CN106482354A - 一种电热水器出水断电及漏电保护装置 - Google Patents

一种电热水器出水断电及漏电保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电热水器出水断电及漏电保护装置，包括混水阀和智能断电插座；在混水阀上设有水流量传感器，在水流量传感器上连接有单片机，以及与单片机连接的电源模块和第一通信模块；所述智能断电插座安装在电热水器供电线路上，包括：壳体，设置在壳体内的插脚座和插脚，控制插脚、插脚座接触或脱开的脱扣器，以及与脱扣器连接的降压电路、漏电检测电路和第二通讯模块；所述脱扣器通过降压电路与电热水器供电线路连接、通过漏电检测电路检测流经零火线和地线的电流或电压，并根据水流量传感器、漏电检测电路反馈的信号控制插脚、插脚座接触或脱开。本发明具有漏电保护和出水断电双重保护，可对旧电热水器进行安全升级。

Description

一种电热水器出水断电及漏电保护装置
技术领域
本发明涉及电热水器技术领域，尤其涉及一种电热水器出水断电及漏电保护装置。
背景技术
电热水器是一种以电作为能源进行加热的热水器。我国每年都有多起因使用电热水器而引起的人身伤亡事故，究其原因，大部分都是由于环境漏电所造成的(无地线、或地线失效、地线带电、自来水管带电等现象)。
一篇公开号为CN204329335U的中国实用新型专利公开一种带出水断电保护装置的电热水器，包括外壳、发热管、控制器、内胆、漏电保护器和热断路器，外壳设置进水管和出水管，其特征在于：进水管设置水流量传感器，水流量传感器与控制器电连接，水流量传感器包括磁性转子和霍尔传感器，磁性转子转动并转速随流量变化而变化,霍尔传感器输出相应的脉冲信号反馈给控制器,判断是否关闭发热管。当出水管打开，出水的同时进水管进水，发热管断电，而热水器停止出水且注满水，发热管通电，实现电热水器出水断电。
现有技术通过水流量传感器收集到用户有用水行为后，通过逻辑控制驱动断开漏电保护插头的脱扣器，使电热水器三极断开，保证了用户洗浴安全。但对于已经售出的电热水器，特别对于使用普通电源线或没有通讯功能漏保的电热水器无法实现上述功能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种让使用普通电源线或没有通讯功能漏电保护器的电热水器在出水时电源三极自动切断，停止用水后电源三极自动闭合的出水断电及漏电保护装置。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，包括混水阀和智能断电插座；所述混水阀包括进水管路和出水管路，在进水管路或出水管路上设有水流量传感器，在水流量传感器上连接有单片机，以及与单片机连接的电源模块和第一通信模块；所述智能断电插座安装在电热水器供电线路上，包括：壳体，设置在壳体内的插脚座和插脚，控制插脚、插脚座接触或脱开的脱扣器，以及与脱扣器连接的降压电路、漏电检测电路和第二通讯模块；所述脱扣器通过降压电路与电热水器供电线路连接、通过漏电检测电路检测流经零火线和地线的电流或电压，并根据水流量传感器、漏电检测电路反馈的信号控制插脚、插脚座接触或脱开。
作为改进地，所述水流量传感器包括：安装在混水阀的进水管路或出水管路上的导流筒，设置在导流筒内的磁性转子，以及安装在混水阀壳体外与磁性转子对应的霍尔元件，所述单片机与霍尔元件连接，所述电源模块仅为单片机、霍尔元件、第一通信模块供电。
作为改进地，所述第一通信模块、第二通信模块同为蓝牙通信模块、WIFI通信模块、红外光通信模块、RF射频模块、ZigBee通信模块、Modbus通信模块或数据通信线。
作为改进地，所述电源模块为蓄电池或法拉电容或干电池，所述电源模块可通过充电电路与电热水器供电线路连接、并通过放电电路与单片机连接。
作为改进地，所述单片机、充电电路、放电电路、电源模块和第一通信模块集成在一起并安装在混水阀上。
作为改进地，所述漏电检测电路包括感应线圈、控制系统和驱动电路，所述感应线圈检测流经零火线和地线的电流或电压；当零火线或地线发生漏电时，感应线圈输出电信号给控制系统，控制系统处理后通过驱动电路使脱扣器脱扣，电热水器电源三极断开。
作为改进地，电热水器的电源线插头插在智能断电插座上，不用水时，智能断电插座保持电热水器电源接通状态，控制系统处于低功耗的休眠状态；水流量传感器检测到有水流信号时，向单片机输出高低电平，单片机被唤醒，并通过通讯模块向智能断电插座发送断电指令，智能断电插座接收到指令后脱扣器脱扣，使电热水器电源的三极断开；电热水器电源三极断开后，电源模块持续给水流量传感器、单片机、第一通信模块供电，持续或间隔对水流信号进行检测，直到水流信号消失或消失一段时间后，发送闭合指令到智能断电插座，使电热水器电源闭合，电热水器通电工作。
作为改进地，在单片机上连接有声音或光线提示装置；在单片机在发送断电指令后，若收到智能断电插座发回的确认指令，表示脱扣器已经脱扣成功，若单片机在发送断电指令后未收到确认指令，单片机继续发送一段时间指令，若均未收到确认指令，则发出声音或光线提示用户故障。
作为改进地，所述智能断电插座的脱扣器由继电器代替。
作为改进地，所述水流传感器由水流开关代替。
本发明的有益效果是：
一、使用多年的电热水器安全性能降低，普通漏电保护插头面临电子器件老化导致漏电保护功能失效的可能。本发明通过开发混水阀和智能断电插座，使两者能进行通信，让使用普通电源线或没有通信功能漏保的电热水器在出水时电热水器电源三极自动切断，停止用水后电源三极自动闭合，保证用户洗浴安全及使用体验。
二、智能断电插座可实现漏电保护和出水断电双重保护，可对旧电热水器进行安全升级。
三、混水阀除了具有调节水温的功能外，还具有水流信号检测能力和通信能力，同时减少了水管的安装，使安装更美观。
附图说明
图1所示为本发明提供的出水断电及漏电保护装置应用示意图。
图2所示为混水阀结构示意图。
图3所示为智能断电插座结构示意图。
附图标记说明：
1：混水阀，2：智能断电插座，3：电热水器，4：电源线。
1-1：进水管路，1-2：出水管路，1-3：水流量传感器。
1-3-1：导流筒，1-3-2：磁性转子，1-3-3：霍尔元件。
2-1：壳体，2-2：插脚座，2-3：插脚，2-4：脱扣器，2-5：降压电路，2-6：漏电检测，2-7：第二通讯模块。
具体实施方式
为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
如图1所示，一种电热水器出水断电及漏电保护装置，包括：相互通信的混水阀1和智能断电插座2，电热水器3的电源线4插在智能断电插座2上。打开混水阀1时，混水阀1给智能断电插座2发送断电指令使电热水器电源三极切断，保证用户安全洗浴。关闭混水阀1后，混水阀1给智能断电插座2发送供电指令使电热水器电源三极闭合，接通电热热水器电源，使热水器正常工作
其中，如图2所示，所述混水阀1包括进水管路1-1和出水管路1-2，在进水管路1-1上设有水流量传感器1-3，在水流量传感器1-3上连接有单片机，以及与单片机连接的电源模块和第一通信模块。在其他实施方式中，所述水流量传感器也可改为设置在出水管路上，不限于本实施例。
本实施例中，优选水流量传感器1-3为霍尔传感器，包括：安装在进水管路1-1内的导流筒1-3-1，设置在导流筒1-3-1内的磁性转子1-3-2，以及安装在混水阀壳体外与磁性转子对应的霍尔元件1-3-3。所述单片机与霍尔元件1-3-3连接，所述电源模块仅为单片机、霍尔元件、第一通信模块供电。
优选电源模块为蓄电池或法拉电容，所述电源模块通过充电电路与电热水器供电线路连接、并通过放电电路与单片机连接。
优选霍尔元件1-3-3与单片机、充电电路、放电电路、电源模块、第一通信模块集成在一起并安装在混水阀上。至于具体的充电电路结构、放电电路结构、以及单片机与霍尔元件、电源模块、第一通信模块的连接电路都为公知技术，这里不再赘述。
如图3所示，所述智能断电插座安装在电热水器供电线路上，包括：壳体2-1，设置在壳体2-1内的插脚座2-2和插脚2-3，控制插脚2-3、插脚座2-2接触或脱开的脱扣器2-4，以及与脱扣器2-4连接的降压电路2-5、漏电检测电路2-6和第二通讯模块2-7。
所述脱扣器2-4通过降压电路2-5与电热水器供电线路连接、通过漏电检测电路2-6检测流经零火线和地线的电流或电压，并根据水流量传感器、漏电检测电路反馈的信号控制插脚2-3、插脚座2-2接触或脱开。
本实施例中，优选漏电检测电路2-6包括：感应线圈、控制系统和驱动电路，所述感应线圈检测流经零火线间和地线的电流或电压；当零火线间或地线发生漏电时，感应线圈输出电信号给控制系统，控制系统处理后通过驱动电路使脱扣器脱扣，电热水器电源三极断开。至于控制系统、驱动电路的具体选择，以及控制系统与感应线圈、驱动电路具体连接电路都为公知技术，这里不再赘述。
至于降压电路、脱扣器、第二通信模块的具体选择，以及脱扣器与降压电路、漏电检测电路和第二通讯模块的具体连接电路也为公知技术，这里不再赘述。
本实施例提供的一种电热水器用出水断电及漏电保护装置，其工作原理为：不用水时，智能断电插座保持电热水器电源接通状态，控制系统处于低功耗的休眠状态；水流量传感器检测到有水流信号时，向单片机输出高低电平，单片机被唤醒，并通过通讯模块向智能断电插座发送断电指令，智能断电插座接收到指令后脱扣器脱扣，使电热水器电源的三极断开。
电热水器电源三极断开后，电源模块持续给水流量传感器、单片机、第一通信模块供电，持续或间隔对水流信号进行检测，直到水流信号消失或消失一段时间后，发送闭合指令到智能断电插座，使电热水器电源闭合，电热水器通电工作。
进一步地，在单片机上连接有声音或光线提示装置；在单片机在发送断电指令后，若收到智能断电插座发回的确认指令，表示脱扣器已经脱扣成功，若单片机在发送断电指令后未收到确认指令，单片机继续发送一段时间指令，若均未收到确认指令，则发出声音或光线提示用户故障。
以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰。比如，将第一通信模块、第二通信模块同选为蓝牙通信模块、WIFI通信模块、红外光通信模块、RF射频模块、ZigBee通信模块、Modbus通信模块或数据通讯线。又比如，所述智能断电插座的脱扣器由继电器代替。再比如，所述水流传感器由水流开关代替，所述电源模块采用干电池等等。需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，包括混水阀和智能断电插座；
所述混水阀包括进水管路和出水管路，在进水管路或出水管路上设有水流量传感器，在水流量传感器上连接有单片机，以及与单片机连接的电源模块和第一通信模块；
所述智能断电插座安装在电热水器供电线路上，包括：壳体，设置在壳体内的插脚座和插脚，控制插脚、插脚座接触或脱开的脱扣器，以及与脱扣器连接的降压电路、漏电检测电路和第二通讯模块；
所述脱扣器通过降压电路与电热水器供电线路连接、通过漏电检测电路检测流经零火线和地线的电流或电压，并根据水流量传感器、漏电检测电路反馈的信号控制插脚、插脚座接触或脱开。
2.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，所述水流量传感器包括：安装在混水阀的进水管路或出水管路上的导流筒，设置在导流筒内的磁性转子，以及安装在混水阀壳体外与磁性转子对应的霍尔元件，所述单片机与霍尔元件连接，所述电源模块仅为单片机、霍尔元件、第一通信模块供电。
3.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，所述第一通信模块、第二通信模块同为蓝牙通信模块、WIFI通信模块、红外光通信模块、RF射频模块、ZigBee通信模块、Modbus通信模块或数据通讯线。
4.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，所述电源模块为蓄电池或法拉电容或干电池。
5.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，所述单片机、电源模块和第一通信模块集成在一起并安装在混水阀上。
6.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，所述漏电检测电路包括感应线圈、控制系统和驱动电路，所述感应线圈检测流经零火线和地线的电流或电压；当零火线或地线发生漏电时，感应线圈输出电信号给控制系统，控制系统处理后通过驱动电路使脱扣器脱扣，电热水器电源三极断开。
7.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，电热水器的电源线插头插在智能断电插座上，不用水时，智能断电插座保持电热水器电源接通状态，控制系统处于低功耗的休眠状态；水流量传感器检测到有水流信号时，向单片机输出高低电平，单片机被唤醒，并通过通讯模块向智能断电插座发送断电指令，智能断电插座接收到指令后脱扣器脱扣，使电热水器电源的三极断开；
电热水器电源三极断开后，电源模块持续给水流量传感器、单片机、第一通信模块供电，持续或间隔对水流信号进行检测，直到水流信号消失或消失一段时间后，发送闭合指令到智能断电插座，使电热水器电源闭合，电热水器通电工作。
8.根据权利要求7所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，在单片机上连接有声音或光线提示装置；在单片机在发送断电指令后，若收到智能断电插座发回的确认指令，表示脱扣器已经脱扣成功，若单片机在发送断电指令后未收到确认指令，单片机继续发送一段时间指令，若均未收到确认指令，则发出声音或光线提示用户故障。
9.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，所述智能断电插座的脱扣器由继电器代替。
10.根据权利要求1所述的一种电热水器出水断电及漏电保护装置，其特征在于，所述水流传感器由水流开关代替。
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