專利名稱：一種電磁儲(chǔ)水式熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱水器，具體為一種電磁儲(chǔ)水式熱水器。
技術(shù)背景現(xiàn)在，熱水器廣泛用于人們的日常生活中，洗澡、洗菜、洗鍋、洗臉、洗手等等，都要 用熱水器加熱的水?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的熱水器基本上有三種，即電熱水器、太陽(yáng)能熱水器和燃?xì)鉄崴?。?種熱水器各有利弊。太陽(yáng)能熱水器為節(jié)能產(chǎn)品，使用最為經(jīng)濟(jì)。但是南方很多地區(qū)因陰雨 天多不便于使用，在北方地區(qū)冬天也不好使用。燃?xì)鉄崴鞅仨氃谟腥細(xì)夤?yīng)的地區(qū)才能 使用。電熱水器使用方便，不受時(shí)間、地區(qū)限制，只要有電就能使用。缺點(diǎn)是能耗比較高、不安全。現(xiàn)在市場(chǎng)上的電熱水器基本上都是儲(chǔ)水式電阻加熱熱水器。此種熱水器存在兩大 缺點(diǎn)。一是安全性能差，2005年3. 15期間有一項(xiàng)用電環(huán)境調(diào)查顯示，我國(guó)至少有70%的家 庭存在用電隱患，如無(wú)接地線、線路老化等，盡管廠家采取了多種措施，但是因電阻加熱管 就浸在水中，不安全的因素仍然是存在的。因使用電熱水器電死人的不幸事件時(shí)有發(fā)生。二 是能耗高，因用電阻加熱管加熱能耗比較高，而且每次加熱好的熱水不可能全部用完，浪費(fèi) 一部份熱能。還有一種即熱式電阻加熱熱水器，此種熱水器的優(yōu)點(diǎn)是加熱快，占用空間小，使用 方便。缺點(diǎn)是功率大，一般為5 7KW，多數(shù)家庭因電源線截面積小無(wú)法使用，由本人發(fā)明 的電磁熱水器(專利號(hào)2007201510346和2007201468550)，雖然在安全節(jié)能方面有很大優(yōu) 勢(shì)，但是也存在功率大這一致命缺點(diǎn)。即熱式熱水器的另一個(gè)缺點(diǎn)是出水量小，洗澡時(shí)不能 暢快淋漓
實(shí)用新型內(nèi)容
1、電磁儲(chǔ)水式熱水器結(jié)構(gòu)本電磁儲(chǔ)水式熱水器由8部分組成，即儲(chǔ)水桶(1)、保溫層(2)、塑料外殼(3)、電磁 加熱器⑷、儲(chǔ)水桶冷水倒U型進(jìn)水管(5)、儲(chǔ)水桶熱水出水管(6)、電磁加熱器進(jìn)水管(7)、 電磁加熱器出水管(8)。冷水從A處進(jìn)入倒U型儲(chǔ)水桶進(jìn)水管(5)流到儲(chǔ)水桶下部電磁加熱器進(jìn)水管(7) 管口附近，從E處進(jìn)入電磁加熱器，經(jīng)加熱后熱水上升，經(jīng)過(guò)電磁加熱器出水管(8)從F 口 排出，進(jìn)入儲(chǔ)水桶，形成一個(gè)水加熱循環(huán)。洗澡時(shí)通過(guò)儲(chǔ)水桶熱水出水管(6)從B 口放出熱 水。倒U型進(jìn)水管使儲(chǔ)水桶夜位高于電磁加熱器，防止電磁加熱器干燒，同時(shí)防止冷水直接 沖入儲(chǔ)水桶上層，避免了熱水不均勻及出水溫度忽冷忽熱。儲(chǔ)水桶橫截面為圓型或者橢圓形，儲(chǔ)水桶用保溫層(2)保溫，儲(chǔ)水桶和電磁加熱 器一起裝入塑料外殼(3)內(nèi)。見(jiàn)圖1。[0011]電磁加熱器是本專利的核心部件，電磁加熱器由5部分組成，即電磁加熱器本體 (9)、導(dǎo)線(10)、絕緣套筒(11)、翅片(12)、電磁加熱器網(wǎng)狀保護(hù)套(13)。E為水進(jìn)口，F(xiàn)為 水出口。翅片(12)焊在加熱器本體(9)內(nèi)側(cè)，絕緣套筒(11)的內(nèi)徑略大于加熱器本體(9) 的外徑，使加熱器本體能方便的放進(jìn)或取出，絕緣套筒(11)的外面纏繞著導(dǎo)線(10)，導(dǎo)線 內(nèi)通入高頻交流電(I)，通過(guò)電磁感應(yīng)加熱水。見(jiàn)圖2、圖3。2、電磁加熱器工作原理(A)、電磁加熱器本體(9)上纏繞著密集的導(dǎo)線(中間有絕緣套筒11)，這樣實(shí)際 上構(gòu)成了一個(gè)螺線管(見(jiàn)圖4)。當(dāng)高頻交流電通過(guò)螺線管時(shí)，在螺線管內(nèi)產(chǎn)生了交變磁場(chǎng) (見(jiàn)圖6)。圖中14-螺線管，15-磁力線。加熱器本體(9)正位于磁場(chǎng)的中心位置。根據(jù)法 拉第電磁感應(yīng)定律，在加熱器本體上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = K1Xdc^Alt......(1)式中K1為常數(shù)，(ΙΦ/dt為磁通(Φ)隨時(shí)間(t)的變化率。由于電動(dòng)勢(shì)E的作用，在加熱器本體上產(chǎn)生了無(wú)數(shù)個(gè)環(huán)形交變感應(yīng)電流I = E/R......(2)式中R為加熱器本體的電阻。加熱器本體相當(dāng)于由無(wú)數(shù)個(gè)電阻為R的圓形閉合線圈組成。由于R很小，因此不 大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可以在加熱器本體內(nèi)激起很大的電流，這種電流叫做渦電流(簡(jiǎn)稱渦流)。根據(jù)電流熱效應(yīng)原理，渦電流必然產(chǎn)生熱能Q Q = K2I2Rt......(3)將式⑵代入式(3)得出Q = K2XE2VR......⑷式中K2為常數(shù)由式(4)中可以看出，由于加熱器本體電阻R很小，不大的電動(dòng)勢(shì)(E)可以在短時(shí) 間(t)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的熱效應(yīng)，使電磁加熱器中的水很快被加熱。(B)、由㈧中(1)式得知，加熱器本體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(E)與磁通變化率 ((ΙΦ/dt)成正比。本電磁加熱器通入的電流(I)為高頻交流電，由于高頻交流電(ΙΦ/dt更 大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(E)很大，產(chǎn)生的熱能很大，翅片又加大了傳熱面積，這樣使本電磁 加熱器水熱的更快、更節(jié)能。按有關(guān)資料介紹節(jié)能30%以上。(C)關(guān)于電磁輻射問(wèn)題經(jīng)過(guò)推導(dǎo)計(jì)算和測(cè)定，無(wú)限長(zhǎng)密繞載流螺線管管內(nèi)是一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度B內(nèi) =μ nl (η為線圈匝數(shù)，I為電流強(qiáng)度，μ為常數(shù))。螺線管外磁場(chǎng)強(qiáng)度為零，即B,= 0。本加熱器導(dǎo)線形成的螺線管雖然不是無(wú)限長(zhǎng)，但是磁場(chǎng)基本上都在管內(nèi)，幅射到 管外的很少(請(qǐng)見(jiàn)圖5)。圖中14為螺線管，螺線管下方為對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度曲線圖。由圖5 看出磁場(chǎng)強(qiáng)度B在管內(nèi)最大，在管外很小，趨向于零。與現(xiàn)在市場(chǎng)上大量銷售的電磁爐的電 磁幅射相比，本加熱器的電磁幅射可以忽略不計(jì)，因此本加熱器是環(huán)保型產(chǎn)品，使用非常安 全。3、電磁儲(chǔ)水式熱水器的優(yōu)勢(shì)本電磁儲(chǔ)水式熱水器吸收了儲(chǔ)水式熱水器和即熱式電磁熱水器的優(yōu)點(diǎn)，去掉了缺 點(diǎn)，具有很大的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)是[0032]1、絕對(duì)安全。安全是電熱水器最重要的一個(gè)指標(biāo)，本電磁儲(chǔ)水式熱水器電磁加熱 器在儲(chǔ)水桶外面，通過(guò)電磁感應(yīng)加熱水，水電徹底隔離，沒(méi)有接觸的機(jī)會(huì)，因此是絕對(duì)安全 的。2、因?yàn)楸倦姶艃?chǔ)水式熱水器的電磁加熱器內(nèi)通入的是高頻交流電，故本熱水器比 通過(guò)電阻加熱的儲(chǔ)水式熱水器節(jié)能30%以上。3、本電磁儲(chǔ)水式熱水器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用、成本低，市場(chǎng)占有率高。本熱水器的儲(chǔ)水 桶是一個(gè)空桶，里面沒(méi)有因損壞需更換的部件，儲(chǔ)水桶可以一次焊好，終身不需要維護(hù)。只 需隔幾年更換一個(gè)加熱器本體，也很好更換，只需把舊的加熱器本體取出，換上新的即可。 絕緣套筒、導(dǎo)線等不必更換。4、本電磁儲(chǔ)水式熱水器因用電安全，洗澡的同時(shí)可以加熱，因此出熱水量大，可供 多人連續(xù)使用。一個(gè)容量為60升的電磁儲(chǔ)水式熱水器相當(dāng)于一個(gè)100升的儲(chǔ)水式熱水器， 因此本熱水器可以小型化，既節(jié)省了材料，又減少了占用的空間。5、大量研究證明磁化水可以減少水的結(jié)垢，本專利水通過(guò)電磁加熱器時(shí)被磁化， 電磁加熱器和儲(chǔ)水桶結(jié)垢很少。另?yè)?jù)研究磁化水對(duì)人體皮膚有滋潤(rùn)作用，早在500年前明朝大醫(yī)學(xué)家李時(shí)珍就已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)磁化水具有“去瘡瘺、長(zhǎng)肌膚”的神奇功效，因此使用本熱水器洗澡還有保健功能。

圖1為電磁儲(chǔ)水式熱水器剖面示意圖，圖中1為儲(chǔ)水桶，2為保溫層，3為塑料外 殼，4為電磁加熱器，5為倒U型儲(chǔ)水桶冷口進(jìn)水管，6為儲(chǔ)水桶熱水出水管，7為電磁加熱器 進(jìn)水管，8為電磁加熱器出水管。A為儲(chǔ)水桶冷水進(jìn)口，B為儲(chǔ)水桶熱水出口，E為電磁加熱 器水進(jìn)口，F(xiàn)為電磁加熱器水出口。圖2為電磁加熱器剖面示意圖，圖中9為電磁加熱器本體，10為導(dǎo)線，11為絕緣套 筒，12為翅片，13為電磁加熱器網(wǎng)狀保護(hù)套。I為通入導(dǎo)線的高頻交流電。E為水進(jìn)口，F(xiàn)為 水出口。圖3為圖2的D-D剖面圖。圖中9為電磁加熱器本體，10為導(dǎo)線，11為絕緣套筒， 12為翅片，13為電磁加熱器網(wǎng)狀保護(hù)套。I為通入導(dǎo)線的高頻交流電。圖4為一螺線管。圖中I為通入螺線管的高頻交流電。圖5是螺線管內(nèi)外磁場(chǎng)強(qiáng)度的示意圖。圖中14為螺線管，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度。圖6是螺線管內(nèi)外磁力線的分布圖。圖中14為螺線管，15為磁力線，B為磁場(chǎng)強(qiáng) 度。
具體實(shí)施方式
按圖1的結(jié)構(gòu)制作一個(gè)儲(chǔ)水桶(1)和電磁加熱器(4)儲(chǔ)水桶尺寸為Φ 340 X 570mm，儲(chǔ)水量為50升。用不銹鋼制造。并將儲(chǔ)水桶和電磁 加熱器的進(jìn)出口水管焊好。電磁加熱器加熱器本體(9)用具有磁性的不銹鋼制造，尺寸為Φ60Χ200πιπι，加熱 器本體管中焊有翅片(12)，翅片間距為25mm。利用耐熱塑料制作一絕緣套筒(11)，絕緣套筒內(nèi)徑比加熱器本體外徑大3mm左 右。在絕緣套筒外面纏繞上漆包線(10)。漆包線可以一段纏繞，功率為2KW，也可以分兩段纏繞，每段功率為1KW。漆包線外套上用耐熱塑料制成的網(wǎng)狀保護(hù)套。制作一變頻器，將進(jìn)電磁加熱器的50赫芝的電流(I)變?yōu)?0千赫，將變頻器接到 加熱器進(jìn)線上。將加熱器本體(9)裝入絕緣套筒(11)內(nèi)，將加熱器本體兩端與進(jìn)出口水管(7、8) 連上。加上保溫層(聚酯發(fā)泡材料)，把儲(chǔ)水桶和電磁加熱器一起裝入塑料外殼⑶。在 電磁加熱器所在部位塑料外殼靠墻一側(cè)上下部位各開(kāi)一孔，以利導(dǎo)線散熱。這樣，一臺(tái)電磁儲(chǔ)水式熱水器就制作好了，可以放心的使用了。
權(quán)利要求一種電磁儲(chǔ)水式熱水器，其特征在于，所述熱水器由8部分組成，即儲(chǔ)水桶(1)、保溫層(2)、塑料外殼(3)、電磁加熱器(4)、儲(chǔ)水桶倒U型冷水進(jìn)水管(5)、儲(chǔ)水桶熱水出水管(6)、電磁加熱器進(jìn)水管(7)、電磁加熱器出水管(8)；電磁加熱器(4)置于儲(chǔ)水桶(1)的外面，儲(chǔ)水桶和電磁加熱器一起裝入塑料外殼(3)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁儲(chǔ)水式熱水器，其特征在于所述電磁加熱器(4) 由5部分組成，即電磁加熱器本體(9)、導(dǎo)線(10)、絕緣套筒(11)、翅片(12)、電磁加熱器網(wǎng) 狀保護(hù)套(13)；翅片(12)焊在加熱器本體(9)內(nèi)側(cè)，絕緣套筒(11)的內(nèi)徑略大于加熱器本 體(9)的外徑，使加熱器本體能方便的放進(jìn)或取出，絕緣套筒(11)的外面纏繞著導(dǎo)線(10)， 導(dǎo)線內(nèi)通入高頻交流電(I)，通過(guò)電磁感應(yīng)加熱水。專利摘要本實(shí)用新型推出了一種電磁儲(chǔ)水式熱水器，該熱水器由儲(chǔ)水桶、保溫層、塑料外殼和電磁加熱器等組成。電磁加熱器通入的是高頻交流電，通過(guò)電磁感應(yīng)加熱水。電磁加熱器置于儲(chǔ)水桶的外面。本電磁儲(chǔ)水式熱水器吸收了電磁熱水器和儲(chǔ)水式電熱水器的優(yōu)點(diǎn)，去掉了缺點(diǎn)，因此本熱水器有5大優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)是1、絕對(duì)安全，因本熱水器水電徹底隔離，沒(méi)有接觸的機(jī)會(huì)。2、本熱水器用電磁感應(yīng)加熱水，比儲(chǔ)水式電熱水器節(jié)能30％以上。3、本熱水器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，市場(chǎng)占有率高。4、本熱水器出水量大，可以小型化。5、本熱水器產(chǎn)生的是磁化水，不但減輕了結(jié)垢，還對(duì)人體有滋潤(rùn)保健功能。
文檔編號(hào)F24H1/18GK201666655SQ201020002980
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者康仁 申請(qǐng)人:康仁