CN101576310B - 一种电磁热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁热水器，该电磁热水器包括绝缘壳体，位于绝缘壳体上的工作线圈、导磁条、和全自动控制器，以及位于绝缘壳体内部的换热器。全自动控制器设置有CPU和声-电感应器、温度检测器和恒温开关等若干个检测电路和操作电路，这些检测电路和工作线圈均是与水完全隔离的，能够及时获取水流量和环境温度等数据并传送到CPU，CPU根据接收到的数据自动调整工作状态和输出功率，从而灵活地满足使用的需要。该电磁热水器具有即开即用、安装灵活方便、安全性能高、智能化程度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于电磁感应原理的流体加热器，更具体地说，是涉及一种电磁热水器。
背景技术
目前常用的热水器可以主要分为电热式和燃气式等种类。电热式热水器主要采用电热丝或者热泵进行加热，体积庞大，需要采取固定安装的方式，并且需要一定的时间进行通电预热。燃气式热水器尽管不需要进行预热，比电热式热水器快捷高效，但是同样需要进行固定地安装，并且出于安全性的考虑，对于燃气管道和排烟管道的安装有非常高的要求。
上述两种热水器都有体积庞大的特点，都要求固定地安装，因此比较适合沐浴等热水需求量很大的场合。但是，在日常生活中却常常会遇到比如洗手、刷牙洗脸、洗菜或者洗碗等只需要少量热水的情况。此时，上述这两种热水器就不适用了，因为不仅加热如此多的水会浪费大量的时间和能源，而且在热水器和出水口之间的管道中存留的冷水作为废水被白白排出，浪费的水量可能比实际需要的热水量都要多。此外，电热式热水器在发热丝周围设置的绝缘材料，既是绝缘体，又是热导体，其在高温条件下工作的寿命有限，故存在着漏电的隐患。同时，燃气式热水器存在着燃气泄漏的隐患。所以传统的热水器的安全性能有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种可以即开即用、使用安全且易于实现自动控制的电磁热水器。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电磁热水器，该电磁热水器包括：绝缘壳体；设置在绝缘壳体的同一侧面上的进水口和出水口，该进水口以及出水口具有向外伸出的便于和水管或者水龙头相连接的接头；在绝缘壳体内部且与绝缘壳体内表面相距一定距离设置有换热器，该换热器的形状与绝缘壳体的形状大致相同；设置在绝缘壳体上且缠绕在换热器外部的工作线圈；在换热器上方一定距离处、且同样位于绝缘壳体上平行地设置有导磁条。在绝缘壳体上还设置有全自动控制器，该全自动控制器包括能够检测水流数据并根据水流数据调整所述电磁热水器工作状态的工作电路系统，所述进水口设置有能够使水流产生震动的阻流片，所述工作电路系统包括水流探测电路，所述水流探测电路包括能够探测水流在流过所述阻流片时产生的震动的声-电换能器。
根据本发明的一个优选实施例，所述全自动控制器的工作电路系统包括一个CPU，并在CPU上分别连接有所述水流探测电路、环境温度检测电路、出水口温度检测电路、操作控制电路以及时钟电路。
根据本发明的另一个优选实施例，该声-电换能器安装在进水口的水管壁外面。
根据本发明的再一个优选实施例，环境温度检测电路包括半导体温度检测器。
根据本发明的又一个优选实施例，出水口温度检测电路包括半导体温度检测器。
根据本发明的又一个优选实施例，操作控制电路中设置有用于安全保护的恒温开关。
本发明的有益效果是，该电磁热水器的全自动控制器设置有CPU和与CPU相连接的声-电感应器、温度检测器以及恒温开关等若干个检测电路和操作电路。采用这种结构的电路能够及时获取水流量和环境温度等数据，并将这些数据直接传送到CPU。之后，CPU将根据接收到的数据自动调整工作状态和输出功率，从而达到即开即用的目的。同时，这种电磁热水器还能够灵活适应不同使用场合的需要，具有安装灵活方便、智能化程度高的优点。此外，这些感应器与水完全隔离，工作线圈与换热器之间还设置有绝缘壳体来避免发生漏电的危险，从而提高安全性能。
附图说明
图1是根据本发明一个优选实施例的电磁热水器的结构示意图；以及
图2是图1所示电磁热水器的全自动控制器的工作电路系统图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1示出了根据本发明优选实施例的电磁热水器的结构。该电磁热水器包括绝缘壳体1，该壳体通常可以大致呈长方体或者是长圆柱体。在绝缘壳体1的同一侧面上设置有进水口和出水口，该进水口以及出水口具有向外伸出的便于和水管或者水龙头相连接的接头。在绝缘壳体1内部，与绝缘壳体1的内表面相距一定距离地设置有换热器4，该换热器4的形状与绝缘壳体1的形状大致相同。在绝缘壳体1上设置有缠绕在换热器4外部的工作线圈2。在换热器4上方一定距离处且同样位于绝缘壳体1上平行地设置有导磁条3。在绝缘壳体1上还设置有全自动控制器，该全自动控制器包括能够检测水流数据并根据水流数据调整所述电磁热水器工作状态的工作电路系统。
绝缘壳体1选用机械强度足够高的绝缘材料制成，以保证该电磁热水器的安全。换热器4选用不锈钢材料制成，外面缠绕上工作线圈2，并且安装有导磁条3。全自动控制器在自动监测到水流信息之后，将会通过工作电路系统来实现对整个电磁热水器的自动控制。
由电磁感应涡流原理可以得知，在高频的交变电流通过环形线圈时，会产生交变封闭磁场，当交变磁力线通过铁磁材料时，会产生电涡流，使得铁磁材料自行高速发热。因为电磁加热的线圈本身不发热，而是通过交变磁场让铁磁材料发热，所以加热效率比较高。
该电磁热水器采用上述电磁感应涡流加热的原理，即在用不锈钢材料制成的换热器4外面套上工作线圈2，然后在工作线圈2中通过20KHz左右的交变电流，使得作为铁磁材料的不锈钢换热器4感应到涡流而发热，从而对不锈钢换热器4中的水进行加热。由于工作线圈2与不锈钢换热器4的管道之间容许有10mm左右的间隙，所以可以设置绝缘壳体1来保证该电磁热水器工作的安全。设置在换热器4上方的导磁条3用于封闭磁场。
在本实施例中，可以在进水口管道中设置一片阻流片，使水流过阻流片时可以产生震动。在全自动控制器中可以采用声-电换能器来探测水流在管道内流动时产生的震动从而实现自动控制。同时，可以采用半导体温度检测器和恒温开关组成安全保护系统，用以共同保证整个系统的安全可靠。由于水的比热是4.2J/g·℃，而一般洗手时水流在20g/s左右，所以若要使水温升高到30℃，只需向电磁式工作线圈2输入2520W左右的功率即可，目前的电磁加热设备已经能做到3600W，完全可以满足输入功率的使用要求。
图2示出了该电磁热水器的全自动控制器工作电路系统的电路结构。该工作电路系统包括一个CPU，并在CPU上分别连接有水流探测电路、环境温度检测电路、出水口温度检测电路、操作控制电路、时钟电路以及其他必要的保护和控制电路，比如报警电路、总电流监控电路、VAC监控电路、浪涌电压检测电路、开关控制电路和PWM脉宽控制电路等。该工作电路系统还包括由工作线圈主回路、IGBT激励电路、同步电路和振荡电路组成的一个回路。另外，浪涌电压检测电路、开关控制电路和PWM脉宽控制电路都与振荡电路连接，主电源或者辅助电源的一条支路与工作线圈主回路连接，另一条支路与VCE监控电路连接。水流探测电路主要采用水管壁外的声-电换能器来探测水流。环境温度检测电路和出水口温度检测电路均包括半导体温度检测器。操作控制电路中设置有恒温开关来保证使用安全。这些检测电路和工作线圈均是与水完全隔离的，其工作不受水的影响，安全性能够得到保障。
根据本发明设计的电磁热水器的全自动控制器设置有多个监控电路和检测电路，能够及时获取水流量和环境温度等数据并传送到CPU，CPU根据接收到的数据自动调整工作状态和输出功率，灵活地满足使用的需要。该电磁热水器体积小巧，可以直接套接在水龙头上或者串接在自来水的进水管路上，安装方便，并且能够即开即用，非常适合需要及时提供少量热水的场合。
以上所披露的仅为本发明的优选实施例，当然不能以此来限定本发明的权利保护范围。可以理解，依据本发明所附权利要求中限定的实质和范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种电磁热水器，包括：绝缘壳体(1)；设置在所述绝缘壳体(1)的同一侧面上的进水口和出水口，该进水口以及出水口具有向外伸出的便于和水管或者水龙头相连接的接头；在所述绝缘壳体(1)内部且与所述绝缘壳体(1)内表面相距一定距离设置有换热器(4)，所述换热器(4)的形状与所述绝缘壳体(1)的形状大致相同；设置在绝缘壳体(1)上且缠绕在所述换热器(4)外部的工作线圈(2)；在所述换热器(4)上方一定距离处、且同样位于绝缘壳体(1)上平行地设置有导磁条(3)，其中，在所述绝缘壳体(1)上还设置有全自动控制器，所述全自动控制器包括能够检测水流数据并根据水流数据调整所述电磁热水器工作状态的工作电路系统；所述进水口设置有能够使水流产生震动的阻流片，所述工作电路系统包括水流探测电路，所述水流探测电路包括能够探测水流在流过所述阻流片时产生的震动的声-电换能器。
2.根据权利要求1所述的电磁热水器，其特征在于，所述全自动控制器的工作电路系统包括一个CPU，并在所述CPU上分别连接有所述水流探测电路、环境温度检测电路、出水口温度检测电路、操作控制电路以及时钟电路。
3.根据权利要求2所述的电磁热水器，其特征在于，所述声-电换能器安装在所述进水口的水管壁外面。
4.根据权利要求2所述的电磁热水器，其特征在于，所述环境温度检测电路包括半导体温度检测器。
5.根据权利要求2所述的电磁热水器，其特征在于，所述出水口温度检测电路包括半导体温度检测器。
6.根据权利要求2所述的电磁热水器，其特征在于，所述操作控制电路中设置有用于安全保护的恒温开关。
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