專利名稱：高保安多功能電熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高保安多功能電熱水器，用于向家庭或企事業(yè)單位連續(xù)提供開(kāi)水、生活用熱水、取暖及淋浴等。
人們?cè)诙緸榱巳∨?gòu)置電暖器，夏季沖涼要購(gòu)置淋浴器，需要熱水、開(kāi)水又要購(gòu)置各種熱水器，這不但增加了購(gòu)置投入、維修保養(yǎng)投入也過(guò)多占用了房屋的使用空間。除此之外，現(xiàn)行的直熱式電熱淋浴器(俗稱“過(guò)水熱”)雖能連續(xù)供水，但流量固定后，水溫也相應(yīng)固定，流量和水溫相互制約不能隨意，尤其是功率過(guò)大，大多數(shù)家庭的電表無(wú)法承受。儲(chǔ)水式電熱淋浴器雖功率較小，但體積大流量小，無(wú)法連續(xù)供水且安裝固定十困難。
電是十分方便的能源，同時(shí)也是令人畏懼的“老虎”，人們使用各種電器，特別是一面通電加熱，一面淋浴的電熱淋浴器時(shí)，是否能絕對(duì)保證人身安全成了最優(yōu)先考慮的問(wèn)題。現(xiàn)有電熱水器具的人身安全防范問(wèn)題一律采用要求用戶安全接地或附加漏電保護(hù)器的方法來(lái)解決，但人身傷害事故仍屢有發(fā)生，無(wú)法絕對(duì)保證人身安全，原因何在呢？1.安全接地即把電器外殼、水與大地連成等電位體，即零電位，此時(shí)即使把220V市電直接裸露在水中人也安全無(wú)佯，的確是最根本、最有效、最經(jīng)濟(jì)的人身安全防范，但是，掉以輕心的用戶不接安全地線照常使用電器，有些雖然接有安全地線，但因插頭、插座接觸不良等種種原因，實(shí)際等于虛設(shè)，因此不安全的隱患始終存在，單一的安全接地的書(shū)面要求并不能從根本上解決人身安全防范問(wèn)題。
2.當(dāng)今世界沿用了數(shù)十年的漏電保護(hù)裝置，其原理是電源線從電流互感瓷環(huán)中穿過(guò)，經(jīng)負(fù)載作功后再經(jīng)該瓷環(huán)返回電源，當(dāng)人通過(guò)負(fù)載觸電時(shí)，經(jīng)互感瓷環(huán)流出和返回的電流平衡被破壞，此時(shí)，互感瓷環(huán)將感應(yīng)出一個(gè)微弱的電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)專用漏電保護(hù)集成電路放大、整形處理后驅(qū)動(dòng)斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)切斷電源實(shí)施保護(hù)。本人在近四年時(shí)間里剖析了美國(guó)、日本、荷蘭、德國(guó)等世界知名大公司以及國(guó)內(nèi)數(shù)家廠家的名優(yōu)產(chǎn)品，無(wú)一擺脫這個(gè)模式。本人的專利號(hào)為92220772.0的實(shí)用新型專利“全自動(dòng)快速電熱淋浴器”也沒(méi)有從根本上解決安全接地問(wèn)題，同時(shí)避免不了直熱式淋浴器的功率過(guò)大問(wèn)題。
以上不難看出，現(xiàn)有漏電保護(hù)器的保護(hù)動(dòng)作必須依賴下列條件首先保護(hù)器是完全正常的，始終不允許出現(xiàn)任何故障。這實(shí)際是不可能的，任何電子裝置無(wú)論多么先進(jìn)，均存在故障可能性，哪怕這種可能性很小。一經(jīng)出現(xiàn)由誰(shuí)來(lái)保護(hù)使用者的人身安全呢？其次必須首先發(fā)生觸電行為并且觸電電流要達(dá)到最低保護(hù)動(dòng)作靈敏度以上，即被動(dòng)的先觸電后保護(hù)，當(dāng)在濕熱條件下使用時(shí)，往往環(huán)境造成的漏電流即令保護(hù)器實(shí)施保護(hù)，往往不能正常使用電器。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品及技術(shù)在上述諸方面存在的不足，提供一種能絕對(duì)保證人身安全、小功率、大流量、免安裝、多功能的電熱水器具。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種高保安多功能電熱水器，包括密閉容器、安裝在容器上的可調(diào)節(jié)的進(jìn)出水裝置、高保安控制器、安裝在容器底部的受控于高保安控制器的電熱管以及容器外壁上可隨時(shí)拆裝的保溫層等，其特征是密閉容器頂部裝有一個(gè)三通閥門(mén)和出水口，三通閥門(mén)的一端為進(jìn)水口，連接自水龍頭，一端連進(jìn)水管至密閉容器底部，進(jìn)水管下口為溫度傳感器，一端與出水口連通，其高保安控制器由強(qiáng)制安全接地電路、安全電壓監(jiān)視電路、防干燒電路、自動(dòng)恒溫電路以及同時(shí)受控于上述各電路的斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，強(qiáng)制安全接地電路由一個(gè)電壓比較器以及外圍電子元件構(gòu)成，由兩個(gè)等值電阻對(duì)熱水器的市電電源實(shí)施等值分壓后的交流電壓經(jīng)整流、濾波、限壓后送入電壓比較器的一輸入端，電壓比較器的另一輸入端設(shè)置基準(zhǔn)電壓，電壓比較器的輸出端通過(guò)與門(mén)控制斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，整個(gè)電路的等電位地線與熱水器的安全地線相連接，其安全電壓監(jiān)視電路由另一個(gè)電壓比較器以及外圍電子元件組成，由安全電壓監(jiān)視點(diǎn)引入的萬(wàn)一出現(xiàn)的危及人身安全的交流電壓經(jīng)整流、濾波、限壓后送入該電壓比較器的一輸入端，而該電壓比較器的另一輸入端設(shè)置基準(zhǔn)電壓，該電壓比較器的輸出端則與強(qiáng)制安全接地電路的電壓比較器的輸出端、自動(dòng)恒溫電路以及防干燒電路的輸出端共同通過(guò)與門(mén)控制斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其安全電壓監(jiān)視點(diǎn)為出水口處的水。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.由于不接安全地線就拒不送電無(wú)法使用，因此從根本上解決了人身安全問(wèn)題。
2.變被動(dòng)的先觸電后保護(hù)為主動(dòng)的防觸電監(jiān)護(hù)，確保了使用者的人身安全，同時(shí)靈敏度極大提高并不受使用環(huán)境的影響，與傳統(tǒng)漏電保護(hù)器相比，成本更低工藝更簡(jiǎn)單。
3.克服了直熱式熱水器功率過(guò)大，儲(chǔ)水式熱水器受容量限制、流量小的弊病，實(shí)現(xiàn)了小功率、大流量和連續(xù)供水。
4.免除了現(xiàn)有產(chǎn)品須將數(shù)十公斤的重物懸掛在墻上的困擾，不存在任何安裝問(wèn)題。
5.應(yīng)用范圍廣，該高保安控制器可應(yīng)用于全部電器，以確保人身安全。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳述。
附


圖1是高保安多功能電熱水器結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是可調(diào)節(jié)的三通閥門(mén)，2是進(jìn)水口，3是進(jìn)水管，4是最低水位限定端子，5是溫度傳感器，6是高保安控制器，7是底座，8是排污孔，9是電熱管，10是密閉容器，11是可隨時(shí)拆裝的保溫層，12是安全電壓監(jiān)視端子，13是出水口，箭頭是水的流向。
附圖2是高保安控制器電路原理圖。
根據(jù)附
圖1，進(jìn)水口2與自來(lái)水龍頭連接，調(diào)整三通閥門(mén)1使自來(lái)水全部注入容器10，接通電源，當(dāng)水位升至最低水位限定端子4時(shí)，高保安控制器6令電熱管9開(kāi)始加熱，待水從出水口13溢出時(shí)，關(guān)閉水龍頭，此時(shí)容器10內(nèi)已注滿正在被加熱的冷水，若干時(shí)間后水被燒開(kāi)，高保安控制器6令加熱管9停止加熱并處于恒溫狀態(tài)。當(dāng)需要開(kāi)水時(shí)，打開(kāi)水龍頭，冷水注入容器10底部，因沖刷溫度傳感器5高保安控制器6令電熱管9再次加熱，同時(shí)開(kāi)水由容器10經(jīng)出水口13溢出，容器10內(nèi)的水被再次燒開(kāi)時(shí)，高保安控制器6令加熱管9再次停止加熱并處于恒溫狀態(tài)，當(dāng)需要溫水時(shí)，調(diào)整三通閥門(mén)1，使自來(lái)水一部分注入容器10，一部分直接流往出水口13，由容器10溢出的開(kāi)水與流往出水口13的冷水混合經(jīng)出水口13排出，調(diào)整三通閥門(mén)1以獲得需要的水溫，流量則由水龍頭開(kāi)啟的大小決定，在出水口可配接用水器如淋浴噴頭等。當(dāng)加熱管外殼及容器未切實(shí)可靠安全接地時(shí)，當(dāng)水位未能觸及到最低水位限定端子時(shí)，當(dāng)安全電壓監(jiān)視端子12感受到的電壓高于設(shè)置的基準(zhǔn)電壓時(shí)，當(dāng)水溫高于設(shè)定的恒溫值時(shí)，高保安控制器都將給出信號(hào)，切斷加熱管的電源，全極保護(hù)。冬季作為電暖氣使用時(shí)，則拆除保溫層11即可。該熱水器可永久性地插在電源上，因此電熱管的功率不要求很大，其功率根據(jù)所需密閉容器大小選定。
由附圖2可以看出電壓比較器IC1-1是強(qiáng)制安全接地電路的核心部件，經(jīng)R1、R2兩個(gè)等值電阻對(duì)市電實(shí)施等值分壓后的交流電壓為110V，該電壓經(jīng)D1、D2整流后，由C2濾波、R14限壓送入電壓比較器的同相輸入端，此時(shí)同相端電壓大于由W1設(shè)置的反相端電壓，IC1-1輸出高電平，當(dāng)熱水器未安全接地時(shí)，經(jīng)R1、R2分壓后電壓值為零，因此比較器同相端電壓低于反相端電壓，比較器輸出低電平。
電壓比較器IC1-2是安全電壓監(jiān)視電路的核心部件，A點(diǎn)接安全電壓監(jiān)視點(diǎn)即附
圖1的12，當(dāng)A點(diǎn)萬(wàn)一出現(xiàn)危及安全的交流電壓時(shí)，該電壓經(jīng)D3、D4整流，C3濾波，D6限壓后送入IC1-2反相輸入端，此時(shí)反相端電壓高于由W2設(shè)置的同相端電壓，比較器輸出低電平，反之，當(dāng)A點(diǎn)無(wú)危及安全的電壓時(shí)反相端電壓低于同相端電壓，比較器輸出高電平。
電壓比較器IC1-3是自動(dòng)恒動(dòng)溫電路的核心部件，由R5、負(fù)系數(shù)溫度傳感器Rt組成的分壓電路輸入至比較器同相端，W3為反相端設(shè)置基準(zhǔn)電壓，當(dāng)水溫較低時(shí)同相端電壓高于反相端電壓，比較器輸出高電平，隨著水溫的升高，Rt阻值逐漸減小，同相端電壓逐漸降低，當(dāng)?shù)陀诜聪喽穗妷簳r(shí)，比較器輸出低電平。調(diào)整W3以確定恒溫溫度。
電壓比較器IC1-4是防干燒電路的核心部件，B點(diǎn)接至最低水位限定端子即附
圖1的4，當(dāng)此端子未觸及到水時(shí)，比較器反相端電壓等于Vcc，高于W4設(shè)置的同相端電壓，此時(shí)比較器輸出低電平，當(dāng)端子觸及水時(shí)，R3與RH2O組成分壓電路，使反相端電壓低于同相端電壓，此時(shí)比較器輸出高電平。
當(dāng)IC1-4全部輸出高電平時(shí)(即可靠的安全接地、水中無(wú)危及安全的電壓、水溫低于恒溫溫度、有防干燒的水位)，四輸入與門(mén)IC2打開(kāi)輸出高電平，BG導(dǎo)通，J吸合，電熱管RL得電加熱，上述四個(gè)條件之一不能滿足時(shí)，IC2關(guān)閉，輸出低電平，BG截止，J釋放，RL斷電保護(hù)。
本實(shí)用新型以良好、可靠的安全接地是最根本的安全防范和只要水對(duì)大地的電壓始終控制在安全電壓范圍內(nèi)人身安全就有保證為理論根據(jù)，實(shí)現(xiàn)了變被動(dòng)式先觸電后保護(hù)為主動(dòng)式防觸電監(jiān)護(hù)及強(qiáng)制安全接地，從根本上解決電器使用者的人身安全問(wèn)題。
本實(shí)用新型的實(shí)施例為T(mén)為小型12V電源變壓器，IC1為四電壓比較器LM324，IC2為四輸入與門(mén)CD4082，J為12V雙觸電磁繼電器，BG為NPN三極管2N9013，D1、D2、D3、D4、D7為整流二極管1N4007，D5、D6為3V穩(wěn)壓二極管，C1、C2、C3為220μF濾波電解電容器，W1-4為10K小功率電位器，R1、R2為510K，R3為220K，R4為4.7K，R5、Rt為10K，R6-13為91K，R14為47K，R15為2K電阻。電熱管的功率與密閉容器體積的大小配合確定。
權(quán)利要求1.一種高保安多功能電熱水器，包括密閉容器、安裝在容器上的可調(diào)節(jié)的進(jìn)出水裝置、高保安控制器、安裝在容器底部的受控于高保安控制器的電熱管以及容器外壁上可隨時(shí)拆裝的保溫層等，其特征在于密閉容器頂部裝有一個(gè)三通閥門(mén)和出水口，三通閥門(mén)的一端為進(jìn)水口，連接自水龍頭，一端連進(jìn)水管至密閉容器底部，進(jìn)水管下口為溫度傳感器，一端與出水口連通，高保安控制器由強(qiáng)制安全接地電路、安全電壓監(jiān)視電路、防干燒電路、自動(dòng)恒溫電路以及同時(shí)受控于上述各電路的斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高保安多功能電熱水器其特征在于強(qiáng)制安全接地電路由一個(gè)電壓比較器及外圍電子元件構(gòu)成，由兩個(gè)等值電阻對(duì)熱水器的市電電源實(shí)施等值分壓后的交流電壓經(jīng)整流、濾波、限壓后送入電壓比較器的一輸入端，電壓比較器的另一輸入端設(shè)置基準(zhǔn)電壓，電壓比較器的輸出端通過(guò)與門(mén)控制斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，整個(gè)電路的等電位地線與熱水器的安全地線相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高保安多功能電熱水器，其特征在于安全電壓監(jiān)視電路由一個(gè)電壓比較器以及外圍電子元件構(gòu)成，由安全電壓監(jiān)視點(diǎn)引入的萬(wàn)一出現(xiàn)的危及人身安全的交流電壓經(jīng)整流、濾波、限壓后送入該電壓比較器的一輸入端，該電壓比較器的另一輸入端設(shè)置基準(zhǔn)電壓，該電壓比較器的輸出端則與強(qiáng)制安全接地電路的電壓比較器的輸出端、自動(dòng)恒溫電路以及防干燒電路的輸出端共同通過(guò)與門(mén)控制斷電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其安全電壓監(jiān)視點(diǎn)為出水口處的水。
專利摘要一種高保安多功能電熱水器,由密閉容器、可調(diào)節(jié)的進(jìn)出水裝置、電熱管以及高保安控制器等組成,用于向家庭、賓館、企事業(yè)單位連續(xù)提供飲用開(kāi)水、生活用熱水、淋浴及取暖。因具有強(qiáng)制安全接地等功能,故可絕對(duì)保證人身安全。除連接自來(lái)水龍頭及電源外,不存在任何安裝問(wèn)題,克服了直熱式淋浴器功率大及儲(chǔ)水式淋浴器流量小、難安裝等弊病,流量任意大,溫度隨意調(diào),實(shí)現(xiàn)了小功率、大流量、免安裝,絕對(duì)安全,一機(jī)多用。
文檔編號(hào)F24H1/20GK2279557SQ9621397
公開(kāi)日1998年4月22日 申請(qǐng)日期1996年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月27日
發(fā)明者彭貴武 申請(qǐng)人:彭貴武