WO2021093830A1 - 集热泵 - Google Patents

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heating
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胡小文
谭发刚
王文鹏
刘日超
胡斯特
戴龙珍
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广东美的白色家电技术创新中心有限公司
美的集团股份有限公司
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Abstract

一种集热泵，包括：泵体(1)，泵体(1)具有泵内管(11)和泵外管(12)，泵外管(12)外套在泵内管(11)上，泵内管(11)的管腔构成内流腔，泵外管(12)与泵内管(11)之间限定出外流腔，内流腔的一端构成与外流腔连通的连通口(13)；水流驱动件(2)，水流驱动件(2)用于驱动内流腔内的水流通过连通口(13)朝向外流腔流动；发热件(3)，发热件(3)设在泵内管(11)上，以使泵内管(11)的至少部分内壁面构成内热面，且使泵内管(11)的至少部分外壁面构成外热面。

Description

集热泵
相关申请的交叉引用
本申请基于申请号为201911105639.5、申请日为2019年11月13日的中国专利申请《集热泵》，并要求上述中国专利申请的优先权，上述中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。
技术领域
本申请涉及泵体结构技术领域，尤其涉及一种集热泵。
背景技术
相关技术中，集热泵均设有发热件。有的发热件可以直接插入水流中，例如直接插入集热泵的外流腔中，对水液的流动会产生阻碍，导致水流的压力损失，使得水流驱动件的作业效率低。
有的发热件设置在泵外管的内壁面上，发热件的一侧与水直接接触，另一侧需要用隔热材料进行隔热。又例如，有的发热件设置在泵内管和泵外管中间，然而该发热件的内壁面置于水中，外侧需要用空气或者其它介质进行绝缘。以上发热件的热效率低，使得集热泵的加热效率低。
申请内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种集热泵，以提高集热泵的加热效率。
根据本申请实施例的集热泵，包括：泵体，所述泵体具有泵内管和泵外管，所述泵外管外套在所述泵内管上，所述泵内管的管腔构成内流腔，所述泵外管与所述泵内管之间限定出外流腔，所述内流腔的一端构成与所述外流腔连通的连通口；水流驱动件，所述水流驱动件用于驱动所述内流腔内的水流通过所述连通口朝向所述外流腔流动；发热件，所述发热件设在所述泵内管上，以使所述泵内管的至少部分内壁面构成内热面，且使所述泵内管的至少部分外壁面构成外热面。
根据本申请实施例的集热泵，通过将泵内管的管腔构成内流腔，泵外管与泵内管之间可以限定出外流腔，无需单独设置分隔件，可以使得集热泵的结构简单化。通过将发热件设在泵内管上，使泵内管的至少部分内壁面构成内热面，且使泵内管的至少部分外壁面构成外热面，从而可以对水流的流动产生导向作用，提高水流驱动件的作业效率， 如有的发热件直接插入水中，会对水流的流动产生阻碍。发热件也不需要和泵体进行隔热处理，且与外界空气并无接触，热量可以全部导入到水中，可以提高发热件的热效率。在水流驱动件驱动水液通过泵内管的内壁面和外壁面的一次循环中，水液可以两次吸收发热件所传递的热量，从而可以进一步提高发热件的热效率，提高集热泵的加热效率。
在一些实施例中，还包括设在所述泵体上的导流结构，所述导流结构位于所述内流腔和/或所述外流腔内。
具体地，所述导流结构包括导流叶片和导流筋中的至少一种。
在一些可选的实施例中，当所述导流结构设在所述外热面或者所述内热面上时，所述导流结构为导体件。
在一些可选的实施例中，所述导流结构一体形成在所述泵内管和/或所述泵外管上。
具体地，所述泵外管和所述泵内管均沿轴向分成多段，所述导流结构为导流叶片，所述导流叶片、所述泵内管的一个管段和所述泵外管的一个管段一体形成。
在一些实施例中，所述泵内管的至少部分管段构成加热管，所述发热件设在所述发热管的管壁内，所述加热管包括：套管，所述套管的管壁内形成壁内腔，所述发热件设在壁内腔内；填料，所述填料填充在所述壁内腔内以包覆所述发热件。
在一些实施例中，所述发热件为发热丝，所述发热丝为螺距均匀的螺旋状。
在一些实施例中，所述水流驱动件包括：
密封连接在所述泵外管一端的电机；
正对所述连通口设置的离心轮，所述离心轮连接所述电机。
具体地，所述离心轮的进端伸至所述泵内管内，所述离心轮的出端位于所述泵内管的管端和所述电机之间，所述连通口形成为与所述离心轮形状一致的扩口。
在一些实施例中，所述泵内管在远离所述连通口的一端连接有进水管，所述泵外管的远离所述连通口的管壁上沿径向连接有出水管；当所述泵外管和所述泵内管均沿轴向分成多段时，所述泵外管和所述泵内管的远离所述连通口的管段、所述进水管、所述出水管一体成型，所述泵外管邻近所述连通口的一端连接所述水流驱动件。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例中集热泵的结构示意图；
图2为本申请实施例中集热泵的剖视图；
图3为本申请实施例中集热泵在另一方向的剖视图；
图4为本申请实施例中集热泵的部分结构示意图(其中，图中为泵外管和泵内管中A管段的结构示意图)；
图5为图4所示结构在另一视角下的结构示意图；
图6为本申请实施例中集热泵的部分结构示意图(其中，图中为泵外管和泵内管中B管段的结构示意图)；
图7为本申请实施例中加热管和发热件的结构示意图。
附图标记：
集热泵100、
泵体1、泵内管11、加热管111、套管1110、填料1112、泵外管12、第一连接凸台121、第二连接凸台122、环形槽123、环形凸起124、连通口13、
水流驱动件2、电机21、离心轮22、
发热件3、导流结构4、进水管5、出水管6、旋转卡扣结构7。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面参考图1-图7描述根据本申请实施例的集热泵100。
根据本申请实施例的集热泵100，如图1-图3所示，包括：泵体1、水流驱动件2 和发热件3。泵体1具有泵内管11和泵外管12，泵外管12外套在泵内管11上，泵内管11的管腔构成内流腔，泵外管12与泵内管11之间限定出外流腔，内流腔的一端构成与外流腔连通的连通口13。水流驱动件2用于驱动内流腔内的水流通过连通口13朝向外流腔流动。发热件3设在泵内管11上，以使泵内管11的至少部分内壁面构成内热面，且使泵内管11的至少部分外壁面构成外热面。
可以理解的是，一方面，泵内管11可以为发热件3提供作业位，另一方面，泵内管11还可以将水液分流进行隔开，如现有技术中，集热泵多另设置有分隔件以进行水液的分流，结构复杂，而本申请实施例的集热需单独设置分隔件，可以使得集热泵100的结构简单化。
发热件3设在泵内管11上，可以使泵内管11的至少部分内壁面构成内热面，且可以使泵内管11的至少部分外壁面构成外热面。这样发热件3不需要和泵体1进行隔热处理，且与外界空气并无接触，热量可以全部导入到水中，可以提高发热件3的热效率。
如图3所示，在水流驱动件2驱动内流腔内的水流通过连通口13朝向外流腔流动的过程中，当水流在内流腔流动时，内热面可以传递热量至水液，当水流驱动件2驱动水液流至外流腔时，水流可以吸收外热面所传递的热量。也就是说，水液在通过内壁面和外壁面的一次循环中，可以两次吸收发热件3所传递的热量，使得集热泵100的加热面积大大增加，从而进一步提高加热泵的加热效率。
另外，发热件3设在泵内管11上，使泵内管11的至少部分内壁面构成内热面，且可以使泵内管11的至少部分外壁面构成外热面，这样可以对水液的流动起到导向作用，如有的发热件3直接插入集热泵100的外流腔中，会对水液的流动产生阻碍，导致水流的压力损失，本申请实施例中，发热件3不会对水流产生阻碍作用，从而可以提高水流驱动件2的作业效率。
根据本申请实施例的集热泵100，通过将泵内管11的管腔构成内流腔，泵外管12与泵内管11之间可以限定出外流腔，无需单独设置分隔件，可以使得集热泵100的结构简单化。通过将发热件3设在泵内管11上，使泵内管11的至少部分内壁面构成内热面，且使泵内管11的至少部分外壁面构成外热面，从而可以对水流的流动产生导向作用，提高水流驱动件2的作业效率，如有的发热件3直接插入水中，会对水流的流动产生阻碍。发热件3不需要和泵体1进行隔热处理，且与外界空气并无接触，热量可以全部导入到水中，可以提高发热件3的热效率。在水流驱动件2驱动水液通过泵内管11的内壁面和外壁面的一次循环中，水液可以两次吸收发热件3所传递的热量，从而可以进一步提高发热件3的热效率，提高集热泵100的加热效率。
在一些实施例中，如图3所示，集热泵100还包括设在泵体1上的导流结构4，导 流结构4位于内流腔和/或外流腔内。可以理解的是，导流结构4的设置可以对水流的流动起到导向、扩压作用，可以提高水流在泵体1内流动的切入角度，减少水流的流动损失，提高水流驱动件2的作业效率，提高集热泵100的水力性能。需要说明的是，当集热泵100应用于家用电器时，水力性能好的集热泵100所对应的水流喷射压力高，可以提高家用电器的洗净率。
具体地，导流结构4包括导流叶片和导流筋中的至少一种。可以理解的是，导流叶片与水流的接触面积大，可以进一步提高对水流的引导效果。导流筋可以起到水流的流动起到引导效果，还可以提高泵体1的刚性，提高集热泵100的使用寿命。
在一些可选的实施例中，当导流结构4设在外热面或者内热面上时，导流结构4为导体件。这样导流结构4不仅可以对水流的流动起到引导作用，还可以增加水液与热源的接触面积。也就是说，导流结构4作为导体，可以吸收来自外热面或内热面的热量，从而导流结构4也可以作为加热面，可以扩大外热面或内热面的加热面积。当水流流经导流结构4时，导流结构4可以将热量传递至水液，从而可以进一步提升发热件3的热效率。
在一些可选的实施例中，导流结构4一体形成在泵内管11和/或泵外管12上。可以理解的是，当导流结构4一体形成在泵内管11上时，导流结构4可以位于泵内管11的内壁面上，此时，导流结构4可以对内流腔的水流起到引导作用，减少水流的压力损失。如图3和图4所示，导流结构4也可以位于泵内管11的外壁面上，此时，导流结构可以对外流腔的水流起到导向、扩压作用，可以提高水流在外流腔内流动的切入角度，从而提高集热泵100的水力性能。当导流结构4一体形成在泵外管12上时，此时，导流结构可以位于泵外管12的内壁面上，导流结构也可以对外流腔的水流起到导向、扩压作用。
具体地，如图3和图4所示，泵外管12和泵内管11均沿轴向分成多段，导流结构4为导流叶片，导流叶片、泵内管11的一个管段和泵外管12的一个管段一体形成。可以理解的是，泵外管12和泵内管11均沿轴向分成多段，从而泵外管12和泵内管11的各管段可以分开加工，可以便于泵外管12和泵内管11的成型，降低泵内管11和泵外管12的成本。此外，如图3和图4所示，为方便描述，导流叶片、泵内管11的一个管段和泵外管12的一个管段一体形成的管段用A管段表示，A管段一体形成可以提高A管段的密封性，减少水流的压力损失，还可以提高A管段的结构强度，提高泵体1的使用寿命。
可选地，如图3所示，在泵外管12和泵内管11的各管段中，与A管段相邻，且远离水流驱动件2的管段(B管段)与A管段之间设有配合结构，通过配合结构的设置 可以提高A管段和B管段之间的连接稳定性。
可选地，如图2和图5所示，配合结构可以包括设在A管段中泵外管12上的第一连接凸台121，B管段中泵外管12上的第二连接凸台122。通过紧固件如螺钉等可以实现第一连接凸台121和第二连接凸台122的连接，从而实现A管段和B管段之间的配合。
可选地，如图4和图6所示，B管段中泵外管12的端面上设有环形槽123，A管段中泵外管12的端面上可以设有环形凸起124，环形凸起124配合与环形槽123内。
可选地，如图2和图6所示，环形槽123内可以配合有O型圈。可以理解的是，当A管段与B管段之间相配合时，环形凸起124可以挤压O型圈，从而可以提高A管段与B管段的气密性和配合稳定性。
如图1所示，A管段与水流驱动件2之间设有旋转卡扣结构。通过旋转卡扣结构的设置可以使得A管段与水流驱动件2之间相配合，可以提高A管段与水流驱动件2之间的连接稳定性。
可选地，如图3所示，A管段中泵外管12的端面上设有O型圈。可以理解的是，当A管段与入驱动件之间相配合时，可以挤压O型圈，从而可以提高A管段与B管段的气密性和配合稳定性。
在一些实施例中，如图3和图7所示，泵内管11的至少部分管段构成加热管111，发热件3设在发热管的管壁内，加热管111包括：套管1110和填料1112。套管1110的管壁内形成壁内腔，发热件3设在壁内腔内。填料1112填充在壁内腔内以包覆发热件3。可以理解的是，通过填料1112的设置，可以对发热件3起到固定、限位作用，提高发热件3的作业稳定性。有的发热件采用印刷等方式固定于加热管上，其制作工艺复杂，成本高，本申请实施例中，采用套管1110和填料1112的形式，可以便于发热件3与加热管111的配合，降低成本。
具体而言，当发热件3工作时，发热丝的热量先通过填料1112导热至套管1110，从而套管1110位于外流腔的外壁面可以构成外热面，套管1110位于内流腔的外壁面可以构成内热面，实现水液的两次加热。
另外，泵内管11的至少部分管段构成加热管111，从而泵体1内无需单独设置加热管111，可以使得集热泵100的结构简单化，还可以减少加热管111对水流的阻碍作用，减少压力损失。
可选地，套管1110可以为不锈钢等金属材料，这样不仅可以提高套管1110的导热性，还可以提高套管1110的耐腐蚀性，提高套管1110的使用寿命。
可选地，套管1110的外壁面为平滑面，这样套管1110可以直接和水接触而对水流 不形成阻力，从而可以进一步提高水流驱动件2的作业效率。
在一些实施例中，发热件3为发热丝，发热丝为螺距均匀的螺旋状。这样可以提高发热件3的加热均匀性，还可以增加发热件3的加热面积，从而可以提高发热件3的加热效率。
在一些实施例中，如图3所示，水流驱动件2包括：密封连接在泵外管12一端的电机21。正对连通口13设置的离心轮22，离心轮22连接电机21。这样电机21可以为离心轮22提供动力，从而离心轮22发生转动以驱动水流改变流向，使得内流腔内的水流通过连通口13朝向所述外流腔流动。离心轮22还可以对水流做功，形成高压水流，从而可以提高集热泵100的水力性能。
具体地，如图3所示，离心轮22的进端伸至泵内管11内，离心轮22的出端位于泵内管11的管端和电机21之间，连通口13形成为与离心轮22形状一致的扩口。这样当离心轮22驱动内流腔内的水流通过连通口13朝向所述外流腔流动的过程中，扩口的结构可以对水流的流动起到引导效果，还可以对水流起到减速扩压的作用，可以减少离心轮22的进端到出端因压力差造成的泄漏流动损失，从而可以提高离心轮22的作业效率。
在一些实施例中，如图1和图2所示，泵内管11在远离连通口13的一端连接有进水管5，泵外管12的远离连通口13的管壁上沿径向连接有出水管6。这样水流可以通过进水管5进入泵内管11，经内热面加热后，由连通口13进入泵外管12与泵内管11所限定的外流腔，经外热面加热后，由出水管6流出。
如图3所示，当泵外管12和泵内管11均沿轴向分成多段时，泵外管12和泵内管11的远离连通口13的管段、进水管5、出水管6一体成型，泵外管12邻近连通口13的一端连接水流驱动件2。可以理解的是，泵外管12和泵内管11的远离连通口13的管段、进水管5、出水管6一体成型，可以提高泵体1的结构强度，还可以提高泵体1的气密性，减少其流动的压力损失。
下面参考图1-图7描述根据本申请的一个具体实施例中的集热泵100。
根据本申请实施例的集热泵100，包括：泵体1、水流驱动件2和发热丝、导流结构4、进水管5和出水管6。
泵体1具有泵内管11和泵外管12，泵外管12外套在泵内管11上，泵内管11的管腔构成内流腔，泵外管12与泵内管11之间限定出外流腔，内流腔的一端构成与外流腔连通的连通口13，连通口13形成为与离心轮22形状一致的扩口。泵外管12和泵内管11均沿轴向分成多段。
进水管5连接在泵内管11在远离连通口13的一端，出水管6连接在泵外管12的 远离连通口13的管壁径向上。泵外管12和泵内管11的远离连通口13的管段、进水管5、出水管6一体成型。
泵内管11的部分管段构成加热管111，发热件3设在发热管的管壁内，加热管111包括：套管1110和填料1112。套管1110的管壁内形成壁内腔，发热件3设在壁内腔内。填料1112填充在壁内腔内以包覆发热丝，发热丝为螺距均匀的螺旋状。
水流驱动件2设于泵外管12邻近连通口13的一端。水流驱动件2包括：电机21和离心轮22。电机21密封连接在泵外管12一端，电机21与离心轮22相连。离心轮22的进端伸至泵内管11内，离心轮22的出端位于泵内端的管端和电机21之间。
导流结构4为导流叶片，导流叶片、泵内管11的一个管段和泵外管12的一个管段一体形成。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

  1. 一种集热泵，其中，包括：
    泵体，所述泵体具有泵内管和泵外管，所述泵外管外套在所述泵内管上，所述泵内管的管腔构成内流腔，所述泵外管与所述泵内管之间限定出外流腔，所述内流腔的一端构成与所述外流腔连通的连通口；
    水流驱动件，所述水流驱动件用于驱动所述内流腔内的水流通过所述连通口朝向所述外流腔流动；
    发热件，所述发热件设在所述泵内管上，以使所述泵内管的至少部分内壁面构成内热面，且使所述泵内管的至少部分外壁面构成外热面。
  2. 根据权利要求1所述的集热泵，其中，还包括设在所述泵体上的导流结构，所述导流结构位于所述内流腔和/或所述外流腔内。
  3. 根据权利要求2所述的集热泵，其中，所述导流结构包括导流叶片和导流筋中的至少一种。
  4. 根据权利要求2或3所述的集热泵，其中，当所述导流结构设在所述外热面或者所述内热面上时，所述导流结构为导体件。
  5. 根据权利要求2-4中任一项所述的集热泵，其中，所述导流结构一体形成在所述泵内管和/或所述泵外管上。
  6. 根据权利要求5所述的集热泵，其中，所述泵外管和所述泵内管均沿轴向分成多段，所述导流结构为导流叶片，所述导流叶片、所述泵内管的一个管段和所述泵外管的一个管段一体形成。
  7. 根据权利要求1-6中任一项所述的集热泵，其中，所述泵内管的至少部分管段构成加热管，所述发热件设在所述发热管的管壁内，所述加热管包括：
    套管，所述套管的管壁内形成壁内腔，所述发热件设在壁内腔内；
    填料，所述填料填充在所述壁内腔内以包覆所述发热件。
  8. 根据权利要求7所述的集热泵，其中，所述发热件为发热丝，所述发热丝为螺距均匀的螺旋状。
  9. 根据权利要求1-8中任一项所述的集热泵，其中，所述水流驱动件包括：
    密封连接在所述泵外管一端的电机；
    正对所述连通口设置的离心轮，所述离心轮连接所述电机。
  10. 根据权利要求9所述的集热泵，其中，所述离心轮的进端伸至所述泵内管内，所述离心轮的出端位于所述泵内管的管端和所述电机之间，所述连通口形成为与所述离心轮形状一致的扩口。
  11. 根据权利要求1-10中任一项所述的集热泵，其中，所述泵内管在远离所述连通口的一端连接有进水管，所述泵外管的远离所述连通口的管壁上沿径向连接有出水管；
    当所述泵外管和所述泵内管均沿轴向分成多段时，所述泵外管和所述泵内管的远离所述连通口的管段、所述进水管、所述出水管一体成型，所述泵外管邻近所述连通口的一端连接所述水流驱动件。
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