专利名称：水管式盥洗沐浴电热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热水器，尤其是盥洗沐浴电热水器。
背景技术：
盥洗沐浴热水器有多种，燃气热水器的长处是打开水龙头一会儿就得热水使用，出热水快，使用方便，但是存在排放废气污染物这个无法克服避免的缺点；电热水器具有干净无污染物排放的优点。然而目前的盥洗沐浴电热水器都有一个体积很大的水箱，为了减少热量的散失，水箱无一例外地都得设置隔热层，因此制造工艺要求很高，大大提高了成本；尤其是都是采用把电热管浸在水箱的冷水中通电使电热管中的电阻丝发热，再通过辐射传导加热电热管管壁，进而加热水箱中的冷水取得热水的，这种能源转换方式效率低，也使电热管密封防渗制造工艺要求也高；再有从通电加热至整箱冷水升温到设定使用的温度需要等待几十分钟的时间，使用很不方便，而一整箱的热水如果用不完就造成能源浪费了，剩余的热水越多浪费越大。实际上在许多时候整箱的热水都不是一次连续使用到用尽的，客观上存在较大的能源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种水管式盥洗沐浴电热水器，它既有燃气热水器打开水龙头一会儿就得热水使用的快速出热水的优点，又有普通电热水器干净无污染物排放的长处，能源转换效率高，而且体积小。
本发明包括含有高频谐振线圈的控制电路、一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管，该水管的进水口通水池，出水口接有水龙头，其特征在于所述的离频谐振线圈套在所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管上；水流冲击式无触点开关与所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管串接相通，水流冲击式无触点开关的壳体使用对磁场无屏蔽作用的材料制造，采用水流冲击式无触点开关控制所述的含有高频谐振线圈的控制电路的市电电源。
上述结构的水管式盥洗沐浴电热水器，去掉了体积庞大的水箱，体积大大减小，大大降低了成本，其控制电路接通市电电源后输出强大的高频电流流过其高频谐振线圈，由于此高频谐振线圈套在所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管上，从而在这段铁质或不锈钢水管管壁中引起产生强烈的高频涡流热效应，整段水管管壁迅速发热，温度迅速上升，从水池来的冷水流经这段高热的水管从其一端所接的水龙头流出来时就变成热水了，这种制取热水的方式能源转换环节少，能源转换效率高，出热水快，比起把电热管浸在水箱冷水中通电发热再通过热辐射方式加热整箱冷水才取得热水所用的时间短得多，使用很方便，调整控制电路的温度设定参数，就能获得所需温度的热水使用；水流冲击式无触点开关与所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管串接相通，流过所述的铁质或不锈钢水管的水也流过水流冲击式无触点开关，当有水流过水流冲击式无触点开关时，水流冲击式无触点开关导通，无水流过时则关断；采用水流冲击式无触点开关控制所述的含有高频谐振线圈的控制电路的市电电源，在用水时打开水龙头有水流出来就自动接通所述的控制电路的市电电源，用水完毕关闭水龙头就自动切断所述的控制电路的市电电源，大大方便了操作，且没有手动操作方式有时忘记切断电路的市电电源而白白空耗电能的缺陷。
图1是本发明的水管式盥洗沐浴电热水器系统结构示意图；图2是图1中水流冲击式无触点开关2的结构示意图；图3是图1所示的水管式盥洗沐浴电热水器的控制电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作详细说明。
在图1所示的水管式盥洗沐浴电热水器系统结构示意图中可知，本系统包括水池1、水流冲击式无触点开关2、控制电路的高频谐振线圈L3、水管3、水龙头4；水管3是材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管，其外表面刻有环形槽，水管3的出水口接有水龙头4；水流冲击式无触点开关2，如虚线所框，设在水管3和水池1之间靠近水管3的进水口，内腔与水管3串接相通，水池1的水先流过水流冲击式无触点开关2才进入水管3再从水龙头4流出来；控制电路的高频谐振线圈L3套在水管3上，但不落在其表面的环形槽中，高频谐振线圈L3的二端与控制电路中的相应点连接，在图3中进一步说明。
图2是图1中水流冲击式无触点开关2结构示意图，从图2中可知，水流冲击式无触点开关2包括壳体6、转轮8、电磁感应线圈L1；壳体6采用对磁场无屏蔽作用的材料制造，如高强度塑料等，壳体6是在一段直圆管一侧向外凸出一个扁平状半圆凹腔7而成；半圆凹腔7中设置一个转轮8，转轮8有一部分处于直圆管通道中，转轮8可绕着它的转轴9转动，转轴9垂直穿过转轮8的圆心，转轮8上间隔均匀嵌入固定有若干偶数条磁条10；紧贴扁平状半圆凹腔7的圆周外壁安装固定着电磁感应线圈L1，电磁感应线圈L1中含有硅钢片铁芯。当有水从水流冲击式无触点开关2的壳体6中流过时，转轮8被水流冲击作用而绕其转轴9转动，固定于转轮8上的磁条10跟着转动，安装固定于其扁平状半圆凹腔7圆周外壁的电磁感应线圈L1切割磁力线，从而在其二端产生感生电动势。电磁感应线圈L1二端连接有倍压整流滤波电路和双向可控硅，在图3中进一步说明。
图3所示是本发明的水管式盥洗沐浴电热水器的控制电路原理图。控制电路包括高频谐振线图L3、IGBT开关管V3、施密特触发器F1～F3、双向可控硅TR2和市电电源变压器B、三端固定负压稳压集成块IC1、电压比较器IC2、电阻R3～R12、电容C3～C8、二极管D4～D13、可控精密稳压源TL、滤波电感L2和双极型三极管V1～V2，市电相线为L，零线为N。
上述电路的元器件均为现有技术的产品，品种规格繁多。在本发明的具体实施方式
中，由于条件所限，IGBT开关管V3采用快捷公司生产的40N150D型号的，可控精密稳压源采用摩托罗拉公司生产的TL431型号的，三端固定负压稳压集成电路采用国产的W7905型号的，电压比较器IC2采用LM339型号的，施密特触发器采用国产的CC40106B型号的。
下面结合图1～图3，对本发明的水管式盥洗沐浴电热水器的控制电路的工作原理、水流冲击式无触点开关2的工作原理进行说明，同时也是整个水管式盥洗沐浴电热水器的工作过程。
当打开水龙头4后，水池1中的水依次流过水流冲击式无触点开关2、水管3、从水龙头4流出，水流冲击式无触点开关2壳体6内腔中的转轮8受到水流的作用而绕其转轴9转动，嵌固于转轮8上的磁条10跟着转动，固定在壳体6上的扁平状半圆凹腔7圆周外壁的电磁感应线圈L1切割磁力线，在其二端产生感生电动势，此感生电动势经过二极管D1、D2，电容C1、C2倍压整流滤波，在电容C2二端获得直流电压，此直流电压从电容C2正极→双向可控硅TR1的主极T1→栅极G→电阻R2→电阻R1→电容C2负极构成一个电流回路，双向可控硅TR1被触发导通，市电电源加到控制电路的市电电源变压器B初级线圈，其次级线圈输出的交流电经二极管D4～D7整流、电容C3滤波再由三端固定负压稳压集成电路IC1稳压后获得电压稳定的直流电源Vss给电压比较器IC2与其外围元件构成的电路供电。电阻R3、R4的分压电压接到电压比较器IC2的同相输入端7脚，可调电阻RP和NTC热敏电阻Rt的分压电压接到IC2的反相输入端6脚，热敏电阻Rt安装在水管3的出水口与水龙头4之间且与水接触。从水龙头4流出的水是冷水时，与水接触的NTC热敏电阻Rt温度也低，其阻值较大，使IC2反相输入端6脚的电位比同相端7脚的电位高，其输出端1脚为低电位，电源Vss从电容C4正极→双向可控硅TR2的主极T1→栅极G→电阻R6→IC2的1脚→IC2的12脚→电容C4的负极构成电流回路，双向可控硅TR2触发通路有电流流过，从而被触发导通，市电电源通过导通的双向可控硅TR2加到二极管D8～D11组成的桥式整流电路，经整流后获得脉动的直流电再经电感L2电容C7滤波，在电容C7二端获得几百伏的直流电压，此高电压一路通过套在水管3上的高频谐振线圈L3加到IGBT开关管V3的集电极，一路通过限流电阻R7给电容C5充电，电容C5上的充电电压被限定在可调精密稳压源TL设定的稳压值上；电容C5上的电压为施密特触发器F1～F3供电，由施密特触发器F1构成的多谐振荡器起振，产生几十KHz的方波脉冲输出，其输出的方波脉冲经施密特触发器F2、F3反相后，再通过电阻R12加到双极型三极管V1、V2的基极，经放大后从两管的集电极输出推动IGBT开关管V3工作，IGBT开关管V3以几十KHz的频率导通和截止。IGBT开关管V3导通时，电容C7上的几百伏直流电压通过高频谐振线图L3→IGBT开关管V3→到高压地构成回路，高频谐振线圈L3流过强大的电流；IGBT开关管V3截止时，高频谐振线圈L3与电容C8构成谐振回路，高频谐振线圈L3流过强大的谐振电流；IGBT开关管V3在三极管V1、V2的推动下，以几十KHz的频率不断地重复着导通和截止，高频线圈L3就流过强大的高频电流。高频谐振线圈套在水管3上，因水管3是材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管，从而在其管壁中引起产生强烈的高频涡流热效应，整段水管管壁迅速发热，温度迅速上升，加热流过其中的冷水，从水龙头4流出的水就成热水了。
如果从水龙头4流出的水温度过高，与水接触的NTC热敏电阻Rt的温度也高，其阻值下降，使电压比较器IC2反相输入端6脚电位比同相输入端7脚电位低，电压比较器IC2输出端1脚跳变为高电位，造成双向可控硅TR2无触发电流输入而关断，切断了加在二极管D8～D11构成的桥式整流电路的市电电源，电容C7上的直流高电压因此很快降低直到0伏，从而使高频谐振线圈L3中的高频电流也减少到零，水管3的管壁中的高频涡流热效应消失，水管3的管壁因此不再发热，温度下降，停止加热流过的水，如此周而复始，维持从水龙头4流出的水的温度处在设定的温度上。调整可调电阻RP可设定水龙头4出水的水温。稳压二极管D3限制加在双向可控硅TR1的主极T1和栅极G之间的电压不致太高，R1是其限流保护电阻。
如果关闭水龙头4，水流冲击式无触点开关2壳体6中的水不再流动，壳体6中的转轮8不再受到水流的作用力而停止转动，电磁感应线圈L1不再切割磁力线，其磁通量不再有变化，电磁感应线圈L1二端无感生电动势，使倍压整流滤波电路的电容C2二端建立不起直流电压，双向可控硅TR1因触发通路无触发电流而关断，双向可控硅TR1的关断使双向可控硅TR2也关断，整个控制电路的市电电源都被切断而无电能消耗。
权利要求
1.一种水管式盥洗沐浴电热水器，包括含有高频谐振线圈(L3)的控制电路，一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管(3)，该水管(3)进水口通水池(1)，出水口接有水龙头(4)，其特征在于所述的高频谐振线圈(L3)套在所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管(3)上；水流冲击式无触点开关(2)与所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管(3)串接相通，水流冲击式无触点开关(2)的壳体(6)使用对磁场无屏蔽作用的材料制造，采用水流冲击式无触点开关(2)控制所述的含有高频谐振线圈(L3)的控制电路的市电电源。
2.根据权利要求1所述的水管式盥洗沐浴电热水器，其特征在于所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管(3)的外表面开有若干条环形槽。
3.根据权利要求1所述的水管式盥洗沐浴电热水器，其特征在于水流冲击式无触点开关(2)包括壳体(6)、转轮(8)、带有硅钢片铁芯的电磁感应线圈(L1)、双向可控硅(TR1)；壳体(6)是在一段直圆管一侧向外凸出一个扁平状半圆凹腔(7)而成，半圆凹腔(7)中设置一个转轮(8)，其转轴(9)垂直穿过转轮(8)的圆心，转轮(8)有一部分处于壳体(6)的直圆管通道中，转轮(8)上均匀嵌入固定有若干偶数条磁条(10)；电磁感应线圈(L1)紧贴扁平状半圆凹腔(7)圆周的外壁固定安装；电磁感应线圈(L1)的一端分别与二极管(D1)的负极、二极管(D2)的正极连接，另一端与电容(C1)正极连接；电容(C1)的负极分别与二级管(D1)的正极、电容(C2)的负极、电阻(R1)的一端连接，电阻(R1)的另一端分别与稳压二极管(D3)的正极、电阻(R2)的一端连接，电阻(R2)的另一端与双向可控硅(TR1)的栅极(G)连接；电容(C2)的正极分别与二极管(D2)的负极、稳压二极管(D3)的负极、双向可控硅(TR1)的主极(T1)、市电电源的相线(L)连接；双向可控硅(TR1)的主极(T2)与含有高频谐振线圈(L3)的控制电路的市电电源变压器(B)的初线线圈一端连接，该初级线圈另一端与市电的零线(N)连接。
全文摘要
一种水管式盥洗沐浴电热水器，包括含有高频谐振线圈的控制电路，一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管，该水管进水口通水池，出水口接有水龙头，其特征在于所述的高频谐振线圈套在所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管上；水流冲击式无触点开关与所述的一段材质为高频涡流热效应强的铁质或不锈钢水管串接相通，水流冲击式无触点开关的壳体使用对磁场无屏蔽作用的材料制造，采用水流冲击式无触点开关控制所述的含有高频谐振线圈的控制电路的市电电源。该热水器既有普通电热水器干净无污染物排放的优点，又有燃气热水器打开水龙头一会儿就得热水使用的长处，体积小，能量转换效率高，操作方便。
文档编号F24H1/18GK1626986SQ20031011155
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月8日 优先权日2003年12月8日
发明者李琼禹 申请人:李琼禹