专利名称：电加热管和法兰组件以及使用该组件的电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电加热管和法兰组件。本实用新型还涉及一种使用上述电加热管和法兰组件的电热水器。
背景技术：
电热水器由于技术成熟、安全性能高，目前被中国家庭所广泛采用。电热水器通常 包括储水用的内胆，设置在内胆内用来加热水的电加热棒，包覆在内胆外的保温层以及外 壳。早期的电热水器中只设有一根加热棒。然而，当需要使用少量的热水时，电加热棒会将 整个内胆内的水加热到设定温度，这样不仅需要等待很长的时间，而且由于胆内的大量热 水不会被使用，从而造成了不必要的能源浪费。为解决这个问题，目前的电热水器已开始采 用两根或两根以上的多根加热棒来进行加热，如中国实用新型专利公告CN200986301Y所 示。其中多根加热棒被放置在内胆内的不同高度位置，当需要使用少量热水时，可控制位于 内胆中部位置或内胆上部的中间位置的加热棒对上半胆的水进行加热。上述专利中，需要在内胆的端壁上开设多个开孔来分别安装多个加热棒，显然，这 会给内胆的密封性能和承压性能造成很大的影响。然而，如果通过传统的法兰式安装，即将 多个加热棒焊接到同一法兰上，然后再组装入内胆内，这种方式很难实现，因为，要求位于 内胆内不同高度的加热棒在径向上的间距往往超出内胆上法兰口的直径。中国实用新型专 利公告CN201166453Y揭示了一种解决方式。其中，一根加热棒焊接在法兰盘上并蜿蜒延伸 出，另一根螺头加热棒穿过法兰盘并通过螺纹连接固定到法兰盘上。然而，这种螺纹连接的 方式只适合直形的加热棒，如果是折弯的加热棒则并不适用。因为，一方面，很难控制加热 棒最终被旋转到预定的位置；另一方面，在加热棒旋转安装的过程中，很可能会和另一根加 热棒产生干涉。有鉴于此，有必要对现有电热水器的法兰安装结构予以改进以解决上述问 题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种电加热管和法兰组件，可确保安装有多根电加热 管的法兰在安装到内胆上后，多根电加热管都能保持在内胆内的预定位置。本实用新型的另一目的在于提供一种使用上述电加热管和法兰组件的电热水器， 可确保安装有多根电加热管的法兰在安装到内胆上后，多根电加热管都能保持在内胆内的 预定位置。为实现上述目的之一，本实用新型的一种电加热管和法兰组件，其包括法兰，其 上设置有异形开口；电加热管，可拆卸地安装在法兰上，其具有安装件和由安装件上延伸出的管体；其 中所述安装件上设置有与法兰的异形开口形状相吻合的配合部，从而当安装件固定 到法兰上时，所述配合部与法兰的异形开口配合而使电加热管的管体保持在预定位置。[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述电加热管的管体从其安装件上伸出后并折弯 进一步延伸。作为本实用新型的进一步改进，所述电加热管的管体整体从其安装件上笔直地延 伸出。作为本实用新型的进一步改进，所述法兰上设有第二异形开口 ；该组件还包括第 二电加热管，其包括具有与第二异形开口形状相吻合的配合部的安装件，以及由安装件上 延伸出的管体。作为本实用新型的进一步改进，所述第二电加热管的管体从其安装件上伸出后并 折弯进一步延伸。作为本实用新型的进一步改进，所述第二电加热管的管体整体从其安装件上笔直 地延伸出。作为本实用新型的进一步改进，该组件还包括一体焊接在法兰上的第三电加热管。作为本实用新型的进一步改进，所述电加热管的管体从其安装件上伸出后并向上 折弯进一步延伸；所述第三电加热管的管体从法兰上伸出后并向下折弯进一步延伸。作为本实用新型的进一步改进，安装件大致呈板状，所述配合部凸伸出安装件的 板体，所述管体焊接在所述配合部上。作为本实用新型的进一步改进，电加热管的安装件通过螺栓和螺母的配合固定到
法兰上。作为本实用新型的进一步改进，所述异形是指非规则圆形。作为本实用新型的进一步改进，所述异形包括椭圆形。为实现上述另一目的，本实用新型的一种采用上述的电加热管和法兰组件的电热 水器，其包括内胆，用于收容一定量的可被加热的水；进水口和出水口，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水；其中所述电加热管和法兰组件固定安装在内胆上。作为本实用新型的进一步改进，所述内胆大致呈桶体状，其具有至少一球冠状端 部，所述法兰安装在所述球冠状端部上。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是由于在法兰上设置了异形开口，使得 组装到法兰上的电加热管可以保持在内胆中的预定位置，并且在组装过程中不会和其它电 加热管发生干涉，从而有效解决了现有技术中存在的问题。
图1为本实用新型电热水器第一实施方式的纵向剖视示意图；图2为本实用新型电热水器第二实施方式的纵向剖视示意图；图3为本实用新型电热水器第三实施方式的轴向端部示意图；图4为图2所示的电热水器的电加热管安装结构的局部放大示意图；图5为图4所示的安装结构的立体分解图；图6为图5所示的内胆上的安装座的另一视角的放大立体示意图；[0033]图7为本实用新型电热水器第四实施方式中电加热管和法兰组件安装到内胆的 球冠状端部后的立体示意图。图8为图7所示的电加热管和法兰组件以及内胆的球冠状端部的另一视角的立体 分解图。
具体实施方式
图1所示为本实用新型中电热水器的第一实施方式。热水器100包括用于储存被 加热水的内胆10。通常在内胆外还包覆有外壳(未图示)、以及形成在内胆和外壳间的填 充有发泡料(如由聚氨酯材料制成)的隔热层(未图示)。内胆10大致呈纵长延伸的圆桶 状，其具有圆桶形桶壁，通常由黑色金属制成，如钢、铁等。内胆10在径向上等分为上半部 分和下半部分，其中上半部分又等分为上半区I和下半区II，下半部分同样等分为上半区 III和下半区IV。内胆10的底部设有用于将冷水引入内胆内的一进水口 81以及用于排出被 加热水的一出水口 82。热水器100的外壳上通常还设置有挂架组件(未图示)，用于和设 置在墙体上的支撑件(未图示)配合以将热水器挂到墙体上。热水器100还包括有用于加热冷水的电加热管。如图1所示的第一实施方式，一 第一电加热管21设置在内胆10的上半部分，该加热管安装在一第一法兰31上。第一法兰 31安装在内胆10的轴向球管状端部11上，关于第一法兰31与内胆10的安装结构，将在 后文中作详细地描述。第一电加热管21从第一法兰31上水平延伸入内胆10内，并进一步 向下蜿蜒延伸入内胆10的上半部分的较低位置处。第一电加热管11内设置有一具有高阻 抗的电阻丝211，该电阻丝211通过导线(未图示)与设在第一法兰31上的正、负极端子 (未标示)连接，以与220V或IlOV的交流电源导通，从而将电能转化为热能。需要说明的 是，第一电加热管21的有效加热段位于内胆10上半部分的下半区II内，这儿的电加热管的 有效加热段是指电加热管内电阻丝的大部分(至少60%)所处的位置，在本实施方式中，第 一电加热管21的有效加热段包含了 80%以上的电阻丝部分。通过这种设置，第一电加热 管21可先加热内胆10上半部分内靠近底部的水层，当底部水层温度升高后，密度减小而向 上运动，周围的具有较大密度的冷水补充进来，从而形成对流，加速了加热效果。从而使内 胆10上半部分内的水在最短时间内加热到预定温度，而且也不会额外地损耗电能，提高了 能源的利用率。一第二和第三电加热管22、23共同安装在一个第二法兰32上，该第二法兰32固 定在内胆10的轴向端部11的中心位置(可配合参照图3所示)。与第一电加热管21相 似，第二、三电加热管22、23均从第二法兰32上蜿蜒向下延伸而出，其内同样设置有电阻丝 (未图示)，且有效加热段位于内胆10下半部分的下半区IV内。通过这种设置，可有效地加 热整个内胆内的水。当然，在其他实施方式中，可视功率需求而相应增减电加热管的数量。 第一和第二法兰31、32上分别设有测温管91、92，用于探测相应位置的水温，并反馈给控制 器(未图示)，从而控制器可根据接收到的温度信息，来决定对这些加热管的控制。图2揭示了本实用新型电热水器200的第二实施方式。相对于第一实施方式，本 实施方式中增设了一第四电加热管24。该电加热管24安装在第一法兰31上，并从第一法 兰上蜿蜒向下延伸出。与第一电加热管21相似，第四电加热管24内同样设置有电阻丝(未 图示)，且其有效加热段位于内胆10上半部分的下半区II内。第四电加热管24和第一电加热管21可以具有不同的功率，从而可以结合第二、三电加热管22、23进行更多组合的功率 调节。图3揭示了本实用新型电热水器300的第三实施方式。与上述实施方式的主要区 别在于第一法兰31和第一电加热管21的安装位置。在本实施方式中，第一电加热管21定 义一第一平面P1，第二电加热管22定义一第二平面P2，第一和第二平面P1、P2相交并在其 间形成一锐角。在上述实施方式中，由于第一电加热管21和第二电加热管22基本上设置 于同一径向平面内，从而可能导致第一电加热管21位于内胆10上半部分的下半区II内的 有效加热段减少；而本实施方式中的这种设置，可确保第一电加热管21的电阻丝的绝大部 分，甚至是全部都可以位于内胆10上半部分的下半区II内，从而可最大效率地加热上半胆 内的水。由于第一电加热管的有效加热段位于内胆上半部分的下半区内，从而使内胆上半 部分内的水可在最短时间内加热到预定温度，而且也不会额外地损耗电能，提高了能源的 利用率。图4至图6是以第二实施方式中的电加热管和法兰组件为例，详细说明法兰31安 装到内胆10上的安装结构。在本实施方式中，内胆的轴向端部11上设置有向外凸伸出的 安装座12。该安装座12为一圆筒形的金属件，可以采用焊接的方式安装到内胆表面。安 装座12的外表面上设置有外螺纹(未图示)。电加热管和法兰组件包括圆形的法兰31、以 及从法兰31上延伸出的若干电加热管。法兰31可安装到安装座12的开口处，同时，电加 热管通过该开口延伸入内胆内。为确保电加热管被安装到内胆10内的正确位置，如内胆上 半部分的下半区II内，在法兰31和安装座12之间还设置有限位机构。在本实施方式中，该 限位机构包括设置在安装座12内壁上的台阶面121，以及设置在法兰31上与该台阶面121 互补的限位面311。一内壁上设有内螺纹(未图示)的固定件41可螺纹旋合到安装座12 上，从而将法兰31压紧在安装座12上。一绝缘密封圈42设置在法兰31和安装座12的接 合处，以在两者之间实现电绝缘和密封。由于该密封圈为柔性材料制成，所以不会妨碍法兰 31和安装座12之间的限位配合。另外，一绝缘环43抵靠在法兰31的后端缘，并与固定件 41的后端内壁抵靠，从而在法兰31和固定件41之间实现绝缘。图7和图8所示的是本实用新型电热水器第四实施方式中电加热管和法兰组件安 装到内胆的球冠状端部的立体示意图。由于该实施方式中电热水器的其它主要基本构成与 上述实施方式中相同，所以申请人在此不再予以赘述。本实施方式中，电加热管和法兰组件 包括若干电加热管和法兰60。其中法兰60可通过螺栓(未图示)固定到内胆的球冠状端 部11上，并且在两者间设有一密封垫65以提供法兰和内胆间的可靠密封。法兰60上设有 两个异形开口 61、62，且在每个开口两侧的法兰本体上分别焊接有一对螺栓66。需要说明 的是，这儿所指的“异形”是指除规则圆形之外的任何形状，如三角形、方形、不规则的圆形 或其它形状等，在本实施方式中，该异形为椭圆形。本实施方式中，若干电加热管包括第一 电加热管、第二电加热管、第三电加热管。需要说明的是，这儿所称的“第一”、“第二”、“第 三”仅起指代作用，并不代表其间的必然顺序，也就是说，可以不存在第二电加热管，而仅有 第一和第三电加热管等诸如此类的情况。第一电加热管包括一安装件711和由安装件上延伸出的管体712。安装件711大 致呈板状，其前端凸伸出安装件的板体以形成与异形开口 61形状相吻合的一配合部713，其两侧侧向延伸形成一对翼部(未标示)，且每一翼部上开设一通孔(仅标示其一)。第一 电加热管的管体712焊接在配合部713上并向上折弯后进一步延伸。第二电加热管的结构 与第一电加热管类似，同样包括安装件721和由安装件上延伸出的管体722。其中安装件上 同样形成有与异形开口 62形状相吻合的配合部723和设有通孔的翼部。与第一电加热管 的主要区别在于，第二电加热管的管体722是整体从配合部723上笔直地延伸出的。与第 一、二电加热管不同的是，第三管加热管仅包括管体73，其一体焊接在法兰60上，并向下折 弯后进一步延伸。组装时，先将焊接有第三电加热管的法兰60安装到内胆的球冠状端部11，然后分 别将第一和第二电加热管安装到法兰60上。以第一电加热管为例，首先712穿过相应的异 形开口 61直到安装件711的配合部713嵌入开口 61，从而使第一电加热管可靠定位在相应 位置。在此过程中，安装件711翼部上的开孔7111分别被相应的螺栓穿过。然后，再将相 应的螺母67旋到相应的螺栓66上，从而使第一电加热管可靠固定在法兰60上。由于第二 电加热管的安装方式与第一电加热管基本相同，申请人不再予以赘述。不过需要说明的是， 在第一和第二电加热管与相应的异形开口 61、62间还分别设有密封圈63、64以确保电加热 管和法兰间的可靠密封。由图7可以看出，组装后的电加热管分别位于内胆内部的上、中、 下区域，从而有效实现了内胆中水的分层加热。由于在法兰上设置了异形开口，使得组装到法兰上的电加热管可以保持在内胆中 的预定位置，并且在组装过程中不会和其它电加热管发生干涉，从而有效解决了现有技术 中存在的问题。本领域技术人员可以轻易想到的是，根据不同的功率组合需要，电加热管的 数量可以相应地增减。例如，可以省略第一或第二电加热管，或者在法兰上通过焊接或组装 的形式增加更多的电加热管。
权利要求一种电加热管和法兰组件，其特征在于，包括法兰，其上设置有异形开口；电加热管，可拆卸地安装在法兰上，其具有安装件和由安装件上延伸出的管体；其中所述安装件上设置有与法兰的异形开口形状相吻合的配合部，从而当安装件固定到法兰上时，所述配合部与法兰的异形开口配合而使电加热管的管体保持在预定位置。
2.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述电加热管的管体从其 安装件上伸出后并折弯进一步延伸。
3.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述电加热管的管体整体 从其安装件上笔直地延伸出。
4.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述法兰上设有第二异形 开口 ；该组件还包括第二电加热管，其包括具有与第二异形开口形状相吻合的配合部的安 装件，以及由安装件上延伸出的管体。
5.如权利要求4所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述第二电加热管的管体 从其安装件上伸出后并折弯进一步延伸。
6.如权利要求4所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述第二电加热管的管体 整体从其安装件上笔直地延伸出。
7.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，该组件还包括一体焊接在 法兰上的第三电加热管。
8.如权利要求7所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述电加热管的管体从其 安装件上伸出后并向上折弯进一步延伸；所述第三电加热管的管体从法兰上伸出后并向下 折弯进一步延伸。
9.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，安装件大致呈板状，所述配 合部凸伸出安装件的板体，所述管体焊接在所述配合部上。
10.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，电加热管的安装件通过螺 栓和螺母的配合固定到法兰上。
11.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述异形是指非规则圆形。
12.如权利要求1所述的电加热管和法兰组件，其特征在于，所述异形包括椭圆形。
13.一种采用以上任一项所述的电加热管和法兰组件的电热水器，其特征在于，包括内胆，用于收容一定量的可被加热的水；进水口和出水口，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水；其中所述电加热管和法兰组件固定安装在内胆上。
14.如权利要求13所述的电热水器，其特征在于，所述内胆大致呈桶体状，其具有至少 一球冠状端部，所述法兰安装在所述球冠状端部上。
专利摘要本实用新型公开了一种电加热管和法兰组件，其包括法兰和可拆卸地安装在法兰上的电加热管。其中法兰上设置有异形开口。电加热管具有安装件和由安装件上延伸出的管体。安装件上设置有与法兰的异形开口形状相吻合的配合部，从而当安装件固定到法兰上时，该配合部与法兰的异形开口配合而使电加热管的管体保持在预定位置。
文档编号F24H9/18GK201706706SQ201020253299
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者于向雷, 伯尔尼·施罗德, 白宁, 胡恒中 申请人:博西华电器(江苏)有限公司