專利名稱：電即熱型管式恒溫?zé)崴鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱水器，特別是涉及一種水流過即可加熱的電即熱型管式恒溫?zé)崴鳌?br> 目前，熱水器主要有以下兩大類一類為燃?xì)饧礋崾?，這類熱水器因其加熱方式而導(dǎo)致其熱轉(zhuǎn)換率低，使用中會產(chǎn)生有害氣體，污染環(huán)境，而且易燃、易爆、易造成人身傷亡事故。為此這種熱水器已被淘汰。而當(dāng)前普遍使用的強(qiáng)排式燃?xì)鉄崴髋艢鈺r，易產(chǎn)生負(fù)壓，且噪聲大。所以只宜作為中央熱水器使用，但中央熱水裝置方式致使水資源浪費(fèi)嚴(yán)重；另一類為電熱儲水式。其缺陷是體積大，占用空間多，預(yù)熱時間長，不能連續(xù)使用，且熱量外泄很大。現(xiàn)有的電即熱型熱水器由于使用傳統(tǒng)發(fā)熱材料而導(dǎo)致熱轉(zhuǎn)換率低，使用壽命不長，而且在使用過程中，電熱元件會出現(xiàn)腐蝕，易漏電，安全系數(shù)不高等問題。自從半導(dǎo)體發(fā)熱材料問世以來，也出現(xiàn)了多種半導(dǎo)體液體加熱器，其大多數(shù)為小型水箱式。由于其設(shè)計問題而無法批量生產(chǎn)。因此半導(dǎo)體液體加熱器實(shí)際上并沒有得到充分應(yīng)用。
在熱水器的控制電路方面，目前最先進(jìn)的燃?xì)馐胶銣責(zé)崴鞑捎昧四：刂齐娐?，溫度設(shè)定后，加熱出來的水不受水流量或能源不穩(wěn)定的影響，達(dá)到恒溫的目的，避免了水溫時高時低對人體造成傷害。但由于其價格昂貴而得不到全面的推廣使用。電熱式熱水器帶有水箱，水對流不好，達(dá)不到恒溫效果，因而也未能得到有效開發(fā)和使用。
此外，在現(xiàn)有的熱水器產(chǎn)品上，過濾網(wǎng)與安全閥分別安裝在熱水器的入水口和出水口上，其缺陷是制造成本高，美觀性差，安裝麻煩，而且浪費(fèi)能源。上述缺陷大大阻礙了熱水器的發(fā)展。
本實(shí)用新型的目的在于為解決現(xiàn)有熱水器的上述問題，而提供一種加熱面積大，熱轉(zhuǎn)換率高，液體升溫迅速，使用安全可靠，具有良好的節(jié)能和環(huán)保效果的電即熱型管式恒溫?zé)崴?；本?shí)用新型的目的還在于為該熱水器提供一個能精確控制水溫，可依照設(shè)定的水溫自動調(diào)節(jié)加熱設(shè)備的功率，安全可靠，性能穩(wěn)定，壽命長，使用方便，節(jié)約能源的控制電路；本實(shí)用新型的進(jìn)一步目的在于為該熱水器提供一個將安全閥與過濾網(wǎng)合而為一，安裝簡便，外形美觀，清洗方便，成本低廉，工作可靠，可節(jié)約能源的過濾安全閥。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電即熱型管式恒溫?zé)崴?，該熱水器包括外?、固定于外殼內(nèi)的加熱器2及控制電路3，其特征在于所述加熱器2由多個超薄型空心平板狀金屬吸熱器21疊加相連，各吸熱器內(nèi)設(shè)有方波形管道，多個吸熱器內(nèi)的管道連成一條相通的管道，管道的兩端為進(jìn)、出水口211、212，每兩個相鄰的吸熱器之間設(shè)有一個發(fā)熱體22，發(fā)熱體的兩面設(shè)有金屬電極23，其邊緣設(shè)有與電源連接用的接線端子24，金屬電極與吸熱器之間由絕緣材料25隔開。
所述控制電路包括電源電路31、溫度設(shè)定電路32、溫度檢測電路33、溫度顯示器34、窗口比較器35、功率調(diào)整電路36及水流傳感開關(guān)37；上述溫度設(shè)定電路分別與窗口比較器及溫度顯示器相連；窗口比較器還分別與溫度檢測電路及功率調(diào)整電路相連；而功率調(diào)整電路的輸出端與加熱器的過溫保護(hù)器8相連；水流傳感開關(guān)和溫度檢測電路的溫度傳感器，分別裝在熱水器的進(jìn)水管上和出水管溫度檢測口處；溫度顯示器通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器38連接于溫度設(shè)定電路的輸出端，上述各電路均與電源電路相連接。
在熱水器進(jìn)水管4內(nèi)裝有過濾安全閥5。
所述金屬吸熱器21內(nèi)的管道由多片加強(qiáng)、吸熱片215與殼體分隔而成，管道橫截面可以是方形、圓形或其它形狀。
所述發(fā)熱體22采用半導(dǎo)體發(fā)熱板。
所述電源電路31可采用穩(wěn)壓電源電路。
溫度設(shè)定電路32包括溫度設(shè)定按鈕321和分壓電路322，其中分壓電路采用數(shù)字電位器。
所述溫度檢測電路33由溫度傳感器331和溫度檢測放大器332構(gòu)成，可采用熱電耦，熱敏電阻或鉑電阻等溫度傳感器及相應(yīng)的溫度檢測放大器。
所述窗口比較器35可采用電壓比較器集成電路芯片，其前端可加一差動放大電路。
所述功率調(diào)整電路36采用高壓隔離電控移相器。
所述水流傳感開關(guān)37可采用干簧管。
溫度設(shè)定電路、窗口比較器及模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路及功率調(diào)整電路可采用含有上述幾個電路的單片機(jī)，該單片機(jī)具有模糊控制功能。
所述過濾安全閥5的閥體51為一空心柱狀體，其外表面和內(nèi)孔分別設(shè)有外螺紋511和內(nèi)螺紋512，其遠(yuǎn)離內(nèi)螺紋的一端端部開有一小孔513，閥體內(nèi)依次裝有閥芯52、彈簧53及與內(nèi)螺紋512連接的帶孔螺栓54，其另一端裝有過濾器55和密封圈56。
本實(shí)用新型的積極效果在于一、由于采用了當(dāng)前最先進(jìn)的發(fā)熱材料-半導(dǎo)體發(fā)熱片，并將上述發(fā)熱片緊貼在相鄰兩吸熱器之間，因而使得熱轉(zhuǎn)換率大幅提高。由于金屬吸熱器內(nèi)的管道由金屬加強(qiáng)片分隔成方波形管道，不但增加了水的吸熱面積，而且對流更好。同時增加了吸熱器的強(qiáng)度，降低了金屬材料的厚度，使得熱轉(zhuǎn)換率更高，達(dá)到節(jié)能目的。由于水在短時間內(nèi)，經(jīng)過多個吸熱器，吸收了大量的熱量，使水溫迅速上升，達(dá)到即熱效果。所以不用預(yù)熱，且可以連續(xù)使用熱水。因其不需要儲水箱，所以體積小，實(shí)現(xiàn)了超薄型。同時，本加熱器加熱時，無明火，不燃燒，沒有廢氣排出，無污染；沒有機(jī)械振動，無噪聲，因此是環(huán)保型加熱器。本加熱器采用了新型加熱元件，其金屬電極不與方波形管式金屬吸熱器管道內(nèi)的水接觸，相鄰兩個吸熱器間通過密封處理，保持干燥，真正做到水電隔離，避免了漏電，達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，不受安裝位置的限制，可安裝在離用水出口距離最近的地方，從而可以節(jié)約用水。本加熱器用模具成形，工藝簡單、精致美觀、成本低、實(shí)用性高，可大批量生產(chǎn)。
二、本實(shí)用新型可精確控制水溫，且性能穩(wěn)定，不受外界因素影響，可避免在水流量或電源電壓不穩(wěn)定時，水溫不穩(wěn)定而造成燒燙傷及帶來其它使用上的不便。由于本實(shí)用新型按設(shè)定的水溫自動調(diào)節(jié)功率，溫度設(shè)定一步到位，減少了煩瑣的水溫調(diào)節(jié)程序，不僅使用方便而且節(jié)約能源。此外，在電源剛接通時，功率調(diào)整電路將加熱器的功率由低往上調(diào)，減少了加熱器的沖擊電流過大對開關(guān)和其它電器的影響，也使加熱器性能更加穩(wěn)定，壽命更長。
三、本實(shí)用新型將安全閥和過濾網(wǎng)連接成一體，不僅具有過濾和安全保護(hù)雙重功能，而且這種一體化的結(jié)構(gòu)可有效降低生產(chǎn)成本，簡化安裝工藝，還能夠節(jié)約能源。
以下結(jié)合附圖及一個優(yōu)選實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的電即熱型管式恒溫?zé)崴髁Ⅲw示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的加熱器A-A剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型的加熱器B-B剖視分解圖。
圖4是本實(shí)用新型的加熱器C-C剖面分解圖。
圖5是本實(shí)用新型的控制電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖6是本實(shí)用新型的控制電路原理圖。
圖7是本實(shí)用新型的過濾安全閥部件分解剖視圖。
參閱
圖1，本實(shí)用新型的電即熱型管式恒溫?zé)崴靼ㄍ鈿?、加熱器2及控制電路3，加熱器及控制電路固定于外殼內(nèi)。
本實(shí)用新型的要點(diǎn)在于，上述加熱器2由多個超薄型空心平板狀金屬吸熱器21疊加相連(如
圖1～4)。該金屬吸熱器21由殼體213、方波形管道214及加強(qiáng)片215構(gòu)成，其中殼體213是一超薄型空心平板狀殼體，其內(nèi)設(shè)有方波形管道214，該管道由多片加強(qiáng)、吸熱片215與殼體分隔而成，管道的橫截面可以是方形、圓形或其它形狀，本例中為方形結(jié)構(gòu)。多個吸熱器內(nèi)的管道連成一條相通的管道，管道的兩端為進(jìn)、出水口211、212。本實(shí)施例中，吸熱器由鋁合金型材(俗稱口琴管)制成的三個結(jié)構(gòu)相同的吸熱器相疊加，并通過其邊緣處的螺孔218用螺栓連接(見
圖1)。每兩個相鄰吸熱器的管口216和217相套接，兩管口之間裝有防漏膠圈6(見圖3)。該加熱器的另一重要特征如圖3、圖4所示，在相鄰的兩個吸熱器21間設(shè)有一個用于加熱液體用的發(fā)熱體22，該發(fā)熱體采用半導(dǎo)體發(fā)熱板。該半導(dǎo)體發(fā)熱板的兩面各設(shè)有一塊金屬電極23，金屬電極的兩面裝有導(dǎo)熱性能良好的絕緣材料25，該絕緣材料為硅膠片、云母片等，也可使用其它絕緣材料。金屬電極23的邊緣處裝有電源接線端子24。如
圖1示，在加熱器的出水口處設(shè)有固定水管用的固定卡簧口219。
該加熱器在使用時，自來水從進(jìn)水口211進(jìn)入金屬吸熱器21，經(jīng)過吸熱器內(nèi)的方波形管道214，吸收大量的熱量，使水溫迅速升高，并從出水口212流出，達(dá)到即熱的效果。
本實(shí)用新型的要點(diǎn)還在于，所述控制電路3包括電源電路31、溫度設(shè)定電路32、溫度檢測電路33、溫度顯示器34、窗口比較器35、功率調(diào)整電路36、水流傳感開關(guān)37(見圖5)。如圖6所示，所述溫度設(shè)定電路32包括兩個溫度設(shè)定按鈕321和分壓電路322，其中兩個溫度設(shè)定按鈕裝在熱水器面板上，并通過導(dǎo)線與分壓電路連接。分壓電路采用數(shù)字電位器，如X9511系列的數(shù)字電位器，它將取樣電壓進(jìn)行分壓，得到所需的溫度電壓。溫度設(shè)定電路的輸入端與電源電路連接，其輸出端與窗口比較器35及溫度顯示器34相連。所述溫度檢測電路33由溫度傳感器331和溫度檢測放大器332構(gòu)成，溫度傳感器可采用熱電耦、熱敏電阻或鉑電阻，本例中采用熱電耦。它裝在液體加熱設(shè)備的出水管溫度檢測口處，并連接于溫度檢測放大器的輸入端。所述溫度顯示器34采用液晶顯示器或數(shù)碼管，它通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器38連接于溫度設(shè)定電路的輸出端，并固定在液體加熱設(shè)備的面板上。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器38可采用通用的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述窗口比較器35可采用LM393等電壓比較器集成電路芯片，如要提高精確度，可在窗口比較器前加一差動放大器。該窗口比較器的輸入、輸出端分別與溫度設(shè)定電路、溫度檢測電路及功率調(diào)整電路相連。所述功率調(diào)整電路36采用現(xiàn)有高壓隔離電控移相器。功率調(diào)整電路的輸出端與加熱器的過溫保護(hù)器8相連。水流傳感開關(guān)37裝在液體加熱設(shè)備的進(jìn)水管口上。
該控制電路設(shè)置于線路板7上，而線路板則固定于外殼內(nèi)一側(cè)。當(dāng)水通過液體加熱設(shè)備的進(jìn)水管時，水流傳感開關(guān)閉合，電源電路31接通，溫度檢測電路33檢測到溫度電壓，如超出窗口比較器35窗口范圍，低于設(shè)定的溫度電壓時，功率調(diào)整電路36則將加熱器的功率往上調(diào)，直至檢測到的溫度電壓在比較器的窗口范圍內(nèi)，才停止加熱器的功率調(diào)節(jié)。如溫度檢測電路檢測到的溫度電壓超出比較器的窗口范圍，高于設(shè)定溫度電壓時，功率調(diào)整電路則將加熱器的功率往下調(diào)，直至檢測到的溫度電壓在比較器的窗口范圍內(nèi)，才停止加熱器的功率調(diào)節(jié)。依次循環(huán)調(diào)節(jié)，穩(wěn)定設(shè)定水溫，達(dá)到恒溫的目的。
本實(shí)用新型的再一要點(diǎn)是在熱水器進(jìn)水管4內(nèi)裝有過濾安全閥5。
如圖7所示，該過濾安全閥的閥體51為一空心柱狀體，其外表面和內(nèi)孔分別設(shè)有外螺紋511和內(nèi)螺紋512，外螺紋用于和熱水器的進(jìn)水管相連接，內(nèi)螺紋則用于和帶孔螺栓54相連接。閥體上遠(yuǎn)離內(nèi)螺紋的一端端部開有一打開或關(guān)閉安全閥用的小孔513。閥體內(nèi)由開孔端至另一端依次裝有閥芯52、彈簧53及與內(nèi)螺紋12連接的帶孔螺栓54，其中閥芯52為柱狀體，其一端有一直徑較小的凸臺，用于套接彈簧53，其另一端由彈簧壓緊在所述小孔513下部。所述帶孔螺栓54一端設(shè)有放置彈簧用的凹槽，另一端開有排水用的排水孔541，它與閥體內(nèi)孔上的內(nèi)螺紋512相連接。閥體上靠小孔13一端端部外緣處卡接有一過濾器55，該過濾器可以是圓筒網(wǎng)狀或平板網(wǎng)狀，本例中為圓筒網(wǎng)狀過濾器。該端外緣還裝有密封圈6，用于和熱水器進(jìn)水管4密封。
上述過濾安全閥通過其外螺紋511螺紋連接于熱水器進(jìn)水管4內(nèi)，進(jìn)水管上設(shè)有管接頭41、42，其中管接頭41為熱水器進(jìn)水管，管接頭42與加熱器的進(jìn)水管連接。
該過濾安全閥工作原理如圖7所示，打開水閥時，水壓力如果在過濾安全閥的設(shè)定范圍內(nèi)，則水經(jīng)過濾安全閥濾去其中的雜質(zhì)，再進(jìn)入熱水器，由加熱器加熱后排出。如果水壓力超出過濾安全閥的設(shè)定范圍時，水經(jīng)閥體51上的小孔513沖開閥芯52，并經(jīng)帶孔螺栓54上的排水孔541排出，水的壓力即可迅速降低，達(dá)到減壓效果，從而對熱水器起到保護(hù)作用。
權(quán)利要求1.一種電即熱型管式恒溫?zé)崴?，包括外?1)、固定于外殼內(nèi)的加熱器(2)及控制電路(3)，其特征在于所述加熱器(2)由多個超薄型空心平板狀金屬吸熱器(21)疊加相連，各吸熱器內(nèi)設(shè)有方波形管道，多個吸熱器內(nèi)的管道連成一條相通的管道，管道的兩端為進(jìn)、出水口(211)、(212)，每兩個相鄰的吸熱器之間設(shè)有一個發(fā)熱體(22)，發(fā)熱體的兩面設(shè)有金屬電極(23)，其邊緣設(shè)有與電源連接用的接線端子(24)，金屬電極與吸熱器之間由絕緣材料(25)隔開；所述控制電路包括電源電路(31)、溫度設(shè)定電路(32)、溫度檢測電路(33)、溫度顯示器(34)、窗口比較器(35)、功率調(diào)整電路(36)及水流傳感開關(guān)(37)；上述溫度設(shè)定電路分別與窗口比較器及溫度顯示器相連；窗口比較器還分別與溫度檢測電路及功率調(diào)整電路相連；而功率調(diào)整電路的輸出端與加熱器的過溫保護(hù)器(8)相連；水流傳感開關(guān)和溫度檢測電路的溫度傳感器分別裝在熱水器的進(jìn)水管上和出水管溫度檢測口處；溫度顯示器通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(38)連接于溫度設(shè)定電路的輸出端，上述各電路均與電源電路相連接；在熱水器進(jìn)水管(4)內(nèi)裝有過濾安全閥(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崴?，其特征在于，所述金屬吸熱?21)內(nèi)的管道由多片加強(qiáng)、吸熱片215與殼體分隔而成，管道橫截面可以是方形和圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式液體加熱器，其特征在于，所述發(fā)熱體(22)采用半導(dǎo)體發(fā)熱板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崴?，其特征在于，所述電源電?31)可采用穩(wěn)壓電源電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崴鳎涮卣髟谟?，溫度設(shè)定電路(32)包括溫度設(shè)定按鈕321和分壓電路322，其中分壓電路采用數(shù)字電位器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崴鳎涮卣髟谟冢鰷囟葯z測電路(33)由溫度傳感器(331)和溫度檢測放大器(332)構(gòu)成，可采用熱電耦、熱敏電阻或鉑電阻等溫度傳感器及相應(yīng)的溫度檢測放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崴?，其特征在于，所述窗口比較器(35)可采用電壓比較器集成電路芯片，其前端可加一差動放大電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崴?，其特征在于，所述功率調(diào)整電路(36)采用高壓隔離電控移相器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崴?，其特征在于，所述水流傳感開關(guān)(37)可采用干簧管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電即熱型管式恒溫?zé)崞鳎涮卣髟谟?，所述過濾安全閥(5)的閥體(51)為一空心柱狀體，其外表面和內(nèi)孔分別設(shè)有外螺紋(511)和內(nèi)螺紋(512)，其遠(yuǎn)離內(nèi)螺紋的一端端部開有一小孔(513)，閥體內(nèi)依次裝有閥芯(52)、彈簧(53)及與內(nèi)螺紋(512)連接的帶孔螺栓(54)，其另一端裝有過濾器(55)和密封圈(56)。
專利摘要一種電即熱型管式恒溫?zé)崴?，其加熱?由多個超薄型空心平板狀金屬吸熱器21疊加相連，每兩個相鄰的吸熱器之間設(shè)有一個發(fā)熱體22，發(fā)熱體的兩面設(shè)有金屬電極23，其邊緣裝有與電源連接用的接線端子24，金屬電極與吸熱器之間由絕緣材料25隔開；控制電路3包括電源電路31、溫度設(shè)定電路32、溫度檢測電路33、溫度顯示器34、窗口比較器35、功率調(diào)整電路36、水流傳感開關(guān)37；在熱水器進(jìn)水管4內(nèi)裝有過濾安全閥5。本實(shí)用新型具有加熱面積大，熱轉(zhuǎn)換率高，液體升溫迅速，使用安全可靠，具有良好的節(jié)能和環(huán)保效果等特點(diǎn)。
文檔編號F24H1/12GK2451944SQ00228828
公開日2001年10月3日 申請日期2000年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月17日
發(fā)明者張劍文 申請人:張劍文