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?，其原理一般是通過通電的發(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，其結(jié)構簡單、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上增設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)壺嘴的斜面構成向外彎折的結(jié)構，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 倒水防分叉設計技術原理

本文主要研究設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，外殼體上設有外壺嘴，內(nèi)壺體上設有與外殼嘴相匹配的內(nèi)壺嘴，內(nèi)壺嘴的邊沿設有向外延伸的凸邊，其特點在于通過內(nèi)壺嘴的邊沿內(nèi)側(cè)設有導流凸條，導流凸條與內(nèi)壺嘴的邊沿輪廓相匹配，導流凸條的內(nèi)側(cè)具有導流斜面，導流斜面與內(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)設置導流凸條，導流凸條與內(nèi)壺嘴的邊沿輪廓相匹配，其導流斜面與內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)壁平滑相接，即是導流斜面為內(nèi)壺嘴的內(nèi)側(cè)壁的自然延伸，這樣，導流凸條形成出水尖部，在倒水的時候，流出的水受到導流凸條的導流作用，沿導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。

設計凸邊延伸到外壺嘴邊沿的外面。由于將凸邊設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斜面，使水在倒出時帶有一定的傾斜角，起到導流作用，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 倒水防回溢設計技術原理

倒水防回溢設計的結(jié)構原理在于內(nèi)壺嘴的邊沿設有向外延伸的凸邊，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向，水流與外壺嘴沒有接觸關系，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，因此本技術優(yōu)點之處在內(nèi)壺嘴的邊沿設有向外延伸的凸邊，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向，水流與外壺嘴沒有接觸關系，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 設計技術原理實現(xiàn)過程

通過圖1、圖2、的結(jié)構示意圖，可以清晰了解電熱水壺上的主要結(jié)構，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 壺嘴導流設計圖

圖2 導流凸條設計結(jié)構

圖3 延伸凸邊設計結(jié)構

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

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

3）導流凸條形成出水尖部，在倒水的時候，流出的水受到導流凸條的導流作用；

4）沿導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)構示意圖，可以清晰了解電熱水壺上的主要結(jié)構，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向，水流與外壺嘴沒有接觸關系，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)壺嘴處設有導流結(jié)構，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要求。