倒水防分叉及防回溢的雙層電熱水壺的結(jié)構(gòu)探討

李松泉 呂全彬 蔡劍華

（廣東天際電器股份有限公司 汕頭 515000）

引言

電熱水壺是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫男〖译娭唬湓硪话闶峭ㄟ^通電的發(fā)熱管或發(fā)熱盤發(fā)熱使水升溫沸騰。傳統(tǒng)的電熱水壺是單層壺體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，是普通消費者的首選，其樣式繁多。

但是單層電熱水壺由于壺體完全沒有任何防護，導(dǎo)致在燒水的過程中不小心觸碰可能引起燙傷，直接威脅到了使用者的人身安全。因此，很多廠家在單層電熱水壺的基礎(chǔ)上增設(shè)一個隔熱層形成雙層電熱水壺，隔熱層能夠有效的將高溫的盛水壺體內(nèi)與外界隔離，防止使用者碰觸到高溫壺體發(fā)生燙傷，但是，由于內(nèi)壺嘴的邊沿處為較寬的平整部，該平整部與內(nèi)壺嘴的斜面構(gòu)成向外彎折的結(jié)構(gòu)，當?shù)顾畷r，水并不是由內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)面直接流出，而是由于重力作用及流質(zhì)的特點，倒出的水必須越過平整部，水在平整部處容易發(fā)生水流分叉或大面積出水，從內(nèi)壺嘴兩側(cè)流出并灑落在盛水容器外側(cè)，很容易燙傷使用者。

另外，普通的電熱水壺在作為隔熱層的外殼上開設(shè)壺嘴，在傾倒開水的過程中或者完成倒水后，水流可能會從壺嘴處順著外殼溢流，灑落在盛水容器外，給使用者造成不便。

因此，如果有一種可以解決倒水回溢及分叉的電熱水壺，應(yīng)用簡單，使用方便，那么未來的市場此產(chǎn)品給用戶帶來方便是很被看好的。

1 倒水防分叉設(shè)計技術(shù)原理

本文主要研究設(shè)計一種倒水防分叉的雙層電熱水壺，包括外殼體、內(nèi)壺體、壺蓋、壺柄、發(fā)熱元件和電氣元件，電水壺的壺蓋蓋合在壺口上，壺柄裝配在外殼體側(cè)邊，內(nèi)壺體裝配在外殼體內(nèi)且內(nèi)壺體的壺口與外殼體的壺口相匹配，發(fā)熱元件和電氣元件均裝配在外殼體內(nèi)且位于內(nèi)壺體下方，外殼體上設(shè)有外壺嘴，內(nèi)壺體上設(shè)有與外殼嘴相匹配的內(nèi)壺嘴，內(nèi)壺嘴的邊沿設(shè)有向外延伸的凸邊，其特點在于通過內(nèi)壺嘴的邊沿內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)流凸條，導(dǎo)流凸條與內(nèi)壺嘴的邊沿輪廓相匹配，導(dǎo)流凸條的內(nèi)側(cè)具有導(dǎo)流斜面，導(dǎo)流斜面與內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)壁平滑相接。

這種倒水防分叉的雙層電熱水壺在內(nèi)壺嘴的邊沿內(nèi)側(cè)設(shè)置導(dǎo)流凸條，導(dǎo)流凸條與內(nèi)壺嘴的邊沿輪廓相匹配，其導(dǎo)流斜面與內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)壁平滑相接，即是導(dǎo)流斜面為內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)壁的自然延伸，這樣，導(dǎo)流凸條形成出水尖部，在倒水的時候，流出的水受到導(dǎo)流凸條的導(dǎo)流作用，沿導(dǎo)流凸條聚集到出水尖部流出，防止大面積出水，并且水從出水尖部直接流出，無需像現(xiàn)有技術(shù)一樣越過凸邊所形成的平整部，從而防止了倒水時出現(xiàn)水流分叉，避免水流從壺嘴兩側(cè)溢出并灑落在盛水容器外側(cè)，防止倒水時燙傷使用者。

設(shè)計凸邊延伸到外壺嘴邊沿的外面。由于將凸邊設(shè)置為延伸到外壺嘴邊沿的外面，在倒水時，水流與外壺嘴沒有接觸關(guān)系，水從內(nèi)壺嘴處流出時與外殼體之間存在懸空間隙，然而凸邊伸出到外壺嘴邊沿外面的部分的寬度為0.5～1.0 mm，使得水順利倒入盛水容器內(nèi)，防止水流發(fā)生回溢現(xiàn)象而沿著外殼體流下并灑落在盛水容器外面。在凸邊的外邊緣增設(shè)斜面，使水在倒出時帶有一定的傾斜角，起到導(dǎo)流作用，也不會發(fā)生沿外殼體流淌的情況，而且在完成傾倒放正電熱水壺時，斜面還能進一步阻擋水流發(fā)生回溢。

2 倒水防回溢設(shè)計技術(shù)原理

倒水防回溢設(shè)計的結(jié)構(gòu)原理在于內(nèi)壺嘴的邊沿設(shè)有向外延伸的凸邊，凸邊延伸到外壺嘴邊沿的外面，在倒水時，凸邊對水流直接進行導(dǎo)向，水流與外壺嘴沒有接觸關(guān)系，水從內(nèi)壺嘴處流出時與外殼體之間存在懸空間隙，使得水順利倒入盛水容器內(nèi)，防止水流發(fā)生回溢現(xiàn)象而沿著外殼體流下并灑落在盛水容器外面，因此本技術(shù)優(yōu)點之處在內(nèi)壺嘴的邊沿設(shè)有向外延伸的凸邊，凸邊延伸到外壺嘴邊沿的外面，在倒水時，凸邊對水流直接進行導(dǎo)向，水流與外壺嘴沒有接觸關(guān)系，水從內(nèi)壺嘴處流出時與外殼體之間存在懸空間隙，使得水順利倒入盛水容器內(nèi)，防止水流發(fā)生回溢現(xiàn)象而沿著外殼體流下并灑落在盛水容器外面。

3 設(shè)計技術(shù)原理實現(xiàn)過程

通過圖1、圖2、的結(jié)構(gòu)示意圖，可以清晰了解電熱水壺上的主要結(jié)構(gòu)，此部分為硬件；那么其防分叉方法過程則為軟件部分，其步驟如下：

圖1 壺嘴導(dǎo)流設(shè)計圖

圖2 導(dǎo)流凸條設(shè)計結(jié)構(gòu)

圖3 延伸凸邊設(shè)計結(jié)構(gòu)

1）在內(nèi)壺嘴的邊沿內(nèi)側(cè)設(shè)置導(dǎo)流凸條，導(dǎo)流凸條與內(nèi)壺嘴的邊沿輪廓相匹配；

2）其導(dǎo)流斜面與內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)壁平滑相接，即是導(dǎo)流斜面為內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)壁的自然延伸；

3）導(dǎo)流凸條形成出水尖部，在倒水的時候，流出的水受到導(dǎo)流凸條的導(dǎo)流作用；

4）沿導(dǎo)流凸條聚集到出水尖部流出，防止大面積出水，并且水從出水尖部直接流出；

5）從而防止了倒水時出現(xiàn)水流分叉，避免水流從壺嘴兩側(cè)溢出并灑落在盛水容器外側(cè)，防止倒水時燙傷使用者。

通過圖3的結(jié)構(gòu)示意圖，可以清晰了解電熱水壺上的主要結(jié)構(gòu)，此部分為硬件；那么其防回溢方法過程則為軟件部分，其步驟如下：

1）內(nèi)壺嘴的邊沿設(shè)有向外延伸的凸邊，凸邊延伸到外壺嘴邊沿的外面；

2）在倒水時，凸邊對水流直接進行導(dǎo)向，水流與外壺嘴沒有接觸關(guān)系，水從內(nèi)壺嘴處流出時與外殼體之間存在懸空間隙，使得水順利倒入盛水容器內(nèi)；

3）在倒水完回正時，凸邊快速對水流進行切斷，防止水流與壺體現(xiàn)成連接，出現(xiàn)掛滴或回流現(xiàn)象；

4）防止水流發(fā)生回溢現(xiàn)象而沿著外殼體流下，并灑落在盛水容器外面，避免給使用者造成不便。

4 結(jié)論

1）通過改變電熱水壺的內(nèi)壺嘴處設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)防分叉的雙層電熱水壺。理論上和初步的實驗表明。應(yīng)用此種方法可比較準確地實現(xiàn)。

2）通過改變電熱水壺的內(nèi)壺嘴的邊沿設(shè)有向外延伸的凸邊，實現(xiàn)防回溢的雙層電熱水壺。理論上和初步的實驗表明。應(yīng)用此種方法可比較準確地實現(xiàn)。

3）通過實驗，電水壺在正常工作條件下工作至溫度控制裝置動作，然后立即將電水壺垂直提起，使壺嘴處于接水容器上沿上方（5±1）cm處，傾斜壺身，以最小流速（可連續(xù)出水）和最大流速（水位不超過壺蓋最低點）之間最不利的流速倒水和在3 s內(nèi)迅速將壺身由0 °傾斜至120 °，直至將壺內(nèi)水全部倒完。

通過上述的設(shè)計實現(xiàn)的成果，符合國家行業(yè)GB/T 22089-2008電水壺性能要求及試驗方法的相關(guān)要求。