CN201078723Y

CN201078723Y - 一种电磁热水器

Info

Publication number: CN201078723Y
Application number: CNU2007201468565U
Authority: CN
Inventors: 康仁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2017-04-26

Abstract

本实用新型公开了一种电磁热水器。本电磁热水器由电器加热管或电磁加热棒、热水器本体和热水器本体上缠绕的密集导线等组成。本热水器导线通入的是高频交流电，电磁加热管或电磁加热棒处于高频交流电产生的磁场的中心位置，电磁加热管或电磁加热棒与电源线不连接，通过电磁感应加热。本电磁热水器为即热式热水器。本电磁热水器结构简单、成本低、安装维修方便。本电磁热水器是一种节能、安全、使用方便的热水器。

Description

一种电磁热水器

技术领域：

本实用新型涉及一种热水器，具体为一种电磁热水器。

背景技术：

现在，热水器广泛用于人们的日常生活中，洗澡、洗菜、洗锅、洗脸、洗手等等，都要用热水器加热的水。

现在市场上的热水器基本上有三种，即电热水器、太阳能热水器和燃气热水器。每种热水器各有利弊。太阳能热水器为节能产品，使用最为经济。但是南方很多地区因阴雨天多不便于使用，在北方地区冬天也不好使用。燃气热水器必须在有燃气供应的地区才能使用。电热水器使用方便，不受时间、地区限制，只要有电就能使用。缺点是能耗比较高、不安全。

现在市场上的电热水器基本上都是容积式电阻加热热水器。此种热水器存在四大缺点。一是体积庞大笨重。二是能耗高，因用电阻加热管加热能耗比较高，而且每次加热好的热水不可能全部用完。浪费一部份热能。三是安全性能差，尽管厂家采取了多种措施，但是因电阻加热管就浸在水中，不安全的因素仍然是存在的。四是使用时必须提前加热，使用不太方便。

还有一种电热水器采用德国DSC单晶盾非金属电热技术，以单晶硅作为载体。这种热水器比较安全，但是结构复杂、成本高、售价高、功率大。

实用新型内容：

为了克服现有电阻热水器的上述缺点，本实用新型提供一种节能、安全、使用方便的电磁热水器。

现将电磁热水器说明如下：

1、该电磁热水器由7部分组成，即：电磁加热管、导线、绝缘布、热水器本体、电磁加热管支架、外壳和端盖(见图1、图2)。

图1中I为通入导线的高频电流，A为热水器进水口，B为热水出口。

由图1、图2显示，热水器本体(4)主要起储水的作用，电磁加热管(1)用支架(5)固定在热水器本体中心位置。导线(2)密集地缠绕在热水器本体上，热水器本体和导线之间有绝缘布(3)。外壳(6)与导线(2)中间有若干毫米的距离，便于散热。端盖(7)拧在热水器本体(4)上。

为了控制热水温度，为了防止热水器烧干，在热水器本体热水出口处安装了温度传感器(10)和水流传感器(11)，传感器10和11与微电脑连接(请见图4)。

热水器本体由耐热耐压塑料或其它非金属材料制造，其横截面可以为圆形(如图2)、矩形(如图3)或其它形状。

电磁加热管(1)也可以为实心的，成为电磁加热棒。

电磁加热管或电磁加热棒由铁质材料制造，其横截面可以为圆形(如图2)、矩形(如图3)或其它形状。

电磁加热管或电磁加热棒的横截面的形状要与热水器本体横截面的形状匹配。

2、电磁热水器工作原理：

(A)、电磁热水器本体上缠绕着密集的导线，这样实际上构成了一个螺线管(见图5)。当高频交流电通过螺线管时，在螺线管内产生了交变磁场(见图7)。图中1-螺线管，2-磁力线。电磁加热管正位于磁场的中心位置。根据法拉第电磁感应定律，在加热管上产生了感应电动势：

E＝K₁×dφ/dt……(1)

式中K₁为常数，dφ/dt为磁通(φ)随时间(t)的变化率。

由于电动势E的作用，在电磁加热管上产生了无数个环形交变感应电流：

I＝E/R……(2)

式中R为电磁加热管电阻。

电磁加热管相当于由无数个电阻为R的圆形闭合线圈组成。由于R很小，因此不大的感应电动势可以在电磁加热管内激起很大的电流，这种电流叫做涡电流(简称涡流)。

根据电流热效应原理，涡电流必然产生热能Q：

Q＝K₂I²Rt……(3)

将式(2)代入式(3)得出：

Q＝K₂×E²t/R……(4)

式中K₂为常数

由式(4)中可以看出，由于电磁加热管电阻R很小，不大的电动势(E)可以在短时间(t)内产生强大的热效应，使电磁热水器中的水很快被加热。

(B)、由(A)中(1)式得知，电磁加热管上产生的感应电动势(E)与磁通变化率(dφ/dt)成正比。本电磁热水器通过的电流(I)为高频交流电，由于高频交流电dφ/dt更大，产生的感应电动势(E)很大。这样使本电磁热水器更节能，水热的更快。

(C)关于电磁辐射问题：

经过推导计算和测定，无限长密绕载流螺线管管内是一个匀强磁场，磁场强度B_内＝μnI(n为线圈匝数，I为电流强度，μ为常数)。螺线管外磁场强度为零，即B_外＝0。

本热水器导线形成的螺线管虽然不是无限长，但是磁场基本上都在管内，幅射到管外的很少(请见图6)。图中1为螺线管，螺线管下方为对应的磁场强度曲线图。由图6看出磁场强度B在管内最大，在管外很小，趋向于零。与现在市场上大量销售的电磁炉的电磁幅射相比，本热水器的电磁幅射可以忽略不计，因此本热水器是环保型产品，使用非常安全。

3、电磁热水器的优势：

本电磁热水器与现在市场上销售的电阻式热水器比较有很大优势。

(1)本电磁热水器为即热式热水器，不用预热，打开热水器数秒后，热水就不断流出，使用十分方便。

(2)本热水器为节能产品：

由前述说明中得知，本热水器通入的是高频交流电，通过电磁感应产生的涡流效应加热水，既降低能耗，加热速度又快。本热水器为即热式，不浪费热水。

(3)本热水器用电绝对安全：

由图1可知，本热水器的导线是缠绕在热水器本体4上，热水器本体是由非金属材料制成，本身就是绝缘体。在热水器本体和导线之间又加了一层绝缘布。本热水器的电磁加热管(1)用支架(5)固定在水中，电磁加热管与外电源无法接通，因此，是绝对安全的。

(4)本热水器结构简单、占用空间少、成本比容积式热水器低50％左右。

(5)本热水器安装维修方便：

本热水器没有庞大笨重的贮水桶，很好安装。本热水器本体由非金属材料制造，坚固耐用，不生锈不结垢。维修清洗时拧开端盖，将电磁加热管取出，清洗完毕再装进去即可。当电磁加热管结垢严重时，如果是镀铬钢管换掉即可，换下的旧管可以重新加工镀铬。如果加热管是不锈钢管，用车床削去垢层后可继续使用。

(6)本热水器可安装在不同场所，用于不同用途。本热水器安装在卫生间，可用于洗澡，安装在洗碗池和洗脸池下方水管上就构成即热式水龙头。

本热水器安装在饮水机内可以烧开水。

(7)本热水器可以大型化，供多人同时使用，也可以供暖

附图说明：

图1为电磁热水器结构图。图中1为电磁加热管，2为导线，3为绝缘布，4为热水器本体，5为电磁加热管支架，6为外壳，7为端盖。I为高频交流电。A为进水口。B为出水口。

图2为图1的C-C剖面图。图中1为电磁加热管，2为导线，3为绝缘布，4为热水器本体，6为外壳。I为高频交流电。

图3为热水器本体横截面为矩形时的图1的C-C剖面图。图中1为电磁加热管，2为导线，3为绝缘布，4为热水器本体，6为外壳。I为高频交流电。

图4为热水器水温和水流自动控制示意图。图中4为热水器本体，2为导线，10为温度传感器，11为水流传感器。K₁、K₂为电源开关。A为水进口，B为热水出口。E为热水器工作段，F为热水器水温调节段。

图5为一螺线管，I为通入的电流。

图6为在螺线管中磁场强度的分布图。图中1为螺线管，B为磁场强度。

图7为在螺线管中磁力线的分布图。图中1为螺线管，2为磁力线。

具体实施方式：

现结合附图将电磁热水器的具体实施方式进一步说明如下。

按照电磁热水器的结构图(图1)，首先用不锈钢加工一电磁加热管，再用耐热耐压塑料制造热水器本体，热水器本体的进水端只留一进水管口，出水端敞开，管外加工成螺纹。端盖里面也加工成螺纹，螺纹模数与热水器本体螺纹模数相同。将加工好的电磁加热管(1)用电磁加热管支架(5)固定在热水器本体(4)的中心位置，将端盖(7)拧上旋紧。然后，在热水器本体上裹几层绝缘布(3)，将漆包线(铜导线)(2)紧密地缠绕在热水器本体上。漆包线要按照图4中的E、F段分别缠绕，F段也可分若干组。每一段的漆包线匝数根据计算和实验决定。

用塑料制成美观漂亮的外壳(6)，将上述热水器装入外壳。

热水器通入高频交流电(I)，频率为20仟赫左右。

为了防止热水器烧干，为了保持热水器水温恒定，本热水器设计了一个自动控制系统。请见图4，图中4为电磁热水器本体，2为导线，A为冷水进口，B为热水出口。两组线圈将热水器本体分成E段和F段，E段为正常工作段，F段为水温调节段。10为温度传感器，11为水流传感器，K₁、K₂为电源开关。K₁、K₂由微电脑控制。

当水不流过热水器时，水流传感器通知微电脑断开K₁、K₂开关，热水器不工作。当水流通过热水器时，水流传感器立即通知微电脑合上K₁、K₂开关，热水器立即开始工作，数秒钟后热水从出口B流出。

温度传感器主要作用是控制热水温度。防止温度低过高，防止温度过高烫伤人。

当热水温度超过设定温度时，温度传感器通知微电脑断开K₂开关，F段停止工作，热水温度下降。当热水温度低于设定温度时，温度传感器通知微电脑合上K₂开关，F段立即开始工作，热水温度上升。

热水器水温调节段可以分为若干组，根据需要设定。

Claims

1.一种电磁热水器，其特征在于：所述热水器由电磁加热管、导线、绝缘布、热水器本体、电磁加热管支架、外壳和端盖等组成；电磁加热管(1)用电磁加热管支架(5)固定在热水器本体(4)的中心位置，导线(2)密集地缠绕在热水器本体(4)上，热水器本体和导线之间有绝缘布(3)，外壳(6)与导线(2)之间有若干毫米的距离，端盖(7)拧在热水器本体上。

2.根据权利1所述的电磁热水器，其特征在于：热水器本体由耐热耐压塑料或其它非金属材料制造，其横截面可以为圆形、矩形或其它形状。

3.根据权利1所述的电磁热水器，其特征在于：电磁加热管也可以为电磁加热棒；电磁加热管或电磁加热棒由铁质材料制造，其横截面可以为圆形、矩形或其它形状，横截面的形状要与热水器本体横截面的形状匹配。

4.根据权利1所述的电磁热水器，其特征在于：在热水器本体热水出口处安装了温度传感器(10)和水流传感器(11)，温度传感器、水流传感器与微电脑连接，用微电脑调控热水温度，同时防止热水器烧干。

5.根据权利1所述的电磁热水器，其特征在于：热水器通入的电流(I)为高频交流电，电磁加热管或电磁加热棒处于高频交流电产生的磁场的中心位置，通过电磁感应加热。