具有防冻裂功能的热水器的制作方法

1.本发明属于家用电器技术领域，尤其涉及一种具有防冻裂功能的热水器。


背景技术：

2.目前，热水器是人们日常生活中常用的家用电器，热水器分为电热水器、热泵热水器和太阳能热水器等类型，上述不同类型的热水器区别在于加热模块的形式不同。
3.热水器一般包括加热模块、进水管和出水管。用户家中供水管中的水经由进水管进入到加热模块中，水被加热后从出水管输出至用水终端（如水龙头或花洒）。
4.但是，在实际使用过程中，由于受环境温度的影响，当温度过低时，进水管处因结冰而发生管路涨破，进而导致使用可靠性降低。鉴于此，如何设计一种使用可靠性高的热水器技术是本发明所要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种具有防冻裂功能的热水器，实现利用泄压组件向外泄压排水，以减少胀管的现象发生，提高具有防冻裂功能的热水器的使用可靠性。
6.为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：在一个方面，本发明提供了一种具有防冻裂功能的热水器，其特征在于，包括：外壳，所述外壳上设置有进水管和出水管；加热模块，所述加热模块配置有进水口和出水口，所述加热模块用于加热流经的水；泄压组件，所述泄压组件包括第一连接管、堵头和弹簧，所述第一连接管中形成有阶梯孔，所述堵头的两端部分别设置有延长杆，所述堵头设置在所述第一连接管中并与所述阶梯孔的阶梯面配合形成密封区域，所述弹簧设置在所述第一连接管中并用于对所述堵头施加朝向所述阶梯面方向弹力，所述弹簧套在一所述延长杆上；其中，所述进水管与所述进水口连接，所述出水管与所述出水口连接；所述进水管、所述加热模块和所述出水管形成加热流路，所述第一连接管与所述加热流路连接。
7.与现有技术相比，本发明提供的具有防冻裂功能的热水器，通过在加热流路上设置泄压组件，泄压组件的第一连接管中设置有堵头，堵头通过弹簧实现封堵第一连接管的阶梯面，当加热流路中的水发生结冰时，水变为冰的过程中将发生体积的膨胀，加热流路中的水压增大，最终在水压作用下，堵头可以弹簧的弹力打开第一连接管，使得加热流路中的水外泄，以降低加热流路中的水压，减少发生胀管的现象，以提高具有防冻裂功能的热水器的使用可靠性。
8.本技术一些实施例中，所述第一连接管的外管口设置有封头，所述弹簧夹在所述封头与所述堵头之间。
9.本技术一些实施例中，所述第一连接管的管壁上设置有溢流口。
10.本技术一些实施例中，所述溢流口朝向所述外壳的背面。
11.本技术一些实施例中，还包括：防涨裂组件，所述防涨裂组件包括第二连接管和柔性缓冲部件，所述柔性缓冲部件设置在所述第二连接管中，所述第二连接管与所述加热流路连接。
12.通过在防涨裂组件中的第二连接管中放置有可以发送柔性变形的柔性缓冲部件，在冬季环境温度较低的情况下，当加热流路中的水发生结冰时，水变为冰的过程中将发生体积的膨胀，进而对第二连接管中的柔性缓冲部件进行挤压，柔性缓冲部件受挤压后会发生形变，以抵消水变为冰过程中因体积膨胀对加热流路产生的影响，减少发生胀管的现象，以提高具有防冻裂功能的热水器的使用可靠性。
13.本技术一些实施例中，所述柔性缓冲部件包括柔性管，所述柔性管的两端部为封闭结构，所述柔性管内形成所述中空气腔。
14.本发明提供的具有防冻裂功能的热水器，通过采用所述柔性管来制造所述柔性缓冲部件，所述柔性管能够方便的插入到所述第二连接管中，进而方便操作人员现场快速组装，同时，所述柔性管在所述第二连接管中能够沿轴线方向延长布置以增大所述柔性管所占的体积，这样，在后期使用时，使得所述柔性管能够产生更大的形变以抵靠水变冰导致的体积膨胀影响。
15.本技术一些实施例中，所述柔性缓冲部件还包括支撑筋，所述支撑筋设置在所述中空气腔中。
16.通过在所述柔性管中内置所述支撑筋，所述支撑筋能够对所述柔性管的管壁提供支撑力，这样，在正常使用过程中，第二连接管中的水的压力不会将所述柔性管压瘪，以确保所述柔性管保持外形轮廓并占据足够的空间，进而确保在水结冰时能够产生足够的形变量。
17.本技术一些实施例中，所述支撑筋的截面为一字型结构或十字型结构。
18.本技术一些实施例中，所述支撑筋为柔性结构。
19.本技术一些实施例中，所述柔性缓冲部件为气囊。
20.通过在第二连接管中放置气囊，气囊能够在水变冰发生膨胀时被挤压，以预留出空间满足水变冰过程中体积的增大需求。
21.本技术一些实施例中，所述第二连接管的外端部伸出至所述外壳的外部，所述第二连接管的外端部设置有可拆卸的维修盖。
22.通过将所述第二连接管的外端部延伸至所述外壳的外部，所述第二连接管的外端部设置有可拆卸的所述维修盖，当所述第二连接管中的柔性缓冲部件因被挤压发生破损时，则可以通过打开所述维修盖进行维修更换，以确保具有防冻裂功能的热水器具有良好的抗冻能力。
23.本技术一些实施例中，所述第二连接管上设置有第一连接口，所述第一连接口连接在所述进水管或所述出水管上。
24.本技术一些实施例中，所述第二连接管连接在所述加热模块与所述进水管或所述出水管之间。
25.本技术一些实施例中，所述第二连接管上设置有第二连接口和第三连接口；所述第二连接口与所述加热模块连接，所述第三连接口与所述进水管或所述出水管连接。
26.本技术一些实施例中，所述第二连接管上设置有第四连接口，所述第一连接管连
接在所述第四连接口上。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明具有防冻裂功能的热水器一实施例的结构示意图;图2为本发明具有防冻裂功能的热水器一实施例的局部结构示意图；图3为本发明具有防冻裂功能的热水器一实施例中防涨裂组件的结构示意图；图4为本发明具有防冻裂功能的热水器一实施例中泄压组件和防涨裂组件的组装剖视图；图5为本发明具有防冻裂功能的热水器一实施例中的柔性管结构示意图之一；图6为本发明具有防冻裂功能的热水器另一实施例中的柔性管结构示意图之二；图7为图6中b区域的局部放大示意图。
29.附图标记说明：外壳1；进水管11、出水管12；电加热模块2；防涨裂组件3；第二连接管31、柔性缓冲部件32、维修盖33；柔性管321、支撑筋322；压力破损部3211、连通管3212；泄压组件4；第一连接管41、堵头42、弹簧43、封头44；阶梯面411、溢流口412、延长杆421。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明的是，在本发明的描述中，术语”上”、”下”、”左”、”右”、”竖”、”横”、”内”、”外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语”第一”、”第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语”安装”、”相连”、”连接”、”固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之”上”或之”下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征”之上”、”上方”和”上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征”之下”、”下方”和”下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
35.具有防冻裂功能的热水器根据加热模块的加热源不同分为:电具有防冻裂功能的热水器、燃气具有防冻裂功能的热水器、太阳能具有防冻裂功能的热水器和热泵具有防冻裂功能的热水器，其中，电具有防冻裂功能的热水器中的加热模块采用电加热部件（如电加热管）进行加热，燃气具有防冻裂功能的热水器中的加热模块采用燃烧器，太阳能具有防冻裂功能的热水器中的加热模块采用太阳能集热板，热泵具有防冻裂功能的热水器的加热模块则采用换热器。
36.其中，对于不同的具有防冻裂功能的热水器均配置有进水管和出水管，而在使用过程中，因环境温度影响，在冬季环境下，水管中的水容易发生结冰而造成胀管，为此，则需要配置防涨裂组件来解决胀管的问题。
37.以下以即热式电具有防冻裂功能的热水器为例进行说明。
38.即热式电具有防冻裂功能的热水器是采用电能作为主要能源材料，通电后产生的高温热量直接对即热式电具有防冻裂功能的热水器中存储的水进行加热，以达到制备热水目的的一种具有防冻裂功能的热水器。
39.即热式电具有防冻裂功能的热水器通常包括电加热模块和电控板等部件组成，其中，电加热模块中形成水腔体以存储待加热的水，电加热模块中的电加热部件通电对流入到水腔体中的水进行加热，电控板用于控制电加热模块通断电运行，以使得电加热模块输出的水加热到设定的温度。
40.对于电控板而言，其用于接收相关传感器（如水温传感器、流量传感器）发送的检测信号，同时，控制电加热模块通断电运行。
41.在具有防冻裂功能的热水器工作时，由电控板控制电加热模块通电加热，从进水管流入到电加热模块中的水被加热后，热水从出水管输出。
42.如图1-图5所示，本实施例具有防冻裂功能的热水器，包括：外壳1，外壳1上设置有进水管11和出水管12；电加热模块2，电加热模块2配置有进水口和出水口，电加热模块2用于加热流经的
水；泄压组件4，泄压组件4包括第一连接管41、堵头42和弹簧43，第一连接管41中形成有阶梯孔，堵头42的两端部分别设置有延长杆421，堵头42设置在第一连接管41中并与所述阶梯孔的阶梯面411配合形成密封区域，弹簧43设置在第一连接管41中并用于对堵头42施加朝向阶梯面411方向弹力，弹簧43套在一延长杆421上；其中，所述进水管与所述进水口连接，所述出水管与所述出水口连接；所述进水管、所述加热模块和所述出水管形成加热流路，第一连接管41与所述加热流路连接。
43.具体而言，本实施例具有防冻裂功能的热水器在使用过程中，通过外壳1安装在房间的墙壁，进水管11则与用户家中的供水管路连接，出水管12则与用户家中的用水终端（热水龙头或洗浴花洒）。
44.在实际使用过程中，用户家中供水管路中的水经由进水管11流入到电加热模块2中，电加热模块2通电对流经的水流进行加热，电加热模块2输出的热水再经由出水管12输出并通过用水终端供用户使用。
45.而在冬季环境下使用过程中，加热流路上连接的泄压组件4同样有水流入到第一连接管41中，当温度降低使得加热流路中的水产生结冰时。由于用户在不使用热水的情况下，加热流路和第一连接管41形成密闭的管路，水在结冰过程中，管路中固液混合物的体积将发生膨胀，进而导致管路内的水压增大。
46.在管路中的固液混合物将发生膨胀的过程中，随着管路内的水压持续增大，使得堵头42收到的水压压力大于弹簧43施加的弹力，进而使得堵头42能克服弹簧43的弹力移动，堵头42远离阶梯面411以打开第一连接管41实现泄压。同时，堵头42在移动过程中，通过两端部配置的延长杆421能起到导向的作用，进而确保在泄压后，堵头42能够自动封堵住阶梯面411以密封住所述阶梯孔。
47.在一些实施例中，第一连接管41的外管口设置有封头44，弹簧43夹在封头44与堵头42之间。
48.具体的，第一连接管41通过一端部螺纹安装上封头44来对弹簧43进行支撑，进而使得弹簧43夹在堵头42和封头44之间。其中，为了方便对套有弹簧43的延长杆421进行导向，可以将封头44设置为环形结构，这样，堵头42在滑动过程中，延长杆421能够插入到封头44形成的圆孔中进行支撑导向。
49.在某些实施例中，第一连接管41的管壁上设置有溢流口412。
50.具体的，在堵头42被水压推动打开后，溢流出的水将经由溢流口412排出至第一连接管41的外部。优选地，溢流口412朝向所述外壳的背面，这样，从溢流口412排出的水将经由所述外壳的背板向下流动，而所述外壳的底部可以配合排水孔（未图示），最终溢流出的水从所述排水孔流出。
51.通过采用所述柔性管来制造所述柔性缓冲部件，所述柔性管能够方便的插入到所述第二连接管中，进而方便操作人员现场快速组装，同时，所述柔性管在所述第二连接管中能够沿轴线方向延长布置以增大所述柔性管所占的体积，这样，在后期使用时，使得所述柔性管能够产生更大的形变以抵靠水变冰导致的体积膨胀影响。
52.基于上述技术方案，可选的，本发明具有防冻裂功能的热水器还包括防涨裂组件3。
53.防涨裂组件3包括第二连接管31和柔性缓冲部件32，柔性缓冲部件32设置在第二连接管31中，第二连接管31与所述加热流路连接。
54.具体的，加热流路上连接的防涨裂组件3同样有水流入到第二连接管31中，在冬季环境下，当温度降低使得加热流路中的水产生结冰时。由于用户在不使用热水的情况下，加热流路和第二连接管31形成密闭的管路，水在结冰过程中，管路中固液混合物的体积将发生膨胀。
55.在管路中的固液混合物将发生膨胀的过程中，由于第二连接管31与加热流路相连通，固液混合物中未结冰的水将流向到第二连接管31内，以使得第二连接管31内的水不断增加，在水压的作用下，柔性缓冲部件32将被压缩变形，进而满足管路内体积膨胀的要求。
56.由于柔性缓冲部件32能够被水或冰挤压变形，这样，便可以减轻加热流路中管道内压力上升值，以有效的减少胀管现象的发生。
57.通过在具有防冻裂功能的热水器的加热流路上连接防涨裂组件，防涨裂组件中的第二连接管中放置有可以发送柔性变形的柔性缓冲部件，在冬季环境温度较低的情况下，当加热流路中的水发生结冰时，水变为冰的过程中将发生体积的膨胀，进而对第二连接管中的柔性缓冲部件进行挤压，柔性缓冲部件受挤压后会发生形变，以抵消水变为冰过程中因体积膨胀对加热流路产生的影响，减少发生胀管的现象，以提高具有防冻裂功能的热水器的使用可靠性。
58.本技术一些实施例中，柔性缓冲部件32包括柔性管321，柔性管321的两端部为封闭结构，柔性管321内形成所述中空气腔。
59.具体的，柔性管321可以采用硅胶或橡胶等材料加工而成，这样，使得柔性管321在外部受压时能够发生压缩变形以满足水变冰导致体积增大的要求。
60.通过采用柔性管321来制造柔性缓冲部件32，在组装过程中，柔性管321能够方便的插入到第二连接管31中，进而方便操作人员现场快速组装。
61.另外，对于柔性管321而言，其正常较长，柔性管321在第二连接管31中能够沿轴线方向延长布置，以充分的利用第二连接管31的长度方向增大柔性管321所占的体积。这样，在后期使用时，使得柔性管321能够产生更大的形变以抵靠水变冰导致的体积膨胀影响。
62.本技术一些实施例中，柔性缓冲部件32还包括支撑筋322，支撑筋322设置在所述中空气腔中。
63.具体的，由于具有防冻裂功能的热水器在正常使用过程中，供水管网的水压也具有一定的压力，为了减少在正常使用过程中，柔性管321因水压而发生过大的形变，则可以在柔性管321中内置有支撑筋322。
64.这样，在正常使用过程中，流入到第二连接管31中的水会对柔性管321产生压力，而在支撑筋322的作用下，能够很好的保持柔性管321的外形轮廓状态，以避免出现柔性管321因受水压影响而被压瘪。
65.通过在柔性管321中内置支撑筋322，支撑筋322能够对柔性管321的管壁提供支撑力，这样，在正常使用过程中，第二连接管31中的水的压力不会将柔性管321压瘪，以确保柔性管321保持外形轮廓并占据足够的空间，进而确保在水结冰时能够产生足够的形变量。
66.其中，对于支撑筋322而言，其截面可以采用一字型结构或十字型结构。
67.另外，为了确保在水变冰的过程中，柔性管321能够被有效的压缩，支撑筋322为柔
性结构。
68.具体的，支撑筋322采用柔性结构，这样，当柔性管321在水变冰过程中受较大压力的情况下，支撑筋322也能够发生形变以空出更多的空间，进一步的提高防胀管的能力。
69.进一步的，为了最大限度的增大防胀管能力，在某些实施例中，如图6-图7所示，柔性管321中填充有吸水放热材料，柔性管321上还设置有压力破损部3211。
70.具体的，当水路中的水大部分处于结冰的状态时，此时，柔性管321将发生较大成程度的压缩。但是，随着结冰程度的进一步加重，在第二连接管31中水压持续增加后，将使得柔性管321上的压力破损部3211发生破裂，进而使得第二连接管31中的水进入到柔性管321中。水与吸水放热材混合过程中，吸水放热材溶液水并产生热量，进而可以将第二连接管31中的冰加热融化。与此同时，由于压力破损部3211在破损后，可以满足水进入到柔性管321中的要求，但是，柔性管321中混合液在外界压力作用下不会反向流出，以确保使用可靠性。
71.吸水放热材料一般可以采用可溶于水的材料，如：氧化钙。而为了避免柔性管321中的溶液反流出，可以在柔性管321的底部设置有连通管3212，连通管3212的外端部为敞开结构，连通管3212的内端部形成有压力破损部3211。
72.压力破损部3211可以为设置在连通管3212上的薄膜等结构，在实际使用过程中，当柔性管321的外部压力超过设定值后，压力破损部3211会因压力而发生破损，这样，便使得柔性管321外部的水经由连通管3212流入到柔性管321中，水进入到柔性管321中并与吸水放热材料混合。
73.吸水放热材料与水混合后将释放热量，进而起到加热第二连接管31，以减缓第二连接管31中的水继续结冰，进而更有效地减少出现胀管的现象发生。
74.与此同时，第二连接管31通常竖向布置，相对应的，连通管3212一般布置在柔性管321的下端部，这样，以避免柔性管321中的混合液反流至第二连接管31中，以提高使用可靠性。
75.优选地，当压力破损部3211破损时，则说明结冰情况严重了，为此，柔性管321的底部还设置有漏水传感器（未图示），漏水传感器布置在柔性管321的底部，并能够检测到柔性管321中进水，进而向具有防冻裂功能的热水器的控制器发送信号，以触发具有防冻裂功能的热水器进行报警提示。
76.在另一个实施例中，对于柔性缓冲部件32而言，柔性缓冲部件32还可以采用气囊。具体的，通过在第二连接管中放置气囊，气囊能够在水变冰发生膨胀时被挤压，以预留出空间满足水变冰过程中体积的增大需求。
77.本技术一些实施例中，为了方便维修更换柔性缓冲部件32，第二连接管31的外端部伸出至外壳1的外部，第二连接管31的外端部设置有可拆卸的维修盖33。
78.具体的，在长时间使用或因结冰而造成柔性缓冲部件32发生破损时，操作人员可以打开维修盖33，以将第二连接管31中的柔性缓冲部件32拆除以更换新的柔性缓冲部件32。
79.而通过将第二连接管31的外端部延伸至外壳1的外部，第二连接管31的外端部设置有可拆卸的维修盖33，当第二连接管31中的柔性缓冲部件因被挤压发生破损时，则可以通过打开维修盖33进行维修更换，以确保具有防冻裂功能的热水器具有良好的抗冻能力。
80.本技术一些实施例中，对于第二连接管31的连接方式有多种，例如：第二连接管31上设置有第一连接口，所述第一连接口连接在进水管11或出水管12上。
81.具体的，第二连接管31通过第一连接口仅是与加热流路进行连通，以使得加热流路中的水能够充满第二连接管31。
82.或者，第二连接管31连接在电加热模块2与进水管11或出水管12之间。
83.具体的，以第二连接管31连接在电加热模块2与进水管11为例，供水管路中的水从进水管11进入到第二连接管31，然后经由第二连接管31再进入到电加热模块2中。而为了方便管路的连接，第二连接管31上设置有第二连接口和第三连接口；所述第二连接口与电加热模块2连接，所述第三连接口与进水管11或出水管12连接。
84.本技术一些实施例中，所述第二连接管上设置有第四连接口，第一连接管41连接在所述第四连接口上。
85.具体的，为了方便安装，第一连接管41连接在所述第二连接管上，以使得泄压组件4通过所述防涨裂组件完成安装，进而简化整体结构形式降低组装难度。
86.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。
87.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。