TWI710737B

TWI710737B - 電熱水器冷熱循環加熱裝置

Info

Publication number: TWI710737B
Application number: TW109102014A
Authority: TW
Inventors: 陳育成
Original assignee: 建造金屬工業股份有限公司
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-11-21
Also published as: TW202129206A

Abstract

本創作至少包括：具有儲水區的儲水筒、組設於該儲水區處的前置集水筒、組設於該儲水區處的聚熱套筒、組設於該儲水區處暨供該聚熱套筒套置用的加熱裝置、連通該儲水筒外側至該前置集水筒處的常溫進水管、連通該前置集水筒至該聚熱套筒處的導熱引水管、以及連通該儲水區至該儲水筒外側處的熱出水管，其中：該前置集水筒係位於該聚熱套筒上方，該前置集水筒內形成有集水區，該集水區與該儲水區係為不直接連通的二獨立區域，並使該集水區分別與該常溫進水管一端及該導熱引水管一端形成連通；而該集水區內組設有至少一片以上的分流板，且於該分流板處設有複數個引流部及供該導熱引水管凸伸穿過用的定位孔，並使該分流板較該常溫進水管末端處為高；該常溫進水管係穿過該聚熱套筒內部後而連通至該集水區處，且使部分的該常溫進水管位於該加熱裝置之加熱管的一側；該導熱引水管係自該集水區處向下延伸至該聚熱套筒內部，且使部分的該導熱引水管位於該加熱管一側；該聚熱套筒係組設於該儲水區處暨位於該前置集水下方，以使該加熱管、該常溫進水管、該導熱引水管及該熱出水管能分別容置於該聚熱室內。

Description

電熱水器冷熱循環加熱裝置

本發明係關於一種電熱水器；特別關於一種能達到預熱及瞬熱之雙重功效之電熱水器冷熱循環加熱裝置。

按，一般電熱水器，請參閱第1圖所示，其係由一具有封閉狀儲水區10的儲水筒1、一連通至該儲水筒1之儲水區10處的冷水進水口12、一連通該儲水筒1之儲水區10至該儲水筒1外側處的熱水管13、以及一組設於該儲水筒1之儲水區10處的加熱管15；如此一來，當該加熱管15開始加熱時，會使已分佈於該加熱管15周側處的冷水水源直接吸收該加熱管15所產生的熱能而使其水源溫度開始提高，且經由熱對流作用而使已儲存於該儲水區10內的冷水水源會因加熱而達至預定溫度後，才會使該加熱管15停止運作。

上述創作雖能達到其創作目的，然，其在操作使用的過程中，會產生如下的缺失：

由於習用技術在加熱的過程中，必需將整個儲水區的冷水水源全部都加熱至預定高溫後才會停止該加熱管的運作，如此一來，當等待(即靜候)期間的溫度下降至最低預定溫度時，就必須啟動加熱管開始加熱，且使整個儲水區的溫度必須再加熱至預定高溫後才會停止加熱，以致使每次再加熱的容量過大，而造成再加熱所需的時間過長，進而造成耗費電能為其一大困擾。

承如上述，由於每次再加熱都是指整個儲水區而言，尤其是，消費者在邊使用中邊加熱時，會因加熱管產生的熱能暨擴大熱對流下，往往會因冷水水源直接流向熱水管13的排水入口130處，而使得高溫層熱水水源會被引入的冷水水源給予快速中和降溫後，以致使其儲水區內的儲水水源溫度快速地降低至預定溫度之下，而立即啟動加熱管15再加熱，且會使得中和降溫後的水源直接從該熱水管13之排水入口130處排出供消費者使用，而使得消費者的體感溫度覺得溫度不夠高或溫暖的現象為其另一大困擾。

因此，如何開發出一種能有效地縮短再加熱的時間，且能降低無形熱能之損耗，並能提升其加熱效率暨環保節能者，此乃為業者當前極需優先解決的技術課題。

本發明之電熱水器冷熱循環加熱裝置的主要內容係在於提供一種藉由該儲水筒之儲水區內分別組設有前置集水筒及聚熱套筒，且使該前置集水筒係位於該聚熱套筒的上方；該聚熱套筒之上、下循環孔係分別連通至該儲水區處，且使該聚熱套筒之聚熱室內能供該加熱管、部分的該常溫進水管、部分的該導熱引水管及部分的該熱出水管容置於其內，並使已容置在聚熱套筒內部的該常溫進水管及該導熱引水管分別連通至該集水區處，以使得部分的該常溫進水管及部分的該導熱引水管分別位於該加熱管的一側近處；再者，該前置集水筒之集水區與該儲水區為不直接連通的二獨立區域，該集水區內組設有至少一片以上的分流板，且於該分流板處設有複數個引流部及供該導熱引水管凸伸穿過用的定位孔，並使該分流板較該常溫進水管末端處為高；如此一來，方能確保常溫水流經該常溫進水管、該集水區及該導熱引水管後再注入至該儲水區內的初始溫度會被大幅提升，以使該儲水區內的水溫能快速地達到預定加熱溫度，而縮短再加熱時間外，同時，亦使該熱出水管之排水入口的出水溫度值能快速地保持至最高化，且能使該排水出口所排出的熱水溫度具有保溫暨再加熱的雙重作用，進而達到節能減碳的功效為其進步性之主張。

為達到上述創作的目的，本發明的主要技術手段，其至少包括：一具有儲水區的儲水筒、組設於該儲水區處的前置集水筒、組設於該儲水區處的聚熱套筒、組設於該儲水區處暨供該聚熱套筒套置用的加熱裝置、連通該儲水筒外側至該前置集水筒處的常溫進水管、連通該前置集水筒至該聚熱套筒處的導熱引水管、以及連通該儲水區至該儲水筒外側處的熱出水管，其中：該儲水筒設有一供儲存置放用的儲水區、以及一連通至該儲水區處的開口端，該開口端處係供一基板組設之用，以致使該基板壓迫一第一止漏件而完全緊密組設於該開口端處；而該基板設有一貫穿壁面的容孔，該容孔係連通至該開口端處，以致使該加熱裝置之底板壓迫一第二止漏件而完全緊密組設於該容孔處，且使得該加熱管能從該容孔處置入至該儲水筒內；該前置集水筒係位於該聚熱套筒上方，該前置集水筒內形成有集水區，該集水區與該儲水區係為不直接連通的二獨立區域，並使該集水區分別與該常溫進水管一端及該導熱引水管一端形成連通；而該集水區內組設有至少一片以上的分流板，且於該分流板處設有複數個引流部及供該導熱引水管凸伸穿過用的定位孔，並使該分流板較該常溫進水管末端處為高；該常溫進水管係穿過該聚熱套筒內部後而連通至該集水區處，且使部分的該常溫進水管位於該加熱裝置之加熱管的一側，並使部分的該常溫進水管位於該聚熱套筒內壁面至該加熱管之間；該導熱引水管係連通於該集水區處暨向下延伸至該聚熱套筒內部，且使部分的該導熱引水管位於該加熱管一側，並使部分的該導熱引水管位於該聚熱套筒內壁面至該加熱管之間；而該導熱引水管至少包括一連通至該集水區處的取水口、一自該取水口處暨向下延伸所形成的內環道、以及連接於該內環道另一末端處所形成的噴口；該內環道係鄰近於該加熱管的側方，以致使該內環道位於該加熱管至該熱出水管之間、或位於該加熱管至該聚熱室之間；該聚熱套筒係組設於該儲水區處暨位於該前置集水下方，該聚熱套筒至少包括一供溫度較高之水源向上流動用的上循環孔、一供溫度較低之水源流入用的下循環孔、以及連通該上、下循環孔間的聚熱室；該上、下循環孔分別連通至該儲水區處，且使該加熱管、部分的該常溫進水管、部分的該導熱引水管及部分的該熱出水管能分別容置於該聚熱室內；而上述之該前置集水筒與該聚熱套筒間係為一體成型方式為之、或為二獨立元件相互套接鎖固或焊接成一整體狀為最佳；該加熱裝置係組設於該儲水區處暨容置於該聚熱套筒內，且該加熱裝置至少包括一個以上的加熱管、以及供該加熱管組設用的底板；該熱出水管，至少包括一供該儲水區加熱形成的熱水所流出用的排水入口、一自該排水入口處向一側延伸連通至該儲水區外側處的排水出口、以及連通該排水入口至該排水出口之間的繞接環部；而該排水入口的水平位置必需較該排水出口及該加熱管的水平位置為高；又，該熱出水管係穿過該聚熱套筒內部後而連通至該儲水筒外側，且使部分的該熱出水管位於該加熱管一側；該繞接環部環繞於該加熱管外周側處，並使部分的該常溫進水管及部分的該導熱引水管分別位於該加熱管外周側至該繞接環部之間；而上述之該繞接環部係以來回彎折鄰接排列呈多角形後再環繞於該加熱管的外周側近處、或以螺旋狀鄰接排列環繞於該加熱管的外周側近處。

2‧‧‧儲水筒

20‧‧‧儲水區

21‧‧‧開口端

22‧‧‧基板

25‧‧‧容孔

3‧‧‧前置集水筒

30‧‧‧集水區

35‧‧‧常溫進水管

38‧‧‧導熱引水管

381‧‧‧取水口

382‧‧‧內環道

383‧‧‧噴口

4‧‧‧聚熱套筒

40‧‧‧上循環孔

41‧‧‧下循環孔

42‧‧‧聚熱室

5‧‧‧加熱裝置

50‧‧‧底板

51‧‧‧加熱管

6‧‧‧熱出水管

61‧‧‧排水入口

62‧‧‧繞接環部

63‧‧‧排水出口

70‧‧‧第一止漏件

71‧‧‧第二止漏件

8‧‧‧分流板

80‧‧‧引流部

81‧‧‧定位孔

9‧‧‧排污口

第1圖為習用電熱水器的組合剖面示意圖。

第2圖為本發明的組合剖面圖。

第3圖為第2圖的組合剖面俯視圖。

第4圖為第2圖的另一組合剖面俯視圖。

第5圖為本發明之第二實施例之組合剖面圖。

本發明係有關於一種電熱水器冷熱循環加熱裝置，請參閱第2圖至第4圖所示，其至少包括：一具有儲水區20的儲水筒2、組設於該儲水區20處的前置集水筒3、組設於該儲水區20處的聚熱套筒4、組設於該儲水區20處暨供該聚熱套筒4套置用的加熱裝置5、連通該儲水筒2外側至該前置集水筒3處的常溫進水管35、連通該前置集水筒3至該聚熱套筒4處的導熱引水管38、以及連通該儲水區20至該儲水筒2外側處的熱出水管6，其中：

該儲水筒2，其設有一供儲存置放用的儲水區20、以及一連通至該儲水區20處的開口端21；該開口端21處係供一基板22組設之用，以致使該基板22壓迫一第一止漏件70而完全緊密組設於該開口端21處；而該基板22設有一貫穿壁面的容孔25及一連通該儲水區20至該儲水筒2外側處的排污口9，該容孔25係連通至該開口端21處，以致使該加熱裝置5之底板50壓迫一第二止漏件71而完全緊密組設於該容孔25處，且使得該加熱管51能從該容孔25處置入至已置於該儲水筒2處的聚熱套筒4內；當儲水區20內有雜質時，更能將已位於該儲水區20內的儲存水源經由該排污口9處而排放至該儲水筒2外側；而上述之該止漏件70及另一止漏件71係作為防滲漏之用；

該前置集水筒3，其係位於該聚熱套筒4上方，該前置集水筒3內形成有集水區30，該集水區30係呈中空密閉或中空封閉狀為最佳，且該集水區30與該儲水區20係為不直接連通的二獨立區域，並使該集水區30分別與該常溫進水管35一端及該導熱引水管38一端形成相互連通；又，該集水區30內組設有至少一片以上的分流板8，且於該分流板8處設有複數個引流部80(即可為孔、或槽、或凸肋等)及供該導熱引水管38凸伸貫穿用的定位孔81，並使該分流板8位於該常溫進水管35末端處的上方，以使得常溫水經由該常溫進水管35的導引注入至該集水區30後，會因該分流板8的阻擋暨已位於其上的引流部80引導作用而改變其水流或水線路徑，以達到充分混合的作用；而上述之該前置集水筒3係為具有導熱的材質所製成的；

該常溫進水管35，其一端係連通水源處及其另一端係穿過該聚熱套筒4內部(即聚熱室42)後而連通至該集水區30處，且使部分的該常溫進水管35位於該加熱裝置5之加熱管51的一側，並使部分的該常溫進水管35位於該聚熱套筒4之聚熱室42內壁面至該加熱管51之間，以作為常溫水在流經已位於該加熱管51近處的該常溫進水管3後，會直接吸收該加熱管51的熱能而使注入至該集水區30內的供應水源溫度被初次有效地提升之用；而上述之該常溫進水管35係為具有導熱的材質所製成的；

該導熱引水管38係連通於該集水區30處暨向下延伸至該聚熱套筒4內部(即聚熱室42)，且使部分的該導熱引水管30位於該加熱管51一側，並使部分的該導熱引水管38位於該聚熱套筒4之聚熱室42內壁面至該加熱管51之間；又，該導熱引水管38至少包括一連通至該集水區30處的取水口381、一自該取水口381處暨向下延伸所形成的內環道382、以及連接於該內環道382另一末端處所形成的噴口383；該內環道382係鄰近於該加熱管51的側方，換言之，該內環道382位於該加熱管51至該熱出水管6之間、或位於該加熱管51至該聚熱室42內壁面之間；而上述之該導熱引水管38係為具有導熱的材質所製成的；

該聚熱套筒4，其係組設於該儲水區20處暨位於該前置集水筒3下方，該聚熱套筒4至少包括一供溫度較高之水源向上流動用的上循環孔40、一供溫度較低之水源從該儲水區20處流入用的下循環孔41、以及連通該上、下循環孔40、41間的聚熱室42；該上、下循環孔40、41分別連通至該儲水區20處，且使該加熱管51、部分的該常溫進水管35、部分的該導熱引水管38及部分的該熱出水管6能分別容置於該聚熱室42內；而上述之該前置集水筒3與該聚熱套筒4間係為一體成型方式為之、或為二獨立元件相互套接鎖固或焊接成一整體狀為最佳；而上述之該聚熱套筒4係為具有導熱的材質所製成的；

該加熱裝置5，可為電加熱管等為之，其係組設於該儲水區20處暨容置於該聚熱套筒4之聚熱室42內，且該加熱裝置5至少包括一個以上的加熱管51、以及供該加熱管51組設用的底板50；

該熱出水管6，其係連通該儲水區20至該儲水筒2外側之用，其至少包括一供該儲水區20加熱形成的熱水所流出用的排水入口61、一自該排水入口61處向一側延伸連通至該儲水區20外側處的排水出口63、以及連通該排水入口61至該排水出口63之間的繞接環部62；而該排水入口61的水平位置必需較該排水出口63及該加熱管51的水平位置為高；又，該熱出水管6之繞接環部62係穿過該聚熱套筒4內部(即聚熱室42)後而使該熱出水管6之排水出口63連通至該儲水筒2外側，且使部分的該熱出水管6(即指該繞接環部62)位於該加熱管51外周側近處，並使部分的該常溫進水管35及部分的該導熱引水管38分別位於該加熱管51外周側至該繞接環部62之間；而上述之該繞接環部62係以來回彎折鄰接排列呈多角形後再環繞於該加熱管51的外周側近處、或以螺旋狀鄰接排列環繞於該加熱管51的外周側近處，以致使該繞接環部62能直接吸收來自該加熱管51所產生的熱能後再傳導至其內的高熱溫層水源(即熱水)，而達到熱水出水時的不易降溫之功效(如第2圖)；而上述之該熱出水管6係為具有導熱的材質所製成的；

當欲注入常溫水至該儲水筒2之儲水區20時，常溫水會隨著該常溫進水管35的路徑而流動，尤其是，部分的該常溫進水管35位於該聚熱套筒4之聚熱室42內暨位於該加熱裝置5之加熱管51的一側，以致使常溫水在流經已位於該加熱管51近處的該常溫進水管3後，會直接吸收來自該加熱管51的熱能而使注入至該集水區30內的供應水源之溫度被首次提升(即溫水)，直至累進的首次提升之供應水源(即溫水)溢滿於該分流板8表面，而使得首次提升之供應水源(即溫水)會受該分流板8的阻擋暨已位於其上的引流部80引導作用而改變其水流或水線路徑，以達到充分再次混合的作用，直至累進的首次提升之供應水源(即溫水)之水位線超過該導熱引水管38之取水口381後，方能使首次提升之供應水源(即溫水)自該取水口381處流入暨經由已位於該加熱管51一側的該內環道382後，而使已流經該內環道382內的首次提升之供應水源(即溫水)會再次直接吸收來自該加熱管51的熱能暨由該噴口383噴向該聚熱室42內，以致使持續注入至該聚熱室42下半段、下循環孔41及該儲水區20下半段內的再次提升之供應水源(即溫熱水)之初始溫度會被再次提升，直至持續累進的再次提升之供應水源(即溫熱水)佈滿於該加熱管51周側時，就會因該加熱管51所產生的熱能受該聚熱套筒4的內壁面阻擋作用而聚集於該聚熱室42內，以使得已位於該聚熱室42內的再次提升之供應水源(即溫熱水)之水溫就會更快速地吸收熱能而形成三次提升其溫度(即熱水)，但該聚熱套筒4外側的同層供應水源之水溫就無法被快速提升(即溫熱水)，而形成該聚熱套筒4之內外側的供應水源之水溫有高低落差的現象，以致使溫度較低的供應水源(即溫熱水)會從該下循環孔41處流入暨流經該加熱管51周側而得以快速地被增溫成熱水，直至三次提升之供應水源(即熱水)之水位線溢滿於該熱出水管6之排水入口61處暨包圍於該前置集水筒3周側，而使得三次提升之供應水源(即熱水)會從該排水入口61處流入至該繞接環部62內，且因該繞接環部62環繞於該加熱管51外周側近處，而使得已流入至該繞接環部 62內的三次提升之供應水源(即熱水)得以再次吸收來自該加熱管51的熱能，以使三次提升之供應水源(即熱水)會有效地保持相同溫度(即四次熱吸收)從該排水出口63處流出，如此一來，方能使注入至該儲水區20內的初始溫度會被大幅提升，以使該儲水區20內的水溫能快速地達到預定加熱溫度暨縮短再加熱時間外，亦使該熱出水管6之排水入口61的出水溫度值能快速地保持至最高化，且能使該排水出口63所排出的熱水溫度具有保溫暨再加熱的雙重作用，進而達到節能減碳的功效。

當該加熱管51不再被啟動而呈靜止置放一段時間後，往往使該儲水區20內的供應水源會自動形成高低溫層的排列(即靜置時的水溫溫度係與高度呈正比)；此時，由於該儲水區20上半段處組設有該前置集水筒3及該熱出水管6之排水入口61，且該前置進水筒3位於該聚熱套筒4正上方處，且該前置集水筒3之集水區30呈中空密閉狀，雖該集水區30與該儲水區20係為不直接連通的二獨立區域，但因熱傳導暨熱平衡作用而使已位於同一水平線的該集水區30與該儲水區20的水溫層會是相同的，換言之，在靜置熱平衡時，該集水區30內的水溫層會等同於最高溫層的水溫；此時，若欲使用熱水時，就會使已位於該儲水區20處的最高溫層之熱水經由該排水入口61處流經該繞接環部62(即位於該加熱管51的外周側)後再經由排水出口63排出，同時，會使已位於該集水區30內的最高溫層之熱水經由該導熱引水管38之取水口381流入暨流經該內環道382(即位於該加熱管51的一側)後再經由噴口383噴入至該聚熱室42內，而使該最高溫層的熱水能快速地往上流竄至該儲水區20的最高水平線位置處(即該排水入口61近處)；在此同時，該常溫供應水源在流經部分的該常溫進水管35(即位於該加熱管51的一側)後而注入該集水區30內，會受該分流板8的阻擋暨已位於其上的引流部80引導作用而改變溫水的水流或水線路徑，而使得首次提升之供應水源(即溫水)能充分地與最高溫層的熱水作再次混合(即溫熱水)後，再從該導熱引水管38之取水口381流入該內環道382(即位於該加熱管51的一側)後再經由噴口383噴入至該聚熱室42內而使供應水源得以被再次提升(即熱溫水)，此時，該熱溫水在往上流經該加熱管51後會快速地吸受其熱能暨持續往上流竄至該儲水區20的最高水平線位置處(即該排水入口61近處)，而使其水溫變成最高溫層的熱水；如此一來，方能使注入至該儲水區20或該聚熱室42內的初始溫度會被大幅提升，以使該儲水區20內的水溫能快速地達到預定加熱溫度，而縮短再加熱時間外，同時，亦使該熱出水管6之排水入口61的出水溫度值能快速地保持至最高化，且能使該排水出口63所排出的熱水溫度具有保溫暨再加熱的雙重作用，進而達到節能減碳的功效。

請參閱第5圖所示，其乃為本發明之第二實施例的組合剖面圖，其主要改變為：將原本該前置集水筒3與該聚熱套筒4係為二獨立元件相互套接鎖固或焊接成一整體狀的方式，改變為，該前置集水筒3與該聚熱套筒4係為一體成型方式加以取代而已；至於上述之該儲水筒2、該前置集水筒3、該常溫進水管35、該導熱引水管38、該聚熱套筒4、該加熱裝置5、以及該熱出水管6等構造及相對設置關係，已於上述內容詳加描述，故不在此贅述。

以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍；故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。