专利名称：家用蜂窝煤炉热水淋浴器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种生活卫生用具，是使用家用蜂窝煤炉为热源的淋浴器。
通常的家用热水淋浴器有燃气热水淋浴器、电热淋浴器、多种热源淋浴器以及家用土暖气。
燃气热水淋浴器和电热淋浴器虽然使用方便，热水流量大，但它的缺点是必须使用燃气和电力，使用燃气和电力的费用目前还比较贵，并且这两类热水器的售价也比较高。多种热源淋浴器(附图7)，它是使用燃气炉、燃油炉、电炉、煤炉(包括块煤炉、球煤炉、蜂窝煤炉)等多种热源加热的淋浴器。这种淋浴器有两个显著的缺点1、在使用家用蜂窝煤炉作热源时，它提供的热水流量太小，因为廉价的家用蜂窝煤炉多为单火眼炉芯(即炉芯上只有一个火眼，三块蜂窝煤上下对叠着放入炉芯内，一般最下面一块煤是已经烧尽了的煤核，中间一块煤是烧了一半的煤，最上面一块煤是正在燃烧发出主要热能供使用的煤)，这种煤炉热量较小，致使淋浴器喷头的热水流出量太小，每分钟流出40℃的热水还不足1升，影响淋浴。2、使用这种淋浴器很不安全，因为自来水流入它的加热器中加热后是直接由喷头喷到人体上的，使用时煤炉子是一直燃烧着的，它不象使用燃气和电力那样，一旦发生异常，开关自动切断气源或电源，加热立即中止，很安全。而烧着的煤炉子却不可能马上灭掉，这时，一旦进出水管堵塞，加热器中缺水或误将喷头关上，就极易产生高温高压蒸气冲出伤人，甚至发生爆裂事故。所以这种热水器很少有人使用。土暖气是将一个水套固定套在煤炉子炉芯的外围，用管子将水套与房间中的暖气片连通，炉子燃烧时，热水在水套和暖气片之间循环流动而加热暖气片，提高房间温度，同时水套中的热水可以引出供淋浴使用。这种土暖气虽然可以淋浴又可以取暖和煮饭，但是炉子耗煤量特别大。如果单用它淋浴或单用它煮饭时，它也不省煤，它仍然套着一个消耗热量的水套，影响火力的提高，在不需要暖气的南方也不适用。另方面制造这种炉子耗材多造价高。
在现阶段中国县城、农村、郊区还有为数众多的人口使用廉价蜂窝煤炉作炊事用。能不能构思一种使用蜂窝煤炉作热源，流量大(根据经验，流量达到每分钟1.5-2.5升一般即可满足淋浴要求)，使用方便又安全可靠，让蜂窝煤炉的燃煤充分得到利用的节能的热水淋浴器呢？本实用新型就是为达到这个目的而设计制作出来的。蜂窝煤炉子除了仍然可以煮饭做菜取暖而外，需要使用淋浴器时或中午晚间封火时，将淋浴器的加热器放在蜂窝煤炉子的火口上即可，不用时将加热器移开，不改变原有炉子的结构，不另外增加设施费用，不影响原有炉子的火力，一炉多用，节约能源，造价低。
本实用新型有流水式和容积式两和。它们的主要区别是流水式水箱较小，容积只有5-20升左右，箱体为单层，没有保温绝热物，只起暂存热水和不让热水直接冲到人体上的安全作用。容积式的水箱较大，容积为20-50升以上，双层箱体，中间填充有保温绝热物，起贮存热水，以备随时取用热水的作用。
一、流水式家用蜂窝煤炉热水淋浴器。
附
图1为原理构成图。由加热器(1)、水箱(2)、报警检测电路(3)以及与加热器内换热管连通的进水软管(4)、与进水软管连通的进水观查器(5)、与进水观查器连通的进水调节阀(6)、跨接于进水调节阀进出水两端的旁通小管(7)、与调节阀连通的自来水进口(8)、装于进水管路上的永磁铁(9)、连通于加热器内换热管和水箱内热水导入管之间的将加热器热水引入水箱的热水出水软管(10)、装于水箱中的热水导入管(11)和混合室(12)、装于水箱底部的热水出水调节阀(13)、与出水调节阀连通的淋浴喷头(14)、装于水箱壁上的水位计(15)、水箱上部的溢流口(16)、水箱盖(17)、与报警检测电路输入端连接的装于加热器保温罩内层的超温传感器(18)、装于水箱内上部的满水传感器(19)、装于水箱内热水导入管出水口处的水温检测传感器(20)和与报警检测电路输出端连接的报警发音器(21)和水温显示器(22)以及供电电池(23)构成。
加热器(1)由热交换器和罩在热交换器外面的保温罩以及罩上端的排烟管接口组成。为了充分吸收蜂窝煤燃烧产生的热量，达到节能目的，热交换器为上下连通的2-4层由换热管和套在管上的换热羽片组成的羽片管(也可用换热管和换热板复合成的板管)。羽片套入换热管时要用过盈配合，使接触良好以利传热。如用板管，要尽量增加板与管的接触面积和配合紧密度。热交换器由铝、铜、铁或不锈钢材料制成，其中铜和铝的传热效率较高。保温罩的作用是提高热交换器的热利用效率和对热交换器起到安全防护作用。由双层铝、镀锌铁皮，铁皮或不锈钢皮制成。双层之间填充石棉、玻璃纤维等耐热保温物，其上排烟管接口由单层与保温罩相同的材料制成。用户使用时可在排烟管接口上套接与燃气热水器通用的铝合金排烟软管，将烟引出室外，同时由于排烟软管的抻吸作用，可增大炉子的火力，从而增加热水流量。水箱(2)的作用是一方面由于家用蜂窝煤炉热量较小，用以在淋浴前预先贮存一定量的热水，这样在淋浴时预先贮存的热水与加热器即时流出的热水合起来的总量较大，就可以获得较大的流量，满足使用要求，并且在打浴皂、擦身暂不用水时将热水集贮于水箱中，在淋浴时也利于加大流量使用，不浪费热水。另方面水箱还起着安全卸压的重要作用，万一加热器产生意外的高温蒸气，高温蒸气由水箱承担，不加在人体上，确保了人体安全。水箱的容积可以造得较小，采用单层结构没有保温层，以利少用材料，降低造价。它用铝、镀锌铁皮、铁皮或不锈钢皮制造，也可用耐温塑料制造。加热器流出的热水由热水出水软管(10)和热水导入管(11)导入水箱的混合室(12)中。软管(10)和导入管(11)的内径需等于或大于换热管的内径，并且管上禁装任何阀门，这样就保证了加热器是一个内径小出口大的开口容器，即使进水量很小或干烧，也不会产生大的蒸气压力，保证了使用安全。混合室(12)的作用是将加热器流入水箱的热水与水箱的贮水混合，这样在淋浴时水箱预先的贮水温度稍高或稍低也没关系，只要调节进水阀(6)的开度，控制进水量大小就可获得合适的水温，进水量大水温低，反之小温高。旁通小管(7)是供给加热器最低水量用的，即使无意中将进水阀全部关闭，自来水也会通过旁通小管流进加热器，避免干烧损坏加热器。进水观查器(5)的结构为一透明塑料腔，腔内有一能灵活转动的彩色塑料小轮，有水进入时小轮在流水的推动下旋转，并能随着流量大小改变转速，这样使用者可以很方便地看到有没有水流入加热器，便宜调节进水量。溢流口(16)用来溢流和保持水箱内外大气压强一致。本实用新型还采用了超温报警、满水告警、水温检测显示(容积式热水器还同时具有水温设定告警)电子电路。超温报警的工作原理为当用户未按规定使用热水器或热水器发生故障而加热器缺水时，加热器的温度就要升高超出正常范围，当升到报警温度时(可设计为70-95℃)，超温传感器(18)立即将检测到的这一温度信号输入到电路(3)中，通过电路处理，发出报警声，使用者立即将加热器移离炉子火焰口，避免干烧损坏加热器。水温显示电路的作用是显示进入水箱的水温高低。使用者除了可以打开淋浴喷头用手试水温而外，也可通过水温显示器看水温，从而调整进水阀(6)使之温度合适，它的原理是水温检测传感器(20)随时将检测到的水温信号输至电路(3)中，通过电路处理后由水温显示器(22)显示出来。满水告警器的工作原理是当热水已满水箱时，满水传感器(19)检测到满水信号并输入到电路(3)中，经电路处理后发出告警声，告诉使用者水满了可以开始洗浴了。当然作用者如果不需要较大水量时也可不等满水就洗浴。
本实用新型还可以在淋浴器自来水进水口处增加一对强力永久磁铁(9)，这样就变成了磁化水淋浴器了。磁化水可以使淋浴器内不结或少结水垢，延长淋浴器使用寿命，提高加热器传热效率。并且磁化水属软水，能很好地清除皮肤污垢，对洗浴非常有利。
本实用新型与燃气淋浴器、电热淋浴器、多种热源淋浴器以及家用土暖气相比具有以下优点1、适合众多使用蜂窝煤炉，收入较低暂无条件安装燃气或电热淋浴器的用户需求。使用本淋浴器，不另增加设施费用，不改变原有炉子结构。
2、能使蜂窝煤炉的燃煤得到充分利用，一炉多用，不烧空火，节约能源。
3、从结构上保证了加热器为开口容器，加热器的热水流入水箱，不直接冲淋人体，确保了使用安全。
4、增加电子报警及显示电路，从多方面保证了使用的安全和方便。
5、本淋浴器制造容易，成本较低。
下面是本实用新型的一个实施例附图4和附图5是它的加热器和水箱的结构图。水箱采用0.5毫米厚单层镀锌铁皮制作，箱体为360×300×165(毫米)，容积15升。加热器采用上下三层羽片管结构。换热羽片用厚度0.5毫米铝皮制作，换热管为内径9毫米外径10毫米铜管。羽片每层16片，三层错开叠放，叠高为113毫米，总换热面积为3700平方厘米。换热管之间的连通管用相同规格的铜管弯制焊接。进出水口焊上与橡胶管相连的接头。加热器保温罩内层为0.4毫米厚铝皮，外层为0.4毫米厚镀锌铁皮，罩的内径为145毫米，中间间隔15毫米，填充石棉。加热器与水箱之间的连接管用与燃气热水器通用的橡胶管。所有阀门采用与燃气热水器通用的阀门。淋浴喷头用与燃气热水器通用的喷头。附图3为超温报警、满水告警、水温显示及设定电路。超温报警、满水告警采用三秒语言电话。电路原理为当加热器内腔温度上升到85℃时，贴装于加热器保温罩内层的密封式双金属片温度传感器检测到这一温度信号后，它的常开触头J1闭合，使语言电路SR88A12脚电位升高立即触发，同时使光耦合器PC1触发三极管BG使之饱和导通接通电源，语言信号输入到LM386音频功率放大集成电路放大后输出到喇叭发出“有问题，赶快移开加热器！有问题，赶快移开加热器！……”反复语言声。同样原理当水箱满水时，箱内浮体M托着永磁块上升靠近满水传感器，此传感器是一个常开干簧管，常开触头J2立即闭合，语言电路SR88A2触发喇叭立即发出“水满了，快来洗澡啊！水满了，快来洗澡啊！……”的反复语言声。温度显示电路原理是当装于水箱中的负温度系数热敏电阻Rt检测到的水温低于35℃时，BG1、BG2、BG3、BG4均不导通，发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4均不发光，当水温升至35-40℃时Rt阻值下降，BG1触发导通，LED1发光，当水温继续上升，Rt阻值继续下降，当水温为40-45℃时，BG1、BG2导通，LED1、LED2发光，同理当水温为45-55℃时，LED1、LED2、LED3发光，55-65℃以上时LED1、LED2、LED3、LED4全部发光。W1、W2、W3、W4是整定4个三极管导通点使4个发光二极管与4个水温段相一致的微调电阻。整个电路使用4只5号电池。报警部分静态不耗电，温度显示电路部分用开关K控制，所以用电相当节省。
本实施例经实际使用效果如下蜂窝煤炉为普通单火眼家用简易炉，使用时炉芯内最下一块煤已烧过，中间一块煤已烧了二分之一，上面一块煤燃烧正旺，此时将加热器放于炉子火口上，调节进水阀开度，并打开喷头用手试温感受合适，观看水温显示器LED1全亮，LED2微亮(即40℃)。随后关闭喷头阀门开始计时，当水满(满水告警器告警)时，时间为16.5分钟，(用水银温度计实际测量水箱内水温为39.2℃)。此时开始洗浴，开大水量(流量约2升/分)，冲淋10分钟后，还剩1/4箱水，关闭喷头，打浴皂搓洗10分钟后水箱又满了，此时开大水量冲洗10分钟后洗浴完毕，总计洗浴时间30分钟。以上是加热器上没有外加烟冲管的时候试验的。如果外加烟管，烟管产生抻吸作用，炉子火力增大，淋浴效果就更好。为了试验超温报警及会不会产生蒸气压力危险，将自来水全部关闭，让加热器在缺水状态下干烧，很快加热器内的剩水变成蒸气徐徐排往水箱，一点也没有危险，加热器温度逐渐上升，5分钟后超温报警器发出报警声，又等了3分钟才移开加热器，经检查，加热器仍然完好没有损坏。经试验，一块蜂窝煤在大火下燃烧，至少可燃1.5-2小时，也就是说一块蜂窝煤在四川泸州市售价1角钱，在一般淋浴习惯下，可供1至2人分别洗一次澡，这与理论计算一致无烟煤的燃烧值为8000千卡/千克，一块蜂窝煤重0.65千克，因为蜂窝煤中含有5-10％的粘土，所以一块蜂窝煤至少相当于0.65千克×90％＝0.585千克无烟煤，它完全燃烧可产生8000千卡/千克×0.585＝4680千卡热量，就算热利用效率为50％，则有4680千卡×50％＝2340千卡热量作用于水，可将2340÷(40-15)＝93.6(千克)的水从15℃升高到40℃，93.6千克40℃热水一般来说可供一至二人淋浴。
安装使用淋浴器也是很方便的，淋浴器可以直接安装在浴室内，只须将加热器的两根软管引出室外，加热器放浴室外使用，禁止将炉子放于浴室内，严防煤气中毒！如果浴室就在厨房旁，只需将管子穿入厨房即可。
二、容积式家用蜂窝煤炉热水淋浴器。
阶图2为原理构成图。由加热器(1)、水箱(2)、报警检测电路(3)、连通于加热器与水箱之间的冷水下降软管(4)和热水上升软管(5)、装于流水管路上的永磁铁(6)装于水箱内上部的进水浮球阀(7)、装于浮球阀上的浮球阀出水管(8)、装于水箱内的热水出水管(9)、装于水箱壁上的水位计(10)、装于热水出水管出水口一端的热水调节阀(11)以及与自来水进口相连的冷水管(12)和冷水调节阀(13)、自来水进口(14)、装于热水调节阀和冷水调节阀混和出水管上的喷头开关(15)及淋浴喷头(16)、水箱盖(17)、装于水箱上部的通气孔(18)、装于水箱底部的清洗放水锣钉(19)以及与报警检测电路输入端连接的装于加热器保温罩内层的超温传感器(20)、装于水箱内下部的水温检测传感器(21)和与报警器检测电路输出端连接的报警发音器(22)、水温显示器(23)、水温设定开关(24)以及供电电池(25)构成。
加热器(1)、调节阀(11)(13)、水位计(10)、淋浴喷头(16)、超温传感器(20)、水温检测传感器(21)、永磁铁(6)、报警发音器(22)、水温显示器(23)、供电电池(25)等的原理、结构、作用、规格均与流水式完全一样。所不同的是热水箱的容积较大，为20-50升以上，箱体为双层结构，中间填充保温绝热物(也可采用聚安脂塑料发泡工艺)，并增加了水温设定开关(24)。淋浴器的工作原理是自来水自进水口(14)通过浮球阀流入水箱内，水满时，浮球阀(7)自动将水关闭。当加热器(1)加热时，热水比重减小，从加热器上部的热水上升管(5)流入水箱上部，水箱中的冷水比重较大沿冷水下降管(4)流入加热器，如此不断循环流动，水箱中的整箱水温不断升高备用。这种热水器除了可以象流水式的那样现用现烧外，因为水箱是保温的，所以它可以利用炊事之余或晚上封火的时候随时利用余热加温(封火是将炉子的进风口关到最小，使进入炉内的空气刚好保持炉火缓慢燃烧不熄灭。这样，一块蜂窝煤可以从晚上一直燃烧到第二天早上不熄，不用重新升火)。但封火时炉子仍然有不少热量产生，这些热量仍然可以利用。这样一天24小时都有热水使用。这种热水器，水箱中的水温是分层的，加热时上部水温高，下部水温低，所以热水出水管(9)的入水口是装于水箱的上部，随着热水的取用，水箱中的水面下降，浮球阀自动打开，冷水又不断徐徐流入水箱下部，直至满水时浮球阀自动关闭进水。水温检测传感器安装在水箱中的下部，使用时使用者可将水温设定开关(24)拨到所需温度档位(温度档次基本跟流水式相同，可分为40℃、45℃、55℃、65℃四档)。当水温从水箱的上部逐渐向下升高到设定的温度时，告警器发出告警声，告诉使用者整箱水已达到所设定的温度，不必再加温了，可以使用了。当然也可以不等告警发声而随时用水，只不过此时不是整箱水达到你所设定的温度而已。这种热水器只要经常将加热器放于炉火上加温，不烧空火，就经常有热水用，非常方便，能充分利用炉子的热量。并且加热器进出水口两端均与水箱连通，不设任何阀门，加热器为两端开口的容器，更加保证了使用安全。下面是这种热水器的一个实施例附图6为水箱结构，容积为30升，箱体内层为440×350×200(毫米)，用0.5毫米厚铝皮制作，外层用0.5毫米厚镀锌铁皮制作，中间间隔25毫米，填充耐温玻璃棉。其余部位加热器、各调节水阀、连接水管、超温报警传感器、水温检测传感器及其电路、永磁铁的结构、原理、用材等均与流水式相同。只是告警电路略有不同，将图3电路中的满水语言电路SR88A2换成SR88A3，SR88A3中固化的语言是“水温到了，快来洗澡啊！水温到了，快来洗澡啊！……”，并增加虚线框内的水温设定电路，将A、B两点对应接入J2两端，满水传感器J2和NS、M不用。这样当水温设定开关K1调在相应的档位时，水温升到该档温度，BG5导通，告警电路立即发出告警语言声。
这种容积式蜂窝煤炉热水淋浴器经实际使用加热器放在燃烧正旺的蜂窝煤炉火上，将水温设定开关旋到45℃，水箱中的水温为18℃，经45分钟水温升到45℃。淋浴时将喷头开关全开，热水调节阀全开，冷水调节阀开一点调节喷头出水温使之为39℃，淋浴时加热器一直放火上加温，淋浴30分钟，喷头出水温度没有降低。
权利要求1.家用蜂窝煤炉热水淋浴器，由进水阀、加热器、淋浴喷头，用水管顺序连通，其特征是在加热器和淋浴喷头之间连通一只水箱，在水箱中装有水温检测传感器；在加热器中装有超温传感器，水温检测传感器和超温传感器测量到的信号输入到一报警检测电路中，由报警检测电路将信号处理为显示信号和声音信号输出到水温显示器和报警发音器显示水温和报警发音。
2.根据权利要求1所述的家用蜂窝煤炉热水淋浴器，其特征是加热器是由多层羽片管或板管的外面套上双层之间填充有石棉、玻璃纤维一类耐热保温物的双层保温罩构成。
3.根据权利要求1所述的家用蜂窝煤炉热水淋浴器，其特征是所述的水箱，流水式的水箱为单层，水箱内装有热水导入管和混合室以及满水传感器，而满水传感器的信号输入至报警检测电路，由报警检测电路处理后输出至报警发音器报警发音；容积式的水箱为双层，双层之间填充有保温绝热物，水箱内装有浮球阀，报警检测电路接有水温设定开关，由水温设定开关设定需要报警的水温。
4.根据权利要求1所述的家用蜂窝煤炉热水淋浴器，其特征是流水式的在加热器进水口一端装有进水观查器，在进水阀两端跨接有一旁通小管，且进水阀为可调水量的进水调节阀。
5.根据权利要求1所述的家用蜂窝煤炉热水淋浴器，其特征是在加热器进水口处装有永久磁铁。
6.根据权利要求1或3所述的家用蜂窝煤炉热水淋浴器，其特征是所述的水温检测传感器、超温传感器、报警检测电路、水温显示器、报警发音器、满水传感器、水温设定开关是由电子元器件组装而成。
专利摘要家用蜂窝煤炉热水淋浴器属于一种生活卫生用具。有流水式和容积式两种。由多层羽片管或板管保温加热器和加热器连通的安全卸压水箱以及进水、出水调节阀、浮球阀、水位计、淋浴喷头和电子报警、显示电路构成。具有安全(超出危险温度报警,加热器采用出水口或进出水口均敞开的结构,加热器的热水流入水箱,不直接冲淋人体)、节能(一块蜂窝煤可将93千克水从15℃升高至40℃,一般可供1至2人淋浴)、造价低,使用方便的特点。
文档编号F24B1/183GK2390114SQ9822976
公开日2000年8月2日 申请日期1998年10月28日 优先权日1998年10月28日
发明者刘远德 申请人:巫德超, 刘远德