电热管以及液体加热器的制作方法

本实用新型涉及生活电器
技术领域：
，特别涉及一种电热管以及液体加热器。
背景技术：
：目前市场上液体加热器，例如电热水壶，大都采用电热管加热，请参阅图1，电热管多呈环绕状，电热管与内胆的底壁之间接触区域小，因而形成了对接触区域集中加热，而远离接触区域加热效果较差，导致局部功率密度较高，局部产生大量的小汽泡且更易脱离底壁，并在水中爆炸，产生较大噪声。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提出一种电热管以及液体加热器，旨在解决现有的液体加热器的局部功率密度较高，局部产生大量的小汽泡在水中爆炸，产生较大噪声的问题。为实现上述目的，本实用新型提出的电热管，用于液体加热器，所述电热管具有用以安装至液体加热器的内胆的加热接触面，所述电热管的加热接触面上设有低导热涂层，所述低导热涂层的导热系数小于或者等于50W/m.k或者孔隙率范围为10％到40％。优选地，所述低导热涂层的导热系数小于或者等于10W/m.k。优选地，所述低导热涂层的孔隙率范围为15％到35％，或者所述低导热涂层的孔隙率范围为16％到18％。优选地，所述低导热涂层的厚度为0.1mm到1.5mm。优选地，所述低导热涂层为多层结构。优选地，所述电热管的加热接触面沿径向的中部，形成附着所述低导热涂层的低导热接触区；所述电热管的加热接触面沿径向的两侧，形成通过焊剂与所述内胆外表面热接触的高导热接触区。优选地，所述高导热接触区沿径向的宽度范围为1mm到5mm。本实用新型还提出的一种液体加热器，包括：内胆；高导热层，设于所述内胆底壁的外表面，且所述高导热层的导热系数大于或者等于100W/m.k；以及，电热管，所述电热管具有用以安装至液体加热器的内胆的加热接触面，所述电热管的加热接触面上设有低导热涂层，所述低导热涂层的导热系数小于或者等于50W/m.k或者孔隙率范围为10％到40％，所述电热管设于所述高导热层的下表面。优选地，所述高导热层为喷涂层或者金属导热板。优选地，所述高导热层的厚度为0.5mm到2mm。本实用新型提供的技术方案中，通过在液体加热器的电热管的加热接触面上设置低导热涂层，低导热涂层的导热系数小于或者等于50W/m.k或者孔隙率范围为10％到40％，能减缓热量沿内胆底壁厚度方向传递的速度，相应的增加了热量沿内胆底壁厚度方向传递的时间，由于电热管沿内胆底壁厚度方向热传递时间的延长，内胆与电热管接触区域向内胆底壁所在平面所传递的热量就会相应的增加，使得内胆与电热管接触区域的功率密度降低，从而减少了内胆与电热管接触区域产生的气泡数量，进而降低了电热管在加热过程中产生的噪声。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为现有的液体加热器的电热管加热原理示意图；图2为本实用新型提供的液体加热器的第一实施例的电热管加热原理示意图；图3为图2所示的液体加热器立体结构示意图；图4为图3中的内胆的立体结构示意图；图5为图3中的电热管的结构示意图；图6为图3中的内胆和电热管的装配示意图；图7为图6中A处的局部放大示意图；图8为本实用新型提供的液体加热器的第二实施例中的内胆和电热管的装配示意图；图9为图8中B处的局部放大示意图；图10为本实用新型提供的液体加热器的第三实施例中的内胆和电热管的装配示意图；图11为图10中C处的局部放大示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100液体加热器42焊剂1电热管5壶盖2低导热涂层6开盖按键3内胆7手柄31底壁8开关4高导热层9底座41铝板10外壳本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种液体加热器，液体加热器可以是电热水壶、电热水瓶或养生壶等，以下将以电热水壶为例进行介绍，液体加热器可以是双层壶体结构，即为包括内胆和外壳，也可以单层壶体结构，即为只包括内胆。图2至图7为本实用新型提供的液体加热器的第一实施例。请参阅图3、图4和图7，在第一实施例中，液体加热器100包括壶盖5、开盖按键6、手柄7、开关8、底座9以及外壳10，内胆3和电热管1设于外壳10内，内胆3底壁31的外表面设有高导热层4，电热管1设于高导热层4的下表面。具体地，请参阅图5，电热管1具有用以安装至液体加热器100的内胆3的加热接触面，电热管1的加热接触面上设有低导热涂层2，低导热涂层2的导热系数小于或者等于50W/m.k或者孔隙率范围为10％到40％。本实用新型提供的技术方案中，请参阅图2，通过在液体加热器100的电热管1的加热接触面上设置低导热涂层2，低导热涂层2的导热系数小于或者等于50W/m.k或者低导热涂层为孔隙率范围为10％到40％的金属涂层，能减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度，相应的增加了热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的时间，由于电热管1沿内胆3底壁31厚度方向热传递时间的延长，内胆1与电热管1接触区域向内胆1底壁11所在平面所传递的热量就会相应的增加，使得内胆3与电热管1接触区域的功率密度降低，从而减少了内胆3与电热管1接触区域产生的气泡数量，进而降低了电热管1在加热过程中产生的噪声。通过限定低导热涂层2的导热系数小于或者等于50W/m.k或者孔隙率范围为10％到40％，来控制低导热涂层2的热导率，从而减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度。具体地，限定低导热涂层2的导热系数小于或者等于50W/m.k，可以是选用导热系数较小的材料形成低导热涂层2，例如，低导热涂层2的材料可以为Fe、304不锈钢、430不锈钢、Al2O3或者ZrO2(Fe的导热系数为48，304不锈钢和430不锈钢的导热系数为45，Al2O3的导热系数为29，ZrO2的导热系数为10)，此些材料制成的低导热涂层2不但可以减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度，进而降低了液体加热器100工作时的噪音，并且，生产制造成本相对较低，性价比高。该实施例中低导热涂层2还可以为导热系数小于或者等于50W/m.k的高分子材料。随着低导热涂层2的导热系数逐渐变小，热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度会逐渐减小，当低导热涂层2的导热系数小于或者等于10W/m.k，例如选用导热系数为10的ZrO2制成低导热涂层2，降噪效果较好，并且液体加热器100的加热效率也能达到使用要求。低导热涂层2的孔隙率范围为10％到40％，也可以减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度。该实施例中，低导热涂层优选为孔隙率范围为10％到40％金属涂层，这些金属可以为Fe、304不锈钢、430不锈钢、Al2O3或者ZrO2。金属涂层的孔隙率越大，金属涂层热导率越低，如此设置，不但能有效减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度，降低了接触区域的功率密度，从而降低液体加热器100工作时产生的噪音，并且，还能避免金属涂层的因孔隙率过高影响到液体加热器100的加热效率的问题以及其自身的防锈等问题。进一步，当低导热涂层2的孔隙率为15％到35％时，降噪效果较好，液体加热器100的加热效率相对较优。更进一步，当低导热涂层2的孔隙率为16％到18％时，低导热涂层2除了降噪效果较好，液体加热器100的加热效率相对较优之外，也易于成型。通过设置上述孔隙率范围的低导热涂层2，来减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度，低导热涂层2的材料可以选用Al、Fe、304不锈钢或者430不锈钢，选用此些材料来形成低导热涂层2，除了考虑到产品的实际使用情况，并且，在控制低导热涂层2的孔隙率时，结构上相对较为稳定，也易于成型，性价比也相对较高。除了低导热涂层2的导热系数、材料和孔隙率等因素之外，低导热涂层2的厚度对减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度也存在影响，在第一实施例中，低导热涂层2的厚度为0.1mm到1.5mm，如此设置，不但保证能够有效的减缓热量沿内胆3底壁31厚度方向传递的速度，而且还能避免过厚的设置低导热涂层2造成成本的浪费，影响液体加热器100的加热效率的问题，同时，过厚的设置低导热涂层2也会影响到电热管1向外传递热量，对电热管1造成损伤，当然，低导热涂层2厚度跟低导热涂层2的材料导热系数或者孔隙率相关，导热系数越小或者孔隙率越大，低导热涂层2厚度越薄。如上所介绍的，请参阅图6和图7，在第一实施例中，设有低导热涂层2的电热管1是安装在高导热层4的下表面的，且高导热层4的导热系数大于或者等于100W/m.k，如此设置，通过导热系数较高的高导热层4(内胆3底壁31的导热系数一般为43)来向内胆3底壁31传递热量，加大了内胆3底部的受热面积，可以使内胆3的底部受热相对更加均匀，降低接触区域的功率密度，进一步提升液体加热器100的降噪效果。要形成导热系数较高的高导热层4，在第一实施例中，是选用材料铝或者铜来制成高导热层4，如此设置，高导热层4不但具有良好的导热性能，而且，生产成本相对较低，各种综合性能较佳。并且，当高导热层4的导热系数大于或者等于200W/m.k时，液体加热器100的降噪效果还会得到提升，例如可以选用导热系数为237W/m.k的铝制成高导热层4。除了高导热层4的材料以及导热系数等因素之外，高导热层4的厚度也对高导热层4的导热性能存在影响，在第一实施例中，高导热层4的厚度为0.5mm到2mm，如此设置，不但可以保证内胆3的底部受热更加均匀，降低接触区域的功率密度，并且，还避免过厚的设置高导热层4导致成本浪费的问题。高导热层4是设于内胆3底壁31的外表面的，高导热层4的设置形式有多种，例如，高导热层4可以是金属导热板(一般为铝板，铝板性价比较高)，如此设置，生产成本相对较低，还可以是高导热层4为喷涂层，如此设置，可以增大高导热层4与内胆3底壁31的外表面之间的有效热接触面积，加快了两者之间的热传导，提高了液体加热器100的加热效率。如上所介绍的，高导热层4是设于内胆3底壁31的外表面，电热管1是安装在高导热层4的下表面，因为电热管1的加热接触面上设置有低导热涂层2，请参阅图7，低导热涂层2是设置在整个加热接触面上，电热管1是不会与高导热层4直接接触的，但是整个加热接触面上设置低导热涂层2，会影响到电热管1的对外传热，为了降低低导热涂层2对电热管1传热的影响，避免电热管1干烧的问题，可以只在加热接触面上局部设置低导热涂层2，请参阅图9和图10，电热管1的加热接触面沿径向的中部，形成附着低导热涂层2的低导热接触区，电热管1的加热接触面沿径向的两侧，形成通过焊剂42与内胆3外表面热接触的高导热接触区，如此设置，电热管1的热量可以有效通过高导热接触区对外传递，避免干烧问题的发生。具体地，请参阅图9和图10，在第二实施例中，当低导热涂层2的厚度较薄的时候，焊接电热管1与高导热层4时，高导热层4会部分熔化连接电热管1的高导热接触区，并且形成对低导热涂层2的包裹；请参阅图10和图11，在第三实施例中，当低导热涂层2的厚度较厚的时候，例如低导热涂层2为多层结构，需要通过焊接将焊剂42(例如铝)熔化填充至高导热层4与电热管1的高导热接触区之间，以将高导热接触区与高导热层4相连。此处需要特殊说明的是，低导热涂层2为多层结构是指，低导热涂层2在靠近内胆3底部的方向上，各层的导热系数呈上升或者下降趋势，相对单层的低导热涂层2结构，如此设置，在保证了液体加热器100的降噪效果的前提下，降低了低导热涂层2对电热管1的热量的对外传递的影响，减小了对电热管1造成的损伤。进一步，为了能通过高导热接触区将电热管1部分热量有效对外传递，高导热接触区沿径向的宽度范围为1mm到5mm，如此设置，不但有利防止电热管1的干烧问题的发生，也不会影响液体加热器100的降噪效果。为验证电热管1上设置低导热涂层2降低液体加热器100工作时所产生的噪音的效果，本实用新型给出一实验，如下：实验条件：选用加热功率1800W电热水壶，壶内水量为1.3L—1.7L，直径为110mm的电热管，电热水壶最低热效率值应不小于85％。实验步骤：1、在消声室外连续烧开两壶满刻度水并倒掉；2、冷却水壶后第三次加入最大刻度水量并放置测试台正中间；3、温度传感器置于水壶中心的水位高度的中间处；4、按下水壶的“启动”键，同时开始计时；5、壶内水温上升到跳停时停止计时测量；5、剔除声功率值≤45dB的噪声值，对测试噪声值进行A计权，取平均声功率作为主要判定值，最大声功率作为辅助判定值。先选用具有如图1结构所示现有的电热水壶，内胆3底壁31的材料为304不锈钢，导热系数为43，厚度为0.5mm，铝板41直径为120mm，厚度为1mm，导热系数为237，测得实验数据具体见下表1。表1最大声功率/dB平均声功率/dB热效率值70.0564.1589.0％再选用具有如图7结构所示的电热水壶，设置了低导热涂层2(材料为Al2O3，导热系数为29)和高导热层4(为铝板，直径为120mm，厚度为1mm，导热系数为237)，测得低导热涂层2在厚度不同时所对应的实验数据具体见下表2。表2低导热涂层厚度mm最大声功率/dB平均声功率/dB热效率值0.168.0562.1388.5％0.366.1361.5688.3％0.563.5660.4788.0％0.761.6758.3987.6％159.5156.2786.4％1.259.5056.2786.0％1.559.5056.2685.5％对比表1和表2可知，通过在电热管1上设置低导热涂层2，液体加热器100工作时所产生的噪音的平均声功率和最大声功率都会降低，当低导热涂层2的厚度为0.1mm到1.5mm时，平均声功率降低了至少2dB，最大声功率降低了至少2dB，并且，液体加热器200的热效率值都在85％以上，满足使用要求，符合安规规定。单独看表2中的数据可知，随着低导热涂层2的厚度逐渐变大，平均声功率降、最大声功率和热效率值都会下降，当低导热涂层2的厚度从1mm增加到1.5mm时，平均声功率降和最大声功率只下降0.01dB或者不变，但是热效率值的下降幅度没有减小。故当低导热涂层2的厚度为0.1mm到1mm时，综合性能较好。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3