專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)的電阻型陽(yáng)極和包含該電阻型陽(yáng)極的熱水器的制作方法
背景技術(shù)：
腐蝕是涉及陽(yáng)極(容易失去電子的金屬塊)、電解液(促進(jìn)電子移動(dòng)的液體)和陰極(容易接收電子的金屬塊)的電化學(xué)過(guò)程。當(dāng)金屬塊腐蝕時(shí)，電解液幫助提供氧給陽(yáng)極。隨著氧與金屬結(jié)合，電子被釋放出來(lái)。當(dāng)電子通過(guò)電解液流向陰極時(shí)，陽(yáng)極的金屬消失，由電子流帶走或轉(zhuǎn)變?yōu)槔玷F銹形式的金屬陽(yáng)離子。
在熱水器中實(shí)施一種陰極保護(hù)系統(tǒng)來(lái)防止熱水器箱的腐蝕。該陰極保護(hù)系統(tǒng)包括電連接到金屬熱水器箱的陽(yáng)極棒。該陽(yáng)極棒由例如鋁、鎂、鋅或合金的金屬構(gòu)成，這些金屬比熱水器的金屬箱更有活性。熱水器箱通常由玻璃涂層鋼構(gòu)成。
當(dāng)水被引入到熱水器箱時(shí)，在金屬箱(和/或連接器)和陽(yáng)極棒之間形成電流回路。結(jié)果，電流通過(guò)水從陽(yáng)極流向陰極，因此，陽(yáng)極棒開(kāi)始腐蝕。如果水源含有高礦物質(zhì)含量，電流將會(huì)增加，導(dǎo)致陽(yáng)極棒消耗的相應(yīng)增加。
在電流回路中增加電阻可以減少陽(yáng)極的消耗時(shí)間。現(xiàn)有的電阻型陽(yáng)極已經(jīng)使用電子元件型電阻，這些電子元件型電阻很貴，且相對(duì)難以組裝，并且組件易碎。易碎的電阻連接會(huì)導(dǎo)致失去接地，這會(huì)使陽(yáng)極不能工作，并且會(huì)導(dǎo)致加速熱水器箱的腐蝕失效。
偶爾，在有鎂或鋁的陽(yáng)極的情況下被加熱的某些天然水會(huì)產(chǎn)生不希望有的硫磺氣味的臭水。在電流回路中增加電阻可以減少陽(yáng)極電流，以解決臭水問(wèn)題，同時(shí)不會(huì)有害地阻止對(duì)于合理熱水器箱鈍化保護(hù)很重要的必要電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括連接器組件和界面，該連接器組件包含適合于容納陽(yáng)極棒的金屬導(dǎo)管，該界面包含在至少一部分金屬導(dǎo)管上的導(dǎo)電聚合物層。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括連接器組件，該連接器組件包含與陽(yáng)極棒電連通的第一封蓋，和在至少一部分第一封蓋上的導(dǎo)電聚合物層。
在又一實(shí)施例中，本發(fā)明包括連接器組件，該連接器組件包含與陽(yáng)極棒電連通的第一封蓋，和包括導(dǎo)電聚合物層的第二封蓋，該第二封蓋適合于容納第一封蓋。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括在陽(yáng)極棒和熱水器箱之間提供阻抗型界面的方法。該方法包括以下步驟在至少一部分金屬導(dǎo)管上施加導(dǎo)電聚合物層，將金屬導(dǎo)管連接到陽(yáng)極棒，將管接頭連接到金屬導(dǎo)管，并且將管接頭固定至熱水器箱。
在又一實(shí)施例中，本發(fā)明包括熱水器，該熱水器包含箱、向箱加水的進(jìn)水口、從箱排水的出水口、用于加熱箱中的水的加熱源、電連接到箱并由箱支撐的連接器組件以及電連接到連接器組件并由連接器組件支撐的陽(yáng)極棒，該連接器組件包括適合于容納陽(yáng)極棒的金屬導(dǎo)管和在至少一部分金屬導(dǎo)管上的導(dǎo)電聚合物層。


圖1是熱水器的部分切開(kāi)透視圖。
圖2是熱水器箱的另一構(gòu)造的部分剖視圖。
圖3是熱水器箱的另一構(gòu)造的部分剖視圖。
圖4是圖2的連接器組件的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例之前，需要理解的是，本發(fā)明在其應(yīng)用中并不局限于下述說(shuō)明書(shū)闡述的或附圖中示出的構(gòu)造細(xì)節(jié)和元件布置。本發(fā)明可以應(yīng)用于其他實(shí)施例，并且可以以不同的方式實(shí)施或執(zhí)行。同樣，需要理解的是，這里使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了說(shuō)明的目的，不應(yīng)該被認(rèn)為是限制。這里使用的“包括”、“包含”或“具有”和它們的變體意指包括后面列出的項(xiàng)和它們的等價(jià)物，以及附加項(xiàng)。術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”，“支撐”和“聯(lián)接”被寬泛地使用，并且包括直接的和非直接的安裝、連接、支撐和聯(lián)接。此外，“連接”和“聯(lián)接”不限定于物理或機(jī)械的連接或聯(lián)接，并且可包括電連接或聯(lián)接，不論直接或非直接。
圖1示出了一種熱水器10，該熱水器包括永久封閉的水箱14，包圍水箱14的外殼18和填充在水箱14和外殼18之間的環(huán)狀空間的泡沫絕緣層22。進(jìn)水管或汲取管26和出水管30進(jìn)入水箱14的頂部。進(jìn)水管26具有進(jìn)水開(kāi)口34，用于在水箱14底部附近加入冷水。出水管30具有出水開(kāi)口38，用于從水箱14頂部附近抽出熱水。熱水器10還包括電阻加熱元件42，該電阻加熱元件貫穿水箱14的壁和陽(yáng)極棒46、136。盡管示出了電熱水器，但是本發(fā)明可用于例如燃?xì)鉄崴鞯钠渌?lèi)型的熱水器和其他熱水器設(shè)計(jì)。
圖2示出水箱14、進(jìn)水管26和出水管30的部分放大剖視圖。出水管30包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的陽(yáng)極棒組件50。水箱14包括開(kāi)口54，陽(yáng)極棒組件50通過(guò)該開(kāi)口放置。水箱14包括固定至水箱14頂部并且與開(kāi)口54對(duì)齊的定位樁58。定位樁58有內(nèi)部螺紋，并且一般由鋼構(gòu)成。
陽(yáng)極棒組件50包括陽(yáng)極棒46，該陽(yáng)極棒由金屬66包圍的棒或金屬線62構(gòu)成，該金屬66比制造水箱14所用的金屬更有活性。例如陽(yáng)極棒46上的金屬66可以是鋁、鎂、鋅或合金。陽(yáng)極棒46通過(guò)連接器組件70電連接到水箱14。陽(yáng)極棒46以任意其他形式被焊接或固定至連接器組件70。
如圖2和圖4所示，連接器組件70包括由導(dǎo)電聚合物材料或?qū)щ娡繉?8圍繞或超模壓的金屬導(dǎo)管74。例如，該導(dǎo)電聚合物材料或?qū)щ娡繉?8可由碳和/或任何其他導(dǎo)電材料和/或元件填充。金屬導(dǎo)管74可在金屬導(dǎo)管74的內(nèi)部、外部、頂部和/或底部上包括導(dǎo)電聚合物材料或?qū)щ娡繉?8。連接器組件78包括開(kāi)口82，熱水可通過(guò)該開(kāi)口從水箱14流向出水管30和目的地。開(kāi)口82一般位于陽(yáng)極棒46的上方。
連接器組件70還包括容納在定位樁58中的管接頭86，以將陽(yáng)極棒組件50固定在水箱14中。管接頭86位于導(dǎo)電聚合物材料或?qū)щ娡繉?8之上或周?chē)?。管接頭86包括圓周凹槽90，以容納鎖環(huán)，該鎖環(huán)將連接器組件70固定至陽(yáng)極棒46，并在陽(yáng)極棒組件50和水箱14之間產(chǎn)生電流回路。
導(dǎo)電聚合物材料78提供阻抗給陽(yáng)極棒46和水箱14之間的電流回路中的地電位。該阻抗可以在大約5歐姆到大約500歐姆之間。該阻抗也可以在大約30歐姆到大約60歐姆之間。
在一個(gè)構(gòu)造中，導(dǎo)電聚合材料或?qū)щ娡繉?8可以只施加在金屬導(dǎo)管74上的管接頭86與金屬導(dǎo)管74接觸的區(qū)域94(例如，金屬導(dǎo)管74上的在鎖環(huán)施加在管接頭86上的區(qū)域94上的套子)。在該構(gòu)造中，導(dǎo)電聚合物材料78提供阻抗給陽(yáng)極棒46和水箱14之間的電流回路中的地電位。該阻抗可以在大約5歐姆到大約500歐姆之間。該阻抗也可以在大約30歐姆到大約60歐姆之間。
圖3示出水箱104的部分放大剖視圖。進(jìn)水管或汲取管116和出水管120進(jìn)入水箱104的頂部。進(jìn)水管116具有進(jìn)水開(kāi)口124，用于在水箱104底部附近加入冷水。出水管120具有出水開(kāi)口128，用于從水箱104頂部附近抽出熱水。水箱104還包括電阻加熱元件和陽(yáng)極棒132，該電阻加熱元件貫穿水箱104的壁。
水箱104包括陽(yáng)極棒組件136。陽(yáng)極棒組件136可用在水箱104上的位置處，而不是在水箱104的出水管120處。水箱104包括開(kāi)口140，陽(yáng)極棒組件136通過(guò)該開(kāi)口放置。水箱104包括固定至水箱104頂部并且和開(kāi)口140對(duì)齊的定位樁144。定位樁144有內(nèi)部螺紋，并一般由鋼構(gòu)成。
陽(yáng)極棒組件136包括由被金屬152包圍的金屬線148構(gòu)成的陽(yáng)極棒132，該金屬152比制造水箱104所用的金屬更有活性。例如陽(yáng)極棒132上的金屬152可以是鋁、鎂、鋅或合金。陽(yáng)極棒132通過(guò)連接器組件156電連接到水箱104。連接器組件156包括電連接到金屬線148的不銹鋼封蓋160。連接器組件156包括導(dǎo)電聚合物材料或?qū)щ娡繉?64(下文稱(chēng)為導(dǎo)電封蓋164)，導(dǎo)電聚合物材料或?qū)щ娡繉?64被施加到不銹鋼封蓋160，由不銹鋼封蓋160支撐和/或固定至不銹鋼封蓋160。
連接器組件156包括金屬配件168(例如3/4”NPT配件)，該金屬配件168被容納于定位樁144中，以將陽(yáng)極棒組件136固定在水箱104中。該配件168包括可容納陽(yáng)極棒132(包括不銹鋼封蓋160和導(dǎo)電封蓋164或施加到不銹鋼封蓋160的導(dǎo)電涂層)的沉孔172。不銹鋼封蓋160上的導(dǎo)電涂層或?qū)щ姺馍w164可與配件168和或沉孔172相接。配件168具有在組裝過(guò)程中施加到外部直徑的機(jī)械凹槽176，該組裝過(guò)程將連接器組件156固定至陽(yáng)極棒132。
連接器組件70和156比固定熱水器箱中的陽(yáng)極棒的導(dǎo)電全塑螺紋連接器組件更魯棒。塑料連接器模制造價(jià)更高，并且比金屬連接器更容易損壞。
本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)在權(quán)利要求中闡述。
權(quán)利要求
1.一種連接器組件，包括金屬導(dǎo)管，適合于容納陽(yáng)極棒；以及界面，包括在該金屬導(dǎo)管的至少一部分上的導(dǎo)電聚合物層。
2.如權(quán)利要求1所述的連接器組件，還包括適合于支撐所述金屬導(dǎo)管的管接頭，該管接頭與所述金屬導(dǎo)管在所述界面處電連通。
3.如權(quán)利要求1所述的連接器組件，其中所述金屬導(dǎo)管和所述陽(yáng)極棒電連通。
4.如權(quán)利要求1所述的連接器組件，其中所述導(dǎo)電聚合物層在所述金屬導(dǎo)管的內(nèi)表面和外表面上。
5.如權(quán)利要求1所述的連接器組件，其中所述導(dǎo)電聚合物層包括碳。
6.一種連接器組件，包括與陽(yáng)極棒電連通的封蓋；以及在該封蓋的至少一部分上的導(dǎo)電聚合物層。
7.如權(quán)利要求6所述的連接器組件，還包括適合于容納所述封蓋的配件，該配件與所述封蓋電連通。
8.如權(quán)利要求7所述的連接器組件，其中所述陽(yáng)極棒和所述配件電連通。
9.一種連接器組件，包括與陽(yáng)極棒電連通的第一封蓋；以及包含導(dǎo)電聚合物層的第二封蓋，該第二封蓋適合于容納該第一封蓋。
10.如權(quán)利要求9所述的連接器組件，還包括適合于容納所述第二封蓋的配件，該配件與所述第二封蓋電連通。
11.如權(quán)利要求10所述的連接器組件，其中所述陽(yáng)極棒和所述配件電連通。
12.一種在陽(yáng)極棒和熱水器箱之間提供阻抗型界面的方法，該方法包括向金屬導(dǎo)管的至少一部分施加導(dǎo)電聚合物層；將該金屬導(dǎo)管連接至該陽(yáng)極棒；將管接頭連接至該金屬導(dǎo)管；以及將該管接頭固定至該熱水器箱。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述導(dǎo)電聚合物層在所述金屬導(dǎo)管的內(nèi)表面和外表面上。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述導(dǎo)電聚合物層在所述陽(yáng)極棒和所述熱水器箱之間提供在大約5歐姆到大約500歐姆范圍內(nèi)的阻抗。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述導(dǎo)電聚合物層在所述陽(yáng)極棒和所述熱水器箱之間提供在大約30歐姆到大約60歐姆范圍內(nèi)的阻抗。
16.一種熱水器，包括箱；加水至該箱的入水口；從該箱排水的出水口；加熱該箱中的水的加熱源；電連接至該箱的陽(yáng)極棒；以及電連接至該箱并由該箱支撐的連接器組件，該連接器組件包括適合于容納該陽(yáng)極棒的金屬導(dǎo)管，以及在該金屬導(dǎo)管的至少一部分上的導(dǎo)電聚合物層。
17.如權(quán)利要求16所述的熱水器，其中所述連接器組件還包括適合于支撐所述金屬導(dǎo)管的管接頭，該管接頭與所述金屬導(dǎo)管電連通。
18.如權(quán)利要求16所述的熱水器，其中所述金屬導(dǎo)管和所述陽(yáng)極棒電連通。
19.如權(quán)利要求16所述的熱水器，其中所述導(dǎo)電聚合物層在所述金屬導(dǎo)管的內(nèi)表面和外表面上。
20.如權(quán)利要求16所述的熱水器，其中該導(dǎo)電聚合物涂層包括碳。
21.一種熱水器，包括箱；加水至該箱的入水口；從該箱排水的出水口；加熱該箱中的水的加熱源；電連接至該箱的陽(yáng)極棒；以及電連接至該箱并由該箱支撐的連接器組件，該連接器組件包括與該陽(yáng)極棒電連通的第一封蓋，以及包括導(dǎo)電聚合物層的第二封蓋，該第二封蓋適合于容納該第一封蓋。
22.如權(quán)利要求21所述的熱水器，其中所述連接器組件還包括適合于容納所述第二封蓋的配件，該配件與所述第二封蓋電連通。
23.如權(quán)利要求22所述的熱水器，其中所述陽(yáng)極棒和所述配件電連通。
全文摘要
一種在陽(yáng)極棒(46)和熱水器箱連接器(70)之間加入阻抗型界面的裝置和方法。該阻抗型界面可包括導(dǎo)電聚合物材料或涂層(78)。
文檔編號(hào)C23F13/00GK101069046SQ200580041428
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者馬克·艾倫·墨菲 申請(qǐng)人:艾普克姆公司