专利名称：用于即热热水器的一体化热压式加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种电热水器技术领域的装置，具体是一种用于即热热水器的一体化热压式加热器。
背景技术：
对于储水热水器，其工作原理是通过电流直接加热电热棒，而将电能转化为热能， 进而传递给储水箱中的水以供用户使用，也正是由于其电热棒与液体的直接接触加热的特殊性，从而有可能使加热后的液体带电，以至于造成人身伤害的事故频有发生。此外，对于一些少量用水的情况，如洗手、洗脸，仍需要将整个水箱水加热，且即使每次“正常”使用之后，水箱内都将有热水“剩余”，其本质上造成了电能的浪费。因此，即热式热水器即快速式热水器便应运而生，顾名思义，此种热水器能快速将水加热到一定温度。相较于储水热水器，此种热水器因不会有大量水流滞留而不易结垢。常规的即热式热水器通常是通过将加热管道来回绕折来形成，其不但加工难度大，而且因为金属加热管受热膨胀，冷却后收缩， 如此反复以至于从管板焊接点脱落，甚至损坏加热管出现漏水就目前市面上的即热式热水器的加热器部分，大多是采用电加热丝管等金属材料作为发热原件用于加热管内流动的水流，从而达到对冷水加热。众所周知，一般的金属都具有很强的导电性，尽管大多数的热水器生产商，对于防止加热器的漏电方面做了很大努力。 想要完全避免加热器漏电，仅靠添加绝缘带是不能完全保证的。也有很多产品使用非金属管其获得良好的绝缘性能，但是由于一般非金属材料导热性很差及不耐高温等问题而影响加热器的寿命。对一些购买利用非金属材料制成的加热器，取的热水所需的时间比一般采用金属加热器热水器需要的时间更长一些。因而如何采取合理的加热器构造和更合适的加热元件保证器件的绝缘性和抗腐蚀性以及提高热效率等问题已成为即热式热水器的技术瓶颈问题。金属陶瓷加热片即是常说的MCH，为Metal Ceramics Heater的缩写，其是将金属钨或钼锰浆料刷印在陶瓷流延坯体上，经过热压叠成，然后在1600°C氢气氛保护下，陶瓷和金属共同烧结而成的陶瓷发热体，金属箔被夹在两片陶瓷质之间而自带绝缘特性。与一般的加热器相比，MCH具有普适性和较高的安全系数。经过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号为=200610115866. 2，发明名称为即热式MCH氧化铝陶瓷电热水器，该发明在有进出水接管的小水筒体底板上密封安装 MCH氧化铝陶瓷加热器，安装孔能够采用高温耐热硅胶密封或用直插式固定在金属密封罩壳内，将加热元件直接插入水中。但该专利虽然具有加热元件升温快的特点，但由于加热原件直接插入水中，会导致加热不均勻，长期使用会使密封胶老化漏水，有安全隐患。中国专利申请号200810068378.X，发明名称为液体加热器及其制作工艺，该发明在相邻的两条水管之间夹置导电的加热元件与绝缘纸，本体紧固装配后再与连接板相焊接，使得水管与加热元件紧密贴合。这种形式也是目前各种即热式热水器的基本结构。这种结构存在接触热阻大，产品性能直接取决于工人技术熟练程度，管件焊接复杂，绝缘层易产生破裂或烧熔导致水管漏电，有安全隐患。中国专利申请号=200710171763. 2，发明名称为一种快速水加热器，该发明采用扁平形状容器结构的水流导流装置，内部设置阻档板，形成密封的来回弯曲的通道，两个相邻导热导流装置之间设电加热片装置。该发明的基本加热结构也是加热管夹电加热片，电加热片用绝缘纸包裹绝缘。该装置来回弯曲的通道加工困难，并且弯曲通道很难密封
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于即热热水器的一体化热压式加热器，该发明具有加热均勻、组装方便、电绝缘性好、热利用效率高的特点。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括预热器、弯管结构、主加热器、若干个加热片和可调加热装置，其中弯管结构设置于主加热器内部且弯管结构与预热器的出水口连接，主加热器设置于预热器内部，若干个加热片分别插入主加热器的内部，若干个加热片并联后与可调加热装置连接，可调加热装置与弯管结构连接。所述的预热器包括设置于四周的密封结构和设置于中间的中空结构，其中中空结构的内部设有主加热器，密封结构的出水口与弯管结构连接。所述的密封结构为回字形结构，该密封结构上分别设有进水管和出水口，该密封结构内部设有若干个折流板。所述的若干个折流板以平行错列且间距相同的排布方式分布于密封结构的空腔中，形成蛇形通道。蛇形通道延长水在预热器中被加热的时间。所述的折流板的长度小于密封结构的高度，该折流板的宽度与密封结构的空腔的宽度为过盈配合。折流板能够卡在密封结构的空腔中。所述的主加热器由两块加热器盖板和加热器中间板组成，其中，两块加热器盖板分别设置于加热器中间板的两侧且与加热器中间板串联连接，加热器中间板两侧分别设有
弯管结构的第一单层弯管和第二单层弯管。所述的加热器盖板的一个侧面设有若干个盖板槽道且相邻盖板槽道的中心处设有盖板孔道，盖板孔道内设有若干个加热片。所述的盖板槽道的截面为圆弧形且相邻盖板槽道的间距相同。所述的盖板孔道的截面与加热片的截面相适配。所述的加热器中间板的两个侧面设有若干个中间板槽道且相邻中间板槽道的中心设有中间板孔道，中间板孔道内设有若干个加热片。所述的中间板槽道的位置与盖板槽道的位置一一对应且中间板槽道的截面形状与盖板槽道的截面形状相同。所述的中间板孔道的截面与加热片的截面相适配。所述的弯管结构内部设有螺旋扰流子且螺旋扰流子与弯管结构固定连接，该弯管结构由两个单层弯管和与之相连的连接弯管，其中第一单层弯管和第二单层弯管分别与可调加热装置和预热器的出水口连接。所述的单层弯管包括若干个直管和若干个弯曲段，其中每个直管两端分别与两个弯曲段连接。所述的直管平行分布且相邻直管的间距与相邻盖板槽道的间距相同。
所述的弯曲段的曲率相同。所述的弯管结构的外径小于盖板槽道截面圆弧形的直径。 所述的螺旋扰流子为片状螺旋带，该螺旋带的截面宽度小于弯管结构的内径，该螺旋扰流子能够随弯管结构所成形状弯折，使弯管结构内流动的液体产生明显的螺旋运动，从而增强换热效果。所述的可调加热装置采用热敏感应片且与第一单层弯管的出口端的外壁连接。由于输入电线首先串联在该热敏感应片上，该热敏感应片根据弯管结构出口水温来自动调节自身的电阻，当出水温度过高的时候，它的电阻值会跳跃升高，达到限制电流的作用，控制进入整个加热器的总电流，从而能够自动控制出水温度。本发明通电后，处于主加热器内的若干个加热片的热量通过两块加热器盖板和加热器中间板均勻的传给预热器和弯管结构。冷水通过预热器进水管首先进入预热器，预热器内部的折流板延长了水流在预热器中的停留时间，这样水在预热器中得到充分预热，预热器也是加热器保温层。预热后的水从预热器出水口流入弯管，被紧紧夹在弯管结构两面的主加热器加热，由于两个单层弯管延长了主加热器对水的加热时间，使从弯管出口出来的水温更高。同时弯管出口有热敏感应片会根据出水温度来控制整个加热器的总电流，从而自动控制出水温度。本发明热阻小，传热均勻，加热片紧固在主加热器中，主加热器又紧紧夹持其中间的弯管结构，没有绝缘层，所以热阻小，换热效率高，传热均勻。本发明组装方便，加热器盖板和加热器中间板均可以由挤压成型大规模加工，并且主加热器只需用螺栓紧固。本发明电绝缘性好，加热片被包裹在主加热器内，水在预热器和弯管结构中流动、即使管道漏水也不会和加热片接触。本发明热利用效率高，由于主加热器被预热器整体包围，所有从主加热器中散出的热量除了被弯管结构中的水吸收外，就是传到了预热器中的水中，故热量散失很少，散失的热量都用来预热新进入的冷水，预热器中的水起到了保温层的作用。
图1为本发明的三维视图。图2为预热器的三维视图。图3为预热器中的折流板的A-A截面剖视图。图4为安装好的主加热器和弯管结构的三维视图。图5为去掉一个加热器盖板的主加热器和弯管结构的三维视图。图6为主加热器的三维分解视图。图7为弯管结构的三维视图。 图8为螺旋扰流子示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1所示，本实施例包括预热器1、弯管结构2、主加热器3、若干个加热片4和可调加热装置5，其中弯管结构2设置于主加热器3内部且弯管结构2与预热器1的出水口 8连接，主加热器3设置于预热器1内部，若干个加热片4分别插入主加热器3的内部， 若干个加热片4并联后与可调加热装置5连接，可调加热装置5与弯管结构2连接。如图2和图3所示，所述的预热器1包括设置于四周的密封结构6和设置于中间的中空结构7，其中中空结构7的内部设有主加热器3，密封结构6的出水口与弯管结构2 连接。 所述的密封结构6为回字形结构，该密封结构6上分别设有出水口 8和进水管9， 该密封结构6内部设有若干个折流板10。所述的若干个折流板10以平行错列且间距相同的排布方式分布于密封结构6的空腔中，形成蛇形通道。蛇形通道延长水在预热器中被加热的时间。所述的折流板10的长度小于密封结构6的高度，该折流板10的宽度与密封结构 6的空腔的宽度为过盈配合。折流板10能够卡在密封结构6的空腔中。如图4和图5所示，所述的主加热器3由两块加热器盖板11、12和加热器中间板 13组成，其中，两块加热器盖板11、12分别设置于加热器中间板13的两侧且与加热器中间板13串联连接，加热器中间板13两侧分别设有弯管结构2的第一单层弯管19和第二单层弯管20。如图6所示，所述的加热器盖板11、12的一个侧面设有若干个盖板槽道14且相邻盖板槽道14的中心处设有盖板孔道15，盖板孔道15内设有若干个加热片4。所述的盖板槽道14的截面为圆弧形且相邻盖板槽道14的间距相同。所述的盖板孔道15的截面与加热片4的截面相适配。所述的加热器中间板13的两个侧面设有若干个中间板槽道16且相邻中间板槽道 16的中心设有中间板孔道17，中间板孔道17内设有若干个加热片4。所述的中间板槽道16的位置与盖板槽道14的位置一一对应且中间板槽道16的截面形状与盖板槽道14的截面形状相同。所述的中间板孔道17的截面与加热片4的截面相适配。如图7所示，所述的弯管结构2内部设有螺旋扰流子18且螺旋扰流子18与弯管结构2固定连接，该弯管结构2由两个单层弯管19、20和与之相连的连接弯管21，其中第一单层弯管19和第二单层弯管20与可调加热装置5和预热器1的出水口 8连接。所述的单层弯管19、20包括若干个直管22和若干个弯曲段23，其中每个直管 22两端分别与两个弯曲段23连接。所述的直管22平行分布且相邻直管22的间距与相邻盖板槽道14的间距相同。所述的弯曲段23的曲率相同。所述的弯管结构2的外径小于盖板槽道14截面圆弧形的直径。如图8所示，所述的螺旋扰流子18为片状螺旋带，该螺旋带的截面宽度小于弯管结构的内径，该螺旋扰流子18能够随弯管结构所成形状弯折，使弯管结构2内流动的液体产生明显的螺旋运动，从而增强换热效果。如图1所示，所述的可调加热装置5采用热敏感应片且与第一单层弯管的出口端的外壁连接，该热敏感应片为具有正温度系数特性的半导体陶瓷，半导体陶瓷用绝缘层包裹后封装在中间为空心圆孔的铝质长方体中。由于输入电线首先串联在该热敏感应片上，该热敏感应片根据弯管出口水温来自动调节自身的电阻，在出水温度过高的时候，它的电阻值会跳跃升高，达到限制电流的作用，控制进入整个装置的总电流，从而能够自动控制出水温度。 本装置由于采用了加 装预热器1和一体化热压式主加热器3并集成高效加热的加热片4，加热效率能够比普通的即热式加热器高出25%以上。
权利要求
1.一种用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征在于，包括预热器、弯管结构、主加热器、若干个加热片和可调加热装置，其中弯管结构设置于主加热器内部且弯管结构与预热器的出水口连接，主加热器设置于预热器内部，若干个加热片分别插入主加热器的内部，若干个加热片并联后与可调加热装置连接，可调加热装置与弯管结构连接；所述的主加热器由两块加热器盖板和加热器中间板组成，其中，两块加热器盖板分别设置于加热器中间板的两侧且与加热器中间板串联连接，加热器中间板两侧分别设有弯管结构的第一单层弯管和第二单层弯管。
2.根据权利要求1所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的预热器包括设置于四周的密封结构和设置于中间的中空结构，其中中空结构的内部设有主加热器，密封结构的出水口与弯管结构连接；所述的密封结构为回字形结构，该密封结构上分别设有进水管和出水口，该密封结构内部设有若干个折流板。
3.根据权利要求2所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的若干个折流板以平行错列且间距相同的排布方式分布于密封结构的空腔中，形成蛇形通道。
4.根据权利要求2所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的折流板的长度小于密封结构的高度，该折流板的宽度与密封结构的空腔的宽度为过盈配I=I ο
5.根据权利要求1所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的加热器中间板的两个侧面设有若干个中间板槽道且相邻中间板槽道的中心设有中间板孔道，中间板孔道内设有若干个加热片；所述的中间板槽道的位置与盖板槽道的位置一一对应且中间板槽道的截面形状与盖板槽道的截面形状相同。
6.根据权利要求5所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的中间板孔道的截面与加热片的截面相适配。
7.根据权利要求1所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的弯管结构内部设有螺旋扰流子且螺旋扰流子与弯管结构固定连接，该弯管结构由两个单层弯管和与之相连的连接弯管，其中第一单层弯管和第二单层弯管分别与可调加热装置和预热器的出水口连接；所述的单层弯管包括若干个直管和若干个弯曲段，其中每个直管两端分别与两个弯曲段连接；所述的直管平行分布且相邻直管的间距与相邻盖板槽道的间距相同；所述的弯曲段的曲率相同。
8.根据权利要求1或7所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的弯管结构的外径小于盖板槽道截面圆弧形的直径。
9.根据权利要求1或7所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的螺旋扰流子为片状螺旋带，该螺旋带的截面宽度小于弯管结构的内径。
10.根据权利要求1所述的用于即热热水器的一体化热压式加热器，其特征是，所述的加热器盖板的一个侧面设有若干个盖板槽道且相邻盖板槽道的中心处设有盖板孔道，盖板孔道内设有若干个加热片；所述的盖板槽道的截面为圆弧形且相邻盖板槽道的间距相同； 所述的盖板孔道的截面与加热片的截面相适配。
全文摘要
一种电热水器技术领域的用于即热热水器的一体化热压式加热器，包括预热器、弯管结构、主加热器、若干个加热片和可调加热装置，其中弯管结构设置于主加热器内部且弯管结构与预热器的出水口连接，主加热器设置于预热器内部，若干个加热片分别插入主加热器的内部，若干个加热片并联后与可调加热装置连接，可调加热装置与弯管结构连接。本发明具有加热均匀、组装方便、电绝缘性好、热利用效率高的特点。
文档编号F24H9/18GK102261743SQ20111013819
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者刘振华, 李元阳, 陈彦君, 陈秀娟 申请人:上海交通大学