專利名稱：環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器。
背景技術(shù)：
電熱水器發(fā)明至今已有差不多一個(gè)世紀(jì)，到現(xiàn)在其基本概念及計(jì)設(shè)(圖1)都沒有大分別，祗不過是材料及安全上的改良，從實(shí)用性角度上，還沒有突破。即熱式熱水器；意思在使用時(shí)開電即有熱水供應(yīng)。儲(chǔ)水式則先打開電源加溫一段時(shí)間才可使用熱水。
而電熱水器主要分為兩大類，即熱式及儲(chǔ)水式。
上述兩大類型熱水器之功能區(qū)別及優(yōu)劣比較如下表

從上表可發(fā)覺兩者都各有其優(yōu)點(diǎn)，但從家庭角度來說，儲(chǔ)水式電熱水器較為受歡迎，圖1是其結(jié)構(gòu)原理示意圖，原因是安裝即熱式熱水器之客觀條件難以配合，例如需要把供電系統(tǒng)由單相更改為三相及耗電量龐大，功率最小為18kW 380V，而價(jià)格高及運(yùn)作費(fèi)貴，不是一般家庭可負(fù)擔(dān)。
由于上述因素，家庭使用者在沒有其它產(chǎn)品可代替及選擇下，只有選購儲(chǔ)水式熱水器。但儲(chǔ)水式熱水器最大缺點(diǎn)之一，就是在使用前要預(yù)早把熱水器加熱約30～50分鐘，方可使用，但使用時(shí)間不長，舉例；一電熱水器容量25公升，功率3kW，進(jìn)水溫度20℃，熱水設(shè)定溫度65℃，即升溫45℃，根據(jù)以下公式計(jì)算t＝(G*ΔT*Cp)/(864*80/100*3)t＝(25*45*1)/(864*0.8*3)t＝1125/2074＝0.5424時(shí)＝33分使用計(jì)算把熱水出水口接上固定恒溫閥，把恒溫閥出水溫度調(diào)至40℃，水流速度300升/時(shí)，只可使用5-6分鐘左右。
從上述計(jì)算所得，給用戶覺得儲(chǔ)水式熱水器在給電加熱后，而在可使用熱水比較下，覺得不化算。已現(xiàn)時(shí)平均電費(fèi)0.9元/千瓦小時(shí)，上述例子用33分，即費(fèi)用為1.50元。上述例子有兩大缺點(diǎn)，預(yù)熱需時(shí)太久及熱水輸出時(shí)間太短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述市售的即熱式及儲(chǔ)水式電熱水器存在的問題，目的在于根據(jù)一種全新設(shè)計(jì)概念及綠色產(chǎn)品概念，集市售所述的兩類產(chǎn)品之功能及使用之優(yōu)點(diǎn)再附加新的設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性地提供一種環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器。
本發(fā)明的上述目的是采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，包括一儲(chǔ)水箱、一將水引入儲(chǔ)水箱的進(jìn)水管、一將儲(chǔ)水箱內(nèi)已加熱的熱水輸出的出水管、一設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的加熱器、一控制/調(diào)節(jié)水溫的恒溫器、一超溫?cái)嗦菲骷耙槐Ｕ蠠崴靼踩褂玫臏囟?壓力排放閥，其特征在于在所說的儲(chǔ)水箱底部裝設(shè)一輻射熱收集器、一輻射熱吸收管、一直接注熱水導(dǎo)管、一直接熱水注射噴咀、一萬向多用接頭。
所說的輻射熱收集器為一筒形、其頂部及底部皆密閉式，內(nèi)裝有輻射熱吸收管，頂部接有進(jìn)出水管，底部有進(jìn)出水道孔、發(fā)熱器及其固定座，輻射熱收集器進(jìn)水管接駁至萬向多用接頭之進(jìn)水位，而熱出水管接駁至熱注射噴咀及萬向多用接頭之出水口，熱水雙向?qū)Ч芙玉g至熱注射噴咀最窄處，而萬向多用接頭設(shè)有可作多方向安裝的安裝固定碼。
進(jìn)一步說，所說的輻射熱收集器筒體接駁冷進(jìn)水管、熱出水管、吸收管及發(fā)熱器底座；所說的固定方式為螺接或焊接。
所說的輻射熱收集器，所說的型狀選擇圓形、正方形、蛋形、圓形、三角形、文氏管形、放射形中的任意一種。
所說的輻射熱收集器的口徑由10毫米至200毫米。
所說的輻射熱收集器的高度由30毫米至600毫米或儲(chǔ)水箱高度。
所說的輻射熱收集器、輻射熱收集器內(nèi)之輻射熱吸收管、輻射熱收集器內(nèi)之熱注射噴咀、萬向多用接頭由合金銅、如紫銅、黃銅、磷銅或由合金鋼、如不銹鋼、不銹鐵、低碳鋼或由合金、如鎂鋁、鈦或者由耐熱、耐腐蝕性的材料制作而成或由工程塑料、如聚碳酸酯(PC)加纖維、ABS加纖維、賽鋼加工制作而成。
所說的輻射熱吸收管的口徑由6毫米至25毫米。
所說的熱水注射噴咀為收腰管、入口直徑為9-20毫米、中部直徑比入口直徑漸減細(xì)三分之一、長度40-400毫米。
所說的熱水器為直立式安裝、直掛式安裝、臥式安裝、橫掛式安裝、窗口式安裝。
所說的發(fā)熱器，選擇由電阻性裸露浸水式電熱組件、磡裝浸水式電熱組件、鍍膜式電熱組件、裸露空氣式電熱組件等加工制作而成或由可燃?xì)怏w燃燒后產(chǎn)生輻射熱的器皿加工制作而成或由液態(tài)熱轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輻射熱的器皿加工制作而成或由蒸氣熱轉(zhuǎn)換器、熱油熱轉(zhuǎn)換器等媒介而產(chǎn)生輻射熱的器皿加工制作而成。
本發(fā)明儲(chǔ)水箱其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能承受22Mpa壓力。
所說的輻射熱收集器筒體的厚度為0.1至10毫米。
由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案，從而能確保開電即有熱水供應(yīng)及儲(chǔ)水箱加溫后有源源不絕的熱水享用，并有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，及防止浪費(fèi)能源。極具革命性新創(chuàng)意之概念，推翻傳統(tǒng)電熱水器之基本設(shè)計(jì)思維，本發(fā)明之整體操作及效能是利用流體對(duì)流、文氏管、輻射熱及熱傳遞理論混合而計(jì)設(shè)出一名為“直注射熱噴射器”。功能(1)能于極短時(shí)間把進(jìn)水加溫，(2)給于儲(chǔ)水箱內(nèi)作強(qiáng)制性冷熱水快速循環(huán)、令儲(chǔ)水在短時(shí)間加熱，即能供應(yīng)源源不絕之熱水。本發(fā)明很明顯地能完全利用所有從發(fā)熱器釋放出之輻射熱，從而可節(jié)省電能。使用時(shí)不需電源增容，不需長時(shí)間預(yù)熱，另外熱水器之進(jìn)出水管可作360°接駁，更可作垂直或 掛安裝而不需修改熱水器之進(jìn)出水管，適合任何安裝位置，極具操作容易及省電之環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，更具體地說涉及革命性新發(fā)明之即熱儲(chǔ)水熱水器。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)使用的儲(chǔ)水式熱水器結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為本發(fā)明選擇的一種直立式安裝的熱水器結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為本發(fā)明選擇的一種橫掛式安裝的熱水器結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為本發(fā)明選擇的一種窗型式安裝的熱水器結(jié)構(gòu)原理圖；圖5為本發(fā)明之操作原理圖；圖6為本發(fā)明選擇的一種直立式熱水器經(jīng)實(shí)驗(yàn)后所記錄的曲線圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖2、3及4詳述本發(fā)明本發(fā)明包括一儲(chǔ)水箱1，其結(jié)構(gòu)能承受22Mpa壓力，設(shè)霞在儲(chǔ)水箱旁的萬向多用接頭2，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的電加熱器3，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的輻射熱收集器4，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的輻射熱吸收管5，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的熱水注射導(dǎo)管6，，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的熱水注射噴咀7，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的熱水雙向?qū)Ч?，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的冷進(jìn)水導(dǎo)管9，設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的雙向補(bǔ)充水道10，控制/調(diào)節(jié)水溫的恒溫器及一超溫?cái)嗦菲?2及一保障熱水器安全使用的溫度/壓力排放閥14、設(shè)有保溫的熱水器外殼13。
進(jìn)一步說，所說的輻射熱收集器構(gòu)造型狀，是筒形、頂部及底部是密閉式、筒內(nèi)用以放置輻射熱吸收管及發(fā)熱器及其底座、其底部傍置有雙向補(bǔ)充水道、頂部有一冷水進(jìn)水管與收集器之吸收管連通、吸收管底部出水口有一噴頭；發(fā)熱器裝于收集器及吸收管中心；一熱水注射導(dǎo)管連接于收集器頂部、另一邊接熱水輸出的出水管至萬向接頭，而中部位置裝有一熱水注射噴咀、噴咀中部接有雙向?qū)Ч?、?dǎo)管尾部安裝于儲(chǔ)水箱頂部。
所說的筒形輻射熱收集器，其筒體接駁冷進(jìn)水管、熱出水管、吸收管及發(fā)熱器底座。
所說的筒形輻射熱收集器，其固定方式為焊接或螺接。
所說的筒形輻射熱收集器筒體由耐熱、耐腐蝕材料制作而成，或者所說的筒體由合金銅、合金鋼鍛壓及加工制作而成。
當(dāng)然所說的筒體也可由工程塑料，如聚碳酸酯(PC)加纖維、ABS加纖維等制作而成。
所說的筒體的厚度為0.1至10毫米。
所說的萬向多用接頭由耐熱、耐腐蝕材料制作而成，或者所說的筒體由合金銅、合金鋼鍛壓及加工制作而成。
當(dāng)然所說的接頭體也可由工程塑料，如聚碳酸酯(PC)加纖維、ABS加纖維等制作而成。
所說的萬向多用接頭一端設(shè)于儲(chǔ)水箱外，由三路水管接駁、一路接駁冷進(jìn)水管、一路接駁熱出水管、最后一路接駁防儲(chǔ)水箱真空的防真空閥，接頭另一端設(shè)于儲(chǔ)水箱內(nèi)，用以連貫上述三路水管。
如圖5所示本發(fā)明之二合一即熱儲(chǔ)水式電熱水器I包含“直射快速增熱式”及“直射循環(huán)儲(chǔ)水式”兩種模式加熱方式原理。這樣的設(shè)計(jì)可盡量利用加熱器3啟動(dòng)后產(chǎn)生輻射熱的同時(shí)，讓低溫進(jìn)水流經(jīng)收集器立即把輻射熱吸收(熱傳遞定義從高溫?zé)崴畟鞯降蜏厮?、經(jīng)熱水管排出儲(chǔ)水箱外、可立即使用。而低溫進(jìn)水與熱出水之溫差增減可由發(fā)熱器輸入功率及儲(chǔ)水箱之水溫而定，或調(diào)節(jié)用水之流量來調(diào)效適合溫度。實(shí)驗(yàn)證明其工作原理首先采用”直射循環(huán)儲(chǔ)水式”，測試數(shù)據(jù)；進(jìn)水溫度為20℃、輸入功率為3000瓦、儲(chǔ)水箱容量25公升、待預(yù)熱至儲(chǔ)水箱熱水平均溫度65℃、調(diào)效熱出水使用溫度到40℃、流量300升/時(shí)、可提供30分鐘不斷的熱水淋浴。這時(shí)，儲(chǔ)水箱內(nèi)已加熱的熱水溫度已下降至接近進(jìn)水溫度，不存在著溫度差、令熱傳遞起不了作用，不能補(bǔ)給熱水至注射噴咀7，把熱水溫度提高。此時(shí)，熱水器即自動(dòng)進(jìn)入”直射快速增熱式”狀態(tài)，冷進(jìn)水直接被發(fā)熱器加溫及實(shí)時(shí)排出使用，這時(shí)熱水器變?yōu)榧礋崾?，而使用者祗需適量調(diào)節(jié)出水水溫及流量，便可無限量提供長時(shí)間熱水淋浴。
本發(fā)明的即熱儲(chǔ)水式電熱水器目的及其工作原理是這樣達(dá)到的“直注快速增熱式”的工作原理是當(dāng)熱水器接駁至冷供水及熱出水口(2)，熱出水口接駁淋浴花灑，待熱水器注滿冷水后，啟動(dòng)加熱器(3)，開啟花灑熱水閥，此時(shí)熱水會(huì)不停地從花灑頭源源噴出，祗需調(diào)效適合水溫便可享受舒適的淋浴樂趣。工作原理是這樣的，首先冷水從萬向接頭(2)注入，經(jīng)冷進(jìn)水導(dǎo)管(9)，進(jìn)入輻射熱收集器(4)內(nèi)里之輻射熱導(dǎo)管(5)把電加熱器(3)之輻射熱吸收再向輻射熱收集器(4)底部噴射，此時(shí)吸收后之初次冷水溫度會(huì)被提升，此乃第一次加溫預(yù)熱。然后預(yù)熱溫水再流經(jīng)加熱器(3)之發(fā)熱體作全面性吸收于加熱器(3)發(fā)放出之輻射熱，溫水吸收了輻射熱后，溫度急促提升，釋出氣泡及體積膨脹，熱水在輻射熱收集器(4)之頂部會(huì)集，當(dāng)聚集至一定壓力時(shí)，便從注熱導(dǎo)管(6)釋放到直接熱注射噴咀(7)經(jīng)萬向接頭(2)噴出熱水使用。此時(shí)，直接熱注射噴咀(7)內(nèi)部之細(xì)腰管(文氏管原理)與(8)界面處因有熱水高速流經(jīng)而產(chǎn)生低壓，即負(fù)壓，而頂部熱水便從雙向?qū)Ч?8)之入水口被吸進(jìn)噴咀(7)，再與收集器(4)之熱水混合，混合后之熱水溫度會(huì)被再度提升，即第三次加熱然后再經(jīng)萬向頭排放到使用點(diǎn)或花灑噴頭等。
“直注循環(huán)儲(chǔ)水式”的工作原理是當(dāng)熱水器接駁至冷供水及熱出水口(2)，熱出水口接駁使用點(diǎn)或淋浴花灑，待熱水器注滿冷水后，啟動(dòng)加熱器(3)，此時(shí)冷水在輻射熱收集器(4)內(nèi)里吸收由加熱器(3)發(fā)放之輻射熱，令冷水快速加溫及捋水中分子分解，釋出氣泡及體積膨脹，熱水在輻射熱收集器(4)之頂部會(huì)集，當(dāng)聚集至一定壓力時(shí)，便從注熱導(dǎo)管(6)釋放到直接熱注射噴咀(7)，此時(shí)因熱水出口還是在關(guān)閉狀態(tài)，所以熱水便從噴咀(7)形成三通經(jīng)雙向?qū)Ч?8)向上釋放至熱水器頂部，這時(shí)熱水從(8)釋放之同時(shí)，是帶有正壓力的，這樣，在(8)之出口便會(huì)產(chǎn)生一強(qiáng)烈噴流，噴向頂部周圍，令頂部熱水移動(dòng)，漸向下層推進(jìn)，與此同時(shí)，在輻射熱收集器(4)里之熱水不停經(jīng)(6)、(7)及(8)排放至頂部，而(4)之底部雙向補(bǔ)充水道(10)因物理現(xiàn)象，不停捋熱水器下層之冷水注入(4)，補(bǔ)充被排放之熱水，形成一強(qiáng)烈對(duì)流及循環(huán)現(xiàn)象。吸進(jìn)(10)→燃燒加溫(3)→排放(11)，很快整個(gè)熱水器便被加熱完畢，隨時(shí)備用。
以上已結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)例進(jìn)行了敘述，但在不脫離由本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，還可以作出種種變換和改型。然而，這種變換和改型仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，包括一儲(chǔ)水箱、一將水引入儲(chǔ)水箱的進(jìn)水管、一將儲(chǔ)水箱內(nèi)已加熱的熱水輸出的出水管、一設(shè)置在儲(chǔ)水箱內(nèi)的加熱器、一控制/調(diào)節(jié)水溫的恒溫器、一超溫?cái)嗦菲骷耙槐Ｕ蠠崴靼踩褂玫臏囟?壓力排放閥，其特征在于在所說的儲(chǔ)水箱底部裝設(shè)一輻射熱收集器、一輻射熱吸收管、一直接注熱水導(dǎo)管、一直接熱水注射噴咀、一萬向多用接頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的熱水注射噴咀為收腰管、入口直徑為9-20毫米、中部直徑比入口直徑漸減細(xì)三分之一、長度40-400毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的輻射熱收集器為一筒形、其頂部及底部皆密閉式，內(nèi)裝有輻射熱吸收管，頂部接有進(jìn)出水管，底部有進(jìn)出水道孔、發(fā)熱器及其固定座，輻射熱收集器進(jìn)水管接駁至萬向多用接頭之進(jìn)水位，而熱出水管接駁至熱水注射噴咀及萬向多用接頭之出水口，熱水雙向?qū)Ч芙玉g至熱水注射噴咀最窄處，而萬向多用接頭設(shè)有可作多方向安裝的安裝固定碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的輻射熱收集器，其筒體接駁冷進(jìn)水管、熱出水管、吸收管及發(fā)熱器底座，所說的固定方式為螺接或焊接，所說的輻射熱收集器型狀選擇圓形、正方形、蛋形、圓形、三角形、文氏管形、放射形中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的輻射熱收集器的口徑由10毫米至200毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的輻射熱收集器的高度由30毫米至600毫米或儲(chǔ)水箱高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的輻射熱收集器、輻射熱收集器內(nèi)之輻射熱吸收管、輻射熱收集器內(nèi)之熱水注射噴咀、萬向多用接頭由合金銅、如紫銅、黃銅、磷銅或由合金鋼，如不銹鋼、不銹鐵、低碳鋼或由合金，如鎂鋁合金、鈦合金或由由耐熱、耐腐蝕性的材料制作而成或由工程塑料，如聚碳酸酯(PC)加纖維、ABS加纖維、賽鋼加工制作而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的輻射熱吸收管、熱水注射噴咀的口徑由6毫米至25毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的熱水器為直立式或直掛式或臥式或橫掛式或窗口式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，其特征在于所說的發(fā)熱器，選擇由電阻性裸露浸水式電熱組件或磡裝浸水式電熱組件或鍍膜式電熱組件或裸露空氣式電熱組件加工制作而成或由可燃?xì)怏w燃燒后產(chǎn)生輻射熱的器皿加工制作而成或由液態(tài)熱轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輻射熱的器皿加工制作而成或由蒸氣熱轉(zhuǎn)換器或熱油熱轉(zhuǎn)換器等媒介而產(chǎn)生輻射熱的器皿加工制作而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型即熱儲(chǔ)水式電熱水器，包括一儲(chǔ)水箱、進(jìn)水管、出水管、加熱器、一控制/調(diào)節(jié)水溫的恒溫器、一超溫?cái)嗦菲骷耙槐Ｕ蠠崴靼踩褂玫臏囟?壓力排放閥，其特征在于在所說的儲(chǔ)水箱底部裝設(shè)一輻射熱收集器、一輻射熱吸收管、一直接注熱水導(dǎo)管、一直接熱水注射噴嘴、一萬向多用接頭。令儲(chǔ)水器可給電即有熱水供應(yīng)、不存在熱能流失、更可增加能源效益、對(duì)社會(huì)整體環(huán)保有積極作用，因不需預(yù)熱(用法如即熱式熱水器)。儲(chǔ)水器預(yù)熱后、熱水使用量會(huì)比傳統(tǒng)熱水器多一倍以上。本發(fā)明突破了有近一百年歷史的即熱式及儲(chǔ)水式熱水器在結(jié)構(gòu)性能及使用上必須分家的概念及現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。從而改變即熱式電熱水器只能用在大供電系統(tǒng)的規(guī)范。
文檔編號(hào)F24H1/20GK1508490SQ02149630
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者陳繼雄 申請人:陳繼雄