CN2072206U - 安全型多热源快速节能热水器 - Google Patents

Abstract

一种利用多种热源(包括电)加热水的装置，是为 消除漏电触电事故节能而设计。由控制盒、贮水箱、 联接导线组成。

控制盒(装在浴室外)是一个装有控制、保护信号 元件的矩形小盒。贮水箱是一个直立中空长方体。

贮水箱内的上、下部装有竖直的管状水温控制 器、电极板，电极板的奇数片接在火线上，偶数片接在 地线上，水箱中央有一根带活节的多孔供热管，水箱 上还有溢流管或防爆阀，底部嵌着接地的多孔金属 罩，进出水管已电气短路并接地，还有电阻氖管串联 成的接地电阻监视器。

Description

本实用新型涉及到《不锈钢水阻式速热水器》和贮水式淋浴电热水器。

目前市场上流行着一种《不锈钢水阻式速热水器》，它是利用电流通过两电极板之间的水的电阻产生的热量来加热冷水的，由于没有使用电热丝电热管，也就不存在热传导过程，因而电热转换率和水加热速度都比较高，据某《不锈钢水阻式速热水器》使用说明书所述，其电热转换率可达92％，比间接加热法（用电热丝电热管、炭棒）省电20％，这是一个突出的优点。这种电热水器的致命弱点是不安全，因为：（1）它的电极板直接浸泡在水中，与水无任何绝缘，沐浴者的人身安全取决于接地是否可靠，然而要用户在安装和长期使用过程中做到接地完全可靠是有困难的；（2）必须在通电的同时进行沐浴，一旦接地失灵，就将造成触电事故。使用这种电热水器随时都有触危险，因此《北京日报》刊载了《裸露电极式淋浴器抽击洗澡人，有关部门决定停止销售这类产品》的报道（见《农村电气化》1989第2期第54页）。

现有贮水式淋浴电热水器一般都采用电热管加热冷水，由于存在热传导过程，水加热速度慢，热效率较低，而且不同程度地存在下列难于防范的潜在危险：（1）因为不能效地预防电热管干烧，加上冷水对热状态下的电热管突然袭击时产生的急变温差对电热管的破坏，往往使电热管破裂引起浴水带电造成触电事故；（2）因电气元件在沐浴室长期受潮发霉漏电而引起触电事故；（3）因恒温器接点必须通过电热管的工作电流，电压较高，电流较大，往往使接点烧熔粘住，引起水温失控，水箱爆炸、烫伤沐浴者事故。

本实用新型的目的在于提供一种既安全又节能（省电20％多）的贮水式淋浴热水器，其电热转换率高达92％，水加热速度快，使用寿命长，而且可与多种热水源配合，利用其他热源加热冷水，使一些余热废汽得到充分利用。

安全型多热源快速节能热水器是一种利用多种热源（包括电）加热冷水的贮水式淋浴热水器，它由装在沐浴室外干燥处的电气控制盒、装在沐浴室内的贮水箱（包括管道、闸伐）及电气控制盒与贮水箱之间的连接导线组成。

电气控制盒是一个由底板和防护罩组成的短型小盒，内装控制、保护、信号元件，它的两个输入端子接交流220伏电源，两个交流220伏输出端子接贮水箱内的电极板，两个（或三个）低压输出端子接贮水箱上的水温控制器。电气控制盒能在水温过高和电极板之间的电流超过允许值时自动断电，使贮水箱完全脱离交流220伏电源。

贮水箱是一个直立中空长方体，由水箱、保温层、外壳组成。

水箱内的上部和下部都有一根耐热耐水绝缘材料做的中间方两端园的双头螺栓，螺栓的固定方式不限，但必须是水平的，螺栓上竖直安装着若干块耐腐金属板做的矩形电极板，矩形电极板几何中心处的方孔套在双头螺栓上，每两块电极板之间有一个套在螺栓上的小绝缘垫圈使两极板保持一定距离，电极板和绝缘垫圈都由双头螺栓两端的绝缘螺帽来挟紧。电极板的奇数片通过耐热耐水绝缘导线接到电气控制盒的一个交流220伏输出端子上，偶数电通过耐热耐水绝缘导线接到另一个交流220伏输出端子上，而且导线中间接头和导线与电极板的接头都经过密封。

在电极板的左右侧都装有一个磁控制式或温控晶闸管式管状水温控制器，其中一个处于水箱上层，另一个直插到水箱下部，它们都被紧固密封件（包括密封圈、平垫圈、压紧螺帽，以下相同）固定在水箱上底面上。

在水箱底部嵌着一个多孔金属板做的矩形罩，並将它通过进出水管可靠接地，也可以只用两个多孔金属板做的罩罩住进出水管上管口，並将它们通过进出水管可靠接地。

在水箱中央有一根位于电极板前面或后面的竖直供热管，其上端被紧固密封件固定在水箱上底面上，上管口高出贮水箱外壳，上管口上装着一个用来装管接头或漏斗的活节，下管口接近  水箱下底面，下管口被封住，下端管壁上有一些小孔。

当贮水箱为开口式或出口敞开式时，在接近水箱左侧或右侧内壁处装有一根溢流管，使它的上管口接近水箱上底面，下管口露在贮水箱下面，並用紧固密封件固定在水箱下底面上，当水贮水箱为封闭式时，不装溢流管，但必须在水箱上底面上装一个防爆安全伐。

在水箱下底板左边的集水坑底部用紧固密封件固定着热水出水管的上端，其上管口低于水箱下底板，右边用紧固密封件固定着冷水进水管的上端。

在贮水箱下面，热水出水管上装有热水控制闸，冷水进水管上装有冷水控制闸，在冷热水控制闸下面的热水出水管与冷水进水管之间装有一根水平联通管，在水平联通管中部装着一个冷热水混合伐。在热水出水管下端装有一根用来套喷头软管的锥形管接头，在冷水进水管下端有一根用来套软管的锥形管接头（软管的另一端套在自来水龙头上）。

进出水管已通过水平联通管电气短路，多孔金属板做的罩，进出水管、贮水箱外壳都进行了可靠接地。还设置了由电阻、氖管串联而成的接地电阻监视器，它的一端焊接在进水管或出水管上，另一端可靠接地，当氖管燃亮时，意味着接地失灵，热水对地电位升高，有触电危险。

贮水箱可以做成开口式、出口敞开式、封闭式，不过以开口式制造、安装、调试、检修最方便。

与其他电热水器相比，安全型多热源快速节能热水器具有下列优点：

1.由于在进出水口处设置了多孔金属板做的罩，而且多孔金属板，罩进出水管都已可靠接地，热水对地电位较低，又设置了接地电阻监视器监视接地电阻变化，防止接地失灵，因此本热水器在氖管不亮的情况下带电沐浴的安全程度与速热式电热水器相同。

2.由于本热水器能把电能转变成热能贮存起来，可以利用适当增大水箱容积和提高热水温度的办法来提高水容量和热容量，利用水加热期间贮存足够的热量，沐浴时兑上适当的冷水，可以得到足够的温水，因此只要设计合理，沐浴时就没有必要继续通电对水加热，而且当水温到达预定值时，电气控制盒自动跳闸后不能自行合闸，这就可以杜绝带电沐浴，消除触电危险，这是速热式电热水器难于办到的。

3.由于采用直接对水加热方式，无热传导过程，电极板竖直安装，冷热水上下对流通畅，加上绝热保温层的作用，将比间接加热（用电热丝、电热管、炭棒）的电热水器节能20％以上水，加热速度比间接加热的电热水器快，这是间接加热的电热水器难于办到的。

4.水箱缺水时，电流自动减小，水箱无水时自动断电，不需要对电极板采取更多的保证措施，简化了热水器结构，电极板的使用寿命比电热丝、电热管长十几倍，造也比较低。

5.能与多种热水源（如太阳能集热器、空调器冷凝器、家用压力锅、蒸汽管、燃煤、燃汽、燃柴锅炉）配合，利用一些廉价热源加热冷水，使一些余热废汽得到充分利用，这是其他电热水器难于办到的。

6.贮水箱内的水可以完全排出使用，既减少了热能浪费，又可预防冰冻破坏水箱。

7.安装方便，只要把软管的一端套在进水管的锥形管接头上，另一端套在自来水管龙头上即可，不必再装其他管道和闸伐。

图1是开口式安全型多热源快速节能热水器的结构示意图。

图2是磁控式管状水温控制器结构图。

图3是温控晶闸管式管状水温控制器结构图。

图4是安全型多热源快速节能热水器的交流电气控制线路图。

图5是安全型多热源快速节能热水器的直流控制线路图。

本实用新型的具体结构将通过一个开口式安全型多热源快速节能热水器实施例来加以描述。

图1是开口式安全型多热源快速节能热水器的结构示意图，其中（1）是直立的中空长方体无盖水箱，在（1）外面又套着直立的中空长方体外壳（2），在（1）（2）之间有一层保温材料（6），在（1）的下底板左边有一个倒置的园台形集水坑（3），（1）、（2）、（3）、（6）组成了一个无盖的贮水箱。在贮水箱上端嵌着一个耐水耐温材料做的密封垫（7）它的纵剖面呈矩形，横剖面呈直角，一个直角边嵌入贮水箱上部，另一个直角边与贮水箱上端面叠合。在（7）上面有一个倒置的凸台状矩形水箱盖内壁（4），其凸出部份  嵌入（7）内，外缘与（7）的水平面叠合，（4）上面是水箱盖的矩形外壳（5），其外缘与（4）的外缘叠合，在（4）、（5）之间的空心部份填有一层保温材料（6）。

在水箱内，靠近左壁处有一根竖直的溢流管（20），它的上管口接近水箱盖，下端用紧固密封件（包括密封圈、平垫圈、压紧螺帽，以下相同）固定在水箱下底板上，下管口伸出贮水箱外壳。若水箱是封闭式的，不装设溢流管（20），但必须在水箱上底面上装一个防爆安全伐。在（20）右边竖直安装着一个磁控式或温控晶闸管式管状水温控制器（8），其下端接近水箱底，上端被紧固密封件固定在水箱上底面上，在水箱右边也装着一个处于水箱上层的管状水温控制器（9）。在（8）、（9）之间有一个耐水耐热绝缘材料做的倒置的门形架（10），它的左右支柱用紧固密封件（11）固定在（4）上，它下端的横梁靠近水箱底。

在门形架的上部和下部装有一根耐热耐水绝缘材料做的中间方两端园的双头螺栓（12），並用螺帽固定在（10）的左右支柱上，在下部的双头螺栓上竖直安装着矩形电极板A、B、C、D、E、F，在上部的双头螺栓上装有矩形电极板a、b、c、d、e、f，矩形电极板几何中心处的方孔套在双头螺栓上，每两块电极板之间有一个套在（12）上的小绝缘垫圈，电极板和绝缘垫圈都由双头螺栓两端的螺帽（13）来挟紧。电极板的奇数片接在耐热耐水绝缘导线（14）上，偶数片接在耐热耐水绝缘导线（15）上，导线中间接头处和导线与电极板接头处都进行了密封。

在水箱底部嵌有一个多孔金属板做的矩形罩（21），並通过进出水管可靠接地，也可以只用两个多孔金属板做的罩罩住进出水管上管口，並使它们通过进出水管接地。

在水箱底板左边的集水坑（3）的底部用法兰盘（29）和紧固密封件（30）固定着热水出水管（27）的上端，（27）的上管口低于水箱下底面，在水箱底板右边用紧固密封件（22）固定着冷水进水管（24）的上端。

在贮水箱下面，热水出水管（27）上装有热水控制闸（28）冷水进水管上装有冷水控制闸（25），在（28）、（25）下面装有水平联通管（33）它的左端接（27），右端接（24）中部装着冷热水混合伐（31），（27）下端接有一个用来接喷头软管用的锥形管接头（26），（24）的下端也接有一个锥形管接头（23），安装时只要把软管的一端套在（23）上，另一端套在自来水龙头上即可，不必再装其他管道闸伐。（32）是公用接地线，电阻R和氖管D串联组成接地电阻监视器，它的一端接在（27）上，另一端接地。

图2是磁控式管状水温控制器结构图，其中（35）是干簧管，（36）是干簧管引线，在（35）中部套着三个磁环（37），在两磁环之间有一间隙（38），在（37）外包着导热绝缘层（40），（40）下端垫着一个耐热绝缘垫（39）、（40）上端有一耐热密封层（41），在（39）、（40）、（41）外面是一个下管口被封住，上端有外螺纹（43）的金属密封管（42），（42）被密封圈（46），平垫圈（45），压紧螺帽（44）固定在水箱上底面（4）上。

也可以用温控晶闸管式管状水温控制器来控制水温，它的结构如图3所示，其中（48）是温控晶闸管，（49）是温控晶闸管引线，在（48）外面包着一层导热绝缘层（51），在（51）下面垫着一个耐热绝缘垫（50）在（51）上面有一层耐热密封层（52），在（50）、（51）、（52）外面是一个下管口被封住，上端有外螺纹（54）的金属密封管（53）、（53）被密封圈（57），平垫圈（56），压紧螺帽（55）固定在水箱上底面（4）上。若把温控晶闸管的栅极电阻，电容接好再装入（53）内，则水温控制器只需引出两根引线。

图4是安全型多热源快速节能热水器的交流控制线路图，图中的电源变压器B的一次线组的一端经熔断器RD接交流220伏电源的（01）点，另一端直接接在（02）点。

分闸按钮TA，合闸按钮HA，微型断电器ZJ的线圈，灵敏电流继电器LJ的接点LJ₁，水温控制器接点1WDJ串联后接在电源变压器B的输出端（即05、15两点），ZJ的常开接点ZJ₁与HA在（07）、（09）处並联，2WDJ₁与1WDJ在（13）、（15）处並联。

ZJ₃、钮子开关HK，蜂鸣器FM串联后接在（07）、（15）两点。ZJ₃与绿灯LD串联后接在（07）、（15）两点。

ZJ₂与中间断电器1ZJ的线圈串联后接在（01）、（02）两点。

灵敏电流继电器LJ的线圈，1ZJ的接点1ZJ_1～3，电极板之间的水电阻SDR、1ZJ_4～6串联后接在（01）、（02）两点。1ZJ_7～8与LJ的线圈在（01）、（23）处並联，红灯HD与SDR在（25）、（27）处並联。1ZJ_1～3表示JZ_7－62型中间断电器的第1、2、3三个接点並联，1ZJ_7～8表示第7、8两个接点並联。

图4所示的线路适用于磁控式水温控制器或其他具有常闭接点的水温控制器。

也可以用直流控制方案来对安全型多热源快速节能热水器进行控制，其控制线路如图5所示，图中整流变压器ZB的二次绕组接单相整流桥Z的输入端（即05、07点），限流电阻R灵敏电流继电器LJ的常闭接点LJ₁，微型继电器ZJ的线圈，合闸按钮HA、分闸按钮TA串联后接在Z的输出端（即09、19两点），ZJ₁与HA在（15）、（17）处並联，在（09）与（19）之间接有滤波电容C，在（11）与（19）之间接有稳压管DW，在（13）与（17）之间接有装在水温控制器密封管内的温控晶闸管WDJ（它的栅极电阻电容未画出）。

图5中的其他支路的结构与图4所示的交流控制线路相同。

直流控制方案适用温控晶闸管式水温控制器或其他具有常开接点的水温控制器。

Claims (8)

1、安全型多热源快速节能热水器由装在沐浴室外干燥处的电气控制盒、装在沐浴室内的贮水箱(包括管道、闸伐)及电气控制盒与贮水箱之间的连接导线组成，电气控制盒是一个矩形小盒，内装控制保护、信号元件及输入输出端子，贮水箱是一个直立的中空长方体，安全型多热源快速节能热水器的特征在于：

水箱内的上部，下部都有一根耐热耐水绝缘材料做的中间方两端园的双头螺栓，螺栓的固定方式不限，但必须是水平的，螺栓上竖直安装着若干块耐腐金属板做的矩形电极板，矩形电极板几何中心处的方孔套在双头螺栓上，每两块电极板之间有一个套在螺栓上的小绝缘垫圈，电极板和绝缘垫圈都由双头螺栓两端的绝缘螺帽来挟紧，电极板的奇数片接在一根耐热耐水绝缘导线上，偶数片接在另一根耐热耐水绝缘导线上。

在电极板左右两侧都竖直安装着一个磁控式或温控晶闸管式管式管状水温控制器，其中一个处于水箱上层，另一个直插到水箱下层，它们都被紧固密封件(包括插密封圈、平垫圈、压紧螺帽，以下相同)固定在水箱上底面上。

在水箱底部嵌着一个多孔金属板做的矩形罩，並将它通过进出水管可靠接地，也可以只用两个多孔金属板做的罩罩住进出水管的上管口，並将它通过进出水管可靠接地。

在水箱中央有一根位于电极板前面或后面的竖直供热管，其上端被紧固密封件固定在水箱上底面上，上管口高出贮水箱外壳，上管口上装有一个用来安装管接头或漏斗的活节，下端管口接近水箱下底面，下管口被封住，下端管壁上有一些小孔。

当贮水箱是开口式或出口敞开式时，应在接近水箱左侧或右侧内壁处装一根溢流管，使它的上管口接近水箱上底面，下管口露在贮水箱下面，並将它用紧固密封件固定在水箱下底面上，当贮水箱是封闭式时，不装溢流管，但应在水箱上底面上装一个防爆安全伐。

在水箱下底板左边的集水坑底，用紧固密封件固定着热水出水管的上端，其上管口低于水箱于下底板，水箱下底板右边也用紧固密封件固定着冷水进水管的上端。

在贮水箱下面，热水出水管上装着热水控制闸，冷水进水管上装着冷水控制闸，在冷热水控制闸下面的热水出水管与冷水进水管之间装有一根水平联通管，在水平联通管中部装着一个冷热水混合伐，在热水出水管和冷水进水管下端都装有一个锥形管接头。

多孔金属板做的罩、进出水管、贮水箱外壳都可靠接地，还设置了电阻和氖管串联而成的接地电阻监视器，它的一端接在进水管或出水管上，另一端接地。

贮水箱可做成开口式的出口敞开式的封闭式的。

2、根据权利要求1所述的安全型多热源快速节能热水器，其特征在于它是贮水式热水器，具有贮水箱，但它的发热元件是处于电极板之间的水的电阻，而不是电热丝、电热管、碳棒。

3、根据权利要求1所述的安全型多热源快速节能热水器，其特征在于它的热水出水管上端被固定在水箱下底板的集水抗底部，它的上管口低于水箱下底面，箱内热水可全部排出使用。

4、根据权利要求1所述的安全型多热源快速节能热水器，其特征在于它的热水出水管，冷水进水管已通过水平联通管电气短路，热水出水管冷水进水管，贮水箱外壳都已可靠接地，进出水管的上管口都被多孔金属板做的罩罩住，而且多孔金属板做的罩已通过进出水管可靠接地，此外还设置了由电阻R和氖管D串联而成的接地电阻监视器来监视接地电阻的变化。

5、根据权利要求1所述的安全型多热源快速节能热水器，其特征在于它的供热管的上管口高出贮水箱上底面，上管口上装有一个用来装漏斗和管接头的活节，同时又在开口式出口敞开式贮水箱上装了溢流管，在封闭式水箱的上底面上装了防爆安全伐。

6、根据权利要求1所述的安全型多热源快速节能热水器，其特征在于它的水箱内的左右侧都装有磁控式或温控晶闸管式管状水温控制器，磁控式水温控制器是这样构成的，在干簧管（35）中部套着三个磁环（37），在两磁环之间有一间隙（38），在（37）外包着导热绝缘层（40）、（40）下端垫着一个耐热绝缘垫（39）、（40）上端有一耐热密封层（41），在（39）、（40）、（41）外是一个下管口被封住，上端有外螺纹（43）的金属密封管（42）、（42）被密封圈（46），平垫圈（45），压紧螺帽（44）固定在水箱上底面（4）上。

7、根据权利要求1所述的安全型多热源快速节能热水器，其特征在于，它的水箱内的左右侧也可以装温控晶闸管式管状水温控制器，它是这样构成的，在温控晶闸管（48）外包着一层导热绝缘层（51），在（51）下面垫着一个耐热绝缘垫（50），在（51）上面有一层耐热密封层（52），在（50）、（51）、（52）外面是一个下管口被封住，上端有外螺纹（54）的金属密封管（53）、（53）被密封圈（57），平垫圈（56），压紧螺帽（55）固定在水箱上底面（4）上。

8、根据权利要求1所述的安全型多热源快速节能热水器，其特征在于，电气控制盒，贮水箱、管道、闸伐都是热水器不可分割的组成部份，但电气控制盒与贮水箱只有电气上的联系（通过联接导线）而无机械上的接触，而且装于不同的场所，电气控制盒装在沐浴室外的干燥处，贮水箱装在充满水和水蒸汽的沐浴室内。

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