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一種含有擾流裝置的速熱型電熱水器的制造方法

文檔序號(hào):9920691閱讀:698來源:國知局
一種含有擾流裝置的速熱型電熱水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水加熱裝置領(lǐng)域,尤其涉及一種含有擾流裝置的速熱型電熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會(huì)的生活節(jié)奏越來越快,人們對(duì)于許多事物也更加追求便捷、高效率。
[0003]家用的電熱水設(shè)備就是一個(gè)非常典型的例子,人們對(duì)于燒水的速度要求不斷提高。目前市場(chǎng)上的速熱型電熱水設(shè)備通常是采用增大加熱體與水的接觸面積來實(shí)現(xiàn)的。如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220117789.5的中國專利公開了一種節(jié)能速熱水壺,在壺體內(nèi)沿其縱向貫穿設(shè)置有一過火通道,所述過火通道下端開口與壺體底部齊平,上端開口高于壺體上端部;所述過火通道由下往上逐漸變小呈一喇叭狀。在壺體內(nèi)設(shè)計(jì)過火通道,加大了受熱面接,節(jié)約了燒水時(shí)間,同時(shí)也節(jié)約了能源。此外將過火通道設(shè)計(jì)成喇叭狀,使得火焰充分并直接與過火通道壁接觸,大大提高了加熱效率。
[0004]雖然增大換熱面積能夠有效提升加熱速率,但是單單通過增大換熱面積這一因素來提升加熱速率目前已到達(dá)瓶頸,很難再繼續(xù)大幅提升。因此還需要配合其他因素來提升加熱水的速率。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201020135345.5的中國專利公開了一種即開式熱水壺,包括壺體,在壺體內(nèi)設(shè)有冷水腔和速熱腔,冷水腔和速熱腔之間由進(jìn)水管相連,速熱腔連通固定在冷水腔中的沸騰管內(nèi)腔,沸騰管頂部出口插入氣水處理器,氣水處理器上設(shè)有與冷水腔連通的排氣孔,氣水處理器的底部連通集水腔,集水腔與熱出水管相連。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中普通水壺加熱速度慢、不能按需要用水量即刻得到開水以及造成能源浪費(fèi)的缺陷,通過上述設(shè)計(jì),能快速得到需要用水量的開水,具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、快速節(jié)能、出水穩(wěn)定、出水量大,可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]上述熱水壺的原理是在短時(shí)間內(nèi)快速加熱少量水,并將先加熱完畢的熱水進(jìn)行使用,但是其并不能提升滿負(fù)荷體積水量加熱的速率,當(dāng)一次性需要大量熱水時(shí),其仍無法滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種含有擾流裝置的速熱型電熱水器。本發(fā)明的含有擾流裝置的速熱型電熱水器能夠提升加熱水的熱交換速率,對(duì)水體實(shí)現(xiàn)快速加熱。
[0008]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種含有擾流裝置的速熱型電熱水器,包括殼體和設(shè)于殼體內(nèi)的內(nèi)膽,所述內(nèi)膽內(nèi)設(shè)有發(fā)熱管。所述內(nèi)膽內(nèi)設(shè)有氣動(dòng)隔膜,所述氣動(dòng)隔膜將內(nèi)膽隔為冷水腔和熱水腔,氣動(dòng)隔膜上設(shè)有方向?yàn)槔渌煌ㄏ驘崴坏膯蜗蜷y;所述發(fā)熱管設(shè)于熱水腔內(nèi)。所述熱水腔的頂部設(shè)有擾流裝置,所述擾流裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和設(shè)于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的螺旋槳,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)于內(nèi)膽與殼體之間,所述螺旋槳穿過內(nèi)膽頂壁設(shè)于內(nèi)膽內(nèi)。
[0009]現(xiàn)有傳統(tǒng)的燒水裝置都是通過增加加熱體與水的接觸面積來實(shí)現(xiàn)快燒,雖然增大換熱面積能夠有效提升加熱速率,但是單一通過增大換熱面積這一因素來提升加熱速率目前已到達(dá)瓶頸,很難再繼續(xù)大幅提升。因此還需要配合其他因素來提升加熱水的速率。
[0010]燒水裝置的在工作時(shí),實(shí)際原理上是對(duì)燒水裝置內(nèi)局部水先進(jìn)行加熱,然后通過水體流動(dòng)將熱量分散到全部水中。但是由于燒水裝置內(nèi)的水是相通的,不同部位的水產(chǎn)生溫差后會(huì)迅速發(fā)生熱傳遞,從而減少溫差。我們知道,水之間的溫差越大,其發(fā)生熱交換的速率越快,但是由于燒水裝置不同部位的水之間溫差較小,因此其熱交換的速度較慢,導(dǎo)致燒水速率不夠快。
[0011]本發(fā)明的電熱水器的內(nèi)膽內(nèi)設(shè)有氣動(dòng)隔膜,將內(nèi)膽內(nèi)部分隔為冷水、熱水腔。在燒水前,分別對(duì)冷、熱水腔進(jìn)行注水,熱水腔內(nèi)的水不注滿。然后進(jìn)行燒水。
[0012]在燒水過程中,由于氣動(dòng)隔膜的阻隔,熱水腔的水首先被加熱,而冷水腔的水基本沒有被加熱,兩者之間的溫差較大。當(dāng)熱水腔的水到達(dá)一定溫度后,熱水腔內(nèi)壓強(qiáng)增大(燒水前熱水腔內(nèi)水不注滿(85-90%),作用是留有一定的空氣,空氣受熱后體積膨脹較快),氣動(dòng)隔膜被推向冷水腔,冷水腔內(nèi)的水受到擠壓后,部分水通過單向閥被排往熱水腔,由于兩個(gè)腔的水之間的溫差較大,因此熱交換速率較大,縮短了水的加熱時(shí)間。隨著熱水腔的壓強(qiáng)不斷變大,冷水腔內(nèi)的水不斷被排向熱水腔,當(dāng)水被完全燒開后,停止加熱。其中,擾流裝置的作用是當(dāng)冷水腔的冷水進(jìn)入熱水腔后,熱水會(huì)被擠到熱水腔頂部,此時(shí)螺旋槳進(jìn)行旋轉(zhuǎn),將熱水流強(qiáng)制性下壓,使熱水與冷水迅速混合,利用瞬時(shí)溫差在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行熱交換,提高換熱效率。
[0013]作為優(yōu)選方案,所述冷水腔的頂部和底部分別設(shè)有冷水腔注水口和冷水出水口,所述熱水腔的頂部和側(cè)部分別設(shè)有熱水腔注水口和熱水出水口。
[0014]作為優(yōu)選方案,熱水腔的頂部還設(shè)有排氣閥。排氣閥的設(shè)置能夠控制熱水腔的氣壓,防止壓強(qiáng)過大。
[0015]作為優(yōu)選方案,所述單向閥設(shè)于氣動(dòng)隔膜的底部,所述發(fā)熱管設(shè)于熱水腔內(nèi)靠下位置。水由于重力作用,因此單向閥設(shè)于底部能夠確保冷水腔的水全部能夠進(jìn)入熱水腔。而發(fā)熱管位于熱水腔考下位置,正好對(duì)單向閥出來的冷水進(jìn)行加熱。另一方面,由于水受熱后是向上運(yùn)動(dòng)的,熱水腔底部的水在受熱后向上翻騰,冷水流向底部,因此設(shè)于底部的發(fā)熱管能夠增加加熱速度。
[0016]作為優(yōu)選方案,所述殼體底部設(shè)有鼓氣裝置,所述鼓氣裝置的進(jìn)氣口設(shè)于鼓氣裝置底部,鼓氣裝置的出氣口與熱水腔的底部連通。
[0017]在燒水過程中當(dāng)水被加熱到一定溫度后,水中的空氣發(fā)生膨脹形成氣泡而上浮,在氣泡上浮過程中,能夠加速熱量的傳遞,使水的加熱速率提高。但是普通水體中空氣含量較低,在0.1-0.4 %之間,因此水中的空氣在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)形成氣泡脫離水體,因此無法明顯提升水體加熱速率。
[0018]本發(fā)明在殼體底部設(shè)有鼓氣裝置,在燒水過程中,向熱水腔水體中通以較小的流量通入空氣,增加水體中空氣含量,從而提高水體升溫速率。
[0019]作為優(yōu)選方案,所述氣動(dòng)隔膜處于原始狀態(tài)下時(shí),所述冷水腔與熱水腔的體積比為 1:5 至 1:4。
[0020]通過實(shí)驗(yàn)分析,嚴(yán)格設(shè)定冷、熱水腔之間的體積比,從而使熱交換速率達(dá)到最優(yōu)效果O
[0021]作為優(yōu)選方案,所述氣動(dòng)隔膜為硅橡膠復(fù)合材料,所述硅橡膠復(fù)合材料的制備方法為:將10質(zhì)量份的甲基硅橡膠生膠、10-20質(zhì)量份的甲基乙烯基硅橡膠生膠、0.2-0.4質(zhì)量份的天然沸石、0.5-2.5質(zhì)量份的交聯(lián)劑、0.1-0.2質(zhì)量份的發(fā)泡劑、0.3-0.4質(zhì)量份的硫化劑在20-40 °C下混煉l_2h,再將混合物在室溫下靜置8-20h;將所得產(chǎn)物置于硫化設(shè)備中在160-200°C下硫化20-30min,制得娃橡膠復(fù)合材料。
[0022]本發(fā)明制備的硅橡膠復(fù)合材料具有較好的彈性,較低的導(dǎo)熱系數(shù),使氣動(dòng)隔膜起到良好的隔熱效果,增加冷、熱水腔中水的溫差。同時(shí)該硅橡膠復(fù)合材料無毒害,具有較高的耐溫性,在200°C以下均能夠保持較好的性能。此外,天然沸石復(fù)合后,由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),不僅能夠起到隔熱作用,還能夠?qū)λ械你U、鎘重金屬離子進(jìn)行有效吸附,凈化水體。同時(shí)也能夠?qū)畷r(shí)產(chǎn)生的噪音進(jìn)行吸附降噪。天然沸石與硅橡膠復(fù)合后還能夠增強(qiáng)其機(jī)械性能。
[0023]作為優(yōu)選方案,所述天然沸石的粒徑為150-300微米。該粒徑下的天然沸石對(duì)重金屬、噪音的吸附效果較佳,與硅橡膠的相容性也較好。
[0024]作為優(yōu)選方案,所述內(nèi)膽外壁上設(shè)有保溫層。
[0025]作為優(yōu)選方案,所述保溫層為聚氨酯基復(fù)合泡沫,所述聚氨酯基復(fù)合泡沫制備方法為:將10質(zhì)量份聚醚多元醇,14-16質(zhì)量份異氰酸酯,0.5-1.5份石棉纖維,0.5_1.5質(zhì)量份海泡石粉,0.5-1質(zhì)量份阻燃劑,0.02-0.04質(zhì)量份催化劑和0.1-0.3質(zhì)量份水混合均勻進(jìn)行發(fā)泡,在40-50 0C下熟化25-35min,制得聚氨酯基復(fù)合泡沫。
[0026]本發(fā)明制備的聚氨酯基復(fù)合泡沫具有較好的保溫性、隔音性和耐高溫性。且該復(fù)合泡沫質(zhì)輕,具有較低的導(dǎo)熱率,良好的阻燃性和絕緣性,能夠確保電器的安全使用。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的含有擾流裝置的速熱型電熱水器能夠提升加熱水的熱交換速率,對(duì)水體實(shí)現(xiàn)快速加熱。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的一種剖視圖。
[0029]附圖標(biāo)記為:殼體1、內(nèi)膽2、發(fā)熱管3、氣動(dòng)隔膜4、冷水腔5、熱水腔6、單向閥7、冷水腔注水口 9、冷水出水口 1、熱水腔注水口 11、熱水出水口 12、排氣閥13、鼓氣裝置14、進(jìn)氣口15、出氣口 16、保溫層17、驅(qū)動(dòng)電機(jī)18、螺旋槳19。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1所示,一種含有擾流裝置的速熱型電熱水器,包括殼體I和設(shè)于殼體內(nèi)的內(nèi)膽2,所述內(nèi)膽外壁上設(shè)有保溫層17,內(nèi)膽內(nèi)設(shè)有發(fā)熱管3。所述內(nèi)膽內(nèi)設(shè)有氣動(dòng)隔膜4,所述氣動(dòng)隔膜將內(nèi)膽隔為冷水腔5和熱水腔6,氣動(dòng)隔膜上設(shè)有方向?yàn)槔渌煌ㄏ驘崴坏膯蜗蜷y7,且所述單向閥設(shè)于氣動(dòng)隔膜的底部,氣動(dòng)隔膜處于原始狀態(tài)時(shí),所述冷水腔與熱水腔的體積比為9:40。所述發(fā)熱管設(shè)于熱水腔內(nèi)靠下位置。所述冷水腔的頂部和底部分別設(shè)有冷水腔注水口 9和冷水出水口 10,所述熱水腔的頂部設(shè)有熱水腔注水口 11和排氣閥13,熱水腔側(cè)壁設(shè)有熱水出水口 12。
[0033]此外,所述熱水腔的頂部設(shè)有擾流裝置,所述擾流裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)18和設(shè)于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的螺旋槳19,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)于內(nèi)膽與殼體之間,所述螺旋槳穿過內(nèi)膽頂壁設(shè)于內(nèi)膽內(nèi)。
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