CN201363874Y - 一种超音频感应电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超音频感应电加热式热水器，包括壳体和位于壳体内的加热装置。所述加热装置包括用于水流通的铁磁性金属管路或容器，金属管路或容器具有入水口的前段部分位于预热区内，具有出水口的后段部分均匀缠绕有感应线圈；所述预热区设置整流功率器件和逆变功率器件，所述逆变功率器件输入端与一控制电路板连接，输出端连接感应线圈。本实用新型采用超音频电感应线圈和铁磁性金属水管配合，由于水管直接接触水，加热效率高；同时在超音频感应线圈和铁磁性金属管之间设置高强度绝缘隔热材料，保证热水器在任何情况下不漏电，且降低了热量损耗，使用更加安全可靠。

Description

一种超音频感应电热水器

技术领域

本实用新型涉及一种家用或工业用电加热式热水器，具体是指一种超音频感应即热式电热水器。

背景技术

目前市面销售的电热水器种类繁多，结构也有很大差异，但大致可分为贮水式和即热式两种。而热水器中采用的加热元件一般为电热板或电热管，其核心为电阻丝发热元件。实际上电阻丝的电-热转换效率很低，大约只有65％，加之热量还要再经氧化物绝缘材料和管状或板状金属外壳传导至水，因此导致热水器总的加热效率更低。

另外，电热管和电热板属易损件，使用寿命短。根据使用经验，电热管和电热板损坏的原因有很大比例的是因电热管壳和电热板壳破损进水或电阻丝接壳而漏电所至，虽然有的电热水器在其电源回路中设置了漏电保护装置，但并不能从根本上避免漏电而引发安全事故。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有电热水器加热效率低、加热原件易损坏的缺点，提供一种加热效率高、节能省电且水电完全隔离彻底杜绝漏电现象的超音频感应电热水器。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

提供一种电热水器，其采用超音频电流感应加热方式加热，具体包括壳体和位于壳体内的加热装置。所述加热装置包括用于水流通的铁磁性金属管路或容器，金属管路或容器在靠入水口的前段部分位于预热区内，而靠出水口的后段部分管路或容器外部均匀缠绕有感应线圈；所述预热区设置有用于对市电整流滤波的整流功率器件和与其连接的逆变功率器件，所述逆变功率器件输入端与用于产生脉冲信号的控制电路板连接，输出端连接感应线圈。

一种具体的方案为：所述逆变功率器件采用绝缘栅双极型功率管组成的IGBT模块，该模块具体包括功率管V5、V6，功率管V5、V6栅极与设置于控制电路板上的脉冲发生电路连接，V5发射极与V6集电极相连并与感应线圈一端连接，感应线圈另一端分别通过电容C3、C4连接功率管V5集电极和功率管V6发射极，功率管V5集电极、V6发射极分别连接整流功率器件“+”“-”两输出端。

进一步的所述金属管路或容器与感应线圈之间设置有高强度绝缘隔热层。

更进一步的，所述金属管路或容器出水口处设置受水流量控制的起保护作用的继电器，该继电器与控制电路板连接。

本实用新型所述热水器加热段采用超音频电感应线圈和铁磁性金属水管配合，当感应线圈通入超音频电流后在铁磁性水管内部产生涡流而使水管发热，由于水管直接接触水，加热效率很高；再者预热区内整流、逆变功率器件紧贴在散热器表面，水管通过散热器内部，整流、逆变功率器件工作时产生的热量直接预热进水口的冷水，使热能得到充分利用；同时在铁磁性水管表面还设置绝缘隔热层，彻底消除漏电隐患，且降低了热量损耗，使用安全可靠。

本实用新型无需设置贮水箱，具有体积小、重量轻、安装方便、即开即用的特点。

附图说明

图一是本实用新型实施例一的结构示意图；图二是本实用新型加热段剖面示意图；图三是本实用新型实施例一的电原理图；图四是本实用新型实施例二的结构示意图；图五是本实用新型实施例二的电原理图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～3为本实用新型实施例一图示，该实施例包括铁磁性金属管路7，该金属管7的前段部分位于预热区内，后段部分均匀缠绕有感应线圈8。金属管路或容器7与感应线圈8之间设置有高强度绝缘隔热层11。所述预热区设置一散热装置5、整流功率器件2和与其连接的逆变功率器件3，整流功率器件2和逆变功率器件3紧贴散热装置5外表面，进水口的冷水流经散热装置5内部。在管路7上预热区和缠绕有感应线圈8的加热段之间设有流量调节阀19。所述逆变功率器件3输入端与控制电路板1连接，输出端连接感应线圈8。金属管路7出水口10处设置流量继电器9，该流量继电器与控制电路板1连接。

如图2，所述整流功率器件2采用通常的桥式整流电容滤波方式，包括整流管V1-V4，电容C1、C2；所述逆变功率器件3包括功率管V5、V6，功率管V5、V6栅极与脉冲发生电路连接，V5发射极与V6集电极相连并与感应线圈8(L)一端连接，感应线圈8另一端分别通过电容C3、C4连接功率管V5集电极和功率管V6发射极，功率管V5集电极、V6发射极分别连接整流功率器件2的“+”、“-”两输出端。

本实施例工作原理为：自来水由进水口6进入，在预热区5被整流、逆变功率器件工作时产生的热量预热，流经7和8构成的快速加热段被快速加热。所述控制电路板1产生逆变功率器件工作所需的触发脉冲，超音频逆变功率器件3将整流、滤波后的直流电进行斩波，变成超音频电流，通过串联电容和超音频感应线圈8产生电压谐振。由于线圈8内通过超音频电流，铁磁性金属管被磁化而产生涡流，且铁磁性金属管7存在磁滞损耗和涡流损耗，而磁滞损耗和涡流损耗是以热能形式散发的，因而铁磁性金属管7内部会急剧发热，管内水流也被快速加热。在这里，磁滞损耗的大小与电流的频率成正比，与磁感应强度的幅值的平方成正比；同样涡流损耗的大小与电流频率的平方成正比，与磁感应强度的幅值的平方成正比。因此可以通过一电位器来改变控制电路板1发出的脉冲信号的宽度调节线圈内的电流的占空比(PWM调节)进而调节磁感应强度的幅值，达到控制加热速度、调节热水温度的目的。图中调节流量调节阀19可调节热水的流量。

控制电路板1同时通过流量继电器9对热水器缺水或其它故障等进行安全保护控制。流量继电器9与于，水管内有一受水流控制的档板，档板另一端为一杠杆，杠杆用于驱动继电器9，只有水流达到一定流量时档板杠杆才能驱动微型继电器9动作，为控制电路板1使能信号提供通道。否则，使能信号被封锁，控制电路板1无使能信号，逆变电路不工作，感应线圈不加热。因此，该流量继电器9能够在热水器内部水流量太小或缺水时，保护热水器不至干烧损坏。

本实施例中铁磁性金属管7前段部分也可直接用水冷散热装置5替代，冷水直接流经水冷散热装置5内部，预热效果更好。

如图4、5为本实用新型实施例二图示，该实施例为工业用大功率快速电加热器，本实施例被加热的介质可以是水或其它液体。

其工作原理和组成类似于实施例一，不同的是工业上热水器一般功率较大，宜采用三相电加热，因此整流器件也为三相；另该例中铁磁性金属管路后段设置成容器71，容器71底部到上侧壁之间设置铁磁性材质的液体流通管72，流通管上端设有吸收装置，感应线圈8均匀缠绕在流通管外。液体在流通管内被加热后自然向上流动进入容器71，此时容器底部液体则被自动吸入到流通管72的下端进口，再受热后向上流动而流回容器，而容器下端冷液体又被自动吸入，如此循环，如图中虚线箭头所示。若被加热容器较小，且容器是铁磁性金属材料制成，则可将超音频感应线圈8直接绕在容器71表面，加热效果会更佳。

因一般工业用液体加热器所需功率较大，使用时需对线圈8通水冷却，因此本实施例中超音频感应线圈8采用中空的铜管绕制而成，内部可通水。

上所述仅为本实用新型较佳的实施方式，需要说明的是，在不脱离本实用新型构思前提下，任何显而易见的替换和微小变化均属于本实用新型保护范围。

Claims (6)

1、一种超音频感应电热水器，包括壳体和位于壳体内的加热装置，其特征在于：所述加热装置包括用于水流通的铁磁性金属管路或容器(7)、用于对市电整流滤波的整流功率器件(2)和与其连接的逆变功率器件(3)，所述逆变功率器件(3)输入端与一用于产生脉冲信号的控制电路板(1)连接，输出端连接感应线圈(8)；所述感应线圈(8)均匀缠绕于金属管路或容器(7)后段部分。

2、根据权利要求1所述的超音频感应快速电热水器，其特征在于：所述逆变功率器件(3)采用绝缘栅双极型功率管组成的IGBT模块。

3、根据权利要求2所述的超音频感应电热水器，其特征在于：所述IGBT模块包括功率管V5、V6，功率管V5、V6栅极与设置于控制电路板(1)上的脉冲发生电路连接，V5发射极与V6集电极相连并与感应线圈(8)一端连接，感应线圈(8)另一端分别通过电容C3、C4连接功率管V5集电极和功率管V6发射极，功率管V5集电极、V6发射极还分别连接整流功率器件(2)的+、-两输出端。

4、根据权利要求2所述的超音频感应电热水器，其特征在于：在所述金属管路或容器(7)出水口处设置受水流量控制并起保护作用的继电器(9)，该继电器与控制电路板(1)连接。

5、根据权利要求4所述的超音频感应电热水器，其特征在于：所述整流功率器件(2)、逆变功率器件(3)紧贴散热装置(5)外表面，金属管路或容器(7)前段部分位于散热装置(5)内。

6、根据权利要求1至5中任一项中所述的超音频感应电热水器，其特征在于：所述金属管路或容器(7)与感应线圈(8)之间设置有高强度绝缘隔热层(11)。

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