一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒、内胆、设置在外筒外壁的挂板、进水装置和出水装置；所述进水装置的结构满足进水口泄漏电流低于2.5mA，且通过设有的引流分水器能改变进水的水流方向和水流速度，使进入内胆的水流流动呈层流状态，保持了内胆进水处得水温稳定性，提高了热水器的热输出功率；进水装置和出水装置与内胆之间设有绝缘密封垫和不锈钢套筒，内胆与外筒之间设有绝缘保温层和绝缘塑料垫；且内胆与外筒之间无导线连接，内胆与带漏电保护功能的电源线地线可靠连接，可有效解决内胆中水带电或漏电等原因给人体带来的伤亡问题。
【专利说明】
-种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器
技术领域
[0001] 本发明属于储水式电热水器领域。
【背景技术】
[0002] 目前，电热水器的供电均采用的是交流220V 50Hz，按I类器具设计，其中I类:有工 作绝缘，有接地端点和接地线，规定必须接地或者接零。接地线必须使用外表为黄绿色双色 的铜忍导线，接触电阻应不大0.1欧姆。而运种电热水器造成触电事故的原因通常有Ξ个方 面:第一方面来自于热水器本身，热水器水箱内的电热管长期的使用造成加热管金属表面 的腐蚀，到达其极限时就会发生破裂，导致电热丝与水接通，220V的电压直接通过水流并流 经人体对地形成通路，使得大量的电流通过人体；当超过50mA的电流流经屯、脏时就会造成 屯、脏的永久性破坏，甚至立即死亡。第二方面是当接地系统异常时(接地电阻较大超过标准 规定），特别是接地系统失效(与大地不通或没有地线)时，它就变成0类结构的电热水器，而 0类电热水器的电击防护要依赖于环境，而该类电热水器通常是放置在浴室中使用的，不可 能用环境提供电击防护。第Ξ方面是地线本身带电，热水器本身大都具有良好的接地线，其 漏电故障的排除就依靠良好的接地，但是当地线意外带电时热水器反受其累，同样造成人 员使用热水器或触摸热水器时引起触电。
[0003] 上述种种事故多年来屡有发生，不胜枚举。而目前的电热水器最常用的防漏电方 式均采用的是漏电保护器(当漏电流超过10mA时，电热水器会在在0.1s内自动切断电源，确 保用户的人生安全）；然而当漏电保护器失灵或损坏时，用户正在使用热水，就会有大电流 (尤其是大功率热水器)经过人体，发生致人死亡的事故。
[0004] 另外，目前电热水器(尤其是横挂式安装电热水器)的进水装置，有Ξ种常用结构： ① U形路径式进水装置、②直通挡水板式进水装置、③柱形圆周多侧孔式进水装置。但是，第 一种①结构复杂，管路太长，长期使用水路容易堵塞;第二种②在内胆结构上要焊接一个挡 水板，对焊接工艺要求较高，容易产生焊接缺陷，使内胆漏水;第Ξ种③其结构简单，但当进 水时出水速度很快，容易引起素流，使进去的冷水与内胆中的热水进行无序的混合，引起输 出热水水溫不稳定(忽冷忽热），电热水器的热水输出率将大大降低。
[0005] 为了解决上述运些问题，本
【申请人】提出了一种新颖的电热水器设计结构；具体采 用措施为：
[0006] 本
【申请人】提出组合体绝缘结构的进、出水装置;利用水电阻限制泄漏电流大小的 "带电水阻法"，使进水口前端中的泄漏电流小于2.5mA，从而保证使用者的人生安全。同时 将电热水器的裸露外筒等人体易触及的金属部分设计成具有Π 类器具的结构。
[0007] 另外，在组合体绝缘结构进水装置中设置有绝缘锥状分水器等零部件，能够改变 了进水流体的流动方向，增大流体流动的阻力，降低流体流出的速度;保证流体在内胆内呈 层流状态流动，避免内胆内的素流现象，保证了内胆内水溫的稳定性并提高了电热水器的 热水输出率。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术的不足，本发明在于提出一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功 率的电热水器，该电热水器属于电器Π 类安全标准，采用双重绝缘，没有接地要求，提高了 安全程度，可用于与人体皮肤直接接触；并且通过水电阻限制进水口的泄漏电流小于 2.5mA，保证了使用者的生命安全;另外，进水装置是通过各种绝缘结构组合而成，改变了进 水流体的流动方向，增大了流体流动的阻力，降低流体流动的速度，使得流体在内胆内呈层 流状态，提高了内胆内水溫的稳定性与电热水器的热水输出功率。
[0009] -种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒、内胆、位于外 筒外壁的挂板、进水装置和出水装置;所述进水装置中的进水接管、内管、引流分水器和中 间挡板均绝缘，内管分别与进水接管和引流分水器采用活动连接，所述引流分水器呈"罩" 状，引流分水器内部由上至下设有多组环形筋片，所述环形筋片一侧与引流分水器内侧壁 固定，另一侧向上倾斜，环形筋片与引流分水器侧壁的角度为α《90°，且中间挡板位于两个 环形筋片之间；
[0010] 中间挡板位于引流分水器内并套在内管上;所述内管顶部侧壁上设有通孔，通孔 有多个;所述进水接管与内管组合后的长度L和内管孔径d应该满足如下公式的要求：
[0011]
[0012]根据实际使用情况W及参考GB4706.12-2006附录AA中的要求，为了保证使用者的 生命安全，进出水口的泄露电流要求不超过5mA。在本实施例中，热水器是在220V50HZ的交 流电情况下进行工作，当电流短接作用在热水器上时，就得限制通过进、出水口泄露的电流 小于2.5mA，此时自来水的电阻率为P= 1250±50 Ω cm,自而来水的电阻为时c>220V/2.5mA >88X 103Ω，图中的进水接管与内管组合后的长度为L，内管的直径为d，则：
[001引所W，只要出水装置中的Ι'^220 ^ (口《)，就可W保证用水电阻限制泄露电流大 K之J 小，可确保使用者的生命安全；
[0016] 所述进水装置与内胆连接处设有绝缘密封垫，进水接管外侧壁设有套筒并与绝缘 密封垫相连接；
[0017] 所述出水装置包括出水接管和取水管，所述取水管顶端靠近内胆最高点，下端与 出水接管相连，并所述出水装置与内胆连接处设有绝缘密封垫，出水接管外侧壁设有套筒 并与绝缘密封垫相连接;进水装置和出水装置处设有的绝缘密封垫均是采用耐高溫的橡胶 材料模塑成型制成；
[0018] 所述进水装置和出水装置与内胆接触的外侧壁上套有绝缘装饰盘；
[0019] 所述挂板与外筒相连接，并与外筒内胆之间设有的固定钢带和绝缘垫片层相连 接;外筒与内胆之间填充有绝缘塑料垫和绝缘保溫层，所述绝缘保溫层外侧包裹有耐高溫 绝缘塑料袋；
[0020] 所述外筒与内胆之间无导线连通，内胆与带漏电保护功能的电源线中黄绿地线可 靠连接；
[0021] 所述外筒上设有维修口，所述维修口设有绝缘遮挡盖。
[0022] 进一步，进水接管顶端与内管底部采用螺纹进行连接，内管顶部与引流分水器顶 部采用螺钉进行连接，引流分水器顶部设有圆柱孔，所述螺钉由引流分水器的圆柱孔插入 至内管中将引流分水器与内管固定;进水接管、内管和引流分水器通过可拆卸连接，可定期 拆卸对零部件进行清洗与更换。
[0023] 进一步，挂板与外筒、固定钢带、绝缘垫片层通过挂板座组件相连接。
[0024] 进一步，所述挂板座组件包括挂板座和挂板螺栓;所述挂板座是耐高溫的高分子 有机化合物通过模具注塑制成，挂板座和挂板螺栓是通过机械压合或粘接等方法将其两者 固定在一起。
[0025] 进一步，所述固定钢带外侧紧贴外筒内壁，内侧紧贴绝缘垫片层，且固定钢带的壁 厚不低于1mm;所述固定钢带为冷社或热社钢板。
[0026] 进一步，所述绝缘保溫层的厚度大于20mm;所述绝缘保溫层的材料为硬质聚氨脂 发泡材料，该材料具有硬质、不透性、不吸湿性等特性。
[0027] 本发明采用本方案的有益效果是：
[0028] (1)本发明中的进水装置中的所有结构均为绝缘结构且通过活动连接组合而成， 改变了进水流体的流动方向，增加了流体流动的阻力，降低流体流出的速度，保证了流体在 内胆内呈层流状态流动，不仅避免了结构复杂造成的堵塞和焊接缺陷造成的内胆漏水，也 减少了素流现象的发生和内胆内水溫的不稳定，提高了热水器的热输出功率；
[0029] (2)本发明本发明中利用水电阻原理限制泄露电流大小，使得进水接管与内管组 合后的长度1和内管孔径(1满足/--3 22〇|"^"|(^)，从而使出入水口中的泄露电流小于2.51]1八， \ ·^ / 保证了使用者的生命安全；
[0030] (3)电热水器采用了属于电器Π 类安全标准设计，采用双重绝缘，没有接地要求， 提高了安全程度，可与人体皮肤直接接触，有效防止了因发热管漏电、地线带电、接地系统 失效或者漏电保护器失效损害导致水中带电，造成的人伤亡的事故。
【附图说明】
[0031 ]图1是本发明的完整结构示意图；
[0032] 图2是图1的局部放大图II;
[0033] 图3是图1的右视图；
[0034] 图4是图3的局部放大图I;
[0035] 图5是本发明的进水装置的结构示意图；
[0036] 图6是本发明的出水装置的结构示意图；
[0037] 图中；1、外筒;2、内胆;3、挂板;3-1、挂板座组件;3-11、挂板座;3-12、挂板螺栓;4、 进水装置;5、出水装置;6、进水接管;7、内管;7-1、通孔;8、饮水分流器;8-1、环形筋片;8-2、 圆柱孔;9、中间挡板;10、螺钉;11、加热管；12、套筒；13、绝缘密封垫；14、绝缘装饰盘;15、绝 缘保溫层；16、出水接管；17、取水管；18、固定钢带；19、绝缘垫片层;20、绝缘塑料垫;21、维 修口； 22、绝缘遮挡板。
【具体实施方式】
[0038] 为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 阐述。
[0039] -种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒1、内胆2、位于 外筒1外壁的挂板3、进水装置4和出水装置5;所述进水装置4中的进水接管6、内管7、引流分 水器8和中间挡板9均为绝缘结构，内管7分别与进水接管6和引流分水器8采用活动连接，所 述引流分水器8呈"罩"状，其上部分呈锥形，下部分呈圆柱形，引流分水器8内部由上而下设 有多组环形筋片8-1，所述环形筋片8-1-侧与引流分水器8内侧壁固定，另一侧向上倾斜， 环形筋片与引流分水器8侧壁的角度为α《90°，且中间挡板9位于任意两个环形筋片8-1之 间；
[0040] 中间挡板9位于引流分水器8内并套在内管7上;所述内管7顶部侧壁上设有通孔Τ? ι,通孔 7-1 有多个，优选为 4 个，且呈方形或圆形; 所述进水接管 6 与内管 7 组合后的长度 L 和 内管孔径d应该满足如下公式的要求：
[0041]
[0042] 根据实际使用情况W及参考GB4706.12-2006附录AA中的要求，为了保证使用者的 生命安全，进出水口的泄露电流要求不超过5mA。在本实施例中，热水器是在220V 50监的交 流电情况下进行工作，当电流短接作用在热水器上时，就得限制通过进、出水口泄露的电流 小于2.5mA，此时自来水的电阻率为P = 1250 ± 50 Ω cm,而自来水的电阻为时c>220V/2.5mA >88X ΙΟ3 Ω，图中的进水接管6与内管7组合后的长度为L，内管7的直径为d，则：
[0045] 所W，只要出水装置4中的五>220 - (CW)，就可W保证用水电阻限制泄露电流 大小，可确保使用者的生命安全；
[0046] 所述进水装置4与内胆2连接处设有绝缘密封垫13,进水接管6外侧壁设有套筒12 并与绝缘密封垫13相连接，所述套筒12为不诱钢套筒，其壁厚不小于0.3mm;
[0047] 所述出水装置5包括出水接管16和取水管17,所述取水管17顶端靠近内胆2最高 点，下端与出水接管16相连，所述取水管14采用无缝或有缝焊接不诱钢管，其壁厚不小于 0.3mm;并且出水装置5与内胆2连接处设有绝缘密封垫13,出水接管16外侧壁设有套筒12并 与绝缘密封垫13相连接;所述进水装置4和出水装置中设有的绝缘密封垫13均是采用耐高 溫的橡胶材料模塑成型制成；
[0048] 所述进水装置4和出水装置5与内胆2接触的外侧壁上套有绝缘装饰盘14;
[0049] 所述挂板3与外筒1相连接，并与外筒2与内胆2之间设有的固定钢带18和绝缘垫片 层19相连接;外筒1与内胆2之间填充有绝缘塑料垫20和绝缘保溫层15,所述绝缘保溫层15 外侧包裹有耐高溫绝缘塑料袋；
[0050] 所述外筒1与内胆2之间无导线连通，内胆2与带漏电保护功能的电源线中黄绿地 线可靠连接；
[0化1] 所述外筒上设有维修口 21，所述维修口 21设有绝缘遮挡盖22。
[0052] 作为本发明的一种优化方案，进水接管6顶端与内管7底部采用螺纹进行连接，内 管7顶部与引流分水器8顶部采用螺钉10进行连接，引流分水器8顶部设有圆柱孔8-2,所述 螺钉10由引流分水器8的圆柱孔8-2插入至内管7中将引流分水器8与内管7固定;进水接管 6、内管7和引流分水器8通过可拆卸连接，可定期拆卸对零部件进行清洗与更换。
[0053] 作为本发明的一种优化方案，挂板3与外筒1、固定钢带18、绝缘垫片层19通过挂板 座组件3-1相连接。
[0054] 作为本发明的一种优化方案，所述挂板座组件3-1包括挂板座3-11和挂板螺栓3- 12;所述挂板座3-11是耐高溫的高分子有机化合物通过模具注塑制成，挂板座3-11和挂板 螺栓3-12是通过机械压合或粘接等方法将其两者固定在一起。
[0055] 作为本发明的一种优化方案，所述固定钢带18外侧紧贴外筒1内壁，内侧紧贴绝缘 垫片层19,且固定钢带18的壁厚不低于1mm;所述固定钢带18为冷社或热社钢板。
[0056] 作为本发明的一种优化方案，所述绝缘垫片层19采用高分子塑料材料模塑而成且 其厚度不低于1.5mm。
[0057] 作为本发明的一种优化方案，所述绝缘保溫层15的厚度大于20mm;所述绝缘保溫 层15的材料为硬质聚氨脂发泡材料，该材料具有硬质、不透性、不吸湿性等特性。
[0058] 本发明中的电热水器属于电器Π 类安全标准，挂板3、外筒1、固定钢带18和绝缘垫 片层19通过4组挂板座组件3-1连接紧固在一起，内胆2与外筒1之间的空间用绝缘塑料垫20 和绝缘保溫层15进行填充，电器控制部分的维修口 21用绝缘遮挡盖22遮住，并且外筒1和内 胆2之间严禁用导线连通。
[0059] 进水装置4中的进水接管6和内管7均由绝缘性能良好、强度高的断玻纤增强尼龙 注塑成型，引流分水器8和中间挡板9均由绝缘性能良好、耐高溫、柔软的娃橡胶压制成型， 螺钉10为具有防腐性能的螺钉。进水接管6与内管7通过自身设有的螺纹进行连接，内管7与 / ,\2 引流分水器8通过螺钉10进行连接，并且图中尺寸L与d满足公式L> 220 ^ (rw)的要求， 中间挡板9套在内管7上，中间挡板9位于引流分水器纳任意的两个环形筋片8-1之间，冷水 从进水接管6底部的进水口进入进水装置4中，由下往上流动通过内管7顶部侧壁设有的4个 通孔8-2流出，然后在进水接管6和内管7外侧与引流分水器8内侧形成的流体通道向下流 动，实现了水流动方向的改变，与此同时，引流分水器8内部的环形筋片8-1和中间挡板9形 成的回形通道使得水呈层流流动，增加了水流动的阻力与路径，降低了流体流动的速度。
[0060] 该发明采用双重绝缘，没有接地要求，提高了安全程度，可用于与人体皮肤直接接 触;并且通过水电阻限制进水口的泄漏电流小于2.5mA，保证了使用者的生命安全;另外，进 水装置4是通过各种绝缘结构组合而成，改变了进水流体的流动方向，增大了流体流动的阻 力，降低流体流动的速度，使得流体在内胆内呈层流状态，提高了内胆内水溫的稳定性与电 热水器的热水输出功率。
[0061] W上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，包括外筒（1)、内胆(2)、位 于外筒（1)外壁的挂板(3)、进水装置(4)和出水装置(5)，其特征在于:所述进水装置(4)中 的进水接管(6)、内管(7)、引流分水器(8)和中间挡板(9)均绝缘，内管(7)分别与进水接管 (6)和引流分水器(8)采用活动连接，所述引流分水器(8)呈"罩"状，引流分水器(8)内部由 上至下设有多组环形筋片(8-1)，所述环形筋片(8-1)-侧与引流分水器(8)内侧壁固定，另 一侧向上倾斜，环形筋片(8-1)与引流分水器(8)侧壁角度为α<90°，且中间挡板(9)位于任 意两个环形筋片(8-1)之间； 中间挡板(9)位于引流分水器(8)内并套在内管(7)上;所述内管(7)顶部侧壁上设有通 孔(7-1)，通孔(7-1)有多个;所述进水接管(6)与内管⑴连接后的长度L和内管⑴孔径d应 满足如下公式的要求：所述进水装置(4)与内胆(2)连接处设有绝缘密封垫（13)，进水接管(6)外侧壁设有套 筒（12)并与绝缘密封垫（13)相连接； 所述出水装置(5)包括出水接管（16)和取水管（17)，所述取水管（17)顶端靠近内胆(2) 最高点，下端与出水接管（16)相连，所述出水装置（5)与内胆（2)连接处设有绝缘密封垫 (13)，出水接管（16)外侧壁设有套筒(12)并与绝缘密封垫(13)相连接； 所述进水装置(4)和出水装置(5)与内胆(2)接触的外侧壁上套有绝缘装饰盘(14); 所述挂板(3)与外筒（1)相连接，并与外筒（1)和内胆(2)之间设有的固定钢带（18)和绝 缘垫片层（19)相连接;外筒（1)与内胆(2)之间填充有绝缘塑料垫(20)和绝缘保温层（15)， 所述绝缘保温层(15)外侧包裹有耐高温绝缘塑料袋； 所述外筒（1)与内胆(2)之间无导线连通，内胆（1)与带漏电保护功能的电源线中黄绿 地线可靠连接； 所述外筒（1)上设有维修口（21 )，所述维修口设有绝缘遮挡盖(22)。2. 根据权利要求1所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其 特征在于:进水接管(6)顶端与内管(7)底部采用螺纹进行连接，内管(7)顶部与引流分水器 (8)顶部采用螺钉(10)进行连接，引流分水器(8-1)顶部设有圆柱孔(8-2)，所述螺钉(10)由 引流分水器(8)的圆柱孔(8-2)插入至内管(7)中将引流分水器(8)与内管(7)固定。3. 根据权利要求2所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其 特征在于:所述挂板(3)与外筒（1)、固定钢带（18)、绝缘垫片层（19)通过挂板座组件(3-1) 相连接。4. 根据权利要求3所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其 特征在于:所述挂板座组件(3-1)包括挂板座(3-11)和挂板螺栓(3-12)。5. 根据权利要求4所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其 特征在于:所述固定钢带（18)外侧紧贴外筒（1)内壁，内侧紧贴绝缘垫片层（19)，且固定钢 带（18)的壁厚不低于1_。6. 根据权利要求5所述的一种防止人体触电伤亡且具有高热输出功率的电热水器，其 特征在于:所述绝缘保温层(15)的厚度大于20mm。
【文档编号】F24H1/20GK105928195SQ201610437048
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】陶放
【申请人】成都前锋电子有限责任公司