CN101900412A - 具有漏水检测功能的热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热水器，其包括用于收容一定量的可被加热的水的内胆，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水的进水管和出水管，用于加热内胆内的水的热源，以及用于检测由于内胆漏水而引起的音频变化的音频检测器。由于采用了音频检测器，一旦内胆漏水，就可以及时检测到相应的音频变化，从而采取相应的措施以减小由于漏水而给周围环境造成的影响。

Description

具有漏水检测功能的热水器
技术领域
本发明涉及一种热水器，尤其涉及一种能够自行检测内胆是否漏水的热水器。
背景技术
储水式热水器已经广泛为家庭所使用，给人们生活带来了极大的便利。储水式热水器通常包括内胆来储存需要加热的冷水，当需要使用时，预先加热冷水，然后加热后的水流出以供使用。由于内胆中需要长期储存水，而水以及水中的杂质会腐蚀内胆内壁，虽然已经有越来越多的措施来减缓内胆内壁的腐蚀，如在内壁上覆盖防腐蚀涂层，但不可避免的内胆还是会被腐蚀并导致最终漏水。
现有的热水器有采用漏水检测装置以检测内胆是否漏水，并在检测到漏水时主动切断供应到内胆的水流，以避免给热水器周围的环境造成更大的影响。美国专利US 3,770,002揭示了一种漏水检测装置，该装置包括了一个由多孔渗水的材料构成的传感器，当热水器内胆漏水时，该传感器被润湿而使漏水被检测到，从而控制系统控制螺线管(solenoid)阀关闭进入内胆的水流。中国公开专利申请CN 200810026308.8揭示了另一种漏水检测装置，该装置中的检测单元为设置在集水盆中的两个探针，当内胆漏水导致集水盆中积水并浸泡两探针时，电路控制装置就会被启动以关闭电磁阀，从而切断冷水进水。然而，上述漏水检测装置都是在内胆漏水一段时间后才能检测到漏水，而这段时间内有可能已经对周围环境造成了一定的影响；并且，由于需要设置集水盆等装置，导致热水器整体结构变得复杂，并且占用的空间较大。
有鉴于此，有必要对现有热水器的漏水检测装置予以改进，以尽量减小热水器由于漏水而对周围环境造成的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热水器，其具有漏水检测装置，可及时检测到热水器内胆的漏水，并通过控制系统及时关闭进入的水流，从而减小因漏水而对周围环境造成的影响。
为了实现上述目的，本发明的一种热水器，其包括：用于收容一定量的可被加热的水的内胆，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水的进水管和出水管，用于加热内胆内的水的热源，以及用于检测由于内胆漏水而引起的音频变化的音频检测器。
作为本发明的进一步改进，所述音频检测器包括压电单元，所述压电单元用于发射具有预定频率的声波。
作为本发明的进一步改进，所述压电单元还用于接收自内胆外壁反射回来的声波。
作为本发明的进一步改进，当所述压电单元接收到的反射声波的频率大于或等于预设阈值时，由于内胆漏水而引起的音频变化被检测到。
作为本发明的进一步改进，热水器进一步包括断水装置、以及电性连接在所述断水装置和音频检测器之间的控制系统；其中所述控制系统用于接收表征所述音频变化的信号，并驱动所述断水装置切断供给内胆的水。
作为本发明的进一步改进，所述断水装置包括设置在所述进水管上的电磁阀，所述电磁阀可被驱动地阻断进水管内的水的流动。
作为本发明的进一步改进，所述控制系统还用于控制所述热源加热内胆中的水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于采用了音频检测器，一旦内胆漏水，就可以及时检测到相应的音频变化，从而采取相应的措施以减小由于漏水而给周围环境造成的影响；此外，相对于现有技术中采用的集水盆，音频检测器结构简单、体积较小，不会给热水器的设计和制造带来麻烦。
附图说明
图1为本发明具体实施中热水器的结构示意图；
图2为图1所示的热水器的工作电路原理框图。
具体实施方式
图1所示的本发明热水器的一具体实施方式。在本实施方式中，热水器100为横置式，其包括用于储存被加热水的内胆1、包覆在内胆1外的外壳2、形成在内胆1和外壳2间的填充有发泡料的隔热层(未标示)。内胆1大致呈圆筒状，其通常由黑色金属制成，如钢、铁等。内胆1包括有用于将冷水引入内胆内的一进水管11以及用于排出被加热水的出水管12。热水器100还包括有用于加热冷水的热源6，其可以采用多种形式。以电热水器为例，可以在内胆1的一纵向端处安装法兰盘，一电加热管安装在法兰盘上并延伸入储存在内胆内部的水中，该加热管可以包括一具有高阻抗的电阻丝，该电阻丝的正、负极端子设置在法兰盘上并与220V或110V的交流电源连接。当然，对于其他形式的热水器而言，如燃气式热水器，可以通过设置在内胆外的燃烧室来对内胆内的液体进行加热。
本实施方式中，一音频检测器4设置在内胆1的外壁上，其也可以是设置在内胆1和外壳2之间的任何位置处。该音频检测器4包括用于发射和接收声波的一压电单元(piezoelectric element)41。本领域技术人员熟知的是，压电单元主要是由陶瓷或水晶晶体等材料构成，其在被施加应力后会发生变形，并产生相应的电势。一断水装置设置在进水管11上，在本实施方式中，断水装置为电磁阀(electromagnetic valve)5。本领域技术人员所熟知的是，电磁阀通常包括阀体、绕设在阀体上的线圈、以及可在阀体内线性移动的阀芯。通过给绕置在电磁阀阀体上的线圈施加电流以产生磁场，从而驱动阀芯作线性移动。在本实施方式中，阀芯的运动方向可以是垂直于进水管11。热水器100还包括一控制系统3，该控制系统可以是集成有若干电子控制组件的电路板，该电路板可以设置在法兰盘上。
配合参照图2所示，控制系统3与音频检测器4和电磁阀5电性连接。在本实施房中，控制系统3包括控制电磁阀5工作的控制器31、驱动音频检测器4发出声波的驱动电路32、以及放大器33、比较器34等电子元件。控制器31可以是微处理器，该微处理器可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、只读存储模块(read-only memory，ROM)、随机存取模块(random access memory，RAM)、定时模块、数字模拟转换模块(A/D converter)、以及若干输入/输出端口等。当然控制器31也可采用其他形式的集成电路，如特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。当需要启动音频检测器4时，控制器31会通过输出端口输出一个控制信号给驱动电路32。驱动电路32随后输出交变的电压信号给音频传感器4，音频传感器4中的压电单元41相应地被施加交变的应力而发生振动，从而输出特定频率的声波。该声波的频率与被施加的电压有关，并为预先设定。
发射出声波遭遇到内胆1的外壁后就会被反弹回来，并被音频检测器4接收到。其中压电单元41被声波的压力挤压变形，从而产生相应的电压信号，电压信号经放大器33放大后与比较器34中的预先设定的阈值进行比较。本领域技术人员易于理解的是，该阈值用来表征内胆出现漏水时的压电单元接收到的反射声波的频率的极限值，其与压电单元发射的声波的频率成一定的函数关系，而该函数关系主要是通过实验而总结得出的。当内胆外表面完好时，表征反射声波的频率的电压信号低于预设阈值；但如果内胆1的外表面有孔洞存在，即内胆被腐蚀而发生了漏水的情形时，反射声波的频率就发生了变化，此时，表征反射声波的频率的电压信号就会大于或等于预设阈值，如此，比较器34会输出一个信号给控制器31，如一个高电平信号，控制器31随后给电磁阀5的线圈施加电流，从而驱动阀芯移动而阻隔进水管11内的水体的流动。
作为优选的实施方式，控制器31还可以控制热源6。以电热水器为例，控制器31与用于检测水温的温度传感器(未图示)连接，当发现水温已经加热到预先设定的温度时，控制器31就断开供给加热管的电流从而停止加热。需要注意的是，上述实施方式为本发明的优选或较佳实施方式，也就是说本发明电热水器的构成并不局限于上述实施方式，对上述实施方式做出的简单变换均包含在本发明的权利要求的保护范围之内。例如，在其他实施方式中，可以仅将压电单元用作发射声波的元件，而音频检测器还包括一电容麦克风(condenser microphone)来接受反射声波并产生相应的电信号。
由于采用了音频检测器，一旦内胆漏水，就可以及时检测到相应的音频变化，从而采取相应的措施以减小由于漏水而给周围环境造成的影响；此外，相对于现有技术中采用的集水盆，音频检测器结构简单、体积较小，不会给热水器的设计和制造带来麻烦。

Claims (7)

1.一种热水器，其特征在于，包括：
内胆，用于收容一定量的可被加热的水；
进水管和出水管，和所述内胆连通以传递流入内胆和流出内胆的水；
热源，用于加热内胆内的水；和
音频检测器，用于检测由于内胆漏水而引起的音频变化。
2.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，所述音频检测器包括压电单元，所述压电单元用于发射具有预定频率的声波。
3.如权利要求2所述的热水器，其特征在于，所述压电单元还用于接收自内胆外壁反射回来的声波。
4.如权利要求3所述的热水器，其特征在于，当所述压电单元接收到的反射声波的频率大于或等于预定极限值时，由于内胆漏水而引起的音频变化被检测到。
5.如权利要求1所述的热水器，其特征在于，热水器进一步包括断水装置、以及电性连接在所述断水装置和音频检测器之间的控制系统；其中所述控制系统用于
接收表征所述音频变化的信号，并
驱动所述断水装置切断供给内胆的水。
6.如权利要求5所述的热水器，其特征在于，所述断水装置包括设置在所述进水管上的电磁阀，所述电磁阀可被驱动地阻断进水管内的水的流动。
7.如权利要求5所述的热水器，其特征在于，所述控制系统还用于控制所述热源加热内胆中的水。
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