專利名稱：通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器。
目前市面上現有的電熱水器，絕大多數的結構是在容器內安置多種形式的電熱元件構成，其加熱原理是將電能轉換成熱能然后向冷水進行熱傳導獲得加熱。這種傳統(tǒng)產品的熱效率低、加熱速度慢、整體結構大、占用空間多、生產造價高、電熱元件容易損壞漏電，安全得不到保障，更不能對流動的自來水進行強電滅菌與重復磁化，無法滿足人們即開即用節(jié)能方便的使用愿望。本人于1996年11月16日向國家專利局申請的第一項實用新型專利名稱保安即熱電熱水器，專利號為ZL96245239.4及1998年5月7日申請的第二項實用新型專利名稱電磁化滅菌管流自來水速熱器，專利號ZL98213361.8。這兩項實用新型專利雖然經實際使用都能展現出優(yōu)于傳統(tǒng)產品的各種性能和使用效果，也未出現過任何安全事故，但由于該兩項專利技術都是以接在電熱器兩端管接頭上的多層相聯且開有通水孔的泄漏電壓吸收裝置與地連接來吸收從內電極零電位隔電板周邊通水孔中流出尚未被完全回零的20伏左右的漏電壓，雖然在接地良好的情況下出水端漏電壓為零，但由于內電極進出水端與接地極之間存在20伏左右的漏電壓，造成裝有漏電斷路器的用戶安裝使用時出現漏電斷路器動作而無法使用，使該兩項專利技術還存在著適應范圍不廣泛，使用安全還得不到確切保障的弊病。而且電熱器的結構和控制器的設置也還不能適應國際通用的電源電壓，在實際使用中，用雙向可控硅元件作電熱器的功率調節(jié)元件時，連接在可控硅元件上的散熱器吸收元件工作時產生的相當50瓦功率的熱量又無功儲存和耗散到周圍空間浪費掉，使能源得不到充分利用，實際熱效率達不到98％，節(jié)能效果達不到極佳。
本實用新型的目的是提供一種通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器。它不但可保持上述兩項實用新型專利的各種優(yōu)越性能和特點，還可解決了上述兩項專利在實際應用中熱能得不到充分利用和不能在有漏電斷路器的電源裝置使用的問題，并能適應國際國內及城鄉(xiāng)通用的各種電源電壓和自來水壓，能充分提高其熱效率，成為一種通用性永久性節(jié)能型的保健安全即熱電熱水器，使之使用范圍更廣泛、效果更佳。
本實用新型的目的是這樣實現的這種通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器，由絕緣外筒、內外金屬電極、水電分離裝置、功控集成元件、金屬管牙接頭組成。它是在絕緣外筒內套裝有兩個相互間隔絕緣的非導磁金屬筒外電極，位于非導磁金屬筒外電極軸線上且與非導磁金屬筒外電極內壁有一定間隙的金屬筒內電極，其兩端固定連接在安置多片相互交錯開有通水孔且相間有同等間距并保持良好連接的水電分離器總成上，兩個水電分離器總成又固定在與兩個外電極相間隔絕緣的絕緣外筒內，內電極的內筒裝有一個圓柱堵頭，靠近與水電分離器總成相連接的內電極兩端位置分別每頭開有兩個相對稱的長形通水口，整個內電極圓周上的四個長形通水口均與內外電極之間的間隙空間和連接在內電極兩端的水電分離器相互交錯開孔的水通道相通，絕緣外筒的一端與安置有水電分離裝置的金屬管牙接頭相連接，另一端與絕緣材料制作的絕緣三通的直通端相連接，三通的一另直通端又與另一個內筒和端頭分別間隔固定連接有一個水電分離器總成和安置有水電分離裝置的金屬管牙接頭的絕緣外筒組件相連接，兩端頭的金屬管牙接頭之間又用兩根導電金屬片對稱緊貼絕緣外筒連接，使之成為外部是絕緣材料兩端有金屬管牙接頭的電熱器主體，然后在絕緣外筒預先鉆好的四個孔中，在與各孔相對應的兩個外電極、一個與內電極相連接的水電分離器總成和獨立固定在另一個絕緣外筒內的水電分離器總成的金屬圓周面上，各焊接一顆金屬螺紋接線柱，兩顆焊在水電分離器總成之上的接線柱用導線相連接，再將功控集成元件總成加活性密封材料旋入絕緣三通內就成為一個完整的通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器。
本實用新型由于只需在絕緣外筒內套裝內外電極、水電分離器、功控集成無件和金屬管牙接頭，使用時直接跟自來水管相連接，所以，結構獨特簡單體積小、造價低、使用安全可靠又節(jié)能方便。由于自來水是從內外電極的間隙空間中流過，供給它的交變電壓經內外電極和自來水形成一個閉合的回路，內電極變成一根載流導體，根據電工原理載流導體周圍產生電磁場。由于外電極是用非導磁金屬材料制作，所以，內電極產生的交變電磁場全部密集重復作用在經內外電極間隙空間中流通加熱的自來水，根據人民衛(wèi)生出版社1996年6月第1版第2次印刷出版的由陳植、周萬松、胡梅村編著的《磁療法》一書第283頁中所述實驗說明磁處理水中的溶解氧較多，可能成為磁處理水可以治療某些疾病與有益于某些動植物生長的因素之一。第288頁第4行所述國內關于磁處理水對免疫功能影響的研究表明，磁處理水可以提高免疫功能。第136頁倒數第9行所述磁場不僅有抑菌效應，尚具殺滅細菌效應。第119頁倒數第7行所述然而隨著科學的進步，人們又發(fā)現高于地磁場的適量磁場可以用于保健、治病，可以增加動物的體重、體力，可以使農作物發(fā)芽早、收獲量大。以及根據中國發(fā)明協(xié)會主辦發(fā)行的《發(fā)明與革新》科技期刊雜志1997年第7期第14頁李莉著編的《磁化水可以更神》載文中概述重復磁化水不僅對人體和其它動物飲用有益健康，在現代農業(yè)上的運用將有促進作物發(fā)芽、生長、縮短生長周期，提高產量和經濟效益的作用，也有免除水垢的作用等。說明重復磁化的增溫活性水能為人類的健康和農業(yè)的發(fā)展作出不可估量的有益作用。由于自來水是從作為通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器的內外電極間隙空間中流過，內外電極間的電壓全部作用于在其兩電極間流動的自來水，絕緣外筒又起到較好的隔熱作用，加上本電熱器功控集成元件的散熱裝置又安置在電熱器內的冷水通道中，以往散熱器的無功損耗又變成有功損耗，所以，本電熱器的無功損耗極小，熱效率可高于98％，因而能實現高效增溫、高效滅菌、優(yōu)質磁化即開即用和節(jié)能方便的使用效果。由于本電熱器除外筒和三通用絕緣材料制作外，不包括功控集成元件的其余所有零部件均用優(yōu)質不銹鋼材料制作，加上自來水經本電熱器加熱后又有免除水垢的作用，所以，其原理結構和選材均能保證本電熱器長期永久正常使用。另外，由于其跟金屬自來水管系統(tǒng)相連接，可滿足接地的要求，如在本電熱器的管接頭上又接一根專用接地線，它就更能保證在任何情況下電熱器的進出水兩端漏電壓均保持零伏，確保了使用的絕對安全。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及附圖給出。


圖1是根據本實用新型提出的通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器的具體結構的縱向剖面圖。圖2是為實現本實用新型的目的而配置的電氣控制原理圖。
如圖(1)所示，該通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器，由絕緣外筒(1)和(2)，金屬外電極(3)和(4)，內電極(5)，絕緣三通(6)，水電分離器(9)和(10)，功控集成元件(22)和金屬管牙接頭(21)組成。它是在絕緣外筒(1)內套裝有兩個相互間隔絕緣的非導磁金屬筒外電極(3)和(4)，位于非導磁金屬筒外電極軸線上且與兩個外電極內壁有間隙，其兩端各分別連接有一個接零水電分離器總成(9)的金屬筒內電極總成(5)，內電極總成(5)以連接在其兩端的水電分離器總成(9)固定連接在與兩個外電極(3)和(4)相間隔絕緣的絕緣外筒(1)內，內電極(5)筒內裝有一個圓柱堵頭(16)，靠近連接在其兩端的接零水電分離器總成(9)之處分別開有相互對稱的兩個長形通水口(7)和(8)，內電極圓周上的四個通水口均與內外電極之間的間隙空間和連接在內電極兩端的接零水電分離器總成(9)中的相互交錯開有通水孔、且片與片之間有相同間距的水通道相通。絕緣外筒(1)上開有三個分別與外電極(3)、(4)和內電極總成(5)相通的通孔(11)、(12)和(13)，三個通孔所連接的電極上又分別焊上金屬螺紋接線柱(17)、(18)和(19)，在相近接線柱(19)的絕緣外筒(1)一端與可連接功控集成元件(22)的絕緣三通(6)相連接，絕緣三通(6)的另一直通端又與套裝有一個接零水電分離器總成(9)和在金屬管牙接頭(21)上鑲有接地水電分離器(10)組成的絕緣外筒(2)組件相連接，絕緣外筒(2)上開有一個與接零水電分離器總成(9)相通的通孔(14)，在通孔(14)所連接的總成(9)上焊一顆金屬螺紋接線柱(20)，在絕緣外筒(1)的另一端連接一個鑲有接地水電分離器(10)的金屬管牙接頭(21)，兩個管接頭(21)之間用導電金屬片相連接，接線柱(19)與(20)之間用導線相連接，功控集成元件(22)與絕緣三通(6)的孔(15)用活性密封材料配合螺紋連接。
實現本實用新型的最好方式由如下幾個內容組成。
1、電熱器整體所用的材料除外筒(1)、(2)和三通(6)選用絕緣材料外，不包括功控集成元件的其余零部件均用優(yōu)質不銹鋼材料制作，由于不銹鋼材料具有非導磁性能和防銹防腐性能，所以能確保本電熱器長久性提供高效優(yōu)質磁化水的作用和防結水垢作用。
2、電熱器必須設置有兩個外電極，使用時兩個外電極通過接線柱和引線與一個隔離開關相連接，使用220V電源時隔離開關處于斷開位置，由一個外電極與內電極單獨工作；使用110V電源時，隔離開關處于接通位置，由兩個外電極同時與內電極工作。
3、接線柱(19)和(20)必須用導線或金屬片相連接，以保證絕緣三通(6)內的功控集成元件工作時散熱片存在的電壓能通過低溫自來水與兩端零電位的水電分離器構成回路，防止與接地極成回路引起電源的漏電斷路器動作而不能正常使用。
4、電熱器兩端的金屬管牙接頭必須與金屬自來水管系統(tǒng)有良好的與地連接，有專用接地線的電源線路還要與專用接地線相連接，只有這樣的連接才能保證內外電極電源相位接錯時能使漏電斷路器動作斷電和無漏電斷路裝置時不致使進出水兩端有漏電壓輸出，避免因用戶接線錯誤和零線斷路而引發(fā)的意外安全事故。
5、為確保功控集成元件和其它安全保護控制元件能適應國際上通用的各種電源電壓，電熱器的控制線路如圖2所示，設置有國際通用的AC/DC電源變換模塊MAX612或其它類似功能元件，其功能是輸入端輸入交流電壓在90V～264V范圍內，輸出端均可保證恒定提供某一個直流電壓值，以保證該控制線路的正常工作。
6、零線保持良好的連接是本實用新型專利安全和正常使用的支柱，所以，在圖2電氣原理圖中零線不允許通過任何有觸點的開關相連接。
7、為確保使用的絕對安全，圖2電氣原理圖中還設置有零壓保護裝置，由固態(tài)繼電器AC-SSR和雙向可控硅元件KS完成。電源相位和接地檢測保護裝置，由接地指示燈EL，光敏電阻RG、555時基集成塊及繼電器J組成的電路完成。過載和漏電保護裝置，由漏電斷路器DZ47LE完成。在本電氣原理圖中，電源零線斷路沒有電壓輸入時，AC/DC電源變換模塊MAX612沒有12V直流電壓輸出，AC-SSR和KS無觸發(fā)電壓而關閉，達到雙重零壓保護目的。電源相位接錯和接地不良時，感應式接地指示燈EL不亮，光敏電阻RG呈高阻值狀態(tài)，555元件第2、6腳電壓低，第3腳為高電平，J吸合，其常閉觸點斷開AC-SSR與KS的控制電源使之不觸發(fā)導通，達到電源相位接錯和接地不良時的雙重安全保護目的。電路由于過載和某種意外漏觸電情況發(fā)生時，DZ47LE動作斷開總電源，實現使用絕對安全可靠的目的。
8、安裝使用時，電控部分按圖2連接，電熱器部分則以裝有功控集成元件的一端與金屬自來水管系統(tǒng)相連接，另一端與噴水花灑頭軟管相連接，且必須進水端朝上，出水端朝下垂直或小于60°斜角安裝，噴水花灑頭的最高定位一定與電熱器出水端有一定的水位落差，這樣才不使電熱器內部有儲水現象而方便使用時只操作通水閥的開與關和調節(jié)水流量大小來實現自動啟動和停止電熱器的工作及水溫調節(jié)，不必頻繁操作電氣控制電路上的開關元件，達到安全、節(jié)能和方便使用的目的。
權利要求1.一種通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器，由絕緣外筒、金屬電極、絕緣三通、水電分離器，功控集成元件和金屬管牙接頭組成，其特征在于在絕緣外筒(1)內套裝有兩個相互間隔絕緣的非導磁金屬筒外電極(3)和(4)，位于兩個非導磁金屬筒外電極軸線上且與兩個外電極內壁有間隙、其兩端各分別連接有一個接零水電分離器總成(9)的金屬筒內電極總成(5)，內電極總成(5)以連接在其兩端的接零水電分離器總成(9)固定連接在與兩個外電極(3)和(4)相間隔絕緣的外筒(1)內，內電極(5)筒內裝有一個園柱堵頭(16)，靠近連接在其兩端的接零水電分離器總成(9)之處分別開有相互對稱的兩個通水口(7)和(8)，內電極園周上的四個通水口均與內外電極之間的間隙空間、和連接在內電極兩端的接零水電分離器總成(9)中的相互交錯開有通水孔、且片與片之間有相同間距的水通道相通，絕緣外筒(1)上開有三個分別與外電極(3)、(4)和內電極總成(5)相通的通孔(11)、(12)和(13)，三個通孔所連接的電極上又分別焊上金屬螺紋接線柱(17)、(18)和(19)，在相近接線柱(19)的絕緣外筒(1)一端與可連接功控集成元件(22)的絕緣三通(6)相連接，絕緣三通(6)的另一直通端又與套裝有一個接零水電分離器總成(9)和在金屬管牙接頭(21)上鑲有接地水電分離器(10)組成的絕緣外筒(2)組件相連接，絕緣外筒(2)上開有一個與接零水電分離器總成(9)相通的通孔(14)，在通孔(14)所連接的總成(9)上焊一顆金屬螺紋接線柱(20)，在絕緣外筒(1)的另一端連接一個鑲有接地水電分離器(10)的金屬管牙接頭(21)，兩個管接頭(21)之間用導電金屬片相連接，接線柱(19)與(20)之間用導線相連接，功控集成元件(22)與絕緣三通(6)的孔(15)用活性密封材料配合螺紋連接。
2.根據權利要求1所述的通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器，其特征在于安裝在絕緣外筒(1)(2)內，與內電極(5)兩端相連接的接零水電分離器總成(9)和鑲在金屬管牙接頭(21)內的接地水電分離器(10)，分別設置有多片導電材料制作并相互交錯開有通水孔和片與片之間保持同等間距又與底座連接成一導電體的水電分離裝置(9)和(10)。
3.根據權利要求1所述的通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器，其特征在于在絕緣外筒(1)和(2)的間隔中間連接有一個三通接頭(6)，在三通接頭(6)的內螺紋通孔(15)內用螺紋連接安裝有一個特制的具有變壓、觸發(fā)、散熱功能元件及螺紋外殼和引線腳結合一體的功控集成元件總成(22)。
專利摘要一種通用永久節(jié)能型保安即熱電熱水器,由絕緣外筒、金屬電極、水電分離裝置、功控集成元件和金屬管牙接頭組成。其特征是在絕緣外筒內套裝非導磁金屬內外電極,在內電極的兩端連接有水電分離裝置,并通過水電分離裝置固定在與外電極兩端有間隔絕緣的絕緣外筒內,絕緣外筒的冷水端中間還連接有一個絕緣三通,絕緣三通內連接有一個功控集成元件總成,絕緣外筒的兩終端由設置有水電分離裝置的金屬管螺紋接頭封裝,絕緣外筒上有與內外電極相通的金屬螺紋接線柱。
文檔編號F24H1/14GK2391128SQ9924647
公開日2000年8月9日 申請日期1999年10月23日 優(yōu)先權日1999年10月23日
發(fā)明者覃建明 申請人:覃建明