專利名稱：控溫型分體式電熱水淋浴器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于電熱水器，特別是關(guān)于一種控溫型分體式電熱水淋浴器的發(fā)明。本發(fā)明所述的控溫型分體式電熱水淋浴器以產(chǎn)生和暫時(shí)貯存溫度適宜的熱水以供應(yīng)人們方便地淋浴、洗澡為主要用途，兼以為家庭提供其它用途的溫度適宜的熱水。本發(fā)明所說的溫度適宜的熱水，是指控溫型分體式電熱水淋浴器自動(dòng)地按照使用人設(shè)定的溫度產(chǎn)生和保持著該種設(shè)定溫度的熱水，使用人不須將熱水再作溫度調(diào)整，即可以直接使用。
就本發(fā)明人所知，利用電阻將電能轉(zhuǎn)化為焦耳熱的電熱水器從最簡(jiǎn)單的電爐開始，經(jīng)過百余年的更新?lián)Q代，已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)擁有多種用途、多種型式的電熱水器大家族。而以淋浴、洗澡為主要用途的電熱水(淋浴)器來說，目前大致地可以分為兩大類型，即流水式電熱水淋浴器和貯水式電熱水(淋浴)器；流水式電熱水淋浴器沒有貯存熱水的貯水箱，使用時(shí)，冷水流過通電發(fā)熱的電熱元件而快速加熱，隨即變成熱水流出供應(yīng)人們使用；貯水式電熱水(淋浴)器有一個(gè)加熱冷水和暫時(shí)貯存熱水的貯水箱，在冷水加熱后，人們先用開關(guān)切斷電源，從而淋浴、洗澡非常安全。
本發(fā)明所述的控溫型分體式電熱水淋浴器，屬于貯水式電熱水(淋浴)器的范疇，或者說，本發(fā)明所述的控溫型分體式電熱水淋浴器是一種新型的貯水式電熱水(淋浴)器。
就本發(fā)明人所知，目前人們通用的各種貯水式電熱水(淋浴)器其主要結(jié)構(gòu)大同小異，基本上能以英國(guó)2036269號(hào)專利所述的貯水式電熱水(淋浴)器為典型代表，它們的技術(shù)特征大致可以歸納如下從電熱水(淋浴)器產(chǎn)生的熱水溫度來看，目前通用的貯水式電熱水(淋浴)器都屬于“高溫型”；即它們產(chǎn)生的熱水溫度一定高于使用人所要求的適宜溫度；這些“高溫”的熱水使用時(shí)要通過一個(gè)復(fù)雜的冷、熱水混合閥加入冷水，在經(jīng)過溫度調(diào)整后，方能得到所需要的適宜溫度的熱水。在調(diào)整溫度的操作中，使用人即需要化費(fèi)一些時(shí)間，也必須浪費(fèi)一些熱水，從而顯得有些不方便。
從電熱水(淋浴)器的外形來看，目前流行把電開關(guān)，指示燈，調(diào)溫鈕等都安裝在貯水箱上，這類屬于“單體式”范疇的電熱水(淋浴)器的安裝高度都很低，如果安裝的高度很高，使用人看指示燈，操縱調(diào)溫鈕、電開關(guān)將顯得不方便；而按照現(xiàn)在流行的大約貯水箱底部距地面1.5米安裝，再加上它下部的冷、熱水混合閥，它無疑將占據(jù)衛(wèi)生間的一小塊有效的使用空間。
從貯水箱的貯水方式來看，目前通用的貯水式電熱水(淋浴)器一旦使用后，都是“永久貯水”的，即貯水箱中有多少熱水流出來，當(dāng)時(shí)就必須有多少冷水流進(jìn)去補(bǔ)充，貯水箱中永遠(yuǎn)保持著“滿水”狀態(tài)。為防止水對(duì)貯水箱的銹蝕，目前的貯水箱都使用高成本的耐銹蝕的材料做內(nèi)膽，例如使用不銹鋼做內(nèi)膽；有的貯水箱還附加有專用于防銹蝕的“流電防蝕裝置”貯水箱“永久貯水”除了“銹蝕”這個(gè)大問題外，還有兩個(gè)小問題不好解決，第一個(gè)問題是在每次使用完畢后，貯水箱中一定還有滿滿一箱熱水無法利用，第二個(gè)問題是如果較長(zhǎng)的時(shí)間不使用電熱水(淋浴)器，貯水箱中貯存的水難以保證不會(huì)水質(zhì)酸敗變質(zhì)，難以保證不會(huì)形成沉淀和水垢。
本發(fā)明的目地，是想盡可能地改進(jìn)現(xiàn)在通用的貯水式電熱水(淋浴)器的某些不足，研制一種能夠使熱水按照使用人設(shè)定的適宜溫度自動(dòng)地產(chǎn)生和保持著這個(gè)設(shè)定的適宜溫度，能夠盡可能地少占用有效使用空間，使用更為簡(jiǎn)便、用電更為節(jié)省的貯水式電熱水淋浴器。本發(fā)明在此介紹的控溫型分體式電熱水淋浴器與現(xiàn)在通用的貯水式電熱水(淋浴)器相比較，它同時(shí)具有“控溫”和“分體”兩大創(chuàng)造性的技術(shù)進(jìn)步，能夠基本上達(dá)到本發(fā)明人提出的上述幾項(xiàng)改進(jìn)要求。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的為了能使電熱水淋浴器能夠自動(dòng)地產(chǎn)生和保持著使用人設(shè)定溫度的熱水，使用了溫度指示調(diào)節(jié)儀對(duì)貯水箱中的水溫進(jìn)行自動(dòng)地監(jiān)測(cè)和控制；從而達(dá)到“控溫”的目的。這種控溫型電熱水淋浴器的最主要的技術(shù)特征是利用工業(yè)上已經(jīng)廣泛使用了的溫度指示調(diào)節(jié)儀對(duì)貯水箱中的水溫進(jìn)行自動(dòng)地監(jiān)測(cè)和控制，在熱水達(dá)到使用人通過調(diào)溫鈕設(shè)定的溫度值后，溫度指示調(diào)節(jié)儀將自動(dòng)地切斷電熱元件的電源，使其停止加熱；在適溫?zé)崴蚶鋮s而有微弱的降溫后，溫度指示調(diào)節(jié)儀又將自動(dòng)地恢復(fù)對(duì)電熱元件的供電，使貯水箱中的熱水始終都保持著使用人設(shè)定的溫度。
為了能夠使電熱水淋浴器盡可能少地占用有效的使用空間，本發(fā)明人將目前通用的“單體式”電熱水(淋浴)器改進(jìn)為所謂的“分體”式的電熱水淋浴器，這種所謂的分體式電熱水淋浴器其主要技術(shù)特征在于將原來應(yīng)安裝在電熱水(淋浴)器貯水箱上的各種指示裝置、提示裝置、控制裝置，例如指示燈、蜂鳴器、電路開關(guān)、溫度設(shè)定鈕等仍按原來的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，但在實(shí)際的組裝設(shè)計(jì)時(shí)，則通過延長(zhǎng)導(dǎo)線的方法，把它們從貯水箱上移開，設(shè)計(jì)安裝在一個(gè)獨(dú)立的體積很小的控制盒中，除了各種指示裝置、提示裝置、控制裝置外，其它的裝置則還應(yīng)盡可能地安裝在電熱水(淋浴)器的貯水箱上，通過這樣一種改進(jìn)，電熱水(淋浴)器的工作性能沒有改變，但它分出了一個(gè)用若干根導(dǎo)線與貯水箱聯(lián)系著的控制盒，人們使用電熱水(淋浴)器，只須通過控制盒來進(jìn)行操縱，這樣，分體式電熱水淋浴器的貯水箱可以安裝在底部距地面高度大于2米以上的空間中，貯水箱占據(jù)的這樣一個(gè)空間，是人們?nèi)粘Ｉ钪袩o法使用的無效空間，而控制盒盡管還須安裝在距地面大約1.40～1.70米的高度以方便人們的使用，但它體積微小，仍然能夠節(jié)省較多的有效的使用空間。
本發(fā)明除了上述“控溫”和“分體”兩個(gè)最基本最重要的技術(shù)特征外，還對(duì)目前通用的貯水式電熱水(淋浴)器的“永久貯水方式”作了改進(jìn)，即將控溫型分體式電熱水淋浴器的貯水方式改為所謂的“暫時(shí)貯水方式”，其技術(shù)特征在于控溫型分體式電熱水淋浴器在每次使用后，貯水箱中將不再立即有冷水流入，它一直要等到下一次使用時(shí)，使用人閉合電源總開關(guān)后，貯水箱才開始自動(dòng)地有冷水流入，在貯水箱裝滿水后，作為自來水開關(guān)的電磁閥會(huì)自動(dòng)地關(guān)閉，水的供應(yīng)又會(huì)自動(dòng)地停止。這也意味著，控溫型分體式電熱水淋浴器在非使用的情況下，它將因?yàn)闊崴猛瓴辉儋A存著水而處于一種“無水”或“干燥”的狀態(tài)，這時(shí)，原有的銹蝕問題，浪費(fèi)熱水的問題，水質(zhì)變壞、產(chǎn)生水垢的問題將不復(fù)存在。
本發(fā)明在設(shè)計(jì)控溫型分體式電熱水淋浴器的“原理”電路時(shí)，除了考慮“控溫”“分體”“暫時(shí)貯水”三大因素外，還考慮了“操縱簡(jiǎn)單、方便實(shí)用”的因素，因此，本發(fā)明人要求控溫型分體式電熱水淋浴器的電路必須自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)和完成以下五個(gè)工作程序1.使用人一旦需要使用電熱水淋浴器，只須閉合總開關(guān)，供水系統(tǒng)中作為自來水開關(guān)的電磁閥即能自動(dòng)地打開閥門，自動(dòng)地為貯水箱加水。
2.在貯水箱中的冷水加滿至設(shè)定的水位后，要求供水電路能自動(dòng)“斷開”，使電磁閥關(guān)閉，不再往貯水箱中加水。
3.在斷開供水電路的同時(shí)，要求電路能夠自動(dòng)地閉合供熱電路，由電熱元件產(chǎn)生熱量，將冷水逐漸地加熱。
4.在貯水箱中的水溫逐漸加熱升高至使用人設(shè)定的某一個(gè)適宜溫度后、要求電路能夠自動(dòng)地切斷供熱電路，使電熱元件停止發(fā)熱。
5.在貯水箱中的適溫?zé)崴蛏岫形⑷醯慕档秃螅箅娐酚帜軌蜃詣?dòng)地閉合供熱電路，使水溫重新恢復(fù)至使用人設(shè)定的那一個(gè)適宜溫度。
根據(jù)本發(fā)明人的研究，發(fā)現(xiàn)在為控溫型分體式電熱水淋浴器設(shè)計(jì)了一種所謂的“水位開關(guān)”后，將能很容易地使電路自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)第1項(xiàng)、第2項(xiàng)、第3項(xiàng)工作程序。
所謂的水位開關(guān)，其技術(shù)特征是在貯水箱未注入冷水或者冷水未加滿至某一個(gè)設(shè)定的水位之前，“水位開關(guān)”處于斷開狀態(tài)，這時(shí)水位開關(guān)的電路中將沒有電流通過，在貯水箱中的水加滿到達(dá)了設(shè)定的水位之后，水位開關(guān)將自動(dòng)地處于閉合狀態(tài)，這時(shí)，水位開關(guān)的電路中將有電流通過。安置在控溫型分體式電熱水淋浴器中的水位開關(guān)的電路如

圖1所示，其特征在于它與一個(gè)繼電器的線圈串聯(lián)，同時(shí)還與一個(gè)接觸器的線圈串聯(lián)，在貯水箱中的冷水加滿后，水位開關(guān)閉合，有電流通過繼電器的線圈和接觸器的線圈，使它們進(jìn)入工作狀態(tài)；繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)，在正常的情況下處于“閉合”狀態(tài)，在繼電器線圈中有電流流過的后，繼電器線圈中的鐵芯變?yōu)殡姶盆F，在電磁鐵的作用下，繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)“斷開”，它控制的供水電磁閥因停電而關(guān)閉閥門，停止向貯水箱供應(yīng)冷水，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)，在正常情況下處于“斷開”狀態(tài)，在接觸器線圈中有電流流過后，在電磁鐵的作用下，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)“閉合”，它控制的電熱元件因有電流通過而開始發(fā)熱加熱冷水。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，水位開關(guān)依據(jù)不同的設(shè)計(jì)原理，可以進(jìn)行多種多樣的設(shè)計(jì)，在此本明人只介紹兩種結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的“水位開關(guān)”。
依據(jù)浮體在水中有一定的上浮力的自然現(xiàn)象，可以設(shè)計(jì)一種如圖2(a)所示的“浮力式水位開關(guān)”。浮力式水位開關(guān)，由一個(gè)單相的觸點(diǎn)開關(guān)外加一個(gè)安裝在觸片上的浮體組成，在貯水箱處于未加水或水未加滿水至一定的水位之前，水位開關(guān)處于“斷開”狀態(tài)，在貯水箱中的水加滿至一定的設(shè)定水位后，浮體如圖2(b)所示將產(chǎn)生上浮力將觸片向上頂起，使觸點(diǎn)開關(guān)的兩個(gè)觸點(diǎn)相接觸，這時(shí)水位開關(guān)處于“閉合”狀態(tài)，在貯水箱往外放出熱水時(shí)，水位下降，浮體將喪失上浮力，觸點(diǎn)開關(guān)的觸片將因自身彈力恢復(fù)至原來的“斷開”狀態(tài)。
依據(jù)水的半導(dǎo)體性質(zhì)，可以設(shè)計(jì)出一種如圖3(a)所示的“水導(dǎo)式水位開關(guān)”。將一根導(dǎo)線剪斷，使其兩個(gè)斷端分別接上一根小金屬棒，將其相隔一定距離，豎直平行地置于貯水箱中的某一個(gè)水滿的設(shè)定水位，在貯水箱中未加水或水未加滿至這個(gè)設(shè)定水位之前，兩條小金屬棒之間只有不導(dǎo)電的空氣為介質(zhì)，水導(dǎo)式水位開關(guān)處于“斷開”狀態(tài)，當(dāng)貯水箱中水位不斷上升，逐漸到達(dá)設(shè)定水位之后，水浸濕小金屬棒，這時(shí)，兩根小金屬棒之間如圖3(b)所示有水作為導(dǎo)電介質(zhì)，水導(dǎo)式水位開關(guān)處于“閉合”狀態(tài)。在使用熱水時(shí)，貯水箱中的水位下降，小金屬棒不接觸水，水導(dǎo)式開關(guān)又將恢復(fù)為原來的“斷開”狀態(tài)。
據(jù)本發(fā)明人所知，幾十年來隨著自動(dòng)控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，在冶金、化工、機(jī)械、印染、食品等行業(yè)都大量地使用著溫度指示調(diào)節(jié)儀對(duì)水的溫度進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)測(cè)和控制。本發(fā)明人認(rèn)為，選擇某一種型號(hào)適宜的溫度指示調(diào)節(jié)儀安裝在控溫型分體式電熱水淋浴器中，實(shí)現(xiàn)第4項(xiàng)、第5項(xiàng)工作程序?qū)⒆兊梅浅Ｈ菀住?br> 常見的各種溫度指示調(diào)節(jié)儀一般地都由三個(gè)系統(tǒng)組成①感溫系統(tǒng)主要由感溫元件和傳感導(dǎo)線組成。感溫元件的特點(diǎn)是隨著溫度的變化，其電阻值也在變化，在一定的電壓條件下，通過感溫元件的電流也在不斷地變化。感溫元件分熱電偶、熱電阻、熱敏電阻三大類，它們一般都做成探頭狀或探針狀，置于所測(cè)的水體之中。為控溫型分體式電熱水淋浴器選擇感溫元件，應(yīng)考慮選擇在0～100℃范圍內(nèi)性能最好、價(jià)格又較低的感溫元件，例如選用Cu100的銅電阻。傳感導(dǎo)線連接著感溫元件和溫度指示調(diào)節(jié)儀，負(fù)責(zé)將隨溫度變化而變化的微弱電流輸送給溫度指示調(diào)節(jié)儀。
②溫度指示系統(tǒng)主要由一個(gè)放大電路和一個(gè)電流強(qiáng)度已經(jīng)換算為溫度的電流表組成，放大電路把傳感導(dǎo)線輸送來的微弱電流放大后，再經(jīng)過電流表，即可以通過電流表指針?biāo)甘镜目潭戎浪鶞y(cè)水體的水溫。
③溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由溫度設(shè)定機(jī)構(gòu)和一個(gè)“高頻振蕩—功率放大電路”及一個(gè)外接大功率繼電器組成。在溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過調(diào)溫鈕獲得了一個(gè)使用人設(shè)定的溫度值以后，它將不斷地自動(dòng)地將這個(gè)設(shè)定溫度值與傳感導(dǎo)線輸送來的電信號(hào)進(jìn)行比較，在溫度達(dá)到或降低至使用人設(shè)定的溫度值以后，它將向大功率繼電器輸出“工作電路”應(yīng)該“斷開”或“閉合”的指令，從而有效地控制著整個(gè)工作電路。在控溫型分體式電熱水淋浴器中的溫度指示調(diào)節(jié)儀的電路如圖4所示，其特征是，溫度指示調(diào)節(jié)儀的信號(hào)輸出導(dǎo)線串聯(lián)著一個(gè)大功率繼電器的線圈，在貯水箱水溫低于設(shè)定溫度值時(shí)，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)處于“閉合”狀態(tài)，供熱電路在此處接通，在貯水箱中的水溫達(dá)到設(shè)定的溫度值以后，溫度指示調(diào)節(jié)儀的信號(hào)輸出導(dǎo)線中有電信號(hào)輸出，即有電流通過大功率繼電器的線圈，在電磁鐵的作用下，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)斷開，它控制著的供熱電路因此沒有電流通過，電熱元件停止發(fā)熱，在溫度降低至使用人設(shè)定的溫度值以后，溫度指示調(diào)節(jié)儀將不再向信號(hào)輸出導(dǎo)線輸出電信號(hào)，大功率繼電器線圈中因此沒有電流，電磁鐵作用消失，觸點(diǎn)開關(guān)由“斷開”狀態(tài)恢復(fù)到原來的“閉合”狀態(tài)，電熱元件因恢復(fù)通電而又開始產(chǎn)生熱量，將水溫恢復(fù)到使用人設(shè)定的溫度。
本發(fā)明人認(rèn)為，溫度指示調(diào)節(jié)儀中的溫度指示系統(tǒng)在控溫型分體式電熱水淋浴器中是一個(gè)可要可不要的部件，本發(fā)明人認(rèn)為舍去溫度指示系統(tǒng)，可以為控溫型分體式電熱水淋浴器設(shè)計(jì)一種專用的溫度調(diào)節(jié)器，用這種溫度調(diào)節(jié)器替代溫度指示調(diào)節(jié)儀，將能較大地降低控溫型分體式電熱水淋浴器的生產(chǎn)成本，而使用功能并沒有明顯地減弱。設(shè)計(jì)專用溫度調(diào)節(jié)器是一項(xiàng)自動(dòng)化專業(yè)普通技術(shù)人員可以勝任的工作，如何設(shè)計(jì)不在本文討論的范疇之中。
綜前所述，控溫型分體式電熱水淋浴器的供水電路是一個(gè)如圖5所示具有一定自動(dòng)化控制程度的供水電路，其技術(shù)特征是作為自來水開關(guān)的供水電磁閥主要受與它串聯(lián)的電路總開關(guān)和繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的控制，在使用人閉合電路總開關(guān)以后，供水電磁閥的線圈中有電流通過，在電磁鐵的作用下，供水電磁閥的閥門打開，自來水通過電磁閥和導(dǎo)水管進(jìn)入貯水箱，在貯水箱中的水逐漸加滿，水位上升到設(shè)定水位以后，自動(dòng)閉合的水位開關(guān)使繼電器線圈中有電流通過，受電磁鐵的影響，繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)“斷開”，供水電磁閥線圈中的電流被切斷，電磁鐵作用消失，供水電磁閥的閥門重新恢復(fù)至原來的關(guān)閉狀態(tài)，自來水不能繼續(xù)通過電磁閥的貯水箱供水。
綜前所述，控溫型分體式電熱水淋浴器的供熱電路如圖6所示是一個(gè)具有一定自動(dòng)化控制程度的供熱電路，其技術(shù)特征是供熱元件主要受與它串聯(lián)的接觸器觸點(diǎn)開關(guān)，大功率繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的控制，在使用人用調(diào)溫鈕設(shè)定好適宜溫度，閉合電路總開關(guān)以后，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)仍處于“斷開”狀態(tài)，它一直要等到貯水箱加滿冷水，水位開關(guān)閉合后，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)才能在電磁鐵的作用下“閉合”，接通整個(gè)供熱電路，這時(shí)，電熱元件才開始發(fā)熱加熱冷水，在貯水箱中的水溫逐漸上升到使用人設(shè)定的溫度值以后，溫度指示調(diào)節(jié)儀開始通過信號(hào)輸出導(dǎo)線向大功率繼電器的線圈輸出電路“斷開”的電信號(hào)，在電磁鐵的作用下，原來“閉合”的大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)被吸開為“斷開”狀態(tài)，這時(shí)，供熱電路中又沒有電流通過，電熱元件停止發(fā)熱，適溫?zé)崴辉俦患訜岫D(zhuǎn)入緩慢散熱，逐漸降溫的狀態(tài)，在水溫稍微有所降低時(shí)，溫度指示調(diào)節(jié)儀將停止向大功率繼電器的線圈輸出電信號(hào)，這時(shí)，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)將因電磁鐵作用消失而自動(dòng)恢復(fù)至原來的“閉合”狀態(tài)，這時(shí)電熱元件又開始發(fā)熱加熱剛剛降溫了的熱水，使其恢復(fù)至原來的設(shè)定溫度，在溫度指示調(diào)節(jié)儀的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)下，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)不斷地“閉合”和“斷合”，貯水箱中的水溫將一直維持著使用人設(shè)定的那個(gè)適宜的水溫。
綜合前面所述的分體構(gòu)想以及水位開關(guān)電路、溫度指示調(diào)節(jié)儀外接電路、供水電路、供熱電路，可以歸納畫出一張如圖7所示的控溫型分體式電熱水淋浴器的電路原理圖。
在這張電路原理圖中，水位開關(guān)使用了浮力式水位開關(guān)，溫度控制設(shè)備使用了溫度指示調(diào)節(jié)儀，但在具體的實(shí)際設(shè)計(jì)中，水位開關(guān)還可以使用水導(dǎo)式水位開關(guān)，溫度控制設(shè)備還可換成專用的溫度調(diào)節(jié)器，另外，指示裝置選用了信號(hào)燈，提示裝置選用了蜂鳴器，至于繼電器、接觸器、大功率繼電器、電磁閥、感溫元件、電熱元件等，在具體的設(shè)計(jì)中其型號(hào)也還必須根據(jù)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)的選擇，有些部件，有可能還需要進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)。
根據(jù)圖7所述的電路原理圖，控溫型分體式電熱水淋浴器為使用人產(chǎn)生溫度適宜的熱水，有著5個(gè)不同的自動(dòng)的工作程序，在此本發(fā)明人將這5個(gè)工作程序作一個(gè)簡(jiǎn)單的闡述1.在使用人用調(diào)溫鈕設(shè)定好適宜溫度，閉合按鈕式電路總開關(guān)后；
a、電路中開始有電流通過，指示電路有電的指示燈亮。
b、溫度指示調(diào)節(jié)儀開始監(jiān)測(cè)貯水箱中的溫度。
c、自來水的供水電磁閥的線圈中有電流通過，供水電磁閥的閥門打開，自來水經(jīng)電磁閥和導(dǎo)水管進(jìn)入貯水箱。
2.在貯水箱中的水逐漸加滿，水位上升至設(shè)定水位后；a、浮體式水位開關(guān)閉合，電流通過水位開關(guān)。
b、繼電器線圈中有電流通過，繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)斷開，供水電磁閥因停電關(guān)閉閥門，自來水停止向貯水箱供水。
c、接觸器線圈中有電流通過，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)“閉合”，4個(gè)電熱元件因開始有電而開始發(fā)熱，逐漸使貯水箱中的水溫升高。
3.在貯水箱中的水溫逐漸升高至使用人設(shè)定的適宜溫度后a、溫度指示調(diào)節(jié)儀上的溫度表指示溫度達(dá)到了設(shè)定溫度。
b、溫度指示調(diào)節(jié)儀的調(diào)節(jié)系統(tǒng)向大功率繼電器的線圈輸出供熱電路“斷開”的電信號(hào)，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)“斷開”，4個(gè)電熱元件因電源切斷而停止發(fā)熱。
c、蜂鳴器發(fā)出水溫達(dá)到設(shè)定值的聲音信號(hào)，催促使用人盡快使用貯水箱中的熱水。
4.在使用人未能及時(shí)使用貯水箱中熱水的特殊情況下，貯水箱中的熱水因緩慢降溫而溫度有微弱的下降后a、溫度指示調(diào)節(jié)儀的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)將停止向大功率繼電器輸出電信號(hào)，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)恢復(fù)至原來供熱電路“閉合”的位置，4個(gè)電熱元件因恢復(fù)通電而重新發(fā)熱，使貯水箱中的水溫恢復(fù)至原來設(shè)定的適宜水溫。
本發(fā)明人認(rèn)為，根據(jù)前面的技術(shù)討論和電路原理圖，一位專業(yè)的技術(shù)人員已經(jīng)能夠比較容易地對(duì)控溫型分體式電熱水淋浴器進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)了。但在具體的設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該注意或考慮以下問題1.貯水箱和控制盒的外形設(shè)計(jì)應(yīng)從美學(xué)上考慮使其美觀大方。這樣做顧客更容易接受，有利于產(chǎn)品的銷售。
2.控制盒的體積應(yīng)考慮盡可能地小一些例如將溫度指示調(diào)節(jié)儀改為溫度調(diào)節(jié)器，不僅電路能夠精減，而且減去了一個(gè)溫度表，這樣做能進(jìn)一步地縮小控制盒的體積。
3.繼電器、接觸器、大功率繼電器在貯水箱上最好有一個(gè)封閉性的空間，以防止水或水蒸汽對(duì)這些部件產(chǎn)生銹蝕作用。
4.供水電磁閥最好在貯水箱上占據(jù)一個(gè)開放的空間，這個(gè)空間上部連通貯水箱的貯水空間，下面則應(yīng)有較多個(gè)的孔徑較小的漏水孔，在平時(shí)，貯水箱加入冷水?dāng)D走的空氣經(jīng)漏水孔排出，放走熱水吸入的空氣也經(jīng)漏水孔進(jìn)來，在電磁閥出現(xiàn)漏水時(shí)，漏出的水可以通過漏水孔繼續(xù)漏出貯水箱，提示使用人修檢供水電磁閥。
5.感溫元件應(yīng)在0～100℃之間選擇性能最好的；例如選用Cu100的銅電阻。探頭狀或探針狀的感溫元件，還應(yīng)根據(jù)貯水箱中冷、熱水對(duì)流的情況，安置在溫度最具有平均溫度代表性的區(qū)域，否則，安置位置不當(dāng)，感溫元件感受的溫度將與實(shí)際的平均溫度會(huì)有一定的偏差。
6.電熱元件應(yīng)選用絕緣性能最好的封閉式管狀電熱元件，封閉式管狀電熱元件由外管，電阻絲及兩者之間的導(dǎo)熱絕緣充填物制成；電熱元件最好由2～6只并聯(lián)組成電熱元件組；電熱元件多，安置的位置又合理，有利于水體總體性地平均提高溫度。電熱元件組的總功率，一般情況下不宜超過1500瓦，否則將影響其它家用電器的正常工作，也容易損壞外接的照明電路。
7.貯水箱的貯水量大致要求在40～60立升之間，以確保熱水噴淋頭放出熱水能維持12～15分鐘為準(zhǔn)，據(jù)測(cè)試和統(tǒng)計(jì)，有12～15分鐘的時(shí)間，冬天夠一個(gè)人較慢地淋浴洗澡，夏天則夠2個(gè)人較快地淋浴洗澡。
8.為降低成本，貯水箱可以舍去現(xiàn)在通用的電熱水(淋浴)器都有的內(nèi)膽和隔熱層，因?yàn)榱茉∮玫臒崴疁囟鹊?、散熱慢，同時(shí)一般在貯水箱中貯存的時(shí)間很短，設(shè)計(jì)時(shí)將貯水箱塑料殼加厚一些，就能起到保溫作用。
9.貯水箱中的導(dǎo)線、導(dǎo)線接頭、供水電磁閥等，應(yīng)考慮防銹蝕設(shè)計(jì)。控制盒安裝高度較低，應(yīng)考慮防水淋及防潮濕的設(shè)計(jì)。
10.因貯水箱的安置很高，熱水開關(guān)應(yīng)考慮設(shè)計(jì)在熱水噴淋頭的下部或附近的熱水導(dǎo)水管上。
11.安置貯水箱可以采用現(xiàn)在通用的電熱水(淋浴)器的側(cè)掛方式，但是側(cè)掛鉤應(yīng)該設(shè)計(jì)兩個(gè)，因?yàn)榭販匦头煮w式電熱水淋浴器的貯水箱體積較大，要2個(gè)側(cè)掛鉤才能保證掛得更牢穩(wěn)。
12.控制盒的安裝，最好考慮用膨脹螺絲將其牢牢地固定在墻壁上。如果用釘子安裝控制盒，用久了釘子會(huì)松動(dòng)，這樣有可能造成控制盒的損壞。
13.貯水箱與熱水噴淋頭、自來水管與供水電磁閥之間的導(dǎo)水軟管，要盡可能選用經(jīng)久耐用的金屬軟管，否則這些軟管，將是控溫型分體式電熱水淋浴器上的易損件。
14.貯水箱與控制盒之間的導(dǎo)線連接，最好設(shè)計(jì)為插入式的連接，例如將傳感導(dǎo)線，輸出導(dǎo)線，動(dòng)力導(dǎo)線設(shè)計(jì)出三種規(guī)格不一樣的插頭和插座，在使用人購(gòu)買了新的控溫型分體式電熱水淋浴器后，他只須將三個(gè)插頭插入三個(gè)插座中，即把貯水箱與控制盒之間的電路連接工作完成了。
15.貯水箱與控制盒之間共有3對(duì)導(dǎo)線連接著，為防止6根導(dǎo)線零亂地外露，在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮先將兩根傳感導(dǎo)線用金屬軟管包裹起來以防止電磁干擾，再將所有的導(dǎo)線置于一根較為粗大的金屬軟管中。這樣處理，能收到美觀大方的外觀效果。
為了便于大家更好地看懂說明書附圖，并借助說明書附圖來進(jìn)一步弄懂本發(fā)明人闡述的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明人將附圖的圖名，附圖注記記錄如下圖1水位開關(guān)及它控制的電路A、水位開關(guān)1.水位開關(guān)的觸片 2.水位開關(guān)上的兩個(gè)觸點(diǎn)B、繼電器
3.繼電器的線圈4.繼電器鐵芯 5.繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)C、接觸器6.接觸器的線圈及鐵芯7.接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)D、接供水電磁閥的導(dǎo)線E、接電熱元件的導(dǎo)線圖2浮體式水位開關(guān)示意圖A、浮體式水位開關(guān)1.水位開關(guān)的薄片狀的觸片2.安裝在薄片狀觸片上的浮體3.水位開關(guān)的固定著的觸片4.兩個(gè)未接觸的觸點(diǎn)B、達(dá)到了設(shè)定水位的水面C、兩個(gè)接觸在一起的觸點(diǎn)圖3水導(dǎo)式水位開關(guān)示意圖A、水導(dǎo)式水位開關(guān)1.連接水位開關(guān)的導(dǎo)線2.豎直平行排列，相隔一定距離的小金屬棒B、.貯水箱中水還未加滿，水面還未上升至設(shè)定水位C、.貯水箱中水已經(jīng)加滿，水面已經(jīng)上升到設(shè)定水位圖4溫度指示調(diào)節(jié)儀控溫原理圖A、溫度指示調(diào)節(jié)儀1.溫度指示調(diào)節(jié)儀上的溫度表2.溫度指示調(diào)節(jié)儀上的調(diào)溫鈕3.溫度指示調(diào)節(jié)儀上的紅、綠指示燈B、大功率繼電器4.大功率繼電器的線圈和鐵芯5.大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)6.與大功率繼電器串聯(lián)的電信號(hào)輸出導(dǎo)線C、探頭狀感溫元件和傳感導(dǎo)線D、接供熱電路的導(dǎo)線圖5供水電路示意圖A、雙相電路總開關(guān)B、繼電器及與供水電磁閥串聯(lián)的觸點(diǎn)開關(guān)C、供水電磁閥1.供水電磁閥的線圈和鐵芯2.供水電磁閥的閥門
3.連接自來水管和電磁閥的導(dǎo)水軟管4.通向貯水箱的導(dǎo)水管D、連接水位開關(guān)的導(dǎo)線圖6供熱電路示意圖A、供熱元件1.電阻絲2.供熱元件的封閉式外管3.電阻絲與外管之間填充的絕緣導(dǎo)熱材料B、接觸器C、大功率繼電器D、連接大功率繼電器和溫度指示調(diào)節(jié)儀的信號(hào)輸出導(dǎo)線E、連接接觸器線圈和水位開關(guān)的導(dǎo)線圖7控溫型分體式電熱水淋器電路原理圖A、外接電源1.一相一地照明電源導(dǎo)線B、控制盒基本電路2.按鈕式雙相電路總開關(guān)3.指示燈4.溫度指示調(diào)節(jié)儀5.蜂鳴器C、控制盒與貯水箱之間的連接導(dǎo)線6.動(dòng)力導(dǎo)線7.信號(hào)輸出導(dǎo)線8.傳感導(dǎo)線D、貯水箱基本電路9.大功率繼電器10.探頭狀感溫元件11.接觸器12.浮體式水位開關(guān)13.供水電磁閥14.繼電器15.4個(gè)并聯(lián)的封閉式電熱管(電熱元件)
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是關(guān)于電熱水器，特別是關(guān)于一種控溫型分體式電熱水淋浴器的發(fā)明；本發(fā)明所述的控溫型分體式電熱水淋浴器以產(chǎn)生和暫時(shí)貯存溫度適宜的熱水以供應(yīng)人們方便地淋浴、洗澡為主要用途，兼以為家庭提供其它用途的溫度適宜的熱水；所謂的控溫型分體式電熱水淋浴器，是指它與目前通用的貯水式電熱水(淋浴)器相比較，它同時(shí)具有“控溫”和“分體”兩大創(chuàng)造性的技術(shù)進(jìn)步；所謂的控溫型電熱水淋浴器，其最主要的技術(shù)特征是利用工業(yè)上已經(jīng)廣泛使用了的溫度指示調(diào)節(jié)儀對(duì)貯水箱中的水溫進(jìn)行自動(dòng)地監(jiān)測(cè)和控制，在熱水達(dá)到使用人通過調(diào)溫鈕設(shè)定的溫度值后，溫度指示調(diào)節(jié)儀將自動(dòng)地切斷電熱元件的電源，使其停止加熱；在適溫?zé)崴蚶鋮s而有微弱的降溫后，溫度指示調(diào)節(jié)儀又將自動(dòng)地恢復(fù)對(duì)電熱元件的供電，使貯水箱中的熱水始終都保持著使用人設(shè)定的溫度。
2.本發(fā)明是關(guān)于電熱水器，特別是關(guān)于一種控溫型分體式電熱水淋浴器的發(fā)明；所謂的控溫型分體式電熱水淋浴器，是指它與目前通用的貯水式電熱水(淋浴)器相比較，它同時(shí)具有“控溫”和“分體”兩大創(chuàng)造性的技術(shù)進(jìn)步，所謂的分體式電熱水淋浴器，其最主要的技術(shù)特征是將原來應(yīng)安裝在電熱水(淋浴)器貯水箱上的各種指示裝置，提示裝置，控制裝置例如指示燈、蜂鳴器、電路開關(guān)、溫度設(shè)定鈕等仍按原來的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，但在實(shí)際的組裝設(shè)計(jì)時(shí)，則通過延長(zhǎng)導(dǎo)線的方法，把它們從貯水箱上移開，設(shè)計(jì)安裝在一個(gè)獨(dú)立的體積很小的控制盒中；除了各種指示裝置、提示裝置、控制裝置外，其它的裝置則還應(yīng)盡可能地安裝在電熱水淋浴器的貯水箱上，通過這樣一種改進(jìn)，電熱水(淋浴)器的工作性能沒有改變，但它分出了一個(gè)用若干根導(dǎo)線與貯水箱聯(lián)系著的控制盒，人們使用電熱水(淋浴)器，只須通過控制盒來進(jìn)行操縱，這樣，分體式電熱水淋浴器的貯水箱可以安裝在底部距地面高度大于2米的空間中，貯水箱占據(jù)的這樣一個(gè)空間，是人們?nèi)粘Ｉ钪袩o法使用的無效空間，而控制盒盡管安裝在距地面大約1.40～1.70米的高度以方便人們使用，但它的體積微小，仍然能夠節(jié)省較多的有效的使用空間。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的控溫型分體式電熱水淋浴器其貯水箱貯水的方式也與現(xiàn)在通用的電熱水(淋浴)器有著明顯的不同，其特征是控溫型分體式電熱水淋浴器在每次使用后，貯水箱中將不再立即有冷水流入，它一直要等待到下一次使用時(shí)，使用人閉合電源總開關(guān)后，貯水箱才開始自動(dòng)地有冷水流入，在貯水箱裝滿冷水后，作為自來水開關(guān)的電磁閥會(huì)自動(dòng)地關(guān)閉，水的供應(yīng)又會(huì)自動(dòng)地停止。
4.按照權(quán)利要求1和2所述的控溫型分體式電熱水淋浴器，其內(nèi)部有一個(gè)稱為“水位開關(guān)”的部件，控制著供水電路的關(guān)閉和供熱電路的閉合，水位開關(guān)的技術(shù)特征是在貯水箱內(nèi)的水未加滿至設(shè)定的水位之前，“水位開關(guān)”處于“斷開”關(guān)態(tài)，這時(shí)水位開關(guān)的電路中將沒有電流通過，在貯水箱中的水加滿達(dá)到了設(shè)定的水位之后?！八婚_關(guān)”將自動(dòng)地處于“閉合”狀態(tài)，這時(shí)，“水位開關(guān)”的電路中將有電流通過；安置在控溫型分體式電熱水淋浴器中的水位開關(guān)的電路特征在于，它與一個(gè)繼電器的線圈串聯(lián)，同時(shí)還與一個(gè)接觸器的線圈串聯(lián)，在貯水箱中的冷水加滿后，水位開關(guān)閉合，有電流通過繼電器的線圈和接觸器的線圈，在電磁鐵的作用下，繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)“斷開”，它控制的供水電磁閥因停電而關(guān)閉閥門停止向貯水箱中供應(yīng)冷水；而在電磁鐵的作用下，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)閉合，它控制的電熱元件中因有電流通過而開始發(fā)熱加熱冷水?！八婚_關(guān)”依據(jù)不同的設(shè)計(jì)原理，可以有多種多樣的設(shè)計(jì)，例如利用浮體的上浮力設(shè)計(jì)“浮力式水位開關(guān)”，利用水的半導(dǎo)體性質(zhì)設(shè)計(jì)“水導(dǎo)式水位開關(guān)”。
5.按照權(quán)利要求1和2所述的控溫型分體式電熱水淋浴器其內(nèi)部有一個(gè)稱為溫度指示調(diào)節(jié)儀的部件控制著供熱電路的“斷開”與“閉合”，溫度指示調(diào)節(jié)儀的特點(diǎn)是溫度指示調(diào)節(jié)儀的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過一個(gè)調(diào)溫鈕獲得一個(gè)使用人設(shè)定的溫度值與傳感導(dǎo)線送來的電信號(hào)進(jìn)行比較，在溫度達(dá)到或降低至使用人設(shè)定的溫度值以后，它將向大功率繼電器輸出工作電路應(yīng)該“斷開”或“閉合”的指令，從而有效地控制著工作電路的工作狀態(tài)，安置在控溫型分體式電熱水淋浴器中的溫度指示調(diào)節(jié)儀的電路特征是溫度指示調(diào)節(jié)儀的信號(hào)輸出導(dǎo)線串聯(lián)著一個(gè)大功率繼電器的線圈，在貯水箱水溫低于設(shè)定溫度值時(shí)，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)處于“閉合”狀態(tài)，供熱電路在此處接通，在貯水箱中的水溫達(dá)到設(shè)定的溫度值以后，溫度指示調(diào)節(jié)儀的信號(hào)輸出導(dǎo)線中有電信號(hào)輸出，即有電流通過大功率繼電器的線圈，在電磁鐵的作用下，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)斷開，它控制著的供熱電路因此沒有電流通過，電熱元件停止發(fā)熱，在溫度又降低至使用人設(shè)定的溫度以后，溫度指示調(diào)節(jié)儀將不再向信號(hào)輸出導(dǎo)線輸出電信號(hào)，大功率繼電器線圈中因此沒有電流、電磁鐵的作用消失，觸點(diǎn)開關(guān)由“斷開”狀態(tài)恢復(fù)到原來的“閉合”狀態(tài)，電熱元件因恢復(fù)通電而又開始產(chǎn)生熱量，將水溫恢復(fù)到使用人設(shè)定的適宜溫度。溫度指示調(diào)節(jié)儀中的溫度指示系統(tǒng)在控溫型分體式電熱水淋浴器中是一個(gè)可要可不要的部件，舍去溫度指示系統(tǒng)，可以為控溫型分體式電熱水淋浴器設(shè)計(jì)一種專用的溫度調(diào)節(jié)器，用這種溫度調(diào)節(jié)器替代溫度指示調(diào)節(jié)儀，將能較大地降低控溫型分體式電熱水淋浴器的生產(chǎn)成本，而使用功能并沒有明顯地減弱。
6.按照權(quán)利要求1和2所述的控溫型分體式電熱水淋浴器，其供水電路是一個(gè)具有一定自動(dòng)化控制程度的供水電路，其技術(shù)特征是作為自來水開關(guān)的供水電磁閥主要受與它串聯(lián)的電路總開關(guān)和繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的控制，在使用人閉合電路總開關(guān)以后，供水電磁閥的線圈中有電流通過，在電磁鐵的作用下，供水電磁閥的閥門打開，自來水通過供水電磁閥和導(dǎo)水管進(jìn)入貯水箱，在貯水箱中的水逐漸加滿水位上升到設(shè)定的水位以后，自動(dòng)閉合的水位開關(guān)使繼電器線圈中有電流通過，受電磁鐵的影響，繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)“斷開”，供水電磁閥線圈中的電流被切斷，電磁鐵作用消失，供水電磁閥的閥門重新恢復(fù)至原來的關(guān)閉狀態(tài)，自來水不能繼續(xù)通過供水電磁閥向貯水箱供水。
7.按照權(quán)利要求1和2所述的控溫型分體式電熱水淋浴器，其供熱電路是一個(gè)具有一定自動(dòng)化控制程度的供熱電路，其技術(shù)特征是供熱元件主要受與它串聯(lián)的接觸器觸點(diǎn)開關(guān)，大功率繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的控制，在使用人用調(diào)溫鈕設(shè)定好適宜溫度，閉合電路總開關(guān)以后，接觸器觸點(diǎn)開關(guān)仍處于“斷開”狀態(tài)，它一直要等到貯水箱加滿冷水，水位開關(guān)自動(dòng)“閉合”后，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)才能在電磁鐵的作用下“閉合”，接通整個(gè)供熱電路，這時(shí)電熱元件才開始發(fā)熱加熱冷水，在貯水箱中的水溫逐漸上升到使用人設(shè)定的溫度值以后，溫度指示調(diào)節(jié)儀開始向大功率繼電器的線圈輸出電路“斷開”的電信號(hào)，在電磁鐵的作用下，原來“閉合”的大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)被吸開為“斷開”的狀態(tài)，這時(shí)，供熱電路中因沒有電流通過，電熱元件停止發(fā)熱，適溫?zé)崴辉俦患訜岫D(zhuǎn)入緩慢散熱，逐漸降溫的狀態(tài)；在水溫稍微有所降低時(shí)，溫度指示調(diào)節(jié)儀將停止的向大功率繼電器的線圈輸出電信號(hào)，這時(shí)大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)將因電磁鐵作用消失而自動(dòng)恢復(fù)至原來的“閉合”狀態(tài)，這時(shí)，電熱元件又開始發(fā)熱加熱剛剛降溫了的熱水，使其恢復(fù)至原來的設(shè)定溫度；在溫度指示調(diào)節(jié)儀的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)下，大功率繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)不斷地“閉合”和“斷開”，貯水箱中的水溫將一直維持著使用人設(shè)定的那個(gè)適宜的溫度。
全文摘要
本發(fā)明所述的控溫型分體式電熱水淋浴器以產(chǎn)生和暫時(shí)貯存溫度適宜的熱水以供應(yīng)人們方便地淋浴、洗澡為主要用途，本發(fā)明同時(shí)具有“控溫”和“分體”兩大創(chuàng)造性技術(shù)進(jìn)步，為了實(shí)現(xiàn)“控溫”，本發(fā)明在電熱水淋浴器中組合加入了“溫度指示調(diào)節(jié)儀”為了實(shí)現(xiàn)“分體”，本發(fā)明將原來應(yīng)安裝在貯水箱上的各種指示、提示、控制裝置用延長(zhǎng)導(dǎo)線的方法把它們從貯水箱上移開，安裝在一個(gè)獨(dú)立的體積很小的控制盒中。
文檔編號(hào)F24H9/20GK1155060SQ96100960
公開日1997年7月23日 申請(qǐng)日期1996年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月18日
發(fā)明者易明 申請(qǐng)人:易瑩, 易明