[发明专利]节能即热式电加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及液体加热技术领域，尤其涉及一种节能即热式电加热装置。

背景技术

即热式饮水机有许多优点，例如它彻底克服了普通饮水机重复加热的现象，出水水质新鲜，待机时几乎没有能耗等。如中国专利号为200410089171.2的《快速电加热饮水机》披露了这样一种饮水机。但是，该饮水机仍然存在一些急需改进的地方，尤其是其中使用的即热式电加热器。该电加热器由水管和电加热管通过铸体紧贴而成，其明显存在下述问题：

1.该电加热器运行时外表温度可能超过200℃，而且未设保温层，所以火灾隐患非常大；

2.水管采用直径较小的金属管制造，换热面积较小，水管的温度较高，易结水垢，尤其对于硬度较高的饮用水，情况将更严重。水管内侧壁一旦结水垢，其传热性能就急剧恶化，这将使该电加热器外表温度进一步升高，火灾隐患更大；

3.由于电加热器外表温度高，其与环境之间的温差大，向环境散发的热量多，所以能耗大；

4.电加热器消耗较多的金属材料，而金属材料的热容较大，所以该电加热器热惯性大，水加热速度慢。

发明内容

针对现有即热式电加热器技术的使用不安全、易结垢和能耗大等缺陷，本发明的目的在于能提供一种加热速度快、使用安全、防水垢性能好、节能、结构紧凑的一种节能即热式电加热装置，该装置主要应用于即热式饮水机中，加热从其中流过的饮用水，当水流到该加热装置出口时，水温升到用户所需的温度。该加热装置也可以应用于其它需要对流动的液体进行即热式加热的设备中。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种节能即热式电加热装置，包括非金属水管、缠绕在非金属水管上的电热丝和可吸收热量的水夹套。该装置运行时，常温水先从夹套中流过，通过吸收电热丝向外泄漏的热量而被逐渐预热，经此预热过的水再进入水管，水管内的水在流动过程中，被电热丝再次逐渐加热，当水流到该加热装置出口时，水温达到所需温度。

所述的非金属水管是一根内表面光滑的薄壁圆管，其采用既耐高温又耐大温差而不破裂、且具有优良绝缘性能的非金属材料制成。所述的非金属材料是指特种玻璃，也可以采用特种陶瓷，优选采用特种玻璃。

所述的水夹套包括套管和外壳，在套管和外壳的中间留有通水间隙，在套管和外壳的两端部设有密封堵头，在外壳上设有进水口、出水口和排气口。在套管和水管之间留有可设置电热丝和薄保温层的间隙，薄保温层包覆在电热丝外，在套管和水管的两端设有密封堵头。在电热丝的两端分别连有可导电且设有电气接头的环形夹，该环形夹内侧紧贴水管，其外侧通过密封堵头与套管内侧壁密封连接。套管可用非金属材料，也可用金属材料，优选采用既耐高温又耐大温差而不破裂、且具有优良绝缘性的非金属材料制造。

本发明节能即热式电加热装置所采取的技术措施还包括：在套管上设置可反射热射线的反射层，以提高保温效果。所述的反射层可以通过在套管表面镀金属(例如银、铝、铬等)的方法制造，也可以用其它方法制造。

本发明节能即热式电加热装置所采取的技术措施还包括：将电热丝所在的空间抽成真空状态，以便进一步提高保温效果和防止电热丝高温氧化从而提高电热丝的使用寿命。

由于所述的非金属水管的内表面光滑、且不导电，产生水垢的主要成分——钙、镁离子不易在其表面沉积，即使有微量沉积，因其与非金属表面的亲和力很弱，这些微量沉积物容易被流动的水流带走，故与水接触的非金属水管的内表面几乎不产生水垢。这样，本发明节能即热式电加热装置在通电加热过程中，就可以长时间保持优良的加热性能和很好的安全性、可靠性。

电热丝向内的热量传递，也就是向水管中的水的热量传递，可以通过热辐射和热传导两种方式，使水管中的水达到设定温度。一方面由于水管壁厚很薄(约1毫米)，热传导的速度很快；另一方面由于特种玻璃制造的水管透光性很好，高温电热丝发出的热辐射很容易穿过玻璃被水管中的水吸收。所以，本发明节能即热式电加热装置的传热速度很快，也就是水的加热速度很快。

电热丝向外的热量传递受到薄保温层、真空和反射层的阻挡，热量很难向外散发，只可能有少量的热量泄漏，而这部分泄漏的热量又被水夹套中的水吸收，所以该电加热器的外表温度很低，没有必要在外表面增设很厚的保温层，从而使该电加热器的尺寸紧凑。

本发明节能即热式电加热装置由于具有电热丝产生的热量基本上全部被水吸收、外壳温度很低、基本上不向环境散发热量、水管不易结垢等特性，所以，它能够达到使用安全、可靠和节能的目的。