CN2213955Y - 多功能自动电热水器 - Google Patents

Abstract

一种多功能自动电热水器，由箱体、控制盒、蒸汽 管道和散热器组成，箱体内安装有电加热丝、水位传 感器、热敏元件，箱体外安装有进水管道、电磁阀、水 电一体开关，具有加热热水、开水、蒸汽取暖、水箱内 储水量选择、水位表示、水开告示、加热功率可调、水 箱内无水检测保护、箱体带电超标检查报警、时钟预 设功能，安全可靠，结构合理、使用方便、功能齐全、自 动化程度高。

Description

本实用新型涉及一种加热炉装置，特别是一种多功能的自动电热水器。

现有的电热水器，设计的种类繁多，例如中国专利92228393.1提供的“全自动电热水器”，它由外壳、热水管、电热管、感温开关、冲水器、漏电开关等组成，热水管的进水端与自来水泵相连，出水器与冲水器相连，出水端设置感温开关，能自动灌满水、自动加热、自动冲瓶，使用方便，又如中国专利“多用电热水器”（申请号88210725），具有电子水位指示装置和温水、开水控温装置，备有挂钩、座架，可座挂两用，用于电热淋浴器、洗手器、电热开水器，适用于家庭、办公室、服务行业使用，这些电热水器各有特色，但大多功能不够齐全，耗电功率大，电热丝功率无法调节，不能进行不同水位的定量及无水检测保护功能、时间预设功能。

本实用新型之目的旨在提供一种用电省、功率可调、功能齐全、控制精度高、安全可靠、结构合理、使用方便的多功能自动电热水器。

本实用新型的技术解决方案是：这种多功能自动电热水器由箱体、控制盒、蒸汽管道和散热器组成，箱体内安装有电加热丝、水位传感器、热敏元件，箱体外依附箱体安装有进水管道、电磁阀、水电一体开关，本实用新型其电路结构由交流变直流稳压电源电路、加热丝控制电路、箱体加热丝电路、水开告示电路、交流电压超标报警电路、箱内无水断电保护电路、时钟控制电路、手动控制电路、水位控制显示电路组成，交流220V电源同时连接至交流变直流稳压电源电路和加热丝控制电路，交流变直流稳压电源电路连接并供给各电路直流稳压的工作电源，加热丝控制电路由时钟控制电路、手动控制电路并举控制，加热丝控制电路输出连接并控制箱体、加热丝电路，箱体、加热丝电路连接并传送信号给水开告示电路、交流电压超标报警电路、箱内无水断电保护电路和水位控制显示电路，箱体内水开后有一信号连接水开告示电路，箱体内无水，信号连接控制控制盒内无水断电保护电路工作，箱体内加热丝漏电信号，传送给交流电压超标报警电路，箱体内水量多少，其信号通过水位传感器信号给水位控制显示电路。

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明：

图1为本实用新型结构示图；

图2为本实用新型电原理框图；

图3为本实用新型电路图。

如图1所示，本实用新型由箱体1、控制盒2、蒸汽管道3、散热器4组成，箱体1内安装有电加热丝（RL1、RL2）、水位传感器5、热敏元件Rt、箱体1外，依附箱体安装有进水管道6、电磁阀DF、水电一体开关KSD1、KSD2，上述电加热丝RL1、RL2、水位传感器5、热敏元件Rt、电磁阀DF、水电一体开关KSD1、KSD2都通过电线与控制盒2连接，本实用新型其电原理如图2所示，包括有交流变直流稳压电源电路、加热丝控制电路、箱体及加热丝电路、水开告示电路、交流电压超标报警电路、箱内无水断电保护电路、时钟控制电路、手动控制电路、水位控制显示电路，市电交流220V一路送入交流变直流稳压电源电路，另一路送加热丝控制电路，并经加热丝控制电路后送给箱体内之加热丝，交流变直流稳压电源电路给上述各电路需要直流工作电压的电路、元器件提供一个稳压的直流工作电源，加热丝控制电路由时钟控制电路、手动控制电路并举控制，箱体内水开后有一信号送水开告示电路，箱体内无水，控制盒内无水断电保护电路工作，箱体内加热丝漏电，则传送给交流电压超标报警电路，箱体内水量多少通过水位传感器信号给水位控制显示电路，本实用新型实施电路如图3所示，所述的交流变直流稳压电源电路由电源变压器B、整流桥Z、稳压集成块IC1为主构成，所述的加热丝控制电路由按扭AN1、AN2、继电器触点J1－1、J1－2、J3－2、J3－1、可控硅3CJ1、3CJ2构成，所述的箱体及加热丝电路包括箱体1及其内的加热丝RL1、RL2、热敏元件Rt、水位传感器5及与机壳相连的R14连接电线，所述的水开告示电路由热敏元件Rt、电位器RW、三极管BG10、报警集成电路IC3和喇叭BL构成，所述的交流电压超标报警电路由与箱体1机壳相连C、D接点、电阻电容R26、R27、C2、C3、集成电路IC4、三极管BG11、二极管D2、LED2和报警电路IC3、BL构成，所述的箱内无水断电保护电路由水位传感器5最下端的一升水位传感器输出线、三极管BG1、继电器J1线包及触点J－1、J1－2构成，所述的时钟控制电路由图示的集成电路JC5－JC17、74LSD4的三、四、五、六非门、74LS21、晶振、按键AN8－AN35、及三极管BG12、继电器J3及其触点J3－1、J3－2组成。所述的手动控制电路由按键AN1、AN2构成，所述的水位控制显示电路由三极管BG1－BG9、集成电路IC2、74LSD7、74LSD8、74LSD4的一、二非门、继电器J2及其触点、水电一体开关KSD1、KSD2、电磁阀DF、发光二极管LED3－LED9构成。

本实用新型的水位传感器是由几根短金属螺杆，穿过箱体的后壁，螺杆与箱体绝缘，螺杆一端接出电线连接至控制盒，螺杆另一端伸至箱体内而构成，水电一体开关KSD1、KSD2由水阀、导电板、电极、旋转手柄构成，旋转手柄同时连接控制水阀和电极，电极和导电板安装在水阀一侧，旋转手柄在开的位置时，水和电同时接通，由输入一端流向输出的一端。

本实用新型的电路分析和工作原理如下：

用户将交流220V电源接通，合上控制盒内的K，交流220V电压经变压器降压，桥整流，C1滤波，IC1稳压，然后送往各供电点，为方便起见，暂把送往各点的正电源定位“l”、地电源定为“0”。

一、水箱内储水水量的选择，水位表示功能

二、水开告示功能

这两个功能是使用户知道用多少水，选择多少水量，要用户节约水和电，同时给出水位表示，使用户一看明了。当水烧开后，马上告示用户，停止加热，取出开水。

这两个功能完成的电路是这样进行的：

用户将KSD1水电一体开关（KSD是水阀和电开关一体的一种新型开关，其中K表示开关，S表示水阀，D表示电开关，l表示第一只水电一体开关）置在开的位置，冷水经过KSD1流向电磁阀输入端。

箱内无水，水位传感器不能与箱体导通，BG3基极得不到“l”而截止，此时另有一个“l”经R16、LED3的“＋”极至“－”极，传送给74LSD4的二非门，给二非门输出“D”，此“D”传送给JC2的CR2，（JC2的S2上已经有“l”）JC2的CR2得“D”翻转，并稳定在此状态，此时IC2的n2输出“l”，这个“l”传送给74LSD8的一门A。

又一个“l”经R15传送给JC2的S1、S2点，同时也传送给74LSD4的一非门，经一非门输出“D”，此“D”传送给JC2的CR1，使JC2的CR1翻转，并稳定在此状态。此时IC2的D1，输出“l”，并传送给74LSD8的一门B。

74LSD8的一门A、B得“l”，Y输出“l”，此“l”经R2传送给BG2的基极，基极得“l”后导通，集电极输出“D”，此“D”传送给J2继电器线包一，J2继电器线包二早有“l”等待着，J2继电器线包一、二有电吸起，吸起后第一组接点（J2－1）接通电磁阀吸起电路，电磁阀得电并吸起，水通过电磁阀流到水箱。

流进水箱内的水淹没第二升水位传感器时，水将箱体与水位传感器沟通，箱体上的“l”（这个“l”是由R14送来的）经二升水位传感器送给BG3的基极，基极获得“l”后并导通，集电极输出“D”，此“D”传送给74LSD7的一门，经一门输出“D”，这个“D”的一路送到LED3的阴极，点亮LED3，另一路送给74LSD4的二非门，经二非门输出“l”，此“l”传送给IC2的CR2点。

用户需在五升的水量时，按下与五升有关的键，这个键是AN5，流进水箱内的水淹没五升水位传感器后，水将箱体与五升水位传感器沟通，箱体上的“l”，（这个“l”是由R4送来的）经五升水位传感器传送给BG6的基极，基极获得“l”后导通，集电极输出的“D”，此“D”传送给74LSD7的四门，经四门输出“D”，这个“D”的一路经AN5键送到JC2的S1、S2，同时也送给74LSD4的一非门，经一非门输出“l”至IC2的CR1。

当JC2的CR1、CR2为“l”，而S1、S2为“D”时，JC2回到原始状态，这时Q1、Q2输出“D”，74LSD8一门的A、B两点也为“D”，其输出为“D”，BG2截止，I2继电器线包一无“D”落下，从而切断电磁阀吸起电路，停止向水箱送水。

这时流进水箱内的水不仅淹没了五升水位传感器，同时也淹没了三升、四升水位传感器，三升、四升水位传感器将箱体上的“l”各自传送给各自对应的BG4、BG5的基极，BG4、BG5基极获得“l”后导通，集电极输出“D”，这个“D”送给74LSD7的二门、三门，经二门、三门输出“D”，这个“D”送给LED4、LED5阴极，LED4、LED5发光二极管发光，给出三升、四升水位指示。

流进电热水器的水经加热管RL1、2加热，水温逐渐升高，当达到100℃时，水开告示电路中的BL发出告示信号，告示用户水开了，告示电路工作过程是：

Rt热敏电阻装在水箱内底层，水箱内的水经加热器加热，随着水温的升高，Rt的阻值由10KΩ变到120Ω，这时Rt二端的“l”大于RW二端上的“D”，此时BG10导通，集电极输出“D”，这个“D”传给JC3的一获得这个“D”后，立即输出音频信号给BL，BL发出告示音响。

当用户听到告示信号后，将KSD2置在开水位置，放出开水。当用户将KSD2置在热水位置，这个位置不光放出水，还接通了J2继电器的第二条吸起电路，J2继电器吸起又接通了电磁阀的吸起电路。电磁阀吸起后，冷水流进水箱，开水变成了热水，水形成了循环。

当用户需要八升水量时（最高水位，即满箱水），只要将KSD1置在开的位置，电磁阀吸起放水，（前面已述，不再重复），当水淹没第八升水位传感器时，水将箱体与八升水位传感器沟通，箱体上的“l”（由R14送来）经八升水位传感器送给BG9的基极，基极得“l”导通，集电极输出“D”，此“D”传送给74LSD7的七门，经七门输出“D”，这个“D”一路送给LED9阴极，点亮发光二极管，（LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、LED8同样原理点亮）给出八升水位指示，另一路经D1负极至正极送给74LSD4的一非门，（同时也送给JC2的S1、S2）经一非门输出“l”，送给JC2的CR1，此时JC2的CR1、CR2为1，S1、S2为“D”，JC2回到原始状态，此时JC2、Q1、Q2输出“D”，此“D”送给74LSD8一门的A、B一门，Y输出“D”，BG2截止，J2继电器落下，断开了电磁阀的吸起电路，电磁阀无电落下，停止向水箱送水。

三、加热功率的调整功能：

功率的调整比较简单。每个电热水器箱内设两只RL，每只为500W。用户按下AN1接通3CJ1的控制极，3CJ1控制极得电，3CJ1导通，导通后接通RL1的供电回路。再按下AN2、3CJ2导通，导通后接通RL2的供电回路。

四、水箱内无水检测，保护功能

这个功能是当水箱内无水，而用户又忘记关断电热水器的电源，使加热器继续加热而发生火灾，烧损电器而设的一个功能。

这个功能的电路是这样完成的。水箱内无水时，一升水位传感器与箱体断开，BG1基极得不到“l”，从而截止，集电极无“D”输出，J1继电器线包一得不到“D”，J1继电器落下，两组接点J1－1、J1－2随继电器落下而断开了3CJ1、3CJ2的控制极，3CJ1、3CJ2截止，从而切断加热器RL1、2的供电回路，防止无水继续加热加电引起火灾的事故。

反之，水箱内有水时，一升水位传感器与箱体沟通，箱体上的“l”经一升水位传感器传送给BG1的基极，基极得“l”导通，箱体上的“l”经一升水位传感器传送给BG1的基极，基极得“l”导通，集电极输出“D”，J1继电器线包一端得“D”吸起，两组接点J1－1、J1－2随继电器吸起，接通3CJ1、3CJ2控制极供电电路。

五、箱体带交流电压超标检查报警。

这个功能是当箱体上有三十六伏的交流电时，给出报警，告知用户电热水器已漏电，电压达到或超过安全电压，不得使用，从而保证了人身安全。

交流放大器A并入一升水位传感器，B接机壳。当加热器RL1、2故障漏电传入水中，这个漏泄电压通过C、D两点经R26、R27、C2、C3传送给JC4所组成的交流放大器放大，输出，传送给D2，D2将交流电压整流经R25传送给BG11的基极，基极得D2整流出来的“l”信号导通，集电极输出“D”，这个“D”一路送给LED2阴极，发光二极管点亮给出超标指示，另一路送给JC3的三，三得“D”后，JC3的五输出报警音频信号给BL，BL发出报警音响。

六、时钟预设功能

这个功能是给多功能自动电热水器赋予智能，弥补电热水器加电后不能马上获得热水或开水而设。

这个功能的电路由振荡、分频、计时、记忆、控制五部分组成。振荡由74LSD4的四、五、六非门，R29、R30、C4、C5及晶振组合，分频由JC6至JC11（4017芯片）组合，计时由JC12至JC17（4017芯片）组合。记忆由74LS20、74LSD4的三非门及JC5组合。控制由R28、BG12、J3继电器及AN8至AN35组合。

当用户需要时钟控制热水器时，先将时间设定好，到时钟走到用户设定的时间，自动的接通加热丝，当水加热至开后，自动断开加热丝。时钟是按分、十分、时、十时、四时分开，走时是十二小时循环，不分上、下午。

用户需要在上午06时40分启动多功能自动电热水器。将时钟设定在06时40分。06时40分的控制是AN9、AN16、AN21、AN33四控制键置在通的位置。当时钟走到06时40分时，JC17的三有“l”输出，经AN9送给74LS2DE。JC16的五有“l”输出，经AN16送给74LS2DF。JC15的十有“l”输出，经AN21送给174LS2DG。JC14的三有“l”输出，经AN33送给74LS2DH。74LS2D的E、F、G、H得“l”后，Y输出“l”，此“l”经74LSD4的三非门输出“D”，送给JC5的CR2，CR2得“D”翻转，并稳定在此状态。IC5的D2此时输出“l”，经R28送给BG12的基极，基极得“l”后导通，集电极输出“D”，此“D”送给J3继电器线包1，J3继电器吸起，J3的第一、二组（J3－1、J3－2）接通3CJ1、2控制极，3CJ1、2控制极有电并导通，导通后接通加热丝的供电回路，加热丝得电开始加热。

当水加热到开时，BG10导通（BG10的导通，前面已述，不再重复）集电极输出“D”，此“D”一路送给JC3的一，另一路送给JC5的S2，IC5的S2得“D”后翻转，并稳定。此时，IC5的D2输出“D”，BG12基极得“D”后截止，J3继电器落下，第一、二组切断3CJ1、2的控制极，3CJ1、2截止，断开加热丝的供电回路。

本实用新型构思巧妙，设计新颖，功能齐全，自动化程度高，用电省，功率可调，结构合理，安全可靠，电路及样机经反复试验，性能优良，市场需求量大，值得大力推广。

Claims (4)

1、一种多功能自动电热水器，由箱体(1)、控制盒(2)、蒸汽管道(3)和散热管(4)构成，其特征在于箱体(1)内安装有电加热丝(RL1、RL2)、水位传感器(5)、热敏元件(Rt)，箱体(1)外安装有进水管道(6)、电磁阀(DF)、水电一体开关(KS01、KS02)，电路结构由交流变直流稳压电源电路、加热丝控制电路、箱体、加热丝电路、水开告示电路、交流电压超标报警电路、箱内无水断电保护电路、时钟控制电路、手动控制电路、水位控制显示电路组成，交流220V电源同时连接至交流变直流稳压电源电路和加热丝控制电路，交流变直流稳压电源电路连接并供给各电路直流稳压的工作电源，加热丝控制电路由时钟控制电路、手动控制电路并举控制，加热丝控制电路输出连接并控制箱体、加热丝电路，箱体、加热丝电路连接并传送信号给水开告示电路、交流电压超标报警电路、箱内无水断电保护电路和水位控制显示电路。

2、根据权利要求1所述的多功能自动电热水器，其特征在于箱体内水开信号连接水开告示电路，箱内无水信号连接控制控制盒内无水断电保护电路工作，箱体内加热丝漏电信号传送给交流电压超标报警电路，箱体内水位传感器将水位信号传送给水位控制显示电路。

3、根据权利要求2所述的多功能自动电热水器，其特征在于水位传感器（5）是由几根短金属螺杆、穿过箱体的后壁、螺杆与箱体绝缘、螺杆一端接出电线连接至控制盒、螺杆另一端伸至箱体内而构成。

4、根据权利要求1所述的多功能自动电热水器，其特征在于水电一体开关（KSD1、KSD2）由水阀、导电板、电极、旋转手柄构成，旋转手柄同时连接控制水阀和电极，电极和导电板安装在水阀一侧，旋转手柄在开的位置时，水电同时接通。

Images