专利名称：分层加热单元及分层加热热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及家电领域，具体涉及分层加热单元与分层加热热水器。
背景技术：
CN 2608902Y中公布的具有双棒分离结构的电加热热水器，其在内胆中采用两个 分体螺纹头式电加热棒，一个位于内胆的中部，一个位于内胆的下部，用户根据实际用水需 要，通过选择中部加热棒、下部加热棒、或者两个加热棒同时工作来达到对内胆中的水进行 分层加热的效果。 CN 2068902Y中的设计存在如下问题。首先，必须在内胆法兰上预留两个开孔，以 用于两个加热棒的安装，对于内胆的整体结构而言，这相当于在内胆上增加了两个薄弱部 位开孔处内胆表面的搪瓷缺失问题、以及加热棒螺纹头和内胆开孔处的密封问题。其次， 对于加热棒的布置方式而言，由于两个加热棒是单独安装的，其具有各自的螺纹头，为了降 低成本，螺纹头尺寸一般尽可能的选择较小，这就导致测温装置(如温度传感器)不能直接 放置到螺纹头上，从而直接进入内胆内部。另外，为了保证电热棒能够穿过安装孔而装配到 内胆中，因此其管间距都很小，一般在2-5mm，且折弯半径也很小，这也导致了两个问题一 方面，从电热棒折弯成型来考虑，折弯半径越小则对电热棒的拉伸变形就越厉害，折弯部分 的壁厚降低，其拉裂等风险就越大，因而对电热棒寿命也会有一定的影响；另一方面，如果 电热棒的管间距太小，在将来使用的过程中电热棒就很容易由于结垢、进而导致水垢附着 在电热棒表面上而影响其传热效果、并且还会降低其使用寿命。
实用新型内容本实用新型的目的就是提供一种结构改进的分层加热装置以及使用该分层加热 装置的分层加热热水器，其可以解决上述现有技术中存在的一些问题。 针对上述目的，根据本实用新型的一个方面提供了一种分层加热装置，包括法 兰；第一加热管，固定地连接至法兰上的第一连接位置，并相对于第一连接位置朝向第一方 向延伸；第二加热管，固定地连接至法兰上的第二连接位置，并且相对于第二连接位置朝向 与第一方向相反的第二方向延伸。 优选的，根据本实用新型的分层加热装置，其中，第一连接位置和第二连接位置位 于法兰的水平中心线之上或靠近中心线。 优选的，根据本实用新型的分层加热装置，其中，第二加热管为S形弯曲结构。 优选的，根据本实用新型的分层加热装置，其中，第一加热管包括第一区段，与法 兰相连并自法兰水平地延伸，第一区段位于法兰的中心线之上或靠近中心线；第二区段，自 第一区段的末端处折弯并倾斜地朝向第一方向延伸；第三区段，自第二区段的末端处折弯 并水平地延伸，第三区段内部设置有加热丝。 根据本实用新型的第二个方面提供了一种分层加热热水器，其包括内胆；法兰， 安装于内胆一端以密封内胆的开口 ；第一加热管，固定地连接至法兰上的第一连接位置，并在内胆内部相对于第一连接位置延伸至内胆的底部；第二加热管，固定地连接至法兰上的 第二连接位置，并且相对于第二连接位置在内胆的上部延伸。 优选的，根据本实用新型的分层加热热水器，其中，第一连接位置和第二连接位置 位于法兰的水平中心线之上或靠近中心线。 优选的，根据本实用新型的分层加热热水器，其中，分层加热热水器还包括进水 管，在内胆的内部安装，以便将水输入内胆；出水管，安装于内胆内部并从内胆的底部延伸 至顶部，以便将水输出内胆；其中，进水管位于出水管与法兰之间，第二加热管为S形弯曲 结构，在内胆的上部内壁与进水管的竖向边缘限定的区域内向上延伸。 优选的，根据本实用新型的分层加热热水器，其中，法兰在靠近第二加热管的一端 的端壁和圆筒的接合处形成为弧形导流结构。 优选的，根据本实用新型的分层加热热水器，其中，第一加热管包括第一区段，与 法兰相连并自法兰内侧水平地延伸，第一区段位于法兰的中心线之上或靠近中心线；第二 区段，自第一区段的末端处折弯并倾斜地向内胆的底部延伸；第三区段，自第二区段的末端 处折弯并延内胆底部水平地延伸，第三区段内部设置有加热丝。 优选的，根据本实用新型的分层加热热水器，其中，第一加热管的第二区段相对于 内胆的纵向中心面倾斜，使得第三区段处于不同于第一区段的避免与进水管和出水管发生 干涉的竖直平面内。 根据本实用新型具有一下技术效果 根据本实用新型的分层加热装置包括设置在法兰中心轴线的上方或邻近该中心 线的上层加热管，该加热管朝向法兰上部蜿蜒延伸，以及可以延伸至内胆底部的下层加热 管，从而可以实现良好的分层加热效果，分层加热速度快，分层、分时效果明显，从而减少用 户在使用过程中的等待时间、减少热水浪费；并且上层加热管特别地朝向上部延伸的S型 折弯结构设计以及下层加热管的倾斜延伸式设计，可以有针对性地集中加热上部区域的热 水，同时可以避免与进水管和出水管的干涉，增加了本分层加热热水器的实用性；此外，加 热管直接焊接至法兰，可以保证内胆良好的密封。 应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是 为了对要求保护的本实用新型提供进一步的说明。
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了 本实用新型的一些实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。在附图中相同的 部件用相同的标号表示。附图中 图1示出了根据本实用新型的分层加热装置的俯视结构图； 图2示出了根据本实用新型的分层加热热水器的加热管部分的侧视结构图；以及 图3示出了根据本实用新型的分层加热热水器的内胆部分的侧视透视图。
具体实施方式下面将结合附图，对根据本实用新型的优选实施例进行说明。
图1和图2示出了根据本实用 型的优选实施例的分层加热装置的结构图，其包括法兰16、第一加热管18和第二加热管20 ;图3是出了采用图1和2中所示分层加热装置 的分层加热热水器的结构图。具体的，该热水器包括内胆10，内胆10用于储存要使用的 水，正常情况下，内胆10都处于充满水的状态；法兰16，安装于内胆10 —端以便密封内胆 10 ;下层加热管(第一加热管)18，固定地连接至法兰16上的第一连接位置(未示出)，并在 内胆10内部相对于该第一连接位置延伸至内胆10的底部；上层加热管(第二加热管)20， 固定地连接至法兰16上的第二连接位置(未示出)，并且相对于该第二连接位置在内胆10 内部的上部延伸。根据本实用新型，第一连接位置和第二连接位置均位于法兰16的水平中 心线A之上，或者靠近该水平中心线A(如图3所示)。由于上层加热管20朝向法兰上部延 伸，且其与法兰16相连的第二连接位置位于法兰16中心线A之上或靠近该中心线A，从而 使得上层加热管20可以对内胆10上部的水进行快速加热，使得分层、分时加热效果明显。 进一步，根据本实施例的分层加热热水器还包括进水管12，其用于将水输入内 胆10中；出水管14，其安装在内胆10内部并且从内胆10的底部延伸至顶部。在本实施例 中，进水管12位于出水管14与法兰16之间，其安装在内胆10的内部并且从内胆10的底 部向顶部延伸，但在其他实施例中，可以采用其他的结构和安装方式。 优选地，上层加热管20为S形弯曲结构，且上层加热管20在内胆10的上部内壁 与进水管12的竖向边缘限定的区域内延伸，这允许在采用较长的进水管的情况下避免与 进水管发生空间位置上的干涉。如图1、3所示，在本实施例中上层加热管20形成为具有两 个折弯部的S形弯曲结构。 优选地，法兰16在靠近上层加热管20的一端的端壁和圆筒的接合处形成为弧形 导流结构10a，这种弧形导流10a结构有助于内胆16上层水沿着由此形成圆弧型内壁流动， 从而在使用弯曲的上层加热管20对上层水进行加热时，使得上层水的对流热交换更加迅 速，进一步提高了加热速度。 优选地，在本实施例中，如图l和图3所示，下层加热管18包括第一区段18a，其 自与法兰16连接的端部处水平地向内胆16内部延伸且位于法兰16的中心线A之上；第二 区段18b，其自第一区段18a的末端处折弯并倾斜地向内胆16的底部延伸；第三区段18c， 自第二区段18b的末端处折弯并沿内胆16底部水平地延伸，该第三区段18c的内部设置有 加热丝(未示出)。 应说明的是，同上层加热管20 —样，下层加热管18的第一区段18a也可以布置成 靠近上述的法兰中心线A，而并非一定要位于该中心线A的上方。 上述的上层加热管20和下层加热管的第一区段18a的结构设计以及布置方式使 得在进行分层加热时能够实现良好的"半胆加热效应"，从而实现按需加热、节约能源的效 果。具体地说，内胆10内一般都会充满水，则在用水量较小的情况下，可以仅使用上层加热 管18来对内胆10上半部的水进行加热，由于上层加热管18设置在了法兰16的中心线A 之上或邻近中心线A，则这种位置刚好能够实现只对内胆10上半部的水进行加热。 应说明的是，在根据本实用新型的实施例中，只有下层加热管18的第三区段18c 内设有加热丝，这样的设计可以很好的实现均匀地分层加热的效果。具体地，当用水量较大 的时候，需要同时使用上、下层加热管，此时，上层加热管20专用于加热内胆10上半部的 水，而下层加热管18专用于加热内胆10下半部的水，两个加热管配合使用以实现迅速、均 匀加热的效果。由于第一区段18a和第二区段18b中均没有加热丝，因而不会导致测温管22附近局部过热，则测温管22处感测到的温度与内胆10底部的温度相差不会太大，加热管 不会过早的停止加热，从而避免内胆上半部的水完成加热或加热过度而下半部的水加热不 完全的情况。 进一步，如图1、3所示，下层加热管18的第一区段18a与第三区段18b虽都水平 地延伸，但是二者处于不同的竖直平面内，这通过中间起连接作用的第二区段18b相对于 内胆10的中心竖直平面的扭转倾斜来实现，以便避免第三区段18c与进水管12和出水管 14发生干涉。第二区段18b的倾斜角度以避免干涉为限，优选地相对于中心竖直平面倾斜 15° 。优选地，下层加热管18的第三区段18c距离内胆10的底部15-30mm，处于这个距离 范围能够保证较好的加热效果。 优选地，如图3所示，在本实施例中采用了这样的进水管，进水管12从内胆10的 底部朝向顶部延伸且末端12a延伸超过法兰16的水平中心线A，且进水管12为包括内管 和外管的双层结构，外管上部的末端12a封闭，内管下部为进水口，内管上的进水口、内管 内部空间、内管与外管之间的夹层空间以及设置在外管下部的多个出水孔12b构成进水通
道完整的进水通道。需要输入内胆io的水从内管下部的进水口输入，沿着内管的内部空间
从下到上流动，进而再通过内管与外管之间的夹层空间从上至下流动至外观下部的出水孔 12b，最终从出水孔12b排入内胆10内。采用这种结构设计的进水管14可以有效地降低进 水过程中的紊流现象。 本实用新型的分层加热热水器还包括上面提及测温管(测温装置)22，其固定地 连接至法兰16并在内胆16内部沿水平方向延伸，如图2和图3所示，测温管22也位于法兰 16的中心线A之上或靠近该中心线A。并且，测温管的延伸部分内设置有温度传感器(未 示出)，这就使得温度传感器可以直接延伸进入内胆10的内部，而不是向大多现有技术那 样设置在内胆10的内壁上，延伸进入内胆10的内部可以实现更好的感温效果。在本实施 例中，法兰16上形成有用于安装测温管22的安装孔16a(如图3所示)。 特别地，在本实用新型中，下层加热管18、上层加热管20、和测温管都焊接到法兰 16上，这种连接方式消除了由于在法兰16上开设螺纹孔而造成的内胆密封不严的问题(如 CN 2608902Y中所述的那样)，从而保证了内胆10的密封性能。 特别地，根据本实用新型，上层加热管20与下层加热管18以6-10mm的间距连接 在法兰16上，也就是上层加热管20和法兰16的第二连接位置与下层加热管18和法兰 16的第一连接位置相距6-10mm，一般布置成大于8mm。具体可参见图5。并且，进一步地， 在上层加热管20折弯的情况下，其折弯后相互平行的加热管部分之间的间距优选地也在 6-10mm的范围内，这一方面是为了减小折弯部分的弯曲度，从而减小拉伸变形，另一方面， 由于加热管上会沉积水垢，过小的管间距会导致水垢过度沉积，由此导致测温的准确性降 低。 以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域 的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种分层加热装置，其特征在于，包括法兰(16)；第一加热管(18)，固定地连接至所述法兰上的第一连接位置，并相对于所述第一连接位置朝向第一方向延伸；第二加热管(20)，固定地连接至所述法兰上的第二连接位置，并且相对于所述第二连接位置朝向与所述第一方向相反的第二方向延伸。
2. 根据权利要求1所述的分层加热装置，其特征在于，所述第一连接位置和所述第二 连接位置位于所述法兰的水平中心线(A)之上或靠近所述中心线。
3. 根据权利要求1所述的分层加热装置，其特征在于，所述第二加热管为S形弯曲结构。
4. 根据权利要求1所述的分层加热装置，其特征在于，所述第一加热管包括 第一区段(18a)，与所述法兰相连并自所述法兰水平地延伸，所述第一区段位于所述法兰的中心线之上或靠近所述中心线；第二区段(18b)，自所述第一区段的末端处折弯并倾斜地朝向所述第一方向延伸； 第三区段(18c)，自所述第二区段的末端处折弯并水平地延伸，所述第三区段内部设置有加热丝。
5. —种分层加热热水器，其特征在于，包括内胆(10);法兰(16)，安装于所述内胆一端以密封所述内胆的开口 ；第一加热管(18)，固定地连接至所述法兰上的第一连接位置，并在所述内胆内部相对 于所述第一连接位置延伸至所述内胆的底部；第二加热管(20)，固定地连接至所述法兰上的第二连接位置，并且相对于所述第二连 接位置在所述内胆的上部延伸。
6. 根据权利要求5所述的分层加热热水器，其特征在于，所述第一连接位置和所述第 二连接位置位于所述法兰的水平中心线(A)之上或靠近所述中心线。
7. 根据权利要求5或6所述的分层加热热水器，其特征在于，所述分层加热热水器还包括进水管(12)，在所述内胆的内部安装，以便将水输入所述内胆；出水管(14)，安装于所述内胆内部并从所述内胆的底部延伸至顶部，以便将水输出所 述内胆；其中，所述进水管(12)位于所述出水管(14)与所述法兰(16)之间，所述第二加热 管为S形弯曲结构，在所述内胆的上部内壁与所述进水管的竖向边缘限定的区域内向上延 伸。
8. 根据权利要求7所述的分层加热热水器，其特征在于，所述法兰在靠近所述第二加 热管的一端的端壁和圆筒的接合处形成为弧形导流结构。
9. 根据权利要求5所述的分层加热热水器，其特征在于，所述第一加热管包括 第一区段(18a)，与所述法兰相连并自所述法兰内侧水平地延伸，所述第一区段位于所述法兰的中心线之上或靠近所述中心线；第二区段(18b)，自所述第一区段的末端处折弯并倾斜地向所述内胆的底部延伸；第三区段(18c)，自所述第二区段的末端处折弯并延所述内胆底部水平地延伸，所述第 三区段内部设置有加热丝。
10.根据权利要求5所述的分层加热热水器，其特征在于，所述第一加热管的第二区段 相对于所述内胆的纵向中心面(B)倾斜，使得第三区段处于不同于第一区段的避免与所述 进水管和所述出水管发生干涉的竖直平面内。
专利摘要本实用新型提供了一种分层加热装置及相关的热水器，包括法兰；第一加热管，固定地连接至法兰上的第一连接位置，并相对于第一连接位置朝向第一方向延伸；第二加热管，固定地连接至法兰上的第二连接位置，并且相对于第二连接位置朝向与第一方向相反的第二方向延伸。其中，第一连接位置和第二连接位置位于法兰的水平中心线之上或靠近中心线，第二加热管为S形弯曲结构。分层加热热水器包括安装在内胆内部以将水输入内胆的进水管；安装于内胆内部并从内胆的底部延伸至顶部以便将水输出内胆的出水管；其中，进水管位于出水管与法兰之间，在内胆的上部内壁与进水管的竖向边缘限定的区域内向上延伸。
文档编号F24H1/20GK201476311SQ20092016790
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者位海滨, 刘大林, 孙强, 杨涛, 蔡想周 申请人:海尔集团公司;青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司