專利名稱：安全型多熱源快速節(jié)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到《不銹鋼水阻式速熱水器》和貯水式淋浴電熱水器。
目前市場上流行著一種《不銹鋼水阻式速熱水器》，它是利用電流通過兩電極板之間的水的電阻產(chǎn)生的熱量來加熱冷水的，由于沒有使用電熱絲電熱管，也就不存在熱傳導(dǎo)過程，因而電熱轉(zhuǎn)換率和水加熱速度都比較高，據(jù)某《不銹鋼水阻式速熱水器》使用說明書所述，其電熱轉(zhuǎn)換率可達92％，比間接加熱法(用電熱絲電熱管、炭棒)省電20％，這是一個突出的優(yōu)點。這種電熱水器的致命弱點是不安全，因為(1)它的電極板直接浸泡在水中，與水無任何絕緣，沐浴者的人身安全取決于接地是否可靠，然而要用戶在安裝和長期使用過程中做到接地完全可靠是有困難的；(2)必須在通電的同時進行沐浴，一旦接地失靈，就將造成觸電事故。使用這種電熱水器隨時都有觸危險，因此《北京日報》刊載了《裸露電極式淋浴器抽擊洗澡人，有關(guān)部門決定停止銷售這類產(chǎn)品》的報道(見《農(nóng)村電氣化》1989第2期第54頁)。
現(xiàn)有貯水式淋浴電熱水器一般都采用電熱管加熱冷水，由于存在熱傳導(dǎo)過程，水加熱速度慢，熱效率較低，而且不同程度地存在下列難于防范的潛在危險(1)因為不能效地預(yù)防電熱管干燒，加上冷水對熱狀態(tài)下的電熱管突然襲擊時產(chǎn)生的急變溫差對電熱管的破壞，往往使電熱管破裂引起浴水帶電造成觸電事故；(2)因電氣元件在沐浴室長期受潮發(fā)霉漏電而引起觸電事故；(3)因恒溫器接點必須通過電熱管的工作電流，電壓較高，電流較大，往往使接點燒熔粘住，引起水溫失控，水箱爆炸、燙傷沐浴者事故。
本實用新型的目的在于提供一種既安全又節(jié)能(省電20％多)的貯水式淋浴熱水器，其電熱轉(zhuǎn)換率高達92％，水加熱速度快，使用壽命長，而且可與多種熱水源配合，利用其他熱源加熱冷水，使一些余熱廢汽得到充分利用。
安全型多熱源快速節(jié)能熱水器是一種利用多種熱源(包括電)加熱冷水的貯水式淋浴熱水器，它由裝在沐浴室外干燥處的電氣控制盒、裝在沐浴室內(nèi)的貯水箱(包括管道、閘伐)及電氣控制盒與貯水箱之間的連接導(dǎo)線組成。
電氣控制盒是一個由底板和防護罩組成的短型小盒，內(nèi)裝控制、保護、信號元件，它的兩個輸入端子接交流220伏電源，兩個交流220伏輸出端子接貯水箱內(nèi)的電極板，兩個(或三個)低壓輸出端子接貯水箱上的水溫控制器。電氣控制盒能在水溫過高和電極板之間的電流超過允許值時自動斷電，使貯水箱完全脫離交流220伏電源。
貯水箱是一個直立中空長方體，由水箱、保溫層、外殼組成。
水箱內(nèi)的上部和下部都有一根耐熱耐水絕緣材料做的中間方兩端園的雙頭螺栓，螺栓的固定方式不限，但必須是水平的，螺栓上豎直安裝著若干塊耐腐金屬板做的矩形電極板，矩形電極板幾何中心處的方孔套在雙頭螺栓上，每兩塊電極板之間有一個套在螺栓上的小絕緣墊圈使兩極板保持一定距離，電極板和絕緣墊圈都由雙頭螺栓兩端的絕緣螺帽來挾緊。電極板的奇數(shù)片通過耐熱耐水絕緣導(dǎo)線接到電氣控制盒的一個交流220伏輸出端子上，偶數(shù)電通過耐熱耐水絕緣導(dǎo)線接到另一個交流220伏輸出端子上，而且導(dǎo)線中間接頭和導(dǎo)線與電極板的接頭都經(jīng)過密封。
在電極板的左右側(cè)都裝有一個磁控制式或溫控晶閘管式管狀水溫控制器，其中一個處于水箱上層，另一個直插到水箱下部，它們都被緊固密封件(包括密封圈、平墊圈、壓緊螺帽，以下相同)固定在水箱上底面上。
在水箱底部嵌著一個多孔金屬板做的矩形罩，並將它通過進出水管可靠接地，也可以只用兩個多孔金屬板做的罩罩住進出水管上管口，並將它們通過進出水管可靠接地。
在水箱中央有一根位于電極板前面或后面的豎直供熱管，其上端被緊固密封件固定在水箱上底面上，上管口高出貯水箱外殼，上管口上裝著一個用來裝管接頭或漏斗的活節(jié)，下管口接近 水箱下底面，下管口被封住，下端管壁上有一些小孔。
當(dāng)貯水箱為開口式或出口敞開式時，在接近水箱左側(cè)或右側(cè)內(nèi)壁處裝有一根溢流管，使它的上管口接近水箱上底面，下管口露在貯水箱下面，並用緊固密封件固定在水箱下底面上，當(dāng)水貯水箱為封閉式時，不裝溢流管，但必須在水箱上底面上裝一個防爆安全伐。
在水箱下底板左邊的集水坑底部用緊固密封件固定著熱水出水管的上端，其上管口低于水箱下底板，右邊用緊固密封件固定著冷水進水管的上端。
在貯水箱下面，熱水出水管上裝有熱水控制閘，冷水進水管上裝有冷水控制閘，在冷熱水控制閘下面的熱水出水管與冷水進水管之間裝有一根水平聯(lián)通管，在水平聯(lián)通管中部裝著一個冷熱水混合伐。在熱水出水管下端裝有一根用來套噴頭軟管的錐形管接頭，在冷水進水管下端有一根用來套軟管的錐形管接頭(軟管的另一端套在自來水龍頭上)。
進出水管已通過水平聯(lián)通管電氣短路，多孔金屬板做的罩，進出水管、貯水箱外殼都進行了可靠接地。還設(shè)置了由電阻、氖管串聯(lián)而成的接地電阻監(jiān)視器，它的一端焊接在進水管或出水管上，另一端可靠接地，當(dāng)氖管燃亮?xí)r，意味著接地失靈，熱水對地電位升高，有觸電危險。
貯水箱可以做成開口式、出口敞開式、封閉式，不過以開口式制造、安裝、調(diào)試、檢修最方便。
與其他電熱水器相比，安全型多熱源快速節(jié)能熱水器具有下列優(yōu)點1.由于在進出水口處設(shè)置了多孔金屬板做的罩，而且多孔金屬板，罩進出水管都已可靠接地，熱水對地電位較低，又設(shè)置了接地電阻監(jiān)視器監(jiān)視接地電阻變化，防止接地失靈，因此本熱水器在氖管不亮的情況下帶電沐浴的安全程度與速熱式電熱水器相同。
2.由于本熱水器能把電能轉(zhuǎn)變成熱能貯存起來，可以利用適當(dāng)增大水箱容積和提高熱水溫度的辦法來提高水容量和熱容量，利用水加熱期間貯存足夠的熱量，沐浴時兌上適當(dāng)?shù)睦渌?，可以得到足夠的溫水，因此只要設(shè)計合理，沐浴時就沒有必要繼續(xù)通電對水加熱，而且當(dāng)水溫到達預(yù)定值時，電氣控制盒自動跳閘后不能自行合閘，這就可以杜絕帶電沐浴，消除觸電危險，這是速熱式電熱水器難于辦到的。
3.由于采用直接對水加熱方式，無熱傳導(dǎo)過程，電極板豎直安裝，冷熱水上下對流通暢，加上絕熱保溫層的作用，將比間接加熱(用電熱絲、電熱管、炭棒)的電熱水器節(jié)能20％以上水，加熱速度比間接加熱的電熱水器快，這是間接加熱的電熱水器難于辦到的。
4.水箱缺水時，電流自動減小，水箱無水時自動斷電，不需要對電極板采取更多的保證措施，簡化了熱水器結(jié)構(gòu)，電極板的使用壽命比電熱絲、電熱管長十幾倍，造也比較低。
5.能與多種熱水源(如太陽能集熱器、空調(diào)器冷凝器、家用壓力鍋、蒸汽管、燃煤、燃汽、燃柴鍋爐)配合，利用一些廉價熱源加熱冷水，使一些余熱廢汽得到充分利用，這是其他電熱水器難于辦到的。
6.貯水箱內(nèi)的水可以完全排出使用，既減少了熱能浪費，又可預(yù)防冰凍破壞水箱。
7.安裝方便，只要把軟管的一端套在進水管的錐形管接頭上，另一端套在自來水管龍頭上即可，不必再裝其他管道和閘伐。


圖1是開口式安全型多熱源快速節(jié)能熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是磁控式管狀水溫控制器結(jié)構(gòu)圖。
圖3是溫控晶閘管式管狀水溫控制器結(jié)構(gòu)圖。
圖4是安全型多熱源快速節(jié)能熱水器的交流電氣控制線路圖。
圖5是安全型多熱源快速節(jié)能熱水器的直流控制線路圖。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)將通過一個開口式安全型多熱源快速節(jié)能熱水器實施例來加以描述。
圖1是開口式安全型多熱源快速節(jié)能熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(1)是直立的中空長方體無蓋水箱，在(1)外面又套著直立的中空長方體外殼(2)，在(1)(2)之間有一層保溫材料(6)，在(1)的下底板左邊有一個倒置的園臺形集水坑(3)，(1)、(2)、(3)、(6)組成了一個無蓋的貯水箱。在貯水箱上端嵌著一個耐水耐溫材料做的密封墊(7)它的縱剖面呈矩形，橫剖面呈直角，一個直角邊嵌入貯水箱上部，另一個直角邊與貯水箱上端面疊合。在(7)上面有一個倒置的凸臺狀矩形水箱蓋內(nèi)壁(4)，其凸出部份 嵌入(7)內(nèi)，外緣與(7)的水平面疊合，(4)上面是水箱蓋的矩形外殼(5)，其外緣與(4)的外緣疊合，在(4)、(5)之間的空心部份填有一層保溫材料(6)。
在水箱內(nèi)，靠近左壁處有一根豎直的溢流管(20)，它的上管口接近水箱蓋，下端用緊固密封件(包括密封圈、平墊圈、壓緊螺帽，以下相同)固定在水箱下底板上，下管口伸出貯水箱外殼。若水箱是封閉式的，不裝設(shè)溢流管(20)，但必須在水箱上底面上裝一個防爆安全伐。在(20)右邊豎直安裝著一個磁控式或溫控晶閘管式管狀水溫控制器(8)，其下端接近水箱底，上端被緊固密封件固定在水箱上底面上，在水箱右邊也裝著一個處于水箱上層的管狀水溫控制器(9)。在(8)、(9)之間有一個耐水耐熱絕緣材料做的倒置的門形架(10)，它的左右支柱用緊固密封件(11)固定在(4)上，它下端的橫梁靠近水箱底。
在門形架的上部和下部裝有一根耐熱耐水絕緣材料做的中間方兩端園的雙頭螺栓(12)，並用螺帽固定在(10)的左右支柱上，在下部的雙頭螺栓上豎直安裝著矩形電極板A、B、C、D、E、F，在上部的雙頭螺栓上裝有矩形電極板a、b、c、d、e、f，矩形電極板幾何中心處的方孔套在雙頭螺栓上，每兩塊電極板之間有一個套在(12)上的小絕緣墊圈，電極板和絕緣墊圈都由雙頭螺栓兩端的螺帽(13)來挾緊。電極板的奇數(shù)片接在耐熱耐水絕緣導(dǎo)線(14)上，偶數(shù)片接在耐熱耐水絕緣導(dǎo)線(15)上，導(dǎo)線中間接頭處和導(dǎo)線與電極板接頭處都進行了密封。
在水箱底部嵌有一個多孔金屬板做的矩形罩(21)，並通過進出水管可靠接地，也可以只用兩個多孔金屬板做的罩罩住進出水管上管口，並使它們通過進出水管接地。
在水箱底板左邊的集水坑(3)的底部用法蘭盤(29)和緊固密封件(30)固定著熱水出水管(27)的上端，(27)的上管口低于水箱下底面，在水箱底板右邊用緊固密封件(22)固定著冷水進水管(24)的上端。
在貯水箱下面，熱水出水管(27)上裝有熱水控制閘(28)冷水進水管上裝有冷水控制閘(25)，在(28)、(25)下面裝有水平聯(lián)通管(33)它的左端接(27)，右端接(24)中部裝著冷熱水混合伐(31)，(27)下端接有一個用來接噴頭軟管用的錐形管接頭(26)，(24)的下端也接有一個錐形管接頭(23)，安裝時只要把軟管的一端套在(23)上，另一端套在自來水龍頭上即可，不必再裝其他管道閘伐。(32)是公用接地線，電阻R和氖管D串聯(lián)組成接地電阻監(jiān)視器，它的一端接在(27)上，另一端接地。
圖2是磁控式管狀水溫控制器結(jié)構(gòu)圖，其中(35)是干簧管，(36)是干簧管引線，在(35)中部套著三個磁環(huán)(37)，在兩磁環(huán)之間有一間隙(38)，在(37)外包著導(dǎo)熱絕緣層(40)，(40)下端墊著一個耐熱絕緣墊(39)、(40)上端有一耐熱密封層(41)，在(39)、(40)、(41)外面是一個下管口被封住，上端有外螺紋(43)的金屬密封管(42)，(42)被密封圈(46)，平墊圈(45)，壓緊螺帽(44)固定在水箱上底面(4)上。
也可以用溫控晶閘管式管狀水溫控制器來控制水溫，它的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中(48)是溫控晶閘管，(49)是溫控晶閘管引線，在(48)外面包著一層導(dǎo)熱絕緣層(51)，在(51)下面墊著一個耐熱絕緣墊(50)在(51)上面有一層耐熱密封層(52)，在(50)、(51)、(52)外面是一個下管口被封住，上端有外螺紋(54)的金屬密封管(53)、(53)被密封圈(57)，平墊圈(56)，壓緊螺帽(55)固定在水箱上底面(4)上。若把溫控晶閘管的柵極電阻，電容接好再裝入(53)內(nèi)，則水溫控制器只需引出兩根引線。
圖4是安全型多熱源快速節(jié)能熱水器的交流控制線路圖，圖中的電源變壓器B的一次線組的一端經(jīng)熔斷器RD接交流220伏電源的(01)點，另一端直接接在(02)點。
分閘按鈕TA，合閘按鈕HA，微型斷電器ZJ的線圈，靈敏電流繼電器LJ的接點LJ1，水溫控制器接點1WDJ串聯(lián)后接在電源變壓器B的輸出端(即05、15兩點)，ZJ的常開接點ZJ1與HA在(07)、(09)處並聯(lián)，2WDJ1與1WDJ在(13)、(15)處並聯(lián)。
ZJ3、鈕子開關(guān)HK，蜂鳴器FM串聯(lián)后接在(07)、(15)兩點。ZJ3與綠燈LD串聯(lián)后接在(07)、(15)兩點。
ZJ2與中間斷電器1ZJ的線圈串聯(lián)后接在(01)、(02)兩點。
靈敏電流繼電器LJ的線圈，1ZJ的接點1ZJ1～3，電極板之間的水電阻SDR、1ZJ4～6串聯(lián)后接在(01)、(02)兩點。1ZJ7～8與LJ的線圈在(01)、(23)處並聯(lián)，紅燈HD與SDR在(25)、(27)處並聯(lián)。1ZJ1～3表示JZ7－62型中間斷電器的第1、2、3三個接點並聯(lián)，1ZJ7～8表示第7、8兩個接點並聯(lián)。
圖4所示的線路適用于磁控式水溫控制器或其他具有常閉接點的水溫控制器。
也可以用直流控制方案來對安全型多熱源快速節(jié)能熱水器進行控制，其控制線路如圖5所示，圖中整流變壓器ZB的二次繞組接單相整流橋Z的輸入端(即05、07點)，限流電阻R靈敏電流繼電器LJ的常閉接點LJ1，微型繼電器ZJ的線圈，合閘按鈕HA、分閘按鈕TA串聯(lián)后接在Z的輸出端(即09、19兩點)，ZJ1與HA在(15)、(17)處並聯(lián)，在(09)與(19)之間接有濾波電容C，在(11)與(19)之間接有穩(wěn)壓管DW，在(13)與(17)之間接有裝在水溫控制器密封管內(nèi)的溫控晶閘管WDJ(它的柵極電阻電容未畫出)。
圖5中的其他支路的結(jié)構(gòu)與圖4所示的交流控制線路相同。
直流控制方案適用溫控晶閘管式水溫控制器或其他具有常開接點的水溫控制器。
權(quán)利要求1.安全型多熱源快速節(jié)能熱水器由裝在沐浴室外干燥處的電氣控制盒、裝在沐浴室內(nèi)的貯水箱(包括管道、閘伐)及電氣控制盒與貯水箱之間的連接導(dǎo)線組成，電氣控制盒是一個矩形小盒，內(nèi)裝控制保護、信號元件及輸入輸出端子，貯水箱是一個直立的中空長方體，安全型多熱源快速節(jié)能熱水器的特征在于水箱內(nèi)的上部，下部都有一根耐熱耐水絕緣材料做的中間方兩端園的雙頭螺栓，螺栓的固定方式不限，但必須是水平的，螺栓上豎直安裝著若干塊耐腐金屬板做的矩形電極板，矩形電極板幾何中心處的方孔套在雙頭螺栓上，每兩塊電極板之間有一個套在螺栓上的小絕緣墊圈，電極板和絕緣墊圈都由雙頭螺栓兩端的絕緣螺帽來挾緊，電極板的奇數(shù)片接在一根耐熱耐水絕緣導(dǎo)線上，偶數(shù)片接在另一根耐熱耐水絕緣導(dǎo)線上。在電極板左右兩側(cè)都豎直安裝著一個磁控式或溫控晶閘管式管式管狀水溫控制器，其中一個處于水箱上層，另一個直插到水箱下層，它們都被緊固密封件(包括插密封圈、平墊圈、壓緊螺帽，以下相同)固定在水箱上底面上。在水箱底部嵌著一個多孔金屬板做的矩形罩，並將它通過進出水管可靠接地，也可以只用兩個多孔金屬板做的罩罩住進出水管的上管口，並將它通過進出水管可靠接地。在水箱中央有一根位于電極板前面或后面的豎直供熱管，其上端被緊固密封件固定在水箱上底面上，上管口高出貯水箱外殼，上管口上裝有一個用來安裝管接頭或漏斗的活節(jié)，下端管口接近水箱下底面，下管口被封住，下端管壁上有一些小孔。當(dāng)貯水箱是開口式或出口敞開式時，應(yīng)在接近水箱左側(cè)或右側(cè)內(nèi)壁處裝一根溢流管，使它的上管口接近水箱上底面，下管口露在貯水箱下面，並將它用緊固密封件固定在水箱下底面上，當(dāng)貯水箱是封閉式時，不裝溢流管，但應(yīng)在水箱上底面上裝一個防爆安全伐。在水箱下底板左邊的集水坑底，用緊固密封件固定著熱水出水管的上端，其上管口低于水箱于下底板，水箱下底板右邊也用緊固密封件固定著冷水進水管的上端。在貯水箱下面，熱水出水管上裝著熱水控制閘，冷水進水管上裝著冷水控制閘，在冷熱水控制閘下面的熱水出水管與冷水進水管之間裝有一根水平聯(lián)通管，在水平聯(lián)通管中部裝著一個冷熱水混合伐，在熱水出水管和冷水進水管下端都裝有一個錐形管接頭。多孔金屬板做的罩、進出水管、貯水箱外殼都可靠接地，還設(shè)置了電阻和氖管串聯(lián)而成的接地電阻監(jiān)視器，它的一端接在進水管或出水管上，另一端接地。貯水箱可做成開口式的出口敞開式的封閉式的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多熱源快速節(jié)能熱水器，其特征在于它是貯水式熱水器，具有貯水箱，但它的發(fā)熱元件是處于電極板之間的水的電阻，而不是電熱絲、電熱管、碳棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多熱源快速節(jié)能熱水器，其特征在于它的熱水出水管上端被固定在水箱下底板的集水抗底部，它的上管口低于水箱下底面，箱內(nèi)熱水可全部排出使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多熱源快速節(jié)能熱水器，其特征在于它的熱水出水管，冷水進水管已通過水平聯(lián)通管電氣短路，熱水出水管冷水進水管，貯水箱外殼都已可靠接地，進出水管的上管口都被多孔金屬板做的罩罩住，而且多孔金屬板做的罩已通過進出水管可靠接地，此外還設(shè)置了由電阻R和氖管D串聯(lián)而成的接地電阻監(jiān)視器來監(jiān)視接地電阻的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多熱源快速節(jié)能熱水器，其特征在于它的供熱管的上管口高出貯水箱上底面，上管口上裝有一個用來裝漏斗和管接頭的活節(jié)，同時又在開口式出口敞開式貯水箱上裝了溢流管，在封閉式水箱的上底面上裝了防爆安全伐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多熱源快速節(jié)能熱水器，其特征在于它的水箱內(nèi)的左右側(cè)都裝有磁控式或溫控晶閘管式管狀水溫控制器，磁控式水溫控制器是這樣構(gòu)成的，在干簧管(35)中部套著三個磁環(huán)(37)，在兩磁環(huán)之間有一間隙(38)，在(37)外包著導(dǎo)熱絕緣層(40)、(40)下端墊著一個耐熱絕緣墊(39)、(40)上端有一耐熱密封層(41)，在(39)、(40)、(41)外是一個下管口被封住，上端有外螺紋(43)的金屬密封管(42)、(42)被密封圈(46)，平墊圈(45)，壓緊螺帽(44)固定在水箱上底面(4)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多熱源快速節(jié)能熱水器，其特征在于，它的水箱內(nèi)的左右側(cè)也可以裝溫控晶閘管式管狀水溫控制器，它是這樣構(gòu)成的，在溫控晶閘管(48)外包著一層導(dǎo)熱絕緣層(51)，在(51)下面墊著一個耐熱絕緣墊(50)，在(51)上面有一層耐熱密封層(52)，在(50)、(51)、(52)外面是一個下管口被封住，上端有外螺紋(54)的金屬密封管(53)、(53)被密封圈(57)，平墊圈(56)，壓緊螺帽(55)固定在水箱上底面(4)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多熱源快速節(jié)能熱水器，其特征在于，電氣控制盒，貯水箱、管道、閘伐都是熱水器不可分割的組成部份，但電氣控制盒與貯水箱只有電氣上的聯(lián)系(通過聯(lián)接導(dǎo)線)而無機械上的接觸，而且裝于不同的場所，電氣控制盒裝在沐浴室外的干燥處，貯水箱裝在充滿水和水蒸汽的沐浴室內(nèi)。
專利摘要一種利用多種熱源(包括電)加熱水的裝置，是為消除漏電觸電事故節(jié)能而設(shè)計。由控制盒、貯水箱、聯(lián)接導(dǎo)線組成?？刂坪?裝在浴室外)是一個裝有控制、保護信號元件的矩形小盒。貯水箱是一個直立中空長方體。貯水箱內(nèi)的上、下部裝有豎直的管狀水溫控制器、電極板，電極板的奇數(shù)片接在火線上，偶數(shù)片接在地線上，水箱中央有一根帶活節(jié)的多孔供熱管，水箱上還有溢流管或防爆閥，底部嵌著接地的多孔金屬罩，進出水管已電氣短路并接地，還有電阻氖管串聯(lián)成的接地電阻監(jiān)視器。
文檔編號F24H1/20GK2072206SQ9020775
公開日1991年2月27日 申請日期1990年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月26日
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