CN205783743U - 一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒、内胆、设置在外筒外壁的挂板、进水装置和出水装置；所述进水装置的结构满足进水口泄漏电流低于2.5mA，且通过设有的引流分水器能改变进水的水流方向和水流速度，使进入内胆的水流流动呈层流状态，保持了内胆进水处得水温稳定性，提高了热水器的热输出功率；进水装置和出水装置与内胆之间设有绝缘密封垫和不锈钢套筒，内胆与外筒之间设有绝缘保温层和绝缘塑料垫；且内胆与外筒之间无导线连接，内胆与带漏电保护功能的电源线地线可靠连接，可有效解决内胆中水带电或漏电等原因给人体带来的伤亡问题。

Description

一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器

技术领域

本实用新型属于储水式电热水器领域。

背景技术

目前，电热水器的供电均采用的是交流220V 50Hz，按Ⅰ类器具设计，其中I类：有工作绝缘，有接地端点和接地线，规定必须接地或者接零。接地线必须使用外表为黄绿色双色的铜芯导线，接触电阻应不大0.1欧姆。而这种电热水器造成触电事故的原因通常有三个方面：第一方面来自于热水器本身，热水器水箱内的电热管长期的使用造成加热管金属表面的腐蚀，到达其极限时就会发生破裂，导致电热丝与水接通，220V的电压直接通过水流并流经人体对地形成通路，使得大量的电流通过人体；当超过50mA的电流流经心脏时就会造成心脏的永久性破坏，甚至立即死亡。第二方面是当接地系统异常时(接地电阻较大超过标准规定)，特别是接地系统失效(与大地不通或没有地线)时，它就变成0类结构的电热水器，而0类电热水器的电击防护要依赖于环境，而该类电热水器通常是放置在浴室中使用的，不可能用环境提供电击防护。第三方面是地线本身带电，热水器本身大都具有良好的接地线，其漏电故障的排除就依靠良好的接地，但是当地线意外带电时热水器反受其累，同样造成人员使用热水器或触摸热水器时引起触电。

上述种种事故多年来屡有发生，不胜枚举。而目前的电热水器最常用的防漏电方式均采用的是漏电保护器(当漏电流超过10mA时，电热水器会在在0.1s内自动切断电源，确保用户的人生安全)；然而当漏电保护器失灵或损坏时，用户正在使用热水，就会有大电流(尤其是大功率热水器)经过人体，发生致人死亡的事故。

另外，目前电热水器(尤其是横挂式安装电热水器)的进水装置，有三种常用结构：①U形路径式进水装置、②直通挡水板式进水装置、③柱形圆周多侧孔式进水装置。但是，第一种①结构复杂，管路太长，长期使用水路容易堵塞；第二种②在内胆结构上要焊接一个挡水板，对焊接工艺要求较高，容易产生焊接缺陷，使内胆漏水；第三种③其结构简单，但当进水时出水速度很快，容易引起紊流，使进去的冷水与内胆中的热水进行无序的混合，引起输出热水水温不稳定(忽 冷忽热)，电热水器的热水输出率将大大降低。

为了解决上述这些问题，本申请人提出了一种新颖的电热水器设计结构；具体采用措施为：

本申请人提出组合体绝缘结构的进、出水装置；利用水电阻限制泄漏电流大小的“带电水阻法”，使进水口前端中的泄漏电流小于2.5mA，从而保证使用者的人生安全。同时将电热水器的裸露外筒等人体易触及的金属部分设计成具有Ⅱ类器具的结构。

另外，在组合体绝缘结构进水装置中设置有绝缘锥状分水器等零部件，能够改变了进水流体的流动方向，增大流体流动的阻力，降低流体流出的速度；保证流体在内胆内呈层流状态流动，避免内胆内的紊流现象，保证了内胆内水温的稳定性并提高了电热水器的热水输出率。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型在于提出一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，该电热水器属于电器Ⅱ类安全标准，采用双重绝缘，没有接地要求，提高了安全程度，可用于与人体皮肤直接接触；并且通过水电阻限制进水口的泄漏电流小于2.5mA，保证了使用者的生命安全；另外，进水装置是通过各种绝缘结构组合而成，改变了进水流体的流动方向，增大了流体流动的阻力，降低流体流动的速度，使得流体在内胆内呈层流状态，提高了内胆内水温的稳定性与电热水器的热水输出功率。

一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒、内胆、位于外筒外壁的挂板、进水装置和出水装置；所述进水装置中的进水接管、内管、引流分水器和中间挡板均绝缘，内管分别与进水接管和引流分水器采用活动连接，所述引流分水器呈“罩”状，引流分水器内部由上至下设有多组环形筋片，所述环形筋片一侧与引流分水器内侧壁固定，另一侧向上倾斜，环形筋片与引流分水器侧壁的角度为α≤90°，且中间挡板位于两个环形筋片之间；

中间挡板位于引流分水器内并套在内管上；所述内管顶部侧壁上设有通孔，通孔有多个；所述进水接管与内管组合后的长度L和内管孔径d应该满足如下公式的要求：

$L\≥220{\left(\frac{d}{2}\right)}^2\left(cm\right);$

根据实际使用情况以及参考GB4706.12-2006附录AA中的要求，为了保证使用者的生命安全，进出水口的泄露电流要求不超过5mA。在本实施例中，热水器是在220V50HZ的交流电情况下进行工作，当电流短接作用在热水器上时，就得限制通过进、出水口泄露的电流小于2.5mA，此时自来水的电阻率为ρ＝1250±50Ωcm，自而来水的电阻为R_水≥220V/2.5mA≥88×10³Ω，图中的进水接管与内管组合后的长度为L，内管的直径为d，则：

$r=\frac{d}{2}$

所以，只要出水装置中的就可以保证用水电阻限制泄露电流大小，可确保使用者的生命安全；

所述进水装置与内胆连接处设有绝缘密封垫，进水接管外侧壁设有套筒并与绝缘密封垫相连接；

所述出水装置包括出水接管和取水管，所述取水管顶端靠近内胆最高点，下端与出水接管相连，并所述出水装置与内胆连接处设有绝缘密封垫，出水接管外侧壁设有套筒并与绝缘密封垫相连接；进水装置和出水装置处设有的绝缘密封垫均是采用耐高温的橡胶材料模塑成型制成；

所述进水装置和出水装置与内胆接触的外侧壁上套有绝缘装饰盘；

所述挂板与外筒相连接，并与外筒内胆之间设有的固定钢带和绝缘垫片层相连接；外筒与内胆之间填充有绝缘塑料垫和绝缘保温层，所述绝缘保温层外侧包裹有耐高温绝缘塑料袋；

所述外筒与内胆之间无导线连通，内胆与带漏电保护功能的电源线中黄绿地线可靠连接；

所述外筒上设有维修口，所述维修口设有绝缘遮挡盖。

进一步，进水接管顶端与内管底部采用螺纹进行连接，内管顶部与引流分水器顶部采用螺钉进行连接，引流分水器顶部设有圆柱孔，所述螺钉由引流分水器 的圆柱孔插入至内管中将引流分水器与内管固定；进水接管、内管和引流分水器通过可拆卸连接，可定期拆卸对零部件进行清洗与更换。

进一步，挂板与外筒、固定钢带、绝缘垫片层通过挂板座组件相连接。

进一步，所述挂板座组件包括挂板座和挂板螺栓；所述挂板座是耐高温的高分子有机化合物通过模具注塑制成，挂板座和挂板螺栓是通过机械压合或粘接等方法将其两者固定在一起。

进一步，所述固定钢带外侧紧贴外筒内壁，内侧紧贴绝缘垫片层，且固定钢带的壁厚不低于1mm；所述固定钢带为冷轧或热轧钢板。

进一步，所述绝缘保温层的厚度大于20mm；所述绝缘保温层的材料为硬质聚氨脂发泡材料，该材料具有硬质、不透性、不吸湿性等特性。

本实用新型采用本方案的有益效果是：

(1)本实用新型中的进水装置中的所有结构均为绝缘结构且通过活动连接组合而成，改变了进水流体的流动方向，增加了流体流动的阻力，降低流体流出的速度，保证了流体在内胆内呈层流状态流动，不仅避免了结构复杂造成的堵塞和焊接缺陷造成的内胆漏水，也减少了紊流现象的发生和内胆内水温的不稳定，提高了热水器的热输出功率；

(2)本实用新型本发明中利用水电阻原理限制泄露电流大小，使得进水接管与内管组合后的长度L和内管孔径d满足从而使出入水口中的泄露电流小于2.5mA，保证了使用者的生命安全；

(3)电热水器采用了属于电器Ⅱ类安全标准设计，采用双重绝缘，没有接地要求，提高了安全程度，可与人体皮肤直接接触，有效防止了因发热管漏电、地线带电、接地系统失效或者漏电保护器失效损害导致水中带电，造成的人伤亡的事故。

附图说明

图1是本实用新型的完整结构示意图；

图2是图1的局部放大图II；

图3是图1的右视图；

图4是图3的局部放大图I；

图5是本实用新型的进水装置的结构示意图；

图6是本实用新型的出水装置的结构示意图；

图中；1、外筒；2、内胆；3、挂板；3-1、挂板座组件；3-11、挂板座；3-12、挂板螺栓；4、进水装置；5、出水装置；6、进水接管；7、内管；7-1、通孔；8、引流分水器；8-1、环形筋片；8-2、圆柱孔；9、中间挡板；10、螺钉；11、加热管；12、套筒；13、绝缘密封垫；14、绝缘装饰盘；15、绝缘保温层；16、出水接管；17、取水管；18、固定钢带；19、绝缘垫片层；20、绝缘塑料垫；21、维修口；22、绝缘遮挡板。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒1、内胆2、位于外筒1外壁的挂板3、进水装置4和出水装置5；所述进水装置4中的进水接管6、内管7、引流分水器8和中间挡板9均为绝缘结构，内管7分别与进水接管6和引流分水器8采用活动连接，所述引流分水器8呈“罩”状，其上部分呈锥形，下部分呈圆柱形，引流分水器8内部由上而下设有多组环形筋片8-1，所述环形筋片8-1一侧与引流分水器8内侧壁固定，另一侧向上倾斜，环形筋片与引流分水器8侧壁的角度为α≤90°，且中间挡板9位于任意两个环形筋片8-1之间；

中间挡板9位于引流分水器8内并套在内管7上；所述内管7顶部侧壁上设有通孔7-1，通孔7-1有多个，优选为4个，且呈方形或圆形；所述进水接管6与内管7组合后的长度L和内管孔径d应该满足如下公式的要求：

$L\≥220{\left(\frac{d}{2}\right)}^2\left(cm\right);$

根据实际使用情况以及参考GB4706.12-2006附录AA中的要求，为了保证使用者的生命安全，进出水口的泄露电流要求不超过5mA。在本实施例中，热水器是在220V50HZ的交流电情况下进行工作，当电流短接作用在热水器上时，就得限制通过进、出水口泄露的电流小于2.5mA，此时自来水的电阻率为ρ＝1250±50Ωcm，而自来水的电阻为R_水≥220V/2.5mA≥88×10³Ω，图中的进水接管6与内管7组合后的长度为L，内管7的直径为d，则：

$r=\frac{d}{2}$

所以，只要出水装置4中的就可以保证用水电阻限制泄露电流大小，可确保使用者的生命安全；

所述进水装置4与内胆2连接处设有绝缘密封垫13，进水接管6外侧壁设有套筒12并与绝缘密封垫13相连接，所述套筒12为不锈钢套筒，其壁厚不小于0.3mm；

所述出水装置5包括出水接管16和取水管17，所述取水管17顶端靠近内胆2最高点，下端与出水接管16相连，所述取水管14采用无缝或有缝焊接不锈钢管，其壁厚不小于0.3mm；并且出水装置5与内胆2连接处设有绝缘密封垫13，出水接管16外侧壁设有套筒12并与绝缘密封垫13相连接；所述进水装置4和出水装置中设有的绝缘密封垫13均是采用耐高温的橡胶材料模塑成型制成；

所述进水装置4和出水装置5与内胆2接触的外侧壁上套有绝缘装饰盘14；

所述挂板3与外筒1相连接，并与外筒2与内胆2之间设有的固定钢带18和绝缘垫片层19相连接；外筒1与内胆2之间填充有绝缘塑料垫20和绝缘保温层15，所述绝缘保温层15外侧包裹有耐高温绝缘塑料袋；

所述外筒1与内胆2之间无导线连通，内胆2与带漏电保护功能的电源线中黄绿地线可靠连接；

所述外筒上设有维修口21，所述维修口21设有绝缘遮挡盖22。

作为本实用新型的一种优化方案，进水接管6顶端与内管7底部采用螺纹进行连接，内管7顶部与引流分水器8顶部采用螺钉10进行连接，引流分水器8顶部设有圆柱孔8-2，所述螺钉10由引流分水器8的圆柱孔8-2插入至内管7中将引流分水器8与内管7固定；进水接管6、内管7和引流分水器8通过可拆卸连接，可定期拆卸对零部件进行清洗与更换。

作为本实用新型的一种优化方案，挂板3与外筒1、固定钢带18、绝缘垫片层19通过挂板座组件3-1相连接。

作为本实用新型的一种优化方案，所述挂板座组件3-1包括挂板座3-11和 挂板螺栓3-12；所述挂板座3-11是耐高温的高分子有机化合物通过模具注塑制成，挂板座3-11和挂板螺栓3-12是通过机械压合或粘接等方法将其两者固定在一起。

作为本实用新型的一种优化方案，所述固定钢带18外侧紧贴外筒1内壁，内侧紧贴绝缘垫片层19，且固定钢带18的壁厚不低于1mm；所述固定钢带18为冷轧或热轧钢板。

作为本实用新型的一种优化方案，所述绝缘垫片层19采用高分子塑料材料模塑而成且其厚度不低于1.5mm。

作为本实用新型的一种优化方案，所述绝缘保温层15的厚度大于20mm；所述绝缘保温层15的材料为硬质聚氨脂发泡材料，该材料具有硬质、不透性、不吸湿性等特性。

本实用新型中的电热水器属于电器Ⅱ类安全标准，挂板3、外筒1、固定钢带18和绝缘垫片层19通过4组挂板座组件3-1连接紧固在一起，内胆2与外筒1之间的空间用绝缘塑料垫20和绝缘保温层15进行填充，电器控制部分的维修口21用绝缘遮挡盖22遮住，并且外筒1和内胆2之间严禁用导线连通。

进水装置4中的进水接管6和内管7均由绝缘性能良好、强度高的断玻纤增强尼龙注塑成型，引流分水器8和中间挡板9均由绝缘性能良好、耐高温、柔软的硅橡胶压制成型，螺钉10为具有防腐性能的螺钉。进水接管6与内管7通过自身设有的螺纹进行连接，内管7与引流分水器8通过螺钉10进行连接，并且图中尺寸L与d满足公式的要求，中间挡板9套在内管7上，中间挡板9位于引流分水器8内任意的两个环形筋片8-1之间，冷水从进水接管6底部的进水口进入进水装置4中，由下往上流动通过内管7顶部侧壁设有的4个通孔8-2流出，然后在进水接管6和内管7外侧与引流分水器8内侧形成的流体通道向下流动，实现了水流动方向的改变，与此同时，引流分水器8内部的环形筋片8-1和中间挡板9形成的回形通道使得水呈层流流动，增加了水流动的阻力与路径，降低了流体流动的速度。

该实用新型采用双重绝缘，没有接地要求，提高了安全程度，可用于与人体皮肤直接接触；并且通过水电阻限制进水口的泄漏电流小于2.5mA，保证了使用 者的生命安全；另外，进水装置4是通过各种绝缘结构组合而成，改变了进水流体的流动方向，增大了流体流动的阻力，降低流体流动的速度，使得流体在内胆内呈层流状态，提高了内胆内水温的稳定性与电热水器的热水输出功率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒(1)、内胆(2)、位于外筒(1)外壁的挂板(3)、进水装置(4)和出水装置(5)，其特征在于：所述进水装置(4)中的进水接管(6)、内管(7)、引流分水器(8)和中间挡板(9)均绝缘，内管(7)分别与进水接管(6)和引流分水器(8)采用活动连接，所述引流分水器(8)呈“罩”状，引流分水器(8)内部由上至下设有多组环形筋片(8-1)，所述环形筋片(8-1)一侧与引流分水器(8)内侧壁固定，另一侧向上倾斜，环形筋片(8-1)与引流分水器(8)侧壁角度为α≤90°，且中间挡板(9)位于任意两个环形筋片(8-1)之间；

中间挡板(9)位于引流分水器(8)内并套在内管(7)上；所述内管(7)顶部侧壁上设有通孔(7-1)，通孔(7-1)有多个；所述进水接管(6)与内管(7)连接后的长度L和内管(7)孔径d应满足如下公式的要求：

所述进水装置(4)与内胆(2)连接处设有绝缘密封垫(13)，进水接管(6)外侧壁设有套筒(12)并与绝缘密封垫(13)相连接；

所述出水装置(5)包括出水接管(16)和取水管(17)，所述取水管(17)顶端靠近内胆(2)最高点，下端与出水接管(16)相连，所述出水装置(5)与内胆(2)连接处设有绝缘密封垫(13)，出水接管(16)外侧壁设有套筒(12)并与绝缘密封垫(13)相连接；

所述进水装置(4)和出水装置(5)与内胆(2)接触的外侧壁上套有绝缘装饰盘(14)；

所述挂板(3)与外筒(1)相连接，并与外筒(1)和内胆(2)之间设有的固定钢带(18)和绝缘垫片层(19)相连接；外筒(1)与内胆(2)之间填充有绝缘塑料垫(20)和绝缘保温层(15)，所述绝缘保温层(15)外侧包裹有耐高温绝缘塑料袋；

所述外筒(1)与内胆(2)之间无导线连通，内胆(2)与带漏电保护功能的电源线中黄绿地线可靠连接；

所述外筒(1)上设有维修口(21)，所述维修口设有绝缘遮挡盖(22)。

2.根据权利要求1所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水 器，其特征在于：进水接管(6)顶端与内管(7)底部采用螺纹进行连接，内管(7)顶部与引流分水器(8)顶部采用螺钉(10)进行连接，引流分水器(8)顶部设有圆柱孔(8-2)，所述螺钉(10)由引流分水器(8)的圆柱孔(8-2)插入至内管(7)中将引流分水器(8)与内管(7)固定。

3.根据权利要求1所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其特征在于：所述挂板(3)与外筒(1)、固定钢带(18)、绝缘垫片层(19)通过挂板座组件(3-1)相连接。

4.根据权利要求2所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其特征在于：所述挂板座组件(3-1)包括挂板座(3-11)和挂板螺栓(3-12)。

5.根据权利要求3所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其特征在于：所述固定钢带(18)外侧紧贴外筒(1)内壁，内侧紧贴绝缘垫片层(19)，且固定钢带(18)的壁厚不低于1mm。

6.根据权利要求1所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其特征在于：所述绝缘保温层(15)的厚度大于20mm。