TWI804380B - 瞬熱式電能加熱裝置 - Google Patents

Abstract

本發明瞬熱式電能加熱裝置，主要利用導引管先行環設於該控制單元周緣後，再與該加熱單元之入口相連接，另該加熱單元具有一通道本體，以及一伸置於該通道本體之加熱器，其中，該通道本體開設有複數相互連通且分別接至該出口、入口處之流道，且該等流道至少分為一供該加熱器伸置之加熱區，以及一與該控制單元鄰接之預熱區，以便水經由該導引管進入時先經該控制單元進行首次熱交換，之後水再進入該預熱區的該流道中進行該控制單元與該加熱器所組成之二次熱交換，以便經過二次熱交換的水進入該加熱區的該流道中進行快速加熱，以達到輸出設定溫度之熱水輸出；是以，將該控制單元與該加熱器所產生之熱源予以完全回收利用，大幅提升熱水加熱效率。

Description

瞬熱式電能加熱裝置

本發明係有關於一種電能加熱裝置，特別是指一種瞬熱式電能加熱裝置。

查，在熱水器的使用上，以往大多使用瓦斯燃燒為火源，來對流經水管內的水進行加熱，以供應在生活上使用，然而，利用瓦斯燃燒時，為使產生之火焰得以燃燒完全，該熱水器需具有較大的燃燒空間，以供該火焰進行充分燃燒來對水進行加熱，這將會使該熱水器整體的體積呈較為佔空間的形態，倘若燃燒空間不足時，該火焰便會燃燒過程中產生忽大忽小的不穩定狀況產生，不但無法使出水的溫度呈穩定態樣輸出外，甚至會有形成冷熄狀況出現，進而導致燃燒不完全而造成一氧化碳等有毒物質的排放，相對的，在瓦斯進行燃燒的過程中，其周圍環境須保持通風狀態，亦或於該熱水器上加裝排廢氣風管，以免因燃燒不完全而有遺憾事件產生。

有鑒於此，為避免有瓦斯燃燒不完全情事產生，以及隨著節能減碳受到各界重視，及如何減少資源浪費，便會選擇以電能加熱方式為之，即如習知台灣公告第M404951號「液體加熱器」，其具有一加熱管，一導電組件及一電連接導電組件之控制器等構造，其中該加熱管上包覆有合金電熱層，該導電組件以其正、負極導電元件分別接觸所述合金電熱層；是以，利用包覆於管體外周面的合金電熱層通電產生的熱快速的分佈管體外周面，再透過管體大面積的熱傳導對管內流通的液體加熱，而有效達到加熱的效能，並充分發揮其加熱效能。

惟，使用後發現，習知的加熱方式是通過該合金電熱層以大面積方式包覆在該加熱管上，再通過該加熱管的受熱形態以由外向內的模式來使該加熱管內的水逐漸升溫，如此的加熱過程不但加熱效率慢外，同時加熱過程中，須先使該合金電熱層充分產生熱能才能對該加熱管內之水進行熱源傳遞，不但加熱效果差外，同時產生的熱能散失也快，進而有浪費電能之嫌，再者水經該加熱管加熱後，其多餘的熱能便會在無形中就散發，也沒有回收再利用，導致造成加熱效率不佳之缺失，實有待改善。

因此，本發明之目的是在提供一種瞬熱式電能加熱裝置，利用控制單元及加熱單元所產生之熱源加以回收，且該熱源經由多次的熱交換，以使水能先行預熱，以提升後續水的加熱效率，進而降低能源的耗費。

於是，本發明電能加熱裝置，包含有一內部形成一設置空間之殼體，分設於該容置空間內之加熱單元、導引管、出水管，以及以與該加熱單元電性連接且適時驅動該加熱單元作動之控制單元；其中，該導引管先行環設於該控制單元周緣後，再與該加熱單元之入口相連接，另，該加熱單元具有一入口，一出口，一通道本體，以及一伸置於該通道本體之加熱器，而前述該通道本體開設有複數相互連通且分別連接至該入口、出口處之流道，且該等流道至少分為一供該加熱器伸置之加熱區，以及一與該控制單元鄰接之預熱區；是以，利用該導引管以先行環設於該控制單元之周緣的設置，以便水經由該導引管進入後便會先經該控制單元而便達到首次熱交換，且再由該入口進入該預熱區的該流道中進行該控制單元與該加熱器所組成之二次熱交換，使經過二次熱交換的水進入該加熱區的該流道中進行快速加熱，以達到輸出設定溫度之熱水輸出，藉此利用該控制單元與該加熱器所產生之熱源加以完全回收，使該熱源經由多次的熱交換，以便能使水能先行預熱，更能提升後續水的加熱速度，不但有助於減少能源之耗費外，更能大幅提升熱水加熱效率。

(本發明)

3:瞬熱式電能加熱裝置

31:殼體

32:加熱單元

33:導引管

34:出水管

35:控制單元

36:感溫件

310:設置空間

311:本體

312:蓋體

3121:操作部

3121a:溫度顯示區

3121b:溫度調整區

3121c:開關區

321:通道本體

322:入口

323:出口

324:加熱器

321a:流道

321b:加熱區

221c:預熱區

6:儲水裝置

61:儲存桶

62:加熱件

63:感應件

611:容置空間

圖1是本發明第一較佳實施例之示意圖。

圖2是該第一較佳實施例之局部構件示意圖。

圖3是本發明第二較佳實施例之示意圖。

圖4是該第二較佳實施例之局部構件示意圖。

圖5是該第二較佳實施例之動作示意圖。

圖6是本發明第三較佳實施例之示意圖。

圖7是該第三較佳實施例之動作示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

參閱圖1，本發明之一較佳實施例包含有一內部形成一設置空間310之殼體31，分設於該設置空間310內之加熱單元32、導引管33、出水管34，以及一與該加熱單元32電性連接且適時驅動該加熱單元32之控制單元35；其中，該殼體31具有一本體311，以及一蓋合於該本體311上之蓋體312，以使該設置空間310形成於該本體311與該蓋體312間，同時該蓋體312上設有一與該控制單元35連接之操作部3121，且該操作部3121上具有溫度顯示區3121a、溫度調整區3121b及開關區3121c，以通過該操作部3121來對該控制單元35的連動，以讓該控制單元35適時對該加熱單元32進行電性連接的驅動。

請配合參閱圖2，接續前述，該導引管33先以環設於該控制單元35周緣後，再與該加熱單元32呈相連接；另，該加熱單元32具有一通道本體321，一形成於該通道本體321一側且與該導引管33相連接之入口322，一形成於該通道本體321另一側並與該出水管34相接之出口323，以及一伸置於該通道本體321內之加熱器324，而前述該通道本體321開設有複數相互連通且分別連接至該入口322、出口323處之流道321a，且該等流道321a至少分為一供該加熱器324伸置之加熱區321b，以及一與該控制單元35鄰接之預熱區321c，以便水經由該導引管33進入時先經該控制單元35進行首次熱交換，之後再進入該預熱區321c之該流道321a進行二次熱交換，以便經過二次熱交換之水進入該加熱區321b的該流道321a中進行快速加熱，以達到設定溫度之熱水由該出口323經該出水管34輸出，當然該加熱單元32更可因應加熱行程的不同而使該等流道321a為二個設置，即如圖2所示，使其一為與該控制單元35鄰接之 預熱區321c的該流道321a，另一則為供該加熱器324伸置之加熱區321b的該流道321a，亦或為如圖3、圖4所示之該等流道321a為三個設置，即其一為與該控制單元35鄰接之預熱區321c的該流道321a，另二則分別為供該加熱器324一一伸置之加熱區321b的該流道321a，以下以該等流道321a呈三個為例說明；另，該導引管33先行環設於該控制單元35周緣後，再與該加熱單元32之該入口322相連接，而該出水管34則與該出口323呈相接；再者，為有效使輸出熱水的溫度控制在設定溫度值上，另於該出水管34處設有一與該控制單元35連接之感溫件36，該感溫件36得以針對該出水管34所輸出之熱水溫度進行偵測，藉以讓該控制單元35適時調整該加熱器324之加熱效果。

參閱圖3及圖5，使用時，使用者在該蓋體312之該操作部3121上設定所欲輸出熱水的溫度後，便可於該開關區3121c進行啟動，使該控制單元35將電性導入以驅動該加熱器324動作，而該控制單元35即對該加熱器324進行驅動電性連接時產生之熱源即以源源不斷方式向周緣進行擴散，同時伸置於該加熱區321b之該流道321a中的該等加熱器324，亦也同樣在進行加熱時不斷向外發出熱源，使該等熱源由環設於該控制單元35周緣之該導引管33，以及與該控制單元35、該加熱區321b之流道321a鄰接的該預熱區321c之流道321a的吸收，因而使該導引管33與該預熱區321c之流道321a的溫度產生提高，因此當該導引管33將水由外部導引進入時，便會先於該導引管33處進行首次的熱交換而使水立即達到增溫，之後已增溫之水通過該入口322進入該預熱區321c的流道321a時，便會接續在該控制單元35與該加熱器324於該預熱區321c之 流道321a所組成的二次熱交換環境中，在該預熱區321c之流道321a內完成二次熱交換的再次增溫效果，最後已達成二次熱交換之水便會順沿該等流道321a相互連通的形態下，進入該加熱區321b的該流道321a中瞬間進行快速加熱，使已完成加熱之水經該出口323並由該出水管34輸出時，便已達到輸出設定溫度的熱水輸出，以供使用者使用。

再者，於輸出熱水使用過程中，位於該出水管34處之該感溫件36，便會隨時對該出水管34輸出熱水之水溫進行偵測，且將偵測訊息連接至該控制單元35，即如在該控制單元35所接收的訊息與輸出設定溫度為相同者，該控制單元35電性連接驅動該加熱器324的功率是不變的，反之，若該控制單元35接收到的訊號低於輸出設定溫度時，該控制單元35便會對該加熱器324適時調整驅動功率，以提高進入該加熱區321b之該流道321a中之水的加熱溫度，使由該出水管34輸出的熱水皆與設定溫度相同；是以，先利用該導引管33以環設該控制單元35的設置，再藉由該通道本體321之複數流道321a區分有加熱區321b與預熱區321c之設計，可使該控制單元35與該加熱器324產生之熱源，即在向外擴散時即受到流經該導引管33、該預熱區321c之該流道321a中之水的回收，並可有效於流動的瞬間即快速進行多次熱交換，因此無需設定過多熱功率，使水便能先行預熱，有效提升後續水的加熱效率，進而有助於降低電力能源耗費，大大提升熱水加熱效率。

參閱圖6、圖7，本發明之第三較佳實施例，其仍包括與前一實施例相同之要件構造、要件連結關係、所達目的功效；特別在於，為因應使用熱水需求量大之場所使用，即在本實施例中，另加設有一與該 瞬熱式電能加熱裝置3之該導引管33連接之儲水裝置6(圖中以簡圖表示)，其中，該儲水裝置6具有一內部形成有一容置空間611之儲存桶61，分設於該儲存桶61內之加熱件62及感應件63；其中，該儲存桶61可供水儲放於內且具有保溫作用；另，該加熱件62、感應件63與該控制單元35電性連接，而該加熱件62得以受該控制單元35適時驅動，以於儲存於該容置空間611內之水進行加熱，另，該感應件63即對儲放於該容置空間611內水溫度，以及對該加熱件62在提高水的溫度加熱過程進行感測，即在水溫度低於設定亦或該加熱件62對水加熱至設定的水溫度時，該感應件63會將感測訊息連接至該控制單元35，以便該加熱件62受該控制單元35適時驅動，同時對於儲存該容置空間611內之水溫度的設定，其可配合使用出水量多寡來進行適當的設定，即如可設定為最高溫度如為25度左右，以使儲存於該儲存桶61內之水輸出至該導引管33的水溫度皆維持在設定的預設值上。

使用時，先啟動該瞬熱式電能加熱裝置3，該控制單元35便會依據使用者於該操作部3121上所設定的溫度條件，對該加熱單元32中的加熱器324進行適時的驅動，同時鑒於欲由該儲存桶61輸出之水已經具適當溫度的提高且持續進行保溫中，因此該控制單元35驅動該加熱器324之加熱的熱功率得以進行適當的調整，使得當打開使用之熱水的水龍頭後，該儲存桶61內之水即會順沿該導引管33之導引的出水動作原理予以導出，使水經該導引管33後便馬上進行首次熱交換的溫度提升，接續進入該預熱區321c之該流道321a後，再次於該控制單元35與該加熱器324所構成之第二次熱交換中進一步達到的增溫效果，因此當經過 二次熱交換之水再進入該加熱區321b之該流道321a後，便會迅速進行加熱，使水溫度快速在瞬間達到所設定輸出熱水的溫度，且由該出水管34輸出以供使用；因此，藉由該儲水裝置6先行將大量具有預設溫度之水進行儲放，不但可減少電能的耗費外，更可使該瞬熱式電能加熱裝置3得以對有溫度之水快速進行熱交換，且沒有等待期，以滿足供應熱水量大、溫度等之需求，能大幅提升熱水加熱效率，亦可有效提升使用效果。

歸納前述，本發明電能加熱裝置，主要利用該導引管呈環設於控制單元的設計，再通過加熱單元之流體通道具有供加熱單元伸置的加熱區之流道，以及與該控制單元呈鄰接的預熱區之流道配合設置，使由該導引管引進之水在進入該加熱區之該流道前，得以在該導引管、該預熱區之該流道在對該控制單元與該加熱器驅動時所產生熱源加以回收時，達到多次的熱交換，以提升後續水的加熱效率，是以在無需設定過多熱功率的使用連動下，便可促使水在導入至輸出的瞬間過程中，即能有效達到多重熱能交換而瞬間完成升溫的效益，不但有助於減少能源之耗費外，更能大幅提升熱水加熱效率。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

32:加熱單元

33:導引管

34:出水管

35:控制單元

36:感溫件

321:通道本體

322:入口

323:出口

324:加熱器

321a:流道

321b:加熱區

321c:預熱區

Claims (5)

1. 一種瞬熱式電能加熱裝置，其包含有一內部形成一設置空間之殼體，分設於該設置空間內之加熱單元、導引管、出水管，以及一與該加熱單元電性連接且適時驅動該加熱單元作動之控制單元；其中，該加熱單元具有一入口及一出口，該導引管與該入口相接，而該出水管與該出口相接；其特徵在於：該導引管先行環設於該控制單元周緣後，再與該加熱單元之該入口相連接，另，該加熱單元具有一通道本體，以及一伸置於該通道本體之加熱器；其中，該通道本體開設有複數相互連通且分別連接至該出口、入口處之流道，且該等流道至少分為一供該加熱器伸置之加熱區，以及一與該控制單元鄰接之預熱區，以便水經由該導引管進入時先經該控制單元進行首次熱交換，之後再進入該預熱區之該流道進行二次熱交換，以便經過二次熱交換之水進入該加熱區的該流道中進行快速加熱，以達到設定溫度之熱水由該出口經該出水管輸出。
2. 根據請求項1所述之瞬熱式電能加熱裝置，另加設有一與該導引管連接之儲水裝置，而該儲水裝置具有一內部形成有一容置空間之儲存桶，分設於該儲存桶內之加熱件及感應件，其中，該感應件、加熱件與該控制單元電性連接，且受該控制單元適時驅動，以便該加熱件針對該容置空間內之水進行加熱，以提高水的溫度，藉以經該導引管進入該加熱單元中。
3. 根據請求項1或2所述之瞬熱式電能加熱裝置，其中，該出水管上加設有一與該控制單元連接之感溫件，以對該出水管之出水溫度進行偵測，藉以讓控制單元適時調整該加熱器之加熱效果。
4. 根據請求項1或2所述之瞬熱式電能加熱裝置，其中，該殼體具有一本體，以及一蓋合於該本體上之蓋體，使該設置空間形成於該本體與蓋體間。
5. 根據請求項1或2所述之瞬熱式電能加熱裝置，其中，該等流道為三個設置，其一為與該控制單元鄰接之該預熱區，另二則分別為供該加熱器一一伸置之該加熱區。

Images