CN111043755B - 一种超声波电磁热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波电磁热水器，包括外壳、非金属内胆、进水端口、出水端口、主控电路板、不锈钢电磁承受工件、超声波换能器、超声波发生器、电磁驱动电路、电磁线圈，不锈钢电磁承受工件架设于非金属内胆中，电磁线圈绕装于非金属内胆的外侧表面上，超声波换能器与不锈钢电磁承受工件相连接，超声波发生器、电磁驱动电路、测温电器元件在主控电路板统一控制下协调工作。本发明采用内胆中设置不锈钢电磁承受工件来接受外置在内胆外侧的电磁线圈产生磁场感应涡流，外加超声波对不锈钢电磁承受工件的超高频振荡，具有三维立体加热式、水电彻底分离、热效率高，加热速度快、安全、高能效比、能彻底地抑制了水垢的产生、节能环保等优点。

Description

一种超声波电磁热水器

技术领域

本发明涉及储水式电热水器技术领域，特别是一种电磁储水式热水器。

背景技术

目前，市场上所出售的储水式电热水器，极大部分都是采用电发热管加热，电发热管放置在电热水器内胆水中，经常反复加热，极易附着有大量水垢，当使用时间一久，水垢会造成电发热管的管壁腐蚀穿，使电热水器发生漏电或损坏现象，极易造成电热水器的水中带电，如果在淋浴过程中漏电，就会致使人触电，造成人身伤害，安全性较差，使用寿命短。目前缓解水垢腐蚀电发热管的办法，是采用在电热水器内胆伸入一根镁棒或阳极棒，来吸附一些水垢，以适当延长电发热管的使用寿命，但始终无法抑制水垢的产生。

中国专利号为CN201520209811.2、名称为“水电分离、感应加热的电磁储水式热水器”的专利文件，公开了一种电磁线圈来加热的储水式热水器，该储水式热水器通过采用在热水器金属内胆的外底面设置电磁线圈，来对金属内胆产生磁场感应涡流实现加热的目的，其原理相当在一个电磁炉上放置一个不锈钢锅在烧煮热水。这个方案的电磁储水式热水器虽然解决了传统的水电不彻底分离，存在安全引患的问题，具有一定的进步性，但其还存在如下不足：一是，没有彻底解决水垢产生的问题，由于其加热原理过程，相当于电磁炉与不锈钢锅烧煮热水的过程中，使用时间久了，锅底上也会形成一层水垢，无法彻底抑制水垢的产生；二是，由于其是采用电磁线圈对内胆的一侧施加磁场感应涡流来实现加热，不是水中立体加热方式，加热效率较低，与传统的电发热管加热的储水式热水器相比，节能效果不明显。

因此，本申请人认为，对于电磁储水式热水器产品领域，还有很大的需要改进的空间，才能为人们提供一种安全、无水垢产生、节能、高能效的储水式热水器产品，来满足人们的日常生活所需。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种超声波电磁热水器，该超声波电磁热水器通过将超声波换能器的振子端部设置于非金属内胆的内侧中并与不锈钢电磁承受工件相连接，使不锈钢电磁承受工件架设于非金属内胆中和驱动不锈钢电磁承受工件在非金属内胆中作高频振动；不仅实现了隔空加热，安全、高效能，而且通过设置超声波换能器直接对不锈钢电磁承受工件不断地施加超声高频振荡，使不锈钢电磁承受工件不断地与水胆的水发生相撞击，极大地加快了不锈钢电磁承受工件与水之间的热量交换和传递，大大提高的水受热速度、受热效率。同时，不锈钢电磁承受工件在工作过程中，是不断地受到超声波换能器的超高频振荡，使得水垢无法附着在不锈钢电磁承受工件上，而是被水中产生数以万计的细小气泡，击碎成细小的颗粒物，随着热水使用流出水胆，从而彻底地抑制了水垢在水胆内的产生与形成。本发明具有结构设计更为科学与合理，散热性好，使用寿命长等特点。

本发明的技术方案是这样实现的：一种超声波电磁热水器，包括外壳、非金属内胆、不锈钢电磁承受工件、超声波换能器、超声波发生器、主控电路板、电磁线圈、进水端口、出水端口、电磁驱动电路；所述非金属内胆设置于外壳中，所述非金属内胆的外侧表面上还包覆有耐高温隔热材料层，所述电磁线圈绕装于耐高温隔热材料层上，所述电磁线圈与电磁驱动电路相电连接，以使电磁线圈对不锈钢电磁承受工件产生磁场感应涡流实现加热的目的；所述非金属内胆上还设有伸入到非金属内胆中的测温电器元件；所述超声波发生器设置于外壳中，并通过电线与超声波换能器相电连接；所述外壳上还设有带显示功能的操作按键电器模块；所述超声波发生器、电磁驱动电路、测温电器元件、操作按键电器模块分别与主控电路板相电连接，以实现在主控电路板统一控制下协调工作；其特点在于所述超声波换能器的固定端上设置有外螺纹部，在非金属内胆的侧壁相对应地设置有螺纹孔，所述超声波换能器从非金属内胆的外侧，通过其外螺纹部旋装入非金属内胆的螺纹孔中，在螺纹孔的外侧与外螺纹部的外端面之间还置有耐高温的硅胶垫圈，所述超声波换能器的振子端部设置于非金属内胆的内侧中并与不锈钢电磁承受工件相连接，使不锈钢电磁承受工件架设于非金属内胆中和驱动不锈钢电磁承受工件在非金属内胆中作高频振动；在不锈钢电磁承受工件的外侧壁与非金属内胆的内壁之间还形成有间隙槽缝；所述外壳还分别设有主腔室与副腔室；所述非金属内胆设置于主腔室中，在外壳上位于主腔室一侧的位置还设有进气网口，在外壳上位于主腔室另一侧的位置相对应地设有排气网口，在该排气网口处还设置有散热风扇；所述超声波发生器、电磁驱动电路、主控电路板分别设置于副腔室中，在外壳上位于副腔室一侧的位置还设有进气格栅，在外壳上位于副腔室另一侧的位置相对应地设有排气格栅，在该排气格栅处还设置有散热风扇；所述散热风扇与主控电路板相电连接一起。

进一步地，所述不锈钢电磁承受工件为不锈钢网筒、或不锈钢管筒、或不锈钢板、或不锈钢弧形板、或不锈钢网板、或不锈钢弧形网板等。

又进一步地，所述外壳上还设有连通非金属内胆的排污口，所述进水端口上还连接有泄压阀。

再进一步地，所述非金属内胆为搪瓷内胆体、或耐高温加厚玻璃内胆体、或耐高温树脂内胆体。

本发明的有益效果：通过将超声波换能器的振子端部设置于非金属内胆的内侧中并与不锈钢电磁承受工件相连接，使不锈钢电磁承受工件架设于非金属内胆中和驱动不锈钢电磁承受工件在非金属内胆中作高频振动；不仅实现了隔空加热，安全、高效能，而且通过设置超声波换能器直接对不锈钢电磁承受工件不断地施加超声高频振荡，使不锈钢电磁承受工件不断地与水胆的水发生相撞击，极大地加快了不锈钢电磁承受工件与水之间的热量交换和传递，大大提高的水受热速度、受热效率。同时，不锈钢电磁承受工件在工作过程中，是不断地受到超声波换能器的超高频振荡，使得水垢无法附着在不锈钢电磁承受工件上，而是被水中产生数以万计的细小气泡，击碎成细小的颗粒物，随着热水使用流出水胆，从而彻底地抑制了水垢在水胆内的产生与形成。本发明具有结构设计更为科学与合理，散热性好，使用寿命长等特点，可以加工制作成各种各样的规格与型号，来有效满足人们日常生活所需。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的方案一的剖视结构示意图。

图3为本发明的图2的A所指部分的放大示意图。

图4为本发明的方案二的剖视结构示意图。

图5为本发明的不锈钢电磁承受工件的结构示意图之一。

图6为本发明的不锈钢电磁承受工件的结构示意图之二。

图7为本发明的不锈钢电磁承受工件的结构示意图之三。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本发明所述的一种超声波电磁热水器，包括外壳1、非金属内胆2、进水端口21、出水端口22、主控电路板6，其中所述主控电路板6为设置有IC芯片控制的电路板，IC控制芯片为可编程的芯片，操控的程式，可以编程的方式来实现，其原理与现有储水式电热水器的主板电路，基本上一样，在此不作详细描述。为了实现本发明提出的目的，本发明还包括有不锈钢电磁承受工件3、超声波换能器4、超声波发生器、电磁驱动电路、电磁线圈7，如图2或图4所示，其中述非金属内胆2设置于外壳1中，所述不锈钢电磁承受工件3架设于非金属内胆2中，所述电磁线圈7绕装于非金属内胆2的外侧表面上，以使电磁线圈7对不锈钢电磁承受工件3产生磁场感应涡流实现加热的目的，所述电磁线圈7与电磁驱动电路相电连接一起，以通过电磁驱动电路为电磁线圈7提供工作所需的电流。

又如图2或图4所示，所述超声波换能器4设置于非金属内胆2上并与非金属内胆2中的不锈钢电磁承受工件3相连接一起，以驱动不锈钢电磁承受工件3在非金属内胆2中作高频振动。根据超声波换能器4安装方式的不同，本发明提供了两种安装方式：一是，如图2所示，超声波换能器4的固定端上设置有外螺纹部41，在非金属内胆2的侧壁相对应地设置有螺纹孔，所述超声波换能器4从非金属内胆2的外侧，通过其外螺纹部41旋装入非金属内胆2上的螺纹孔中，进行固定安装；在螺纹孔的外侧与外螺纹部41的外端面之间还置有耐高温的硅胶垫圈，以起到密封装配、防止渗漏的效果；所述超声波换能器4的振子端部42置于非金属内胆2的内侧中，并与不锈钢电磁承受工件3相连接一起。所述超声波换能器4振子端部42产生的超高频振荡传递给不锈钢电磁承受工件3，使不锈钢电磁承受工件3产生超高频振动。

二是，如图4所示，超声波换能器4的固定端上设置有外螺纹部41，在非金属内胆2的侧壁相对应地设置有螺纹孔，所述超声波换能器4从非金属内胆2的内侧，通过其外螺纹部41旋装入非金属内胆2上的螺纹孔中，进行固定安装；在螺纹孔的内侧端与外螺纹部41的内端面之间还置有耐高温的硅胶垫圈，以起到密封装配、防止渗漏的效果；所述超声波换能器4的振子端部42置于非金属内胆2的内侧中，并与不锈钢电磁承受工件3相连接一起。所述超声波换能器4的振子端部42产生的超高频振荡传递给不锈钢电磁承受工件3，使不锈钢电磁承受工件3产生超高频振动。

所述不锈钢电磁承受工件3和所需超声波换能器4的数量，一般在非金属内胆2加工过程中，不锈钢电磁承受工件3、超声波换能器4就预先设置在内胆上，不锈钢电磁承受工件一般通过与超声波换能器4的振子端部42进行连接而架设于内胆中。所述超声波换能器4，必须耐温性能极高、防水性能强的高性能超声波换能器，才可以满足使用要求。

所述超声波换能器4的应用数量，可以根据内胆的容量，所采用超声波换能器4的规格和振动频率，进行计算得到。例如，内胆的水容量为30L，超声频率为40KHz的超声波换能器，所需的数量约为10个左右，10个超声波换能器功率约600W。

所述超声波发生器设置于外壳1中，并通过电线与超声波换能器4相电连接一起。

所述非金属内胆2上还设有伸入到非金属内胆2中的测温电器元件5，例如，温度传感器。

所述超声波发生器、电磁驱动电路、测温电器元件5分别与主控电路板6相电连接一起，以实现在主控电路板6统一控制下协调工作。

为了使不锈钢电磁承受工件在振荡时，不受到阻碍，高频振荡效果更佳，如图2或图4所示，所述不锈钢电磁承受工件3的外侧壁与非金属内胆2的内壁之间还形成有间隙槽缝9，该间隙槽缝9最好以不接触到或不撞击到非金属内胆2的内壁为好，但也不能离非金属内胆2的内壁太远，太远了容易影响到磁场感应涡流接收。所述不锈钢电磁承受工件3为不锈钢网筒、或不锈钢管筒、或不锈钢板、或不锈钢弧形板、或不锈钢网板、或不锈钢弧形网板。在本实施例当中，以不锈钢网筒为示例方案。

当使用不锈钢板、不锈钢网板作为实施方案时，不锈钢板或不锈钢网板最好是二块以上一起使用，并使其围合成端截面呈方形状，即如图6所示；或者使其围合成端截面呈方形状三角形状，即如图5所示，以获得更好的三维立体加热效果。而当不锈钢弧形板、不锈钢弧形网板作为实施方案时，最好是二块以一起使用，并使其围合成端截面呈圆形状、椭圆形状，即如图7所示，以获得更好的三维立体加热效果。

为了确保本发明具有较好的保温隔热效果，如图2或图4所示，所述非金属内胆2的外侧表面上还包覆有耐高温隔热材料层23，所述电磁线圈7绕装于耐高温隔热材料层23上。所述耐高温隔热材料层为硅化物纤维、或硅化物隔热棉。

为了使本发明结构设计更为科学与合理，如图2或图4所示，所述外壳1分别设有主腔室11与副腔室12，所述非金属内胆2设置于主腔室11中。该非金属内胆2在主腔室11中的固定连接结构，与现有储水式电热水器基本一致。在所述超声波发生器、电磁驱动电路、主控电路板6分别设置于副腔室12中。

为了提高电磁线圈的散热性能，延长其使用寿命，如图2或图4所示，所述外壳1上位于主腔室11一侧的位置还设有进气网口13，在外壳1上位于主腔室11另一侧的位置相对应地设有排气网口14，在该排气网口14处还设置有散热风扇10，以形成进气与出气的对流。所述散热风扇10与主控电路板6相电连接一起。同理，在外壳1上位于副腔室12一侧的位置还设有进气格栅15，在外壳1上位于副腔室12另一侧的位置相对应地设有排气格栅16，在该排气格栅16处还设置有散热风扇10，该散热风扇10与主控电路板6相电连接一起。另外，为了方便用户操作本产品运行，如图1所示，所述外壳1上还设有带显示功能的操作按键电器模块20，该操作按键电器模块20与主控电路板6相电连接一起，其可以是触摸式按键，也可以按压物理按键。与此同时，所述主控电路板6上还设有WIFI通信模块或蓝牙通信模块，以便于电热水器联网，实现其智能操控与远程操控。

为了便用户对热水器进行保养与维护，如图2或图4所示，所述外壳1上还设有连通非金属内胆2的排污口30，所述进水端口21上还连接有泄压阀。所述非金属内胆2为搪瓷内胆体、或耐高温加厚玻璃内胆体、或耐高温树脂内胆体等。

Claims (4)

1.一种超声波电磁热水器，包括外壳（1）、非金属内胆（2）、不锈钢电磁承受工件（3）、超声波换能器（4）、超声波发生器、主控电路板（6）、电磁线圈（7）、进水端口（21）、出水端口（22）、电磁驱动电路（40）；所述非金属内胆（2）设置于外壳（1）中，所述非金属内胆（2）的外侧表面上还包覆有耐高温隔热材料层（23），所述电磁线圈（7）绕装于耐高温隔热材料层（23）上，所述电磁线圈（7）与电磁驱动电路相电连接，以使电磁线圈（7）对不锈钢电磁承受工件（3）产生磁场感应涡流实现加热的目的；所述非金属内胆（2）上还设有伸入到非金属内胆（2）中的测温电器元件（5）；所述超声波发生器设置于外壳（1）中，并通过电线与超声波换能器（4）相电连接；所述外壳（1）上还设有带显示功能的操作按键电器模块（20）；所述超声波发生器、电磁驱动电路、测温电器元件（5）、操作按键电器模块（20）分别与主控电路板（6）相电连接，以实现在主控电路板（6）统一控制下协调工作；其特征在于：

所述超声波换能器（4）的固定端上设置有外螺纹部（41），在非金属内胆（2）的侧壁相对应地设置有螺纹孔，所述超声波换能器（4）从非金属内胆（2）的外侧，通过其外螺纹部（41）旋装入非金属内胆（2）的螺纹孔中，在螺纹孔的外侧与外螺纹部（41）的外端面之间还置有耐高温的硅胶垫圈（43），所述超声波换能器（4）的振子端部（42）设置于非金属内胆（2）的内侧中并与不锈钢电磁承受工件（3）相连接，使不锈钢电磁承受工件（3）架设于非金属内胆（2）中和驱动不锈钢电磁承受工件（3）在非金属内胆（2）中作高频振动；在不锈钢电磁承受工件（3）的外侧壁与非金属内胆（2）的内壁之间还形成有间隙槽缝（9）；

所述外壳（1）还分别设有主腔室（11）与副腔室（12）；

所述非金属内胆（2）设置于主腔室（11）中，在外壳（1）上位于主腔室（11）一侧的位置还设有进气网口（13），在外壳（1）上位于主腔室（11）另一侧的位置相对应地设有排气网口（14），在该排气网口（14）处还设置有散热风扇（10）；

所述超声波发生器、电磁驱动电路、主控电路板（6）分别设置于副腔室（12）中，在外壳（1）上位于副腔室（12）一侧的位置还设有进气格栅（15），在外壳（1）上位于副腔室（12）另一侧的位置相对应地设有排气格栅（16），在该排气格栅（16）处还设置有散热风扇（10）；

所述散热风扇（10）与主控电路板（6）相电连接一起。

2.根据权利要求1所述超声波电磁热水器，其特征在于：所述不锈钢电磁承受工件（3）为不锈钢网筒、或不锈钢管筒、或不锈钢板、或不锈钢弧形板、或不锈钢网板、或不锈钢弧形网板。

3.根据权利要求1所述超声波电磁热水器，其特征在于：所述外壳（1）上还设有连通非金属内胆（2）的排污口（30），所述进水端口（21）上还连接有泄压阀。

4.根据权利要求1所述超声波电磁热水器，其特征在于：所述非金属内胆（2）为搪瓷内胆体、或耐高温加厚玻璃内胆体、或耐高温树脂内胆体。

Images