CN102164469A - 一种即热式电磁热水器的水循环冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种即热式电磁热水器的水循环冷却装置。本发明为了解决现有同类技术存在对大功率电子元件的散热作用不直接，散热效果不明显，会使电子元件工作性能容易变差并容易损毁、占用壳体内空间较大、利用率低的缺陷。技术方案要点：特征是一个安装固定在热水器壳体内主电路板板面上的水冷式散热器，其由一多边形截面的金属散热基体和设置在其内的冷水管道构成，冷水管道的进出水口伸出金属散热基体外，金属散热基体以其一侧面横卧在主电路板上，主电路板上的整流器、功率开关器件和电容器的散热面贴装于金属散热基体的其他侧面上，冷水管道的进水口接往热水器进水管或热水器内的冷水循环通道上、其出水管接往热水器的电磁加热器的进水管。

Description

一种即热式电磁热水器的水循环冷却装置

技术领域

本发明涉及民用、工业或其他领域用的热水供给设备的工作部件，具体是一种即热式电磁热水器的水循环冷却装置。适用于浴室热水器之类用水量较多的即热式电磁热水设备。

背景技术

即热式电磁热水器是一种安全性好、热效率高的电热水器。即热式电磁热水器的电磁感应原理，是将50～60HZ的交流电变成直流电，再经过控制电路将直流电转换成频率为20～25KHZ的高变电流，利用高变电流通过线圈产生高变磁场，当磁场内部的磁力线通过金属容器时产生无数的小涡流，使金属容器内的水自行高速发热，然后再将加热容器内的水输出到炊洗和洗浴场合，所以电路中用以使交流电变成直流电的整流管、用以使直流电逆变成高变电流的功率开关管和电容一般都是大功率电子元件，其工作过程都有大量的热散发在电热水器的壳体内。同时由于壳体内加热的金属水容器也将一部分发热热量散发在电热水器的壳体内，这样就造成电磁热水器壳体内的工作温度很高，散热不容易，电子元件工作性能容易变差并容易损毁。如果在壳体内设置强力排气扇进行散热，除会增加周围环境噪音外，还将大量热量散发到周围环境，影响环境质量而且浪费了能源。

中国专利第200320123947.9号公开了一种电磁感应式即热型电热水器的技术方案，在电热水器的壳体内设有热能吸收器，并将电磁加热器的的进水管道经过热能吸收器，用冷水来带走热能吸收器上的热量，并作为电磁加热器进水的预热，壳体内设有风机，将壳体内的热空气吹向热能吸收器。这种电磁热水器的壳体内散热结构对电路上的大功率电子元件的散热作用不直接，造成散热效果不明显，仍然存在电子元件工作性能容易变差并容易损毁的问题。

中国专利第03223399.X号公开了一种电磁热水器的技术方案，在电热水器的壳体内控制电路3一侧设有水冷式散热器19，受热部件1的冷水管道4通过水冷式散热器19。这种电磁热水器壳体内散热结构的缺陷：一是水冷式散热器与电子元件的配合不具体，不能说明其具有良好的电子元件散热效果；二是水冷式散热器卧设在控制电路一侧，占用壳体内空间较大；三是只利用水冷式散热器中间一段，其利用率低、散热效能不高。

发明内容

为了克服现有同类即热式电磁热水器的水冷式散热装置存在对大功率电子元件的散热作用不直接，散热效果不明显，会使电子元件工作性能容易变差并容易损毁、占用壳体内空间较大、利用率低的缺陷，本发明的目的是提供一种改进的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，可以克服现有技术的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征在于：是一个安装固定在即热式电磁热水器壳体内主电路板板面上的水冷式散热器，水冷式散热器由一多边形截面的金属散热基体和设置在金属散热基体内的冷水管道构成，冷水管道的进出水口伸出金属散热基体外，金属散热基体以其一侧面横卧在主电路板上，主电路板上的整流器、功率开关器件和电容器的散热面贴装于金属散热基体的其他侧面上，冷水管道的进水口接往即热式电磁热水器进水管或即热式电磁热水器内的冷水循环通道上、其出水管接往即热式电磁热水器的电磁加热器的进水管。

上述技术方案的多边形截面是指三边形或三边以上形状截面。

上述技术方案的所谓贴装是指通过安装贴靠在金属散热基体的侧面上，贴装时可以采用螺钉固定并涂有导热胶脂。

上述技术方案的整流器可以是半波或全波桥式整流堆。

上述技术方案的功率开关器件可以是功率开关管或功率开关模块等，功率开关管可以是绝缘栅场效应管，包括单栅极或双栅极的绝缘栅场效应管。

上述技术方案的电容器可以是与功率开关器件构成谐振逆变电路的电容

器。

上述技术方案的冷水管道可以是一根在金属散热基体上有上下两个管段的拐弯管体，其进水口和出水口均伸出金属散热基体同一端的外面。

上述技术方案的金属散热基体上贴装整流器、功率开关器件或电容器的侧面上还可以设有附加导热板，以提高金属散热基体传导大功率电子元件热量的能力。

上述技术方案的整流器、功率开关器件或电容器的散热面可以通过导热垫片贴装于金属散热基体上。

上述技术方案的主电路板可以是一个即热式电磁热水器上控制其中二个电磁加热器的一块主电路板。

上述技术方案的电磁加热器可以由金属水容器和缠绕在金属水容器外侧的励磁线圈构成。

本发明的有益效果：由于水冷式散热器由一多边形截面的金属散热基体和设置在金属散热基体内的冷水管道构成，冷水管道的进出水口伸出金属散热基体外，金属散热基体以其一侧面横卧在主电路板上，主电路板上的整流器、功率开关器件和电容器的散热面贴装于金属散热基体的其他侧面上，所以水冷式散热器可以对主电路板上的整流器、功率开关器件和电容器进行直接的冷却散热，其散热效果非常明显，有效避免大功率电子元件工作性能容易变差和容易损毁的问题；由于水冷式散热器安装固定在即热式电磁热水器壳体内主电路板板面上，金属散热基体以其一侧面横卧在主电路板上，所以占用壳体内空间小，占用主电路板上的空间也比较小；由于大功率电子元件散热效果明显，热水器壳体内不用设置散热风扇，不会增加周围环境噪音，不会将大量热量散发到周围环境而影响环境质量；由于水冷式散热器的冷水管道进水口接往电磁热水器进水管或即热式电磁热水器内的冷水循环通道上、其出水管接往电磁热水器的电磁加热器进水管，将冷水吸收的热量用作电磁热水器的电磁加热器进水的预热，使大功率电子元件散发的热量得到充分的利用，减少了能源浪费。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明一种实施例的立体示意图，图中的主电路板上省略了其它电子元件。

图2是图1主电路板上的一种即热式电磁热水器主电路的电路图。

图中：1、主电路板；2、金属散热基体；3、冷水管道；4、进水口；5、出水口；6和7、整流器；8、9、10、11、12、13、14和15、功率开关管；16、金属散热基体的一个宽侧面；17、18、19、20、21、22、23和24、电容器；25、金属散热基体的另一个宽侧面；26、附加导热板；27和28、导热垫片。

具体实施方式

参照图1，本即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征在于：是一个安装固定在即热式电磁热水器壳体内主电路板1板面上的水冷式散热器，用于控制一个即热式电磁热水器上的控制二个电磁加热器，水冷式散热器由一矩形截面的金属散热基体2和设置在金属散热基体2内的冷水管道3构成，冷水管道3的进水口4和出水口5伸出金属散热基体2外，金属散热基体2以其一个窄侧面横卧在主电路板1上，主电路板1上的整流器6、7和功率开关管8、9、10、11、12、13、14和15的散热面贴装在金属散热基体2的一个宽侧面16上，电容器17、18、19、20、21、22、23、24的散热面贴装在金属散热基体2的另一个宽侧面25上，冷水管道3的进水口4接往即热式电磁热水器进水管、其出水口5接往即热式电磁热水器的电磁加热器的进水管。

另外，整流器6、7和功率开关管8、9、10、11、12、13、14、15的散热

面均采用螺钉固定贴装在金属散热基体2的宽侧面16上，散热面上涂有导热胶脂；整流器6、7均为全波桥式整流堆；功率开关管8、9、10、11、12、13、14、15均为绝缘栅场效应管；电容器17、18、19、20、21、22、23、24是分别与功率开关管8、9、10、11、12、13、14、15构成二个谐振逆变电路的电容器；冷水管道3是一根在金属散热基体2上有上下两个管段的弯折管体、其进水口4和出水口5均伸出金属散热基体2同一端的外面；金属散热基体2上贴装电容器17、18、19、20、21、22、23、24的宽侧面还延伸有附加导热板26，附加导热板26连接金属散热基体2并延伸接触到电容器17、18、19、20、21、22、23、24的顶面和另一侧面；整流器6、7的散热面是分别通过导热垫片27、28贴装在金属散热基体2上。

参照图2，本主电路板的电路，其上包含二个相同的电路，用于分别控制一个即热式电磁热水器上的二个电磁加热器。

其中一个电路包括外连接端子J1、J2、J3和J4，由扼流圈T1、T2和电容器C1构成的滤波电路1，由全波桥式整流堆UR1构成的整流电路1，由绝缘栅场效应管Q1、Q2、Q3和Q4、电容器C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8、电阻器R1、R2、R3、R4和R5、电感器L1和L2构成的谐振逆变电路1。50～60HZ的公用交流电从外连接端子J1输入，经过滤波电路1和整流电路1后变成直流电，直流电经过谐振逆变电路1后变为20～25KHZ的高变电流，高变电流通过缠绕在一个金属水容器上的励磁线圈L3产生高变磁场，当磁场内部的磁力线通过金属水容器时便产生无数的小涡流，使金属水容器内的水自行高速发热。绝缘栅场效应管Q1、Q2、Q3和Q4的驱动电路由外连接端子J2和J3输入。具体可以将全波桥式整流堆UR1设置在图1的整流器6位置上，将绝缘栅场效应管Q1、Q2、Q3和Q4分别设置在图1的功率开关管8、9、10和11的位置上，将电容器C2、C3、C4和C5分别设置在图1的电容器17、18、19和20的位置上。

其中另一个电路包括外连接端子J1、J5、J6和J7，由扼流圈T3、T4和电容器C9构成的滤波电路2，由全波桥式整流堆UR2构成的整流电路2，由绝缘栅场效应管Q5、Q6、Q7和Q8、电容器C10、C11、C12、C13、C14、C15和C16、电阻器R6、R7、R8、R9和R10、电感器L4和L5构成的谐振逆变电路2。50～60HZ的公用交流电从外连接端子J1输入，经过滤波电路2和整流电路2后变成直流电，直流电经过谐振逆变电路2后变为20～25KHZ的高变电流，高变电流通过缠绕在另一个金属水容器上的励磁线圈L6产生高变磁场，当磁场内部的磁力线通过金属水容器时便产生无数的小涡流，使金属水容器内的水自行高速发热。绝缘栅场效应管Q5、Q6、Q7和Q8的驱动电路由外连接端子J5和J6输入。具体可以将全波桥式整流堆UR2设置在图1的整流器7位置上，将绝缘栅场效应管Q5、Q6、Q7和Q8分别设置在图1的功率开关管12、13、14和15的位置上，将电容器C10、C11、C12和C13分别设置在图1的电容器21、22、23和24的位置上。

Claims (10)

1.一种即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征在于：是一个安装固定在即热式电磁热水器壳体内主电路板板面上的水冷式散热器，水冷式散热器由一多边形截面的金属散热基体和设置在金属散热基体内的冷水管道构成，冷水管道的进出水口伸出金属散热基体外，金属散热基体以其一侧面横卧在主电路板上，主电路板上的整流器、功率开关器件和电容器的散热面贴装于金属散热基体的其他侧面上，冷水管道的进水口接往即热式电磁热水器进水管或即热式电磁热水器内的冷水循环通道上、其出水管接往即热式电磁热水器的电磁加热器的进水管。

2.按权利要求1所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述金属散热基体上贴装整流器、功率开关器件或电容器的侧面上还延伸有附加导热板。

3.按权利要求3所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述附加导热板连接金属散热基体并延伸接触到所述电容器的顶面和另一侧面。

4.按权利要求1或2所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述整流器、功率开关器件或电容器的散热面通过导热垫片贴装于金属散热基体上。

5.按权利要求1或2所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述主电路板是一个即热式电磁热水器上控制其中二个电磁加热器的一块主电路板。

6.按权利要求1或2所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述电磁加热器由即热式电磁热水器上的金属水容器和缠绕在金属水容器外侧的励磁线圈构成。

7.按权利要求1或2所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述贴装是安装贴靠在金属散热基体的侧面上，贴装时采用螺钉固定并涂有导热胶脂。

8.按权利要求1或2所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述电容器是与功率开关器件构成谐振逆变电路的电容器。

9.按权利要求1或2所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述水冷式散热器由一矩形截面的金属散热基体和设置在金属散热基体内的冷水管道构成，金属散热基体以其一个窄侧面横卧在主电路板上，主电路板上的整流器和功率开关器件的散热面贴装在金属散热基体的一个宽侧面上，电容器的散热面贴装在金属散热基体的另一个宽侧面上。

10.按权利要求9所述的即热式电磁热水器的水循环冷却装置，其特征是所述冷水管道是一根在金属散热基体上有上下两个管段的弯折管体、其进水口和出水口均伸出金属散热基体同一端的外面。

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