專利名稱：電磁熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種電加熱裝置。
電加熱裝置由于它發(fā)熱效率高，無污染、無噪聲、使用方便等優(yōu)點深受青睞。電磁灶由于鍋體本身就是發(fā)熱體，它免去了熱傳遞中的熱輻射和熱對流兩方面的損失，效率可達83％，加上無明火，熱源不外露，安全可靠的特點，成為電加熱器中的矯矯者。能否好上加好，把效率再提高一些，用途再廣泛一些呢？本實用新型的目的就是參照電磁灶的渦流發(fā)熱的原理而提供的電加熱裝置，它在電磁交換線圈的兩側(cè)同時安放加熱極板(鐵磁質(zhì)鍋體)。根據(jù)磁場磁力線是閉合的原理，當(dāng)磁力線在穿過上面的加熱極板時，也必然穿過下側(cè)的極板才能構(gòu)成閉合回路。因此上下極板同時各自產(chǎn)生感應(yīng)渦流，增大了發(fā)熱源，也就增大了加熱面。效率的提高是可預(yù)料的了，加熱的方式也可以得到改善。
本實用新型可由A、工作電源系統(tǒng)單元，B、控制系統(tǒng)單元，C、保護系統(tǒng)單元(可按使用的要求增減)，D、熱交換系統(tǒng)單元，E、磁屏蔽系統(tǒng)單元。等5個電路單元組成。
具體的方案是這樣實現(xiàn)的由薄鋁或鍍鋁塑料制成的箱體，它的外表面有指示燈、功率調(diào)節(jié)器旋鈕、電源輸入線、電源開關(guān)、進水管、放水閥門等。箱內(nèi)有一個密閉的內(nèi)箱，在內(nèi)箱的上蓋外部安置著印刷電路機芯板，機芯板中包括有工作電源系統(tǒng)單元、保護系統(tǒng)單元、控制系統(tǒng)單元。密閉的內(nèi)箱里安裝有熱交換系統(tǒng)單元，并通過兩根導(dǎo)線和機芯板相連。涼水可以從進水管流入內(nèi)箱，在經(jīng)過熱交換系統(tǒng)時被加熱，然后經(jīng)由放水閥門流出，供使用。
現(xiàn)在我們以淋浴熱水器為例加以介紹，附圖
一為熱水器右視剖面圖，可見到電磁交換線圈是被塑封在塑膠體內(nèi)，且和內(nèi)箱體的上蓋連成一體，鐵磁質(zhì)的加熱極板(鍋體)平行安置在線圈的兩側(cè)，它們共同組成熱交換單元，并裝入密閉的盛液體的塑料箱(內(nèi)箱體)中。密封箱的上蓋外面安放著印刷電路機芯板和散熱片，附圖二是熱水器內(nèi)部安置圖。圖二的左上邊散熱片上安裝有功率變換管Q6-Q9，底部是進水管。右上邊是機芯板，在這塊印刷電路機芯板上裝有控制系統(tǒng)單元B，工作電源單元A，保護系統(tǒng)單元C(本圖省略)。附圖三是熱水器工作原理圖，附圖四是印刷電路板底板，附圖五是元件分布圖，元件規(guī)格、名稱、數(shù)量見元件明細表。電磁交換線圈是通過兩根導(dǎo)線和機芯板相連接的，插接處見附圖三的J5、J6。內(nèi)箱體外側(cè)四周貼上或鍍有鋁質(zhì)薄膜層，并與地線相通。內(nèi)箱體上部有進水孔，下部有放水口。整個裝置的外殼是由薄鋁片或表面鍍鋁的塑料制成的箱體，正面除有商標圖案外，還有電源指標燈，工作指標燈，控制水溫用的功率調(diào)節(jié)旋鈕，右側(cè)還有電源開關(guān)和電源輸入線。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對實用新型的電路作進一步描述當(dāng)電源輸入線接入電源，并合上電源開關(guān)K1后，電源指示燈Z1亮，電源通過整流橋組D1得到300V左右的脈動直流，再經(jīng)扼流圈L1、濾波電容C2到電磁交換線圈L2、諧振電容C3，然后加到功率變換三極管Q6-Q9的C、E兩極上，等待驅(qū)動脈沖的到來，這就是所謂的工作電源即主電源。另一路是控制電源，當(dāng)內(nèi)箱體內(nèi)的水位達到或稍稍超過所設(shè)的水位時，磁性水位浮標靠近水位開關(guān)K2(干簧管開關(guān))并使之自動吸合，控制電源接通工作指示燈Z2亮，電源經(jīng)變壓器B降壓后輸出15V交流，再分為兩組，一組經(jīng)C5、C6濾波得到21V的電流供驅(qū)動電路。另一組經(jīng)穩(wěn)壓集成塊IC1，得到穩(wěn)定的12V直流供控制系統(tǒng)使用。
當(dāng)控制系統(tǒng)得電之后，12V直流經(jīng)R18、R17對C9充電使IC2-2脈寬調(diào)制器的反相端④腳的電壓V4逐漸升高，當(dāng)V4升高超過同相端⑤腳的電壓V5時比較器翻轉(zhuǎn)，輸出端②腳的電壓V2呈現(xiàn)低電平。對C9的充電同時結(jié)束，C9開始經(jīng)過D9對IC2-2內(nèi)部放電，V4也迅速降低。待到V4＜V5時，V2又變?yōu)楦唠娖?，C9放電停止，又轉(zhuǎn)為充電。就這樣對C9不斷地充電、放電，反復(fù)循環(huán)下去，因充電時間常數(shù)遠遠大于放電時間常數(shù)，造成充電慢、放電快，所以在④腳就出現(xiàn)了鋸齒波波形。頻率約25-50KHz。
為了保護Q6-Q9大功率三極管正常工作時不被燒損，電路要求功率管的開關(guān)頻率、相位要和電磁交換線圈L2、諧振電容C3的諧振頻率同步，為此我們采用IC2-3及周圍元件組成同步脈沖形成電路。從L2兩端J5、J6處引出的反映加熱器真實功率的電壓，由導(dǎo)線a、b引入分別經(jīng)分壓后送入⑥、⑦腳，在輸出端①腳得到同步控制的電壓波形，再經(jīng)C11、R18微分后加到②腳，從而控制了C9的充放電的起止時間，迫使④腳的鋸齒波與功率管的開關(guān)頻率同步。
IC2-4是電平控制回路，L2兩端J5、J6引來的反映加熱器真實功率的電壓，經(jīng)另一組分壓后加到⑧腳，它與⑨腳的經(jīng)過調(diào)整功率旋鈕(調(diào)整電位器R33)后，而設(shè)定的電壓相比較，從而在(14)腳得到了控制電平，再經(jīng)R32、C8濾波后成為平穩(wěn)的直流控制電壓。
直流控制電壓與鋸齒波電壓分別由(11)、(10)腳進入IC2-1及周圍元件組成的脈寬調(diào)制電路，在(13)腳得到了的所要的開關(guān)脈沖波形，這些不連續(xù)的脈沖波經(jīng)過Q1-Q5驅(qū)動級進行功率放大，成為有足夠幅值的電壓去驅(qū)動功率變換管Q6-Q9的通斷。熱水器也就開始了工作。
本實用新型設(shè)計獨特，它沒有一般電磁灶中必備的如鍋體檢測(非磁性鍋體識別)、負荷大小檢測、試探脈沖的發(fā)生等回路。當(dāng)然過流、過壓、溫顯、告警等回路也可按需要而定。它和普通電磁灶比較電路比較電路簡單多了。更明顯的是它不用晶體面板、不用冷卻風(fēng)機，既減輕重量又降低了成本。由于本裝置的內(nèi)箱和外殼都用鍍鋁膜塑料或鋁質(zhì)材料制成，故可組成可靠的防磁屏蔽系統(tǒng)，避免了電磁波污染。
本熱水器只須打開進水閥門，往塑料箱內(nèi)注水，插好電源，按下開關(guān)，把功率調(diào)整電位器(R33)調(diào)到合適位置，不到半分鐘就可以享用熱水了。當(dāng)水溫過高或過低時，可通過旋鈕調(diào)整，當(dāng)R33調(diào)到0位時，熱水器也就停止工作。如若進水量不足，水位過低時，水位開關(guān)K2自動斷開，控制系統(tǒng)工作電源斷開，工作指標燈滅。當(dāng)水位補足后電源自動恢復(fù)，熱水器繼續(xù)工作。
本熱水器功率設(shè)計為800-1600W，適合普通家庭使用，便于推廣。
以下對附圖加以說明圖一是熱水器右視圖，圖二是熱水器內(nèi)部裝置圖，圖三是熱水器工作原理圖，圖四是熱水器印刷電路圖，圖五是電路板元件分布圖。圖一、二中1、箱體外殼 10、進水管2、電源指示燈Z1、Z2 11、散熱板3、功率調(diào)整電位器R33 12、水位開關(guān)4、放水閥門 13、支持墊5、電源開關(guān)K114、功率變換管Q6-Q96、電源輸入線15、電磁交換線圈7、內(nèi)箱體16、鐵磁質(zhì)加熱極板8、內(nèi)箱體上蓋17、銅質(zhì)緊固螺絲9、機芯板18、固定螺絲19、磁性浮標電子器件明細表
權(quán)利要求1.一種電磁熱水器，由薄鋁或鍍鋁塑料制成的箱體，表面有指示燈、功率調(diào)節(jié)旋鈕、電源輸入線、電源開關(guān)、進水管、放水閥門等其特征在于箱體內(nèi)有一個密閉的內(nèi)箱，內(nèi)箱的上蓋外部安放著電路機芯板，機芯板中包括有工作電源單元、保護單元、控制單元，密閉的內(nèi)箱里裝有熱交換系統(tǒng)單元，它通過兩根導(dǎo)線和機芯板相連，涼水在內(nèi)箱里被加熱后供使用。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁熱水器，其特征在于電磁交換線圈是被耐熱、無毒的塑膠封固的，且和內(nèi)箱上蓋連成一體，線圈的兩側(cè)平行安置著鐵磁質(zhì)的加熱極板(鍋體)，它們共同組成熱交換系統(tǒng)，裝置于內(nèi)箱體中。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁熱水器，其特征在于外箱體和密閉的內(nèi)箱體是由薄鋁或外側(cè)鍍鋁的塑料制成，鋁層通過導(dǎo)線接地，構(gòu)成磁屏蔽。
專利摘要電磁熱水器是一種高效、節(jié)能、環(huán)保型的電加熱裝置,是以電磁灶為基礎(chǔ)改進的一種新產(chǎn)品。本裝置不用晶質(zhì)面板,不用冷卻風(fēng)機,它是在長方型的箱體內(nèi)的電磁交換線圈兩側(cè)同時裝有加熱極板,使得電磁能量被充分利用。故此比現(xiàn)有的電磁灶效率高、成本低、電路簡單、操作方便。加熱器的內(nèi)外箱體是由鋁質(zhì)或鍍鋁塑料制成,它們構(gòu)成磁屏蔽,可免去電磁波對外污染。
文檔編號F24H1/10GK2443281SQ99212038
公開日2001年8月15日 申請日期2000年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月9日
發(fā)明者賴韶楨 申請人:賴韶楨