加熱管道及包括該加熱管道的即熱式飲水的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的加熱管道，包括中空管和涂覆在管壁上的加熱膜，所述管上間隔地設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上電極，至少有兩個(gè)電極分別設(shè)于管的兩端，所述電極將所述加熱膜分成兩段或兩段以上，各段加熱膜通過電極連接形成并聯(lián)電路；各段加熱膜的長(zhǎng)度不相等，加熱膜段的長(zhǎng)度沿著加熱管道的出水方向依次減小。本發(fā)明的即熱式飲水機(jī)，包括上述加熱管道，所述加熱管道豎直設(shè)置，具有由下至上的出水方向；所述加熱管道上有兩個(gè)電極連接外部接線端，電極間還連接有導(dǎo)線，所述各段加熱膜并聯(lián)地連接于外部接線端。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性高、使用壽命長(zhǎng)，還可適用于不同的用電電壓，例如110V、127V等；另外，本發(fā)明的即熱式飲水機(jī)在加熱水的過程中，可以均勻地產(chǎn)生溫度梯度，具有抑制冷機(jī)噴濺的效果。
【專利說明】加熱管道及包括該加熱管道的即熱式飲水機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體加熱裝置，尤其涉及加熱管道及包括該加熱管道的即熱式飲水機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，飲水機(jī)或泡茶機(jī)已越來越多地進(jìn)入到生活中。這些器具中，有采用發(fā)熱盤加熱的，也有采用浸沒式電熱管加熱的，還有采用電磁爐加熱的，所有這些器具在加熱的過程中由于均采用較大水量一體化的煮水方式，因而均需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能將水煮沸，使用者需等待的時(shí)間也較長(zhǎng)，無法滿足立等即可獲得符合溫度要求的熱水或沸水。實(shí)際生活中，更多的時(shí)間里，人們?cè)谛枰_水的場(chǎng)合中，經(jīng)常性地出現(xiàn)少量用水的要求，如由沸水泡功夫茶，或者由沸水與冷開水混合成為適合飲用溫度的水，由此造成由于少量熱水的需要而為滿足加熱必須燒開一定量的水，隨后又將剩余的開水浪費(fèi)掉。
[0003]由于上述的需要，現(xiàn)有技術(shù)中，人們?cè)噲D找到采用水流經(jīng)管道并利用管道自身發(fā)熱來加熱水的技術(shù)，如中國(guó)實(shí)用新型專利201220377340.2，一種利用加熱管道快速煮水的裝置；中國(guó)實(shí)用新型專利201220017959.2，一種利用加熱管道快速煮水的裝置。該裝置的連通容器設(shè)置進(jìn)水口和出水口，水通過連通容器的進(jìn)水口進(jìn)入連通容器，連通容器出水口通過水管與加熱管道連接，水通過加熱管道加熱后，快速沸騰，然后流出快速煮水裝置的出水口。
[0004]經(jīng)分析，上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下技術(shù)缺陷:
[0005]1.上述裝置采用單支加熱管道，供電電壓為220V，但是其無法適應(yīng)其他供電電壓，例如針對(duì)110V，127V等不同的額定電壓，不同電壓引起加熱管道的發(fā)熱功率的變化，無法使水快速沸騰，從而無法滿足使用需求；
[0006]2.上述裝置的加熱管道在停止工作一段時(shí)間后，加熱管道中剩余溫水被冷卻到接近或等于環(huán)境溫度，這個(gè)時(shí)候，加熱管道中上下溫度相同，沒有溫度梯度分布。此時(shí)如果給加熱管道加電，加熱管道內(nèi)的水由于初始溫度相同，吸收熱量速度也相同，所以溫度上升速度也相同，加熱管道是大功率加熱元件，因此管道內(nèi)水溫上升非常迅速，受熱的水來不及形成對(duì)流就已經(jīng)到達(dá)沸點(diǎn)，于是就造成了大量的水同時(shí)沸騰，產(chǎn)生大量蒸汽，蒸汽產(chǎn)生的壓力使水流噴濺，容易對(duì)使用者造成傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一在于:提供一種機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠適用于不同電壓的加熱管道及包括該加熱管道的即熱式飲水機(jī)。
[0008]本發(fā)明又一的目的在于:提供一種能夠抑制冷機(jī)噴濺的加熱管道及包括該加熱管道的即熱式飲水機(jī)。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種加熱管道，包括中空的管和涂覆在管上的加熱膜，所述管上間隔地設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上電極，至少有兩個(gè)電極分別設(shè)于管的兩端，所述電極將所述加熱膜分成兩段或兩段以上，各段加熱膜通過電極連接形成并聯(lián)電路。
[0010]所述各段加熱膜的長(zhǎng)度相等。
[0011]所述各段加熱膜的長(zhǎng)度不相等，所述加熱管道應(yīng)用于豎直狀態(tài)，并具有由下至上的出水方向，沿著加熱管道的出水方向，所述加熱膜段的長(zhǎng)度依次減小。
[0012]所述加熱膜段的相鄰兩段之間的長(zhǎng)度之差為一固定值。
[0013]所述管上間隔地設(shè)四個(gè)電極。
[0014]所述管的材質(zhì)為石英玻璃或陶瓷。
[0015]所述加熱膜為微米級(jí)厚度的半導(dǎo)體。
[0016]本發(fā)明提供一種即熱式飲水機(jī)，包括上述加熱管道，所述加熱管道豎直設(shè)置，具有由下至上的出水方向；所述加熱管道上有兩個(gè)電極連接外部接線端，電極間還連接有導(dǎo)線，所述各段加熱膜并聯(lián)地連接于外部接線端。
[0017]本發(fā)明再提供一種即熱式飲水機(jī)，包括上述加熱管道，還包括水箱、泵、啟動(dòng)開關(guān)、加熱開關(guān)、繼電器、連通容器、彎管；所述連通容器設(shè)置進(jìn)水口和出水口，所述連通容器的進(jìn)水口與所述泵通過水管連接，所述泵與所述水箱連接，所述泵將水從水箱送往所述連通容器；所述連通容器的出水口與所述加熱管道通過水管連接；所述啟動(dòng)開關(guān)和所述加熱開關(guān)設(shè)置在所述連通容器內(nèi)，所述啟動(dòng)開關(guān)為常閉水位開關(guān)，由連通容器的上限水位使其動(dòng)作，控制電源向泵加電，所述加熱開關(guān)為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使其動(dòng)作，通過所述繼電器控制電源向加熱管道加電；所述彎管有彎道，所述彎管設(shè)有開水出口，所述彎管與所述加熱管道連接；所述上限水位低于加熱管道上方的彎道，所述下限水位高于所述出水口。
[0018]所述連通容器的進(jìn)水口高度高于上限水位。
[0019]所述彎管的開水出口的前方(沿開水流出的方向)設(shè)置擋墻，在所述擋墻的前方(沿開水流出的方向)或后方設(shè)置蒸汽出口，所述彎管的結(jié)構(gòu)是一體成形的。
[0020]所述蒸汽出口可設(shè)置為向上、向前、向后、向左、向右。
[0021]本發(fā)明還包括棒狀物體，所述棒狀物體有一部分位于加熱管道的上端腔道中部。
[0022]所述棒狀物體的材質(zhì)為玻璃或陶瓷。
[0023]本發(fā)明還包括過濾器，所述過濾器設(shè)置在連通容器的進(jìn)水口處。
[0024]本發(fā)明再提供一種即熱式飲水機(jī)，包括上述加熱管道，還包括電磁閥、啟動(dòng)開關(guān)、加熱開關(guān)、繼電器、連通容器、彎管；所述連通容器設(shè)置進(jìn)水口和出水口，所述連通容器的進(jìn)水口與所述電磁閥一端通過水管連接，所述電磁閥另一端與所述外部水龍頭連接；所述連通容器的出水口與所述加熱管道通過水管連接；所述啟動(dòng)開關(guān)和所述加熱開關(guān)設(shè)置在所述連通容器內(nèi)，所述啟動(dòng)開關(guān)為常閉水位開關(guān)，由連通容器的上限水位使其動(dòng)作，控制電源向電磁閥加電，所述加熱開關(guān)為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使其動(dòng)作，通過所述繼電器控制電源向加熱管道加電；所述彎管有彎道，所述彎管設(shè)有開水出口，所述彎管與所述加熱管道連接；所述上限水位低于加熱管道上方的彎道，所述下限水位高于所述出水口。
[0025]所述連通容器的進(jìn)水口高度高于上限水位。
[0026]所述彎管的開水出口的前方(沿開水流出的方向)設(shè)置擋墻，在所述擋墻的前方(沿開水流出的方向)或后方設(shè)置蒸汽出口，所述彎管的結(jié)構(gòu)是一體成形的。
[0027]所述蒸汽出口可設(shè)置為向上、向前、向后、向左、向右。[0028]本發(fā)明還包括棒狀物體，所述棒狀物體有一部分位于加熱管道的上端腔道中部。
[0029]所述棒狀物體的材質(zhì)為玻璃或陶瓷。
[0030]本發(fā)明還包括過濾器，所述過濾器設(shè)置在連通容器的進(jìn)水口處。
[0031]本發(fā)明又提供一種即熱式飲水機(jī)，包括上述加熱管道，還包括水箱、泵及其啟動(dòng)開關(guān)、加熱開關(guān)、繼電器、連通容器、彎管；所述連通容器設(shè)置進(jìn)水口、出水口和回流口，所述進(jìn)水口與所述泵通過水管連接，所述泵與所述水箱連接，所述泵將水從水箱送往連通容器，所述出水口與所述加熱管道通過水管連接，所述回流口與所述水箱通過水管連接；所述加熱開關(guān)為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使其動(dòng)作，所述加熱開關(guān)設(shè)置在所述連通容器內(nèi)，所述加熱開關(guān)通過所述繼電器控制電源向加熱管道加電；所述彎管有彎道，所述彎管設(shè)有開水出口，所述彎管與所述加熱管道連接；所述回流口高于所述下限水位，所述下限水位高于所述出水口，所述回流口低于加熱管道上方的彎道。
[0032]所述進(jìn)水口高于所述回流口。
[0033]所述彎管的開水出口的前方(沿開水流出的方向)設(shè)置擋墻，在所述擋墻的前方(沿開水流出的方向)或后方設(shè)置蒸汽出口，所述彎管的結(jié)構(gòu)是一體成形的。
[0034]所述蒸汽出口可設(shè)置為向上、向前、向后、向左、向右。
[0035]本發(fā)明還包括棒狀物體，所述棒狀物體有一部分位于加熱管道的上端腔道中部。
[0036]所述棒狀物體的材質(zhì)為玻璃或陶瓷。
[0037]本發(fā)明還包括過濾器，所述過濾器設(shè)置在連通容器的進(jìn)水口處。
[0038]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0039]1.在管上間隔地設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上電極，至少有兩個(gè)電極分別設(shè)于管的兩端，所述電極將所述加熱膜分成兩段或兩段以上，各段加熱膜通過電極連接形成并聯(lián)電路，從而使原加熱膜的電阻變小，在外部供電電壓不變的情況下，可提高加熱膜的功率。
[0040]2.在管上間隔地設(shè)有四個(gè)電極，至少有兩個(gè)電極分別設(shè)于管的兩端，所述電極將加熱膜分成三段，與三個(gè)電極兩段加熱膜的加熱管道結(jié)構(gòu)相比，每段加熱膜的電阻降低，組成并聯(lián)電路后，整體電阻進(jìn)一步降低，以適用外部127V或IlOV電壓。
[0041]3.兩段或兩段以上的加熱膜的長(zhǎng)度不相等，沿著加熱管道的出水方向，加熱膜段的長(zhǎng)度依次減小，這樣組成的等效的并聯(lián)電路的電阻進(jìn)一步降低，從而可進(jìn)一步提高加熱管道的發(fā)熱功率，進(jìn)一步更好地適用于外部127V或IlOV電壓。
[0042]4.兩段或兩段以上的加熱膜的長(zhǎng)度不相等，沿著加熱管道的出水方向，加熱膜段的長(zhǎng)度依次減小，組成等效的并聯(lián)電路。這樣，當(dāng)水通過加熱管道時(shí)，可以產(chǎn)生溫度梯度，具有抑制冷機(jī)噴濺的效果:即熱式飲水機(jī)的冷機(jī)狀態(tài)是指設(shè)備停止工作一段時(shí)間后，加熱管道中剩余溫水被冷卻到接近或等于環(huán)境溫度，這個(gè)時(shí)候，加熱管道中上下溫度相同，沒有溫度梯度分布。此時(shí)如果給加熱管道加電，加熱管道內(nèi)的水由于初始溫度相同，吸收熱量速度也相同，所以溫度上升速度也相同，加熱管道是大功率加熱元件，因此管道內(nèi)水溫上升非常迅速，受熱的水來不及形成對(duì)流就已經(jīng)到達(dá)沸點(diǎn)，于是就造成了大量的水同時(shí)沸騰，產(chǎn)生大量蒸汽，蒸汽產(chǎn)生的壓力使水流噴濺。將加熱膜分若干段，沿著加熱管道進(jìn)水口向出水口的方向，各段發(fā)熱功率逐步提高，在加熱管道內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度，可以有效抑制冷機(jī)噴濺現(xiàn)象。由于加熱管道一般采用導(dǎo)電膜作為發(fā)熱材料，覆蓋在管外表面，同一支管鍍膜層的線電阻率基本一致，當(dāng)發(fā)熱管被分為若干段時(shí)，長(zhǎng)度長(zhǎng)的段，電阻值大，反之，長(zhǎng)度短的段則電阻值小，在相同電壓條件下，電阻值小的段發(fā)熱功率大于電阻值大的段。因此從從加熱管道進(jìn)水口向出水口方向，各段長(zhǎng)度逐步遞減，則每段加熱功率逐步遞增。當(dāng)即熱式飲水機(jī)處于冷機(jī)狀態(tài)時(shí)，加熱管道中各段的水從同一初始溫度開始升溫，接近出水口的一段發(fā)熱功率最大，水溫上升最快，因此率先達(dá)到沸點(diǎn)，同時(shí)也產(chǎn)生了水蒸氣，而此時(shí)其他段尚未達(dá)到沸點(diǎn)，沒有水蒸汽產(chǎn)生，總的水蒸氣量大大減少，實(shí)現(xiàn)了抑制冷噴的目的，達(dá)到沸點(diǎn)這一段中的水由于自溢出作用，向出水口輸出開水，在即熱式飲水機(jī)的水位平衡作用下，部分冷水被推進(jìn)加熱管道補(bǔ)充了輸出的開水量。依照各段加熱功率的大小排序，管道中形成了溫度梯度，加熱管道平穩(wěn)進(jìn)入熱機(jī)狀態(tài)。綜上所述，沿著加熱管道進(jìn)水口向出水口的電熱膜分段，每段長(zhǎng)度逐段遞減，在冷機(jī)狀態(tài)開機(jī)，加熱管道內(nèi)形成溫度梯度，避免了過多液體同時(shí)沸騰汽化，產(chǎn)生過多蒸汽而發(fā)生噴濺的問題，從而有效地解決了冷機(jī)噴濺問題。
[0043]5.相鄰加熱膜段之間的長(zhǎng)度之差為一固定值，可使上述溫度梯度更為均勻，可進(jìn)一步抑制冷機(jī)嗔灘。
[0044]6.加熱管道的管、棒狀物體及彎管的材質(zhì)均為陶瓷，可提高其耐熱性，從而提高即熱式飲水的使用壽命。
[0045]7.彎管結(jié)構(gòu)一體成形，不僅使即熱式飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，并具有氣液分離的功倉泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明的加熱管道的俯視圖；
[0047]圖2A為本發(fā)明的實(shí)施例一的加熱管道的主視圖；
[0048]圖2B為本發(fā)明的實(shí)施例一的加熱管道的等效電路圖；
[0049]圖3A為本發(fā)明的實(shí)施例二的加熱管道的主視圖；
[0050]圖3B為本發(fā)明的實(shí)施例二的加熱管道的等效電路圖之一；
[0051]圖3C為本發(fā)明的實(shí)施例二的加熱管道的等效電路圖之二 ；
[0052]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例四的即熱式飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例四的即熱式飲水機(jī)的蒸汽出口的設(shè)置方向?yàn)橄蛏系氖疽鈭D；
[0054]圖6為本發(fā)明的實(shí)施例四的即熱式飲水機(jī)的蒸汽出口的設(shè)置方向?yàn)橄蚯暗氖疽鈭D；
[0055]圖7為本發(fā)明的實(shí)施例四的即熱式飲水機(jī)的蒸汽出口的設(shè)置方向?yàn)橄蚝蟮氖疽鈭D；
[0056]圖8為本發(fā)明的實(shí)施例四的即熱式飲水機(jī)的蒸汽出口的設(shè)置方向?yàn)橄蜃蠡蛳蛴业牟灰鈭D；
[0057]圖9為本發(fā)明的實(shí)施例五的即熱式飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖10為本發(fā)明的實(shí)施例六的即熱式飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]實(shí)施例一
[0060]請(qǐng)參閱圖1、圖2A和圖2B，加熱管道包括中空的管I和涂覆在管上的加熱膜2，所述管I上間隔地設(shè)有第一電極21、第二電極22和第三電極23，所述第一電極21和所述第三電極23分別設(shè)于管I的兩端，所述第一電極21、第二電極22和第三電極23將所述加熱膜2分成兩段24、25，所述第一電極21與第二電極23通過導(dǎo)線連接，所述第二電極22與第三電極23分別連接于外部接線端。這樣加熱管道即等效于兩個(gè)加熱膜段的并聯(lián)電路。
[0061]若采用單支加熱管道設(shè)兩個(gè)電極形成僅一段加熱膜段，其電阻值為R，這時(shí)外接220V電壓，設(shè)定輸出滿足實(shí)際使用需求的功率約為2000W (這與加熱膜材料本身的特性相關(guān))。
[0062]對(duì)上述加熱管道進(jìn)行改進(jìn)，即采用本發(fā)明的加熱管道，加熱膜2等效于兩個(gè)加熱膜段的并聯(lián)電路，加熱膜2的整體電阻會(huì)下降，電阻值約為1/4R，若外接電壓220V不變，則加熱管道的功率約為8000W。若外接電壓為110V，這時(shí)加熱管道的功率約為2000W。
[0063]在產(chǎn)品的實(shí)際開發(fā)中得知，采用單支加熱管道設(shè)兩個(gè)電極形成僅一段加熱膜，夕卜接220V電壓，其輸出功率達(dá)到2000W的實(shí)際需求是比較困難的，主要是加熱膜材料很難達(dá)到要求。
[0064]請(qǐng)參見圖2B，在產(chǎn)品研發(fā)過程中，基于現(xiàn)有的加熱膜材料，加熱管道采用220-230mm長(zhǎng)度，18_20mm外徑，加熱管道等效于兩個(gè)加熱膜段的并聯(lián)電路，外接220V的電壓，比較容易達(dá)到約2000W的功率，從而滿足實(shí)際使用需求。但是這種加熱管道外接IlOV電壓時(shí)，輸出功率下降，無法滿足實(shí)際使用需求，因此還需進(jìn)一步改進(jìn)。請(qǐng)參見實(shí)施例二。
[0065]所述管的材質(zhì)為石英玻璃或陶瓷。
[0066]所述加熱膜為微米級(jí)厚度的半導(dǎo)體。
[0067]加熱膜段24與加熱膜段25的長(zhǎng)度相等。
[0068]加熱膜段24與加熱膜段25的長(zhǎng)度不相等，所述加熱管道應(yīng)用于豎直狀態(tài)，并具有由下至上的出水方向，沿著加熱管道的出水方向，所述加熱膜段24、25的長(zhǎng)度依次減小。這樣，可以產(chǎn)生溫度梯度，具有抑制冷機(jī)噴濺的效果:即熱式飲水機(jī)的冷機(jī)狀態(tài)是指設(shè)備停止工作一段時(shí)間后，加熱管道中剩余溫水被冷卻到接近或等于環(huán)境溫度，這個(gè)時(shí)候，加熱管道中上下溫度相同，沒有溫度梯度分布。此時(shí)如果給加熱管道加電，加熱管道內(nèi)的水由于初始溫度相同，吸收熱量速度也相同，所以溫度上升速度也相同，加熱管道是大功率加熱元件，因此管道內(nèi)水溫上升非常迅速，受熱的水來不及形成對(duì)流就已經(jīng)到達(dá)沸點(diǎn)，于是就造成了大量的水同時(shí)沸騰，產(chǎn)生大量蒸汽，蒸汽產(chǎn)生的壓力使水流噴濺。
[0069]將加熱膜分若干段，沿著加熱管道進(jìn)水口向出水口的方向，各段發(fā)熱功率逐步提高，在加熱管道內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度，可以有效抑制冷機(jī)噴濺現(xiàn)象。由于加熱管道一般采用導(dǎo)電膜作為發(fā)熱材料，覆蓋在管外表面，同一支管鍍膜層的線電阻率基本一致，當(dāng)發(fā)熱管被分為若干段時(shí)，長(zhǎng)度長(zhǎng)的段，電阻值大，反之，長(zhǎng)度短的段則電阻值小，在相同供電電壓條件下，電阻值小的段發(fā)熱功率大于電阻值大的段。因此從從加熱管道進(jìn)水口向出水口方向，各段長(zhǎng)度逐步遞減，則每段加熱功率逐步遞增。當(dāng)即熱式飲水機(jī)處于冷機(jī)狀態(tài)時(shí)，加熱管道中各段的水從同一初始溫度開始升溫，接近出水口的一段發(fā)熱功率最大，水溫上升最快，因此率先達(dá)到沸點(diǎn)，同時(shí)也產(chǎn)生了水蒸氣，而此時(shí)其他段尚未達(dá)到沸點(diǎn)，沒有水蒸汽產(chǎn)生，總的水蒸氣量大大減少，實(shí)現(xiàn)了抑制冷噴的目的，達(dá)到沸點(diǎn)這一段中的水由于自溢出作用，向出水口輸出開水，在即熱式飲水機(jī)的水位平衡作用下，部分冷水被推進(jìn)加熱管道補(bǔ)充了輸出的開水量。依照各段加熱功率的大小排序，管道中形成了溫度梯度，加熱管道平穩(wěn)進(jìn)入熱機(jī)狀態(tài)。綜上所述，從加熱管道進(jìn)水口向出水口電熱膜分段，每段長(zhǎng)度逐段遞減，在冷機(jī)狀態(tài)開機(jī)，加熱管道內(nèi)形成溫度梯度，避免了過多液體同時(shí)沸騰汽化，產(chǎn)生過多蒸汽而發(fā)生噴濺的問題，從而有效地解決了冷機(jī)噴濺問題。
[0070]除此以外，還可進(jìn)一步降低加熱膜2的整體電阻，提高功率。
[0071]所述加熱膜段24與加熱膜段25之間的長(zhǎng)度之差為一固定值。
[0072]所述固定值的范圍在Icm以內(nèi)，優(yōu)選地為5mm以內(nèi)。
[0073]這樣，可以更加均勻地產(chǎn)生溫度梯度，進(jìn)一步抑制冷機(jī)噴濺。
[0074]實(shí)施例二
[0075]請(qǐng)參閱圖1、圖3A，實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別之處在于:所述管I間隔地設(shè)有第一電極31、第二電極32、第三電極33和第四電極34,第一電極31與第四電極34分別設(shè)于管I的兩端，所述有第一電極31、第二電極32、第三電極33和第四電極34將所述加熱膜2分成三段35、36、37，所述所述第一電極31與所述第三電極33通過導(dǎo)線連接，所述第二電極32與所述第四電極34通過導(dǎo)線連接，所述第一電極31與第四電極34分別連接于外部接線端。這樣加熱管道等效于三個(gè)加熱膜段的并聯(lián)電路。
[0076]加熱膜段35、36、37的長(zhǎng)度相等。
[0077]加熱膜段35、36、37的長(zhǎng)度不相等，所述加熱管道應(yīng)用于豎直狀態(tài)，并具有由下至上的出水方向，沿著加熱管道的出水方向，所述加熱膜段35、36、37的長(zhǎng)度依次減小。
[0078]所述熱膜段35、36、37中相鄰的加熱膜段之間長(zhǎng)度之差在Icm以內(nèi)，優(yōu)選地為5_以內(nèi)。
[0079]加熱管道采用了一種微米級(jí)厚度的導(dǎo)電膜作為電發(fā)熱體(S卩加熱膜)，附著在管I外表面，加電后產(chǎn)生的熱量通過管壁傳導(dǎo)進(jìn)入管內(nèi)以加熱管I中的液體。導(dǎo)電膜屬于半導(dǎo)體，具有非線性伏安特性，其電阻隨電壓升高逐漸增大，但總體變化不是很大，從IlOV到220V電壓區(qū)間仍可近似為線性。
[0080]采用本發(fā)明實(shí)施例一的一支采用三電極二段加熱膜的加熱管道，采用220_230mm長(zhǎng)度，18-20mm外徑，可以將功率做到220V環(huán)境下2000W-2400W，一般即熱式飲水水機(jī)的單管功率應(yīng)該做到約2000W才能滿足普通家庭的日常使用需要。根據(jù)公式換算，220V、2000W的加熱管道，在供電電壓IlOV時(shí)，只有500W的功率，由于非線性的問題，實(shí)際測(cè)量功率略大于500W。如果仍然以本發(fā)明實(shí)施例一的方式，要在IlOV電壓下，達(dá)到約2000W的功率，則這樣一支發(fā)熱管道在220V供電電壓時(shí)將達(dá)到約8000W的功率。這就要求導(dǎo)電膜的線電阻率變化達(dá)到4倍，也就是110V、2000W加熱管的等效電阻必須是220V、2000W加熱管等效電阻的I / 4。目前，由于加熱管道仍然屬于新型產(chǎn)品，人們對(duì)于導(dǎo)電膜的電阻率特性以及衰減特性尚未完全掌握。因此，需要尋求一種方法，達(dá)到既不需要成倍降低導(dǎo)電膜電阻率，又能夠在IlOV供電環(huán)境下得到約2000W功率的目的。
[0081]本發(fā)明的實(shí)施例二在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上增加電極個(gè)數(shù)，采用多段加熱膜并聯(lián)的方式。實(shí)施例二采用四電極三段加熱膜并聯(lián)，由于將原相同長(zhǎng)度的加熱膜從二段改為三段，因此實(shí)施例二的每段加熱膜長(zhǎng)度比實(shí)施例一的每段加熱膜長(zhǎng)度降低(即每段加熱膜的電阻值降低)，三段加熱膜并聯(lián)又使整體電阻值進(jìn)一步降低，這兩個(gè)因素加起來使整段加熱管道的等效電阻只相當(dāng)于實(shí)施例一的I / 4多一點(diǎn)。為了進(jìn)一步真正達(dá)到I / 4等效電阻的目的，還需要再進(jìn)一步的調(diào)整，實(shí)施例二又采用非平均分段方式，即每一段加熱膜的長(zhǎng)度是不相等的，中間一段是三段平均值，靠近加熱管道出水口一段比平均值短Icm以內(nèi)(優(yōu)選地為5_)，靠近加熱管道進(jìn)水口一段比平均值長(zhǎng)Icm以內(nèi)(優(yōu)選地為5_)，這個(gè)長(zhǎng)度分布順序不可改變，因?yàn)檫@種方式還有產(chǎn)生溫度梯度、抑制冷機(jī)噴濺的效果。根據(jù)計(jì)算可知，這樣的非平均分布形式比三段平均長(zhǎng)度形式的等效電阻又進(jìn)一步降低。
[0082]參見圖3B，采用本發(fā)明的實(shí)施例，即可在127V外接電壓的情況下，可滿足實(shí)際使用所需要的功率。
[0083]參見圖3C，采用本發(fā)明的實(shí)施例，即可在IlOV外接電壓的情況下，只需要很小程度地降低一點(diǎn)加熱管導(dǎo)電膜的線電阻率(選用現(xiàn)有的合適的加熱管導(dǎo)電膜即可)，就可以得到滿足實(shí)際使用需要的加熱管道，經(jīng)小批量試產(chǎn)實(shí)測(cè)，功率可達(dá)2000W到2300W之間。
[0084]作為上述實(shí)施例的變更或修改，當(dāng)然可以在管I間隔地上設(shè)有5個(gè)以上的電極，將加熱膜2劃分為4段以上，通過電極之間的連接，組成4段以上的加熱膜段的并聯(lián)的等效電路。
[0085]上述變更或修改依據(jù)外部電源提供的電壓而定。
[0086]上述實(shí)施例一或二的加熱管道可適用于即熱式飲水機(jī)，以下實(shí)施例三至六以實(shí)施例二的加熱管道來舉例說明。
[0087]實(shí)施例三
[0088]基于實(shí)施例一或二的加熱管道的即熱式飲水機(jī)，所述加熱管道豎直設(shè)置，具有由下至上的出水方向；所述加熱管道上有兩個(gè)電極連接外部接線端，電極間還連接有導(dǎo)線，各段加熱膜并聯(lián)地連接于外部接線端。
[0089]實(shí)施例四
[0090]參見圖4，本實(shí)施例與實(shí)施例三的區(qū)別在于，本實(shí)施例的即熱式飲水機(jī)還包括水箱
4、泵5、啟動(dòng)開關(guān)8、加熱開關(guān)7、繼電器13、連通容器6、彎管11 ；
[0091]所述連通容器6設(shè)置進(jìn)水口 61和出水口 62，所述連通容器的進(jìn)水口 61與所述泵5通過水管連接，所述泵5與所述水箱4連接，所述泵5將水從水箱4送往所述連通容器6 ；所述連通容器的出水口 62與所述加熱管道10通過水管連接；
[0092]所述啟動(dòng)開關(guān)8和所述加熱開關(guān)7設(shè)置在所述連通容器6內(nèi)，所述啟動(dòng)開關(guān)8為常閉水位開關(guān)，由連通容器的上限水位使啟動(dòng)開關(guān)8動(dòng)作，啟動(dòng)開關(guān)8由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，控制電源向泵5加電；所述加熱開關(guān)7為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使加熱開關(guān)7動(dòng)作，加熱開關(guān)7由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，通過所述繼電器13控制電源向加熱管道10加電；
[0093]所述彎管11有彎道11-4，所述彎管11設(shè)有開水出口 11-1，所述彎管11與所述加熱管道10連接；
[0094]所述上限水位低于加熱管道上方的彎道11-4，所述下限水位高于所述連通容器的出水口 62。
[0095]所述連通容器的進(jìn)水口 61高于所述上限水位。這樣，可在泵停止工作時(shí)，連通容器中的水盡量不從進(jìn)水口向水管回流，可使下一次啟動(dòng)，連通容器的水位能夠達(dá)到或迅速達(dá)到下限水位，使加熱管道能夠更迅速進(jìn)行加熱，進(jìn)一步縮短人們等待的時(shí)間。
[0096]所述彎管11的開水出口 11-1的前方(沿開水流出的方向)設(shè)置擋墻11-2，在所述擋墻11-2的前方(沿開水流出的方向)或后方設(shè)置蒸汽出口 11-3。所述彎管的結(jié)構(gòu)是一體成形的。
[0097]如圖5— 8，所示蒸汽出口可設(shè)置為向上(圖5)、向前(圖6)、向后(圖7)、向左或向右(圖8)。當(dāng)然，蒸汽出口也可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置為其他方向。
[0098]優(yōu)選地，本發(fā)明還包括棒狀物體12，所述棒狀物體12有一部分位于加熱管道的上端腔道中部，所述棒狀物體12的材質(zhì)為玻璃或陶瓷。
[0099]優(yōu)選地，本發(fā)明還包括過濾器14，所述過濾器設(shè)置在連通容器的所述進(jìn)水口 61處。
[0100]本發(fā)明的即熱式飲水機(jī)，只有當(dāng)水溫達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，水才迅速汽化，進(jìn)而才將水從加熱管道帶出，一旦水溫未達(dá)到沸騰，水不會(huì)迅速汽化，于是，水不會(huì)從加熱管道中被帶出，因此，本發(fā)明具有利用水沸騰將水自動(dòng)導(dǎo)出的作用。
[0101]實(shí)施例五
[0102]參見圖9，本實(shí)施例與實(shí)施例四的區(qū)別在于:本實(shí)施例的即熱式飲水機(jī)用電磁閥91取代泵5，所述電磁閥91的一端通過水管與連通容器的進(jìn)水口 61連接，所述電磁閥的另一端通過水管與外部水龍頭連接，啟動(dòng)開關(guān)8為常閉水位開關(guān)，由連通容器的上限水位使啟動(dòng)開關(guān)8動(dòng)作，控制電源向電磁閥加電。這樣可以省去實(shí)施例四的水箱。
[0103]實(shí)施例六
[0104]參見圖10，與實(shí)施例三的區(qū)別在于:本實(shí)施例的即熱式飲水機(jī)，還包括水箱4、泵5及其啟動(dòng)開關(guān)(圖中未示出)、加熱開關(guān)7、繼電器13、連通容器6、彎管11，
[0105]所述連通容器設(shè)置進(jìn)水口 61、出水口 62和回流口 63，所述進(jìn)水口 61與所述泵5通過水管連接，所述泵5與所述水箱4連接，所述泵5將水從水箱4送往連通容器，所述出水62 口與所述加熱管道10通過水管連接，所述回流口 63與所述水箱4通過水管連接；
[0106]所述加熱開關(guān)7為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使加熱開關(guān)7動(dòng)作，由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，所述加熱開關(guān)7設(shè)置在所述連通容器6內(nèi)，所述加熱開關(guān)7通過所述繼電器13控制電源向加熱管道10加電；
[0107]所述彎管11有彎道11-4，所述彎管11設(shè)有開水出口 11-1，所述彎管11與所述加熱管道10連接；
[0108]所述回流口 63高于所述下限水位，所述下限水位高于所述出水口 62，所述回流口63低于加熱管道上方的彎道11-4。這樣當(dāng)加熱管道的出水口處的水其溫度沒有達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，由于沒有大量蒸汽逸出并將開水帶出，這時(shí)，加熱管道中水柱的高度由連通器中水位的高度所決定，該高度通常不高于回流口，水便不再從開水出口處流出。
[0109]所述進(jìn)水口 61高于所述回流口 63。
[0110]其他參見實(shí)施例四或五。
[0111]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語及方位詞(上、下、左、右、前、后等)，但這些術(shù)語及方位詞只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.加熱管道，包括中空的管和涂覆在管上的加熱膜，其特征在于:所述管上間隔地設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上電極，至少有兩個(gè)電極分別設(shè)于管的兩端，所述電極將所述加熱膜分成兩段或兩段以上，各段加熱膜通過電極連接形成并聯(lián)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱管道，其特征在于:每段加熱膜的長(zhǎng)度相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱管道，其特征在于:每段加熱膜的長(zhǎng)度不相等，沿著加熱管道的出水方向，所述加熱膜段的長(zhǎng)度依次減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱管道，其特征在于:所述加熱膜段的相鄰兩段之間的長(zhǎng)度之差為一固定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱管道，其特征在于:所述管上間隔地設(shè)四個(gè)電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的加熱管道，其特征在于:所述管的材質(zhì)為石英玻璃或陶瓷；所述加熱膜為微米級(jí)厚度的半導(dǎo)體。
7.包括權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)加熱管道的即熱式飲水機(jī)，其特征在于:所述加熱管道豎直設(shè)置，具有由下至上的出水方向；所述加熱管道上有兩個(gè)電極連接外部接線端，電極間還連接有導(dǎo)線，所述各段加熱膜并聯(lián)地連接于外部接線端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的即熱式飲水機(jī)，其特征在于:還包括水箱、泵、啟動(dòng)開關(guān)、加熱開關(guān)、繼電器、連通容器、彎管；所述連通容器設(shè)置進(jìn)水口和出水口，所述連通容器的進(jìn)水口與所述泵通過水管連接，所述泵與所述水箱連接，所述泵將水從水箱送往所述連通容器；所述連通容器的出水口與所述加熱管道通過水管連接；所述啟動(dòng)開關(guān)和所述加熱開關(guān)設(shè)置在所述連通容器內(nèi)，所述啟動(dòng)開關(guān)為常閉水位開關(guān)，由連通容器的上限水位使啟動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，從而控制電源向泵加電，所述加熱開關(guān)為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使加熱開關(guān)動(dòng)作，并通過所述繼電器控制電源向加熱管道加電；所述彎管有彎道，所述彎管設(shè)有開水出口，所述彎管與所述加熱管 道連接；所述上限水位低于加熱管道上方的彎道，所述下限水位高于所述出水口； 或者還包括電磁閥、啟動(dòng)開關(guān)、加熱開關(guān)、繼電器、連通容器、彎管；所述連通容器設(shè)置進(jìn)水口和出水口，所述連通容器的進(jìn)水口與所述電磁閥一端通過水管連接，所述電磁閥另一端與所述外部水龍頭連接，所述連通容器的出水口與所述加熱管道通過水管連接；所述啟動(dòng)開關(guān)和所述加熱開關(guān)設(shè)置在所述連通容器內(nèi)，所述啟動(dòng)開關(guān)為常閉水位開關(guān)，由連通容器的上限水位使啟動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，從而控制電源向電磁閥加電，所述加熱開關(guān)為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使加熱開關(guān)動(dòng)作，并通過所述繼電器控制電源向加熱管道加電；所述彎管有彎道，所述彎管設(shè)有開水出口，所述彎管與所述加熱管道連接；所述上限水位低于加熱管道上方的彎道，所述下限水位高于所述出水口 ； 或者還包括水箱、泵及其啟動(dòng)開關(guān)、加熱開關(guān)、繼電器、連通容器、彎管，所述連通容器設(shè)置進(jìn)水口、出水口和回流口，所述進(jìn)水口與所述泵通過水管連接，所述泵與所述水箱連接，所述泵將水從水箱送往連通容器，所述出水口與所述加熱管道通過水管連接，所述回流口與所述水箱通過水管連接；所述加熱開關(guān)設(shè)置在所述連通容器內(nèi)，所述加熱開關(guān)為常開水位開關(guān)，由連通容器的下限水位使加熱開關(guān)動(dòng)作，所述加熱開關(guān)通過所述繼電器控制電源向加熱管道加電；所述彎管有彎道，所述彎管設(shè)有開水出口，所述彎管與所述加熱管道連接；所述回流口高于所述下限水位，所述下限水位高于所述出水口，所述回流口低于加熱管道上方的彎道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的即熱式飲水機(jī)，其特征在于:所述彎管的開水出口的前方設(shè)置擋墻，在所述擋墻的前方或后方設(shè)置蒸汽出口，所述彎管的材質(zhì)為陶瓷，所述彎管的結(jié)構(gòu)是一體成形的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9任一項(xiàng)所述的即熱式飲水機(jī)，其特征在于:還包括棒狀物體，所述棒狀物體有一部分位于加 熱管道的上端腔道中部，所述棒狀物體的材質(zhì)為玻璃或陶瓷。
【文檔編號(hào)】A47J31/00GK103431767SQ201310407970
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】鄭楚池, 陳旭霖 申請(qǐng)人:汕頭經(jīng)濟(jì)特區(qū)和通電訊有限公司