新一代模块化加热系统的制作方法
【专利说明】新一代模块化加热系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于并且要求享有2012年7月17日提交的美国临时申请No 61/672, 336和2012年12月21日提交的美国临时申请No 61/740，653的优先权，所述美国临时申请的整个内容通过参考包含于此。
【背景技术】
[0003]近年来，即热式热水器作为瞬间提供加热的水的方式已经变得更为普遍。各种用于加热水的方法是可用的，例如，裸线加热器，以便提供该瞬间加热的水。即热式热水器还提供按需加热水的能力并且不需要如传统热水器所要求的那样不断地维持热水供给。然而，如果穿过即热式热水器的水流对于即热式热水器有效处理而言太大，则会产生问题。另夕卜，即热式热水器有时会是笨重的，并且需要大量的空间来用于安装。即热式热水器的制造和组装由于其设计的复杂性也会是麻烦的。
【发明内容】
[0004]在所选的实施例中，加热单元包括:第一歧管，所述第一歧管具有至少一个入口 ；第二歧管，所述第二歧管连接到第一歧管并且具有至少一个出口 ；和第三歧管。加热单元还包括一个或多个加热系统，所述一个或多个加热系统从第三歧管经由第二歧管延伸到第一歧管，其中一个或多个加热系统具有内管和外管。另外，加热单元包括流体流动路径，所述流体流动路径从至少一个入口经由第一歧管、介于内管与外管之间的区域、内管的内部和第二歧管到至少一个出口。
[0005]在附图中和以下说明中阐述了一个或多个实施方案的细节。其它特征、目标和优点将从说明书和附图以及从权利要求书而变得显而易。
【附图说明】
[0006]图1A是根据一个示例的加热单元的侧视图；
[0007]图1B是根据一个示例的加热单元的侧视图；
[0008]图1C是根据一个示例的加热单元的侧视图；
[0009]图2A是根据一个示例的加热单元的侧视图，其示出横截面；
[0010]图2B是图2A的根据一个示例的加热单元的剖视图；
[0011]图3A是根据一个示例的加热单元的顶视图；
[0012]图3B是根据一个示例的加热单元的底视图；
[0013]图4A是根据一个示例的加热单元的透视图；
[0014]图4B是根据一个示例的加热单元的透视图；
[0015]图5A是与根据一个示例的加热单元有关的加热室的侧视图；
[0016]图5B是具有光学组件的、图5A的根据一个示例的加热室的剖视图；
[0017]图6是在根据一个示例的加热室上形成光学组件的三维视图；
[0018]图7是根据一个示例的模块化加热单元的外视图；
[0019]图8是根据一个示例的模块化加热单元的剖视图；
[0020]图9A示出根据一个示例的底部歧管的一侧；
[0021]图9B示出根据一个示例的底部歧管的另一侧；
[0022]图10是根据一个示例的压力平衡罩的视图；
[0023]图1lA示出根据一个示例的入口歧管；
[0024]图1lB不出根据一个不例的入口歧管盖；
[0025]图12是根据一个示例的模块化加热单元的分解图；
[0026]图13是根据一个示例的模块化加热单元的剖视图；
[0027]图14是根据一个示例的模块化加热单元的剖视图；
[0028]图15是根据一个示例的控制单元的框图；
[0029]图16是根据一个示例的模块化加热单元的分解图。
[0030]在各种附图中相同的附图标记指示相同的元件。
【具体实施方式】
[0031]现在通过参照【附图说明】所选的实施例，其中，贯穿若干视图相同的附图标记指示相同的或相对应的部件。应注意到，如在本说明书和附图中所使用的，单数形式的不定冠词和定冠词可以包括复数参考，除非上下文另外明确地规定以外。
[0032]裸线加热单元
[0033]图1A至图1C示出根据示例性实施例的加热单元I。在图1A中，加热单元I包括管10，所述管10具有圆柱形形状，其在一个端部处具有法兰12。法兰12相对于管的出口24为外部部件提供连接点。管10被模制或加工成围绕管10的圆周具有至少一个索引槽18。至少一个索引槽18是设置在管10中的凹槽，所述凹槽围绕管10的圆周连续地延伸。在所选的实施例中，管10将具有任何数量的多个索引槽18，所述任何数量的多个索引槽18相对于管10的长度沿着管10的本体以预定的间隔布置，如在图1A至图1C中所示。索引槽18可以基于管10的长度以彼此相等的距离被加工或模制，或可以沿着管10的长度在预设的位置处被加工或模制。额外地，管10具有入口 26，通过所述入口 26流体可以传输通过管10。然而，在所选的实施例中，如果流体的流动反向，则入口 26和出口 24可以颠倒。
[0034]管10被模制或加工成充当用于至少一个电阻加热元件14的支撑结构，所述至少一个电阻加热元件14沿着管10的长度延伸。在所选的实施例中并且如在图1A至图1C中所示，加热单元I可以包括多个电阻加热元件14a至14d。每个电阻加热元件14都经由端子连接器16和至少一个固定夹22机械地连接到管10，所述端子连接器16延伸通过法兰12，所述至少一个固定夹22设置在索引槽18之一上。端子连接器16包括至少一个孔，以便使诸如螺钉的紧固装置20可以用于将电阻加热元件14附着到管10。在所选的实施例中，端子连接器16可以是单个部件或是附装到法兰12的任一侧的两个单独的部件。电力从诸如电路的外部电源经由端子连接器16从外部施加到电阻加热元件14。在所选的实施例中并且如在图1A至图1C中所示，加热单元I将包括单个固定夹22，所述单个固定夹22连接电阻加热元件14中的一个或多个。然而，多个固定夹22可以设置在索引槽18中的一个或多个内，由此提供多个连接点以用于一个或多个电阻加热元件14。另外，固定夹22可以被模制或加工成为管10的一部分，或可以是可从管10去除的单独的部件。
[0035]固定夹22形成为提供枢转点以用于与该固定夹22连接的电阻加热元件14。换言之，固定夹22可以沿着索引槽18被线性地调节，在所述索引槽18处固定夹布置成线性地调节电阻加热元件14放置在管10的表面上的位置。例如，在图1A中，电阻加热元件14b示出为沿着管10的底部在第一位置28处连接到固定夹22。第一位置28基于在索引槽18内的固定夹22的调节来确定。然而，在图1B中，可以看到，电阻加热元件14b基于在索引槽18内的固定夹22的线性调节而位于第二位置30处。另外，图1C示出相对于图1A和图1B的管10的相对的一侧，并且示出电阻加热元件14d基于固定夹22的线性调节而在管10的底部处的第一位置32。
[0036]经由固定夹在索引槽18内线性地调节电阻加热元件14的能力提供了多个优点。例如，其中施加有加热单元I的每个系统都可以被测试以基于系统的特性确定最好的传热性能，使得可以调节电阻加热元件14的位置而使该系统内的传热最大化。另外，若是传热特征在某一点处改变，则加热单元I的电阻加热元件14的位置可以容易地被修改以补偿该改变。
[0037]图2A示出根据示例性实施例的加热单元I的侧视图。重复相同的附图标记，并且因此加热单元I提供一种管10，所述管10具有入口 26和出口 24。加热单元I还包括法兰12、端子连接件16、索引槽18、固定夹22和电阻加热元件14。图2B示出横过图2A中所示的分段“B”所剖开、图2A的加热单元I的剖视图。
[0038]如图2B中所示，加热单元I具有端子连接器16、法兰12、紧固装置20和电阻加热元件14。图2B还清楚地示出围绕管10的外表面的圆周延伸的索引槽18。如本文先前所述的，索引槽18是在管10的外表面中的凹槽。索引槽18的凹槽的深度可以是从管10的外表面34到管10的内表面36的任何位移量。如图2B中所示，索引槽18围绕管10的圆周以直线圆形的连续方式被加工或模制。然而，在其它所选的实施例中，索引槽18可以围绕管10的圆周以不同的形状被加工或模制，以便使固定夹22可以相对于管10的长度沿着各种方向调节。另外，在所选的实施例中，管10可以被加工或模制以容纳上述索引槽18的不同组合。图2B还示出流体流动路径37，流体通过所述流体流动路径37从入口 26通过管10流到出口 24。流入管10中的流体是已经通过流过电阻加热元件14而被加热的流体和/或是通过穿过管10而被加热的流体，所述管10通过电阻加热元件14从外部加热。如本文先前所述的，在所选的实施例中，流体流动路径37可以反向，由此入口 26和出口 24颠倒。
[0039]图3A示出根据示例性实施例的加热单元I的顶视图。如图3A中所示，该图是法兰12的顶视图，所述法兰12具有多个端子连接件16以用于机械地和电力地附装每个相应的电阻加热元件14。图3A还示出经由出口 24从管10出来的示例性流体流动方向。图3B示出根据示例性实施例的加热元件的底视图。如图3B中所示，该图是法兰12和管10的底视图。多个电阻加热元件14被附装到固定夹22，所述固定夹22被放置在管10的索引槽18上和/或内(由于角度而未示出)。在所选的实施例中，电阻加热元件14经由固定夹22的至少一个钩部39附装到固定夹22。在所选的实施例中，钩部39可以用屏蔽元件遮盖，以便防止损坏所连接的电阻加热元件14散热。由于在所选的实施例中固定夹22是可去除的，