一種超音頻感應電熱水器的製作方法

2023-08-02 15:44:51 1

專利名稱：一種超音頻感應電熱水器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種家用或工業用電加熱式熱水器，具體是指一種超音頻感應即熱式電熱水器。
背景技術：
目前市面銷售的電熱水器種類繁多，結構也有很大差異，但大致可分為jt水式和即熱式兩種。而熱水器中採用的加熱元件一般為電熱板或電熱管，其核心為電阻絲髮熱元件。實際上電阻絲的電一熱轉換效率很低，大
約只有65%，加之熱量還要再經氧化物絕緣材料和管狀或板狀金屬外殼傳導至水，因此導致熱水器總的加熱效率更低。
另外，電熱管和電熱板屬易損件，使用壽命短。根據使用經驗，電熱管和電熱板損壞的原因有很大比例的是因電熱管殼和電熱板殼破損進水或電阻絲接殼而漏電所至，雖然有的電熱水器在其電源迴路中設置了漏電保護裝置，但並不能從根本上避免漏電而引發安全事故。

實用新型內容
本實用新型目的在於克服現有電熱水器加熱效率低、加熱原件易損壞的缺點，提供一種加熱效率高、節能省電且水電完全隔離徹底杜絕漏電現象的超音頻感應電熱水器。
為實現上述目的，本實用新型採取的技術方案為
提供一種電熱水器，其採用超音頻電流感應加熱方式加熱，具體包括殼體和位於殼體內的加熱裝置。所述加熱裝置包括用於水流通的鐵磁性金屬管路或容器，金屬管路或容器在靠入水口的前段部分位於預熱區內，而靠出水口的後段部分管路或容器外部均勻纏繞有感應線圈；所述預熱區設置有用於對市電整流濾波的整流功率器件和與其連接的逆變功率器件，所述逆變功率器件輸入端與用於產生脈衝信號的控制電路板連接，輸出端連接感應線圈。
一種具體的方案為所述逆變功率器件採用絕緣柵雙極型功率管組成的IGBT模塊，該模塊具體包括功率管V5、 V6，功率管V5、 V6柵極與設置於控制電路板上的脈衝發生電路連接，V5發射極與V6集電極相連並與感應線圈一端連接，感應線圈另一端分別通過電容C3、 C4連接功率管V5集電極和功率管V6發射極，功率管V5集電極、V6發射極分別連接整流功率器件"+ ""一"兩輸出端。
進一步的所述金屬管路或容器與感應線圈之間設置有高強度絕緣隔熱層。
更進一步的，所述金屬管路或容器出水口處設置受水流量控制的起保護作用的繼電器，該繼電器與控制電路板連接。
本實用新型所述熱水器加熱段採用超音頻電感應線圈和鐵磁性金屬水管配合，當感應線圈通入超音頻電流後在鐵磁性水管內部產生渦流而使水管發熱，由於水管直接接觸水，加熱效率很高；再者預熱區內整流、逆變功率器件緊貼在散熱器表面，水管通過散熱器內部，整流、逆變功率器件工作時產生的熱量直接預熱進水口的冷水，使熱能得到充分利用；同時在鐵磁性水管表面還設置絕緣隔熱層，徹底消除漏電隱患，且降低了熱量損耗，使用安全可靠。
本實用新型無需設置貯水箱，具有體積小、重量輕、安裝方便、即開即用的特點。


圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖；圖2是本實用新型加熱段剖面示意圖；圖3是本實用新型實施例一的電原理圖；圖4是本實用新型實施例二的結構示意圖；圖5是本實用新型實施例二的電原理圖。
具體實施方式
為了便於本領域技術人員理解，
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
如圖1 3為本實用新型實施例一圖示，該實施例包括鐵磁性金屬管路7，該金屬管7的前段部分位於預熱區內，後段部分均勻纏繞有感應線圈8。金屬管路或容器7與感應線圈8之間設置有高強度絕緣隔熱層11。所述預熱區設置一散熱裝置5、整流功率器件2和與其連接的逆變功率器件3，整流功率器件2和逆變功率器件3緊貼散熱裝置5外表面，進水口的冷水流經散熱裝置5內部。在管路7上預熱區和纏繞有感應線圈8的加熱段之間設有流量調節閥19。所述逆變功率器件3輸入端與控制電路板1連接，輸出端連接感應線圈8。金屬管路7出水口 10處設置流量繼電器9，該流量繼電器與控制電路板1連接。如圖2，所述整流功率器件2採用通常的橋式整流電容濾波方式，包括整流管V1-V4，電容C1、 C2;所述逆變功率器件3包括功率管V5、 V6，功率管V5、 V6柵極與脈衝發生電路連接，V5發射極與V6集電極相連並與感應線圈8 (L) —端連接，感應線圈8另一端分別通過電容C3、 C4連接功率管V5集電極和功率管V6發射極，功率管V5集電極、V6發射極分別連接整流功率器件2的"+ "、"一"兩輸出端。
本實施例工作原理為自來水由進水口6進入，在預熱區5被整流、逆變功率器件工作時產生的熱量預熱，流經7和8構成的快速加熱段被快速加熱。所述控制電路板l產生逆變功率器件工作所需的觸發脈衝，超音頻逆變功率器件3將整流、濾波後的直流電進行斬波，變成超音頻電流，通過串聯電容和超音頻感應線圈8產生電壓諧振。由於線圈8內通過超音頻電流，鐵磁性金屬管被磁化而產生渦流，且鐵磁性金屬管7存在磁滯損耗和渦流損耗，而磁滯損耗和渦流損耗是以熱能形式散發的，因而鐵磁性金屬管7內部會急劇發熱，管內水流也被快速加熱。在這裡，磁滯損耗的大小與電流的頻率成正比，與磁感應強度的幅值的平方成正比；同樣渦流損耗的大小與電流頻率的平方成正比，與磁感應強度的幅值的平方成正比。因此可以通過一電位器來改變控制電路板1發出的脈衝信號的寬度調節線圈內的電流的佔空比(PWM調節)進而調節磁感應強度的幅值，達到控制加熱速度、調節熱水溫度的目的。圖中調節流量調節閥19可調節熱水的流量。
控制電路板1同時通過流量繼電器9對熱水器缺水或其它故障等進行安全保護控制。流量繼電器9與於，水管內有一受水流控制的檔板，檔板另一端為一槓桿，槓桿用於驅動繼電器9，只有水流達到一定流量時檔板槓桿才能驅動微型繼電器9動作，為控制電路板l使能信號提供通道。否則，使能信號被封鎖，控制電路板l無使能信號，逆變電路不工作，感應線圈不加熱。因此，該流量繼電器9能夠在熱水器內部水流量太小或缺水時，保護熱水器不至幹燒損壞。
本實施例中鐵磁性金屬管7前段部分也可直接用水冷散熱裝置5替代，冷水直接流經水冷散熱裝置5內部，預熱效果更好。
如圖4、 5為本實用新型實施例二圖示，該實施例為工業用大功率快速電加熱器，本實施例被加熱的介質可以是水或其它液體。其工作原理和組成類似於實施例一，不同的是工業上熱水器一般功
率較大，宜採用三相電加熱，因此整流器件也為三相；另該例中鐵磁性金屬管路後段設置成容器71，容器71底部到上側壁之間設置鐵磁性材質的液體流通管72，流通管上端設有吸收裝置，感應線圈8均勻纏繞在流通管外。液體在流通管內被加熱後自然向上流動進入容器71，此時容器底部液體則被自動吸入到流通管72的下端進口，再受熱後向上流動而流回容器，而容器下端冷液體又被自動吸入，如此循環，如圖中虛線箭頭所示。若被加熱容器較小，且容器是鐵磁性金屬材料製成，則可將超音頻感應線圈8直接繞在容器71表面，加熱效果會更佳。
因一般工業用液體加熱器所需功率較大,使用時需對線圈8通水冷卻，因此本實施例中超音頻感應線圈8採用中空的銅管繞制而成，內部可通水。
上所述僅為本實用新型較佳的實施方式，需要說明的是，在不脫離本實用新型構思前提下，任何顯而易見的替換和微小變化均屬於本實用新型保護範圍。
權利要求1、一種超音頻感應電熱水器，包括殼體和位於殼體內的加熱裝置，其特徵在於所述加熱裝置包括用於水流通的鐵磁性金屬管路或容器(7)、用於對市電整流濾波的整流功率器件(2)和與其連接的逆變功率器件(3)，所述逆變功率器件(3)輸入端與一用於產生脈衝信號的控制電路板(1)連接，輸出端連接感應線圈(8)；所述感應線圈(8)均勻纏繞於金屬管路或容器(7)後段部分。
2、 根據權利要求1所述的超音頻感應快速電熱水器，其特徵在於所述逆變功率器件(3)採用絕緣柵雙極型功率管組成的IGBT模塊。
3、 根據權利要求2所述的超音頻感應電熱水器，其特徵在於所述 IGBT模塊包括功率管V5、 V6，功率管V5、 V6柵極與設置於控制電路板(1) 上的脈衝發生電路連接，V5發射極與V6集電極相連並與感應線圈(8) — 端連接，感應線圈(8)另一端分別通過電容C3、 C4連接功率管V5集電 極和功率管V6發射極，功率管V5集電極、V6發射極還分別連接整流功率 器件(2)的+ 、一兩輸出端。
4、 根據權利要求2所述的超音頻感應電熱水器，其特徵在於在所 述金屬管路或容器(7)出水口處設置受水流量控制並起保護作用的繼電 器(9)，該繼電器與控制電路板(1)連接。
5、 根據權利要求4所述的超音頻感應電熱水器，其特徵在於所述 整流功率器件(2)、逆變功率器件(3)緊貼散熱裝置(5)外表面，金屬 管路或容器(7)前段部分位於散熱裝置(5)內。
6、 根據權利要求1至5中任一項中所述的超音頻感應電熱水器，其 特徵在於所述金屬管路或容器(7)與感應線圈(8)之間設置有高強度 絕緣隔熱層(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種超音頻感應電加熱式熱水器，包括殼體和位於殼體內的加熱裝置。所述加熱裝置包括用於水流通的鐵磁性金屬管路或容器，金屬管路或容器具有入水口的前段部分位於預熱區內，具有出水口的後段部分均勻纏繞有感應線圈；所述預熱區設置整流功率器件和逆變功率器件，所述逆變功率器件輸入端與一控制電路板連接，輸出端連接感應線圈。本實用新型採用超音頻電感應線圈和鐵磁性金屬水管配合，由於水管直接接觸水，加熱效率高；同時在超音頻感應線圈和鐵磁性金屬管之間設置高強度絕緣隔熱材料，保證熱水器在任何情況下不漏電，且降低了熱量損耗，使用更加安全可靠。
文檔編號F24H9/18GK201363874SQ20092005153
公開日2009年12月16日 申請日期2009年2月17日 優先權日2009年2月17日
發明者祝國清 申請人:祝國清