专利名称:一种自动除水垢的敞开式电热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电热水器，特别是一种自动除水垢的敞开式电热水器。
背景技术：
现有的电热水器是将电热管置于水箱内直接对水箱内的冷水进行加热的，其缺点是使用一段时间后电热管与水箱内的水之间的热交换效率大大降低，甚至可能烧毁电热管；原因是自来水中的杂质受热后变成水垢积聚在电热管表面，而水垢的导热率低，所以，当电热管表面的水垢积聚到一定程度后就会降低电热管与水之间的热交换效率，水垢太厚时电热管因内部的热量不能及时向外散发而烧断发热丝而缩短了电热管的使用寿命，浪费资源。
电热水器内的电热管易积水垢是自有电热水器以来就存在的问题，而且人们一直在寻找一种防止水垢积聚或自动除水垢的方案；如1999年10月20日的中国专利公告中就公开了公告号为CN2344711Y、申请号为98221230、名为“电热水器”的专利申请，该专利申请中公开了一种典型的电热水器的结构，这种电热水器是在水箱内加装一镁棒来防止电热管积聚水垢的，其缺点是需要周期性人工维护(更换镁棒)；因为镁棒的使用寿命短，所以每隔一段时间就要更换一次，而且其使用寿命随水质和具体使用时间而定，人们无法知道何时需更换镁棒，即使使用2000年7月12日公告的中国专利公告CN2387568Y上公开的“电热水器上电工作时间累积计时器”也不能确定何时该更换镁棒，因镁棒的寿命随水质的不同而有所不同，而且即使能确定更换镁棒的时间也必须人工更换，所以用镁棒防水垢这一方法并不理想。与本发明相近似的背景技术还有在1992年7月22日公告号为CN2110826U的中国专利公告，其发明名称是“出口敞开式电热水器”，这种出口敞开式电热水器与普通的敞开式电热水器的不同之处，在于将普通的敞开式电热水器开在盖板上、用来使水箱内外气压平衡的透气通道用出水管代替，出水管的通道长期打开的，所以这种电热水器在关闭了进水阀后，即使进水管不向水箱内供水，但还有适量的水从出水管的出口处流出，直到水箱内的水位下降到出水管位于水箱内的进水口处为止；此时，水箱内部通过出水管与大气相通。
发明内容
技术问题现有电热水器中存在电热管易积水垢，当水垢积聚到一定情度后将降低电热管与水箱内的水之间的热交换效率，使电热管内的发热丝温升过高而烧毁，缩短了电热管的使用寿命。本发明要解决的技术问题是当电热管表面的水垢积聚到一定程度时，电热水器自动清除电热管表面的水垢，从而提高电热管的使用寿命。
技术方案本发明要解决的上述技术问题是通过以下技术方案实现的第一技术方案，一种自动除水垢的敞开式电热水器，包括水箱、电热管、进水管、出水管、温度传感器、控制器、手动阀；其特征在于进水管位于水箱内的出水口位于电热管附近，该出水口的最低处低于电热管的主要发热部分；进水管位于水箱外的一端接三位三通电控阀的一个接口，三位三通电控阀的另两个接口分别与自来水管和排水管相接，三位三通电控阀处于工位一时进水管与自来水管相通而与排水管不相通，三位三通电控阀处于工位二时进水管与排水管相通而与自来水管不相通，三位三通电控阀处于工位三时进水管、排水管和自来水管各不相通；在进水管与自来水管间设有连接管，连接管的通道上设有手动阀。
正常待机状态时，三位三通电控阀处于工位三，当将手动阀打开时，自来水管内的水经连接管流入进水管再进入水箱，水箱内的水位升高到一定程度时热水从出水管流出水箱外，使用完毕后，关闭手动阀；在待机状态时进行除垢，除垢时，控制器将三位三通电控阀控制在工位二，使排水管通过进水管与水箱相通，当时间足够长后(其时间可根据水箱的容积经试验而确定并设定在控制器内)，水箱内位于排水管开口最低处以上的部分的水将经进水管和排水管排出水箱外(此时因水箱是敞开式结构，水箱内不会出现真空，所以水箱内的水很容易就可流出)，电热管的主要发热部分暴露在水箱内的空气中，控制器给电热管短时间通电，使电热管加热其表面的水垢，然后控制器将三位三通电控阀切换到工位一，自来水管内的水流经三位三通电控阀再经进水管迅速喷淋在电热管表面的高温水垢上，高温水垢在冷水的冷却作用下因冷却速度不一致而爆裂并从电热管上剥落，从而实现除垢目的，当三位三通电控阀从工位二切换到工位一的时间足够长(其时间可根据水箱的容积经试验而确定并设定在控制器内)时，水箱内的水位到达一定高度甚至可能从出水管向外排出时，控制器即可将三位三通电控阀切换回工位三的状态，电热水器进入正常状态。
所述的自动除水垢的敞开式电热水器，其特征在于进水管位于水箱内的出水口对着电热管；其目的是使除垢时，从进水管向水箱内喷出的水能更准确地喷淋在电热管表面，提高除垢效果。
第二技术方案，一种自动除水垢的敞开式电热水器，包括水箱、电热管、进水管、出水管、温度传感器、控制器、手动阀；其特征在于进水管位于水箱内的出水口位于电热管附近，该出水口的最低处低于电热管的主要发热部分；进水管位于水箱外的一端接三位三通电控阀的一个接口，三位三通电控阀的另两个接口分别与自来水管和排水管相接，三位三通电控阀处于工位一时进水管与自来水管相通而与排水管不相通，三位三通电控阀处于工位二时进水管与排水管相通而与自来水管不相通，三位三通电控阀处于工位三时进水管、排水管和自来水管各不相通；在进水管与自来水管间设有连接管，连接管的通道上设有手动阀；水箱内设有高水位传感器和低水位传感器，高水位传感器的感应位置不高于出水管的出水通道内的最高点且不低于电热管的最高点，低水位传感器的感应位置低于电热管的主要发热部分而高于进水管位于水箱内的开口的最低处。
正常待机状态时，三位三通电控阀处于工位三，当将手动阀打开时，自来水管内的水经连接管流入进水管再进入水箱，水箱内的水位升高到一定程度时热水从出水管流出水箱外，使用完毕后，关闭手动阀；在待机状态时进行除垢，除垢时，控制器将三位三通电控阀控制在工位二，使排水管通过进水管与水箱相通，水箱内的水将经进水管和排水管排出水箱外(此时因水箱是敞开式结构，水箱内不会出现真空，所以水箱内的水很容易就可流出)，当水位下降到低水位传感器的动作水位时，电热管的主要发热部分露出水面，控制器给电热管短时间通电，使电热管加热其表面的水垢，然后控制器将三位三通电控阀切换到工位一，自来水管内的水流经三位三通电控阀再从进水管迅速喷淋在电热管表面的高温水垢上，高温水垢在冷水的冷却作用下因冷却速度不一致而爆裂并从电热管上剥落，从而实现除垢目的，当水位上升到高水位传感器的动作水位时，控制器将三位三通电控阀切换回工位三，电热水器进入正常状态。
所述的自动除水垢的敞开式电热水器，其特征在于电热管和水箱的连接处低于电热管的主要发热部分；低水位传感器的感应位置高于电热管与水箱的连接处。其作用是除垢过程中一直有水浸没电热管与水箱的连接处，使该连接处的密封件也浸没在水中而不会因电热管的短时间加热而将密封件熔化。
所述的自动除水垢的敞开式电热水器，其特征在于进水管位于水箱内的出水口对着电热管；其目的是使除垢时，从进水管向水箱内喷出的水能更准确地喷淋在电热管表面，提高除垢效果。
本发明所述的技术方案可以结合背景技术中的“电热水器上电工作时间累积计时器”所述的原理对电热水器实行定时自动除垢，也可以用控制器通过检测电热水器在加热过程中水的升温速度是否变慢来确定是否需要对其进行除垢；这是一般电子技术人员都可完成的，所以在此不作多述。
有益效果由于采用了本发明所述的技术方案，所述的电热水器能及时清除电热管上积聚的水垢，保证了电热管与水箱内的水之间的热交换效率、防止了电热管因表面积聚太厚的水垢造成散热不良而烧断电热管内的电热丝，延长了电热管的使用寿命，节约了资源。
图1是本发明的第二技术方案中的一个具体实施例的内部结构示意图。
图2是图1所述实施例中当三位三通电控阀处于工位二时的状态示意图。
图3是图1所述实施例中当三位三通电控阀处于工位一时的状态示意图。
图4是本发明的第二技术方案中的另一个具体实施例的内部结构示意图。
图面标记说明1-水箱，2-电热管，3-出水管，51-高水位传感器，52-低水位传感器，6-进水管，603-侧孔，604-开口，7-排水管，8-三位三通电控阀，81-阀芯，9-箱盖，10-连接管，101-手动阀，11-自来水管。
具体实施方式
实施例一图1是本发明的第二技术方案中的一个具体实施例的内部结构示意图。
从图1可见，所述的一种自动除水垢的敞开式电热水器，包括水箱1、电热管2、进水管6、出水管3、温度传感器(图中未画出)、控制器(图中未画出)、手动阀101；电热管2竖装在水箱1底部；进水管6位于水箱1内的出水口位于电热管2附近；进水管6位于水箱1外的一端接三位三通电控阀8的一个接口，三位三通电控阀8的另两个接口分别与自来水管11和排水管7相接，三位三通电控阀8处于工位一时进水管6与自来水管11相通而与排水管7不相通，三位三通电控阀8处于工位二时进水管6与排水管7相通而与自来水管11不相通，三位三通电控阀8处于工位三时进水管6、排水管7和自来水管11各不相通；在进水管6与自来水管11间设有连接管10，连接管10的通道上设有手动阀101；水箱1内设有高水位传感器51和低水位传感器52。
图2是图1所述实施例中当三位三通电控阀处于工位二时的状态示意图。从图中可见，这时进水管6通过三位三通电控阀8的阀芯81与排水管7相通。
图3是图1所述实施例中当三位三通电控阀处于工位一时的状态示意图。从图中可见，这时进水管6通过三位三通电控阀8的阀芯81与自来水管11相通；除垢时，经三位三通电控阀8从进水管6喷出的水，一部分喷在电热管2表面，另一部分冲向水箱1的上方再下落到电热管2的表面。
实施例二图4是本发明的第二技术方案中的另一个具体实施例的内部结构示意图。从图4中可见，它与实施例一的不同之处在于其电热管2是安装在水箱1的侧面而非底部，为了保护电热管2与水箱1之间的密封件(图2未画出)，使除垢过程中电热管2对水垢进行短时间加热时不至将密封件熔化，将电热管2造成曲状，使电热管2的主要发热部分高于电热管2与水箱1的连接处，除垢过程虽然电热管2的主要发热部分露出了水面但其与水箱1的连接处还被水浸没，此时的水对电热管与水箱的连接处的密封件起到冷却的作用；另外进水管6位于水箱1内的开口604对着电热管2，并在进水管6的侧壁上开有侧孔603。除垢过程中，进水管6对电热管2进行喷淋时，将有少量水从侧孔603处喷出，但因侧孔603可造得很小，所以对喷淋效果影响不大；侧孔603的另一作用是在排水时，当水箱1内的水位低于开口604时，水箱1内的水可经由侧孔603排出。
本发明的第一技术方案是将第二技术方案中的高、低水位传感器取消，在控制器内设定足够的排水时间保证除垢时电热管的主要加热部分在电热管短时间加热水垢前能露出水面，同样在除垢后控制器使三位三通电控阀8处于工位一的时间足够长，以使水箱1内的水位上升到一定高度或保证供满后才将三位三通电控阀8切换回工位三；这一方案的缺点是除垢完成后，进水管向水箱灌水时，控制器不能准确控制水箱内的水位，如果控制器内设定的时间过长则有可能从出水管3的出口处溢水，浪费水资源；如果设定的时间过短或在除垢过程中自来水管断水，水箱1内的水未能将电热管2完全浸没控制器就将三位三通电控阀切换回工位三，使电热水器提前进入正常工作状态，这时电热管将发生干烧，有可能造成火灾事故。这是一般技术人员在本发明的基础上都可理解的，在此不作举例。
当然，本发明中如果取消排水管7也是可以实现自动除水垢的目的的，只是，在排水时水流将直接从三位三通电控阀的出口向外喷，影响了环境卫生。是一变劣的技术方案。
权利要求
1.一种自动除水垢的敞开式电热水器，包括水箱、电热管、进水管、出水管、温度传感器、控制器、手动阀；其特征在于进水管位于水箱内的出水口位于电热管附近，该出水口的最低处低于电热管的主要发热部分；进水管位于水箱外的一端接三位三通电控阀的一个接口，三位三通电控阀的另两个接口分别与自来水管和排水管相接，三位三通电控阀处于工位一时进水管与自来水管相通而与排水管不相通，三位三通电控阀处于工位二时进水管与排水管相通而与自来水管不相通，三位三通电控阀处于工位三时进水管、排水管和自来水管各不相通；在进水管与自来水管间设有连接管，连接管的通道上设有手动阀。
2.根据权利要求
1所述的自动除水垢的敞开式电热水器，其特征在于进水管位于水箱内的出水口对着电热管；其目的是使除垢时，从进水管向水箱内喷出的水能更准确地喷淋在电热管表面，提高除垢效果。
3.一种自动除水垢的敞开式电热水器，包括水箱、电热管、进水管、出水管、温度传感器、控制器、手动阀；其特征在于进水管位于水箱内的出水口位于电热管附近，该出水口的最低处低于电热管的主要发热部分；进水管位于水箱外的一端接三位三通电控阀的一个接口，三位三通电控阀的另两个接口分别与自来水管和排水管相接，三位三通电控阀处于工位一时进水管与自来水管相通而与排水管不相通，三位三通电控阀处于工位二时进水管与排水管相通而与自来水管不相通，三位三通电控阀处于工位三时进水管、排水管和自来水管各不相通；在进水管与自来水管间设有连接管，连接管的通道上设有手动阀；水箱内设有高水位传感器和低水位传感器，高水位传感器的感应位置不高于出水管的出水通道内的最高点且不低于电热管的最高点，低水位传感器的感应位置低于电热管的主要发热部分而高于进水管位于水箱内的开口的最低处。
4.根据权利要求
3所述的一种自动除水垢的敞开式电热水器，其特征在于电热管和水箱的连接处低于电热管的主要发热部分；低水位传感器的感应位置高于电热管与水箱的连接处。
5.根据权利要求
3或4所述的一种自动除水垢的敞开式电热水器，其特征在于进水管位于水箱内的出水口对着电热管。
专利摘要
本发明涉及一种自动除水垢的敞开式电热水器，包括水箱、电热管、进水管、出水管、温度传感器、控制器、手动阀；其特征在于进水管位于水箱内的出水口位于电热管附近，该出水口的最低处低于电热管的主要发热部分；进水管位于水箱外的一端接三位三通电控阀的一个接口，三位三通电控阀的另两个接口分别与自来水管和排水管相接；在进水管与自来水管间设有连接管，连接管的通道上设有手动阀；水箱内设有高水位传感器和低水位传感器。
文档编号F24H1/20GKCN1458476SQ02119675
公开日2003年11月26日 申请日期2002年5月17日
发明者麦广树 申请人:麦广树导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan