CN104622355B - 一种恒温即热式淋浴器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种恒温即热式淋浴器，包括外壳、电源电路、温度设定开关电路、自动功率控制电路、加热电路，电源电路的输出端连接温度设定开关电路的输入端，温度设定开关电路的输出端连接自动功率控制电路的输入端，加热电路包括第一加热电路和第二加热电路，第一加热电路包括第一继电器的常开触点和第一加热器件，第二加热电路包括串联连接的第二加热器件和第一双向可控硅，还包括第一测温器及水流开关，水流开关和第一继电器的线圈连接在电源电路中，第一测温器设置在第二加热器件处，自动功率控制电路的输出端连接第一双向可控硅的控制极。本发明可以保证输出水温不会随着水流的变化而变化，且短时停机再开启时不会产生高温，使用方便。

Description

一种恒温即热式淋浴器

技术领域

本发明涉及一种淋浴器，尤其涉及一种恒温即热式淋浴器。

背景技术

传统的淋浴器都是以水流的大小来调节出水温度，这种调节方式不仅反应慢，而且水温不稳定，使用者需要不断的手动调节水温以适应自己的需要，这样就造成了用水浪费和器件损坏。

现有的即热式淋浴器，通过电子加热元器件来快速加热流水，并且能通过电路控制水温、流速、功率等，使水温达到适合人体洗浴的温度。但是这种淋浴器一般是采用电子电路，由于电子元件极易损坏，会给安全带来隐患；同时这种淋浴器采用筒式集中加热方式，这种加热控制电路只工作在开、关两种状态，加热管只有满功率加热和停用两种状态，加之温度的惰性，或称热惯性的存在，加热器开或关总早或迟于实际的使用温度，这就造成了出水温差大，且在短时停用后再开启时会产生高温，对使用者造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种恒温即热式热水器，保证输出水温不会随着水流的变化而变化，且短时停机再开启时不会产生高温，操作简单，使用方便。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种恒温即热式淋浴器，包括外壳、电源电路、温度设定开关电路、自动功率控制电路、加热电路，所述电源电路的输出端连接温度设定开关电路的输入端，所述温度设定开关电路的输出端连接自动功率控制电路的输入端，所述自动功率控制电路包括第一自动功率控制电路，所述加热电路包括第一加热电路和第二加热电路，所述第一加热电路包括第一继电器的常开触点和第一加热器件，所述第二加热电路包括第二加热器件和第一双向可控硅，第二加热器件与第一双向可控硅串联，还包括第一测温器及设置在进水口或出水口处的水流开关，所述水流开关和第一继电器的线圈连接在电源电路中，且所述第一继电器的线圈的得电与否受控于水流开关，所述第一测温器设置在第二加热器件处，所述第一自动功率控制电路的输出端连接第一双向可控硅的控制极。

所述加热电路还包括第三加热电路，所述第三加热电路包括串联连接的第三加热器件和第二双向可控硅，所述自动功率控制电路还包括第二功率控制电路，所述第二功率控制电路的输出端连接第二双向可控硅的控制极，所述第三加热器件处还设置有第二测温器。

所述第一自动功率控制电路包括比较电路、光电耦合电路、振荡电路、耦合电路和降压稳压电路，所述比较电路的输入端连接电源电路的输出端，所述比较电路的输出端连接光电耦合电路的输入端，所述光电耦合电路的输出端连接振荡电路的输入端，所述振荡电路的输出端连接耦合电路的输入端，所述耦合电路的输出端连接第一双向可控硅的控制极，所述降压稳压电路的输入端连接加热电路，所述降压稳压电路的输出端连接耦合电路的输入端。

所述电源电路包括电源开关、降压变压器、第一桥式整流电路、第一稳压器、水流开关及控制电路，在第一稳压器的输出端连接滤波电容的一端，滤波电容的另一端接地，滤波电容的两端并联有由水流开关和第六继电器的线圈组成的串联电路，在第六继电器的线圈的两端还并联有第一二极管，第一稳压器的输出端还连接有第六继电器的常开触点及第七继电器的常开触点，第六继电器的常开触点与第七继电器的常开触点并联，在第七继电器的常开触点的另一端连接有第一电阻和第八继电器的线圈，第一电阻和第八继电器的线圈串联后并联在滤波电容的两端，在第八继电器的线圈两端还并联有第二电容，第二电容的两端并联有第六继电器的常闭触点，在第一电阻和第八继电器的线圈组成的串联电路的两端还分别并联有第二二极管、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器的线圈，第五继电器的线圈两端通过第八继电器的第一常开触点并联有由第三二极管和第七继电器的线圈组成的串联电路，第七继电器线圈的两端还并联有第三电容，第八继电器的第一常开触点的后面还连接有第二稳压器，第二稳压器的输出端与地之间连接有第二电阻，第二电阻后面连接温度设定开关电路。

所述温度设定开关电路包括由第三电阻、第四电阻及滑动变阻器组成的串联电路，滑动变阻器的滑片连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极连接第二稳压器的输出端，发射极连接自动功率控制电路。

所述自动功率控制电路还包括第二自动功率控制电路，其中，所述第一功率控制电路包括由第二三极管、第五电阻、第六电阻和第一测温器组成的比较电路，第二三极管的基极连接第一测温器的一端，发射极连接第一光电耦合器的第一输入端，第一光电耦合器的第二输入端连接有第四二极管，第四二极管的负极与第一测温器的另一端一起接地，第一光电耦合器的第一输出端连接第七电阻，第二输出端连接第四电容的一端，第四电容的另一端接公共端，第一光电耦合器的两个输出端之间还连接有第八电阻，第一光电耦合器的第二输出端还连接有第一单结晶体管，第一单结晶体管的第一基极连接第九电阻，第二基极连接第一耦合变压器的原边一端，第一耦合变压器的原边另一端接公共端，第一耦合变压器的副边一端接电源，副边另一端连接加热电路中第一双向可控硅的控制极，第七电阻及第九电阻通过第十电阻连接第二桥式整流电路的第一输出端，第二桥式整流电路的第二输出端接公共端，在第十电阻与公共端之间还连接有第一稳压二极管；所述第二功率控制电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第三三极管、第二测温器、第五二极管、第五电容、第二光电耦合器、第二单结晶体管、第二耦合变压器及第二晶闸管，其连接关系与第一功率控制电路相同，在此不再赘述，其中第二耦合变压器的副边另一端连接加热电路中第二双向可控硅的控制极。

所述加热电路还包括第三加热电路，三个加热电路为并联关系，所述第一加热电路还包括第三双向可控硅，所述第三双向可控硅与第一继电器的常开触点和第一加热器件组成串联电路，所述第一加热器件为第一电阻加热器，第一继电器的常开触点的一端连接电源，另一端连接第一电阻加热器，第三双向可控硅的第一阳极和控制极之间接有第八继电器的第二常开触点和第十七电阻，第三双向可控硅的第二阳极接电源；第二加热电路还包括第二继电器的常开触点和第三继电器的常开触点，所述第二加热器件为第二电阻加热器和第三电阻加热器，所述第二继电器、第三继电器的常开触点的一端连接电源，另一端分别连接第二电阻加热器和第三电阻加热器，还包括第一双向可控硅，其第一阳极分别连接第二加热管、第三加热管，控制极连接第一耦合变压器的副边另一端，第二阳极接电源；第三加热电路包括第四继电器的常开触点、第五继电器的常开触点、第三加热器件及第二双向可控硅，所述第三加热器件为第四电阻加热器和第五电阻加热器，其连接关系与第二加热电路相同，所述第二双向可控硅的控制极连接第二耦合变压器的副边，第五继电器的常开触点还连接有第二桥式整流电路的第一输入端，第二桥式整流电路的第二输入端接电源。

所述加热水路的进水孔处设置有水流计。

在所述水流通道内设置有螺旋体。

本发明采用安全可靠的电磁式无火花触点的电路控制，消除安全隐患，可长时间安全待机；水流开关打开后加热电路自动开始工作，使用者只要设定使用水温，就能使水温达到设定温度，该过程只需几秒即可完成，且水温误差不超过1度；同时该淋浴器的加热电路采用并联分级功率控制的方式加热，水路采用串联逐级加热结构，科学合理的选择了测控点，根据测到的温度可提前精准测出出水温度，并转换成与之同步的电压，与设定电压比较，产生误差信号，提前去精确调节功率的大与小，因能提前测出出水温度并能提前去控制加热功率的大小，所以使出水温度更加稳定，不因阀门开启的大小而改变出水温度，同时因加热器的大功率加热端设置在进水口，小功率加热端设置在出水口，可以防止在短时停用再开启时产生高温，对使用者造成伤害。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图2所示，本发明所述电路包括电源电路、温度设定开关电路、自动功率控制电路和加热电路，电源电路包括电源开关K、降压变压器、第一桥式整流电路、第一稳压器8、水流开关3及控制电路，在第一稳压器8的输出端连接有滤波电容C1的一端，滤波电容C1的另一端接地，滤波电容C1的两端并联有由水流开关3和继电器JA的线圈组成的串联电路，在继电器JA的线圈的两端还并联有二极管D1，第一稳压器8的输出端还连接有继电器JA的常开触点JA-1及继电器JB的常开触点，常开触点JA-1与JB并联，在JB的另一端连接有电阻R1和继电器JC的线圈，电阻R1和继电器JC的线圈串联后并联在滤波电容C1的两端，在继电器JC的线圈两端还并联有电容C2，电容C2的两端并联有继电器JA的常闭触点JA-2，在电阻R1和继电器JC的线圈组成的串联电路的两端还分别并联有二极管D2、继电器J1、J2、J3、J4、J5的线圈，继电器J5的线圈两端通过常开触点JC-1并联有由二极管D3和继电器JB的线圈组成的串联电路，JB线圈的两端还并联有电容C3，常开触点JC-1的后面还连接有第二稳压器9，第二稳压器9的输出端与地之间连接有电阻R2，电阻R2后面连接温度设定开关电路；所述第一稳压器8和第二稳压器9均采用78系列稳压器，输出正电压。

温度设定开关电路包括由电阻R3、R4及滑动变阻器W组成的串联电路，滑动变阻器W的滑片连接三极管VT1的基极，VT1的集电极连接稳压器9的输出端，发射极连接自动功率控制电路。

自动功率控制电路包括第一功率控制电路和第二功率控制电路，第一功率控制电路包括由三极管VT2、电阻R5、R6、测温器Rt1组成的比较电路，VT2的基极连接测温器Rt1的一端，发射极连接光电耦合器OC1的第一输入端，OC1的第二输入端连接二极管D4的正极，二极管D4的负极与测温器Rt1的另一端一起接地，光电耦合器OC1的第一输出端连接电阻R7，第二输出端连接电容C4的一端，电容C4的另一端接地，光电耦合器OC1的两个输出端之间还连接有电阻R8，OC1的第二输出端还连接有单结晶体管BT1，单结晶体管BT1的第一基极连接电阻R9，第二基极连接耦合变压器B1的原边一端，耦合变压器B1的原边另一端接公共端，耦合变压器B1的副边一端接电源，副边另一端连接第二加热电路中TRIAC1的控制极，电阻R7及R9通过电阻R10连接第二桥式整流电路的第一输出端，第二桥式整流电路的第二输出端接公共端，在电阻R10与公共端之间还连接有稳压二极管T1；所述第二功率控制电路包括电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、三极管VT3、测温器Rt2、二极管D5、电容C5、光电耦合器OC2、单结晶体管BT2、耦合变压器B2及晶闸管T2，其连接关系与第一功率控制电路相同，在此不再赘述。

加热电路包括第一加热电路、第二加热电路和第三加热电路，三个加热电路为并联关系，第一加热电路包括串联连接的继电器J1的常开触点、加热器RL1和双向可控硅TRIAC3，继电器J1的常开触点的一端连接电源，另一端连接加热器RL1，双向可控硅TRIAC3的阳极和控制极之间接有继电器JC的常开触点JC-2和电阻R17，双向可控硅TRIAC3的第二阳极接电源；第二加热电路包括串联连接的继电器J2的常开触点及加热器RL2，继电器J2的常开触点及加热器RL2的两端并联有继电器J3的常开触点及加热器RL3，继电器J2、J3的常开触点的一端连接电源，另一端分别连接加热器RL2和RL3，还包括双向可控硅TRIAC1，其第一阳极连接加热管RL2、RL3，控制极连接耦合变压器B1的副边另一端，第二阳极接公共端；第三加热电路包括继电器J4的常开触点、加热器RL4、继电器J5的常开触点、加热器RL5及双向可控硅TRIAC2，其连接关系与第二加热电路相同，双向可控硅TRIAC2的控制极连接耦合变压器B2的副边。继电器J5的常开触点还连接第二桥式整流电路的第一输入端，第二桥式整流电路的第二输入端接电源。

如图1所示，测温器Rt1设置在加热管RL2和加热管RL3之间，测温器Rt2设置在加热管RL4和加热管RL5之间，五个加热管均设置在水流通道4内，在进水孔1处设置有水流计2和水流开关3，水流开关3也可设置在出水口处，在出口处设置有水阀6和喷头7，在水流通道4内还设置有螺旋体5，可以使水流的加热更加充分。

本发明在工作时，首先打开电源开关K，电源经降压电路、第一桥式整流电路及第一稳压器后，输出一稳定的直流电压，整机处于待机状态；打开水阀6，进水孔1开始进水，水流开关3闭合，继电器JA线圈得电，其常开触点JA-1闭合，继电器J1-J5的线圈得电，继电器J1-J5的常开触点闭合，同时继电器JA的常闭触点JA-2断开，由于电容C2的存在，使得继电器JC的线圈延迟于继电器J1-J5的线圈得电，触点JC-1和JC-2延迟于触点J1-J5闭合，保证触点J1-J5闭合时不产生电火花，进而保护了触点，JC-1接通自动功率控制电路，JC-2接通电加热器RL1，电加热器开始加热，同时继电器JB的线圈得电，其常开触点JB闭合，电源自锁，整套开机流程结束。继电器J2-J5的作用是可以防止电源接通而水流开关不闭合时，若双向可控硅TRIAC2、TRIAC3意外击穿而造成加热电路直接接通造成的干烧现象。

外壳上标有经过标定的与变阻器W阻值相对应的温度刻度，使用时只需把旋钮转到所需温度。打开水阀后，RL1开始加热，此时水温还较低，RL1加热的温度显然不能满足要求，测温器Rt1检测到的水流温度较低，Rt1阻值较大，三极管VT2导通，发射极输出的电压较大，电流也较大，光电耦合器OC1的输出电阻较小，使C4充电加快，达到单结晶体管BT1的阀值电压，耦合变压器BT1提前导通，电容C4向耦合变压器B1的原边快速放电，在副边感应一个触发信号，使双向可控硅TRIAC1导通角提前，从而使加在加热管RL2和RL3上的电压升高，加热功率增大，双向可控硅TRIAC1的导通角与电容C4的充电时间相对应，每半周导通角对应的时间及这一时间上所对应的电压高低是同步的，所以电容C4充电的快慢，控制双向可控硅TRIAC1的导通时间提前或滞后，双向可控硅TRIAC1的导通时间提前则功率加大，双向可控硅TRIAC1的导通时间滞后则功率降低。随着水温逐渐升高，Rt1的电阻逐渐减小，光电耦合器OC1的输出电阻逐渐增大，电容C4的充电速度逐渐降低，从而使双向可控硅TRIAC2的导通角减小，加热管RL2、RL3的加热功率逐渐减小。当水温达到设定温度时，Rt1的电阻较小，三极管VT2截止，双向可控硅TRIAC2的控制极无信号输入，双向可控硅TRIAC2截止，从而加热管RL2、RL3不加热。电加热管RL4、RL5的工作过程如上。

电加热管RL1不受功率控制电路的控制，水流开关闭合后，电加热管RL1自动开始加热，可以保证水温达到设定温度后自动功率输出为零时，电加热管RL1仍然在工作，水温不会降低；同时水阀打开后，五个加热管都开始加热，可以使水温快速达到设定值；五个加热管采用并联分级功率控制，在测温器和自动功率控制电路的控制下，各个加热管的功率逐渐降低，实现了分级加热，使输出水温更加稳定，当短时停用时，水温不会降低很多，再开启时，加热管RL2、RL3、RL4、RL5不加热或小功率加热，可以保证不会产生瞬时高温，给使用者造成伤害。

使用完后，关闭水阀6，水流开关3断开，继电器JA的线圈失电，触点JA-1断开，JA-2闭合，继电器JC的线圈失电，触点JC-1、JC-2断开，自动功率控制电路和加热电路断开，进而继电器JB的线圈失电，其触点JB-1断开，电源自锁解除，继电器J1-J5的线圈失电，继电器J1-J5的触点断开，JB的存在可以保证触点J1-J5断开时不产生电火花，进而保护了触点，加热电路断开，整机处于待机状态；关闭电源开关K，整套关机流程结束。

Claims (9)

1.一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：包括外壳、电源电路、温度设定开关电路、自动功率控制电路、加热电路，所述电源电路的输出端连接温度设定开关电路的输入端，所述温度设定开关电路的输出端连接自动功率控制电路的输入端，所述自动功率控制电路包括第一自动功率控制电路，所述加热电路包括第一加热电路和第二加热电路，所述第一加热电路包括第一继电器的常开触点和第一加热器件，所述第二加热电路包括第二加热器件和第一双向可控硅，第二加热器件与第一双向可控硅串联，还包括第一测温器及设置在进水口或出水口处的水流开关，所述水流开关和第一继电器的线圈连接在电源电路中，且所述第一继电器的线圈的得电与否受控于水流开关，所述第一测温器设置在第二加热器件处，所述第一自动功率控制电路的输出端连接第一双向可控硅的控制极。

2.如权利要求1所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述加热电路还包括第三加热电路，所述第三加热电路包括串联连接的第三加热器件和第二双向可控硅，所述自动功率控制电路还包括第二功率控制电路，所述第二功率控制电路的输出端连接第二双向可控硅的控制极，所述第三加热器件处还设置有第二测温器。

3.如权利要求2所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述第一自动功率控制电路包括比较电路、光电耦合电路、振荡电路、耦合电路和降压稳压电路，所述比较电路的输入端连接电源电路的输出端，所述比较电路的输出端连接光电耦合电路的输入端，所述光电耦合电路的输出端连接振荡电路的输入端，所述振荡电路的输出端连接耦合电路的输入端，所述耦合电路的输出端连接第一双向可控硅的控制极，所述降压稳压电路的输入端连接加热电路，所述降压稳压电路的输出端连接耦合电路的输入端。

4.如权利要求3所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述电源电路包括电源开关、降压变压器、第一桥式整流电路、第一稳压器、水流开关及控制电路，在第一稳压器的输出端连接滤波电容的一端，滤波电容的另一端接地，滤波电容的两端并联有由水流开关和第六继电器的线圈组成的串联电路，在第六继电器的线圈的两端还并联有第一二极管，第一稳压器的输出端还连接有第六继电器的常开触点及第七继电器的常开触点，第六继电器的常开触点与第七继电器的常开触点并联，在第七继电器的常开触点的另一端连接有第一电阻和第八继电器的线圈，第一电阻和第八继电器的线圈串联后并联在滤波电容的两端，在第八继电器的线圈两端还并联有第二电容，第二电容的两端并联有第六继电器的常闭触点，在第一电阻和第八继电器的线圈组成的串联电路的两端还分别并联有第二二极管、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器的线圈，第五继电器的线圈两端通过第八继电器的第一常开触点并联有由第三二极管和第七继电器的线圈组成的串联电路，第七继电器线圈的两端还并联有第三电容，第八继电器的第一常开触点的后面还连接有第二稳压器，第二稳压器的输出端与地之间连接有第二电阻，第二电阻后面连接温度设定开关电路。

5.如权利要求4所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述温度设定开关电路包括由第三电阻、第四电阻及滑动变阻器组成的串联电路，滑动变阻器的滑片连接第一三极管的基极，第一三极管的集电极连接第二稳压器的输出端，发射极连接自动功率控制电路。

6.如权利要求5所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述自动功率控制电路还包括第二自动功率控制电路，其中，所述第一自动功率控制电路包括由第二三极管、第五电阻、第六电阻和第一测温器组成的比较电路，第二三极管的基极连接第一测温器的一端，发射极连接第一光电耦合的第一输入端，第一光电耦合器的第二输入端连接有第四二极管，第四二极管的负极与第一测温器的另一端一起接地，第一光电耦合器的第一输出端连接第七电阻，第二输出端连接第四电容的一端，第四电容的另一端接公共端，第一光电耦合器的两个输出端之间还连接有第八电阻，第一光电耦合器的第二输出端还连接有第一单结晶体管，第一单结晶体管的第一基极连接第九电阻，第二基极连接第一耦合变压器的原边一端，第一耦合变压器的原边另一端接公共端，第一耦合变压器的副边一端接电源，副边另一端连接加热电路中第一双向可控硅的控制极，第七电阻及第九电阻通过第十电阻连接第二桥式整流电路的第一输出端，第二桥式整流电路的第二输出端接公共端，在第十电阻与公共端之间还连接有第一稳压二极管；所述第二自动功率控制电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第三三极管、第二测温器、第五二极管、第五电容、第二光电耦合器、第二单结晶体管、第二耦合变压器及第二晶闸管，其连接关系与第一自动功率控制电路相同，在此不再赘述，其中第二耦合变压器的副边另一端连接加热电路中第二双向可控硅的控制极。

7.如权利要求6所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述加热电路还包括第三加热电路，三个加热电路为并联关系，所述第一加热电路还包括第三双向可控硅，所述第三双向可控硅与第一继电器的常开触点和第一加热器件组成串联电路，所述第一加热器件为第一电阻加热器，第一继电器的常开触点的一端连接电源，另一端连接第一电阻加热器，第三双向可控硅的第一阳极和控制极之间接有第八继电器的第二常开触点和第十七电阻，第三双向可控硅的第二阳极接电源；第二加热电路还包括第二继电器的常开触点和第三继电器的常开触点，所述第二加热器件为第二电阻加热器和第三电阻加热器，所述第二继电器、第三继电器的常开触点的一端连接电源，另一端分别连接第二电阻加热器和第三电阻加热器，还包括第一双向可控硅，其第一阳极分别连接第二加热管、第三加热管，控制极连接第一耦合变压器的副边另一端，第二阳极接电源；第三加热电路包括第四继电器的常开触点、第五继电器的常开触点、第三加热器件及第二双向可控硅，所述第三加热器件为第四电阻加热器和第五电阻加热器，其连接关系与第二加热电路相同，所述第二双向可控硅的控制极连接第二耦合变压器的副边，第五继电器的常开触点还连接有第二桥式整流电路的第一输入端，第二桥式整流电路的第二输入端接电源。

8.如权利要求7所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述进水口处设置有水流计。

9.如权利要求8所述的一种恒温即热式淋浴器，其特征在于：所述第一加热器件、第二加热器件及第三加热器件均设置在水流通道内，所述水流通道内设置有螺旋体。