电热水器电子防腐系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电热水器电子防腐系统，包括电源、内胆、加热棒、阳极和钛棒，所述阳极和加热棒固定在内胆上，所述阳极下端和钛棒连接，所述阳极和电源正极连接，所述内胆和电源负极连接，所述加热棒、阳极和内胆绝缘固接，本系统与传统的镁棒防腐相比，防腐效果好，并且不会因为镁的腐蚀而在加热棒上带来更多的垢质，而且本系统虽然为内胆内的水环境创造一个电极环境，但是加热棒阴极和阳极的绝缘隔绝，既使的加热棒不会腐蚀，同时大大减缓了加热棒的结垢速度。
【专利说明】电热水器电子防腐系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防腐蚀系统，具体的说，涉及一种电热水器电子防腐系统。
【背景技术】
[0002]为了防止热水器内胆被腐蚀，当前该行业主要采用的是在热水器内胆排污口安装金属镁棒的方式，由于镁金属的活性较高，水中有腐蚀性的离子(以氯离子为首)会被吸引，先腐蚀镁金属，从而保护了金属内胆。
[0003]当前大部分电热水器还在采用这种传统方法。
[0004]当前热水器采用的金属镁防腐方法存在以下缺陷:
[0005]1、金属镁在使用过程中是一种耗材，热水器中的水不断更换，金属镁也不断的被腐蚀，尤其是在使用的水质环境表恶劣的情况下，金属镁很快被消耗殆尽，需要重新安装。
[0006]2、金属镁在消耗的过程中变成镁离子，在热水器系统中的氧化还原反应中(也可称为原电池反应)，镁作为阳极，裸露的内胆和加入管作为阴极，镁离子会向加热管靠近，形成碳酸镁从而结垢附在加热管上，导致加热管放热不顺畅，加热效率下降，加热管温度升高，寿命缩短。
[0007]2005年，华南理工大学隋贤栋教授提出“热水器内胆除余氯防腐装置”的防腐方法，由电源适配器、金属氧化物涂层钛电极等和热水器内胆组成了一个以热水器内自来水为导电介质的回路。当电流通过电极时，自来水中的Cl—向作为阳极的金属氧化物涂层钛电极运动，在阳极附近富集，作为阴极的热水器内胆附近的Cl—浓度会大大降低，减缓了热水器内胆的腐蚀速度。
[0008]隋贤栋教授的防腐装置取得革命性的创新，通过牺牲不断供应的电子(e_)，从而取代了镁的消耗，同时也消除了镁离子在加热管上产生垢。但是该方法仍存在一定的局限性:
[0009]1、该方法只能缓解内胆的腐蚀。当热水器中的水比较纯，杂质比较少时，导电率比较小，电阻比较大，水中的电流非常的小，当热水器搪瓷内胆小部分破裂时，水中的氧仍然会腐蚀只有部分裸露的内壁。
[0010]2、仍然存在加热管结垢的问题，虽然没有了镁离子，由于外加电场的作用强于原本镁、加热管两极之间的原电池反应，使得水中原有的阳离子(以金属阳离子为主)与与加热管靠近更紧密，从而结垢。
[0011]3、该方法没有提供持续提供电源。出于节能和安全的考虑，很多用户在使用电热水器过程中或者使用后，会关闭电源，电源一旦关闭，该装置就失去了作用。
[0012]在热水器环境中，如果不采用保护措施，搪瓷铁质内胆的活性比不锈钢或铜加热棒活性强，这样就会发生原电池反应，反应过程中，加热棒因为惰性强，从而成为该反应的阴极，从而吸引水环境中的金属阳离子，同时在较高问题作用下，金属离子与水中是的酸根离子结合产生垢附在加热棒上。
【发明内容】
[0013]本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种电热水器电子防腐系统，本系统把加热棒与内胆和阳极同时绝缘，处于非阴非阳的状态，腐蚀和结垢分别是热水器的环境中阳极和阴极产生的后果，当加热棒处在中间绝缘状态时，就不会产这些问题，而且本系统通过增加阳极面积有效的阻碍了氧腐蚀，通过提供一种可持续供电电源，保证了系统的防腐作用是持续有效的。
[0014]为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0015]一种电热水器电子防腐系统，包括电源、内胆、加热棒、阳极和钛棒，所述阳极和加热棒固定在内胆上，所述阳极下端和钛棒连接，所述阳极和电源正极连接，所述内胆和电源负极连接，所述加热棒、阳极和内胆绝缘固接。
[0016]进一步，所述加热棒固定于一罗盘，所述内胆设有固定孔，所述罗盘固定于该固定孔，所述罗盘和固定孔之间设有橡胶圈。
[0017]进一步，所述罗盘通过螺栓和螺母固定于该固定孔，所述螺母和所述罗盘之间设有橡胶垫圈。
[0018]进一步，所述螺栓和螺母为橡胶螺母和橡胶螺栓。
[0019]进一步，所述阳极和所述内胆通过塑料螺母固定。
[0020]进一步，所述钛棒上设有钛片。
[0021]进一步,所述钛片面积与所述内胆内面积比约为100-200CM2/1M2。
[0022]进一步，所述电源 电压为2V-3.5V。
[0023]进一步，所述电源包括整流电路、控制电路和充电电池，所述整流电路连接所述阳极和内胆，所述整流电路还连接所述控制电路，所述控制电路连接充电电池，所述充电电池两端分别连接阳极和内胆。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0025]本系统与传统的镁棒防腐相比，防腐效果好，并且不会因为镁的腐蚀而在加热棒上带来更多的垢质，而且本系统虽然为内胆内的水环境创造一个电极环境，但是加热棒阴极和阳极的绝缘隔绝，既使的加热棒不会腐蚀，同时大大减缓了加热棒的结垢速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中:
[0027]图1是本发明的阳极结构示意图；
[0028]图2是本发明的加热棒绝缘结构示意图；
[0029]图3是本发明的罗盘固定示意图；
[0030]图4是本发明的整流电路直接对防腐装置供电结构示意图；
[0031]图5是本发明的整流电路为充电电池充电结构示意图；
[0032]图6是本发明的整体结构示意图。
[0033]图中，I——内胆；2——加热棒；
[0034]3——阳极；4——钛棒；
[0035]5——钛片；6——罗盘；[0036]7——螺栓；8——螺母；
[0037]9——固定孔；10——橡胶圈；
[0038]11——橡胶垫圈；12——整流电路；
[0039]13——控制电路；14——充电电池；
[0040]15——排污口 ；16——出水口 ；
[0041]17——入水口 ；18——塑料螺母。
【具体实施方式】
[0042]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]如图1至图4所示，本发明所述的电热水器电子防腐系统，包括电源、内胆1、加热棒2、阳极3和钛棒4，阳极3和加热棒2分别固定在内胆I上，阳极3下端和钛棒4连接，钛棒4上固定有钛片5，在阳极3上添加钛片5或其他惰性导体增大了阳极3表面积，钛片5面积与内胆I内面积比约为100-200CM2/1M2，通过内胆I的内面积来添加钛片5，使钛片5不会添加过多或过少，阳极3和电源正极连接，内胆I和电源负极连接，加热棒2、阳极3和内胆I绝缘固接，内胆I上设置有排污口 15、出水口 16以及入水口 17。
[0044]阳极3和内胆I通过塑料螺母18固定,加热棒2固定于罗盘6上，内胆I设有固定孔9，罗盘6通过螺栓7和螺母8固定于该固定孔9，螺栓7和固定孔9之间设有橡胶圈10，螺母8和罗盘6之间设有橡胶垫圈11，实现加热棒2和内胆I的绝缘，同时，螺栓7和螺母8为橡胶螺母8和橡胶螺栓7。
`[0045]电源电压为2V-3.5V，在本实施例中，电源为2.4V，电压过高会发生电解反应。
[0046]参阅图5，图6，电源包括整流电路12、控制电路13和充电电池14，整流电路12 —端连接一控制电路13，控制电路13连接充电电池14，充电电池14两端分别连接阳极3和内胆1，本实施例克服了已有电子防腐装置不能持续供电的问题，屏蔽了电源关闭后防腐起不到作用的状态。在实际应用过程中需要的电流非常小，电流跟随不同的大小的储水罐和水温变化，以60L的储水罐为例，普通的自来水中电流大小为0.5-3mA,因此充电电池14充一次可供电很长时间。
[0047]整流电路12还连接阳极3和内胆1，当220V交流电通电时，由整流电路12直接对防腐装置供电并对充电电池14充电，当220V交流电断电时，有充电电池14对防腐装置通电，确保防腐装置的不断电。
[0048]控制电路13的控制要求如下:
[0049]a、两节镍氢电池作为充电电池14，作为备有电源，上电时220V变压供电，并对充电电池14判断充电；
[0050]b、充电时最大程度保护充电电池14，过压过流保护；
[0051]C、为了降低充电次数，以上电瞬间充电电池14的电压为准，高于2V时，不对充电电池14充电，指示非充电状态。低于充电电池14此时电力不足，处于弱电充电状态，对充电电池14充电，并通过LED灯指示该逻辑状态，降低充电电池14的充电频率，保证充电电池14的寿命。
[0052]d、充电过程中，充电电池14内恢复到2V以上，充电电池14处于正常充电状态，指示该逻辑状态。
[0053]e、充电过程中，电压到达2.9V时，回到非充电状态。
[0054]f、如果充电过程中低于2V的时间较长，或者2V-2.9V时间较短，说明充电电池14已坏或者到了寿命极限，用户可有通过红、绿灯的时间判断。即红灯时间太长(参考时间10S)，绿灯时间较短(参考时间30min)，此时充电电池14该更换了。
[0055]在本发明防腐过程中，由于受保护的部分内胆I内壁会结垢，时间久了会形成一层保护膜，对内壁有保护作用，同时，由于这层保护膜越来越厚，储水罐中的水与之接触越少，防腐装置电流越小，最后接近零，所以充电电池14的使用率不高。
[0056]进行以下实验:
[0057]1、阴极接触储水罐内壁，阳极3与内壁绝缘，进水口和出水口 16密封。
[0058]2、储水罐中装满3%。的盐水(Nacl溶液)；
[0059]3、阳极3供电装置参阅图5。
[0060]安装前敲碎一小块内胆I搪瓷，使内胆I金属裸露。装满3%oNacl溶液,按照图6安装本发明。
[0061]开始反复接通和断开220V交流电源，每次接通把储水罐中的水加热到70°C，一天三次，反复10天；然后断开220V交流电源20天；最后随机反复接通220V电源(温度不超过70。。)。
[0062]最后拆开储水罐密封罗盘6，观察到敲碎的部分没有腐蚀，并有一层白色沉淀附于表面，说明本发明起到了防腐蚀保护作用。
[0063]最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电热水器电子防腐系统，其特征在于:包括电源、内胆、加热棒、阳极和钛棒，所述阳极和加热棒固定在内胆上，所述阳极下端和钛棒连接，所述阳极和电源正极连接，所述内胆和电源负极连接，所述加热棒、阳极和内胆绝缘固接。
2.根据权利要求1所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述加热棒固定于一罗盘，所述内胆设有固定孔，所述罗盘固定于该固定孔，所述罗盘和固定孔之间设有橡胶圈。
3.根据权利要求2所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述罗盘通过螺栓和螺母固定于该固定孔，所述螺母和所述罗盘之间设有橡胶垫圈。
4.根据权利要求3所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述螺栓和螺母为橡胶螺母和橡胶螺栓。
5.根据权利要求3所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述阳极和所述内胆通过塑料螺母固定。
6.根据权利要求1所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述钛棒上设有钛片。
7.根据权利要求1所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述钛片面积与所述内胆内面积比约为100-200CM2/1M2。
8.根据权利要求1所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述电源电压为2V-3.5V。
9.根据权利要求1所述的电热水器电子防腐系统，其特征在于:所述电源包括整流电路、控制电路和充电电池，所述整流电路连接所述阳极和内胆，所述整流电路还连接所述控制电路，所述控制电路连接充电电池，所述充电电池两端分别连接阳极和内胆。
【文档编号】C23F14/00GK103512187SQ201210206061
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】何刚 申请人:何刚