电热水壶结构的设计与创新

摘 要：电热水壶是人们生活中必备的一款小家电，为日常生活提供了极大便利，属于居家必备之品。但是不少电热水壶在结构设计方面存在一些缺陷，应了用户使用安全和使用体验。随着电热水壶消费市场的不断变化，电热水壶结构的设计与创新需求更加迫切。本文首先阐述了当前电热水壶的市场现状，并从电热水壶结构创新方面进行设计探讨，促使其结构更加合理、使用更加安全高效。

关键词：电热水壶；产品结构；设计创新

随着家电生产技术的不断更新，家电功能日趋完善，为使用者带来了更多的生活便利。尤其是在小家电设计方面呈现出多元化、科技化、人性化的设计特点。电热水壶是日常生活中不可或缺的小家电，不但造型美观，而且节能低耗，使用方式灵活。随着电热水壶使用时间的延长和用户数量的增加，不少问题逐渐暴露出来，影响了用户的使用体验。基于此，针对电热水壶结构进行创新设计已经成为当务之急。以下将结合当前市场需求特点、设计理念、工作原理等对电热水壶结构进行创新设计。

一、电热水壶市场的发展特点

（一）节能环保，功能多样

当前，电热水壶消费者环保理念有所提高，节能环保是市场发展的一大趋势。电热水壶使用清洁能源，能够减少燃烧污染，同时烧水效率也较之传统用具明显提高。尤其是烧水速度明显加快，这一点与当前消费者快节奏的生活特点相一致，所以电热水壶具有较强的市场竞争力。目前，市场上的电热水壶功能设计相对单一。从消费者调查数据来看，对于多功能电热水壶的需求有所增加，但是由于技术研发和生产环节的局限性，影响了多功能电热水壶的开发，因此当前市场的产品主要以普通型、自动温控型、全自动气压型三种。而普通型电热水壶占据市场主导地位，因为这一类型的产品具有操作简单、使用灵活的特点，而且价格较为低廉。

（二）安全与健康需求

电热水壶用户在选择产品时，除关注其外观、价格等因素外，更关注其安全和健康问题。不少消费者对电热水壶材质是都安全环保表示了极大关注，烧水过程中是否会产生有害物质、电热水壶使用是否安全等，这些都是影响市场消费的主要因素，因此在电热水壶设计中需要关注安全与健康这两项核心要素，以顺应市场需求，提高产品竞争力。

二、电热水壶的工作原理

（一）电热水壶工作原理概述

电热水壶主要工作部件是发热盘和温控器构成的加热装置，温控器通过双扇金属片中的感温原件对热能进行控制，增加水温。在加热一定时间后水温达到沸点，双扇感温装置就会启动变形作用，达到断开电源的目标，从而完成电热水壶烧水全过程。此外，为了提高电热水壶使用安全系数，设计者会在其中设置两项安全辅助装置，以保障烧水安全。其核心加热部件主要有加热和感温两种原件构成。

（二）PTC加热元件控制

该元件在现代装置发热设计中应用较早，其优势体现在能够对加热元件进行有效控温，避免了由于干烧对电热水壶造成的损坏，排除了干烧失火风险。该原件能够设定相应的温度控制区间，只要温度打造预设标准，就会自动减小功率，从而保证温度适中处于稳定水平。当前，不少电热水壶生产厂家在高档产品中广泛采用PTC加热元件。

（三）蒸气智能感应控制

通过该装置有利于实现开水断电控制，形成智能感应控制系统。感温原件通过水蒸气温度传感发生变形，金属片的杠杆设计则能够改变电源开关状态，从而使水烧开之后实现电热水壶自动关闭单元，而且不会进行再次加热。

三、电热水壶结构的创新设计

（一）当前电热水壶设计中存在的问题

随着电热水壶设计应用的不断发展，其核心结构设计获得了深度优化。但是其中仍有一些问题，这些缺陷的产生原因遭遇结构设计方面，主要表现为发热盘装置不科学，发热盘扣位不够牢固，极易发生损坏。这些问题会影响电热水壶的美观，同时也会缩短使用寿命，基于上述问题，以下将就其优化设计进行详细探讨。

（二）底板的创新结构设计

在底盘创新结构设计中，一是需要对其底部弹片扣位进行调整，增加相应数量，以6个扣位比较科学，这些弹片嵌入壶身斜槽内，每个扣位保持一个角呈内折弯状态，从而增加维修、拆卸的便捷性。也可以利用螺丝刀撬开原装置结构，向外扳即可恢复原状态，这一设计有利于节约原设计方案中的支撑圈，从而使设计更加精简实用。二是在斜凹糟設计中需要保证扣位角度与壶身高度相契合，确保凹槽不会导致塑料材质产生缩水问题。三是设计壶身肋骨，增加发热拍稳定性，肋骨设计以圆环形为主，两侧预留凹槽，消除外部材质锁水风险。四是设计模具空槽，以代替原来的水尺，这一设计有利于水尺定位能够稳定脱模。在注塑时要确保槽内不会流入塑胶，水尺与模具之间保证无缝隙。水尺周围也许设计凹槽，从而使滑块合模过程中能够实现水尺定位，从而保证其在注塑过程中不发生位置偏移。

（三）相关性能测试

性能测试是电热水壶设计应用的重要环节，一般需要测试以下内容：

第一，干烧测试。在壶内没有水的环境下通过0.7倍额定电压，接通电源使电热水壶保持工作状态，产品需要指示灯亮起，直到产品自动启动跳挚装置，测试时间需要控制在一小时以内。电热水壶停止运行后，注入一定量的水，以此检测发热盘是否出现发黄现象，胶件是否出现溶解变形等问题，要确保产品通过一般性煲水测试。

该测试包括两项内容：首先需要测试98℃温度下跳挚时间，壶内注水达到“MAX”刻度，在正常电压下开始工作，到温度达到98℃时进行计时，一直到蒸汽跳挚为止，以确定其是否符合预期规格标准。二是对复位时间进行测试，从a点控温装置跳脱开始，切断电源插头，并1次/秒的速度操作开关，记录到开关复位所需的时间长度，该测试要连续进行三次，每次时间与规格书要求一致。三是进行烧水防漏测试，测试机内加水至MAX位置，将其静置24小时，过后检查其是否存在漏税问题。通过实地测试可知，经过优化设计之后的电热水壶密封性更加稳定。

结语：

综上所述，电热水壶的优化设计主要突出了节能、环保、低成本、高效率、美观实用的特点，从而使电热水壶使用更安全，更易于拆装维修，有利于满足用户多元化的产品需求。该设计有利于改变当前电热水壶设计中的一些缺陷，提高其使用性能，对电热水壶的高质量产品开发具有积极的推动作用。

参考文献：

[1]鄢雨田.电热水壶的类型特点与安全使用设计[J].科技展望.2016（11）

[2]电热水壶触电保护存在哪些问题[J].监督与选择.2015（09）

[3]石亚平.多功能电热水壶设计[J].中国高新技术企业.2016（35）

作者简介：

邓志龙，出生年月：19880715，性别：男，民族：汉，籍贯：广东省兴宁市，当前职务：结构设计员，学历：本科，研究方向：电水壶结构设计.endprint