CN110360747A - 一种热水器用电磁发热体组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热水器用电磁发热体,包括冷水进口和热水出口,还包括由绝缘材料制成的壳体、一级发热管、二级发热管和缠绕在所述壳体外侧的电磁功率线圈,所述一级发热管及二级发热管均设置在所述壳体的内部,所述一级发热管为螺旋状结构,且所述一级发热管的上端与所述冷水进口相通,所述二级发热管穿插于所述一级发热管的内部,所述二级发热管的下端与所述热水出口相通。本发明充分利用了电磁功率线圈的能量,当水从冷水进口进入后先进入到壳体的底部,并随着水位上升到二级发热管的上端截面时水自然流入二级发热管,这时水与一级发热管和二级发热管的内壁、外壁完全接触,使得发热管的热量完全传导给水,提高了能效转换率,节约了能源。

Description

一种热水器用电磁发热体组件
技术领域
本发明涉及热水器设备技术领域,更具体地说,涉及一种热水器用电磁发热体组件。
背景技术
电热水器作为现在家庭的常规电器,使用非常广泛。目前,家用电热水器一般有储水式电热水器、即热式电热水器和速热式电热水器,这三种电热水器多数采用电热管直接***水中的方式进行加热,然而,现在普遍使用的加热管均为直管,这就导致在有限的容积内水不能与加热管的表面充分接触,使得能效转换率低,浪费了电源及单位容积内的热量,而且不能实现水电隔离,存在安全隐患。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明提供一种热水器用电磁发热体组件,在实现物理水电隔离,提高使用安全的前提下,增加发热体的表面积,提高水与发热体的接触面积,提高能效转换效率,节约电源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种热水器用电磁发热体,包括冷水进口和热水出口,还包括由绝缘材料制成的壳体、一级发热管、二级发热管和缠绕在所述壳体外侧的电磁功率线圈,所述一级发热管及二级发热管均设置在所述壳体的内部,所述一级发热管为螺旋状结构,且所述一级发热管的上端与所述冷水进口相通,所述二级发热管穿插于所述一级发热管的内部,所述二级发热管的下端与所述热水出口相通。
优选地,所述壳体的上端套设有连接体,所述连接体包括相贯通的连接部和进水部,所述一级发热管的上端插接在所述连接部内。
优选地,所述冷水进口处沿水流方向依次设有流量计和第一热电偶。
优选地,所述热水出口处设有第二热电偶。
优选地,所述第二热电偶设于所述壳体的下端的内部。
优选地,所述一级发热管的螺距大于或等于所述一级发热管的管径。
优选地,所述一级发热管的螺距为其管径的两倍。
优选地,所述壳体的上端的侧壁设有连接法兰,所述连接体与所述连接法兰连接。
优选地,所述一级发热管的材质为不锈钢或不锈铁,所述二级发热管的材质为不锈钢。
优选地,所述连接体与所述壳体之间设有密封圈。
本发明的有益效果是:通过在壳体内设置螺旋状的一级发热管和二级发热管,所述二级发热管穿插于所述一级发热管的内部,电磁功率线圈在工作时直接对一级发热管加热,并透过一级发热管每匝之间的间隙给二级发热管加热,不仅充分利用了电磁功率线圈的能量,而且实现了水电隔离,提高了使用安全。当水从冷水进口进入后先从一级发热管的内壁吸收热量并进入到壳体的底部后水位逐渐上升,水位在上升的过程中,水与一级发热管、二级发热管的外壁接触并吸收发热管发出的热量,当水位高于二级发热管的顶端开口截面时,在水压的作用下水流入二级发热管的孔内,并将二级发热管的内壁发出的热量带走。这时,水与一级发热管和二级发热管的内壁、外壁完全接触,使得发热管的热量完全传导给水,提高了能效转换率,节约了能源。本发明结构简单,使用效果好,易于推广使用。
附图说明
图1为本发明的热水器用电磁发热体的结构示意图。
图2为本发明的热水器用电磁发热体的局部剖视示意图。
图3为本发明的热水器用电磁发热体的工作原理图。
其中:1-冷水进口,2-热水进口,3-壳体,4-一级发热管,5-二级发热管,6-电磁功率线圈,7-连接体,8-连接部,9-进水部,10-流量计,11-第一热电偶,12-连接法兰,13-第二热电偶,14-密封圈。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,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发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。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。
请参阅附图1-2,本实施例的一种热水器用电磁发热体,包括冷水进口1和热水出口2,还包括由绝缘材料制成的壳体3、一级发热管4、二级发热管5和缠绕在所述壳体3外侧的电磁功率线圈6,所述一级发热管4及二级发热管5均设置在所述壳体3的内部,所述一级发热管4为螺旋状结构,且所述一级发热管4的上端与所述冷水进口1相通,所述二级发热管5穿插于所述一级发热管4的内部,所述二级发热管5的下端与所述热水出口2相通。
基于上述技术特征的热水器用电磁发热体组件,通过在壳体内设置螺旋状的一级发热管4和二级发热管5,所述二级发热管5穿插于所述一级发热管4的内部,电磁功率线圈6在工作时直接对一级发热管4加热,并透过一级发热管4每匝之间的间隙给二级发热管5加热,不仅充分利用了电磁功率线圈6的能量,而且实现了水电隔离,提高了使用安全。当水从冷水进口1进入后先从一级发热管4的内壁吸收热量并进入到壳体3的底部后水位逐渐上升,水位在上升的过程中,水与一级发热管4、二级发热管5的外壁接触并吸收发热管发出的热量,当水位高于二级发热管5的顶端开口截面时,在水压的作用下水流入二级发热管5的孔内,并将二级发热管5的内壁发出的热量带走。这时,水与一级发热管4和二级发热管5的内壁、外壁完全接触,使得发热管的热量完全传导给水,提高了能效转换率,节约了能源。本发明结构简单,使用效果好,易于推广使用。
本实施例中,所述壳体3的上端套设有连接体7,所述连接体7包括相贯通的连接部8和进水部9,所述进水部9远离所述连接部8的一端即为冷水进口1,所述一级发热管4的上端插接在所述连接部8内。较佳地,所述一级发热管4与所述连接部8通过螺纹连接,且所述一级发热管8上设置外螺纹,所述连接部8上设置内螺纹,安装连接方便。
另外,为保证所述连接体7与所述壳体的密封性,所述连接体7与所述壳体3之间设有密封圈14。具体地,所述密封圈14设置在所述壳体与所述连接体7的连接部8。
本实施例中,所述冷水进口1处沿水流方向依次设有流量计10和第一热电偶11,所述热水出口2处设有第二热电偶13。通过设置所述流量计10,当所述流量计10检测到有液体流动时,所述电磁功率线圈6开始工作。通过设置所述第一热电偶11检测所述冷进水口1的水温,同时通过设置所述第二热电偶13检测所述热水出口2的水温,然后通过与用户设定的水温进行比较,调节所述电磁功率线圈6的功率。
本实施例中,较佳地,所述流量计10和所述第一热电偶11均设置在所述连接体7的所述进水部9内,所述壳体3的下端为热水出口,所述第二热电偶3设置在所述壳体3的下端的内部。
本实施例中,较佳地,所述二级发热管5的下端与所述壳体3的下端螺纹连接。
本实施例中,为保证所述二级发热管5的发热效果,所述一级发热管4为螺旋状结构,其螺距大于或等于所述一级发热管4的管径。较佳地,所述一级发热管4的螺距为其管径的两倍。其中,所述一级发热管4的管径指它的外径。
本实施例中,所述壳体3的上端的侧壁设有连接法兰12,所述连接体7与所述连接法兰12连接。所述连接体7上设有用于连接所述连接法兰12的螺纹孔,所述连接法兰12上对应所述螺纹孔设有通孔,当所述连接体7与所述壳体3的上端配合连接好后用螺钉或螺栓连接所述螺纹孔,保证了所述连接体7与所述壳体3的连接强度。
本实施例中,较佳地,所述一级发热管4采用易加工成型的不锈钢或不锈铁材料制作。所述二级发热管5采用不锈钢材料制作,较佳地,所述二级发热管5采用含碳量较高的不锈钢材料,例如马氏体430系列。
请参阅附图3,本发明的热水器用电磁发热体的工作原理为,电磁发热体的相关电路接通电源,所述冷水进口1端的所述流量计10检测到管道内有液体流动,主控MCU由待机状态转入到工作状态,所述冷水进口1端的第一热电偶11和热水出口2端的第二热电偶13将检测到的相应测控点的液体温度传到主控MCU,主控MCU根据用户设定的出水水温设定,与当前检测到冷水进口1端的水温、热水出口2端的水温,以及液体流速等相应之间的关系,根据匹配的IGBT模组、电磁发热体的功率大小,调制输出相应的频率及脉宽,IGBT、电磁发热体进入工作状态,产生的电磁涡流作用于一级发热管4上,并通过一级发热管4每匝之间的间隙作用于一级发热管4的内侧,以及二级发热管5上;液体通过一级发热管4的内壁、再通过一级发热管4的外壁及二级发热管5的外壁,最后通过二级发热管5的内壁流出。通过增加液体与发热体的接触面积,可以提高相同功率作用下的电/热转换效率,降低能耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热水器用电磁发热体组件,包括冷水进口和热水出口,其特征在于:还包括由绝缘材料制成的壳体、一级发热管、二级发热管和缠绕在所述壳体外侧的电磁功率线圈,所述一级发热管及二级发热管均设置在所述壳体的内部,所述一级发热管为螺旋状结构,且所述一级发热管的上端与所述冷水进口相通,所述二级发热管穿插于所述一级发热管的内部,所述二级发热管的下端与所述热水出口相通。
2.如权利要求1所述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述壳体的上端套设有连接体,所述连接体包括相贯通的连接部和进水部,所述一级发热管的上端插接在所述连接部内。
3.如权利要求1所述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述冷水进口处沿水流方向依次设有流量计和第一热电偶。
4.如权利要求1所述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述热水出口处设有第二热电偶。
5.如权利要求4所述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述第二热电偶设于所述壳体的下端的内部。
6.如权利要求1所述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述一级发热管的螺距大于或等于所述一级发热管的管径。
7.如权利要求6述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述一级发热管的螺距为其管径的两倍。
8.如权利要求2述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述壳体的上端的侧壁设有连接法兰,所述连接体与所述连接法兰连接。
9.如权利要求1述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述一级发热管的材质为不锈钢或不锈铁,所述二级发热管的材质为不锈钢。
10.如权利要求2述的热水器用电磁发热体组件,其特征在于:所述连接体与所述壳体之间设有密封圈。
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