CN111043757A - 一种风道式磁能热水器 - Google Patents

Abstract

一种风道式磁能热水器，利用磁能加热。由加热室、电气室和散热风道三部分组成，加热室与电气室和散热风道密封隔离，加热室里只有发热水箱和与市电隔离的电磁阀、水流传感器、温度传感器，漏水也不漏电，是使用寿命长免维护的真正的水电分离的磁能热水器。

Description

一种风道式磁能热水器

技术领域

本发明涉及一种生活用电器，即一种风道式磁能热水器。

背景技术

乞今为止，市售的即热式电磁热水器，包括专利号为ZL200620095370.9和申请号为200920224006.1的电磁热水器不仅和电磁炉一样存在着较大的电磁辐射即不环保，且在加热过程中像专利号为ZL200620095370.9的水箱，其一，在进出水方向的一中心为准中上方的位置会积累空气和水蒸气使上部的产热体局部无法与水接触，从而产生局部干烧会使水箱上部因温升过高而损坏，严重时会引起外壳热变形，而干烧损坏水箱导致漏水漏电出现严重伤亡事故，其二，它的水箱承压差一旦水箱水压加大水箱会鼓起甚至涨破，致使洗浴也不安全。而申请号为200920224006.1的热水胆为盘状，内有梳状或环状的导流部分制作成本高，另外，它的机体由于进风在下，出风在上线盘在左，因此线盘散热很差，大功率下满负荷长时期工作热效率越来越低且电磁线盘易发热损坏。这两种共同的特点还有：水箱和电路在一个壳体组成的腔体中，只要里面水路任何一处漏水，都会导致漏电，另外，长期在潮湿或环境中电路水路相互也会成为电气通路漏电，严重危及洗浴者的安全。

而申请号为200710134023.1的一种高频电磁热水器的缺陷有：

(1)大功率开关管和桥式整流器通过元件散热架固定在水盘上，由于高频电路的频率高，在电磁线盘上激发的自感电压很高，这个高电压加在大功率开关管上，由于水盘散热架距离水盘很近，所以大功率开关管与水盘间易产生电弧放电，传统的储水式电热水器是水包电电压也只有220v，它是电包水且有远高于220v的危险电压。加之散热支架一般老化或受潮也特容易漏电，所以看是水电分离实际上比传统的储水式电热水器更危险；

(2)由于在两水盘间的线圈靠绝缘隔热陶瓷片既作绝缘隔离又要作线盘上的导热介质，厚了安全性好，但导热性差，薄了散热性好，但绝缘性差，两者的矛盾关系很不好处理，特别是一但水箱长时间反复热胀冷缩再加之现在楼层高水盘水压大，一但水箱漏水，漏电事故无法避免。另外，夹在绝缘隔热陶瓷片里的线盘升温高时间一长度线盘的漆包线绝缘层易老化使热效率降低。

(3)由于冷水从上向下流，与热水对流相反，进水口较远一点的水盘上部局部水温会升高，不但影响大功率管的散热，产生的水蒸气很难从上部2～3mm的排气连通管排完，所以会出现局部干烧损坏水盘，一致漏水导致漏电出现重大伤亡事故。

(4)进水管水盘出水管及水和使用者组成一圈闭合回路，电磁线盘的圈数大约在30圈左右，有1∶30左右的圈数比，电磁线盘的自感电压在1000v左右，所以在高频线圈作用下，会产生十几伏甚至更高的感应电压，这个电压对洗浴者有极大危害，以致会产生感应电压触电事故。

(5)水盘中水流方向中，一旦在水质差的地域使用，时间长了，水垢及其他沉淀物会堵塞连通水管，而无法使用，若在高压水流下会胀爆水盘而漏电出现重大伤亡事故。

(6)由于水盘，线圈、电路在一个空间里，水盘及壳体内其它水路或部件漏水必然出现重大漏电伤亡事故，所以安全隐患太多，使用并不安全。

发明内容

本发明的目的，就在于克服以上不足设计出一种(1)发热水箱制作工艺简单，利于水可靠的循环用涡流加热，水箱内不集空气和水蒸气，也不会使水中的沉淀物或水垢堵赛水路，不会出现局部干烧；(2)利用散热风道为线盘散热，线盘散热很好寿命长，长时间使用电磁转换效率高，加之利用散热风道的绝缘介质和空气为介质，双重绝缘隔离长期使用绝缘性能不会变差，确保长期使用的安全；(3)壳体为三个腔体，其中设置发热水箱的腔体与电路完全密封隔离，即使发热水箱漏水也不会漏电，实现了真正的水电分离；(4)在电路部分中，供电电源分两部分，一部分为主电路供电同时为MCU等提供低压直流电，另一部分通过隔离变压器变为与市电隔离的低压直流电，为发热水箱及水流传感器电磁阀等提供安全隔离低电压；(5)进水管、发热辅水箱、导流管、发热主水箱、出水管组成的水路近似于一圈的电器回路中，通往外面紧靠壳体内部的进水管、出水管通过导电性能良好的铝条或铜条作为短路板进行短路连接，使之产生的感应电流在进水管、发热辅水箱、导流管、发热主水箱、出水管短路板组成的内部回路转化为水的内能而消耗，对洗浴者不产生威胁。它们由以下方案来实现：

所述的导流管，进水管、出水管由不锈钢管制作，导流管也可由耐压耐腐蚀的不锈钢软管或其它材料制作，发热辅水箱，发热主水箱由易产生涡流的不锈钢板材冲压成“D”形结构的盘状并带由一个或多个起承压作用的凹凸环，“D”形结构件用两片对扣焊接做成中空厚度为8～20mm的发热辅水箱和发热主水箱，且每个水箱内有多个直径在3～10mm不锈钢钢筋通过焊接方式分别把发热辅水箱，发热主水箱的两个面连接起来以承受高水压。发热辅水箱，发热主水箱上端焊有一对或两对水箱固定耳，便于用螺栓或其它部件连接两水箱。进水管焊在发热辅水箱最下面，导流管一端焊在发热辅水箱最上面，导流管另一端焊在发热主水箱最下面，导流管如果由耐压耐腐蚀的不锈钢软管制作则与发热辅水箱，发热主水箱相连的对应位置应焊接有配套的螺纹短管通过螺丝与导流管连接紧固。发热主水箱最上面焊出水管，出水管从发热主水箱最上面绕到下面和进水管平行引出，水流传感器，电磁阀与进水管相连，由隔离变压器电路供电，温度传感器设置在发热主水箱最上面或出水管上也由隔离变压器电路供电，安全可靠，短路板紧贴壳体内表面把出水管，进水管连接起来作为感应电压的电器回路。发热辅水箱，发热主水箱紧贴在散热通道的两面的绝缘面通过螺栓连接。另外固定在风道内的电磁线盘离发热辅水箱较远，离发热主水箱较近，在工作时发热辅水箱产热较少，水温初步提升即温水，当温水由导流管进入发热主水箱后，发热主水箱产热比发热辅水箱产热多，水温大幅提升达到洗浴要求的温度，这样的好处是，冷水在发热辅水箱升温较小不会产生水垢，确保导流管和发热辅水箱洁净畅通免维护，发热主水箱产热比发热辅水箱产热多，水温大幅提升时，即使由水垢出现也已经流到发热主水箱上端了，很快随热水从出水管排出，不会聚集在发热主水箱里，确保了长期使用永不结垢。

所述的散热风道由ABS塑料或绝缘胶木，或其它耐高温塑料或环氧树脂等绝缘材料注塑成型，它由风道横板，风道后件，风道前件组成，风道后件，风道前件都为“L”型，它们之间为空的，除固定电磁线盘外，流动的空气从里经过为线盘散热，空气也起绝缘隔离作用。风道后件，风道前件之间通过凹凸槽配合镶嵌连接，凹槽内嵌密封条进行密封用螺栓紧固，确保一但水箱漏水，水不会进入散热风道避免了漏电的发生，散热风道出风口用螺丝与后盖出风口护窗连接，风道横板在进风口一侧是和风道后件，风道前件为一个整体，且为一个矩形平面，中间是进风口，装配时四周插在壳体前盖和后盖的凹槽内，凹槽内也嵌入密封条。

所述的电磁线盘包括骨架，限位柱，导风板，电磁线。骨架，限位柱，导风板由耐高温绝缘材料做成，骨架为拱形平面即绕电磁线的面为平面，上面有凸起的限位柱，垂直绕线平面看为拱形，拱形圆形区域疏绕多圈电磁线，每一圈之间通过骨架上的限位柱隔开并有一定的通风空间，即绕线区域的结构与市售疏绕大功率电磁炉相同的结构，确保电磁线长期大功率工作的良好散热也防止了每一圈之间的短路，拱形的直边是翻向绕电磁线的另一面与盘有一定角度的导风板，当有风吹来时，导风板把可能经过骨架背面的风导向电磁线表面，使电磁线充分散热。电磁线由多股耐高温的漆包线交合绕制。骨架边缘粘有防电磁辐射的铁氧体软磁条。

所述的壳体由前盖，后盖两部分组成，前盖上有显示窗，和功能按键或触摸点，与后盖配合连接处有凹槽，此凹槽与后盖的凸棱相匹配。前盖，后盖内部还有凹槽是风道横板插入的地方，前盖，后盖内部还有凹槽内嵌入密封条把风道横板插入盖上后壳体内部就形成三个区域。后盖有一圆形进风口，另一端是条形出风口护窗，每一风口都有护筋以防较大物块进入机内。前盖，后盖通过螺丝连接装配。散热风道、风道横板、前盖、后盖把壳体内部分成的三个区域，一个是主板和显示板固定区即电气室，第二个是固定电磁线盘和风经过的区，这两个区互通，工作时固定在后盖内部的电风扇转动冷风吹向主板的散热器，为主板的大功率开关管、整流桥散热，接着风流过散热风道为电磁线盘散热，第三个区是加热室，由风道横板、风道后件，风道前件、前盖、后盖组成一个独立的密封区，仅有发热辅水箱，发热主水箱的电磁阀、水流传感器、温度传感器的导线穿过风道横板与主板连接，导线穿过风道横板的地方再用密封胶密封。发热辅水箱，发热主水箱即使漏水，漏的水也进不了前两个区，确保使用者的安全。

所述的低压供电电路在主板即PCB板上，一路和市售大功率电磁炉相同，另一路与主板其他元件在PCB板上隔离，并集中在PCB板边缘一个独立区域，220v市电通过保险管后接入隔离变压器(最好是卧式隔离变压器)变为低电压，通过整流滤波稳压，变为与市电隔离的低压直流电，为发热辅水箱，发热主水箱的电磁阀、水流传感器、温度传感器供电，它们的信号，通过光电耦合输送到主板的MCU进行工作。这样的电气安全很到位，确保使用者的安全。

本发明的有益效果是：(1)疏绕的电磁线盘通过散热风道的风散热散热效果好，电磁线盘寿命长，即使大功率长期使用，热效率不会下降；(2)电磁线盘与发热辅水箱，发热主水箱分别在两个相互密封隔离的区域它们距离大，既有有机绝缘材料做绝缘介质绝缘电阻可做的很大也不影响电磁线盘的散热，又有流动空气做绝缘介质绝缘效果更好。电磁线盘产生的高压不会危及两个水箱，确保电磁线盘与发热辅水箱，发热主水箱高绝缘性高安全性；(3)主电路以及大功率开关管也是与加热室相互密封隔离的区域它们距离大，主电路以及大功率开关管承受的高压对加热的水无影响安全可靠；(4)低压供电电路有两路，特别是为发热辅水箱，发热主水箱的水流传感器温度传感器供电采用分房绕制的隔离变压器提供与市电隔离的低压电更安全；(5)由于水路和电路在两个独立且密封的区域，发热辅水箱，发热主水箱漏水也不会漏电，做到了真正的水电分离更安全。(6)水温分两级提升及良好的流线型流动平和无水垢，使用免去除水垢的烦恼。

附图说明

图1是本发明有局部剖视的整机结构示意图。

图2是本发明后盖固定有主板，带有局部剖视放大的结构示意图。

图3是本发明散热风道及电磁线盘装配有局部剖视的结构示意图。

图4是本发明发热辅水箱，发热主水箱连接结构示意图。

附图中，1前盖，2后盖3水箱承压柱，4水箱固定耳，5发热辅水箱，6发热主水箱，7导流管，8散热风道，9加热室，10电气室，11水流传感器接口，12短路板，13显示窗，14导线，15进风口，16凸棱，17风道横板插槽，18出风口护窗，19风道横板，20风道后件，21风道前件，22出风口，23电磁线盘固定柱，24电磁线盘导线端子，25风流流向，26电磁线盘，27限位柱，28导风板，29导流管连接螺栓，30进水管，31出水管，32耐高温层，33主板，34主板固定柱，35水流传感器，36电磁阀，37温度传感器，38承压环，39风扇固定柱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明。

参见图1，图2，图3，图4，它由前盖1，后盖2，水箱承压柱3，水箱固定耳4，发热辅水箱5，发热主水箱6，导流管7，散热风道8，加热室9，电气室10，水流传感器接口11，短路板12，显示窗13，导线14，进风口15，凸棱16，风道横板插槽17，出风口护窗18，风道横板19，风道后件20，风道前件21，出风口22，电磁线盘固定柱23，电磁线盘导线端子24，风流流向25，电磁线盘26，限位柱27，导风板28，导流管连接螺栓29，进水管30，出水管31，耐高温层32，主板33，主板固定柱34，水流传感器35，电磁阀36，温度传感器37等组成。发热辅水箱5，发热主水箱6由易产生涡流的不锈钢板材冲压成“D”形结构的盘状并带有一个或多个起承压作用的凹凸环做承压环38，“D”形结构件用两片对扣焊接做成中空厚度为8～20mm的发热辅水箱5和发热主水箱6，且每个水箱内有多个直径在3～10mm不锈钢钢筋通过焊接方式分别把发热辅水箱，发热主水箱的两个面连接起来以承受高水压的水箱承压柱3。发热辅水箱5，发热主水箱6上端焊有一对或两对水箱固定耳4，便于用螺栓或其它部件连接两水箱。进水管30由两段组成，两段通过电磁阀36、水流传感器35其上端是水流传感器接口11连接起来，进水管30上端焊在发热辅水箱5最下端，发热辅水箱5最上端焊有短的带螺纹的不锈钢细管，在此用导流管连接螺栓29与导流管7连接，导流管7另一端与焊在发热主水箱6最下端焊的不锈钢短管之间也用导流管连接螺栓29连接，出水管31上端焊在发热主水箱6最上端把加热后的热水从上端导出后从下端流出。冷水从进水管30流入，经过电磁阀36，水流传感器35，进入发热辅水箱5加热，加热后的温水从发热辅水箱5上端经导流管7从发热主水箱6最下端流入发热主水箱6再次加热的热水从发热主水箱6最上端的出水管31流出，这样的水流路径符合热水对流原理，不存在热水在局部死角不流动不断加热变成高温蒸汽，使水箱出现局部干烧损坏水箱的现象，在加热过程中产生的水蒸气，以及水中的沉淀物能顺利被热水带出水箱，这样不论使用多久两个水箱里永远无沉淀，免维护。为了避免电磁线盘26工作时的高频振荡使由进水管30、导流管7、出水管31以及洗浴者组成1圈的电气回路产生的感应电流对人的伤害，在进水管30和出水管31之间紧贴前盖1处用短路板12把感应电流短路，使感应电流在进水管30、导流管7、出水管31，短路板12组成的闭合回路中被消耗转化为水的内能，保护洗浴者的安全。

散热风道8由风道横板19，风道后件20，风道前件21组成“L”形内空的通道使散热风按风流流向25箭头的方向在内流过，确保固定在散热风道8内的电磁线盘26良好散热。风道后件20，风道前件21相互配合的接触面用凹凸槽配合凹槽内也嵌密封条，通过螺栓紧固。风道后件20，风道前件21也可以用注塑工艺一次注塑成为一个整体成本更低，风道横板19装配时插入嵌有密封条的前盖1，后盖2对应的风道横板插槽17内把加热室9，电气室10密封隔离，这样即使发热辅水箱5，发热主水箱6漏水也不会进入电气室10所以不会漏电更安全。散热风道8的出风口22用螺栓固定在出风口护窗18处，这样较大的杂物不会从出风口进入机内。另外散热风道8的风道后件20，风道前件21外表面设置发热辅水箱5，发热主水箱6的位置粘有耐高温的绝缘材料即耐高温层32。

壳体由前盖1，后盖2两部分组成，前盖1上有显示窗，和功能按键或触摸点，与后盖2配合连接处有凹槽，该凹槽与后盖的凸棱16相匹配，前盖内部还有凹槽是风道横板19插入的地方，后盖2内部也有凹槽是风道横板19插入的地方，后盖有一圆形进风口15，进风口15周边有4个固定风扇的风扇固定柱39，还有固定主板33的主板固定柱34，另一端是条形出风口护窗18，每一风口都有护筋以防较大物块进入机内。前盖1，后盖2通过螺丝链节装配。散热风道8、风道横板19、前盖1、后盖2把壳体内部分成了三个区，一个是主板33和显示板固定区即电气室10，第二个是固定电磁线盘26和风经过的区，这两个区互通，工作时固定在后盖2内部的电风扇转动冷风吹向主板33的散热器，为主板33的大功率开关管整流桥散热，接着风流过散热风道8为电磁线盘26散热，第三个区即加热室，由风道横板19、风道后件20，风道前件21、前盖1、后盖2组成一个独立的密封区，仅有发热辅水箱5，发热主水箱6的水流传感器35，电磁阀36，温度传感器37的导线穿过风道横板19与主板33连接，导线穿过风道横板19的地方再用密封胶密封。发热辅水箱5，发热主水箱6即使漏水，漏的水也进不了前两个区，确保使用者的安全。壳体和散热风道8都可用ABS塑料制作。

低压供电电路在主板33上，一路和市售大功率电磁炉相同，另一路与主板33其他元件在PCB板上隔离，并集中在PCB板边缘一个独立区域，220v市电通过保险管后接入隔离变压器(最好是卧式隔离变压器)变为低电压，通过整流滤波稳压，变为与市电隔离的低压直流电，为发热辅水箱5，发热主水箱6的水流传感器35，电磁阀36，温度传感器37供电，它们的感应信号，通过光电耦合输送到主板33的MCU进行工作。电气安全很到位，确保了使用者的安全。

电磁线盘26包括骨架，限位柱27，导风板28和电磁线以及骨架周围的铁氧体防辐射软磁条。骨架，限位柱27，导风板28由耐高温绝缘材料做成，骨架为拱形平面即绕电磁线的面为平面，上面有凸起的限位柱27，垂直绕线平面看为拱形，拱形圆形区域疏绕多圈电磁线，可绕一层，也可绕2层或多层，每一圈之间通过骨架上的限位柱27隔开并有一定的通风空间，即绕线区域的结构与市售疏绕大功率电磁炉相同的结构，确保电磁线长期大功率工作的良好散热也防止了每一圈之间的短路，拱形的直边是翻向绕电磁线的另一面与盘有一定角度的导风板28，当有风吹来时，导风板28把可能经过骨架背面的风导向电磁线表面，使电磁线充分散热。电磁线由多股耐高温的漆包线交合绕制。骨架边缘粘有防电磁辐射的铁氧体软磁条。电磁线盘26斜向固定在散热风道8内。

主板33的工作电路和控制电路及MCU的工作原理可采用市售大功率电磁炉的电路。在安装使用时在浴室安装机体对应进风口处开一个通向浴室外的孔，在机体进风口与孔之间垫一个泡沫密封圈，防止浴室内的蒸汽进入机内，只让浴室外冷空气进入机内，，热空气直接排到浴室内可代替热风机和换气扇，确保浴室内不会缺氧。

通过以上实施例可以看出，本发明克服了其它电磁热水器的不足，即使漏水也不漏电，是一种是一种真正水电分离的，非常安全寿命长的一种双加热水箱风冷式磁能热水器。

Claims (5)

1.一种风道式磁能热水器包括散热风道，短路板，壳体，置于散热风道内的电磁线圈和置于发热室的发热辅水箱和发热主水箱，以及电路部分主要有两组低压电源电路，变频电路和控制电路组成，其特征在于发热辅水箱，发热主水箱贴散热风道外则表面用螺栓紧固，两发热水箱之间通过一导流管连通，导流管与发热辅水箱最上部连接，另一端与发热主水箱最下端相通，发热辅水箱最下端是进水管，发热主水箱最上端接出水管，电磁加热盘置于两发热水箱间的散热风道内。所述的电磁线圈以单层或双层，三层螺旋，疏绕在拱形线圈骨架圆形区域有隔离柱的一侧，与发热主水箱相对应且离发热主水箱近，离发热辅水箱远。

2.根据权利要求(1)所述的一种风道式磁能热水器，其特征在于所述的电磁线圈的骨架为扁平拱形结构，绕线通过隔离柱隔开，拱形的直线边有一向线圈另一面翻边即导风板。

3.根据权利要求(1)或(2)所述的一种风道式磁能热水器，其特征在于所述的壳体，有三个区，一是电路室，用于固定主板等电路元件，另一个是与电路相通的散热风道，第三个区是加热室，是水箱设置区，且该区与前两区密封隔离，且散热风道进风端的风道横板插在壳体对应的风道横板插槽内，并通过密封条实现良好的密风，出风口通过螺丝与后盖出风口护窗相连。壳体后盖有一进出风口和出风口护窗，进风口处设有散热风扇为电路及电磁绕圈散热。

4.根据权利要求(1)或(2)或(3)所述的一种风道式磁能热水器，其特征在于所述的散热风道为“L”型内空腔是风流通道且设置有电磁线圈，散热风道与两加热水箱对应的两面可做成两部分，结合部分通过凹凸槽配合凹槽内镶嵌密封条，散热风道也可利用注塑方式做成一个整体，另外与两加热水箱接触处两面各粘贴有耐高温绝缘材料，或直接用耐高温绝缘材料一次性注塑成型。

5.根据权利要求(1)或(2)或(3)或(4)述的一种风道式磁能热水器，其特征在于所述的短路板是用易导电的材料制成，把出水管和进水管，在壳体内紧靠壳体处进行电气连通。

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