一種防觸電的電熱水裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及防觸電的電熱水裝置，該裝置包括加熱腔殼體、加熱芯、加熱腔線圈和控制電路，加熱腔殼體一端設(shè)有入水口，另一端設(shè)有出水口，加熱芯設(shè)置在加熱腔殼體內(nèi)，加熱腔線圈包裹在加熱腔殼體外側(cè)，控制電路控制加熱腔線圈工作。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)水電完全隔離，采用加熱芯金屬內(nèi)外雙表面導(dǎo)熱，很高效，而且完全沒(méi)有觸電隱患；當(dāng)加熱腔內(nèi)無(wú)水(流)時(shí)，可防止干燒。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)材料低廉。
【專利說(shuō)明】
一種防觸電的電熱水裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電熱水裝置，尤其是一種可防觸電可防干燒的隔離式電熱水裝置，屬于日用家電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]眾而周知，熱水器是常用的家居設(shè)備，而電熱水器是主流形式之一。目前電熱水器主要分為儲(chǔ)水式和即熱式兩大類:儲(chǔ)水式熱水器有一個(gè)大體積的儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱內(nèi)的水中放有電加熱棒，特點(diǎn)是采用較小功率的電加熱棒加熱配合儲(chǔ)水箱進(jìn)行保溫；即熱式熱水器沒(méi)有儲(chǔ)水箱，故體積較小，開(kāi)關(guān)水龍頭有水流過(guò)時(shí)才會(huì)加熱，特點(diǎn)是加熱部件電功率很大。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)論是儲(chǔ)水式熱水器，還是即熱式熱水器，這些電熱水器的加熱部件都是浸泡在水中或直接與水接觸來(lái)加熱的，加熱部件最常見(jiàn)的制作方式是電阻絲外面覆蓋耐高溫絕緣材料層和金屬加固外殼。雖然它們與水的接觸面之間有專門的耐高溫絕緣材料層，不過(guò)，耐高溫絕緣材料一旦破損，由于帶電的加熱部件是直接接觸水的，必然會(huì)產(chǎn)生漏電，這顯然是一個(gè)使用中的安全隱患。即便廠家都宣稱他們的設(shè)備絕對(duì)是安全的，是經(jīng)過(guò)測(cè)試的，但是漏電觸電恰恰是電熱水器使用者的最大心里障礙。
[0004]物理知識(shí)表明，良好導(dǎo)電體是良好導(dǎo)熱體，換句話說(shuō)，用絕緣體來(lái)導(dǎo)熱本身效率就不高，更何況必須是耐高溫的絕緣體。常用的電阻絲發(fā)熱，傳給絕緣體，絕緣體再傳給加固金屬外殼，金屬外殼傳給水，這樣的加熱方式要通過(guò)絕緣體導(dǎo)熱效率明顯不高，而且其導(dǎo)熱面積也小。目前出現(xiàn)的新式發(fā)熱方式，比如非金屬發(fā)熱等，也存在這樣的不足。
[0005]電子應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明:溫度每升高10度，電子元器件壽命將下降I倍。一般地，常用加熱部件因傳熱效率低，其電阻絲溫度比較高，高溫狀態(tài)下的氧化和腐蝕將加速絕緣層老化，從而導(dǎo)熱效率下降，進(jìn)而加熱部件溫度變得更高，將進(jìn)入惡性循環(huán)，加速損壞。
[0006]很顯然，現(xiàn)有的這些電加熱水的方式非常不理想。主要缺點(diǎn)是:帶電的發(fā)熱部件與水接觸，漏電觸電隱患隨時(shí)存在;絕緣體參與導(dǎo)熱，導(dǎo)熱效率低;不慎干燒，將立即損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的電熱水器的電加熱部件直接接觸水，存在漏電觸電的安全隱患的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種防觸電的電熱水裝置，其采用電磁加熱腔線圈配合加熱芯結(jié)構(gòu)，通過(guò)加熱腔線圈激發(fā)加熱芯產(chǎn)生渦流，對(duì)水進(jìn)行加熱，該電加熱水裝置不僅發(fā)熱體不帶電，避免了觸電隱患，而且金屬導(dǎo)熱效率高。
[0008]本實(shí)用新型中還通過(guò)浮力或水流沖擊使加熱芯和加熱腔線圈對(duì)應(yīng)工作，當(dāng)無(wú)浮力或無(wú)水流時(shí)，加熱芯和加熱腔線圈自動(dòng)分離，可以自動(dòng)防止干燒。
[0009]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種防觸電的電熱水裝置，該裝置包括加熱腔殼體、加熱芯、加熱腔線圈和控制電路，加熱腔殼體一端設(shè)有入水口，另一端設(shè)有出水口，加熱芯設(shè)置在加熱腔殼體內(nèi)，加熱腔線圈包裹在加熱腔殼體外側(cè)，控制電路控制加熱腔線圈工作。
[0010]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案進(jìn)一步還包括:所述的加熱腔線圈外側(cè)包裹有線圈絕緣殼。
[0011 ]所述的加熱腔線圈設(shè)置在加熱腔殼體一端，工作時(shí)，加熱芯與加熱腔線圈相對(duì)設(shè)置;不工作時(shí)，加熱芯與加熱腔線圈能夠相對(duì)分離。
[0012]所述的加熱芯上固定安裝有浮子。
[0013]所述的加熱芯的橫截面呈空心星形。
[0014]所述的控制電路包括中央控制模塊、電源輸入模塊、變頻模塊和電感檢測(cè)模塊，電源輸入模塊用于將外接電源的輸入給變頻模塊，變頻模塊將外接電源轉(zhuǎn)換成高頻交流電，并傳送給加熱腔線圈，電感檢測(cè)模塊檢測(cè)加熱腔線圈內(nèi)的電感變化，并將檢測(cè)結(jié)果傳送給中央控制模塊，中央控制模塊控制變頻模塊工作。
[0015]所述的控制電路還包括功率控制模塊，功率控制模塊與中央控制模塊連接，輸入功率控制參數(shù)給中央控制模塊。
[0016]所述的控制電路還包括豎直檢測(cè)模塊。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)水電完全隔離，采用加熱芯金屬內(nèi)外雙表面導(dǎo)熱，很高效，而且完全沒(méi)有觸電隱患；當(dāng)加熱腔內(nèi)無(wú)水(流)時(shí)，可防止干燒。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)材料低廉。
[0018]下面將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】

[0019]圖1是本實(shí)用新型的電熱水裝置的電路組成示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型的電熱水裝置的加熱腔正面示意圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型的電熱水裝置的加熱腔俯視示意圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型的電熱水裝置的加熱腔無(wú)水(流)時(shí)防干燒狀態(tài)示意圖。
[0023]圖中1-入水口，2-加熱鐵芯，3-浮子，4-加熱腔殼體，5-出水口，6_加熱腔線圈，7-線圈絕緣殼，8-加熱腔中的水。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)施例為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實(shí)施例相同或近似的，均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0025]請(qǐng)參看附圖2、附圖3和附圖4，本實(shí)用新型主要包括加熱腔殼體4、加熱芯2、加熱腔線圈6和控制電路，加熱芯2設(shè)置在加熱腔殼體4內(nèi)，加熱腔線圈6包裹在加熱腔殼體4外側(cè)，控制電路控制加熱腔線圈6工作，通過(guò)加熱腔線圈6產(chǎn)生交變磁場(chǎng)在加熱芯2內(nèi)產(chǎn)生渦流，對(duì)流經(jīng)加熱芯2的水進(jìn)行加熱。
[0026]本實(shí)施例中，加熱腔殼體4采用圓柱狀空心殼體，加熱腔殼體4兩端設(shè)有入水口I和出水口 5，分別用于入水和出水，具體實(shí)施時(shí)，加熱腔殼體4并不限定為圓柱狀，也可以為其他適合的形狀，如橫截面呈長(zhǎng)方形、三角形等。本實(shí)施例中，在加熱腔線圈6外側(cè)包裹有線圈絕緣殼7，可進(jìn)一步起到絕緣的目的。本實(shí)施例中，加熱腔線圈6設(shè)置在加熱腔殼體4一端，工作時(shí)，加熱芯2與加熱腔線圈6相對(duì)設(shè)置，不工作時(shí)，加熱芯2與加熱腔線圈6能夠相對(duì)分離。本實(shí)施例中，與加熱芯2—起固定安裝有一個(gè)浮子3，在正常加熱狀態(tài)時(shí)，加熱腔中的水8把加熱芯2及浮子3沖向或者漂浮在出水口 5處;在不加熱狀態(tài)時(shí)，加熱腔殼體4中沒(méi)有水8，加熱芯2及其浮子3在重力作用下落回入水口 I處，與加熱腔線圈6相對(duì)分離。本實(shí)施例中，采用浮子3的形式為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方式，具體實(shí)施時(shí)，也可以不設(shè)置浮子3，而采用水流對(duì)加熱芯2的沖擊力使其達(dá)到工作狀態(tài)。
[0027]請(qǐng)參看附圖3，本實(shí)施例中，加熱芯2的橫截面呈星形(即橫截面是類似型)，附圖3中僅是為畫圖的簡(jiǎn)便和清晰，具體實(shí)施時(shí)，加熱芯2也可以不設(shè)置8個(gè)分支，具體的分支數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要具體設(shè)置，而且分支的頭部也可以不呈尖角狀，而呈類似于花瓣的弧形。
[0028]請(qǐng)結(jié)合參看附圖1，本實(shí)用新型中的控制電路主要包括中央控制模塊、電源輸入模塊、變頻模塊、電感檢測(cè)模塊、功率控制模塊和豎直檢測(cè)模塊，電源輸入模塊用于將外接電源的輸入給變頻模塊，本實(shí)施例中，外接電源采用常見(jiàn)的220V的50Hz交流市電，變頻模塊用于把電源轉(zhuǎn)換成幾十kHz的高頻交流電，再傳送給加熱腔線圈。電感檢測(cè)模塊連接在加熱腔線圈上，用于檢測(cè)加熱腔線圈內(nèi)的電感變化，并將檢測(cè)結(jié)果傳送給中央控制模塊，以便于控制做出加熱與不加熱等控制，功率控制模塊輸出功率控制參數(shù)給中央控制模塊，用于控制加熱腔線圈的輸出功率，以便于調(diào)節(jié)水溫，控制電路中還包括豎直檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)本實(shí)用新型的豎直度，為了避免安裝不當(dāng)或意外導(dǎo)致的傾倒情況下錯(cuò)誤啟動(dòng)，可提高本實(shí)用新型的可靠性。
[0029]下面將以幾種具體應(yīng)用方式對(duì)本實(shí)用新型的工作方式和原理做進(jìn)一步解釋:
[0030]實(shí)施例一:本實(shí)施例為本實(shí)用新型應(yīng)用于即熱式熱水器時(shí)的工作原理:
[0031]安裝時(shí)，本實(shí)用新型豎直設(shè)置，入水口I位于下方，出水口 5位于上方，打開(kāi)水龍頭開(kāi)關(guān)，水管中有水流動(dòng)，水從入水口 I流入加熱腔殼體4內(nèi)，帶動(dòng)加熱芯2及浮子3(如果不設(shè)置浮子3，可直接通過(guò)水流沖擊芯2，靠水流的沖擊力，使加熱芯2產(chǎn)生位移)沖向出水口 5處，則加熱芯2處于加熱腔線圈6中間，使加熱腔線圈6中的電感量加大，控制電路檢測(cè)到該變化后，把轉(zhuǎn)換后的幾十kHz高頻交流電送給加熱腔線圈6，高頻交變磁場(chǎng)在加熱芯2的外表面形成高頻“禍流”進(jìn)行發(fā)熱，熱量通過(guò)加熱鐵芯2的外表面和內(nèi)表面?zhèn)鹘o水，被加熱后的水從出水口 5流出。
[0032]關(guān)閉水龍頭開(kāi)關(guān)，水管中沒(méi)有水流動(dòng)，加熱芯2及浮子3在重力作用下落回入水口I處，則加熱鐵芯2與加熱腔線圈6相對(duì)位置分離，加熱腔線圈6內(nèi)的電感量變小，控制電路檢測(cè)到該變化后，停止相應(yīng)電路，不再發(fā)熱，以防止干燒。
[0033]實(shí)施例二:本實(shí)施例為本實(shí)用新型應(yīng)用于儲(chǔ)水式熱水器時(shí)的工作原理:
[0034]安裝時(shí)，本實(shí)用新型豎直并聯(lián)在儲(chǔ)水箱上，入水口I位于下方，出水口 5位于上方，當(dāng)儲(chǔ)水箱中注入水時(shí)，水根據(jù)連通器原理，也會(huì)從入水口 I流入加熱腔殼體4內(nèi)，在水的浮力作用下，加熱芯2及浮子3逐漸漂浮到出水口5處，則加熱芯2處于加熱腔線圈6中間，使加熱腔線圈6中的電感量加大，控制電路檢測(cè)到該變化后，把轉(zhuǎn)換后的幾十kHz高頻交流電送給加熱腔線圈6，高頻交變磁場(chǎng)在加熱芯2的外表面形成高頻“渦流”進(jìn)行發(fā)熱，熱量通過(guò)加熱芯2的外表面和內(nèi)表面?zhèn)鹘o水，被加熱后的水，因?yàn)槊芏茸冃?，自然往上運(yùn)動(dòng)，從出水口 5流出，進(jìn)入儲(chǔ)水箱，同時(shí)帶動(dòng)冷水由儲(chǔ)水箱從入水口 I進(jìn)入，形成對(duì)流循環(huán)，不斷加熱儲(chǔ)水箱中的水直到指定溫度。
[0035]當(dāng)儲(chǔ)水箱中沒(méi)有水時(shí)，顯然加熱腔殼體4內(nèi)也沒(méi)水，沒(méi)有水的浮力，加熱芯2及浮子3在重力作用下落回入水口 1處，則加熱鐵芯2與加熱腔線圈6分離，加熱腔線圈6中的電感量變小，控制電路檢測(cè)到該變化后，停止相應(yīng)電路，不再發(fā)熱，防止干燒。
[0036]本實(shí)用新型的電熱水裝置，很容易實(shí)現(xiàn)，材料低廉。加熱腔殼體4使用常用的大口徑家裝塑料熱水管即可，比如PPR管，入水口 1和出水口 5均選用對(duì)應(yīng)的帶絲扣的大口轉(zhuǎn)小口直通管。組裝時(shí)，在加熱腔殼體4內(nèi)放入加熱芯2及浮子3后，再把入水口 1和出水口 5的直通管熔接到加熱腔殼體4上形成密閉腔體，然后把帶有絕緣外殼7的加熱腔線圈6(加熱腔線圈 6外面設(shè)有導(dǎo)磁片，可防止電磁泄露，提高效率)套在加熱腔殼體4外面。加熱腔線圈6通過(guò)雙絞線電纜連接到變頻和控制電路上，變頻和控制電路類似目前廣泛使用的電磁爐電路，當(dāng)然，加熱腔殼體4及入水口 1和出水口 5也可以使用金屬或其它材料，形狀也不必圓柱形，只要不是鐵磁性，不影響磁場(chǎng)的材料都行，比如銅和鋁等。事實(shí)上，使用如PPR這樣的塑料管更有利于保溫，避免金屬管導(dǎo)致的熱量損失。同時(shí)多一層絕緣和電隔離，也有利于加工和降低成本。
[0037]加熱芯2必須是鐵磁性材料，比如不銹鋼、鐵或其他黑色金屬等。本例優(yōu)選不銹鋼， 其可有效避免水中發(fā)熱的腐蝕問(wèn)題。加熱芯2的形狀較為關(guān)鍵，要有盡量大的表面積。本實(shí)施例的圖中為方便計(jì)畫了 8角的星型，實(shí)際上可以有更多的角。加工時(shí)，可采用如下方式:例如采用一張長(zhǎng)方形不銹鋼薄片，來(lái)回折疊，然后展開(kāi)，并將頭尾對(duì)接，就形成花瓣?duì)盍?，中心用小圓管加固即可。星型加熱鐵芯在線圈激勵(lì)起來(lái)的幾十kHz交變磁場(chǎng)中，形成“渦流”發(fā)熱，而且高頻趨膚效應(yīng)，發(fā)熱基本上是順著星型加熱鐵芯的外表面進(jìn)行的。重要地，星型加熱鐵芯的外表面和內(nèi)表面都跟水接觸，相當(dāng)于加熱面積比常規(guī)方式約大一倍，因此，發(fā)熱和導(dǎo)熱效率很高，電功率及時(shí)有效地傳給水，因此加熱鐵芯的溫度不高。浮子3材料形狀不限， 塑料或金屬均可，空心或?qū)嵭亩夹?，?duì)于儲(chǔ)水式，只要加上加熱鐵芯的最終等效密度小于水能浮起來(lái)即可；對(duì)于即熱式，可不要，必要時(shí)用于調(diào)節(jié)加熱鐵芯對(duì)水流的阻力，超過(guò)其等效重力即可。加熱芯2外側(cè)設(shè)有耐熱墊(圖中未畫，可以是浮子一部分)，有限位功能，避免加熱鐵芯(已被水冷卻，防止意外超熱的)碰到外殼4。
[0038]由上述實(shí)例可見(jiàn)，星型加熱鐵芯不會(huì)帶電，而且是金屬超大面積直接傳熱給水，效率相當(dāng)高；外殼4采用塑料材料，避免熱量損失，而且絕緣的再次形成電隔離，具有自然的 “防電墻”功能。本實(shí)用新型中有水(流)才會(huì)進(jìn)行加熱，可避免干燒，所有部件工作溫度很低，有利于壽命提高，安全、節(jié)能、可靠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的裝置包括加熱腔殼體、加熱芯、加熱腔線圈和控制電路，加熱腔殼體一端設(shè)有入水口，另一端設(shè)有出水口，加熱芯設(shè)置在加熱腔殼體內(nèi)，加熱腔線圈包裹在加熱腔殼體外側(cè)，控制電路控制加熱腔線圈工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的加熱腔線圈外側(cè)包裹有線圈絕緣殼。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的加熱腔線圈設(shè)置在加熱腔殼體一端，工作時(shí)，加熱芯與加熱腔線圈相對(duì)設(shè)置;不工作時(shí)，加熱芯與加熱腔線圈能夠相對(duì)分離。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的加熱芯上固定安裝有浮子。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的加熱芯的橫截面呈空心星形。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的控制電路包括中央控制模塊、電源輸入模塊、變頻模塊和電感檢測(cè)模塊，電源輸入模塊用于將外接電源的輸入給變頻模塊，變頻模塊將外接電源轉(zhuǎn)換成高頻交流電，并傳送給加熱腔線圈，電感檢測(cè)模塊檢測(cè)加熱腔線圈內(nèi)的電感變化，并將檢測(cè)結(jié)果傳送給中央控制模塊，中央控制模塊控制變頻模塊工作。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的控制電路還包括功率控制模塊，功率控制模塊與中央控制模塊連接，輸入功率控制參數(shù)給中央控制模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防觸電的電熱水裝置，其特征是:所述的控制電路還包括豎直檢測(cè)模塊。
【文檔編號(hào)】F24H9/20GK205717872SQ201620601212
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月18日
【發(fā)明人】周山
【申請(qǐng)人】深圳市昭行云科技有限公司