专利名称:水阻式发热装置的制作方法
本实用新型与具有热的产生装置的电热器有关。
目前已有的电发热装置主要由发热元件、绝缘层、金属套管、导线等构成。其常规方法是利用电通过发热元件，如电阻丝或电阻粉发热，将热能传给水或其它物体，使水或其它物体受热升温，在使用这种装置热水时，必须先将发热元件浸入水中，而后方能接通电源，否则热水装置将因温度过高而被烧毁。这种靠发热元件传热的发热装置，在电热水等方面，不仅使用不方便，不安全，制造工艺复杂，成本高，而且在热的传递过程中存在能量损失。
86年9月24日公告，申请号为CN85 2 00752U取名为“自来水热水器”的实用新型是将一付导电极板或电阻丝安装在由绝缘材料制作的水管(管状)内对流动的自来水进行加热。这种实用新型体积较大，体形长，外形不美观，功率大小控制较复杂，安装受体形长的限制，且局限于加热流水。
86年1月8日公告，申请号为CN 2 01132U，取名为“电热水器”的实用新型结构较复杂，制作难度大，使用材料较多，成本较高，体积较大，且应用时还受流水条件的限制。
本发明的目的是提供一种使用方便、安全、制造简单、成本低、应用广泛的水阻式发热装置。
本发明提供的水阻式发热装置的火线电极或三相火线或零火线交替多层电极安装在可兼起高压屏蔽及阻挡触电作用的零线(或接地、或复接地，下同)电极盒的内部，发热器芯的外壳，热机的部份或壳体都可看作零线电极盒。电极和电极盒用电导体材料制作，由绝缘体隔离固定。根据需要，电极或电极盒的进出流水处可钻有园形或槽形或其它形状的流水孔；零线电极盒上孔的直径或宽度一般不大于孔到火线电极的最短距离，若外露则要求能确保人的手指或异物难以通过流水孔触及火线电极。零线电极盒除进出流水孔处的其余部份可以是密封的绝缘体；绝缘体与零线电极盒的电导体间若有间隙，则间隙一般不大于从间隙到火线电极的最短距离的一半。水在电极间作为导电介质，利用水本身的电阻功能发挥限流和发热的双重作用；利用基尔霍夫电压定律使发热装置外面的水或机壳经零线电极盒屏蔽，故电极盒中的水虽然带电，但机壳或电极盒外面的水是不带电，或对地电位差很低。
水阻式发热装置功率大小的控制可通过改变电极导电面积的大小、电极间距离的长短或电极交替层数的多少及外接电压的高低来实现。即电极导电面积越大，其功率越大；两电极间距离越长，功率越小；电极交替层数越多，则功率越大；外接电压越低，则功率越小，另一方面，也可通过改变水中矿物质或微量元素等的含量来改变功率的大小。
下面以一种较简单的用于热水的单相浸水式小型发热器(即热水器)为例说明其实施过程。
1、2——金属片；3——阶梯形塑料绝缘体；4——塑料铜芯线；5——火线；6——零线；7——火线电极；8、11——流水孔；9——1与7的连接焊点；10——零线电极盒；12——10与2的连接焊点。
图一是浸水式热水器尚未安装电极部份。它由金属片1、2，塑料铜芯线4，阶梯形(阶梯高为5MM)塑料绝缘体3构成，5为火线，6为零线，上述1、2、4、5、6一起凝固于塑料绝缘体3上，提高使用寿命。
图二接于图一上的火线电极部份，它是采用0.2～0.5MM厚的金属板，如采用0.3MM厚的铜板，在其上每平方厘米钻3个直径为φ1.5～φ2.5，最好是φ2的园形小孔——流水孔8，并用它做成长26MM、宽10MM、高45MM，下面开口用于与3联接的盒式火线电极7；9是火线电极7与金属片1连接的焊点。
图三是总体正视图，外壳是用与做火线电极7用样的材料，钻同样密度的流水孔、同样的孔径，做成长35MM、宽55MM，下面同样开口用于与3联接的盒式电极——零线电极10；12是零线电极盒10与金属片2连接的焊点。
火线电极7和零线电极10都通过下面的开口固定安装在塑料绝缘体3上，火线电极7置于零线电极10内，其间距约为4MM左右。由于零线电极盒的屏蔽作用，使得热水器的外壳及外面的水是不带电的，其流水孔较小，零线电极盒还具有阻挡手指或金属件触及火线电极的作用。
图四是A－A剖面图。1、2是金属片，3是塑料绝缘体，7是火线电极，10是零线电极。
为了进一步确保人身安全，以防零线断路或零火线间换线而使该浸水式热水器外面的水带电，可在零线电极盒上复接地，或在距离零线电极盒约3MM左右的外面再加装一个接地电极盒，该盒用电导体制作，如δ0.5厚的不锈钢板，盒上钻有与电极上同样大小和密度的流水孔，接地电极盒与零线电极盒间也由绝缘体隔离固定。
零线电极盒钻有流水孔的装置在热水时，若热水器附近周围的水对地电位差过高时，可适当缩小零线电极盒流水孔的直径，或加长火线电极与零线电极盒流水孔的距离，使其电位差降到15V以下，对于要求流水孔较大的装置，可在孔口置一块接零或接地金属网。
本装置在水沸前功率较高，水沸后，沸水中的气泡能起到自动增加水阻的作用，即自动降低功率，水被蒸发减少后，还能进一步减小功率，直至水干涸后，功率则降至为零。本装置除用作直接热水外，利用上述功能，还能制作成其它产品，现以一种较简单的电水暖器为例简要说明如下电水暖器主要由水阻式蒸汽发生器及散热器组成，两者间由密封的导气、导水管组成，通电后，水在电的作用下发热，汽化，蒸汽通过导汽管送至散热器遇冷液化变成水，同时放出热能，液化后的水又通过导水管送到蒸汽发生器。如此不断循环，并产生暖气，水汽化后，电阻增大，功率自动下降；蒸汽液化后流入蒸汽发生器，电阻下降，功率上升，故电水暖器能自动调整功率，维持附近空气一定的气温。
水阻式发热装置与其它各种用途的零部件组合，能生产出构造多样，用途不一的各种水阻式系例产品，如电热水桶、盆、壶、阀及具有自断电功能的电蒸锅、高压锅、蒸汽发生器、消毒器、水暖器、蒸馏水发生器、自控恒温器，低温烘烤箱及流水式、淋浴式、功率可调式热水器等产品。
本发明较现有电发热装置有以下几个优点1、它能做到有水时自动接通电源，无水时自动切断电源，没有先注水、后通电的先后顺序要求，所以使用方便。
2、它的发热温度不高于100℃，因此，发热装置不会因发热温度过高而烧毁，也不会烧坏被加热物体，故经久耐用，使用安全。
3、不热水时，发热器外壳电极不带电；热水时，虽然水与火线电极直接相通，但零线电极盒外的水不带电，外壳也不带电，水对地电位差很低，发热器附近手指能触及到的水不高于15V，零线电极盒并具有阻挡手指和金属件触及火线电极的作用，所以安全可靠。
4、它既无发热元件，也无金属套管，结构和制造工艺简单，成本较现有电发热装置低30％左右。
5、它直接以水为导通介质和发热体，没有发热元件——绝缘层——金属套管——水之间热传递过程的能量损失，较现有用于热水的装置平均节电15％。
本实用新型较86年9月24日公告，申请号为CN 85 200752U的“自来水热水器”有以下几个优点1、不受形状限制的电极盒可兼作热水器的外壳，体积小，外形美观，节省材料，安装方便。
2、功率大小控制方便。如用一个分节开关分数挡控制电极盒内交替多层次电极的火线或零线电极的通电数目，既可非常简便地控制发热装置的功率大小。
3、可制成功率大小不一，外形多样的水阻式系列产品，应用广泛，不受流水条件限制。
本实用新型较86年1月8日公告，申请号为CN 2 01132U的“电热水器”，主要有以下几个优点1、不需要“电热水器”外壳内衬带进出流水孔的绝缘硬性内套，不需用塑料制导气管，也可以不用螺栓固定电极和绝缘体，故体积小，重量轻，节省绝缘材料。
2、能简便地控制发热装置的功率大小。
3、样式和构造不受具体形状的限制，也不受热水条件的限制，除能制作流水式热水器外，还可以制成其它结构、原理一样，构造多样的各种水阻式系列产品。
现以一种较简单的单相水阻式冷热水、蒸汽两用浴身器为例进一步说明本发明的实施。
如附图5所示，这种淋浴器主要由金属外壳(2)、绝缘支架(3)、(5)电极筒(4)、下垫片(6)及金属制出水板(7)组成。电极筒有5个，其中较大的四个上面可以钻φ5左右园形或其它形状的流水孔，以方便水的流动，也可以不钻孔；其中最小的电极筒上不留孔，它除了用作加热水的电极和对流出的水进行屏蔽外，还兼作热水的排水管。电极筒用导电材料如δ0.2铜板制作。绝缘支架分上支架(3)和下支架(5)，如附图6所示。用绝缘材料制作，可做成十字形成Y形或五角形，只要能固定好电极筒即可；下支架中心钻有一个与排水管(最小电极筒)相对应的排水孔。下垫片(6)由金属(硬质非金属也行)材料如δ0.3铜板制成，上面中心钻有一个与下支架排水孔相对应的排水孔。出水板(8)上钻有许多φ0.7左右的小孔。
最大的电极筒与最小的电极极筒之间的空间作为水的加热室，通电时打开与浴身器相连的水阀后，水通过进水孔流入加热室，水量较大时水被加热后浮在加热室的上层通过上支架与最小电极筒(排水管)内孔间的几个间隙孔在水压的压力下通过排水管被排出加热室和出水板，当水量较小时，水在加热室被汽化后通过排水管被排出加热室和出水板(8)，热水或蒸气供浴身用，也可用作其它场合。不通电只通水时，则可作为冷水淋浴器使用。火线和零线的接线方法如附图7所示，火线电极可由二根导线与一根零线一同从出线塞(1)处引出，通过对火线的分次单联或并联则可较方便地获得三档大小不同的功率。
由于最外层和最内层电极筒为零线电极，金属外壳又通过与自来水管连接从而自然地进行了可靠接地，即对用水进行了二级保护，故使用时非常安全。
(见附图5)13——出线塞；14——金属外壳；15——上支架；16——电极筒；17——下支架；18——下垫片；19——出水板；20——导线。
权利要求
1.一种水阻式发热装置，它包括电极、电极盒、绝缘支架、导线等，其特征在于该装置的火线电极或三相火线或零火线交替多层电极安装在兼起高压屏蔽及阻挡触电作用的零线(或接地、或复接地)电极盒的内部、电极和电极盒由电导体制作，用绝缘支架隔离固定。
2.据权利要求
1所述的水阻式发热装置，其特征在于该装置的电极或电极盒上留有园型或槽形或其它形状的流水孔。
3.据权利要求
1、2所述的水阻式发热装置，其特征在于该装置的电极盒除进出流水处的其余部份用绝缘体制作。
4.据权利要求
1、2、3所述的水阻式发热装置，其特征是在该装置外壳的里面装有一个排水管。
专利摘要
一种水阻式发热装置，其特征在于该装置的火线电极或三相火线或零火线交替多层电极安装在兼起高压屏蔽及阻挡触电作用的零线电极盒的内部，根据需要可在电极或电极盒上钻有流水孔。水在电极间起限流和发热的双重作用。它的结构简单，安全可靠，与不同用途的零部件组合能制作出电热水桶、壶、蒸锅、恒温器、蒸汽发生器及浸水式、淋浴式、功率可调式热水器等结构的新产品。
文档编号F24H1/00GK87207869SQ87207869
公开日1988年10月26日 申请日期1987年5月6日
发明者彭国智 申请人:彭国智导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan