内胆组件以及液体加热器的制作方法

本实用新型涉及生活电器
技术领域：
，特别涉及一种内胆组件以及液体加热器。
背景技术：
：目前市场上液体加热器，例如电热水壶，电热水壶内胆大都采用304不锈钢，请参阅图1，电热管加热过程中,气泡会储能生成大量的较大气泡，较大气泡脱离电水壶底壁会立马内爆产生较大的噪声，特别是水温在55℃-75℃之间，噪声最大。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提出一种内胆组件以及液体加热器，旨在解决现有的液体加热器加热过程中产生较大噪声的问题。为实现上述目的，本实用新型提出的内胆组件，用以液体加热器，所述内胆组件包括：内胆；壶嘴，设于所述内胆侧壁上；高导热层，设于所述内胆底壁的外表面，所述高导热层的导热系数大于或者等于100W/m.k；电热管，安装在所述高导热层的外表面；以及，多个微凸起，设于所述内胆底壁的内表面，以使得所述内胆底壁形成有设有所述微凸起的降噪区域，所述电热管位于所述降噪区域内，所述微凸起的宽度为5μm到500μm，且高度为5μm到100μm。优选地，所述内胆底壁的内表面经蚀刻或者激光刻以形成所述微凸起。优选地，所述微凸起为半球状、圆柱形、圆锥形、棱锥形、直棱柱形或者正棱柱形。优选地，所述微凸起的宽度为10μm到200μm。优选地，所述微凸起的宽度为30μm到70μm。优选地，相邻的所述微凸起之间的距离为50μm到1000μm。优选地，相邻的所述微凸起之间的距离为100μm到500μm。优选地，所述微凸起的高度为10μm到50μm。优选地，所述微凸起布设在一环形区域；或者，所述微凸起的布设区域覆盖所述底壁内表面的中心；或者，所述微凸起的布设区域覆盖至少所述内胆侧壁的底部内表面。优选地，所述高导热层为高导热板或者高导热涂层。本实用新型还提供一种液体加热器，包括内胆组件，所述内胆组件包括：内胆；壶嘴，设于所述内胆侧壁上；高导热层，设于所述内胆底壁的外表面，所述高导热层的导热系数大于或者等于100W/m.k；电热管，安装在所述高导热层的外表面；以及，多个微凸起，设于所述内胆底壁的内表面，以使得所述内胆底壁形成有设有所述微凸起的降噪区域，所述电热管位于所述降噪区域内，所述微凸起的宽度为5μm到500μm，且高度为5μm到100μm。本实用新型提供的技术方案中，液体加热器包括内胆组件，内胆底壁的内表面设有微凸起。本实用新型的发明人在研究过程中发现，液体加热器在烧水过程中，与电热管相对位置的内胆底壁会产生大量的气泡，气泡会储能生成大量的大气泡后脱离内胆底壁，在上升一点高度就会因被内胆底部温度较低的水吸收大部分热量而发生破裂。本实用新型通过尺寸合适的微凸起结构的设置，为气泡提供了气化核心，加快了气泡的成型与脱离内胆底壁的过程，缩短了气泡在内胆底壁储能的时间，气泡储存的能量较小，相应的破裂时发出的噪音也小，从而降低了液体加热器加热时产生的噪音，提高了产品的用户体验。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为现有的液体加热器的电热管加热的原理示意图；图2为本实用新型提供的液体加热器的第一实施例的微凸起的工作原理示意图；图3为图2所示液体加热器的立体结构示意图；图4为本实用新型提供的内胆组件的第一实施例的立体结构示意图；图5为图4中的内胆组件的剖面示意图；图6为图5中A处的局部放大示意图；图7为本实用新型提供的内胆组件的第二实施例的结构示意图；图8为图7中B处的局部放大示意图；图9为图7中的微凸起的分布示意图；图10为本实用新型提供的内胆组件的第三实施例的结构示意图。附图标号说明：本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提供一种液体加热器，液体加热器可以是电热水壶、电热水瓶或咖啡壶等，以下将以电热水壶为例进行介绍，液体加热器可以是双层壶体结构，即为包括内胆和外壳，也可以单层壶体结构，即为只包括内胆。图2和图3为本实用新型提供的液体加热器的第一实施例，液体加热器包括内胆组件。请参阅图2和图3，在本实施例中，液体加热器200包括内胆组件100、壶盖4、开盖按键5、手柄6、开关7、底座8以及外壳9，内胆组件100设于外壳9内，通过开盖按键5控制壶盖4，打开和盖合内胆组件100，可以通过把手6提起壶体，放置在底座8上为内胆组件100供电。图4至图6为本实用新型提供的内胆组件的第一实施例，请参阅图4至图6，内胆组件100包括内胆1、高导热层、壶嘴14、电热管3以及多个微凸起2，高导热层设于内胆1底壁11的外表面，高导热层的导热系数大于或者等于100W/m.k，电热管3安装在高导热层的外表面，多个微凸起2设于所述内胆1底壁11的内表面，以使得所述内胆1底壁11形成有设有所述微凸起2的降噪区域，所述电热管3位于所述降噪区域内，微凸起2的宽度为5μm到500μm，且高度为5μm到100μm，壶嘴14设于内胆1侧壁12上(壶嘴14可以与侧壁12一体成型，如此设置简化了安装工艺，产品整体也更加美观；还可以是壶嘴14单独设置，然后与侧壁12连接，如此可以在相同的内胆1上设置不同样式的壶嘴14，增加了内胆1的适用性)。本实用新型提供的技术方案中，液体加热器200包括内胆组件100，内胆1底壁11的内表面设有微凸起2。本实用新型的发明人在研究过程中发现，液体加热器200在烧水过程中，与电热管3相对位置的内胆1底壁11会产生大量的气泡，气泡会储能生成大量的大气泡后脱离内胆1底壁11，在上升一点高度就会因被内胆1底部温度较低的水吸收大部分热量而发生破裂。请参阅图2，本实用新型通过尺寸合适的微凸起2结构的设置，为气泡提供了气化核心，加快了气泡的成型与脱离内胆1底壁11的过程，缩短了气泡在内胆1底壁11储能的时间，气泡储存的能量较小，相应的破裂时发出的噪音也小，从而降低了液体加热器200加热时产生的噪音，提高了产品的用户体验。在内胆1底壁11的内表面设置微凸起2的方式有多种，例如，在第一实施例中，是通过对内胆1底壁11的内表面做经蚀刻或者激光刻处理，以形成微凸起2，如此设置，工艺过程相对较为简单，适用于批量生产。通过设置微凸起2结构来降低液体加热器200工作时产生的噪音，经研究发现，微凸起2的宽度会对降低噪音的效果存在影响，微凸起2为气泡提供了气化核心，微凸起2的宽度越小，形成的气泡的大小也会越小，且气泡也会较为容易脱离内胆1底壁11，降噪效果也会越好，故当微凸起2的宽度过大时，液体加热器200的降噪效果会较差，但是，当微凸起2的宽度过小时，会加大加工难度，且易被磨损掉，在第一实施例中，微凸起2的宽度为5μm到500μm，如此设置，可以有效降低液体加热器200工作时产生的噪音，也易于加工制造。需要说明的是，对于圆柱形和半球形的微凸起2的宽度是指圆柱和球形的直径，对于棱柱形的微凸起2的宽度是指棱柱的边长，对于圆锥形或棱锥形的微凸起2的宽度是指底面的直径或边长。为了验证微凸起2的宽度对噪声的影响，本实用新型给出一实验，如下：实验一实验条件：选用加热功率1800W电热水壶，壶内水量为1.3L—1.7L，直径为110mm的电热管，电热水壶最低热效率值应不小于85％。实验步骤：1、在消声室外连续烧开两壶满刻度水并倒掉；2、冷却水壶后第三次加入最大刻度水量并放置测试台正中间；3、温度传感器置于水壶中心的水位高度的中间处；4、按下水壶的“启动”键，同时开始计时；5、壶内水温上升到跳停时停止计时测量；5、剔除声功率值≤45dB的噪声值，对测试噪声值进行A计权，取平均声功率作为主要判定值，取最大声功率作为辅助判定值。先测得如图1结构所示的现有的电热水壶(内胆1底壁11的材料为304不锈钢，厚度为0.5mm)的实验数据具体见下表1。表1最大声功率/dB平均声功率/dB热效率值70.0564.0589.0％再选用如图5结构所示的电热水壶，当微凸起2(为圆柱形，间距为200μm，高度为50μm，布设区域直径为120mm)在宽度不同时所对应的实验数据具体见下表2。表2对比表1和表2的数据可知，当微凸起2的宽度为5μm到500μm时，液体加热器200工作时所产生的噪音的最大声功率降低了至少3.02dB，平均声功率降低了至少2.5dB，并且，液体加热器200的热效率值都在85％以上，满足使用要求，符合安规规定。单独看表2的数据可知，随着微凸起2的宽度的逐渐变小，最大声功率和平均声功率降都会下降，热效率值整体呈向上逐渐提升趋势，但是微凸起2的宽度越小越不易于加工成型，按照目前常规的加工工艺，一般所能达到微凸起2的宽度都是不小于5μm的。并且，当微凸起2的宽度超过500μm时，最大声功率和平均声功率跟现有产品差别不大，例如当微凸起2的宽度为510μm时，最大声功率只降低了0.82dB，平均声功率降低了至少0.4dB，故当微凸起2的宽度为5μm到500μm时，降噪效果较为明显，且热效率值是高于现有产品(89％)。单独看表2的数据可知，当微凸起2的宽度不大于200μm时，效率值都不低于90.0％，都是至少比现有产品的热效率值高出1％，当微凸起2的宽度从10μm逐渐减小到5μm时，最大声功率只降低了0.2dB到0.4dB，平均声功率更是只降低了0.01dB，热效率值是没有变化的，但是加工难度是会不断加大的，从而也会带来成本的提升，故可以优化选取微凸起2的宽度为10μm到200μm，最大声功率降低了至少7.26dB，平均声功率降低了至少5.14dB，降噪效果较好，热效率值高出现有产品至少1％，且性价比较高。如上所介绍的，微凸起的宽度越小，加工难度越大，成本也会越高，故出于实际批量生产以及成本控制的考虑，一般微凸起2的宽度都是不低于30μm的。单独看表2的数据可知，对比微凸起2的宽度从80μm减小到70μm时(最大声功率降低了0.5dB，平均声功率降低了0.5dB，热效率值提升了0.1％)，微凸起2的宽度从70μm减小到60μm时(最大声功率降低了1.7dB，平均声功率降低了1.7dB，热效率值提升了0.1％)，平均声功率和最大声功率的下降幅度明显更大，故可以进一步优化选取微凸起2的宽度为30μm到70μm，降噪效果明显，最大声功率降低了至少10.66dB，平均声功率降低了至少8.5dB，并且热效率值不低于90.6％。当微凸起2的宽度从50μm逐渐减小到30μm时，毎减小10μm，平均声功率和最大声功率的都下降不到0.5dB，并且热效率值是不变的，但是宽度的减小会加大加工难度，增加生产成本。同时，对比微凸起2的宽度从51μm减小到50μm时(最大声功率降低了0.27dB，平均声功率降低了0.26dB)，微凸起2的宽度从50μm减小到49μm时(最大声功率降低了0.02dB，平均声功率降低了0.01dB)的最大声功率和平均声功率下降幅度明显减小，故微凸起2的宽度为50μm时，降噪效果较佳，最大声功率降低了15.02dB，平均声功率降低了12.82dB，热效率值为91.5％，且加工难度相对较低，生产成本适中，适用于产品的大型批量生产。微凸起2为气泡提供了气化核心，形成的气泡会在脱离内胆1底壁11之前，会附着在微凸起2的表面和相邻的微凸起2之间，相邻的微凸起2之间间隙的大小也会对气泡的大小起到约束作用，间隙越小，在间隙内的气泡的大小也会被限制的越小，储蓄的能量也会越小，相应的破裂时发出的噪音也小，相应的，当间隙过大时，对气泡的大小起到约束作用会变小，同时间隙大，也代表着单位面积内的微凸起2的数量较少，如此都会导致液体加热器200的降噪效果较差，但是，当间隙过小时，也会加大加工难度，在第一实施例中，相邻的微凸起2之间的距离为50μm到1000μm，如此设置，可以有效降低液体加热器200工作时产生的噪音，也易于加工制造。为了进一步验证微凸起2的间距对噪声的影响，本设计又给出了一实验：实验二实验条件：跟实验一相同。实验步骤：跟实验一相同。再选用如图5结构所示的电热水壶，当微凸起2(为圆柱形，宽度为50μm，高度为50μm，布设区域直径为120mm)在间距不同时所对应的实验数据具体见下表3。表3对比表1和表3的数据可知，当微凸起2的间距为50μm到1000μm时，最大声功率降低了至少7.99dB，平均声功率降低了至少6.56dB，并且，热效率值都在90％以上，比现有产品的热效率值至少高出1.4％。单独看表3的数据可知，随着微凸起2的间距的逐渐变小，最大声功率和平均声功率降都会下降，热效率值整体呈向上逐渐提升趋势，但是微凸起2的间距越小加工难度越大，生产成本也会越高，现有的常规加工工艺，间距1000μm是比较容易加工的，间距低于50μm都是较难加工成型的，故一般选取微凸起2的间距为50μm到1000μm。当微凸起2的间距较小时，水垢易附着表面，堵塞间隙，长期使用降噪效果会变差，故在实际生产中，微凸起2的间距都是不低于100μm。单独看表3的数据可知，对比微凸起2的间距从510μm减小到500μm时(最大声功率降低了0.06dB，平均声功率降低了0.06dB)，微凸起2的间距从500μm减小到490μm时(最大声功率降低了0.22dB，平均声功率降低了0.19dB)，平均声功率和最大声功率的下降幅度有较大提升，故可以优化选取微凸起2的间距为100μm到500μm，降噪效果良好，最大声功率降低了至少10.82dB，平均声功率降低了至少9.12dB，同时热效率值不低于91.0％，并且，加工工艺较为简单，适用于大型批量生产。除了上述的微凸起2的宽度以及相邻的微凸起2之间的距离之外，微凸起2的高度也对液体加热器200的降噪效果存在影响，在第一实施例中，微凸起2的高度为5μm到100μm，如此设置，可以有效降低液体加热器200工作时产生的噪音，也易于加工制造，并且微凸起2也更加耐磨损。为了验证微凸起2的高度对噪声的影响，本设计又给出了一实验：实验三实验条件：跟实验一相同。实验步骤：跟实验一相同。再选用如图5结构所示的电热水壶，当微凸起2(为圆柱形，宽度为50μm，间距为200μm，布设区域直径为120mm)在高度不同时所对应的实验数据具体见下表4。表4高度μm最大声功率/dB平均声功率/dB热效率值469.0563.5788.8％566.8962.0589.1％766.0961.3789.4％965.1760.5989.6％1064.6960.1489.7％1163.5459.0189.8％1662.3157.7790.0％2060.2956.3990.2％3059.1755.3090.4％4057.2953.4190.6％4855.5051.6991.3％4955.2651.4591.4％5055.0351.2391.5％5154.9851.1991.5％5254.9351.1591.6％6054.5250.7791.8％8053.9350.2892.1％10053.3749.7992.3％对比表1和表4的数据可知，当微凸起2的高度为5μm到100μm时，最大声功率降低了至少3.16dB，平均声功率降低了至少2dB，并且，液体加热器200的热效率值都在85％以上，满足使用要求，符合安规规定。单独看表4的数据可知，随着微凸起2的高度的逐渐变大，最大声功率和平均声功率降都会下降，热效率值整体呈向上逐渐提升趋势，但是微凸起2的高度越大，加工难度也越大，故一般微凸起2的高度都是不超过100μm的。当微凸起2的高度为5μm时，最大声功率降低了3.16dB，平均声功率降低了2.1dB，热效率值为89.1％，热效率值是高于现有产品的；当微凸起2的间距为4μm时，最大声功率只降低了1dB，平均声功率只降低了0.48dB，热效率值为88.8％(低于现有产品)，特别是平均声功率下降幅度明显低于微凸起2的高度为5μm时。综上可得，当微凸起2的高度为5μm到100μm时，降噪效果较为明显，且热效率值是高于现有产品。当微凸起2的高度较小时，水垢易附着表面，将微凸起2所覆盖，长期使用降噪效果会变差，且高度较小也导致微凸起2易被磨损掉，故在实际生产中，微凸起2的高度都是不低于10μm。同时，看表4的数据可知，当微凸起2的高度从9μm增加到10μm时，最大声功率降低了0.48dB，平均声功率降低了0.45dB；当微凸起2的高度从10μm增加到11μm时，最大声功率降低了1.15dB，平均声功率降低了1.13dB，由此可见，微凸起2的高度从9μm增加到10μm时，平均声功率和最大声功率的下降幅度明显小于从10μm增加到11μm时。单独看表4的数据可知，当微凸起2的高度从50μm增加到60μm时，最大声功率降低了0.51dB，平均声功率降低了0.46dB，进一步，对比微凸起2的高度从49μm增加到50μm时(最大声功率降低了0.23dB，平均声功率降低了0.22dB)，微凸起2的高度从50μm增加到51μm时(最大声功率降低了0.05dB，平均声功率降低了0.04dB)，平均声功率和最大声功率的下降幅度有明显减小。综上可得，同时考虑到高度越大，加工难度也越大，故优化选取微凸起2的高度为10μm到50μm，降噪效果良好，最大声功率降低了至少5.36dB，平均声功率降低了至少3.91dB，同时热效率值不低于89.7％，并且，加工工艺较为简单，适用于大型批量生产。通过在内胆1底壁11形成有设有微凸起2的降噪区域，将电热管3设于降噪区域内，来实现降低液体加热器200加热时所产生的噪音。具体地，电热管3位于降噪区域内的方式有多种，可以是微凸起2的布设区域覆盖底壁11内表面的中心，例如，请参阅图5和图6，在第一实施例中，微凸起2覆盖整个底壁11内表面，如此设置工艺相对较为简单，适用于大型批量生产。电热管3位于降噪区域内的方式还有请参阅图7至图9，在第二实施例中，微凸起2布设在一环形区域，液体加热器200加热过程中，主要是在电热管3与内胆1底壁11的连接区产生大量的气泡，通过设置环形的微凸起2不但可以达到降低噪音的效果，并且，相对于整个底壁11内表面设置微凸起2，大大降低了生产成本。为了验证环形布设的微凸起2对噪声的影响，本设计又给出了一实验：实验四实验条件：跟实验一相同。实验步骤：跟实验一相同。在现有电热水壶加设微凸起2(为圆柱形，宽度为50μm，间距为200μm，高度为50μm，布设区域外径为120mm)，测得了微凸起2在分布区域不同时所对应的实验数据，具体分别见下表5，表5中微凸起2的分布形状呈圆环形。表5内径mm最大声功率/dB平均声功率/dB热效率值10564.5660.3889.4％9062.3158.2689.9％7559.9256.0190.4％6058.5354.5190.7％4557.3353.3190.9％3056.2352.2991.2％1556.0352.2391.4％055.0351.2391.5％对比表1和表5中的数据可知，当微凸起2只布设在一环形区域时，也能降低液体加热器200加热时的噪音，在环形区域的内径在不超过105mm时(电热管3的内径为105mm，故环形区域的内径是不超过105mm的)，最大声功率降低了至少5.49dB，平均声功率降低了至少3.67dB，降噪效果良好，并且，热效率值都不低于89.4％，热效率值是高于现有产品。单独看表5中的数据，一定范围内，当微凸起2的布设区域内径越大，最大声功率和平均声功率都会上升，热效率值也会降低，但是也会降低生产制造成本，对比内径从45mm减小到30mm时(最大声功率降低了1.1dB，平均声功率降低了1.02dB)，当内径从30mm降到到15mm时(最大声功率降低了0.2dB，平均声功率降低了0.06dB)，最大声功率和平均声功率下降幅度减小，但是成本会随着内径的变小而增加。同时当内径不大于75mm时，热效率值比现有产品高出至少1.4％，最大声功率降低了至少10.13dB，平均声功率降低了至少8.04dB，特别是最大声功率的降低值超过了10dB，故综合考虑到生产成本、降噪效果以及热效率值后，可以优选内径为30mm到75mm，降噪效果良好且制造成本适中。当然，还可以是在内胆1侧壁12设置微凸起2，例如，微凸起2的布设区域覆盖至少内胆1侧壁12的底部内表面，通过内胆1侧壁12的底部内表面设置微凸起2，有利于让更多的气泡从内胆1底部快速脱离，进一步提升液体加热器200的降噪效果。通过内胆1底部的内表面设置微凸起2，加速了气泡的成型和脱落的过程，对于微凸起2的形状可以不作具体限制，微凸起2可以为半球形、圆柱形、圆锥形、棱锥形、直棱柱形或者正棱柱形，在第二实施例中，微凸起2为圆柱形，圆柱形的微凸起2易于成型。同样为了易于加工成型微凸起2，请参阅图10，在第三实施例中，微凸起2为四棱柱。如上介绍的电热管3是位于降噪区域内，并且是安装在高导热层的外表面，且高导热层的大于或者等于100W/m.k，电热管3通过高导热层与内胆1底壁11导接，增加了电热管3对内胆1底部的有效加热面积，让电热管3的热量能够均匀传递至内胆1的底部，可以让液体加热器200加热时的噪音降低。具体地，高导热层可以是高导热板，也可以是高导热涂层，在第二实施例中，高导热层为铝板31，如此设置，高导热层不但具有良好的导热性能，并且性价比较高，并且，通过铝板31安装电热管3，有利于电热管3的安装定位。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3