CN2279557Y

CN2279557Y - 高保安多功能电热水器

Info

Publication number: CN2279557Y
Application number: CN 96213974
Authority: CN
Inventors: 彭贵武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2006-06-27

Abstract

一种高保安多功能电热水器,由密闭容器、可调节的进出水装置、电热管以及高保安控制器等组成,用于向家庭、宾馆、企事业单位连续提供饮用开水、生活用热水、淋浴及取暖。因具有强制安全接地等功能,故可绝对保证人身安全。除连接自来水龙头及电源外,不存在任何安装问题,克服了直热式淋浴器功率大及储水式淋浴器流量小、难安装等弊病,流量任意大,温度随意调,实现了小功率、大流量、免安装,绝对安全,一机多用。

Description

高保安多功能电热水器

本实用新型涉及一种高保安多功能电热水器，用于向家庭或企事业单位连续提供开水、生活用热水、取暖及淋浴等。

人们在冬季为了取暖要购置电暖器，夏季冲凉要购置淋浴器，需要热水、开水又要购置各种热水器，这不但增加了购置投入、维修保养投入也过多占用了房屋的使用空间。除此之外，现行的直热式电热淋浴器(俗称“过水热”)虽能连续供水，但流量固定后，水温也相应固定，流量和水温相互制约不能随意，尤其是功率过大，大多数家庭的电表无法承受。储水式电热淋浴器虽功率较小，但体积大流量小，无法连续供水且安装固定十困难。

电是十分方便的能源，同时也是令人畏惧的“老虎”，人们使用各种电器，特别是一面通电加热，一面淋浴的电热淋浴器时，是否能绝对保证人身安全成了最优先考虑的问题。现有电热水器具的人身安全防范问题一律采用要求用户安全接地或附加漏电保护器的方法来解决，但人身伤害事故仍屡有发生，无法绝对保证人身安全，原因何在呢？

1.安全接地即把电器外壳、水与大地连成等电位体，即零电位，此时即使把220V市电直接裸露在水中人也安全无佯，的确是最根本、最有效、最经济的人身安全防范，但是，掉以轻心的用户不接安全地线照常使用电器，有些虽然接有安全地线，但因插头、插座接触不良等种种原因，实际等于虚设，因此不安全的隐患始终存在，单一的安全接地的书面要求并不能从根本上解决人身安全防范问题。

2.当今世界沿用了数十年的漏电保护装置，其原理是：电源线从电流互感瓷环中穿过，经负载作功后再经该瓷环返回电源，当人通过负载触电时，经互感瓷环流出和返回的电流平衡被破坏，此时，互感瓷环将感应出一个微弱的电信号，该信号经专用漏电保护集成电路放大、整形处理后驱动断电执行机构切断电源实施保护。本人在近四年时间里剖析了美国、日本、荷兰、德国等世界知名大公司以及国内数家厂家的名优产品，无一摆脱这个模式。本人的专利号为92220772.0的实用新型专利“全自动快速电热淋浴器”也没有从根本上解决安全接地问题，同时避免不了直热式淋浴器的功率过大问题。

以上不难看出，现有漏电保护器的保护动作必须依赖下列条件：首先保护器是完全正常的，始终不允许出现任何故障。这实际是不可能的，任何电子装置无论多么先进，均存在故障可能性，哪怕这种可能性很小。一经出现由谁来保护使用者的人身安全呢？其次必须首先发生触电行为并且触电电流要达到最低保护动作灵敏度以上，即被动的先触电后保护，当在湿热条件下使用时，往往环境造成的漏电流即令保护器实施保护，往往不能正常使用电器。

本实用新型的目的在于克服现有产品及技术在上述诸方面存在的不足，提供一种能绝对保证人身安全、小功率、大流量、免安装、多功能的电热水器具。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种高保安多功能电热水器，包括密闭容器、安装在容器上的可调节的进出水装置、高保安控制器、安装在容器底部的受控于高保安控制器的电热管以及容器外壁上可随时拆装的保温层等，其特征是密闭容器顶部装有一个三通阀门和出水口，三通阀门的一端为进水口，连接自水龙头，一端连进水管至密闭容器底部，进水管下口为温度传感器，一端与出水口连通，其高保安控制器由强制安全接地电路、安全电压监视电路、防干烧电路、自动恒温电路以及同时受控于上述各电路的断电执行机构组成，强制安全接地电路由一个电压比较器以及外围电子元件构成，由两个等值电阻对热水器的市电电源实施等值分压后的交流电压经整流、滤波、限压后送入电压比较器的一输入端，电压比较器的另一输入端设置基准电压，电压比较器的输出端通过与门控制断电执行机构，整个电路的等电位地线与热水器的安全地线相连接，其安全电压监视电路由另一个电压比较器以及外围电子元件组成，由安全电压监视点引入的万一出现的危及人身安全的交流电压经整流、滤波、限压后送入该电压比较器的一输入端，而该电压比较器的另一输入端设置基准电压，该电压比较器的输出端则与强制安全接地电路的电压比较器的输出端、自动恒温电路以及防干烧电路的输出端共同通过与门控制断电执行机构，其安全电压监视点为出水口处的水。

本实用新型与现有技术和产品相比，具有以下优点：

1.由于不接安全地线就拒不送电无法使用，因此从根本上解决了人身安全问题。

2.变被动的先触电后保护为主动的防触电监护，确保了使用者的人身安全，同时灵敏度极大提高并不受使用环境的影响，与传统漏电保护器相比，成本更低工艺更简单。

3.克服了直热式热水器功率过大，储水式热水器受容量限制、流量小的弊病，实现了小功率、大流量和连续供水。

4.免除了现有产品须将数十公斤的重物悬挂在墙上的困扰，不存在任何安装问题。

5.应用范围广，该高保安控制器可应用于全部电器，以确保人身安全。

下面结合附图对本实用新型进一步详述。

附图1是高保安多功能电热水器结构示意图，其中1是可调节的三通阀门，2是进水口，3是进水管，4是最低水位限定端子，5是温度传感器，6是高保安控制器，7是底座，8是排污孔，9是电热管，10是密闭容器，11是可随时拆装的保温层，12是安全电压监视端子，13是出水口，箭头是水的流向。

附图2是高保安控制器电路原理图。

根据附图1，进水口2与自来水龙头连接，调整三通阀门1使自来水全部注入容器10，接通电源，当水位升至最低水位限定端子4时，高保安控制器6令电热管9开始加热，待水从出水口13溢出时，关闭水龙头，此时容器10内已注满正在被加热的冷水，若干时间后水被烧开，高保安控制器6令加热管9停止加热并处于恒温状态。当需要开水时，打开水龙头，冷水注入容器10底部，因冲刷温度传感器5高保安控制器6令电热管9再次加热，同时开水由容器10经出水口13溢出，容器10内的水被再次烧开时，高保安控制器6令加热管9再次停止加热并处于恒温状态，当需要温水时，调整三通阀门1，使自来水一部分注入容器10，一部分直接流往出水口13，由容器10溢出的开水与流往出水口13的冷水混合经出水口13排出，调整三通阀门1以获得需要的水温，流量则由水龙头开启的大小决定，在出水口可配接用水器如淋浴喷头等。当加热管外壳及容器未切实可靠安全接地时，当水位未能触及到最低水位限定端子时，当安全电压监视端子12感受到的电压高于设置的基准电压时，当水温高于设定的恒温值时，高保安控制器都将给出信号，切断加热管的电源，全极保护。冬季作为电暖气使用时，则拆除保温层11即可。该热水器可永久性地插在电源上，因此电热管的功率不要求很大，其功率根据所需密闭容器大小选定。

由附图2可以看出：

电压比较器IC_1-1是强制安全接地电路的核心部件，经R₁、R₂两个等值电阻对市电实施等值分压后的交流电压为110V，该电压经D₁、D₂整流后，由C₂滤波、R₁₄限压送入电压比较器的同相输入端，此时同相端电压大于由W₁设置的反相端电压，IC_1-1输出高电平，当热水器未安全接地时，经R₁、R₂分压后电压值为零，因此比较器同相端电压低于反相端电压，比较器输出低电平。

电压比较器IC_1-2是安全电压监视电路的核心部件，A点接安全电压监视点即附图1的12，当A点万一出现危及安全的交流电压时，该电压经D₃、D₄整流，C₃滤波，D₆限压后送入IC_1-2反相输入端，此时反相端电压高于由W₂设置的同相端电压，比较器输出低电平，反之，当A点无危及安全的电压时反相端电压低于同相端电压，比较器输出高电平。

电压比较器IC_1-3是自动恒动温电路的核心部件，由R₅、负系数温度传感器R_t组成的分压电路输入至比较器同相端，W₃为反相端设置基准电压，当水温较低时同相端电压高于反相端电压，比较器输出高电平，随着水温的升高，R_t阻值逐渐减小，同相端电压逐渐降低，当低于反相端电压时，比较器输出低电平。调整W₃以确定恒温温度。

电压比较器IC_1-4是防干烧电路的核心部件，B点接至最低水位限定端子即附图1的4，当此端子未触及到水时，比较器反相端电压等于V_cc，高于W₄设置的同相端电压，此时比较器输出低电平，当端子触及水时，R₃与RH₂O组成分压电路，使反相端电压低于同相端电压，此时比较器输出高电平。

当IC_1-4全部输出高电平时(即可靠的安全接地、水中无危及安全的电压、水温低于恒温温度、有防干烧的水位)，四输入与门IC₂打开输出高电平，BG导通，J吸合，电热管R_L得电加热，上述四个条件之一不能满足时，IC₂关闭，输出低电平，BG截止，J释放，R_L断电保护。

本实用新型以良好、可靠的安全接地是最根本的安全防范和只要水对大地的电压始终控制在安全电压范围内人身安全就有保证为理论根据，实现了变被动式先触电后保护为主动式防触电监护及强制安全接地，从根本上解决电器使用者的人身安全问题。

本实用新型的实施例为：T为小型12V电源变压器，IC₁为四电压比较器LM324，IC₂为四输入与门CD4082，J为12V双触电磁继电器，BG为NPN三极管2N9013，D₁、D₂、D₃、D₄、D₇为整流二极管1N4007，D₅、D₆为3V稳压二极管，C₁、C₂、C₃为220μF滤波电解电容器，W_1-4为10K小功率电位器，R₁、R₂为510K，R₃为220K，R₄为4.7K，R₅、R_t为10K，R_6-13为91K，R₁₄为47K，R₁₅为2K电阻。电热管的功率与密闭容器体积的大小配合确定。

Claims

1.一种高保安多功能电热水器，包括密闭容器、安装在容器上的可调节的进出水装置、高保安控制器、安装在容器底部的受控于高保安控制器的电热管以及容器外壁上可随时拆装的保温层等，其特征在于密闭容器顶部装有一个三通阀门和出水口，三通阀门的一端为进水口，连接自水龙头，一端连进水管至密闭容器底部，进水管下口为温度传感器，一端与出水口连通，高保安控制器由强制安全接地电路、安全电压监视电路、防干烧电路、自动恒温电路以及同时受控于上述各电路的断电执行机构组成。

2.根据权利要求1所述的高保安多功能电热水器其特征在于强制安全接地电路由一个电压比较器及外围电子元件构成，由两个等值电阻对热水器的市电电源实施等值分压后的交流电压经整流、滤波、限压后送入电压比较器的一输入端，电压比较器的另一输入端设置基准电压，电压比较器的输出端通过与门控制断电执行机构，整个电路的等电位地线与热水器的安全地线相连接。

3.根据权利要求1所述的高保安多功能电热水器，其特征在于安全电压监视电路由一个电压比较器以及外围电子元件构成，由安全电压监视点引入的万一出现的危及人身安全的交流电压经整流、滤波、限压后送入该电压比较器的一输入端，该电压比较器的另一输入端设置基准电压，该电压比较器的输出端则与强制安全接地电路的电压比较器的输出端、自动恒温电路以及防干烧电路的输出端共同通过与门控制断电执行机构，其安全电压监视点为出水口处的水。