一种具有板式加热器的开水器的制作方法

本实用新型涉及电开水器技术领域，具体涉及一种具有板式加热器的开水器。

背景技术：
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电开水器的加热方式主要有电离式、电磁式和电阻式。目前，电阻式开水器包括水箱和加热器，水箱为长方体形状，加热器直接设于体积较大的水箱内部。使用的加热装置基本由3组U型的圆管形电热管组成，输入电压主要是以380V或220V交流电为主，电热管内的电阻丝发热后经氧化镁绝缘层传热给外面的不锈钢管，不锈钢管与水直接接触，将热能传导给被加热的水，从而对水进行加热。

电热管在使用时存在以下问题：1、水箱为长方体形状，加热器直接设于体积较大的水箱内部，传热流程较短，当加热时冷水受热体积膨胀，在高度方向上增量比较小，对流传热的流速较低，导致传热速率低，延长了水加热到一定温度需要的时间；电开水器的进水为自来水，由于水中有大量的Ca²⁺和Mg²⁺，特别是西北部地区的水中Ca²⁺和Mg²⁺含量更多，当水的温度达到60℃以上时，Ca²⁺和Mg²⁺就会形成大量的不溶于水的盐类水垢，加热时间长导致水垢析出量大；2、水垢析出后会附着于水箱壁和电热管传热面上，水垢附着于电热管传热面上后不易脱落，导致电热管的传热效率急剧下降；传热效率下降后，存在以下问题：电阻丝产生的热量不能完全与水进行交换，导致电阻丝自身的温度不断升高，电阻丝的氧化速度急剧提高，最终造成电阻丝熔断，降低了加热管的使用寿命；加热管温度升高后，包覆在电阻丝周边的氧化镁绝缘层温度也会提高，电阻丝和氧化镁绝缘层都会受热膨胀产生一个作用于不锈钢外壁的力，由于外覆的不锈钢管是由冷拉成型的，其壁厚具有不均匀性，在这个膨胀力的作用下，壁厚比较薄的地方就会产生爆裂，使电热管失效且会使开水器外壳带电产生安全隐患；3、由于电开水器尺寸结构的限制，电热管的长度受限制，从而造成电热管的传热面积不足，其热负荷设计的就会比较大，当热负荷比较大时电热管输出的热量不能及时与水进行交换，水就会在电热管传热面上产生汽化现象，水汽化会加速水垢的析出，水垢附着在电热管传热面上，使传热速率加速下降，加快电阻丝的熔断速度；汽化后产生的水蒸气也会排到电开水器外面，这部分热量是电开水器的无效做功，造成了能量的浪费。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种水垢易脱落、传热效率高、使用寿命长的具有板式加热器的开水器。

本实用新型由如下技术方案实施：一种具有板式加热器的开水器，其包括水箱，所述水箱的上部为开水区，所述水箱的下部为加热区，所述加热区的体积小于所述开水区的体积，所述加热区的所述水箱的横截面积小于所述开水区的所述水箱的横截面积，所述加热区的所述水箱的横截面上的一条边与所述开水区的所述水箱的横截面上的一条边长度相等；在所述加热区的所述水箱的侧壁上设有检修口，在所述水箱外侧的所述检修口上覆盖有固定板，所述固定板通过若干个螺栓与所述加热区的侧壁固定连接，在所述水箱的底部设有进水管，所述进水管上设有电磁阀，在所述进水管的进水端设有配水器；

在所述加热区的内部设有板式加热器，所述板式加热器的加热管的两个接电端分别穿过所述固定板并通过螺母与所述固定板固定连接，在所述固定板内侧至所述板式加热器的固定环之间的所述加热管上套设有密封环；所述板式加热器包括所述加热管，在所述加热管外部铸造有换热板，所述加热管的两个所述接电端置于所述换热板外部；在所述换热板外部的两段所述加热管上分别一体设有所述固定环，在所述固定环至所述加热管的端部之间的所述加热管上设有外螺纹。

进一步的，所述换热板为平板形，所述换热板的表面光洁度大于▽3。

进一步的，所述换热板为铸造铝板。

进一步的，所述加热管为波浪形加热管，所述波浪形加热管的轴线在同一平面上。

进一步的，所述波浪形加热管为M形加热管或U形加热管。

进一步的，两个所述接电端通过整流桥与交流三相电源连接。

本实用新型的优点：1、水箱下部的加热区体积远小于水箱上部的开水区体积，加热区的水箱横截面积小于开水区的水箱横截面积，将板式加热器设在一个狭窄的加热区内，板式加热器在传热高度方向会使传热流程加长，当加热时冷水受热体积膨胀，在高度方向上增量比较大，使得对流供热的推动力提高，从而增加了对流传热的流速，提高了传热速率，缩短了水加热到一定温度所需要的时间，减小了水垢了析出量；2、换热板为平面形，而且外表面经机械加工后表面光洁度大于▽3，传热面为光滑的平面，当水垢在上面附着约1mm厚时，就会自动脱落，保证了换热板的传热效率，避免了电阻丝温度过高、氧化速度过快，延长了板式加热器的使用寿命；换热板是由AO铝铸造成的铸造铝板，设计热负荷仅是传统电热管热负荷的1/6-1/8，加热器又设置在加热区，水温为常温，保证了最大的传热温差，避免了电阻丝和氧化镁绝缘层受热膨胀后导致的板式加热器损坏，安全性高；3、板式加热器上易脱落，保证了板式加热器的传热效率，避免了板式加热器上出现汽化现象，有效的减少了水垢的析出和附着，也避免水蒸汽溢出造成的热量损失，节能效果好。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为板式加热器与水箱的连接结构示意图；

图3为板式加热器的结构示意图。

水箱1，开水区1-1，加热区1-2，固定板2，进水管3，电磁阀4，配水器5，板式加热器6，M形加热管7，螺母8，密封环9，整流桥10，接电端7-1，换热板11，固定环12，出水管13，出水阀14。

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做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。

实施例1：

如图1-3所示，一种具有板式加热器的开水器，其包括水箱1，水箱1的上部为开水区1-1，在开水区1-1下部的水箱1的侧壁上设有出水管13，在出水管13上设有出水阀14，水箱1的下部为加热区1-2，加热区1-2的体积远小于开水区1-1的体积，加热区1-2的水箱1横截面积小于开水区1-1的水箱1横截面积，加热区1-2的水箱1的横截面上的一条边与开水区1-1的水箱1的横截面上的一条边长度相等；在加热区1-2的水箱1的侧壁上设有检修口，在水箱1外侧的检修口上覆盖有固定板2，固定板2通过若干个螺栓与加热区1-2的侧壁固定连接，在水箱1的底部设有进水管3，进水管3上设有电磁阀4，在进水管3的进水端设有配水器5；

在加热区1-2的内部设有板式加热器6，板式加热器6的M形加热管7的两个接电端7-1分别穿过固定板2并通过螺母8与固定板2固定连接，在固定板2内侧至板式加热器6的固定环12之间的M形加热管7上套设有密封环9，密封环9可以有效防止水箱1内的水从固定板2和M形加热管7之间的缝隙泄露，固定板2外侧的两个接电端7-1通过整流桥10与交流电源连接；板式加热器6包括M形加热管7，在M形加热管7外部铸造有平面形的换热板11，本实施例中的换热板11为由AO铝铸造而成的铸造铝板，设计负荷仅是传统电热管负荷的1/6-1/8，换热板11经机械加工后的表面光洁度大于▽3，M形加热管7的两个接电端7-1置于换热板11外部；在换热板11外部的两段M形加热管7上分别一体设有固定环12，在固定环12至M形加热管7的端部之间的M形加热管7上设有外螺纹。在板式加热器6下方的加热区1-2底部为容垢槽，板式加热器6上掉落的水垢会落在容垢槽，需定期清理。

工作原理：

当水箱1内的水的液位下降时，进水管3上的电磁阀4开启，配水器5开始向水箱1内注水；当水箱1内的水的液位达到标准后，电磁阀4关闭，停止注水，板式加热器6开始加热，加热到指定温度后，板式加热器6停止加热，一段时间后，水温降低，板式加热器6开始重新加热，使得水箱1内的水温保持在一定范围内；板式加热器6的电源为交流三相电源，通过整流桥10整流后变为直流两相电源，直流两相电源与两个接电端7-1连接，极大的简化了板式加热器6的结构，制造工艺简单，成本下降。

板式加热器6位于水箱1下部的加热区1-2内，加热区1-2内的水温为常温，远低于开水区1-1的水温，使传热温差最大化，既可以提高传热速率，又可控制M形加热管7的温升，使电阻丝的最高温度控制在一定范围，也就控制了电阻丝的氧化速度，提高了板式加热器6的使用寿命；加热区1-2的体积远小于开水区1-1的体积，加热区1-2的水箱1横截面积小于开水区1-1的水箱1横截面积，加热区1-2为一个狭长的区域，使加热流程加长，板式加热器6设置在狭长的加热区1-2，加热时，冷水受热膨胀，使得对流供热的推动力提高，从而增加了对流传热的流速，提高了传热速率，避免了板式加热器6上的汽化现象，有效的减少了水垢的析出和附着，也避免水蒸汽溢出造成的热量损失，节能效果好。

水箱1内的水被加热后，水中的Ca²⁺和Mg²⁺会形成大量的不溶于水的盐类水垢，水垢附着在换热板11的外表面，由于换热板11为平板形而且表面的表面光洁度大于▽3，十分光滑，当水垢在上面附着约1mm厚时，就会自动脱落，掉入容垢槽，保证了换热板11的传热效率，避免了电阻丝温度过高、氧化速度过快，延长了板式加热器6的使用寿命；而且换热板11铸造而成，强度高，换热板11的传热面积为同功率电热管传热面积的6-8倍，加热器又设置在加热区1-2，水温为常温，保证了最大的传热温差，避免了电阻丝和氧化镁绝缘层受热膨胀后导致的板式加热器6损坏，安全性高。

如果板式加热器6损坏，将水箱1内的水放出，使水位低于检修口，将固定板2从水箱1的侧壁上卸下，便可将板式加热器6取出进行检修或更换，操作简单、方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。