体栅格状导流换热沟槽盖板组装而成的内胆，与绝热体外壳、端盖构成间壁结构式换热。冷液进口设在绝热体外壳的端盖上，经管接头与绝缘体进液管相接，绝缘体进液管的一另一端与外部输液管道相连接；热液出口设在内胆里液流通道最末端的导热体栅格状导流换热沟槽盖板上，经穿过绝热体外壳壁的管接头，与绝缘体出液管连接，绝缘体出液管的另一端接龙头开关或放液阀门，以控制放出的热液流量。

通液通电后，PTC加热器表面温度在数秒钟内升至设定值，紧密包裹固定在PTC液体加热器上的由导热体、及紧固在导热体上的栅格导流换热沟槽盖板组成的整个内胆也随之升温，使与换热面薄层接触的液体迅速致热。十几秒钟后打开龙头开关或阀门，在放出热液的同时，等量的冷液在系统压力作用下，从冷液进口流入壳体内补充。流入的冷液先沿绝热体外壳内壁与内胆外壁四周的薄间壁流动，在流动的过程中与已经致热的内胆外壁换热逐步升温到达壳体另一端。接着又通过只设在其中一块导热体端面的通液孔，流入温度更高的栅格状导流换热沟槽，沿沟槽反复曲折迂回流动过程中不断与沟槽热表面换热升温到达另一端；然后再通过设在该端两块导热体的内对应相接通孔，流入另一块导热体的栅格状导流换热沟槽，继续在其中反复曲折迂回流动换热升温，最后到达设在内胆液流通道最末端沟槽盖板上的出液口，经热液出口接头及紧接在接头上的绝缘体出液接管，用龙头开关或阀门控制，就可连续放出已经致热的液体。

由于PTC液体加热器制热快，温度高，产热量恒定，而包裹紧固在PTC液体加热器上的由侧面密布有曲折沟槽的导热体、导热体沟槽盖板组成的内胆，将换热面积扩展了许多倍；从进液口到出液口的换热路径长达数米，液流经反复换向，又呈紊流状态在层层薄壁中流动换热，足以将流经的冷液温度提高30～50℃，达到使承压流动液体速热的目的。

对于要求出热液流量大、温度高，或者用于除水以外的其他液体加热，本实用新型可采用选配额定功率更大、居里点温度更高(＞300℃)的PTC液体加热器，及结构尺寸相应加大的外壳和内胆，或者将两只以上PTC液体加热器并联安装在内胆里使用，就能满足上述要求。

本实用新型将外壳与内胆的配合关系设计成薄间壁结构式换热器的式样，既充分利用了内胆的所有外表面，使之都成为换热面，并且可用在间壁内流动换热的冷液充当保温隔热层，不仅可充分利用热能减少热量损耗，同时又能简化结构，降低制造成本。

在流量相等的情况下，提高发热体的功率和居里点温度，加大发热体与液体的换热面积，延长换热路径和时间，是实现流动液体速热的基本条件。而在PTC液体加热器规格尺寸已经选定，流量不变的情况下，换热面积、换热延续时间就成了影响速热效果的关键。本实用新型采用外侧密布有导流换热沟槽的导热体整体包裹紧固PTC液体加热器，并在换热沟槽上加盖板组合成内胆，内胆与外壳又构成间壁结构，其目的就在于最大限度扩展发热体的发热表面，增加换热面积，用增加液流路径以延长换热时间，并以不断改变内胆里的液流方向，制造液体在内胆中紊流薄壁换热的态势，从而明显提高了液体的速热效果。

水及各种水溶液都是导电的。防漏电、触电是液体电加热器具必须解决的要害问题。本装置采用带漏电保护器的电源插头电源线，可防止万一发生漏电时，提供可靠安全保护。同时，为防止外部管道及在管道内传输的待加热液体带电，造成触电的潜在危险，本装置在进出液接头外还接有一定长度的绝缘体连接管，以确保安全问题万无一失。

为防止液体加热温度过高或发生干烧，本装置在外壳的合适部位设有温控器，探头设在外壳与内胆的间壁内，当间壁的液体温度到达设定值后，能够自动切断电源。

附图说明  图1为承压流动液体速热器全剖示结构示意图

          图2为市购的PTC液体加热器立体外型图

          图3为内胆结构分解示意图

          图4为用两只PTC液体加热器制造的承压流动液体速热器全剖示结构示意图

图中各标号说明如下：1—塑料绝热外壳；2—外壳端盖；3—内胆；4—冷液进口管接头；5—两块导热体拼合内对接通孔；6—外壳与端盖紧固连接螺栓；7—间壁式液体通道；8—导热体导流换热沟槽盖板；9—导热体导流换热沟槽；10—导热体热交换片；11—PTC液体加热器；12-热液出口管接头；13—导热体；14—PTC加热器固定接头；15—电源线进口；16—温度控制器；17—设在其中一块导热体端面的进液孔；18—漏电保护器；19—电源线插头；20—设在内胆液流末端沟槽盖板上的出液口螺孔；21—内胆组装连接孔；22-PTC液体加液器安装内腔；23—进液口管接头与外部管道系统连接的绝缘管(图上未示出)；24—出液口管接头与放液阀连接的绝缘管(图上未示出)；25—放液阀门或龙头(图上未示出)。

具体实施方式  下面结合附图对本实用新型的实施例作详细介绍

实施例1  一种用本方案制造的速热电热水器，如图1所示。选购功率为1200W，居里点温度300℃，发热面温度≥280℃，外型尺寸为250mm(长)×70mm(宽)×12mm(厚)，外型如图2所示的PTC液体加热器11为发热体；用铸铝并经加工制成如图3所示，组装拼合连接时正好整体包裹PTC液体加热器11的内胆3，保证发热面与导热体13的凹槽紧密相贴。布置在两块导热体上的导流换热沟槽9的宽度为2～3mm，槽深以导热体加工后的机械强度许可为限；设在内胆3近进水口一端两块导热体内结合部的相对应通液孔5的数量和孔径，以在系统水压下能使导流换热沟槽内的水顺畅流入另一块导热体的沟槽为度，本例设了3对φ6的对接孔。用ABS塑料注塑制成绝热壳体1和端盖4，壳体1内腔尺寸按与内胆3套装后，四周间壁7每侧有2-3mm间隙确定。进液口接头4按图1所示紧固在壳体的端盖2上。将包裹固定安装好PTC加热器的内胆整体装入壳体1内，PTC液体加热器的固定螺纹管从壳体1的端面配合孔穿出，以螺帽固定，使密封圈压紧不漏水；装配好穿过壳体壁与内胆出热水口20连接的出水口接头12，在内间壁和壳体外表面均衬垫耐高温密封圈，以保证该接头处不漏水。最后装上端盖紧固连接螺栓6，用一根长1.5m的绝缘体水管将进水口4与外部供水系统相连接；也用一段(长度任选)绝缘体出热水管将出水口12与控制放热水龙头或阀门25相连接；将与温控器16、漏电保护器18正确连接的电源线与PTC液体加热器11的电源接头接通，接头处经可靠绝缘防水保护后，将电源插头19接入供电线路，速热器就能正常工作供应热水。按热水流量大小，水温将在60℃左右变化可调。为确保安全防止热水伤人，本装置在绝热壳体合适部位设有温控器16，该温控器的感温触头设在间壁7中，一旦间壁的水温也达到60℃时，温控器将切断电源。

实施例2如图4所示，为一种用于加热其他承压流动液体或要求流量大，出热液温度高，采用两只PTC液体加热器并联工作的承压流动液体速热器。与实施例1相比，除内胆设有两个布置PTC液体加热器的内腔，因此内胆里液体流向要适当改动，将出液口20布置在沟槽盖板上方的正中间外(图上未标出)，其他结构及工作流程与

实施例1完全相同。

本实用新型提供的承压流动液体速热器，额定功率适中，不需要预热保温就能即开即用，使用十分方便，还可大量节电；不仅体积小，重量轻、好安装，而且结构简单，制造容易，生产成本低，安全性万无一失，既可用作普通家庭的热水器，也可广泛应用于生产，生活的各种有将承压流动液体加热需求场所，一旦推上市场，其社会及经济效益不可估量。

Claims (7)

1.一种承压流动液体速热器，由包括外壳(1)、端盖(2)、内胆(3)、PTC加热器(11)、冷液进口管接头(4)、热液出口管接头(12)、带漏电保护器(18)的电源插头(19)、温度控制器(16)、进出液连接管等所组成，其特征是：所述PTC加热器(11)被整体包裹布置在内胆(3)的导热体(13)拼合构成的内腔(22)里；内胆(3)与外壳(1)、端盖(2)构成间壁结构式换热状态。

2.根据权利要求1所述的承压流动液体速热器，其特征是：所述内胆(3)由两块导热性能良好的导热体(13)和两块导热体导流换热沟槽盖板(8)紧密拼合连接组成。

3.根据权利要求1或2所述的承压流动液体速热器，其特征是：所述导热体(13)的一面设有布置PTC加热器(11)的内腔凹槽(22)，内腔凹槽(22)背面密布有栅格状导流换热沟槽(9)；两块导热体(13)的其中一块端部设有进液孔(17)，另一端设有两块导热体(13)拼合内对应通孔(5)。

4.根据权利要求1所述的承压流动液体速热器，其特征是：被整体包裹布置在两块导热体(13)拼合构成的内腔(22)里的PTC加热器(11)为PTC液体加热器，其外形和尺寸可根据不同功率及需要确定；也可以将两只以上PTC液体加热器并联安装使用。

5根据权利要求1所述的承压流动液体速热器，其特征是：外壳(1)、端盖(2)用耐高温、隔热性能良好的塑料注塑制成，结合处用耐高温防漏密封圈衬垫，用螺栓(6)紧固。

6.根据权利要求1所述的承压流动液体速热器，其特征是：进液口设在端盖(2)上，用进液口管接头(4)与进液管(23)连通；出液口(20)设在内胆里液流末端的沟槽盖板(8)上，用一只穿过外壳(1)壳壁的出液口管接头(12)与出液管(24)连通；进液口接头(4)与外部管道系统连接的进液管(23)、出液口接头(12)与放液阀(25)之间的出液管(24)均用绝缘材料制成。

7.根据权利要求1～6的任一权利要求所述的承压流动液体速热器，其特征是：与供电线路连接的是带漏电保护器(18)的电源插头(19)；壳体的合适部位布置有温度控制器(16)。

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