CN206540297U - 以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，包括壳体，设于壳体上的冷水入水口和热水出水口，和分别设于冷水入水口和热水出水口处的温度传感器，以及加热腔体，该加热腔体内设有陶瓷发热体，陶瓷发热体的一端与冷水入水口连通并固定于加热腔体的一端，陶瓷发热体的另一端与加热腔体连通，加热腔体还与热水出水口连通；还包括设于热水出水口处的流量传感器；还包括设于加热腔体壁上的PCB加热控制板，PCB加热控制板包括输入端与流量传感器和温度传感器连接的加热控制器，和与加热控制器的输出端连接的可控硅。本实用新型有效地优化了产品的制造过程，降低了整个发热模块的体积和制造成本，提高了产品即热式工作的效率。

Description

以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组

技术领域

本实用新型属于坐便器领域，具体涉及以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组。

背景技术

随着智能卫浴、餐饮、工业、养殖等服务类行业的快速发展，特别是智能洁具、餐饮的日益成熟，很多家庭、企业、公共场合都设有相关的液体加温控制设备，但是目前市场上所能见到的内置加热模块，都是以多个部分的小模块(加热模块、测温模块、温控模块、流量数算模块、过热保护模块等)组合而成，其相互连接都是以密封圈加螺钉的方式来拼接、压扣、过盈、挤压等等来进行紧固的，这一类别相互连接模式的加热器，通常会导致工艺复杂，装配困难，增加制造成本，在运输的过程中因为颠簸而导致连接处松动、断裂、滑牙等不良隐患，以及后期运用时因为零部件连接部分老化现象带来的漏水、漏电等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，主要解决了目前市场上智能加热模块在制造、装配和使用的过程中，因集成度不高，导致管线连接太多、装配困难、稳定性差、性能一致性不好等问题；解决了市面上其他即热模组普遍并且存在的因管线连接太多，管线老化漏水引起漏电等安全隐患。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，包括壳体，设于壳体上的冷水 入水口和热水出水口，以及加热腔体和分别设于冷水入水口和热水出水口处的温度传感器，所述加热腔体内设有陶瓷发热体，陶瓷发热体的一端与冷水入水口连通并固定于加热腔体的一端，陶瓷发热体的另一端与加热腔体连通，加热腔体还与热水出水口连通；

还包括设于热水出水口处的PCB流量计数控制板，PCB流量计数控制板包括设于热水出水口处的流量传感器；

还包括设于加热腔体壁上的PCB加热控制板，PCB加热控制板包括输入端与流量传感器和温度传感器连接的加热控制器，和与加热控制器的输出端连接的可控硅，通过该可控硅调节陶瓷发热体的发热功率。

本实用新型应用流体力学原理周密设计的即热模组的加热腔体和水路可以高效地实现流体加热控温；将即热加热系统中的重要参数测量机构流量传感器集成在加热腔体上，不再需要采购流量传感器并用管线连接在加热腔体的冷水入水口或热水出水口。

具体地，所述流量传感器为叶轮式流量传感器，该流量传感器包括叶轮、磁棒、霍尔元件，叶轮伸进水中，磁棒设于叶轮轮轴上，霍尔元件设于磁棒附近。

进一步地，所述陶瓷发热体与加热腔体通过固定法兰连接固定。

再进一步地，所述可控硅设有散热片，该散热片还连接有铜散热片，该铜散热片设于冷水入水口处，使冷水通过该铜散热片后再流入到陶瓷加热体中。采用黄铜片+流水的散热方式将可控硅的热量传递给流水，不再需安装普通的铝散热器。既节约了加热控制器的空间又提高了能效，更加有效地保护了可控硅。

再进一步地，所述铜散热片接地。可以有效地侦测陶瓷发热体是否漏电，起到漏电保护作用。

再进一步地，所述加热腔体壁上还设有温控器，该温控器通过导热铜片感应加热腔体内的水温。在壳体上还埋设有温度保险丝。设置了水温过热保护以及壳体过热断电保护双重过热安全保护，有效防止意外发生。

作为优选，所述陶瓷发热体为陶瓷发热管或者陶瓷发热片。

为了使本实用新型结构更加紧凑，所述冷水入水口和热水出水口均位于加热腔体侧壁，陶瓷发热体固定于加热腔体的端部。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型有效地优化了产品的制造过程，降低了整个发热模块的体积和制造成本，提高了产品即热式工作的效率，同时也有效的杜绝了市场上传统即热模块中出现的干烧缺陷，解决了用户在使用过程中所产生的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型-实施例1的装配分解图。

图2为本实用新型-实施例1的装配图。

图3为本实用新型-实施例1的加热腔体剖面图。

图4为本实用新型-实施例2的装配分解图。

图5为本实用新型-实施例2的装配图。

图6为本实用新型-实施例2的加热腔体剖面图。

其中，附图标记所对应的名称：

1-PCB加热控制板，2-可控硅，3-铜散热片，4-温度传感器、5-D7.0*1.8密封圈，6-加热腔体，7-陶瓷发热体，8-固定法兰，9-温控器，10-导热铜片，11-D19.5*1.5密封圈，12-PCB流量计数控制板，13-叶轮，14-温度保险丝，15-连接软管。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

水加热方法主要有两种，一是蓄水式加热方式(缺点很多，已淘汰)，二是即热加热方式(最好的加热方式)。本实用新型讲述的是即热加热方式。

实施例1

如图1-3所示，以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，包括壳体、PCB加热控制板1、铜散热片3、温度传感器4、D7.0*1.8密封圈5、加热腔体6、陶瓷发热体7、固定法兰8、温控器9、导热铜片10、D19.5*1.5密封圈11、PCB流量计数控制板12、温度保险丝14、连接软管15。

在壳体上设有冷水入水口a和热水出水口b，冷水入水口a处安装有温度传感器4和铜散热片3，热水出水口b处安装有温度传感器4，冷水入水口a通过连接软管15连接到加热腔体6内的陶瓷发热体7的一端，连接软管15与加热腔体6通过固定法兰8连接固定，陶瓷发热体7的另一端与加热腔体6连通，热水出水口b设于加热腔体6上。本实施例的陶瓷发热体7为陶瓷发热管。铜散热片3还接地。

温控器9设于加热腔体6壁上，通过导热铜片10感应加热腔体内的水温。

在本实施例中，温度传感器4通过D7.0*1.8密封圈5分别安装于冷水入水口a和热水出水口b，导热铜片10通过D19.5*1.5密封圈11安装于加热腔体6壁上，PCB流量计数控制板12通过D19.5*1.5密封圈11安装于加热腔体6壁上。

在本实施例中，PCB加热控制板1包括加热控制器和与加热控制器连接的可控硅2，可控硅2的散热片与铜散热片3固定在一起，加热控制器接收温度传感器和流量传感器的采集的温度信号和流量信号，然后通过可控硅控制加热功率。

本实施例中，PCB流量计数控制板12设于热水出水口b处，PCB流量计数 控制板12包括流量传感器，该流量传感器包括叶轮13、磁棒、霍尔元件，叶轮13伸进水中，磁棒设于叶轮轮轴上，霍尔元件设于磁棒附近。

本实施例中，温度保险丝14埋设在壳体下面。

本实施例的冷水入水口a和热水出水口均设于加热腔体6侧壁，陶瓷发热体7固定于加热腔体6的端部。

本实用新型的工作过程如下：

工作过程：工作时冷水从冷水入水口a穿过铜散热片3由出水口c流出，通过连接软管15流进入水口d进入陶瓷发热体7(内腔)，再由陶瓷发热体7漫入加热腔体6(外腔)，待整个加热腔体6被水充满，流量传感器侦测到稳定的流量后陶瓷发热体7开始工作，对水进行加热，水在压力作用下会沿着加热腔体6内设计的水道流动，在流动中被陶瓷发热体加热。被加热的水连续不断穿过流量传感器12从热水出水口b流出供给用水装置。

加热控制器1的微处理器从冷水入水口a处的温度传感器4读取冷水的温度，从热水出水口b处的温度传感器4读取热水的温度，从流量传感器读取水的流量，采用PID算法调节可控硅2的导通，从而控制加热功率，将热水温度控制在所设定的温度值上。

水过热保护：水在加热腔体6内被加热后，在压力作用下会流经温控器9的底部，当水温大于或等于温控器的保护温度时，温控器将断开，切断电源，停止加热，起到过热保护作用。

壳体过热保护：在壳体下面埋设温度保险丝14，当在某种情况下加热控制器和水过热保护同时失效时，壳体温度将上升，当壳体温度上升到一定温度时，埋设于壳体下面的温度保险丝14将会断开，起到保护作用。

可控硅的散热与节能：加热控制器采用的是可控硅2为功率执行元件，可控 硅2的散热片与铜散热片3固定在一起，铜散热片3安装在冷水入水口a处，一面与冷水接触。可控硅2在工作时大量发热，其热量传递给铜散热片3，铜散热片3温度升高，流经铜散热片3的冷水及时将铜散热片3的热量带走，使其温度下降，流经铜散热片3的水被加热，这个设计既能很好地地保护可控硅2，又将可控硅2的发热用于水加热，提高能效。

流量传感器：本实用新型对即热模组和关键的流量传感器进行一体化设计(重点)。将流量传感器放置于热水出水口b处，当水向热水出水口b流动时，水推动流量传感器的叶轮旋转，安装在叶轮轴上的磁棒在叶轮旋转中进行南北极交替变化，安装在叶轮轴旁边的霍尔元件随着叶轮轴上的磁铁的南北极变化输出相应的脉冲信号，从而反映出流量的变化，此参数为防干烧和加热功率控制的重要变量值一。

实施例2

如图4-6所示，以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，与实施例1不同的是，本实施例装配后的外部形状与实施例1不同。

温控器9、PCB流量计数控制板12安装于加热腔体6的一端，陶瓷发热体7通过固定法兰8固定于加热腔体6的另一端，冷水入水口a和热水出水口b设于加热腔体6的侧壁上，本实施例中没有连接软管，冷水入水口a的冷水通过温度传感器4和铜散热片3后直接进入到陶瓷加热体7中。

本实施例的陶瓷加热体7为陶瓷发热片，水的流动路径为“M”字形。

本实施例的陶瓷加热片为两片，加热腔体6的中部设有一块纵向的隔板，该隔板一端延伸至加热腔体的一端与其连接为一个整体，隔板另一端不与加热腔体6的另一端连接，两片陶瓷发热片分别从发热腔体6的另一端穿入并从隔板的两侧延伸至加热腔体的一端。这样就形成了“M”字形的水道。

本实施例的工作原理与实施例1相同。

上述两个实施例中，铜散热片的作用是利用冷水在加热腔体内部的流动性把相连的可控硅进行有效的降温；导热铜片的作用是让热水有效的传递温度给温控器，到达控温的效果。温度保险丝的作用是有效的防止温度过高而烫伤用户。

上述两个实施例达到的有益效果：

1、应用流体力学原理周密设计的即热模组的加热腔体和水路可以高效地实现流体加热控温。

2、将即热加热系统中的重要参数测量机构叶轮式流量传感器集成在加热腔体上，不再需要采购流量传感器并用管线连接在加热腔体的冷水入水口或热水出水口。

3、采用黄铜片+流水的散热方式将可控硅的热量传递给流水，不再需安装普通的铝散热器。既节约了加热控制器的空间又提高了能效，更加有效地保护了可控硅。

4、铜散热片接地，可以有效地侦测陶瓷发热体是否漏电，起到漏电保护作用。

5、设置了水过热保护以及壳体过热断电保护双重过热安全保护，有效防止意外发生。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，包括壳体，设于壳体上的冷水入水口和热水出水口，以及加热腔体和分别设于冷水入水口和热水出水口处的温度传感器，所述加热腔体内设有陶瓷发热体，陶瓷发热体的一端与冷水入水口连通并固定于加热腔体的一端，陶瓷发热体的另一端与加热腔体连通，加热腔体还与热水出水口连通；

还包括设于热水出水口处的PCB流量计数控制板，PCB流量计数控制板包括设于热水出水口处的流量传感器；

还包括设于加热腔体壁上的PCB加热控制板，PCB加热控制板包括输入端与流量传感器和温度传感器连接的加热控制器，和与加热控制器的输出端连接的可控硅，通过该可控硅调节陶瓷发热体的发热功率。

2.根据权利要求1所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，所述流量传感器为叶轮式流量传感器，该流量传感器包括叶轮、磁棒、霍尔元件，叶轮伸进水中，磁棒设于叶轮轮轴上，霍尔元件设于磁棒附近。

3.根据权利要求1所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，所述陶瓷发热体与加热腔体通过固定法兰连接固定。

4.根据权利要求1所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，所述可控硅设有散热片，散热片还连接有铜散热片，该铜散热片设于冷水入水口处，使冷水通过该铜散热片后再流入到陶瓷加热体中。

5.根据权利要求4所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，所述铜散热片接地。

6.根据权利要求1所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，所述加热腔体壁上还设有温控器，该温控器通过导热铜片感应加热腔体内的水温。

7.根据权利要求1所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，在壳体上还埋设有温度保险丝。

8.根据权利要求1所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，所述陶瓷发热体为陶瓷发热管或者陶瓷发热片。

9.根据权利要求1所述的以陶瓷为发热元件的紧凑型液体即热模组，其特征在于，所述冷水入水口和热水出水口均位于加热腔体侧壁，陶瓷发热体固定于加热腔体的端部。