CN102353133B - 快热式电加热开水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电加热开水装置，特别是即热式电水壶的快热式电加热开水装置，该装置可实现连续送出开水的功能。本发明主要由壳体（1）、进水管、加热腔（8）、出水管等组成，其中，加热腔内设电热管（9），其特征是，在壳体的上端部设置进水腔（2），进水管（15）依次与进水腔（2）、补水管（7）、加热腔（8）、出水腔（10）串接贯通，其中，进水管（15）、补水管（7）、加热腔（8）呈纵向排列，出水腔（10）位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，在倾斜状的低位处设置出水口（11），在进水腔（2）内设置水位控制装置。本发明的优点是：合理控制进水腔的水位高度，进而控制加热腔中水位的高度，相应的设置出水腔的进水口位置，以及合理设置加热腔的结构，使得在加热腔顶部的局部水沸腾，利用水沸腾时瞬间产生的高水位顺着出水腔、出水口流出，确保获得真正的开水。本发明装置，结构紧凑且整体集成，可实现成本最低化，确保出开水时间≤5s。

Description

快热式电加热开水装置

技术领域

本发明涉及电加热开水装置，特别是即热式电水壶的快热式电加热开水装置，该装置可实现连续送出开水的功能。

背景技术

经过多年发展，人们开发了多种可以连续提供开水的电加热开水装置，如中国专利文献在2000年3月15日公告的一种名称为“瞬间开开水饮水机”授权公告号为CN2368420Y的技术方案，该专利提出了一种包括外壳主体，外壳主体的上部为水箱，水箱底有多个出口，水箱内设有多个热水导管，热水导管下端伸出水箱底，上端与设置在水箱外侧的热水漏斗盘连接，出水口比水箱水位高，水快速加热器设置在外壳主体下部。该专利的结构特点使加热器仅仅加热加热器内少量的水，水烧开后及时送出，而且只能将水烧开后才能送出，实现了可以连续出开水，出水速度快的效果，通电15秒即可出开水；但该装置的缺陷是，需要把加热器中的水全部烧开才能出水，出水速度慢，而且在使用时不可避免的将冷水从热水导管部分带出，并结构相对复杂。2005年5月25日公开的一种名称为“快速电加热饮水机”公开号为CN1618380A的专利，该专利技术方案提出的快速电加热饮水机的结构由壳体、瓶座、水斗、加热体、液化罐和附加电加热体等部件构成，电加热体由水管和电加热管通过铸体紧贴而成，电加热体是把流过水管的水加热后流出，所以出水温度较低，不能保证连续出沸腾后的开水。2009年1月14日公开的一种名称为“具有双层储水腔的快速电热饮水机”专利公告号为CN101342053A的专利，所述装置包括壳体、设于壳体上的瓶座和设于壳体内的加热管路，加热管路中设有加热体，加热管路的下端为进水端，加热管路的上端则为出水端，出水端与出水口相连，其特征在于：所述的瓶座下端设有储水槽，该储水槽具有相隔离的上储水腔和下储水腔，上储水腔和下储水腔通过一水体通道相连通，下储水腔内于水体通道处设有可控制水体通道通断的浮阀，下储水腔与加热管路的进水端相连通，达到了提高出水温度的目的。综上的技术至少存在如下问题：1、加热装置由多个零部件组成，结构复杂，相应的制造成本高；2、加热装置实现了通电后快速出水，但出水速度较慢，出水温度也不够高（75-90℃），甚至出的是没有开的生水或者夹杂生水；3、加热装置的出水口的出水管内含有一段残留冷水的，出热水时必将冷水带出；4、采用外热式结构，尺寸大，热效率低。

发明内容

本发明根据上述现有技术的不足之处，提出一种结构简单、确保连续出水为沸腾后的水，并且即热即用，高效节能的电加热开水装置。

本发明目的由以下技术方案实现：

本发明主要由壳体1、进水管16、进水腔2、加热腔8、出水腔10等组成，其中，加热腔8内设电热管9，在壳体的上端部设置进水腔2，进水腔2依次与补水管7、加热腔8、出水腔10串接贯通，其中，补水管7和加热腔8呈U型结构；出水腔10位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，在倾斜状的低位处设置出水口11，在进水腔2内设置水位控制装置；所述的出水腔10位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，倾斜角度为5~35°，进一步的优选为倾斜角度为12~16°；在所述的进水腔2内设置水位控制装置为溢流阀；在所述出水腔10的倾斜状底面上设置压力平衡管12；所述的加热腔内安装的电热管9与加热腔内壁之间的间隙为2-10mm；在所述加热腔8与出水腔10的联接处的加热腔出口高于进水腔2内的水位5-30mm；所述的加热腔10的净流通截面面积为2-10cm²，进一步优选为3cm²；所述的加热腔10的高度为100-500mm，内设加热管的功率为1000-3000W。

本发明的优点是：合理控制进水腔的水位高度，进而控制加热腔中水位的高度，以及合理设置加热腔的结构，使得在加热腔顶部的局部水沸腾，利用水沸腾时形成的高水位顺着出水腔、出水口流出，确保获得真正的开水。本发明装置，结构紧凑且整体集成，可实现成本最低化，确保出开水时间≤5s。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明结构示意图；并图2的C-C剖视图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是加热腔主体的D-D剖视图；

图4是图一中溢流阀结构示意图；

图5是图4的B-B剖面图；

图6是本发明另一种结构示意图；

图7是本发明再另一种结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明特征及相关特征作进一步说明，以使同行业技术人员更容易理解：

如附图1-7示意，其中的标号分别表示：1-壳体、2-进水腔、3-进水口，4-溢水口、5-套管，6-调节旋钮、7-补水管、8-加热腔、9-电热管、10-出水腔、11-出水口、12-压力平衡管、13-法兰、14-密封圈、15-微型水泵、16-进水管、17-溢水管、18-水箱。

实施例1

如附图1-5示意，本发明装置主要由壳体1、进水管16、进水腔2、加热腔8、出水腔10等组成，其中，加热腔8内设电热管9，在壳体的上端部设置进水腔2，进水依次从进水腔2、补水管7、加热腔8、出水腔10串接贯通，其中，补水管7和加热腔8呈U型结构，进水腔2和出水腔10分别在U型的两个上端，并且补水管7、加热腔8、进水腔2和出水腔10可以形成一个整体的组件，也可以单独设立，这为同行业技术人员所容易理解；出水腔10位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，在倾斜状的低位处设置出水口11，所述的出水腔10位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，倾斜角度为15°；在所述出水腔10的倾斜状底面上设置压力平衡管12，该压力平衡管不是必须安装的，但在某些情况下可以防止出水口有蒸汽窜出；在进水腔2内设置水位控制装置，该水位控制装置最好选择溢流阀，所述的溢流阀是布置在溢水口4上端口的套管5，该套管下半部管壁封闭，上半部分管壁部分透空允许水流进入，套管5由调节旋钮6用螺旋方式上下调节，调节旋钮6布置在进水腔的上部，套管的进水口的高度决定了进水腔内的最低水位，套管向上调节到较高位置时，进水腔内的水位也较高；所述的加热腔内安装的电热管9与加热腔内壁之间的间隙为3mm，该间隙的选择是在实践中是很重要的，在电热管功率特定的情况下是决定加热腔顶端水沸腾高度控制的一个要素；在所述出水腔10与加热腔8的联接处的进水口高于进水腔2内的水位5-30mm，该高度的设计与电热管功率、加热腔的结构尺寸密切相关，进一步讲是水表面在沸腾时产生的液位变化控制；所述的加热腔8可采用椭圆形截面，净流通截面积选2.5cm²，进水流量＞1L/min，这种结构可实现约400mL/min的开水出水量；所述的加热腔8的高度为100-500mm，内设加热管的功率为1000-3000W。

本发明装置的工作过程是进水是由微型水泵15将水箱18中的水通过进水管16从进水腔的进水口3进入，水泵的出水量比开水出水量大许多，被加热的水通过补水管7进入加热腔的底部，多余的水从溢水口上端口中的套管5流出进入溢水管17，该部分水与水箱的水汇合重新进入微型水泵，位于溢水口上端口的套管5可以上下调节，该套管下半部管壁封闭，上半部分管壁部分透空允许水流进入，套管5的结构如图4、图5所示，套管5由调节旋钮6用螺旋方式上下调节，调节旋钮6布置在进水腔的上部，套管进水口的高度决定了进水腔内的最低水位，套管向上调节到较高位置时，进水腔内的水位也较高，此时与加热腔出口的高度差较小，进水腔内的水位比加热腔的出口高度低5-30mm，该高度差与水沸腾时开水流出的延迟时间相关，高度差较大，需要把加热腔上部更多的水加热至沸腾，所以预热时间较长，同时水沸腾的时间也较长。当加热腔8内充满水电热管9通电发热后，电热管9周围的水开始被加热，对流使温度高的水向上流动，使处于最高水位的水很快升温至100℃并沸腾，沸腾部分的水含有大量汽泡，比重较低，水位提高超出加热腔的出口位置，开水流出加热腔8进入出水腔10，然后从出水口11流出，而冷水不断从补水管7得到补充，由此，电热管9通电发热，加热腔8内的水不断被加热并向上流动，形成加热腔8内的水温从下到上逐步升高直到水面沸腾，沸腾的水连续地从加热腔8进入出水腔10，从而实现连续流出开水的效果。经过大量试验，加热腔的高度可在100-500mm范围内选择，在这个范围内，本装置的功能和性能基本保持不变；开水出水量由输入功率和进水温度两个参数决定，输入功率的可适用范围500-10000W，优选1000-3000W。出水腔10在加热腔8的上端，并与加热腔连成一体，且出水腔的一部分即为加热腔的上端部分，这样的结构，省去了出水管道，避免了沸腾的水流出来时带出出水管中原有的冷水，出水口11在出水腔10的另一侧，出水口11向下，从加热腔出口到出水口是一个逐渐向下的斜面，使翻滚出来的开水顺势流出，该斜面与水平面成15°最佳，出水腔10中布置压力平衡管12，压力平衡管12的入口高出出水腔底部一定高度，避免开水进入压力平衡管，压力平衡管12从出水腔10的底部、侧面或上部伸出出水腔，压力平衡管12的作用是平衡出水腔内外的压力，避免出水口出现水流不稳定现象。电热管9包括法兰13、密封圈14等，电热管通过法兰与加热腔8组装，电热管的数量根据需要确定，可以是单根的，也可以多根。

实施例2

如图6示意，本实施例与实施例1的差别是采用电热管从加热腔上部装入，电热管采用不锈钢或铜镀镍管材，加工成U型，采用2500W功率，加热腔采用椭圆形截面，净流通截面积选3cm²，进水流量＞1L/min，这种结构可实现约500mL/min的开水出水量。

实施例3

如图7示意，本实施例与实施例1的差别是采用的电热管采用直管，法兰在电热管的两端，法兰安装于加热腔的上部和下部，电热管的数量四根，电热管采用不锈钢或铜镀镍管材，每支电热管功率1000W，加热腔采用圆形截面，净流通截面积选4cm²，进水流量＞1.5L/min，这种结构可实现约800mL/min的开水出水量。

虽然以上已经参照附图对按照本发明目的的构思和实例作了详尽说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，而这种改进和变换仍然应当属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种快热式电加热开水装置，主要由壳体（1）、进水管（16）、加热腔（8）、出水腔（10）组成，其中，加热腔内设电热管（9），其特征是，在壳体的上端部设置进水腔（2），进水腔（2）依次与补水管（7）、加热腔（8）、出水腔（10）串接贯通，其中，补水管（7）和加热腔（8）呈U型结构，出水腔（10）位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，在倾斜状的低位处设置出水口（11），在进水腔（2）内设置水位控制装置，所述的出水腔（10）位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，倾斜角度为5~35°，在所述出水腔（10）的倾斜状底面上设置压力平衡管（12）,在所述加热腔（8）与出水腔（10）联接处的加热腔（8）的出口高于进水腔（2）内的水位5-30mm。

2.根据权利要求1所述的快热式电加热开水装置，其特征是，所述的出水腔（10）位于加热腔的上端部的侧面且底面相对水平面呈倾斜状，倾斜角度为12~16°。

3.根据权利要求1所述的快热式电加热开水装置，其特征是，在所述的进水腔（2）内设置水位控制装置为溢流阀。

4.根据权利要求1所述的快热式电加热开水装置，其特征是，所述的加热腔内安装的电热管（9）与加热腔内壁之间的间隙为2-10mm。

5.根据权利要求1所述的快热式电加热开水装置，其特征是，所述的加热腔（10）的净流通截面面积为2-10cm²。

6.根据权利要求5所述的快热式电加热开水装置，其特征是，所述的加热腔（10）的净流通截面面积为3cm²。

7.根据权利要求1所述的快热式电加热开水装置，其特征是，所述的加热腔（10）的高度为100-500mm，内设电热管的功率为1000-3000W。