電加熱管和法蘭組件以及使用該組件的電熱水器的製作方法

2023-09-20 22:01:10

專利名稱：電加熱管和法蘭組件以及使用該組件的電熱水器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電加熱管和法蘭組件。本實用新型還涉及一種使用上述電加熱管和法蘭組件的電熱水器。
背景技術：
電熱水器由於技術成熟、安全性能高，目前被中國家庭所廣泛採用。電熱水器通常 包括儲水用的內膽，設置在內膽內用來加熱水的電加熱棒，包覆在內膽外的保溫層以及外 殼。早期的電熱水器中只設有一根加熱棒。然而，當需要使用少量的熱水時，電加熱棒會將 整個內膽內的水加熱到設定溫度，這樣不僅需要等待很長的時間，而且由於膽內的大量熱 水不會被使用，從而造成了不必要的能源浪費。為解決這個問題，目前的電熱水器已開始採 用兩根或兩根以上的多根加熱棒來進行加熱，如中國實用新型專利公告CN200986301Y所 示。其中多根加熱棒被放置在內膽內的不同高度位置，當需要使用少量熱水時，可控制位於 內膽中部位置或內膽上部的中間位置的加熱棒對上半膽的水進行加熱。上述專利中，需要在內膽的端壁上開設多個開孔來分別安裝多個加熱棒，顯然，這 會給內膽的密封性能和承壓性能造成很大的影響。然而，如果通過傳統的法蘭式安裝，即將 多個加熱棒焊接到同一法蘭上，然後再組裝入內膽內，這種方式很難實現，因為，要求位於 內膽內不同高度的加熱棒在徑向上的間距往往超出內膽上法蘭口的直徑。中國實用新型專 利公告CN201166453Y揭示了一種解決方式。其中，一根加熱棒焊接在法蘭盤上並蜿蜒延伸 出，另一根螺頭加熱棒穿過法蘭盤並通過螺紋連接固定到法蘭盤上。然而，這種螺紋連接的 方式只適合直形的加熱棒，如果是折彎的加熱棒則並不適用。因為，一方面，很難控制加熱 棒最終被旋轉到預定的位置；另一方面，在加熱棒旋轉安裝的過程中，很可能會和另一根加 熱棒產生幹涉。有鑑於此，有必要對現有電熱水器的法蘭安裝結構予以改進以解決上述問 題。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種電加熱管和法蘭組件，可確保安裝有多根電加熱 管的法蘭在安裝到內膽上後，多根電加熱管都能保持在內膽內的預定位置。本實用新型的另一目的在於提供一種使用上述電加熱管和法蘭組件的電熱水器， 可確保安裝有多根電加熱管的法蘭在安裝到內膽上後，多根電加熱管都能保持在內膽內的 預定位置。為實現上述目的之一，本實用新型的一種電加熱管和法蘭組件，其包括法蘭，其 上設置有異形開口；電加熱管，可拆卸地安裝在法蘭上，其具有安裝件和由安裝件上延伸出的管體；其 中所述安裝件上設置有與法蘭的異形開口形狀相吻合的配合部，從而當安裝件固定 到法蘭上時，所述配合部與法蘭的異形開口配合而使電加熱管的管體保持在預定位置。[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述電加熱管的管體從其安裝件上伸出後並折彎 進一步延伸。作為本實用新型的進一步改進，所述電加熱管的管體整體從其安裝件上筆直地延 伸出。作為本實用新型的進一步改進，所述法蘭上設有第二異形開口 ；該組件還包括第 二電加熱管，其包括具有與第二異形開口形狀相吻合的配合部的安裝件，以及由安裝件上 延伸出的管體。作為本實用新型的進一步改進，所述第二電加熱管的管體從其安裝件上伸出後並 折彎進一步延伸。作為本實用新型的進一步改進，所述第二電加熱管的管體整體從其安裝件上筆直 地延伸出。作為本實用新型的進一步改進，該組件還包括一體焊接在法蘭上的第三電加熱管。作為本實用新型的進一步改進，所述電加熱管的管體從其安裝件上伸出後並向上 折彎進一步延伸；所述第三電加熱管的管體從法蘭上伸出後並向下折彎進一步延伸。作為本實用新型的進一步改進，安裝件大致呈板狀，所述配合部凸伸出安裝件的 板體，所述管體焊接在所述配合部上。作為本實用新型的進一步改進，電加熱管的安裝件通過螺栓和螺母的配合固定到
法蘭上。作為本實用新型的進一步改進，所述異形是指非規則圓形。作為本實用新型的進一步改進，所述異形包括橢圓形。為實現上述另一目的，本實用新型的一種採用上述的電加熱管和法蘭組件的電熱 水器，其包括內膽，用於收容一定量的可被加熱的水；進水口和出水口，和所述內膽連通以傳遞流入內膽和流出內膽的水；其中所述電加熱管和法蘭組件固定安裝在內膽上。作為本實用新型的進一步改進，所述內膽大致呈桶體狀，其具有至少一球冠狀端 部，所述法蘭安裝在所述球冠狀端部上。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是由於在法蘭上設置了異形開口，使得 組裝到法蘭上的電加熱管可以保持在內膽中的預定位置，並且在組裝過程中不會和其它電 加熱管發生幹涉，從而有效解決了現有技術中存在的問題。

圖1為本實用新型電熱水器第一實施方式的縱向剖視示意圖；圖2為本實用新型電熱水器第二實施方式的縱向剖視示意圖；圖3為本實用新型電熱水器第三實施方式的軸向端部示意圖；圖4為圖2所示的電熱水器的電加熱管安裝結構的局部放大示意圖；圖5為圖4所示的安裝結構的立體分解圖；圖6為圖5所示的內膽上的安裝座的另一視角的放大立體示意圖；[0033]圖7為本實用新型電熱水器第四實施方式中電加熱管和法蘭組件安裝到內膽的 球冠狀端部後的立體示意圖。圖8為圖7所示的電加熱管和法蘭組件以及內膽的球冠狀端部的另一視角的立體 分解圖。
具體實施方式
圖1所示為本實用新型中電熱水器的第一實施方式。熱水器100包括用於儲存被 加熱水的內膽10。通常在內膽外還包覆有外殼(未圖示)、以及形成在內膽和外殼間的填 充有發泡料(如由聚氨酯材料製成)的隔熱層(未圖示)。內膽10大致呈縱長延伸的圓桶 狀，其具有圓桶形桶壁，通常由黑色金屬製成，如鋼、鐵等。內膽10在徑向上等分為上半部 分和下半部分，其中上半部分又等分為上半區I和下半區II，下半部分同樣等分為上半區 III和下半區IV。內膽10的底部設有用於將冷水引入內膽內的一進水口 81以及用於排出被 加熱水的一出水口 82。熱水器100的外殼上通常還設置有掛架組件(未圖示)，用於和設 置在牆體上的支撐件(未圖示)配合以將熱水器掛到牆體上。熱水器100還包括有用於加熱冷水的電加熱管。如圖1所示的第一實施方式，一 第一電加熱管21設置在內膽10的上半部分，該加熱管安裝在一第一法蘭31上。第一法蘭 31安裝在內膽10的軸向球管狀端部11上，關於第一法蘭31與內膽10的安裝結構，將在 後文中作詳細地描述。第一電加熱管21從第一法蘭31上水平延伸入內膽10內，並進一步 向下蜿蜒延伸入內膽10的上半部分的較低位置處。第一電加熱管11內設置有一具有高阻 抗的電阻絲211，該電阻絲211通過導線(未圖示)與設在第一法蘭31上的正、負極端子 (未標示)連接，以與220V或IlOV的交流電源導通，從而將電能轉化為熱能。需要說明的 是，第一電加熱管21的有效加熱段位於內膽10上半部分的下半區II內，這兒的電加熱管的 有效加熱段是指電加熱管內電阻絲的大部分(至少60%)所處的位置，在本實施方式中，第 一電加熱管21的有效加熱段包含了 80%以上的電阻絲部分。通過這種設置，第一電加熱 管21可先加熱內膽10上半部分內靠近底部的水層，當底部水層溫度升高後，密度減小而向 上運動，周圍的具有較大密度的冷水補充進來，從而形成對流，加速了加熱效果。從而使內 膽10上半部分內的水在最短時間內加熱到預定溫度，而且也不會額外地損耗電能，提高了 能源的利用率。一第二和第三電加熱管22、23共同安裝在一個第二法蘭32上，該第二法蘭32固 定在內膽10的軸向端部11的中心位置(可配合參照圖3所示)。與第一電加熱管21相 似，第二、三電加熱管22、23均從第二法蘭32上蜿蜒向下延伸而出，其內同樣設置有電阻絲 (未圖示)，且有效加熱段位於內膽10下半部分的下半區IV內。通過這種設置，可有效地加 熱整個內膽內的水。當然，在其他實施方式中，可視功率需求而相應增減電加熱管的數量。 第一和第二法蘭31、32上分別設有測溫管91、92，用於探測相應位置的水溫，並反饋給控制 器(未圖示)，從而控制器可根據接收到的溫度信息，來決定對這些加熱管的控制。圖2揭示了本實用新型電熱水器200的第二實施方式。相對於第一實施方式，本 實施方式中增設了一第四電加熱管24。該電加熱管24安裝在第一法蘭31上，並從第一法 蘭上蜿蜒向下延伸出。與第一電加熱管21相似，第四電加熱管24內同樣設置有電阻絲(未 圖示)，且其有效加熱段位於內膽10上半部分的下半區II內。第四電加熱管24和第一電加熱管21可以具有不同的功率，從而可以結合第二、三電加熱管22、23進行更多組合的功率 調節。圖3揭示了本實用新型電熱水器300的第三實施方式。與上述實施方式的主要區 別在於第一法蘭31和第一電加熱管21的安裝位置。在本實施方式中，第一電加熱管21定 義一第一平面P1，第二電加熱管22定義一第二平面P2，第一和第二平面P1、P2相交並在其 間形成一銳角。在上述實施方式中，由於第一電加熱管21和第二電加熱管22基本上設置 於同一徑向平面內，從而可能導致第一電加熱管21位於內膽10上半部分的下半區II內的 有效加熱段減少；而本實施方式中的這種設置，可確保第一電加熱管21的電阻絲的絕大部 分，甚至是全部都可以位於內膽10上半部分的下半區II內，從而可最大效率地加熱上半膽 內的水。由於第一電加熱管的有效加熱段位於內膽上半部分的下半區內，從而使內膽上半 部分內的水可在最短時間內加熱到預定溫度，而且也不會額外地損耗電能，提高了能源的 利用率。圖4至圖6是以第二實施方式中的電加熱管和法蘭組件為例，詳細說明法蘭31安 裝到內膽10上的安裝結構。在本實施方式中，內膽的軸向端部11上設置有向外凸伸出的 安裝座12。該安裝座12為一圓筒形的金屬件，可以採用焊接的方式安裝到內膽表面。安 裝座12的外表面上設置有外螺紋(未圖示)。電加熱管和法蘭組件包括圓形的法蘭31、以 及從法蘭31上延伸出的若干電加熱管。法蘭31可安裝到安裝座12的開口處，同時，電加 熱管通過該開口延伸入內膽內。為確保電加熱管被安裝到內膽10內的正確位置，如內膽上 半部分的下半區II內，在法蘭31和安裝座12之間還設置有限位機構。在本實施方式中，該 限位機構包括設置在安裝座12內壁上的臺階面121，以及設置在法蘭31上與該臺階面121 互補的限位面311。一內壁上設有內螺紋(未圖示)的固定件41可螺紋旋合到安裝座12 上，從而將法蘭31壓緊在安裝座12上。一絕緣密封圈42設置在法蘭31和安裝座12的接 合處，以在兩者之間實現電絕緣和密封。由於該密封圈為柔性材料製成，所以不會妨礙法蘭 31和安裝座12之間的限位配合。另外，一絕緣環43抵靠在法蘭31的後端緣，並與固定件 41的後端內壁抵靠，從而在法蘭31和固定件41之間實現絕緣。圖7和圖8所示的是本實用新型電熱水器第四實施方式中電加熱管和法蘭組件安 裝到內膽的球冠狀端部的立體示意圖。由於該實施方式中電熱水器的其它主要基本構成與 上述實施方式中相同，所以申請人在此不再予以贅述。本實施方式中，電加熱管和法蘭組件 包括若干電加熱管和法蘭60。其中法蘭60可通過螺栓(未圖示)固定到內膽的球冠狀端 部11上，並且在兩者間設有一密封墊65以提供法蘭和內膽間的可靠密封。法蘭60上設有 兩個異形開口 61、62，且在每個開口兩側的法蘭本體上分別焊接有一對螺栓66。需要說明 的是，這兒所指的「異形」是指除規則圓形之外的任何形狀，如三角形、方形、不規則的圓形 或其它形狀等，在本實施方式中，該異形為橢圓形。本實施方式中，若干電加熱管包括第一 電加熱管、第二電加熱管、第三電加熱管。需要說明的是，這兒所稱的「第一」、「第二」、「第 三」僅起指代作用，並不代表其間的必然順序，也就是說，可以不存在第二電加熱管，而僅有 第一和第三電加熱管等諸如此類的情況。第一電加熱管包括一安裝件711和由安裝件上延伸出的管體712。安裝件711大 致呈板狀，其前端凸伸出安裝件的板體以形成與異形開口 61形狀相吻合的一配合部713，其兩側側向延伸形成一對翼部(未標示)，且每一翼部上開設一通孔(僅標示其一)。第一 電加熱管的管體712焊接在配合部713上並向上折彎後進一步延伸。第二電加熱管的結構 與第一電加熱管類似，同樣包括安裝件721和由安裝件上延伸出的管體722。其中安裝件上 同樣形成有與異形開口 62形狀相吻合的配合部723和設有通孔的翼部。與第一電加熱管 的主要區別在於，第二電加熱管的管體722是整體從配合部723上筆直地延伸出的。與第 一、二電加熱管不同的是，第三管加熱管僅包括管體73，其一體焊接在法蘭60上，並向下折 彎後進一步延伸。組裝時，先將焊接有第三電加熱管的法蘭60安裝到內膽的球冠狀端部11，然後分 別將第一和第二電加熱管安裝到法蘭60上。以第一電加熱管為例，首先712穿過相應的異 形開口 61直到安裝件711的配合部713嵌入開口 61，從而使第一電加熱管可靠定位在相應 位置。在此過程中，安裝件711翼部上的開孔7111分別被相應的螺栓穿過。然後，再將相 應的螺母67旋到相應的螺栓66上，從而使第一電加熱管可靠固定在法蘭60上。由於第二 電加熱管的安裝方式與第一電加熱管基本相同，申請人不再予以贅述。不過需要說明的是， 在第一和第二電加熱管與相應的異形開口 61、62間還分別設有密封圈63、64以確保電加熱 管和法蘭間的可靠密封。由圖7可以看出，組裝後的電加熱管分別位於內膽內部的上、中、 下區域，從而有效實現了內膽中水的分層加熱。由於在法蘭上設置了異形開口，使得組裝到法蘭上的電加熱管可以保持在內膽中 的預定位置，並且在組裝過程中不會和其它電加熱管發生幹涉，從而有效解決了現有技術 中存在的問題。本領域技術人員可以輕易想到的是，根據不同的功率組合需要，電加熱管的 數量可以相應地增減。例如，可以省略第一或第二電加熱管，或者在法蘭上通過焊接或組裝 的形式增加更多的電加熱管。
權利要求一種電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，包括法蘭，其上設置有異形開口；電加熱管，可拆卸地安裝在法蘭上，其具有安裝件和由安裝件上延伸出的管體；其中所述安裝件上設置有與法蘭的異形開口形狀相吻合的配合部，從而當安裝件固定到法蘭上時，所述配合部與法蘭的異形開口配合而使電加熱管的管體保持在預定位置。
2.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述電加熱管的管體從其 安裝件上伸出後並折彎進一步延伸。
3.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述電加熱管的管體整體 從其安裝件上筆直地延伸出。
4.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述法蘭上設有第二異形 開口 ；該組件還包括第二電加熱管，其包括具有與第二異形開口形狀相吻合的配合部的安 裝件，以及由安裝件上延伸出的管體。
5.如權利要求4所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述第二電加熱管的管體 從其安裝件上伸出後並折彎進一步延伸。
6.如權利要求4所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述第二電加熱管的管體 整體從其安裝件上筆直地延伸出。
7.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，該組件還包括一體焊接在 法蘭上的第三電加熱管。
8.如權利要求7所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述電加熱管的管體從其 安裝件上伸出後並向上折彎進一步延伸；所述第三電加熱管的管體從法蘭上伸出後並向下 折彎進一步延伸。
9.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，安裝件大致呈板狀，所述配 合部凸伸出安裝件的板體，所述管體焊接在所述配合部上。
10.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，電加熱管的安裝件通過螺 栓和螺母的配合固定到法蘭上。
11.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述異形是指非規則圓形。
12.如權利要求1所述的電加熱管和法蘭組件，其特徵在於，所述異形包括橢圓形。
13.一種採用以上任一項所述的電加熱管和法蘭組件的電熱水器，其特徵在於，包括內膽，用於收容一定量的可被加熱的水；進水口和出水口，和所述內膽連通以傳遞流入內膽和流出內膽的水；其中所述電加熱管和法蘭組件固定安裝在內膽上。
14.如權利要求13所述的電熱水器，其特徵在於，所述內膽大致呈桶體狀，其具有至少 一球冠狀端部，所述法蘭安裝在所述球冠狀端部上。
專利摘要本實用新型公開了一種電加熱管和法蘭組件，其包括法蘭和可拆卸地安裝在法蘭上的電加熱管。其中法蘭上設置有異形開口。電加熱管具有安裝件和由安裝件上延伸出的管體。安裝件上設置有與法蘭的異形開口形狀相吻合的配合部，從而當安裝件固定到法蘭上時，該配合部與法蘭的異形開口配合而使電加熱管的管體保持在預定位置。
文檔編號F24H9/18GK201706706SQ201020253299
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者於向雷, 伯爾尼·施洛德, 白寧, 胡恆中 申請人:博西華電器(江蘇)有限公司