專利名稱：電磁熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水加熱裝置。
現(xiàn)有的熱水器主要是燃?xì)鉄崴骱蛢?chǔ)水式電熱水器，由于燃?xì)鉄崴鞯臍饬块_(kāi)關(guān)不可能做特別精確的調(diào)節(jié)，所以存在著水溫不恒定、溫差大的缺點(diǎn)，燃?xì)鉄崴鞯臒嵝什桓?，約60％，耗能多，燃燒不充分還可能造成安全事故，另外燃?xì)鉄崴鞑荒艿退畨哼\(yùn)行也給普及造成很大的制約；而儲(chǔ)水式電熱水器需要在通電后有一段水預(yù)熱時(shí)間才能使用，如果使用時(shí)間較長(zhǎng)，冷水不斷補(bǔ)充，則水溫逐漸變冷，電熱水器的熱效率也不高。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效、節(jié)能、安全系數(shù)高的電磁熱水器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型是由二個(gè)加熱盤(pán)管、一個(gè)盤(pán)狀電磁線圈和一塊具有電流轉(zhuǎn)換及溫度控制功能的控制電路板構(gòu)成，其中加熱盤(pán)管為數(shù)根導(dǎo)磁材料制成的細(xì)管并排盤(pán)成螺旋圓盤(pán)狀，并分別自盤(pán)邊緣和盤(pán)中心引出進(jìn)水管和出水管，二個(gè)加熱盤(pán)管平行放置，其中間平行放置圓盤(pán)狀電磁線圈，加熱盤(pán)管的一端通過(guò)水分流器接通進(jìn)水口，該分流器分別接通二個(gè)加熱盤(pán)管，使流進(jìn)之水在分流器內(nèi)分流而分別流進(jìn)二加熱盤(pán)管；加熱盤(pán)管的另一端通過(guò)水集流器接通出水口，該集流器分別接通二個(gè)加熱盤(pán)管。使流出之水在集流器內(nèi)匯集后再流出；盤(pán)狀電磁線圈與控制電路板相連?？刂齐娐钒蹇赏饨咏涣魇须?。
本實(shí)用新型的控制電路板是由高壓整流電路、功率輸出電路、推挽激勵(lì)電路、同步電路、溫度控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、方波發(fā)生器和鋸齒波發(fā)生器組成，其中功率輸出電路分別與高壓整流電路、過(guò)流保護(hù)電路、推挽激勵(lì)電路和同步電路相連，過(guò)流保護(hù)電路又與溫度控制電路及方波發(fā)生器相連，方波發(fā)生器又與推挽激勵(lì)電路及鋸齒波發(fā)生器相連，同步電路又與鋸齒波發(fā)生器相連。在控制電路中，可輸出高頻電流的功率輸出電路包括作為主控晶體管的大功率三極管BG11和諧振電容C13，BG11的輸出端接盤(pán)狀電磁線圈T1。功率輸出電路中的大功率三極管BG11可固定在一散熱片上，該散熱片的一部分用于固定BG11，另一部分為便于實(shí)現(xiàn)水冷散熱而置于加熱盤(pán)管的水分流器內(nèi)。實(shí)現(xiàn)水溫控制的溫度控制電路包括具有溫度控制功能的集成電路芯片IC2、溫度傳感器和外圍電路以及用于設(shè)置輸出水溫的溫度設(shè)置鍵，該芯片IC2還可連接用于顯示水溫度值的數(shù)碼管及顯示驅(qū)動(dòng)三極管。
本實(shí)用新型是由控制電路板將輸入的交流市電經(jīng)橋式整流后變?yōu)槊}動(dòng)電流，再將該脈動(dòng)電流轉(zhuǎn)換為高頻電流，該高頻電流輸入盤(pán)狀電磁線圈以產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，該交變磁場(chǎng)使其附近導(dǎo)磁的螺旋圓盤(pán)狀加熱盤(pán)管產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流在加熱盤(pán)管內(nèi)自成閉合回路，形成渦流，產(chǎn)生熱量來(lái)加熱流過(guò)加熱盤(pán)管內(nèi)的液體。
本實(shí)用新型改變了熱量從外部加熱的傳統(tǒng)方式，其加熱盤(pán)管本身就是熱源，避免了熱能在傳遞過(guò)程中由于輻射和對(duì)流造成的損失。熱效率特別高，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能，也提高了本實(shí)用新型的安全性能，本實(shí)用新型操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)裝配示意圖；圖2是加熱盤(pán)管的俯視圖；圖3是反映加熱盤(pán)管和盤(pán)狀電磁線圈位置關(guān)系的側(cè)面剖視圖；圖4是分流器3的外觀及局部剖面視圖。
圖5是分流器3的內(nèi)部剖視圖；圖6是控制電路板5的結(jié)構(gòu)框圖；圖7是控制電路板5的電路原理圖。
圖1反映本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)，其中加熱盤(pán)管1和2與電磁線圈T1平行放置且間隔較近的適當(dāng)距離其位置關(guān)系可見(jiàn)圖3所示；圖2中的加熱盤(pán)管1是由3根管子并排盤(pán)成螺旋狀的平面盤(pán)，所引出的兩端分別接通分流器3和集流器4，分流器3具有1個(gè)接進(jìn)水管7的進(jìn)水口和6個(gè)接通細(xì)管的出水口，如圖4和圖5所示，這種水的分流和加熱盤(pán)管的螺旋狀都加大了管道與水的接觸面積以提高熱效率，并保證出水的流量和溫度；集流器4具有6個(gè)接通細(xì)管的進(jìn)水口和1個(gè)接出水管8的出水口，其形狀與分流器3相似，可使二個(gè)加熱盤(pán)管1和2所加熱的水匯集流出。熱水經(jīng)出水管8流出以供用戶使用。加熱盤(pán)管和線圈T1之間用支架及螺母固定，以保持平行位置及適當(dāng)間距。
圖6和圖7反映了控制電路板的原理結(jié)構(gòu)及其實(shí)施例。當(dāng)220V交流市電由圖7右下方的電路輸入端經(jīng)開(kāi)關(guān)K1輸入后分成三路，其中兩路是低壓整流電路，一路由變壓器B1、整流電路D1和D2構(gòu)成，經(jīng)C1和C2濾波后供給控制電路；一路經(jīng)B2降壓后，由C28和C29濾波后，再經(jīng)穩(wěn)壓集成電路7805和7905穩(wěn)壓，再由C22和C23濾波后供給溫度控制電路；另一路經(jīng)整流電路D11橋式整流而得到約300伏直流脈動(dòng)電壓(空載)，經(jīng)L1和C12組成的L濾波器(其中L1同時(shí)起到高頻扼流的作用)，然后經(jīng)加熱線圈T1、諧振電容C13和TR1加到主控晶體管BG11的CE極，BG11的B極在未加驅(qū)動(dòng)脈沖電壓時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)。MYL-1/470V為過(guò)壓保護(hù)壓敏電阻C14為電源網(wǎng)絡(luò)高頻濾波電容。由主控晶體管BG11、加熱線圈T1和諧振電容C13為主構(gòu)成功率輸出電路。
在圖7中，鋸齒波發(fā)生器由比較器IC1-2、IC1-3、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、C9和D6構(gòu)成，方波發(fā)生器由比較器IC1-1、R11和C8構(gòu)成。由鋸齒波發(fā)生器的IC1-2和IC1-3(反饋)產(chǎn)生鋸齒波送到IC1-1的6腳，并與7腳的基準(zhǔn)電平比較，當(dāng)7腳處于高電平時(shí)，1腳輸出階躍脈沖方波，送至推挽激勵(lì)電路，經(jīng)推動(dòng)放大后，控制BG11的狀態(tài)；改變階躍脈沖的寬度也就改變了BG11輸出電流的大小，即改變了本實(shí)用新型的輸出功率。因而7腳與各控制輸出端連接，改變7腳電平幅值也就調(diào)制了1腳輸出脈沖寬度，達(dá)到控制輸出功率之目的；同樣原理，當(dāng)功率輸出電路異常，主回路電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，過(guò)流保護(hù)電路的電流互感器TR1使BG10開(kāi)啟，從而降低了IC1-1的7腳電平，減小輸出功率，降低主回路中的電流，過(guò)流保護(hù)電路由TR1、R33、R34、R35、D10、C11、BG10構(gòu)成。
推挽激勵(lì)電路是由晶體管BG1、BG2、BG3、BG4、BG6、二極管D3、D9、D5和C3、C4、C5、R1、R2、R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10組成，由于振蕩器產(chǎn)生的矩形脈沖電壓幅度很小，不能形成帶負(fù)載的能力，因而必須有推挽激勵(lì)電路(驅(qū)動(dòng)功率放大電路)使之有足夠的電壓驅(qū)動(dòng)功率變換輸出管BG11，同步電路由比較器IC1-4、BG7、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、C10、D7和D8構(gòu)成，同步信號(hào)經(jīng)IC1-4選出后以微分脈沖的形式加在BG7上，使鋸齒波的振蕩頻率同功率輸出電路同步。從而使BG11的開(kāi)關(guān)頻率也同步。圖7中的BG12、BG13、BG14、BG15、BG16、BG17為顯示驅(qū)動(dòng)三極管，分接六個(gè)顯示數(shù)碼管LED。其中3個(gè)數(shù)碼管顯示預(yù)置溫度值，3個(gè)數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度值。
IC1是低失調(diào)四電壓比較器，它的特點(diǎn)是每個(gè)比較器都有正、負(fù)輸入端和一個(gè)輸出端，輸出相當(dāng)于1只不接集電極電阻的晶體管。溫度控制電路由IC2(DNL9308)及其外圍元件、驅(qū)動(dòng)三極管和數(shù)碼管LED構(gòu)成。IC2是一種數(shù)字顯示及溫度控制集成電路芯片，內(nèi)部包含比較輸出器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、A/D顯示電路、預(yù)置顯示電路、數(shù)值比較電路、A/D譯碼驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)置譯碼電路、穩(wěn)壓電路、掉電保護(hù)電路、振蕩電路、分頻電路和預(yù)置電路，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將傳感器LM35D檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，一方面通過(guò)A/D譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示電路在LED數(shù)碼管上顯示出來(lái)，另一方面將這時(shí)的數(shù)值通過(guò)比較器與預(yù)值置進(jìn)行比較 當(dāng)大于預(yù)值置時(shí)輸出高電平，使BG10開(kāi)啟，降低IC1-1的7腳電平，減小輸出功率，降低主回路中的電流，從而實(shí)現(xiàn)控制水的溫度。
在
圖1和圖4中可見(jiàn)固定在分流器3上的散熱片6。在圖4中，散熱片6上的若干小孔用以固定大功率管BG11，由于散熱片6的另一部分置于分流器3內(nèi)，則流入分流器3的冷水對(duì)散熱片6實(shí)現(xiàn)水冷散熱，冷水帶走BG11產(chǎn)生的熱量，保證BG11的正常工作，提高整體電路的可靠性，同時(shí)又對(duì)冷水進(jìn)行了預(yù)加熱，充分利用熱能。散熱片6采用導(dǎo)熱系數(shù)高、絕緣程度好的非金屬材料制成。
圖1和圖7所示的溫度設(shè)置鍵S、SB1、SB2用于設(shè)置輸出熱水的溫度預(yù)置值，通過(guò)這些鍵的設(shè)置可控制輸出功率，以控制輸出水之水溫，其中按S鍵進(jìn)入溫度預(yù)置狀態(tài)，按SB1或SB2鍵則可設(shè)置出水溫度值。
圖1中，加熱盤(pán)管1和2、盤(pán)狀線圈T1、控制電路板5等安裝在殼體9內(nèi)，溫度預(yù)置開(kāi)關(guān)、電源開(kāi)關(guān)K1和數(shù)碼顯示管LED均安裝在殼蓋10上，便于操作和觀察。
權(quán)利要求1.一種電磁熱水器，其特征在于是由二個(gè)加熱盤(pán)管、一個(gè)盤(pán)狀電磁線圈和一塊具有電流轉(zhuǎn)換及溫度控制功能的控制電路板構(gòu)成，其中加熱盤(pán)管為數(shù)根導(dǎo)磁材料制成的細(xì)管并排盤(pán)成螺旋圓盤(pán)狀，二個(gè)加熱盤(pán)管平行放置，其中間平行放置圓盤(pán)狀電磁線圈，加熱盤(pán)管的一端通過(guò)水分流器接通進(jìn)水口，該分流器分別接通二個(gè)加熱盤(pán)管，加熱盤(pán)管的另一端通過(guò)水集流器接通出水口，該集流器分別接通二個(gè)加熱盤(pán)管，盤(pán)狀電磁線圈與控制電路板相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁熱水器，其特征在于所述的控制電路板是由高壓整流電路、功率輸出電路、推挽激勵(lì)電路、同步電路、溫度控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、方波發(fā)生器和鋸齒波發(fā)生器組成，其中功率輸出電路分別與高壓整流電路、過(guò)流保護(hù)電路、推挽激勵(lì)電路和同步電路相連，過(guò)流保護(hù)電路又與溫度控制電路及方波發(fā)生器相連，方波發(fā)生器又與推挽激勵(lì)電路及鋸齒波發(fā)生器相連，同步電路又與鋸齒波發(fā)生器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁熱水器，其特征在于可輸出高頻電流的功率輸出電路包括作為主控晶體管的大功率二極管BG11和諧振電容C13，BG11的輸出端接盤(pán)狀電磁線圈T1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁熱水器，其特征在于功率輸出電路中的大功率三極管BG11可固定在一散熱片上，該散熱片的一部分用于固定BG11，另一部分為便于實(shí)現(xiàn)水冷散熱而置于加熱盤(pán)管的水分流器內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁熱水器，其特征在于實(shí)現(xiàn)水溫控制的溫度控制電路包括具有溫度控制功能的集成電路芯片IC2，溫度傳感器和外圍電路以及用于設(shè)置輸出水溫的溫度設(shè)置鍵，溫度傳感器與IC2相連，該芯片IC2還可連接用于顯示水溫度值的數(shù)碼管。
專利摘要一種水加熱裝置,由二個(gè)加熱盤(pán)管、盤(pán)狀電磁線圈和具有電流轉(zhuǎn)換及溫度控制功能的控制電路板構(gòu)成,其中加熱盤(pán)管為數(shù)根導(dǎo)磁材料制成的細(xì)管并排盤(pán)成螺旋圓盤(pán)狀,加熱盤(pán)管和電磁線圈平行放置,線圈置于中間,加熱盤(pán)管的一端通過(guò)水分流器接通進(jìn)水口,該分流器分別通二個(gè)加熱盤(pán)管,加熱盤(pán)管的另一端通過(guò)水集流器接通出水口,該集流器分別通二個(gè)加熱盤(pán)管,盤(pán)狀電磁線圈與控制電路板相連。本實(shí)用新型通過(guò)渦流形成熱源,熱效率高,節(jié)能,安全可靠。
文檔編號(hào)F24H1/12GK2285446SQ96224758
公開(kāi)日1998年7月1日 申請(qǐng)日期1996年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月16日
發(fā)明者嚴(yán)衛(wèi) 申請(qǐng)人:嚴(yán)衛(wèi)