一种水管呈8字型交叉螺旋缠绕布局的电加热器

技术领域

本发明涉及电加热技术，特别涉及一种水管呈8字型交叉缠绕布局的电加热器。

背景技术

电加热器已被普遍应用于煮咖啡、茶等热饮的家用电器中。

传统的电加热器多采用将加热管和水管浇铸在导热体的内部的做法。电加热管与水管的安装方式通常是电加热管位于中间，水管以夹持或围绕的方式布置在电加热管外部(如专利文献CN110680195A和CN201141687Y所示)。通常情况下，为了电器设备中接线方便，技术人员会采用同端布置接线端子的做法，为此电加热管通常以螺旋或回旋方式布局。但是，这样就会无法充分利用电加热管之间的空间，进而影响了加热管、水管与热传导体间的热传导效率，导致整体加热时间延长。如果在不改变电加热管参数或水管长度的情况下，难以保证出水口水温达到冲泡所需要的稳定温度。而稳定的水温对咖啡、茶等热饮的口感影响较大。

在这样的情况下，传统电加热器如果想要保证出水效率和出水温度，就需要增加水管螺旋圈数或改变电加热管参数。这就造成加热器整体体积较大，进而影响电器产品的空间设计，也由于物料增加导致生产成本增加。

鉴于现代人们审美变化和使用便利的需求，咖啡机、煮茶机等电器不断向节能、高效、安全、小型化、预热快速化等方向发展，因此有必要解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种水管呈8字型交叉螺旋缠绕布局的电加热器。

为解决上述技术问题，本发明采用的解决方案是：

提供一种水管呈8字型交叉螺旋缠绕布局的电加热器，包括电加热管和水管，所述水管是由一根金属管弯折制而成，其整体形状呈8字型交叉的螺旋结构，各层结构连续排布形成两个中空的通道；所述电加热管呈U型，以其两根直管段分别穿过两个通道，与水管共同构成具有交叉螺旋缠绕结构的加热器主体。

作为一种改进的方案，所述水管的进水口和出水口分别位于电加热管的U型端和接线端；进水口与出水口相互平行，且垂直于电加热管的直管段。

作为一种改进的方案，所述水管的进水口和出水口的末端套设有金属密封圈。

作为一种改进的方案，所述电加热管的接线端露出于通道末端，在接线端设有接线端子。

作为一种改进的方案，所述电加热管的直管段与水管的通道内壁之间为紧密接触。

作为一种改进的方案，所述加热管的直管段与水管的通道内壁之间设有用于限位支撑的第一支架和第二支架，两者呈长形且横截面为圆弧形。

作为一种改进的方案，所述电加热器包括呈U形夹形状的第三支架，第三支架安装在8字型的交叉位置且与水管的两个通道平行，用于对连续多层交叉结构进行夹持以实现限位固定。

作为一种改进的方案，所述第三支架有两个且位于加热器主体的对称中线上，以其开口端相对分别从电加热管的U型端和接线端进行安装。

作为一种改进的方案，所述电加热器还包括以压铸方式制成的金属材质的热传导体，所述电加热管和水管被包裹于热传导体内部。

作为一种改进的方案，所述热传导体在加热器主体外部的各处厚度相同。

与现有技术相比，本发明的技术效果是：

1、本发明采用水管呈8字形交叉螺旋缠绕结构的设计，能够充分利用电加热管两根直管段之间的内部空间，在不增加电加热器整体体积的前提下增加了水管长度和布置密度。

2、与水管以常规的螺旋方式沿电加热管缠绕的方式相比，本产品利用8字型交叉布局使水管对电加热管起到稳固支撑和限位作用，能够极大增强整体强度，避免使用过程中因湍流或电磁效应产生共振。

3、本产品结构紧凑、体积小，8字型的交叉螺旋缠绕布局能让水管与U型加热管接触更为紧密，水管与加热管之间能够实现更加快速的热交换，减少热量流失。

4、本产品水管的出水段与进水管段交叉均匀分布，最高温的水与最低温的水首先进行换热，整个换热梯度是均匀布置的，确保了水管中的水温保持稳定。

5、导热体的使用增加了热量分布的均匀性，加快水管和导热体之间的热交换速度，提高加热器的热交换效率，缩短加热时间。

附图说明

图1为本发明中电加热器的爆炸示意图；

图2为本发明中电加热器的装配结构示意图；

图3为本发明中水管和加热管的装配结构示意图；

图4为本发明中水管的结构示意图。

图中的附图标记：1热传导体；2电加热管；3进水口；4出水口；5第一支架；6第二支架；7第三支架；8水管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

本发明所述电加热器包括电加热管2和水管8。水管8是由一根金属管弯折制而成，其整体形状呈8字型交叉的螺旋结构，各层结构连续排布形成两个中空的通道；电加热管2呈U型，以其两根直管段分别穿过两个通道，与水管8共同构成具有交叉螺旋缠绕结构的加热器主体。电加热管2的接线端露出于通道末端，在接线端设有接线端子。水管8的进水口3和出水口4分别位于电加热管2的U型端和接线端，进水口3与出水口4相互平行，且垂直于电加热管2的直管段，在进水口3和出水口4的末端套设有金属密封圈。当然，进水口3和出水口4的布局也可以根据热饮家用电器的实际设计需求进行调整。

电加热管2的直管段与水管8的通道内壁之间可以直接紧密接触；也可以如图3所示，在直管段与水管的通道内壁之间设有用于限位支撑的第一支架5和第二支架6，两者呈长形且横截面为圆弧形。

如图1、3所示，该产品还设有呈U形夹形状的第三支架7，第三支架7安装在8字型结构的交叉位置且与两个通道平行，用于对连续多层交叉结构进行夹持以实现限位固定。第三支架可以设置两个且均位于加热器主体的对称中线上，以其开口端相对分别从电加热管2的U型端和接线端进行安装。

电加热器还包括以压铸方式制成的金属材质的热传导体1，电加热管2和水管8被包裹于热传导体1的内部。为避免热量损失，热传导体1在加热器主体外部的各处厚度相同(或基本相同)，使热传导体1具有与加热器主体大致相同的外形。在压铸时可以一并完成安装基座的定型，以方便后续产品的安装。

产品的制造方法示例：

(1)按传统工艺制造U型的电加热管2，例如内置电阻丝、填充氧化镁粉。

按设计尺寸和弧度将一根金属管弯折制成呈8字型交叉的螺旋结构，各层结构连续排布形成两个中空的通道，弯折后的水管8结构如图4所示；考虑加工方便，此时可以两端套设金属密封圈。

(2)将电加热管2的两根直管段分别穿过水管8的螺旋结构中两个通道，两者共同构成具有交叉螺旋缠绕结构的加热器主体，如图3所示。

为强化结构稳固度同时保持相等的加热间距，在两者之间安装用于限位支撑的第一支架5和第二支架6。为避免水管8自身结构在使用过程中因湍流产生震动，利用U形夹形状的第三支架7对多层8字型交叉结构进行夹持以实现限位固定。

(3)将完成安装的加热器主体安置在模具腔体中，以压铸方式在外围完成热传导体1的制作。为避免金属材料浪费和热传导损失，对热传导体1不采用规则外形设计，而是以热传导体1保持大致相同厚度的方式进行铸造，因此热传导体1具有与加热器主体大致相同的外形(如图2所示)。在压铸时，可以利用模具一并完成带螺孔安装基座和定位部件的铸造，以方便产品在终端热饮电器内部的安装。

(4)在电加热管2的两个接线端上焊接接线端子后，进行产品质检。

本发明提供了一种不增加电加热器体积的情况下延长水管长度的解决方案，该产品结构紧凑、体积小，热效率高、加热效果好，能够满足咖啡机、煮茶机等热饮家用电器对小型化、节能化、高效化、预热快速化的要求。