專利名稱：一種電磁熱水器的制作方法
專利說明 技術(shù)領(lǐng)域 本實用新型涉及一種熱水器，具體為一種電磁熱水器。
背景技術(shù) 現(xiàn)在，熱水器廣泛用于人們的日常生活中，洗澡、洗菜、洗鍋、洗臉、洗手等等，都要用熱水器加熱的水。
現(xiàn)在市場上的熱水器基本上有三種，即電熱水器、太陽能熱水器和燃?xì)鉄崴?。每種熱水器各有利弊。太陽能熱水器為節(jié)能產(chǎn)品，使用最為經(jīng)濟。但是南方很多地區(qū)因陰雨天多不便于使用，在北方地區(qū)冬天也不好使用。燃?xì)鉄崴鞅仨氃谟腥細(xì)夤?yīng)的地區(qū)才能使用。電熱水器使用方便，不受時間、地區(qū)限制，只要有電就能使用。缺點是能耗比較高、不安全。
現(xiàn)在市場上的電熱水器基本上都是容積式電阻加熱熱水器。此種熱水器存在四大缺點。一是體積龐大笨重。二是能耗高，因用電阻加熱管加熱能耗比較高，而且每次加熱好的熱水不可能全部用完。浪費一部份熱能。三是安全性能差，盡管廠家采取了多種措施，但是因電阻加熱管就浸在水中，不安全的因素仍然是存在的。四是使用時必須提前加熱，使用不太方便。
還有一種電熱水器采用德國DSC單晶盾非金屬電熱技術(shù)，以單晶硅作為載體。這種熱水器比較安全，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高、成本高。
實用新型內(nèi)容 為了克服現(xiàn)有電阻熱水器的上述缺點，本實用新型提供一種節(jié)能、安全、使用方便的電磁熱水器。
現(xiàn)將電磁熱水器說明如下 1、該電磁熱水器由6部分組成，即熱水器本體、導(dǎo)線、絕緣隔熱殼、加熱翅片、端蓋和外殼。請見圖1、圖2。如圖顯示，絕緣隔熱殼(3)套在熱水器本體(1)上，在絕緣隔熱殼外纏繞上密集的導(dǎo)線(2)，將端蓋(5)擰在熱水器本體(1)上。將上述纏好導(dǎo)線的絕緣隔熱殼、熱水器本體一起裝入外殼(6)。加熱翅片(4)焊在熱水器本體內(nèi)部。
熱水器本體既是貯水管又是加熱管，熱水器本體的橫截面可以是圓形(如圖2)，也可以是矩形(如圖3)。為了加熱更快，在熱水器本體內(nèi)設(shè)置了若干個加熱翅片(4)。熱水器本體和翅片用鐵質(zhì)材料制成。
熱水器本體(1)也可以為折流管，請見圖8。
絕緣隔熱殼(3)與熱水器本體(1)之間有若干毫米的距離。防止纏繞在絕緣隔熱殼上的導(dǎo)線(2)過熱。
熱水器外殼(6)與導(dǎo)線(2)之間也留有若干毫米的距離，讓導(dǎo)線散熱。
為了調(diào)控?zé)崴疁囟龋瑸榱朔乐篃崴鳠?，本熱水器安裝了自動控制系統(tǒng)，請見圖4。如圖4所示，在熱水器本體出口處安裝了溫度傳感器(7)和水流傳感器(8)，傳感器7、8與微電腦連接。通過微電腦實現(xiàn)自動控制。
導(dǎo)線(2)通入的是高頻交流電(I)，通過電磁感應(yīng)加熱。
2、電磁熱水器工作原理 (A)、電磁熱水器本體(1)上纏繞著密集的導(dǎo)線(中間有絕緣隔熱殼3)，這樣實際上構(gòu)成了一個螺線管(見圖5)。當(dāng)高頻交流電通過螺線管時，在螺線管內(nèi)產(chǎn)生了交變磁場(見圖7)。圖中1-螺線管，2-磁力線。熱水器本體(1)和翅片(4)正位于磁場的中心位置。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在熱水器本體和翅片上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 E＝K1×dφ/dt……(1) 式中K1為常數(shù)，dφ/dt為磁通(φ)隨時間(t)的變化率。
由于電動勢E的作用，在熱水器本體和翅片上產(chǎn)生了無數(shù)個環(huán)形交變感應(yīng)電流 I＝E/R……(2) 式中R為熱水器本體和翅片的電阻。
熱水器本體和翅片相當(dāng)于由無數(shù)個電阻為R的圓形閉合線圈組成。由于R很小，因此不大的感應(yīng)電動勢可以在熱水器本體和翅片內(nèi)激起很大的電流，這種電流叫做渦電流(簡稱渦流)。
根據(jù)電流熱效應(yīng)原理，渦電流必然產(chǎn)生熱能Q Q＝K2I2Rt……(3) 將式(2)代入式(3)得出 Q＝K2×E2t/R……(4) 式中K2為常數(shù) 由式(4)中可以看出，由于熱水器本體和翅片電阻R很小，不大的電動勢(E)可以在短時間(t)內(nèi)產(chǎn)生強大的熱效應(yīng)，使電磁熱水器中的水很快被加熱。
(B)、由(A)中(1)式得知，熱水器本體和翅片上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢(E)與磁通變化率(dφ/dt)成正比。本電磁熱水器通入的電流(I)為高頻交流電，由于高頻交流電dφ/dt更大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢(E)很大。這樣使本電磁熱水器更節(jié)能，水熱的更快。
(C)關(guān)于電磁輻射問題 經(jīng)過推導(dǎo)計算和測定，無限長密繞載流螺線管管內(nèi)是一個勻強磁場，磁場強度B內(nèi)＝μnI(n為線圈匝數(shù)，I為電流強度，μ為常數(shù))。螺線管外磁場強度為零，即B外＝0。
本熱水器導(dǎo)線形成的螺線管雖然不是無限長，但是磁場基本上都在管內(nèi)，幅射到管外的很少(請見圖6)。圖中1為螺線管，螺線管下方為對應(yīng)的磁場強度曲線圖。由圖6看出磁場強度B在管內(nèi)最大，在管外很小，趨向于零。與現(xiàn)在市場上大量銷售的電磁爐的電磁幅射相比，本熱水器的電磁幅射可以忽略不計，因此本熱水器是環(huán)保型產(chǎn)品，使用非常安全。
3、電磁熱水器的優(yōu)勢 本電磁熱水器與現(xiàn)在市場上銷售的電阻式熱水器比較有很大優(yōu)勢。
(1)本電磁熱水器為即熱式熱水器，不用預(yù)熱，打開熱水器數(shù)秒后，熱水就不斷流出，使用十分方便。
(2)本熱水器為節(jié)能產(chǎn)品 由前述說明中得知，本熱水器通入的是高頻交流電，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦流效應(yīng)加熱水，既降低能耗，加熱速度又快。本熱水器為即熱式，不浪費熱水。
(3)本熱水器用電絕對安全 由圖1可知，本熱水器的導(dǎo)線是纏繞在熱水器絕緣隔熱殼(3)上，熱水器本體既是貯水管又是加熱管，在熱水器本體和導(dǎo)線之間有一絕緣隔熱殼，熱水器本體與外電源無法接通，因此是絕對安全的。
(4)本熱水器結(jié)構(gòu)簡單、占用空間少，成本比容積式熱水器低50％左右。
(5)本熱水器安裝維修方便 本熱水器沒有龐大笨重的貯水桶，很好安裝。本熱水器本體可以自由取出。維修清洗時將熱水器本體取出，擰開端蓋進(jìn)行清洗，清洗完畢再裝進(jìn)去即可。
(6)本熱水器可以安裝在不同場所，用于不同用途。本熱水器安裝在衛(wèi)生間，可用于洗澡，安裝在洗碗池和洗臉池下方水管上就構(gòu)成即熱式水龍頭。
本熱水器安裝在飲水機內(nèi)可以燒開水。
(7)本熱水器可以大型化，供多人同時使用，也可以供暖
圖1為電磁熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為熱水器本體，2為導(dǎo)線，3為絕緣隔熱殼，4為熱水器本體內(nèi)的加熱翅片，5為端蓋，6為外殼。I為通入導(dǎo)線的高頻交流電。A為進(jìn)水口。B為熱水出口。
圖2是當(dāng)熱水器本體橫截面為圓形時的圖1的D-D剖面圖。圖中1為熱水器本體，2為導(dǎo)線，3為絕緣隔熱殼，4為加熱翅片，6為外殼。
圖3是當(dāng)熱水器本體橫截面為矩形時的圖1的D-D剖面圖。圖中1為熱水器本體，2為導(dǎo)線，3為絕緣隔熱殼，4為加熱翅片，6為外殼。
圖4是熱水器自動控制示意圖。圖中1為熱水器本體，2為導(dǎo)線，7為溫度傳感器，8為水流傳感器。K1、K2為電源開關(guān)。A為進(jìn)水口，B為熱水出口。
圖5為一螺線管。圖中I為通入螺線管的高頻交流電。
圖6是螺線管內(nèi)外磁場強度的示意圖。圖中1為螺線管，B為磁場強度。
圖7是螺線管內(nèi)外磁力線的分布圖。圖中1為螺線管，2為磁力線，B為磁場強度。
圖8是熱水器本體為折流管的電磁熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為熱水器本體，2為導(dǎo)線，3為絕緣隔熱殼。A為進(jìn)水口，B為熱水出口，I為高頻交流電。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖將電磁熱水器的具體實施方式
進(jìn)一步說明如下。
按照電磁熱水器的結(jié)構(gòu)圖(圖1)，首先用不銹鋼制造一熱水器本體(1)，熱水器本體進(jìn)水端只留一進(jìn)水管口，出水端敞開，管外加工成螺紋。端蓋(5)里面也加工成螺紋，螺紋模數(shù)與熱水器本體螺紋模數(shù)相同。將端蓋(5)擰在熱水器本體(1)上，旋緊。熱水器本體內(nèi)焊著若干加熱翅片(4)。
然后，用耐熱耐壓塑料制造一絕緣隔熱殼(3)，將漆包線(銅導(dǎo)線)(2)緊密地纏繞在絕緣隔熱殼(3)上，漆包線要按照圖4中的E、F段分別纏繞，F(xiàn)段也可以分若干組。每一段的漆包線的匝數(shù)根據(jù)計算和實驗決定。
外殼(6)用塑料制造。
將上述熱水器本體(1)裝入已纏好漆包線的絕緣隔熱殼(3)內(nèi)，再裝上外殼(6)。
絕緣隔熱殼與熱水器本體之間有若干毫米的距離，防止導(dǎo)線過熱。
漆包線(2)通入高頻交流電，頻率為20仟赫左右。
為了防止熱水器燒干，為了保持熱水器水溫恒定，本熱水器設(shè)計了一個自動控制系統(tǒng)。請見圖4，圖中(1)為電磁熱水器本體，2為導(dǎo)線，A為冷水進(jìn)口，B為熱水出口。兩組線圈將熱水器本體分成E段和F段，E段為正常工作段，F(xiàn)段為水溫調(diào)節(jié)段。7為溫度傳感器，8為水流傳感器，K1、K2為電源開關(guān)。K1、K2由微電腦控制。
當(dāng)水不流過熱水器時，水流傳感器通知微電腦斷開K1、K2開關(guān)，熱水器不工作。當(dāng)水流通過熱水器時，水流傳感器立即通知微電腦合上K1、K2開關(guān)，熱水器立即開始工作，數(shù)秒鐘后熱水從出口B流出。
溫度傳感器主要作用是控制熱水溫度。防止溫度低過高，防止溫度過高燙傷人。
當(dāng)熱水溫度超過設(shè)定溫度時，溫度傳感器通知微電腦斷開K2開關(guān)，F(xiàn)段停止工作，熱水溫度下降。當(dāng)熱水溫度低于設(shè)定溫度時，溫度傳感器通知微電腦合上K2開關(guān)，F(xiàn)段立即開始工作，熱水溫度上升。
熱水器水溫調(diào)節(jié)段可以分為若干組，根據(jù)需要設(shè)定。
權(quán)利要求1.一種電磁熱水器，其特征在于所述熱水器由6部分組成，即熱水器本體、導(dǎo)線、絕緣隔熱殼、加熱翅片、端蓋和外殼；絕緣隔熱殼(3)套在熱水器本體(1)上，在絕緣隔熱殼(3)外纏繞著密集的導(dǎo)線(2)，將端蓋(5)擰在熱水器本體(1)上，將上述纏好導(dǎo)線的絕緣隔熱殼、熱水器本體一起裝入外殼(6)，加熱翅片(4)焊在熱水器本體(1)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的電磁熱水器，其特征在于所述熱水器的熱水器本體(1)既是貯水管又是加熱管，其橫截面可以是圓形、矩形或其它形狀；熱水器本體(1)和翅片(4)用鐵質(zhì)材料制造。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的電磁熱水器，其特征在于所述熱水器的絕緣隔熱殼(3)與熱水器本體(1)之間有若干毫米的距離，熱水器外殼(6)與導(dǎo)線(2)之間也有若干毫米的距離，防止導(dǎo)線過熱。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的電磁熱水器，其特征在于所述熱水器的熱水器本體(1)也可以為折流管。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的電磁熱水器，其特征在于在熱水器本體熱水出口處安裝了溫度傳感器(7)和水流傳感器(8)，溫度傳感器、水流傳感器與微電腦連接，用微電腦調(diào)控?zé)崴疁囟?，同時防止熱水器燒干。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的電磁熱水器，其特征在于熱水器導(dǎo)線(2)通入的是高頻交流電(I)，熱水器本體(1)正處于高頻交流電產(chǎn)生的磁場的中心位置，通過電磁感應(yīng)加墊。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁熱水器。本電磁熱水器由熱水器本體(1)、絕緣隔熱殼(3)、導(dǎo)線(2)和外殼(6)等組成。熱水器本體既是貯水管又是加熱管。絕緣隔熱殼(3)套在熱水器本體(1)上，在絕緣隔熱殼(3)上纏繞著密集的導(dǎo)線(2)，導(dǎo)線通入的是高頻交流電(I)，熱水器本體(1)正處于高頻交流電產(chǎn)生的磁場的中心位置，通過電磁感應(yīng)加熱。本電磁熱水器為即熱式熱水器。本電磁熱水器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝維修方便。本電磁熱水器是一種節(jié)能、安全、使用方便的熱水器。
文檔編號F24H1/20GK201078724SQ20072015103
公開日2008年6月25日 申請日期2007年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月5日
發(fā)明者仁 康 申請人:仁 康