专利名称：电即热型管式恒温热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热水器，特别是涉及一种水流过即可加热的电即热型管式恒温热水器。
目前，热水器主要有以下两大类一类为燃气即热式，这类热水器因其加热方式而导致其热转换率低，使用中会产生有害气体，污染环境，而且易燃、易爆、易造成人身伤亡事故。为此这种热水器已被淘汰。而当前普遍使用的强排式燃气热水器排气时，易产生负压，且噪声大。所以只宜作为中央热水器使用，但中央热水装置方式致使水资源浪费严重；另一类为电热储水式。其缺陷是体积大，占用空间多，预热时间长，不能连续使用，且热量外泄很大。现有的电即热型热水器由于使用传统发热材料而导致热转换率低，使用寿命不长，而且在使用过程中，电热元件会出现腐蚀，易漏电，安全系数不高等问题。自从半导体发热材料问世以来，也出现了多种半导体液体加热器，其大多数为小型水箱式。由于其设计问题而无法批量生产。因此半导体液体加热器实际上并没有得到充分应用。
在热水器的控制电路方面，目前最先进的燃气式恒温热水器采用了模糊控制电路，温度设定后，加热出来的水不受水流量或能源不稳定的影响，达到恒温的目的，避免了水温时高时低对人体造成伤害。但由于其价格昂贵而得不到全面的推广使用。电热式热水器带有水箱，水对流不好，达不到恒温效果，因而也未能得到有效开发和使用。
此外，在现有的热水器产品上，过滤网与安全阀分别安装在热水器的入水口和出水口上，其缺陷是制造成本高，美观性差，安装麻烦，而且浪费能源。上述缺陷大大阻碍了热水器的发展。
本实用新型的目的在于为解决现有热水器的上述问题，而提供一种加热面积大，热转换率高，液体升温迅速，使用安全可靠，具有良好的节能和环保效果的电即热型管式恒温热水器；本实用新型的目的还在于为该热水器提供一个能精确控制水温，可依照设定的水温自动调节加热设备的功率，安全可靠，性能稳定，寿命长，使用方便，节约能源的控制电路；本实用新型的进一步目的在于为该热水器提供一个将安全阀与过滤网合而为一，安装简便，外形美观，清洗方便，成本低廉，工作可靠，可节约能源的过滤安全阀。
为实现上述目的，本实用新型提供一种电即热型管式恒温热水器，该热水器包括外壳1、固定于外壳内的加热器2及控制电路3，其特征在于所述加热器2由多个超薄型空心平板状金属吸热器21叠加相连，各吸热器内设有方波形管道，多个吸热器内的管道连成一条相通的管道，管道的两端为进、出水口211、212，每两个相邻的吸热器之间设有一个发热体22，发热体的两面设有金属电极23，其边缘设有与电源连接用的接线端子24，金属电极与吸热器之间由绝缘材料25隔开。
所述控制电路包括电源电路31、温度设定电路32、温度检测电路33、温度显示器34、窗口比较器35、功率调整电路36及水流传感开关37；上述温度设定电路分别与窗口比较器及温度显示器相连；窗口比较器还分别与温度检测电路及功率调整电路相连；而功率调整电路的输出端与加热器的过温保护器8相连；水流传感开关和温度检测电路的温度传感器，分别装在热水器的进水管上和出水管温度检测口处；温度显示器通过模/数转换器38连接于温度设定电路的输出端，上述各电路均与电源电路相连接。
在热水器进水管4内装有过滤安全阀5。
所述金属吸热器21内的管道由多片加强、吸热片215与壳体分隔而成，管道横截面可以是方形、圆形或其它形状。
所述发热体22采用半导体发热板。
所述电源电路31可采用稳压电源电路。
温度设定电路32包括温度设定按钮321和分压电路322，其中分压电路采用数字电位器。
所述温度检测电路33由温度传感器331和温度检测放大器332构成，可采用热电耦，热敏电阻或铂电阻等温度传感器及相应的温度检测放大器。
所述窗口比较器35可采用电压比较器集成电路芯片，其前端可加一差动放大电路。
所述功率调整电路36采用高压隔离电控移相器。
所述水流传感开关37可采用干簧管。
温度设定电路、窗口比较器及模/数转换电路及功率调整电路可采用含有上述几个电路的单片机，该单片机具有模糊控制功能。
所述过滤安全阀5的阀体51为一空心柱状体，其外表面和内孔分别设有外螺纹511和内螺纹512，其远离内螺纹的一端端部开有一小孔513，阀体内依次装有阀芯52、弹簧53及与内螺纹512连接的带孔螺栓54，其另一端装有过滤器55和密封圈56。
本实用新型的积极效果在于一、由于采用了当前最先进的发热材料-半导体发热片，并将上述发热片紧贴在相邻两吸热器之间，因而使得热转换率大幅提高。由于金属吸热器内的管道由金属加强片分隔成方波形管道，不但增加了水的吸热面积，而且对流更好。同时增加了吸热器的强度，降低了金属材料的厚度，使得热转换率更高，达到节能目的。由于水在短时间内，经过多个吸热器，吸收了大量的热量，使水温迅速上升，达到即热效果。所以不用预热，且可以连续使用热水。因其不需要储水箱，所以体积小，实现了超薄型。同时，本加热器加热时，无明火，不燃烧，没有废气排出，无污染；没有机械振动，无噪声，因此是环保型加热器。本加热器采用了新型加热元件，其金属电极不与方波形管式金属吸热器管道内的水接触，相邻两个吸热器间通过密封处理，保持干燥，真正做到水电隔离，避免了漏电，达到安全标准。因此，不受安装位置的限制，可安装在离用水出口距离最近的地方，从而可以节约用水。本加热器用模具成形，工艺简单、精致美观、成本低、实用性高，可大批量生产。
二、本实用新型可精确控制水温，且性能稳定，不受外界因素影响，可避免在水流量或电源电压不稳定时，水温不稳定而造成烧烫伤及带来其它使用上的不便。由于本实用新型按设定的水温自动调节功率，温度设定一步到位，减少了烦琐的水温调节程序，不仅使用方便而且节约能源。此外，在电源刚接通时，功率调整电路将加热器的功率由低往上调，减少了加热器的冲击电流过大对开关和其它电器的影响，也使加热器性能更加稳定，寿命更长。
三、本实用新型将安全阀和过滤网连接成一体，不仅具有过滤和安全保护双重功能，而且这种一体化的结构可有效降低生产成本，简化安装工艺，还能够节约能源。
以下结合附图及一个优选实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的电即热型管式恒温热水器立体示意图。
图2是本实用新型的加热器A-A剖视图。
图3是本实用新型的加热器B-B剖视分解图。
图4是本实用新型的加热器C-C剖面分解图。
图5是本实用新型的控制电路结构框图。
图6是本实用新型的控制电路原理图。
图7是本实用新型的过滤安全阀部件分解剖视图。
参阅
图1，本实用新型的电即热型管式恒温热水器包括外壳1、加热器2及控制电路3，加热器及控制电路固定于外壳内。
本实用新型的要点在于，上述加热器2由多个超薄型空心平板状金属吸热器21叠加相连(如
图1～4)。该金属吸热器21由壳体213、方波形管道214及加强片215构成，其中壳体213是一超薄型空心平板状壳体，其内设有方波形管道214，该管道由多片加强、吸热片215与壳体分隔而成，管道的横截面可以是方形、圆形或其它形状，本例中为方形结构。多个吸热器内的管道连成一条相通的管道，管道的两端为进、出水口211、212。本实施例中，吸热器由铝合金型材(俗称口琴管)制成的三个结构相同的吸热器相叠加，并通过其边缘处的螺孔218用螺栓连接(见
图1)。每两个相邻吸热器的管口216和217相套接，两管口之间装有防漏胶圈6(见图3)。该加热器的另一重要特征如图3、图4所示，在相邻的两个吸热器21间设有一个用于加热液体用的发热体22，该发热体采用半导体发热板。该半导体发热板的两面各设有一块金属电极23，金属电极的两面装有导热性能良好的绝缘材料25，该绝缘材料为硅胶片、云母片等，也可使用其它绝缘材料。金属电极23的边缘处装有电源接线端子24。如
图1示，在加热器的出水口处设有固定水管用的固定卡簧口219。
该加热器在使用时，自来水从进水口211进入金属吸热器21，经过吸热器内的方波形管道214，吸收大量的热量，使水温迅速升高，并从出水口212流出，达到即热的效果。
本实用新型的要点还在于，所述控制电路3包括电源电路31、温度设定电路32、温度检测电路33、温度显示器34、窗口比较器35、功率调整电路36、水流传感开关37(见图5)。如图6所示，所述温度设定电路32包括两个温度设定按钮321和分压电路322，其中两个温度设定按钮装在热水器面板上，并通过导线与分压电路连接。分压电路采用数字电位器，如X9511系列的数字电位器，它将取样电压进行分压，得到所需的温度电压。温度设定电路的输入端与电源电路连接，其输出端与窗口比较器35及温度显示器34相连。所述温度检测电路33由温度传感器331和温度检测放大器332构成，温度传感器可采用热电耦、热敏电阻或铂电阻，本例中采用热电耦。它装在液体加热设备的出水管温度检测口处，并连接于温度检测放大器的输入端。所述温度显示器34采用液晶显示器或数码管，它通过模/数转换器38连接于温度设定电路的输出端，并固定在液体加热设备的面板上。模/数转换器38可采用通用的模/数转换器。所述窗口比较器35可采用LM393等电压比较器集成电路芯片，如要提高精确度，可在窗口比较器前加一差动放大器。该窗口比较器的输入、输出端分别与温度设定电路、温度检测电路及功率调整电路相连。所述功率调整电路36采用现有高压隔离电控移相器。功率调整电路的输出端与加热器的过温保护器8相连。水流传感开关37装在液体加热设备的进水管口上。
该控制电路设置于线路板7上，而线路板则固定于外壳内一侧。当水通过液体加热设备的进水管时，水流传感开关闭合，电源电路31接通，温度检测电路33检测到温度电压，如超出窗口比较器35窗口范围，低于设定的温度电压时，功率调整电路36则将加热器的功率往上调，直至检测到的温度电压在比较器的窗口范围内，才停止加热器的功率调节。如温度检测电路检测到的温度电压超出比较器的窗口范围，高于设定温度电压时，功率调整电路则将加热器的功率往下调，直至检测到的温度电压在比较器的窗口范围内，才停止加热器的功率调节。依次循环调节，稳定设定水温，达到恒温的目的。
本实用新型的再一要点是在热水器进水管4内装有过滤安全阀5。
如图7所示，该过滤安全阀的阀体51为一空心柱状体，其外表面和内孔分别设有外螺纹511和内螺纹512，外螺纹用于和热水器的进水管相连接，内螺纹则用于和带孔螺栓54相连接。阀体上远离内螺纹的一端端部开有一打开或关闭安全阀用的小孔513。阀体内由开孔端至另一端依次装有阀芯52、弹簧53及与内螺纹12连接的带孔螺栓54，其中阀芯52为柱状体，其一端有一直径较小的凸台，用于套接弹簧53，其另一端由弹簧压紧在所述小孔513下部。所述带孔螺栓54一端设有放置弹簧用的凹槽，另一端开有排水用的排水孔541，它与阀体内孔上的内螺纹512相连接。阀体上靠小孔13一端端部外缘处卡接有一过滤器55，该过滤器可以是圆筒网状或平板网状，本例中为圆筒网状过滤器。该端外缘还装有密封圈6，用于和热水器进水管4密封。
上述过滤安全阀通过其外螺纹511螺纹连接于热水器进水管4内，进水管上设有管接头41、42，其中管接头41为热水器进水管，管接头42与加热器的进水管连接。
该过滤安全阀工作原理如图7所示，打开水阀时，水压力如果在过滤安全阀的设定范围内，则水经过滤安全阀滤去其中的杂质，再进入热水器，由加热器加热后排出。如果水压力超出过滤安全阀的设定范围时，水经阀体51上的小孔513冲开阀芯52，并经带孔螺栓54上的排水孔541排出，水的压力即可迅速降低，达到减压效果，从而对热水器起到保护作用。
权利要求1.一种电即热型管式恒温热水器，包括外壳(1)、固定于外壳内的加热器(2)及控制电路(3)，其特征在于所述加热器(2)由多个超薄型空心平板状金属吸热器(21)叠加相连，各吸热器内设有方波形管道，多个吸热器内的管道连成一条相通的管道，管道的两端为进、出水口(211)、(212)，每两个相邻的吸热器之间设有一个发热体(22)，发热体的两面设有金属电极(23)，其边缘设有与电源连接用的接线端子(24)，金属电极与吸热器之间由绝缘材料(25)隔开；所述控制电路包括电源电路(31)、温度设定电路(32)、温度检测电路(33)、温度显示器(34)、窗口比较器(35)、功率调整电路(36)及水流传感开关(37)；上述温度设定电路分别与窗口比较器及温度显示器相连；窗口比较器还分别与温度检测电路及功率调整电路相连；而功率调整电路的输出端与加热器的过温保护器(8)相连；水流传感开关和温度检测电路的温度传感器分别装在热水器的进水管上和出水管温度检测口处；温度显示器通过模/数转换器(38)连接于温度设定电路的输出端，上述各电路均与电源电路相连接；在热水器进水管(4)内装有过滤安全阀(5)。
2.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热水器，其特征在于，所述金属吸热器(21)内的管道由多片加强、吸热片215与壳体分隔而成，管道横截面可以是方形和圆形。
3.根据权利要求1所述的电即热型管式液体加热器，其特征在于，所述发热体(22)采用半导体发热板。
4.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热水器，其特征在于，所述电源电路(31)可采用稳压电源电路。
5.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热水器，其特征在于，温度设定电路(32)包括温度设定按钮321和分压电路322，其中分压电路采用数字电位器。
6.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热水器，其特征在于，所述温度检测电路(33)由温度传感器(331)和温度检测放大器(332)构成，可采用热电耦、热敏电阻或铂电阻等温度传感器及相应的温度检测放大器。
7.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热水器，其特征在于，所述窗口比较器(35)可采用电压比较器集成电路芯片，其前端可加一差动放大电路。
8.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热水器，其特征在于，所述功率调整电路(36)采用高压隔离电控移相器。
9.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热水器，其特征在于，所述水流传感开关(37)可采用干簧管。
10.根据权利要求1所述的电即热型管式恒温热器，其特征在于，所述过滤安全阀(5)的阀体(51)为一空心柱状体，其外表面和内孔分别设有外螺纹(511)和内螺纹(512)，其远离内螺纹的一端端部开有一小孔(513)，阀体内依次装有阀芯(52)、弹簧(53)及与内螺纹(512)连接的带孔螺栓(54)，其另一端装有过滤器(55)和密封圈(56)。
专利摘要一种电即热型管式恒温热水器，其加热器2由多个超薄型空心平板状金属吸热器21叠加相连，每两个相邻的吸热器之间设有一个发热体22，发热体的两面设有金属电极23，其边缘装有与电源连接用的接线端子24，金属电极与吸热器之间由绝缘材料25隔开；控制电路3包括电源电路31、温度设定电路32、温度检测电路33、温度显示器34、窗口比较器35、功率调整电路36、水流传感开关37；在热水器进水管4内装有过滤安全阀5。本实用新型具有加热面积大，热转换率高，液体升温迅速，使用安全可靠，具有良好的节能和环保效果等特点。
文档编号F24H1/12GK2451944SQ00228828
公开日2001年10月3日 申请日期2000年7月17日 优先权日2000年7月17日
发明者张剑文 申请人:张剑文