防干烧装置及电热水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种防干烧装置及电热水器，适用于电加热器的防干烧保护，该防干烧装置包括PTC加热管、检测电路以及控制电路，其中：所述PTC加热管的供电回路与所述检测电路电连接，所述检测电路与所述控制电路电连接；所述检测电路用于检测所述PTC加热管的供电回路的电流信号，所述控制电路根据所述电流信号控制所述电加热器的供电回路的通断。本实用新型还公开了一种电热水器。由此可知，本实用新型的防干烧装置不仅结构简单，而且能够及时准确地进行防干烧保护，确保用电安全可靠。
【专利说明】防干烧装置及电热水器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电热水器【技术领域】，尤其是涉及一种防干烧装置及电热水器。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，电热水器在普通家庭中得到广泛的应用，同时，电热水器的使用安全问题也逐渐引起了大家的重视，其中电热水器的防干烧性能成为广大消费者选择电热水器的一项重要指标。在现有技术中，常用的电热水器防干烧控制方式为温控型和水位检测型。
[0003]对于温控型的防干烧控制方式，在内胆上安装有加热器的端部的外侧或加热器的法兰外侧设置一个热保护器(温控器)，当热保护器感应到内胆外壳或加热器的法兰达到预设温度时，热保护器动作并切断加热器供电电路。由于内胆外壳和加热器的法兰离加热器的有效加热段较远，热保护器检测加热器的有效加热段的温度具有一定的滞后性，在热保护器未正常动作前，可能出现加热器因长时间干烧而损坏的现象，防干烧效果不佳。
[0004]对于水位检测型的防干烧控制方式，在电热水器的加热器法兰上设置两个绝缘安装并伸入内胆中的防干烧电极，当内胆中的水位上升并越过两防干烧电极时，两个防干烧电极导通，控制器电路导通加热器的供电回路；当内胆中的水位低于其中一个防干烧电极时，两防干烧电极之间的电连接断开，控制电路断开加热器的供电回路，形成防干烧保护。这种防干烧装置通过检测两个防干烧电极是否形成回路来判断热水器是否缺水干烧，它存在如下缺点:一、防干烧电极与加热器法兰绝缘安装，这会使加热器的安装结构复杂化，且增加因密封不严而出现漏水的风险；二、防干烧电极外壳为金属材质，长期浸泡在热水中时，其表面会生成水垢，水垢达到一定厚度时，会妨碍两防干烧电极通过水体形成回路，从而影响热水器正常工作。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
[0006]本实用新型的主要目的在于提供一种防干烧装置及电热水器，旨在使其能够及时准确地进行防干烧保护，确保用电安全可靠。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供一种防干烧装置，适用于电加热器的防干烧保护，该防干烧装置包括PTC加热管、检测电路以及控制电路，其中:所述PTC加热管的供电回路与所述检测电路电连接，所述检测电路与所述控制电路电连接；所述检测电路用于检测所述PTC加热管的供电回路的电流信号，所述控制电路根据所述电流信号控制所述电加热器的供电回路的通断。
[0008]优选地，所述PTC加热管包括一端封闭的金属外管、绝缘端盖、第一引棒、第二引棒、PTC加热元件以及绝缘导热介质；所述绝缘导热介质填充在所述金属外管中，所述PTC加热元件埋设于所述绝缘导热介质中，所述绝缘端盖与所述金属外管的开口端密封连接，所述第一引棒及第二引棒穿过所述绝缘端盖并部分伸入所述金属外管中，所述第一引棒经由所述PTC加热元件与所述第二引棒电连接。
[0009]优选地，所述PTC加热元件为PTC金属加热丝，所述PTC金属加热丝的一端与所述
第一引棒电连接，另一端与所述第二引棒电连接。
[0010]优选地，所述PTC加热元件为棒状PTC陶瓷，所述PTC陶瓷夹在所述第一引棒与所述第二引棒之间。
[0011]优选地，所述第一引棒、第二引棒以及PTC陶瓷两两平行设置，且延伸至靠近所述金属外管的末端位置。
[0012]优选地，所述绝缘导热介质为氧化镁粉。
[0013]本实用新型进一步提供一种电热水器，其包括内胆以及电加热器，所述电加热器通过法兰安装在所述内胆上，此外，该电热水器还包括上述任意实施例的防干烧装置，所述防干烧装置包括PTC加热管、检测电路以及控制电路，其中:所述PTC加热管的供电回路与所述检测电路电连接，所述检测电路与所述控制电路电连接；所述检测电路用于检测所述PTC加热管的供电回路的电流信号，所述控制电路根据所述电流信号控制所述电加热器的供电回路的通断。
[0014]优选地，所述PTC加热管安装在所述法兰上，且位于所述电加热器的上方。
[0015]优选地，该电热水器还包括测温管，所述测温管安装在所述法兰上，且位于所述PTC加热管与所述电加热器之间。
[0016]优选地，该电热水器还包括电控板和警示模块，所述警示模块与所述电控板电连接。
[0017]本实用新型所提供的一种防干烧装置及电热水器，通过采用具有PTC (正的温度系数)特性的PTC加热管作为电加热器的干烧检测元件，当PTC加热管浸没在水中时，PTC加热管正常加热，其阻值较小，检测电路检测到正常的电流信号，此时控制电路根据检测电路提供的正常电流信号导通电加热器的供电回路，电加热器正常加热；当水位下降至低于PTC加热管所在的位置时，PTC加热管干烧，其温度急剧上升，根据PTC特性，其阻值也急剧增大，检测电路检测到异常的电流信号，此时控制电路根据检测电路提供的异常电流信号断开电加热器的供电回路，电加热器停止加热，从而实现防干烧保护。由此可知，本实用新型的防干烧装置不仅结构简单，而且能够及时准确地进行防干烧保护，确保用电安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型电热水器较佳实施例的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型防干烧装置较佳实施例的结构示意图；
[0020]图3为图2中所示的PTC加热管一实施例的结构示意图；
[0021]图4为图2中所示的PTC加热管另一实施例的结构示意图；
[0022]图5为本实用新型防干烧装置的控制原理图；
[0023]图6为PTC金属加热丝温度与电阻系数曲线图；
[0024]图7为PTC陶瓷温度与电阻特性曲线图。
[0025]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。【具体实施方式】
[0026]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]本实用新型提供一种电热水器，参见图1，在一实施例中，该电热水器包括内胆
11、电加热器13以及电控板12，内胆11上设有进水口 111、出水口 112和排污口 113，内胆11呈纵向延伸的圆筒结构，且为卧式布置，电加热器13通过法兰16 (参见图2)安装在内胆11的轴向端部，电加热器13与电控板12电连接，在电控板12的控制下实现通电加热。此外，该电热水器还包括用于容置内胆111的外壳10,设置在外壳10和内胆11之间，以用于隔热保温的保温层(未示出)。需要说明的是，该电热水器还包括其他已为本领域的技术人员所熟知的相关部件，从而构成一个完整的、可正常使用的电热水器，在此不作赘述。
[0028]为了提高电热水器的使用安全性，避免由于内胆11的水位过低而出现电加热器13干烧的现象，本实施例的电热水器还包括一防干烧装置。参见图2和图5，具体地，该防干烧装置包括PTC加热管15、检测电路30以及控制电路20，其中:PTC加热管15的供电回路与检测电路30电连接，检测电路30与控制电路20电连接；检测电路30用于检测PTC加热管15的供电回路的电流信号，控制电路20根据检测电路30所检测到的电流信号控制电加热器13的供电回路的通断。本实施例中，PTC加热管15为具有PTC (正的温度系数)特性的加热元件，在较佳实施方式中，PTC加热管15安装在法兰16上，且位于电加热器13的上方，在电热水器正常工作的过程中，PTC加热管15可以辅助电加热器13加热内胆11中的水体，同时作为电加热器13的干烧检测元件，避免电加热器13出现干烧的现象。防干烧装置的工作原理具体为:
[0029]当PTC加热管15浸没在水中时，PTC加热管15正常加热，其阻值较小，因此PTC加热管15的供电回路的电流较大，检测电路30检测到正常的电流信号，此时控制电路20根据检测电路30提供的正常电流信号导通电加热器13的供电回路，电加热器13正常加热；当使用电热水器的热水时，内胆11中的水位会逐渐下降，当水位下降至低于PTC加热管15所在的位置时，PTC加热管15露出水面，PTC加热管15干烧，其温度急剧上升，根据PTC特性(参见图6，超过一定温度时，电阻值随温度的升高快速增大)，PTC加热管15的阻值也急剧增大，因此PTC加热管15的供电回路的电流急剧减小，检测电路30检测到异常的电流信号，此时控制电路20根据检测电路30提供的异常电流信号断开电加热器13的供电回路，电加热器13停止加热，从而实现防干烧保护。由此可知，本实用新型的防干烧装置不仅结构简单，而且能够及时准确地进行防干烧保护，确保用电安全可靠。
[0030]进一步地，该电热水器还包括测温管14，该测温管14用于检测内胆11中的热水温度，并将温度信息反馈给电控板12，当内胆11中的热水温度达到预设值时，电控板12切断电加热器13的供电回路，电加热器13停止加热；当内胆11中的热水温度低于预设值时，电控板12接通电加热器13的供电回路，电加热器13开始加热。具体地，测温管15安装在法兰16上，且位于PTC加热管15与电加热器13之间，即沿竖直方向自下往上依次布置电加热器13、测温管14以及PTC加热管15，因此可以更好地监控水温，当水温异常升高时及时切断电加热器13的供电回路，进一步防止电加热器13出现干烧的现象。
[0031]此外，该电热水器还包括警示模块(未示出)，该警示模块与电控板12电连接。本实施例中，警示模块可以是语音模块，也可以是指示灯模块，用于警示使用者电热水器的加热状态。当检测电路30检测到的电流信号出现异常时，电控板12向警示模块发送相应的警示信息，例如语音模块接收到警示信息时发出警报声，指示灯模块接收到警示信息时闪烁发光，从而提醒使用者电热水器的水位过低，电加热器13有可能出现干烧的危险，进一步提高了电热水器的使用安全性。
[0032]值得一提的是，以上实施例中，控制电路20优选为继电器控制电路，该继电器控制电路的控制回路与检测电路30的电流信号输出端串联，该继电器控制电路的主电路与电加热器13的供电回路串联，因此可根据检测电路30的输出电流大小来控制继电器控制电路的主电路的闭合与断开，从而实现控制电加热器13的供电回路的通断。当使用电热水器的热水时，内胆11中的水位会逐渐下降，当水位下降至低于PTC加热管15所在的位置时，PTC加热管15露出水面，PTC加热管15干烧，其温度急剧上升，PTC加热管15的阻值也急剧增大，因此PTC加热管15的供电回路的电流急剧减小，检测电路30的输出电流相应地减小，此时继电器控制电路的主回路断开，从而切断电加热器13的供电回路，电加热器13停止加热，实现防干烧保护。由此可知，本实用新型的控制电路20具有结构简单、成本低廉、稳定可靠的特点。需要说明的是，在实用新型的其他实施例中，控制电路20还可以是其他任意适用的结构形式，在此不作赘述。
[0033]以下对本实用新型的防干烧装置的PTC加热管15的具体结构形式作详细说明:
[0034]具体地，参见图3和图4，PTC加热管15包括一端封闭的金属外管151、绝缘端盖152、第一引棒154、第二引棒155、PTC加热元件156以及绝缘导热介质153。其中，绝缘导热介质153为粉末状材料，具有良好的绝缘能力和导热能力，绝缘导热介质153填充在金属外管151中，从而使金属外管151形成实心体，有利于将PTC加热管15内的热量传递给内胆11中的水体，在较佳实施方式中，绝缘导热介质153为氧化镁粉，当然还可以是其他任意适用的绝缘导热材料；PTC加热元件156埋设于绝缘导热介质153中，且沿金属外管151的长度方向布置；绝缘端盖152采用耐高温且具有良好绝缘性能的材料制成，绝缘端盖152与金属外管151的开口端密封连接，在较佳实施方式中，绝缘端盖152设有外螺纹，金属外管151设有绝缘端盖152的外螺纹旋合适配的内螺纹，绝缘端盖152与金属外管151通过螺纹连接密封固定；第一引棒154和第二引棒155采用导电性能较好的材料制成，例如铜材，第一引棒154及第二引棒155穿过绝缘端盖152并部分伸入金属外管151中，PTC加热元件156分别与第一引棒154及第二引棒155位于金属外管151中的部分电连接,第一引棒154及第二引棒155位于金属外管151外的部分与PTC加热管15的供电回路连接，即第一引棒154经由PTC加热元件156与第二引棒155电连接。
[0035]再参见图3，在一实施例中，PTC加热元件156为PTC金属加热丝，PTC金属加热丝的一端与第一引棒154电连接，另一端与第二引棒155电连接。本实施例的PTC金属加热丝优选为弹簧型，因此可延长PTC金属加热丝的总长度，提高发热效率，同时保证防干烧装置更加可靠地工作。参见图6，由PTC金属加热丝的温度与电阻系数关系曲线图可知，随着PTC金属加热丝温度的升高，其阻值也呈递增性增大，由此可知，当水位下降至低于PTC加热管15所在的位置时，PTC加热管15干烧，其温度急剧上升，根据PTC特性，其阻值也急剧增大，检测电路30检测到异常的电流信号，此时控制电路20根据检测电路30提供的异常电流信号断开电加热器13的供电回路，电加热器13停止加热，从而实现防干烧保护。因此，本实用新型的防干烧装置不仅结构简单，而且能够及时准确地进行防干烧保护，确保用电安全可靠。
[0036]再参见图4，在另一实施例中，PTC加热元件156为棒状PTC陶瓷，该PTC陶瓷夹在第一引棒154与第二引棒155之间。需要说明的是，为了使PTC陶瓷充分导电发热，在PTC陶瓷的长度方向上，PTC陶瓷分别与第一引棒154及第二引棒155充分电接触。参见图7，由PTC陶瓷的温度与电阻特性曲线图可知，随着PTC陶瓷温度的升高，尤其是温度越过居里点后，其阻值呈阶跃性的增大，由此可知，当水位下降至低于PTC加热管15所在的位置时，PTC加热管15干烧，其温度急剧上升，根据PTC特性，其阻值也急剧增大，检测电路30检测到异常的电流信号，此时控制电路20根据检测电路30提供的异常电流信号断开电加热器13的供电回路，电加热器13停止加热，从而实现防干烧保护。因此，本实用新型的防干烧装置不仅结构简单，而且能够及时准确地进行防干烧保护，确保用电安全可靠。
[0037]进一步地，第一引棒154、第二引棒155以及PTC陶瓷两两平行设置，且延伸至靠近金属外管151的末端位置。这种结构形式的PTC加热管15具有更好的加热效果，有利于节省电能，同时保证PTC加热管15可靠地工作，避免电加热器13出现干烧的现象。
[0038]应当理解的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，不能因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种防干烧装置，适用于电加热器的防干烧保护，其特征在于，该防干烧装置包括PTC加热管、检测电路以及控制电路，其中: 所述PTC加热管的供电回路与所述检测电路电连接，所述检测电路与所述控制电路电连接； 所述检测电路用于检测所述PTC加热管的供电回路的电流信号，所述控制电路根据所述电流信号控制所述电加热器的供电回路的通断。
2.如权利要求1所述的防干烧装置，其特征在于，所述PTC加热管包括一端封闭的金属外管、绝缘端盖、第一引棒、第二引棒、PTC加热元件以及绝缘导热介质；所述绝缘导热介质填充在所述金属外管中，所述PTC加热元件埋设于所述绝缘导热介质中，所述绝缘端盖与所述金属外管的开口端密封连接，所述第一引棒及第二引棒穿过所述绝缘端盖并部分伸入所述金属外管中，所述第一引棒经由所述PTC加热元件与所述第二引棒电连接。
3.如权利要求2所述的防干烧装置，其特征在于，所述PTC加热元件为PTC金属加热丝，所述PTC金属加热丝的一端与所述第一引棒电连接，另一端与所述第二引棒电连接。
4.如权利要求2所述的防干烧装置，其特征在于，所述PTC加热元件为棒状PTC陶瓷，所述PTC陶瓷夹在所述第一引棒与所述第二引棒之间。
5.如权利要求4所述的防干烧装置，其特征在于，所述第一引棒、第二引棒以及PTC陶瓷两两平行设置，且延伸至靠近所述金属外管的末端位置。
6.如权利要求2所述的防干烧装置，其特征在于，所述绝缘导热介质为氧化镁粉。
7.一种电热水器，包括内胆以及电加热器，所述电加热器通过法兰安装在所述内胆上，其特征在于，该电热水器还包括权利要求1至6中任一项所述的防干烧装置，所述防干烧装置包括PTC加热管、检测电路以及控制电路，其中: 所述PTC加热管的供电回路与所述检测电路电连接，所述检测电路与所述控制电路电连接； 所述检测电路用于检测所述PTC加热管的供电回路的电流信号，所述控制电路根据所述电流信号控制所述电加热器的供电回路的通断。
8.如权利要求7所述的电热水器，其特征在于，所述PTC加热管安装在所述法兰上，且位于所述电加热器的上方。
9.如权利要求7所述的电热水器，其特征在于，该电热水器还包括测温管，所述测温管安装在所述法兰上，且位于所述PTC加热管与所述电加热器之间。
10.如权利要求7至9中任一项所述的电热水器，其特征在于，该电热水器还包括电控板和警示模块，所述警示模块与所述电控板电连接。
【文档编号】F24H9/18GK203731704SQ201420020199
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】申勇兵, 韩宝东, 曲绍鹤, 王明 申请人:芜湖美的厨卫电器制造有限公司