專利名稱：微型高頻電磁快速熱水器的制作方法
微型高頻電磁快速熱水器亦稱熱水器，屬于家居廚衛(wèi)設(shè)施，是取代爐灶燒水的電磁加熱器具，主要用于快速燒熱水和開(kāi)水，以便于天冷時(shí)洗臉、洗腳、刷牙、漱口、洗手、淘米、煮飯、洗菜、洗碗及衛(wèi)生用水，開(kāi)水可以泡茶、泡方便食品、沖奶粉等，還可加混水閥用于洗澡沖涼。
微型高頻電磁快速熱水器與市場(chǎng)上現(xiàn)有的熱水器不同，現(xiàn)有的熱水器，包括洗澡用的較大型熱水器和客廳里泡茶的熱水器，都是用電阻絲發(fā)熱元件構(gòu)成的，有的是用市場(chǎng)上的電阻絲加熱管，有的用陶瓷管上纏繞電阻絲，然后用高溫?zé)Y(jié)一層玻璃釉來(lái)與水隔絕，保障絕緣，叫琺瑯加熱器，也有在玻璃管外鍍一層導(dǎo)電膜來(lái)發(fā)熱加溫，還有用PTC粉裝在管內(nèi)發(fā)熱來(lái)加熱水溫的?？傊?，都是電流通過(guò)導(dǎo)體發(fā)熱，只是外觀、形狀、大小不同而已。而微型高頻電磁快速熱水器，故名思意，就是電磁加熱原理，也就是磁渦流發(fā)熱。電熱轉(zhuǎn)換形式不同，機(jī)理不同，效率也不同。在目前市場(chǎng)上和資料上還未見(jiàn)過(guò)電磁感應(yīng)加熱的熱水器。
微型高頻電磁快速熱水器，是用目前市場(chǎng)上的電磁爐原理，與電磁爐不同之處，是用鐵皮水箱取代電磁鍋，而且是用雙電磁感應(yīng)線圈將水箱夾在中間，形成雙面加熱，并設(shè)計(jì)成預(yù)熱層和加熱層的雙層內(nèi)外加熱，同時(shí)又將大功率的開(kāi)關(guān)管和振蕩管安裝在金屬做的冷卻器上，用流經(jīng)的冷水把熱量帶走，這樣可減少電風(fēng)扇散熱空間和耗電，既解決了散熱，又利用了熱能，可謂一舉兩得，從而極大地提高了熱能利用率，又極大地減少了熱能的浪費(fèi)。通過(guò)初步原理性試驗(yàn)可行，效果較好。但為了防止水溫過(guò)高產(chǎn)生蒸氣，出水口要大于進(jìn)水口。為了達(dá)到有進(jìn)水才有出水，沒(méi)有進(jìn)水就沒(méi)有出水，以防放空，故將出水口設(shè)計(jì)在熱水器上方。為了達(dá)到用水時(shí)才通電加熱，不開(kāi)水時(shí)不用電，防止長(zhǎng)期通電，以便即開(kāi)即熱，即開(kāi)即用，所以在出水口上邊裝有溢流檢測(cè)電極，當(dāng)有水流出時(shí)，利用水的電阻作用觸發(fā)555控制電路，開(kāi)通電源加熱。沒(méi)有水流出時(shí)不通電。為了使冷卻器長(zhǎng)期保持冷水冷卻，故將出水口設(shè)計(jì)高于冷卻器，使其長(zhǎng)期保持冷水冷卻。為了使水熱得快，盡量減小內(nèi)外水箱的容水量，使一秒鐘的最大流出量等于內(nèi)外水箱的容水量，這是熱水器節(jié)約之所在。并且，水箱是鐵皮做的，由于鐵原子對(duì)電磁波有極強(qiáng)的吸收能力，當(dāng)鐵元素的表層原子在電磁波的作用下，鐵元素的表層原子立即被磁化，使鐵原子轉(zhuǎn)向一個(gè)方向而形成渦旋形的磁化場(chǎng)，由于鐵原子沒(méi)有磁惰性作用，所以，電磁波方向改變時(shí)，鐵原子隨之反轉(zhuǎn)形成反向渦流，頻率越高，渦流變化越快，鐵原子快速的反復(fù)顛倒運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生原子極化運(yùn)動(dòng)熱，這就是鐵原子在交變磁場(chǎng)中的極化效應(yīng)。因此渦流發(fā)熱發(fā)生在鐵皮淺表層面上，所以，發(fā)熱均勻，密度大，輻射快，鐵皮越薄，熱效率越高，比電阻絲的體發(fā)熱速度快，尤其是即開(kāi)即熱的微型熱水器，渦流表面發(fā)熱比電阻絲體積發(fā)熱更好。對(duì)于熱水器來(lái)說(shuō)，渦流發(fā)熱比電阻導(dǎo)電體發(fā)熱更安全，因?yàn)橥ㄟ^(guò)水的不是電，而是磁，發(fā)熱體不是導(dǎo)電體，是吸收磁場(chǎng)的鐵板。由于微型熱水器的用途決定了用水時(shí)間短，用水量小，主要要求即開(kāi)即熱，卻開(kāi)即用。而一般家庭洗澡用熱水器，容量大，加熱時(shí)間長(zhǎng)，需要長(zhǎng)期通電保溫，于是，耗電量大，又不便于移動(dòng)使用，水管過(guò)長(zhǎng)，使用熱水時(shí)，開(kāi)始放出冷水過(guò)多，浪費(fèi)水多，電費(fèi)也多，所以，一般使用較少。與一般電阻發(fā)熱或?qū)w發(fā)熱的小型或微熱水器相比，電阻絲導(dǎo)體是線體發(fā)熱，線體內(nèi)的溫度通過(guò)擴(kuò)散傳熱時(shí)間長(zhǎng)，輻射慢，關(guān)電后的余熱含量高，浪費(fèi)熱能較多，再用水時(shí)，水又冷了，又得多費(fèi)時(shí)間加熱，所以，不如渦流發(fā)熱經(jīng)濟(jì)合算。為了通水通電同步進(jìn)行，以保證開(kāi)水時(shí)才通電，未開(kāi)水時(shí)不通電，或者說(shuō)，有水流出就通電，沒(méi)有水流出就不通電，以防開(kāi)水后，水管中沒(méi)有水進(jìn)入熱水器而干燒現(xiàn)象的發(fā)生，于是，采用了電極式溢流檢測(cè)自動(dòng)控制裝置，簡(jiǎn)化了使用操作，開(kāi)水即開(kāi)電，關(guān)水即關(guān)電，使熱水器無(wú)聲無(wú)息的工作，并設(shè)有電源開(kāi)或關(guān)的指示燈顯示熱水器狀態(tài)。同時(shí)為了使水流經(jīng)之處都能受到加熱，所以，設(shè)計(jì)成與線圈略大的扁圓形鐵皮水箱。而且，鐵皮水箱與加熱線圈之間還有一定的空間，水從其中流動(dòng)時(shí)，水分子又受磁場(chǎng)變化而顛簸進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)也帶走了加熱線圈本身的熱，所以，熱效率特別高，比電磁爐的熱效率還高。由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益可想而知矣。
微型高頻電磁快速熱水器，其


如下由于該熱水器采用電磁爐原理，只是結(jié)構(gòu)上有所不同，所以，電子元件和加熱線圈基本上采用現(xiàn)有專業(yè)元件廠家生產(chǎn)的配套元器件，不屬本發(fā)明范圍，所以沒(méi)有元件線路圖，僅與結(jié)構(gòu)相關(guān)的

。整體上是由電子元件箱和功率管冷卻盒與加熱器組成上中下三位一體式結(jié)構(gòu)。其中圖1是正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為電子元件板，裝在電子元件箱內(nèi)、2為電磁感應(yīng)線圈，亦稱加熱線圈，簡(jiǎn)稱線圈、3為電子元件箱、4為功率管冷卻盒，內(nèi)裝冷卻器，簡(jiǎn)稱冷卻盒、5為加熱器外殼，其內(nèi)分為ABCDE五個(gè)區(qū)域，其中A和E在兩邊，是安放加熱線圈的位置，B和D是空位，是水通過(guò)和加熱的區(qū)域，又稱外加熱區(qū)，C是安放鐵皮水箱的位置、6是外殼；圖2是整體結(jié)構(gòu)示意圖，上部為電子元件箱，簡(jiǎn)稱元件箱，中間是冷卻盒，下部是加熱器。圖中7為進(jìn)水口、8為電子元件箱背板、9為元件箱左側(cè)板、10為組合縫，亦稱卡口、11為元件箱前板，為了圖面清晰，以便理解，和8一樣，均未畫出、12為元件箱底板、13為出水口、14為元件箱頂板、15為元件箱右側(cè)板、16為冷卻盒，是安裝冷卻器的位置；圖3是剖視圖，也是摘要附圖，圖中17為進(jìn)水開(kāi)關(guān)，亦稱龍頭、18為撐緊環(huán)，是塑料圈，用于固定鐵皮水箱、19為溢水檢測(cè)電極、20為冷卻器、21為加熱器進(jìn)水口，前后各一個(gè)、22為鐵皮水箱，亦稱加熱水箱、23為線圈架、24為加熱器隔板，簡(jiǎn)稱隔板，與冷卻盒和元件箱連成一體，用塑料模具壓制而成、25為加熱水箱進(jìn)水口，左右各一個(gè)；圖4是冷卻器結(jié)構(gòu)剖視圖，其中圖4-a為剖視圖，圖中26為功率管(開(kāi)關(guān)管和振蕩管)、27為絕緣板(可用聚脂片或云母片)、28為夾板，將功率管夾緊，提高散熱效果、29為夾緊螺絲、30為金屬盒分水器，亦叫冷卻器，鐵皮水箱兩邊的水由此分別進(jìn)入。圖4-b是分水器平面圖，圖中31為散熱板固定孔，分別在四個(gè)角上、32為加熱器進(jìn)水管螺帽，前后水箱各1個(gè)，主要用于加熱器和冷卻器的連接固定；圖5a是散熱板與冷卻器的密封結(jié)構(gòu)圖，圖中33為散熱板，是安裝功率管的位置，冷水從散熱板下流過(guò)而帶走功率管的熱量、34為橡膠墊圈，起密封水的作用、35為密封螺絲。圖5-b是橡膠墊圈圖；圖6是電源開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制器圖，圖中555為時(shí)基電路，又稱雙穩(wěn)觸發(fā)電路，其信號(hào)輸入端為ab溢流檢測(cè)電極，由于ab檢測(cè)電極與水接觸，為了確保安全，必須使用隔離變壓器T。采用繼電器J控制，既安全又可靠，電源開(kāi)或關(guān)顯示用雙色發(fā)光二級(jí)管DS，DSR是微型高頻電磁快速熱水器，當(dāng)ab檢測(cè)電極被水連通時(shí)，555翻轉(zhuǎn)輸出電流使繼電器J通電吸合，DCR開(kāi)始工作。當(dāng)水停止流出時(shí)，或者說(shuō)當(dāng)自來(lái)水停止流入時(shí)，ab電極斷開(kāi)，555復(fù)位而關(guān)斷DCR電源，但不影響指示燈電源。
微型高頻電磁快速熱水器，已通過(guò)初步原理性試驗(yàn)可行，其實(shí)施方法有兩種，一種是手工制作，另一種是模具壓注外殼，也就是將元件箱和冷卻盒與加熱器外殼連成一體，從組合縫10處分成兩瓣，各開(kāi)一付模具進(jìn)行壓注制作，組合時(shí)先將預(yù)先制作好的鐵皮水相22裝在一瓣上，然后再合上另一瓣，并在合縫(卡口)上涂上粘接劑后合上，將螺帽32扭緊，然后將防漏膠墊34墊好后，蓋上散熱板33，扭緊螺絲35，然后粘貼聚脂片或云母片，將開(kāi)關(guān)管和振蕩管裝好，壓上夾板28，扭緊螺絲29，最后將兩塊加熱線圈2安裝在加熱器的A和E的位置上，接好線路，接上進(jìn)出水管，即告成功。另外，在試制階段，采用塑料管截成適當(dāng)長(zhǎng)度的加熱器外殼5，同時(shí)做兩個(gè)撐緊環(huán)18，并將事先焊好的鐵皮水箱22的出水管穿過(guò)外殼5的出水孔(事先鉆好的孔)中，然后在鐵皮水箱22的兩邊裝上撐緊環(huán)18，用兩塊與5的內(nèi)徑一樣大的塑料板緊貼撐緊環(huán)18，并用環(huán)氧樹(shù)脂粘接，這就是圖3中的隔板24，然后裝上加熱線圈(加熱線圈2和線圈架23是連成一體的)，并予以加固，這樣，加熱器已告成功。其余是用鐵皮自焊冷卻器20，加熱器與冷卻器之間的管子連接全用錫焊焊死，要保證不滲水。冷卻盒16和元件箱3均可用塑料焊接法焊接，也可用粘接法粘接，做好后，在冷卻器的散熱板34上裝上功率管26后，將有關(guān)線路接通即可通電試用。
權(quán)利要求
1.微型高頻電磁快速熱水器是由電子元件箱[3]和冷卻盒[4]與加熱器[5]組成上中下三位一體式結(jié)構(gòu)，其特征是加熱線圈[2]在鐵皮水箱[22]兩邊成為內(nèi)外加熱，功率管[26]采用進(jìn)水冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于線圈[2]在鐵皮水箱[22]兩邊的隔板[24]外，與水隔絕，水從中流過(guò)加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于鐵皮水箱[22]是扁圓形的空心盒，直徑之比略大于加熱線圈[2]，被撐緊環(huán)[18]卡緊在中間，其上邊焊接有一根出水管[13]穿過(guò)加熱器外殼[5]，下邊有兩個(gè)進(jìn)水口[21]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于功率管[26]用夾板[28]夾在散熱板[33]上，夾板[28]固定在元件箱底板[12]上，與散熱板[33]之間有聚脂片或云母片[27]絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于分水器[30]裝在分水盒[16]內(nèi)，底座上有兩個(gè)孔[32]，通過(guò)翻邊的空心螺管[21]與螺帽[32]將分水器[30]和加熱器[5]固定在一起，水從此分別進(jìn)入前后加熱區(qū)BD，其上有進(jìn)水管[7]焊接在散熱板[33]中央，并通過(guò)四個(gè)角上的連接孔用螺絲[31]穿過(guò)橡膠墊[34]固定在分水器[30]上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于進(jìn)水開(kāi)關(guān)[17]裝在進(jìn)水管[7]上高于分水器[30]的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于出水口[13]高于分水器[30]，其上邊裝有溢流檢測(cè)電極ab。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于熱水器DCR受555自動(dòng)檢測(cè)控制器的繼電器J控制，其控制電源由變壓器T的次級(jí)供電，不與初級(jí)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述微型高頻電磁快速熱水器，其特征在于熱水器DCR由卡口[10]處分成兩瓣生產(chǎn)，合并時(shí)用膠粘劑粘接，其內(nèi)的管、口連接處也用膠粘劑粘接。
全文摘要
本發(fā)明的微型高頻電磁快速熱水器，是以家用電磁爐原理研制而成，與電磁爐不同之處，是用鐵皮水箱代替了電磁鍋，通過(guò)流水，完全帶走了渦流熱和線圈熱，極大地提高了電熱轉(zhuǎn)換的利用率，加熱快，余水少，節(jié)水節(jié)電，節(jié)約開(kāi)支，達(dá)到了即開(kāi)即熱，即開(kāi)即用之目的。該熱水器設(shè)計(jì)為溢水檢測(cè)自動(dòng)控制裝置，檢測(cè)電極信號(hào)源由隔離變化供低壓電，使用絕對(duì)安全。有水流入流出時(shí)通電加熱，無(wú)水流入流出時(shí)不通電，以防干燒。并設(shè)有通電、斷電指示燈告知是否正常。主要用于洗臉、洗腳、刷牙、漱口、淘米、煮飯、洗手、洗菜及衛(wèi)生用水，亦可泡茶和方便食品，加混水閥，還可洗澡沖涼。
文檔編號(hào)F24H1/10GK1880874SQ20061007128
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月1日
發(fā)明者廖智, 高春林 申請(qǐng)人:廖智, 高春林