加熱管以及具有該加熱管的加熱元件和電熱水器的製作方法

2023-07-21 09:05:51 1

專利名稱：加熱管以及具有該加熱管的加熱元件和電熱水器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種加熱管，特別涉及一種具有螺旋形狀的電熱 水器用加熱管。本實用新型還涉及一種具有所述加熱管的加熱元件 和電熱水器。
背景技術：
電熱水器中的加熱元件大多使用u形加熱管或螺旋形加熱管。u 形加熱管結構簡單、加工方便，但是這種加熱管由於整體比較長， 安裝在內膽內時加熱管的平均高度距離內膽底部較高，所以熱水輸 出率較低。由於這種u形加熱管大多為多管組合使用，因此管間距
也較小，熱量在垂直方向上容易發生重疊，並且出於安裝的需要膽 口也必須開得較大。
相對於u形加熱管，螺旋形加熱管的平均高度較低，熱水輸出
率相對較高。但現有的螺旋形加熱管大多採用外徑上下 一 致的筒形 結構。出於減小電力密度的需要，這種筒形的螺旋形加熱管大多纏 繞得很密集。這樣在加熱過程中，熱水由於密度小會自然上浮，而 這種筒形的螺旋形加熱管在垂直方向上有多個管重疊，所以熱水在 上浮過程中被上面的管重複加熱，造成管表溫度特別高，熱量不容 易散發出去。因此使得加熱管附近的局部溫度偏高，最終導致加熱 管的壽命減少。
此外，為了易於裝入熱水器的內膽內，無論是u形加熱管還是 筒形的螺旋形加熱管，其最大外徑均須小於內膽膽口，使得加熱管 的有效發熱面積較小，不能充分利用熱水器內膽內的空間。
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種加熱管以及具有該加熱管的 加熱元件和電熱水器，該加熱管安裝在內膽內時距離內膽底的平均 高度較低，並且在垂直方向上幾乎沒有或很少有管段重疊。
為實現上述目的，本實用新型提供一種加熱管，用於電熱水器中， 所述加熱管包括螺旋形狀部分，所述螺旋形狀部分中至少 一部分的 螺旋半徑是變化的，且所述螺旋形狀部分的螺旋間距大於所述電熱 水器的內膽的膽口厚度。
具有上述結構的電熱水器用加熱管，其整體可以做得比較短，這 樣裝入膽中時平均高度較低，能夠更有效地加熱底層的熱水，由此 提高了熱水輸出率。並且因為管間距離比較大，在垂直方向上可以 幾乎沒有或很少有重疊，所以不會造成熱量積蓄，加熱管附近溫度 較低，從而加熱管壽命長。
具有上述結構的加熱管，加熱管可以做得更長，因此有效散熱面 積更大，進一步降低了加熱管管表溫度，從而加熱管壽命更長。
在上述本實用新型的電熱水器用加熱管中，所述加熱管為並排旋 轉的雙螺旋形狀。
由於該加熱管為並排旋轉的雙螺旋形狀，所以可以增大該加熱管 的有效發熱面積。這樣在額定功率相同的情況下，會降低加熱管的 電力密度。所以可以降低該加熱管的管表溫度，進一步延長了使用 壽命。
根據本實用新型的加熱管，其最大外徑部分大於電熱水器中安裝 加熱管的內膽膽口直徑。
將加熱管的最大外徑部分設置成大於電熱水器中安裝加熱管的 開口直徑，這樣可以充分利用內膽內部的空間，^f吏加熱管的有效散 熱面積儘可能大，可以降低管表溫度，延長壽命。
根據本實用新型的加熱管，其中，所述加熱管的螺旋間距大小大 於用於電熱水器中安裝所述加熱管的內膽膽口的厚度。這樣可以將 加熱管沿螺旋線旋入內膽內，安裝方便。為實現第二個目的，本實用新型提供一種具有加熱管的加熱元 件，所述加熱元件包括加熱管和法蘭，所述加熱管包括螺旋形狀部 分，該加熱管的輸入端和輸出端分別與所述法蘭相連，其中，所述 加熱管的螺旋形狀部分中至少 一部分的螺旋半徑是變化的，且所述 螺旋形狀部分的螺旋間距大於電熱水器中用於安裝所述加熱管的內 膽膽口的厚度。
具有上述結構的電熱水器用加熱元件，由於加熱管為圓臺形的螺 旋結構，所以其平均高度可以儘可能靠近內膽膽底，提高了熱水輸 出率。同時由於管間距離較大，在垂直方向上幾乎沒有或很少有多 個加熱管，所以不會造成熱量的蓄積，加熱管附近溫度較低，故而 該電熱水器用加熱元件的壽命較長。
優選將上述電熱水器用加熱元件中的加熱管設置成並排旋轉的 雙螺旋形狀。
由於該加熱元件上的加熱管為並排旋轉的雙螺旋形狀，可以增大 該加熱管的有效發熱面積，電力密度降低，管表溫度降低，使用壽 命延長。
上述電熱水器用加熱元件中，所述加熱管的螺旋形狀部分其螺旋 半徑從鄰近所述法蘭的 一 端開始其螺旋半徑逐漸增大。
採用上述結構的電熱水器用加熱元件，可以 -使加熱管在垂直方向 上幾乎沒有重疊，從而在平均高度儘可能靠近內膽膽底的同時使熱 量蓄積最小，進一步延長了該加熱元件中加熱管的壽命。
在上述本實用新型的電熱水器用加熱元件中，還包括液體管和/ 或測溫管，所述液體管和/或測溫管設置在所述法蘭上在加熱元件的 法蘭上設置有液體管和/或測溫管，這樣可以充分利用加熱管形成的 螺旋的內部空間，使該加熱元件同時還具有進出水和/或測溫的功能。
為實現第三個目的，本實用新型提供一種電熱水器，具有加熱元 件和內膽，所述加熱元件包括加熱管和法蘭，所述加熱管至少包括 螺旋形狀部分，其中，所述加熱管的螺旋形狀部分中至少一部分的 螺旋半徑是變化的，所述螺旋形狀部分的螺旋間距大於所述內膽的膽口厚度。
具有上述結構的電熱水器，由於加熱元件中的加熱管螺旋形狀部 分其螺旋半徑從鄰近所述法蘭端開始其螺旋半徑逐漸增大，所以平 均高度可以儘可能靠近內膽膽底，提高了熱水輸出率。由於其加熱 管管間距可做得比較大，所以可降低加熱管附近的溫度，從而延長 了該電熱水器中加熱管的壽命。雙螺旋形狀之間的螺旋間距設置成 可從內膽膽口旋入的尺寸，所以該加熱管不受內膽膽口尺寸的影響， 可將該加熱管沿螺旋線從內膽膽口旋入，增大了該熱水器的應用範 圍。


圖1為具有本實用新型最佳實施方式的加熱管的電熱水器用加
熱元件的主視圖2為圖1所示電熱水器用加熱元件的仰視圖3為具有本實用新型加熱管的電熱水器的示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。 圖1為具有本實用新型最佳實施方式的電熱水器用的加熱元件 IO的主視圖。如圖所示，該加熱元件10包括本實用新型的加熱管1 和法蘭2，其中加熱管1為雙螺旋形狀，其第一螺旋部分5和第二螺 旋部分6的端部分別固定於法蘭2上。從端部開始第一螺旋部分5 和第二螺旋部分6互相平行向上延伸一段距離後呈螺旋形向上旋轉， 並且螺旋半徑從鄰近法蘭2的端部到頂部逐漸增大。在其頂部第一 螺旋部分5與第二螺旋部分6互相連接，形成一個兩端分別與法蘭2 上輸入端7和輸出端8相連，頂部呈開放狀態的塔形螺旋加熱管。 如圖1所示，加熱管1的螺旋部分的最大外徑要大於法蘭2的最大 直徑。
圖2為圖1所示電熱水器用加熱元件10的仰^L圖。^v圖中可以看出，本實施例中的電熱水器用的加熱元件10，其加熱管1的螺旋
部分在垂直(上下)方向上幾乎沒有重疊。
如圖1所示，加熱元件IO還具有測溫管3和液體管4。該測溫 管3和液體管(進/出水管)4並排設置在法蘭2上並相對於法蘭2 垂直，並且均位於加熱管1的中空空間內，具體而言，液體管(進/ 出水管)4位於所述加熱管1的螺旋的中心部位，測溫管3位於其旁 側。之所以將兩者設置在法蘭2上，並且位於加熱管1的中空空間 內，是為了簡化加熱元件10的結構，並使其同時具有測溫和進出水 的功能。這樣，加熱管1、測溫管3與液體管4可一起安裝到熱水器 的內膽內，安裝更為方便。在安裝有加熱管1的法蘭2上設置有外 螺紋，所以，只要將法蘭2旋合在內膽20 (如圖3所示)的膽口 21 上，即可完成對加熱管1、測溫管3與液體管4的安裝。
當然，測溫管3和液體管4還可以設置成獨立安裝的形式。這時 只要預先在法蘭2上設置安裝測溫管3和液體管4用的內螺紋孔， 先將只安裝有加熱管1的法蘭2裝在內膽20的膽口 21上後，再將 測溫管3和液體管4插入並旋合在法蘭2上的螺紋孔內進行固定即 可。另外，測溫管3和液體管4並非本實用新型之必須部件，根據 需要也可以不設置測溫管3和液體管4，或將測溫管3和液體管4 設置在法蘭2以外的其他部位。測溫管3與液體管4也並非同時設 置不可，可按照需要選擇其中之一進行設置。
圖3為電熱水器30的結構圖，它由內膽20和圖1所示加熱元件 IO組裝而成。其中加熱管1的螺旋部分的螺旋間距設置成可使該加 熱管1從內膽20的膽口 21旋轉進入到內膽20內部22的尺寸。在 安裝加熱元件10時，先將加熱管1的頂部11斜著插入內膽20的膽 口 21,然後順著加熱管1的螺旋線將該加熱管1旋轉裝入內膽20 的內部22。最後使加熱管1豎直放置，將法蘭2旋合在內膽20的膽 口 21上。至此安裝有測溫管3和液體管4和加熱管1的加熱元件10 被固定在內膽20上，安裝完畢。
在本實用新型中，雖然法蘭2的尺寸較小，但是由於加熱管1具有螺旋半徑從鄰近法蘭2的端部到頂部逐漸增大的塔形螺旋結構， 這樣，加熱管1的螺旋部分的外徑即使大於法蘭2的尺寸，即內膽 20的膽口 21的直徑，也可以將加熱管1安裝到膽口比加熱管1最大 外徑小的內膽20內。相比現有技術，加熱管1可以設置得更長並且 使平均高度設置得更加靠近內膽20的膽底，從而可充分利用內膽20 的內部空間，進一步加大熱水輸出率。並且由於加熱管1在垂直方 向上幾乎不存在多管段重疊，所以熱水在上升過程中不會被上面的 管重複加熱，致使熱量蓄積在加熱管1附近，因此與現有技術相比 該加熱管1的周圍的溫度會比較低，所以可以延長加熱管1的壽命。 圖3隻是為了說明方便示意性的示出了內膽20的結構，實際上還有 出水口和絕熱層等其他結構。
根據本實用新型的加熱管1,也可以不做成整體螺旋半徑逐漸增 大的塔形形狀，如鄰近法蘭2的端部為螺旋半徑最大，從端部到頂 部螺旋半徑逐漸減小的塔形形狀。並且螺旋部分也可做成一部分是 螺旋半徑不變的筒形形狀。只要有螺旋半徑逐漸變化的塔形部分存 在，就可以做得在不增加電力密度的情況下，使平均高度比現有技 術中的加熱管更靠近內膽底部，從而增加熱水輸出率，同時可以延 長壽命。
另外，加熱管1螺旋部分的螺旋半徑也可是均勻變化的形式或非 均勻變化的形式。
權利要求1.一種加熱管(1)，用於電熱水器中，所述加熱管(1)包括螺旋形狀部分，其特徵在於，所述螺旋形狀部分中至少一部分的螺旋半徑是變化的，且所述螺旋形狀部分的螺旋間距大於所述電熱水器的內膽的膽口厚度。
2. 根據權利要求1所述的加熱管(1 ),其特徵在於，所述加熱管(1)的螺旋形狀部分的一部分螺旋半徑是逐漸增大的。
3. 根據權利要求1或2所述的加熱管(1 ),其特徵在於，所述 加熱管(1)的螺旋形狀部分的一部分螺旋半徑是逐漸減少的。
4. 根據權利要求1所述的加熱管(1 )，其特徵在於，所述加熱 管(1)的螺旋形狀部分還包括螺旋半徑相等的部分。
5. 根據權利要求1所述的加熱管(1 ),其特徵在於，所述加熱 管(1)為並排旋轉的雙螺旋形狀。
6. —種具有加熱管的加熱元件(10),用於電熱水器中，所述 加熱元件(10)包括加熱管(1)和法蘭(2)，所述加熱管(1)包 括螺旋形狀部分，其特徵在於，所述螺旋形狀部分中至少一部分的 螺旋半徑是變化的，且所述螺旋形狀部分的螺旋間距大於所述電熱 水器的內膽的膽口厚度。
7. 根據權利要求6所述的加熱管(1),其特徵在於，所述加熱 管(1)的螺旋形狀部分的一部分螺旋半徑是逐漸增大的。
8. 根據權利要求6或7所述的加熱管(1)，其特徵在於，所述 加熱管(1)的螺旋形狀部分的一部分螺旋半徑是逐漸減少的。
9. 根據權利要求6所述的加熱管(1)，其特徵在於，所述加熱 管(1)的螺旋形狀部分還包括螺旋半徑相等的部分。
10. 根據權利要求6所述的加熱管(1)，其特徵在於，所述加 熱管(1)為並排旋轉的雙螺旋形狀。
11. 根據權利要求6所述的具有加熱管的加熱元件(10),其特 徵在於，還包括液體管(4)和/或測溫管(3)，所述液體管(4)和/或測溫管(3)設置在所述法蘭(2)上。
12. —種電熱水器(30),具有加熱元件(10)和內膽(20), 所述加熱元件(10)包括加熱管(1 )和法蘭(2),所述加熱管(1 ) 包括螺旋形狀部分，該加熱管(1)的輸入端(7)和輸出端(8)分 別與所述法蘭(2)相連，其特徵在於，所述加熱管(1)的螺旋形 狀部分中至少 一 部分其螺旋半徑是變化的，所述螺旋形狀部分的螺 旋間距大於所述內膽(20)的膽口厚度。
專利摘要本實用新型提供了一種電熱水器用加熱管(1)，所述加熱管(1)包括螺旋形狀部分，其中所述螺旋形狀部分中至少一部分的螺旋半徑是變化的，且所述螺旋形狀部分的螺旋間距大於所述電熱水器的內膽的膽口厚度。根據本實用新型的加熱管(1)，可以從膽口將加熱管旋入內膽中，有效利用了膽內的空間，整隻加熱管的直徑不受內膽膽口直徑的限制，其整體可以做得比較矮，這樣裝入膽中時平均高度較低，能夠更有效的加熱底層的熱水，由此提高了熱水輸出率。並且因為管間距離比較大，在垂直方向上可以幾乎沒有或很少有重疊，所以不會造成熱量積蓄，加熱管附近溫度較低，從而加熱管壽命長。
文檔編號F24H9/18GK201331186SQ20082017648
公開日2009年10月21日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者強 孫, 王任華, 趙小勇, 趙靜姝 申請人:海爾集團公司;武漢海爾熱水器有限公司