专利名称：微型高频电磁快速热水器的制作方法
微型高频电磁快速热水器亦称热水器，属于家居厨卫设施，是取代炉灶烧水的电磁加热器具，主要用于快速烧热水和开水，以便于天冷时洗脸、洗脚、刷牙、漱口、洗手、淘米、煮饭、洗菜、洗碗及卫生用水，开水可以泡茶、泡方便食品、冲奶粉等，还可加混水阀用于洗澡冲凉。
微型高频电磁快速热水器与市场上现有的热水器不同，现有的热水器，包括洗澡用的较大型热水器和客厅里泡茶的热水器，都是用电阻丝发热元件构成的，有的是用市场上的电阻丝加热管，有的用陶瓷管上缠绕电阻丝，然后用高温烧结一层玻璃釉来与水隔绝，保障绝缘，叫珐琅加热器，也有在玻璃管外镀一层导电膜来发热加温，还有用PTC粉装在管内发热来加热水温的。总之，都是电流通过导体发热，只是外观、形状、大小不同而已。而微型高频电磁快速热水器，故名思意，就是电磁加热原理，也就是磁涡流发热。电热转换形式不同，机理不同，效率也不同。在目前市场上和资料上还未见过电磁感应加热的热水器。
微型高频电磁快速热水器，是用目前市场上的电磁炉原理，与电磁炉不同之处，是用铁皮水箱取代电磁锅，而且是用双电磁感应线圈将水箱夹在中间，形成双面加热，并设计成预热层和加热层的双层内外加热，同时又将大功率的开关管和振荡管安装在金属做的冷却器上，用流经的冷水把热量带走，这样可减少电风扇散热空间和耗电，既解决了散热，又利用了热能，可谓一举两得，从而极大地提高了热能利用率，又极大地减少了热能的浪费。通过初步原理性试验可行，效果较好。但为了防止水温过高产生蒸气，出水口要大于进水口。为了达到有进水才有出水，没有进水就没有出水，以防放空，故将出水口设计在热水器上方。为了达到用水时才通电加热，不开水时不用电，防止长期通电，以便即开即热，即开即用，所以在出水口上边装有溢流检测电极，当有水流出时，利用水的电阻作用触发555控制电路，开通电源加热。没有水流出时不通电。为了使冷却器长期保持冷水冷却，故将出水口设计高于冷却器，使其长期保持冷水冷却。为了使水热得快，尽量减小内外水箱的容水量，使一秒钟的最大流出量等于内外水箱的容水量，这是热水器节约之所在。并且，水箱是铁皮做的，由于铁原子对电磁波有极强的吸收能力，当铁元素的表层原子在电磁波的作用下，铁元素的表层原子立即被磁化，使铁原子转向一个方向而形成涡旋形的磁化场，由于铁原子没有磁惰性作用，所以，电磁波方向改变时，铁原子随之反转形成反向涡流，频率越高，涡流变化越快，铁原子快速的反复颠倒运动，从而产生原子极化运动热，这就是铁原子在交变磁场中的极化效应。因此涡流发热发生在铁皮浅表层面上，所以，发热均匀，密度大，辐射快，铁皮越薄，热效率越高，比电阻丝的体发热速度快，尤其是即开即热的微型热水器，涡流表面发热比电阻丝体积发热更好。对于热水器来说，涡流发热比电阻导电体发热更安全，因为通过水的不是电，而是磁，发热体不是导电体，是吸收磁场的铁板。由于微型热水器的用途决定了用水时间短，用水量小，主要要求即开即热，却开即用。而一般家庭洗澡用热水器，容量大，加热时间长，需要长期通电保温，于是，耗电量大，又不便于移动使用，水管过长，使用热水时，开始放出冷水过多，浪费水多，电费也多，所以，一般使用较少。与一般电阻发热或导体发热的小型或微热水器相比，电阻丝导体是线体发热，线体内的温度通过扩散传热时间长，辐射慢，关电后的余热含量高，浪费热能较多，再用水时，水又冷了，又得多费时间加热，所以，不如涡流发热经济合算。为了通水通电同步进行，以保证开水时才通电，未开水时不通电，或者说，有水流出就通电，没有水流出就不通电，以防开水后，水管中没有水进入热水器而干烧现象的发生，于是，采用了电极式溢流检测自动控制装置，简化了使用操作，开水即开电，关水即关电，使热水器无声无息的工作，并设有电源开或关的指示灯显示热水器状态。同时为了使水流经之处都能受到加热，所以，设计成与线圈略大的扁圆形铁皮水箱。而且，铁皮水箱与加热线圈之间还有一定的空间，水从其中流动时，水分子又受磁场变化而颠簸进行预热，同时也带走了加热线圈本身的热，所以，热效率特别高，比电磁炉的热效率还高。由此产生的经济效益可想而知矣。
微型高频电磁快速热水器，其
如下由于该热水器采用电磁炉原理，只是结构上有所不同，所以，电子元件和加热线圈基本上采用现有专业元件厂家生产的配套元器件，不属本发明范围，所以没有元件线路图，仅与结构相关的
。整体上是由电子元件箱和功率管冷却盒与加热器组成上中下三位一体式结构。其中图1是正面结构示意图，图中1为电子元件板，装在电子元件箱内、2为电磁感应线圈，亦称加热线圈，简称线圈、3为电子元件箱、4为功率管冷却盒，内装冷却器，简称冷却盒、5为加热器外壳，其内分为ABCDE五个区域，其中A和E在两边，是安放加热线圈的位置，B和D是空位，是水通过和加热的区域，又称外加热区，C是安放铁皮水箱的位置、6是外壳；图2是整体结构示意图，上部为电子元件箱，简称元件箱，中间是冷却盒，下部是加热器。图中7为进水口、8为电子元件箱背板、9为元件箱左侧板、10为组合缝，亦称卡口、11为元件箱前板，为了图面清晰，以便理解，和8一样，均未画出、12为元件箱底板、13为出水口、14为元件箱顶板、15为元件箱右侧板、16为冷却盒，是安装冷却器的位置；图3是剖视图，也是摘要附图，图中17为进水开关，亦称龙头、18为撑紧环，是塑料圈，用于固定铁皮水箱、19为溢水检测电极、20为冷却器、21为加热器进水口，前后各一个、22为铁皮水箱，亦称加热水箱、23为线圈架、24为加热器隔板，简称隔板，与冷却盒和元件箱连成一体，用塑料模具压制而成、25为加热水箱进水口，左右各一个；图4是冷却器结构剖视图，其中图4-a为剖视图，图中26为功率管(开关管和振荡管)、27为绝缘板(可用聚脂片或云母片)、28为夹板，将功率管夹紧，提高散热效果、29为夹紧螺丝、30为金属盒分水器，亦叫冷却器，铁皮水箱两边的水由此分别进入。图4-b是分水器平面图，图中31为散热板固定孔，分别在四个角上、32为加热器进水管螺帽，前后水箱各1个，主要用于加热器和冷却器的连接固定；图5a是散热板与冷却器的密封结构图，图中33为散热板，是安装功率管的位置，冷水从散热板下流过而带走功率管的热量、34为橡胶垫圈，起密封水的作用、35为密封螺丝。图5-b是橡胶垫圈图；图6是电源开关自动控制器图，图中555为时基电路，又称双稳触发电路，其信号输入端为ab溢流检测电极，由于ab检测电极与水接触，为了确保安全，必须使用隔离变压器T。采用继电器J控制，既安全又可靠，电源开或关显示用双色发光二级管DS，DSR是微型高频电磁快速热水器，当ab检测电极被水连通时，555翻转输出电流使继电器J通电吸合，DCR开始工作。当水停止流出时，或者说当自来水停止流入时，ab电极断开，555复位而关断DCR电源，但不影响指示灯电源。
微型高频电磁快速热水器，已通过初步原理性试验可行，其实施方法有两种，一种是手工制作，另一种是模具压注外壳，也就是将元件箱和冷却盒与加热器外壳连成一体，从组合缝10处分成两瓣，各开一付模具进行压注制作，组合时先将预先制作好的铁皮水相22装在一瓣上，然后再合上另一瓣，并在合缝(卡口)上涂上粘接剂后合上，将螺帽32扭紧，然后将防漏胶垫34垫好后，盖上散热板33，扭紧螺丝35，然后粘贴聚脂片或云母片，将开关管和振荡管装好，压上夹板28，扭紧螺丝29，最后将两块加热线圈2安装在加热器的A和E的位置上，接好线路，接上进出水管，即告成功。另外，在试制阶段，采用塑料管截成适当长度的加热器外壳5，同时做两个撑紧环18，并将事先焊好的铁皮水箱22的出水管穿过外壳5的出水孔(事先钻好的孔)中，然后在铁皮水箱22的两边装上撑紧环18，用两块与5的内径一样大的塑料板紧贴撑紧环18，并用环氧树脂粘接，这就是图3中的隔板24，然后装上加热线圈(加热线圈2和线圈架23是连成一体的)，并予以加固，这样，加热器已告成功。其余是用铁皮自焊冷却器20，加热器与冷却器之间的管子连接全用锡焊焊死，要保证不渗水。冷却盒16和元件箱3均可用塑料焊接法焊接，也可用粘接法粘接，做好后，在冷却器的散热板34上装上功率管26后，将有关线路接通即可通电试用。
权利要求
1.微型高频电磁快速热水器是由电子元件箱[3]和冷却盒[4]与加热器[5]组成上中下三位一体式结构，其特征是加热线圈[2]在铁皮水箱[22]两边成为内外加热，功率管[26]采用进水冷却。
2.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于线圈[2]在铁皮水箱[22]两边的隔板[24]外，与水隔绝，水从中流过加热。
3.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于铁皮水箱[22]是扁圆形的空心盒，直径之比略大于加热线圈[2]，被撑紧环[18]卡紧在中间，其上边焊接有一根出水管[13]穿过加热器外壳[5]，下边有两个进水口[21]。
4.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于功率管[26]用夹板[28]夹在散热板[33]上，夹板[28]固定在元件箱底板[12]上，与散热板[33]之间有聚脂片或云母片[27]绝缘。
5.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于分水器[30]装在分水盒[16]内，底座上有两个孔[32]，通过翻边的空心螺管[21]与螺帽[32]将分水器[30]和加热器[5]固定在一起，水从此分别进入前后加热区BD，其上有进水管[7]焊接在散热板[33]中央，并通过四个角上的连接孔用螺丝[31]穿过橡胶垫[34]固定在分水器[30]上。
6.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于进水开关[17]装在进水管[7]上高于分水器[30]的位置。
7.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于出水口[13]高于分水器[30]，其上边装有溢流检测电极ab。
8.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于热水器DCR受555自动检测控制器的继电器J控制，其控制电源由变压器T的次级供电，不与初级相连。
9.根据权利要求1所述微型高频电磁快速热水器，其特征在于热水器DCR由卡口[10]处分成两瓣生产，合并时用胶粘剂粘接，其内的管、口连接处也用胶粘剂粘接。
全文摘要
本发明的微型高频电磁快速热水器，是以家用电磁炉原理研制而成，与电磁炉不同之处，是用铁皮水箱代替了电磁锅，通过流水，完全带走了涡流热和线圈热，极大地提高了电热转换的利用率，加热快，余水少，节水节电，节约开支，达到了即开即热，即开即用之目的。该热水器设计为溢水检测自动控制装置，检测电极信号源由隔离变化供低压电，使用绝对安全。有水流入流出时通电加热，无水流入流出时不通电，以防干烧。并设有通电、断电指示灯告知是否正常。主要用于洗脸、洗脚、刷牙、漱口、淘米、煮饭、洗手、洗菜及卫生用水，亦可泡茶和方便食品，加混水阀，还可洗澡冲凉。
文档编号F24H1/10GK1880874SQ20061007128
公开日2006年12月20日 申请日期2006年4月1日 优先权日2006年4月1日
发明者廖智, 高春林 申请人:廖智, 高春林