一种电热水器的制作方法

本发明涉及热水器水箱技术领域，具体涉及一种电热水器。

背景技术：

由于安装简单、使用安全便捷、价格便宜等原因，电热水器是热水器品类中广受人们欢迎的一种。电热水器的高效、节能、省电一直是热水器行业孜孜追求的目标。然而，目前储热式电热水器仍然存在以下缺陷：1、使用的保温水箱一般为单内胆的水箱结构，冷水管从保温水箱下部进入，热水管从保温水箱上部引出，水箱内的热水很难快速达到使用要求。针对此问题，市面上出现了具有双内胆或多内胆保温水箱的热水器。然而，现有的双内胆或多内胆保温水箱间的连接管采用简单的连接，使得不同内胆间的水温度差别不大，难以实现水温的快速升高，给人们的生活带来不便。2、保温水箱中的保温层为普通的聚氨酯酯泡沫，保温性、使用耐久性不足，用户使用2年后保温性能明显降低；3、热水器为全封闭式，且双内胆或多内胆之间的连接管均设在水箱内部，无法拆卸，长期使用后热水器内存在大量污垢，清洗困难，而热水器中长年储水，如较长时间不用形成死水，就容易滋生细菌，对使用者健康不利。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电热水器，该热水器具有水温升高快、保温效果好且持久、使用安全健康等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电热水器，包括外壳，在外壳内从上到下布置有第三内胆、第二内胆和第一内胆，所述外壳与第一内胆、第二内胆、第三内胆之间以及第一内胆与第二内胆之间、第二内胆与第三内胆之间的空腔内设有保温层；所述外壳的顶部设有与第三内胆连通的排气孔，外壳的一侧设有连通第一内胆下部的进水口，外壳的另一侧设有连通第三内胆上部的出水口；

所述第一内胆和第二内胆之间远离进水口处设置有连通第一内胆和第二内胆的第一连通管，所述第二内胆和第三内胆之间远离出水口处设置有连通第二内胆和第三内胆的第二连通管；所述第一连通管和第二连通管的结构相同，均是由第一连接管、第二连接管和第三连接管依次连接而成，第一连接管与第二连接管、第二连接管与第三连接管之间通过弯管头连接，且第二连接管位于外壳外部；对于第一连通管，第一连接管的一个管口位于第一内胆上部，第三连接管的一个管口位于第二内胆下部；对于第二连通管，第一连接管的一个管口位于第二内胆上部，第三连接管的一个管口位于第三内胆下部；

所述第一连通的管口处设有测试水温的第一温度传感器，所述第二连通管的管口处设有测试水温的第二温度传感器；所述电热水器还包括控制器以及分别设置在第二内胆、第一内胆内部的第二加热器、第一加热器；所述控制器与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第二加热器和第一加热器分别电连接，用以根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器检测的温度值来控制所述第一加热器和第二加热器工作。

进一步改进在于，所述第一内胆、第二内胆、第三内胆的内壁以及连通管的内壁均设有抗菌层。

进一步改进在于，所述保温层是由聚醚3050 3-5份、聚醚4110 10-15份，聚醚2043 8-15份，甲基氯苯基硅油0.3-0.5份，水5-8份，二苯甲烷二异氰酸酯0.8-1.5份，钙基膨润土2-5份，海泡石纤维4-6份，交联剂0.1-0.2份，发泡催化剂1.5-1.8份以及阻燃剂4-6份制成。

进一步改进在于，所述发泡催化剂是质量比为1-3:2:6的异辛酸铜、代-4-嘧啶甲酸盐、二甲基乙醇胺。

进一步改进在于，所述交联剂是BDO、EG或DEG。

进一步改进在于，所述控制器根据第一温度传感器检测的温度的下降速度来控制所述第一加热器工作。

进一步改进在于，所述电热水器还包括设于热水器外壳上的显示屏、以及设于出水口处的第三温度传感器，所述控制器与所述显示屏和第三温度传感器分别电连接，用于接收第三温度传感器测试到的温度并将其通过所述显示屏显示给用户。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的热水器采用了三个内胆，根据热水上升冷水下降的原理，通过对进水口、出水口、连接管的位置进行巧妙设置，使热水快速优先到达热水出口处，达到快速取用热水的目的。普通的热水器只设置一个温度传感器检测出水口的温度，而本发明通过在不同的内胆中设置多个温度传感器和多个加热装置，实现分级加热，从更精确的控制。

2、本发明的热水器采用了经过优化改进后的保温材料，是由聚醚3050、聚醚4110和聚醚2043经过一定比例配合，添加发泡催化剂、添加甲基氯苯基硅油作匀泡剂、添加交联剂以及助剂钙基膨润土和海泡石纤维，与二苯甲烷二异氰酸酯发生聚合反应制成，其中聚醚3050、聚醚4110和聚醚2043具有不同的特点，三者通过一定比例配合，优势互补，能使发泡材料获得较好的闭孔率、强度和较低的密度；催化剂由异辛酸铜、代-4-嘧啶甲酸盐、二甲基乙醇胺按照一定比例混合而成，一方面可以延迟初期发泡，给予充足的时间使原料布满外壳内待填充的腔体，另一方面能提高发泡后期的硬化速度，提高生产效率。甲基氯苯基硅油可以促进其他助剂在反应物中均匀混合分散，生成均匀细密的泡孔，减少泡沫成型后的收缩率。钙基膨润土和海泡石纤维可以适当增加聚氨酯硬泡沫的开孔率，并能延缓发泡凝胶和固化速度，防止泡沫因短时间内积聚力量大而容易挤压内胆和外壁，减少“不良泡沫”的产生，同时减少泡沫成型后的收缩率。交联剂用于增加发泡树脂的强度和耐久性。所得聚氨酯泡沫具有制备方便，保温隔热效果好，成型收缩率低等优势；用于电热水器起到明显的保温、节能的功效。

【附图说明】

图1为本发明一种电热水器的结构示意图；

图2为本发明一种电热水器中部分控制原理图；

其中，1-外壳，2-保温层，3-进水口，4-第一内胆，5-第二加热器，6-第二内胆，7-第二连通管，7a-第一连接管，7b-第二连接管，7c-第三连接管，7d-弯管头，8-第二温度传感器，9-第三内胆，10-排气孔，11-出水口，12-第三温度传感器，13-第一温度传感器，14-第一连通管，14a-第一连接管，14b-第二连接管，14c-第三连接管，15-第一加热器，16-控制器，17-显示屏。

【具体实施方式】

为了更清楚地表达本发明，以下通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种电热水器，包括外壳1，优选采用ABS工程塑料材料制成；在外壳1内从上到下布置有第三内胆9、第二内胆6和第一内胆4，内胆的材质可以是搪瓷材料或者不锈钢，且第一内胆4、第二内胆6、第三内胆9的内壁设有抗菌层。为了加强保温效果，在外壳1与第一内胆4、第二内胆6、第三内胆9之间以及第一内胆4与第二内胆6之间、第二内胆6与第三内胆9之间的空腔内设有保温层2，保温层2采用质轻、保温效果好的聚氨酯发泡材料；在外壳1的顶部设有与第三内胆9连通的排气孔10。外壳1的一侧设有连通第一内胆4下部的进水口3，外壳1的另一侧设有连通第三内胆9上部的出水口11。

三个内胆之间的水流可以互通，其连接关系为，在第一内胆4和第二内胆6之间远离进水口11处设置有连通第一内胆4和第二内胆6的第一连通管14，第二内胆6和第三内胆9之间远离出水口11处设置有连通第二内胆6和第三内胆9的第二连通管7；第一连通管14和第二连通管7的结构相同，均是由第一连接管(7a，14a)、第二连接管(7b，14b)和第三连接管(7c，14c)依次连接而成，第一连接管(7a，14a)与第二连接管(7b，14b)、第二连接管(7b，14b)与第三连接管(7c，14c)之间通过弯管头(7d，14d)连接，第二连接管(7b，14b)均位于外壳外部。对于第一连通管14，第一连接管14a的一个管口位于第一内胆上部，第三连接管14c的一个管口位于第二内胆6下部；对于第二连通管7，第一连接管7a的一个管口位于第二内胆6上部，第三连接管7c的一个管口位于第三内胆9下部。

为了更精确控制水温，在第一连通管14的其中一个管口处设有测试水温的第一温度传感器13，第二连通管7的管口处设有测试水温的第二温度传感器8；并设置控制器16和分别设置在第二内胆6、第一内胆4内部的第二加热器5、第一加热器15。如图2所示，控制器16与第一温度传感器13、第二温度传感器8、第二加热器5和第一加热器15分别电连接，用以根据第一温度传感器13和第二温度传感器8检测的温度值来控制第一加热器15和第二加热器5工作。并可以优选，控制器16根据第一温度传感器13检测的温度的下降速度来控制所述第一加热器15工作。

另外，为了便于用户及时掌握热水温度情况，在电热水器的外壳1上还设有用于显示温度的显示屏17，其温度探测由设于出水口处的第三温度传感器12完成。如图2所示，控制器16与显示屏17和第三温度传感器12分别电连接，用于接收第三温度传感器12测试到的温度并将其通过所述显示屏17显示给用户。

本实施例的双内胆热水器水箱在运行时，通过进水口进冷水，冷水进入第一内胆4后，并通过第一连通管14、第二连通管7分别灌满三个内胆，进冷水过程中，温度传感器检测到温度后将温度信息发送给控制器16，控制器16发出指令使第一加热器15和第二加热器5都开始工作，部分水被先加热，水形成密度差，热水上升冷水下降在每个内胆中都形成一个由高到低的梯度分布，热水通过第一连通管14和第二连通管7进入第三内胆9，并继续上升，最后通过出水口流出，因此，通过连通管的作用，可以在较短时间内，得到一部分热水，达到能较快取用热水的目的。另外由于第一连通管14和第二连通管7采用三段组成，且由弯头连接，这样的设计便于拆装清洗。

上文中有说明，本发明中所用的保温层采用质轻、保温效果好的聚氨酯发泡材料制成，以下通过具体实施例对保温层进行说明。

实施例1

按重量份准备聚醚3050 3份、聚醚4110 10份，聚醚2043 8份，甲基氯苯基硅油0.3份，水5份，钙基膨润土2份，海泡石纤维4份，交联剂0.1份，发泡催化剂1.5份以及阻燃剂红磷4份，发泡催化剂选用质量比为1:2:6的异辛酸铜、代-4-嘧啶甲酸盐、二甲基乙醇胺；交联剂选用BDO；先将上述原料混合均匀形成聚醚组合物，然后与二苯甲烷二异氰酸酯0.8份混合，然后浇注到热水器水箱的空腔内进行发泡，经高温固化后即得到本发明中所用的热水器保温层。

实施例2

按重量份准备聚醚3050 5份、聚醚4110 15份，聚醚2043 15份，甲基氯苯基硅油0.5份，水8份，钙基膨润土5份，海泡石纤维6份，交联剂0.2份，发泡催化剂1.8份以及阻燃剂氢氧化镁6份，发泡催化剂选用质量比为2:2:6的异辛酸铜、代-4-嘧啶甲酸盐、二甲基乙醇胺；交联剂选用EG；先将上述原料混合均匀形成聚醚组合物，然后与二苯甲烷二异氰酸酯0.8-1.5份混合，然后浇注到热水器水箱的空腔内进行发泡，经高温固化后即得到本发明中所用的热水器保温层。

实施例3

按重量份准备聚醚3050 4份、聚醚4110 13份，聚醚2043 11份，甲基氯苯基硅油0.4份，水6份，钙基膨润土4份，海泡石纤维5份，交联剂0.15份，发泡催化剂1.6份以及阻燃剂红磷5份，发泡催化剂选用质量比为3:2:6的异辛酸铜、代-4-嘧啶甲酸盐、二甲基乙醇胺；交联剂选用DEG；先将上述原料混合均匀形成聚醚组合物，然后与二苯甲烷二异氰酸酯1.2份混合，然后浇注到热水器水箱的空腔内进行发泡，经高温固化后即得到本发明中所用的热水器保温层。

性能试验

为了验证本发明的技术效果，本申请人将本发明制作的热水器(实验组)与市场上购买的深圳某公司生产的热水器(对比组)进行对比试验，两台热水器的功率、容量均相同，将最高加热温度均设置为65℃，在开启加热器5分钟后，实验组出水口的水温比对比组高5-7℃，加热十分钟后实验组出水口的水温比对比组高10℃左右，说明本发明的热水器能在短时间内较快获得热水。热水器都停止加热后进行断电保温，保温10小时后，实验组的出水温度为55℃，而对比组的降低至45℃，说明本发明的保温层保温效果更好。

另外，本申请人在研究过程中，还对发泡催化剂进行了优化，其中发现单独用异辛酸铜或代-4-嘧啶甲酸盐作催化剂，由于初期发泡的时间太短，在原料未将热水器内的空腔填满即有部分原料发生反应固化，使得热水器空腔不能完全填满，严重影响保温的效果。而采用本发明的催化剂，一方面可以延迟初期发泡，给予充足的时间使原料布满外壳内待填充的腔体，另一方面能提高发泡后期的硬化速度，提高生产效率。

对本发明实施例1-3所制得的保温层的性能进行检测，具体检测项目和结果见下表。

表1 保温层的性能检测结果

由上表可知，使用本发明制备的保温层，在导热系数，稳定性、闭孔率和抗压强度都有很好的优势。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。