CN106052087A - 恒温即热型电热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种恒温即热型电热水器，包括进水管、加热腔、出水管；加热腔内设有电热管；进水管中设有以进水管轴线为转轴的水轮；水轮上周向均布沿半径延伸的永磁条；进水管的外周固定有包围水轮的线圈阵列，线圈阵列中的各线圈周向均布，且线圈呈螺线管状，线圈轴线沿水轮的半径方向；线圈阵列中的各线圈分别耦合一个交直流转换模块，以分别构成一个感应直流单元；各感应直流单元串联或并联成一个直流输入单元，该直流输入单元耦合于一个放大模块的输入端，该放大模块的输出端耦合于电热管。该电热水器可以根据出水速度，自动调节加热功率，不仅可防止烧结现象，并且能使出水温度保持较稳定的状态。

Description

恒温即热型电热水器
技术领域
本发明涉及电热水器领域，特别地，涉及一种即热型电热水器。
背景技术
目前，即热型电热水器种类较多，由于其可以在数秒内即出热水，因此受到人们的广泛喜爱。而较常见的即热型电热水器通常用于盥洗龙头；其内部主要结构为电热管；由于需要快速加热冷水，该电热管的功率普遍较高，一般在3kw以上，因此，在水龙头内没有充足冷水补充的情况下，如果电热管按额定功率工作，则极有可能使电热管及水龙头内部结构烧坏。
而对于目前的即热型水龙头，其内部普遍通过微动开关来启动电热管，而微动开关只能触发电热管以额定功率工作，这样，当水流速度较小时，电热管发热过快，可能引起烧结现象；对此，一些即热型水龙头内还配置了水温传感器，以防内部温度过高，然而，由于该传感器长期置于水中，且经常处于高温环境内，较容易算坏，一旦温度传感不准或功能失效，仍然难以起到保护作用。另一方方面，由于微动开关只能触发电热管以额定功率工作，导致在出水速度变化的情况下，无法使出水温度保持较稳定的状态。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种恒温即热型电热水器，该电热水器可以根据出水速度，自动调节加热功率，不仅可防止烧结现象，并且能使出水温度保持较稳定的状态。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该恒温即热型电热水器包括进水管、加热腔、出水管；所述加热腔内设有电热管；所述进水管或出水管中设有一个以进水管或出水管的轴线为转轴的水轮；所述水轮上周向均布沿半径延伸的永磁条；所述进水管或出水管的外周固定有包围所述水轮的线圈阵列，所述线圈阵列中的各线圈周向均布，且线圈呈螺线管状，线圈轴线沿所述水轮的半径方向；所述线圈阵列中的各线圈分别耦合一个交直流转换模块，以分别构成一个感应直流单元；各所述感应直流单元串联或并联成一个直流输入单元，所述直流输入单元耦合于一个放大模块的输入端，所述放大模块的输出端耦合于所述电热管。
作为优选，所述永磁条固定于所述水轮的轮叶中央，不仅减小对水流的阻挡面积，并且加强轮叶的强度；进一步地，相邻的所述永磁条处于水轮的径向外端的磁极相反，以使相邻的永磁条依次转过一个线圈的过程中，该线圈中的磁通量波动较大。
作为优选，所述永磁条直接由经磁化的所述轮叶构成。
作为优选，所述水轮设置于所述出水管内，且轮叶由热塑性材料构成，且热形变温度为50℃～100℃；由此，当出水温度越高时，轮叶越柔软，从而形变后对水体的阻力越大，以使水轮的转速变慢，从而降低电热管的发热功率。
作为优选，所述永磁条设置于固定在所述轮叶上的一条密封的径向管内，所述径向管的中段设有可在径向管内自由滑动的所述永磁条，而径向管内的径向外段封有水银；径向管的径向内段则为真空；按此优选，当流经水轮的水流温度较高时，由于水银的膨胀，使永磁条的径向外端只能移动到离轮叶的外端较远的位置，从而对所述线圈阵列的作用减弱；反之，水流温度较低时，水银收缩，永磁条在离心力作用下移动到离轮叶的外端较近的位置，使之对所述线圈阵列的作用加强。
本发明的有益效果在于：该恒温即热型电热水器在工作时，水轮的转速与出水速度正相关，从而水轮的转速与所述线圈阵列中各线圈的感应电流值亦正相关，从而使出水速度与电热管的发热功率正相关；这样，在进水温度稳定的情况下，无论出水速度如何，其出水温度始终保持在较稳定的值；并且由于处于水中的部件仅为水轮，其为机械部件，难以损坏，即便损坏，通常也仅只是卡死，在此情况下，由于线圈阵列中无感应电流，电热管不工作，也不会造成烧结问题，其安全性较高。
附图说明
图1是本恒温即热型电热水器的一个实施例示意图。
图2是本恒温即热型电热水器中，水轮与线圈阵列的实施例一示意图。
图3是本恒温即热型电热水器中，水轮与线圈阵列的实施例二示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
在图1所示的实施例中，该恒温即热型电热水器包括进水管1、加热腔2、出水管3；所述加热腔2内设有电热管4；所述进水管1中设有一个以进水管1的轴线为转轴的水轮5；所述水轮5上周向均布沿半径延伸的永磁条；所述进水管1的外周固定有包围所述水轮5的线圈阵列6。
上述的电热水器，所述水轮5与线圈阵列6的实施例一如图2所示，所述线圈阵列6中的各线圈61周向均布，且线圈61呈螺线管状，线圈轴线沿所述水轮5的半径方向；所述线圈阵列6中的各线圈61分别耦合一个交直流转换模块（未图示），以分别构成一个感应直流单元；各所述感应直流单元串联或并联成一个直流输入单元，所述直流输入单元耦合于一个放大模块（未图示）的输入端，所述放大模块的输出端耦合于所述电热管。这里，所述放大模块采用了直流放大模块，如三极管放大电路模块；其供电端内置或外置一个交直流转换模块，用于耦合电源线。以上涉及到的电子部件，均可设于所述加热腔2外部的电气盒7内。
如图2所示，所述永磁条52固定于所述水轮5的轮叶51中央，不仅减小对水流的阻挡面积，并且加强轮叶51的强度；另外，使相邻的所述永磁条52处于水轮5的径向外端的磁极相反，以使相邻的永磁条52依次转过一个线圈61的过程中，该线圈61中的磁通量波动较大，以获得较强的感应电流。
上述恒温即热型电热水器在工作时，水轮5的转速与出水速度正相关，从而水轮5的转速与所述线圈阵列6中各线圈61的感应电流值亦正相关，该感应电流经由放大模块正比放大后成为所述电热管4的工作电流，从而使出水速度与电热管4的发热功率正相关；这样，在进水温度稳定的情况下，无论出水速度如何，其出水温度始终保持在较稳定的值。值得指出的是，所述正相关，并非是严格意义上的线性正比关系，事实上，由于人体皮肤本身并不能精确地感测温度，只要人体感觉到在出水温度发生较大变化时，出水温度变化较小即可，所谓的恒温，实际上亦仅是指温度较为稳定。
另外，并且由于处于水中的部件仅为水轮5，其为机械部件，难以损坏，即便损坏，通常也仅只是卡死，在此情况下，由于线圈阵列6中无感应电流，电热管4不工作，也不会造成烧结问题，其安全性较高。
上述的电热水器，所述水轮5与线圈阵列6的实施例二如图3所示，其中，所述永磁条52设置于固定在所述轮叶51上的一条密封的径向管50内，所述径向管50的中段设有可在径向管内自由滑动的所述永磁条52，而径向管50内的径向外段封有水银53；径向管50的径向内段则为真空；按照该实施例二，当流经水轮5的水流温度较高时，由于水银53的径向向内膨胀，使永磁条52的径向外端在离心力作用下（只要水轮5旋转，即可提供离心力）只能移动到离轮叶51的外端较远的位置，从而对所述线圈阵列6的作用减弱，从而减小感应电流，使电热管4发热功率变小；反之，水流温度较低时，水银收缩，永磁条52在离心力作用下移动到离轮叶51的外端较近的位置，使之对所述线圈阵列6的作用加强，从而使电热管4的发热功率变大；由此，形成自动反馈机制，进一步提高了出水温度的稳定性。
除上述实施例外，另可将所述水轮5设置于所述出水管3内，而所述线圈阵列6亦设在出水管3外与水轮5相匹配的位置。轮叶51则由热塑性材料构成，且热形变温度为50℃～100℃，如，可采用高密度聚乙烯（HDPE），其热形变温度为60℃～82℃；由此，当出水温度越高时，特别是出水温度达到使皮肤发烫的程度时（一般在55℃以上开始感到发烫），轮叶越柔软，从而形变后对水体的阻力越大，以使水轮5的转速变慢，从而降低电热管4的发热功率；而由于热塑性材料的特点，当温度降低时，其硬度又将恢复，从而又使水轮5提高转速；可见，该方案亦实现了电热管4发热功率的自动反馈机制，并且较上述实施例二而言，结构更为简单。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种恒温即热型电热水器，包括进水管（1）、加热腔（2）、出水管（3）；所述加热腔（2）内设有电热管（4）；其特征在于：所述进水管（1）或出水管（3）中设有一个以进水管（1）或出水管（3）的轴线为转轴的水轮（5）；所述水轮（5）上周向均布沿半径延伸的永磁条（52）；所述进水管（1）或出水管（3）的外周固定有包围所述水轮（5）的线圈阵列（6），所述线圈阵列（6）中的各线圈（61）周向均布，且线圈（61）呈螺线管状，线圈轴线沿所述水轮（5）的半径方向；所述线圈阵列（6）中的各线圈（61）分别耦合一个交直流转换模块，以分别构成一个感应直流单元；各所述感应直流单元串联或并联成一个直流输入单元，所述直流输入单元耦合于一个放大模块的输入端，所述放大模块的输出端耦合于所述电热管（4）。
2.根据权利要求1所述的恒温即热型电热水器，其特征在于：所述永磁条（52）固定于所述水轮（5）的轮叶（51）中央。
3.根据权利要求2所述的恒温即热型电热水器，其特征在于：相邻的所述永磁条（52）处于水轮（5）的径向外端的磁极相反。
4.根据权利要求1所述的恒温即热型电热水器，其特征在于：所述永磁条（52）直接由经磁化的所述轮叶（51）构成。
5.根据权利要求1或2所述的恒温即热型电热水器，其特征在于：所述水轮（5）设置于所述出水管（3）内，且轮叶（51）由热塑性材料构成，且热形变温度为50℃～100℃。
6.根据权利要求5所述的恒温即热型电热水器，其特征在于：所述轮叶（51）由高密度聚乙烯构成。
7.根据权利要求1所述的恒温即热型电热水器，其特征在于：所述永磁条（52）设置于固定在所述轮叶（51）上的一条密封的径向管（50）内，所述径向管（50）的中段设有可在径向管内自由滑动的所述永磁条（52），而径向管（50）内的径向外段封有水银（53）；径向管（50）的径向内段则为真空。
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