专利名称：直热式无水箱电热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电热水器。具体地说涉及一种电磁感应电热水器。
背景技术：
公知技术中的电热水器是将电热元件通过绝缘处理后放在水箱里进行预热，然后通过水管喷头或通过一系列的水温控制电路、水垢处理装置、水压断电器，或电脑控制器智能化控制来实现对水的加热。它们所采用的电热元件都是以电阻发热的能量转换与水箱水直接接触。其不足之处是耗电高，热效率低下。水箱占用空间大，预热等待时间长，水箱储水量有限，不能保证足够的使用热水流量，因此不得不采用电脑智能分时段定时加热控制器或双向加热阳极棒分层加热技术对其储存于水箱内胆内的水进行预先加热来保证热水的供给，通常1500W的电热水器预加热的时间需要1～2小时。在安全方面，为杜绝正向、逆向漏电，还得采用防漏电保护装置和防电墙装置来解决用电环境的安全性问题。
在中国专利公开涉及的近千项电热水器发明专利和实用新型专利中，几乎占了99％的电热水器都是以水箱和电阻电热元件组成的结构形式。与本发明比较接近的电磁感应电热水器，包括中国专利90224501.5号公开的一种安全电热水器、中国专利98216667.2号公开的磁感式电热水器、中国专利01206416.5号公开的快速连续式电热水器和中国专利0117368.5号公开的感应式即热电热水器采用了铁心、初级线圈和次级线圈，几乎不约而同地利用了次级线圈的短路发热方式来实现对流入其管路的水进行加热。其中98216667.2号磁感式电热水器中国专利的结构是用次级线圈一组进口端与出口端短路焊接金属环的短路电流加热依次流入金属环的冷水；01206416.5号公开的快速连续式电热水器用闭环式的并联短路次级线圈与若干支串联加热管相连来加热通过其管内的自来水；0117368.5号公开的感应式即热电热水器用铁心和电磁绕组作发热元件，它利用铁心中感应产生的涡流和多匝金属管感应绕组首尾两端短路联接的次级管路发热实现对水的加热。综上所述这类电热水器都是依靠闭环次级的短路加热作为负载，反应在负载的电位差几乎为零，无论在理论上还是在实际的运用中都不能实现能量的转换，因为没有电压的负载等于没有功率产生。实际的结果可以说是不可行的，甚至是行不通的。其中有一个还采用了整流加热的方式，依靠直流加热负载，这样的加热可以说是不能满足热水器的加热能量的。其中依靠铁心涡流加热和短路次级加热的，短路次级实际是不产生热能的，而涡流产生的热能也是不够的。它们在结构上需要的加热元件也比较多，结构也比较复杂。加热元件多，电流分流也多，热功效应也低。其中采用并联加热元件获得的电流会随加热元件的增多而成正比下降，电热的速度随之而变慢，而且成本高，功率损耗大，使用功率高。
发明内容
为了克服现有水箱电热水器体积大，预热时间长，不能即时供给热水的不足和克服依靠次级的短路加热磁感应电热水器加热环节多，结构复杂，成本高，功耗大，的缺陷，本发明提供一种结构简单，加热负载直接，分流电流少，低电压大电流，安全性高，耗电量低，热效率高的直热式无水箱电热水器。
本发明的目的是这样实现的，一种直热式无水箱电热水器，包括一个电连接电源的铁心初级线包和次级线管，其特征在于所述的铁心是由金属导体片带紧密环绕而成的环形铁心，其上围绕有根据发热功率大小且可抽头的环形铁心螺旋线包，至少有一圈构成次级线管的金属导体空心管穿过所述环形铁心螺旋线包的环形铁心中心孔直接构成加热负载，该加热负载的进水端与出水端分别连接进水管和出水管。
本发明相比于现有技术具有如下有益积极效果。
本发明紧密环绕而成的环形铁心较之层叠而成的矩形铁心紧密，间隙小，磁通密度高，涡流损耗小。作为初级变压的环形铁心螺旋线包产生的磁场线集中，磁通强度大，按安培环路定律得到的负载电流大。构成次级线管加热负载的金属导体空心管充分利用了金属导体电流“集肤效应”产生的大电流热能集聚于加热负载，功率高，功率损耗小，耗电低，加热迅速，热效率高，水温恒稳，无忽冷忽热现象。工作电压仅有几伏，使用环境安全性高，几乎可以不考虑防漏电保护装置和防电墙装置来解决用电环境的安全性问题。作为次级的金属导体空心管直接构成加热负载，整体结构简单，安装维护方便，从根本上解决了现有水箱式电热水器占据空间体积大和长时间等待加热的问题，克服了用次级短路负载加热电热水器加热环节多，结构复杂，成本高，功率损耗大，使用功率高的不足。其中通过次级线管的热水流切割其线管自身产生的磁场而被磁化形成磁化水，因而产生水垢的几率小。
为了进一步说明而不是限制本发明的上述实现形式，下面将结合附图给出最佳实施例，从而使本实用新型的细节和优点变得更为明显。
图1是本发明的实施例构造示意图。
图2是图1的截面投影示意图。
具体实施例图1描述了由外壳体和控制面板(未示出)和安装在壳体内一个由钢带夕钢片或铜带紧密环绕构成的圆环铁心5，匀密地绕在圆环磁介质铁心上的一组圆形线圈，形成环形铁心螺线线包1。该线包1相当于电连接电源4的一个变压器的初级。其环上绕有相对于变压器初级的螺线次级线管2。该螺线线管是一个带有进水端与出水端分别连接进水管和出水管的金属导体空心管，其材质可以是低电阻率的导体材料，比如银、铜、铝、钛等合金材料，从成本考虑可以选用紫铜。所述的螺线线管2最好穿过环形铁心螺旋线包的环形铁心中心，同时用保温性能卓越的材料氨脂无氟材料或环氧树脂材料灌封固定于环孔的中心。所述穿过环形铁心螺旋线包1中心环孔的次级线管2加热负载，其穿入部份可以是平行螺旋线包1内圆柱母线的直线段，该直线段通常与螺旋线包内圆柱的轴线线平行。作为直接负载的螺线次级线管2至少为一圈，最佳实施方式是二圈，三圈或四圈，圈数不是越多越好，因为圈数越多可能分流的电流也越多。在该管内壁可以考虑涂覆有抵卸来自自来水表面腐蚀、渗透腐蚀，防止细菌附着繁殖的含有葛金元素的恒热葛金涂层。也可以采用镀铬、镀锌或镀钛防锈处理。在电源与进水管之间可以连接有与水压联动的安全阀水压开关3，以使其在有水压通过水压开关3时启动电源以防避次级负载线管干烧。为便于水温的调节，在连接电源的铁心初级线包之间可以装有调节水温的可控硅开关。铁心初级线包可以有控制热水器功率大小的抽头。
为便于热水器的迅速恒温，本发明的另一实施例可以是至少有一组由一个环形铁心线包并联连接另一铁心线包和其分别穿过该两环形铁心螺旋线包环形中心孔的初级加热负载线管串联后提供热水供给。即可以是一组或多组用不同绕组不同功率的环形铁心线包1并联连接(未示出)，其分别穿过各组环形铁心螺旋线包1环形中心孔的加热负载初级线管2通过串联后连接进水管和出水管提供热水供给。它是先通过前一铁心线包1的次级负载预热后进入下一级铁心线包次级负载线管提供热水供给的，这样可实现多级接力棒式的热水传送。
本发明的另一个实施例是所述穿过环形铁心螺旋线包中心环孔的次级线管2可以套有绝缘耐热管或隔热管(未示出)。该绝缘耐热管可以是与其次级线管2形成通入进出水通道的环形水路，这样就可使其次级线管2和绝缘耐热管形成双路流水通道，一个是通过次级线管2内壁管路的流水通道，一个是通过次级线管2外壁与绝缘耐热管内壁形成的环形水流通道，该环流水可减少次级线管外壁热能的流失，从而提高电热水器的热效率。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如将在本电热水器加装微电脑控制器、语音提示装置、自动恒温全自动运行装置，或温度显示器等，也应视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种直热式无水箱电热水器，包括一个电连接电源的铁心初级线包和次级线管，其特征在于所述的铁心是由金属导体片带紧密环绕而成的环形铁心，其上围绕有根据发热功率大小且可抽头的环形铁心螺旋线包，至少有一圈构成次级线管的金属导体空心管穿过所述环形铁心螺旋线包的环形铁心中心环孔直接构成加热负载，该加热负载的进水端与出水端分别连接进水管和出水管。
2.按权利要求1所述的电热水器，其特征在于至少有一组由一个环形铁心线包并联连接另一铁心线包和其分别穿过该两环形铁心螺旋线包环形中心孔的初级加热负载线管串联后提供热水供给。
3.按权利要求1或2所述的电热水器，其特征在于所述的环形铁心是由钢带夕钢片紧密环绕构成的圆环铁心。
4.按权利要求1或2所述的电热水器，其特征在于所述的金属导体空心管是低电阻率的导体材料。
5.按权利要求1或2所述的电热水器，其特征在于所述的螺线线管为二圈、三圈或四圈。
6.按权利要求1或2所述的电热水器，其特征在于在电源与进水管之间连接有与水压联动的水压开关。
7.按权利要求1或2所述的电热水器，其特征在于所述穿过环形铁心螺旋线包中心环孔的次级线管加热负载，其穿入部份是平行螺旋线包内圆柱母线的直线段。
8.按权利要求1至7所述的电热水器，其特征在于所述穿过环形铁心螺旋线包中心环孔的次级线管还套有绝缘耐热管。
全文摘要
本发明公开了一种直热式无水箱电热水器。它包括一个电连接电源的铁心初级线包和次级线管，所述的铁心是由金属导体片带紧密环绕而成的环形铁心，其环孔中心至少有一圈构成次级线管的金属导体空心管直接构成加热负载，该加热负载的进水端与出水端分别连接进水管和出水管。本发明作加热负载的导体空心管利用了金属管导体电流集聚于加热负载的“集肤效应”。耗电低，加热迅速，热效率高，水温恒稳，无忽冷忽热现象，水流切割其线管磁场而被磁化形成磁化水，水垢几率小。工作电压仅有几伏，使用环境安全性高，几乎可以不考虑防漏电保护装置和防电墙装置来解决用电环境的安全性问题。从根本上解决了现有水箱式电热水器占据空间体积大和长时间等待加热的问题。
文档编号H05B6/44GK1595006SQ200410040229
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者吴之圭 申请人:吴之圭