内置绝缘蜂窝芯管电热水器的制作方法

专利名称：内置绝缘蜂窝芯管电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三种内置绝缘蜂窝芯管电热水器，具体地说是对现 有防触电式电热水器及原始水箱式电热水器的改进。
背景技术：
一、现市售的电热水器，几乎是清一色的储水式(出口封闭、出口敞 开)电热水器。该种电热水器有几种防触电方式，而"防电墙"技术电热 水器的安全性达到了中国国家标准委员会正式颁布的电热水器新国家标 准。其实防电墙技术电热水器就是专利防触电式电热水器。它采用两根绝缘管管体内藏设置于内胆腔中，两根绝缘管的长度L应满足1>53一的 要求(r为管的内孔半径)，绝缘管的长度L满足上述要求，出水中所带 的漏电会被降至安全电压以下，这样就可以保证用自来水的水电阻作防 漏电隔离，从而可确保安全。本申请人认为该电热水器内置于胆中的进水衬管，阻拦了自来水 中所带的漏电，这就是该电热水器的第l堵"防电墙"，内置于胆中的出 热水衬管阻拦了电热水器自身造成的漏电及地线的逆向供电，这就是该 电热水器的第2堵"防电墙"。该电热水器的下端装有一金属混水阀，它的左侧与出热水管直接， 而右侧通过一个三通管与自来水管相接，当手触及该阀时，恰逢自来水 中带有危险漏电，无疑会发生触电事故。显然现有的"防电墙"电热水 器少了一堵"防电墙"。为了弥补这一缺陷，厂家将混水阀的外壳罩上了 一层绝缘物质。在湿热环境之中，久而久之，难免发生触电事故。采取 的另一种弥补措施是在该电热水器外设置了一根绝缘管再与自来水管相 接。这样就有可能带来许多不确定的因素，如随意性增加，而安全性不 易保证；绝缘管外置与用户不易配套，管接头增多。这两种弥补措施， 并非属于"防电墙"技术。实际上还不具有全方位"防电墙"。这就是该种电热器存在的第l个缺陷。该电热水器的出热水衬管的进水口要求接近胆内顶处，根据绝缘管
长度L应满足L>53r2的要求，垂直方向尺寸小的内胆，出水管的内径必然 会很小，出水就会少；该电热水器还要求进水衬管的出水口应该接近胆 内底处。否则就是设计的大忌。该电热水器设计了一种直管形进水管， 显然与此相悖。另外还设计了螺旋形、U形、M形、曲线形、方形进水 管，目的是增加进水管的长度。但该电热水设计的固定进水衬管用的进 水管，只适合直管形管和直管与套管结合形管，而上述的非直管形管根 本无法安装固定，实践证明亦是如此。这就是现有电热水器存在的第2 个缺陷。
该电热水器出水是靠进入内胆中的自来水压力压出来的，如果自来 水压力过低(一般在0.02Mpa)时，或遇停水，储满内胆中的水不会流出， 则无法使用。这完全是它自身的结构形式造成的。所以在自来水压力过 低和经常停水的地区不适用。该电热水器在第一次使用、长时间停用及 搬迁放水后再启用，必须待胆中水满出水后，方可接通电源，否则会发 生干烧现象。该电热水器有防干烧装置， 一般采用双金属片控制电源， 温度过高，双金属片跳开，切断电源，温度降低还会接通电源加热，会 如此循环往复下去。这就是现有热水器存在的第3个缺陷。这3个缺陷 就是本实用新型要解决的技术问题之一。
二、中国电热水器发展的初始阶段，有一种纯水箱式电热水器。现 已销声匿迹。它的最大缺点是1.只此一箱水，用尽则无；2.通电状态 下使用无安全保障。但也有可取之处，欲用即开，用罢即关，水温稳定， 老幼皆宜，节水节电，价格低廉。
现有电热水器可以供应超过自身容量一定量的热水，且使用安全。 如何使水箱式电热水器也可以供应超过自身容量一定量的热水及通电状 态下使用保障安全呢？这就是本实用新型要再解决的技术问题。
为了克服上述两种电热水器存在的缺陷，本申请人根据电热水器的 型别提出了共同解决和有针对性的设计构思采用绝缘蜂窝芯管，分别 内置于它们的内胆腔中。储水式电热水器，在其内胆中心增设一进自来水u形蜂窝芯管，管的进水口与自来水管相接，原直管套管结合形进水 管去掉，装上一出冷热水u形蜂窝芯管，管出水口与胆下端的混水阀右 连接管直接，处在内胆中的两根u形管，用一自身有孔的连接器与它们 的端口连接成为一体，水管即相通。进入u形管的自来水通过连接器的 小圆通孔射出，向内胆供水，同时流经出冷热水u形管向混水阀供冷水。
原直管衬管更为直管形蜂窝芯管，其下端与混水阀左连接管之间增装一
两位转芯阀，自来水压力正常时，通过此阀芯中的T形通道可使出热水 管与混水阀左连接管相通，当自来水压力过低或停水时，将阀芯左旋90G 角，大气从阀体左侧的通大气口经阀芯通道、出热水管内水道进入内胆 腔中，而混水阀左连接管被封堵。打开混水阀，胆中的热水从连接器的 小圆通孔进入出冷热水U形管道、阀右连接管进入其内。此时的出冷热 水U形管实际上起到了虹吸管的作用，而产生虹吸。
由于混水阀与自来水管分离开来，自来水中所带的漏电已被两根U 形管阻拦掉，所以其不会再带有危险漏电。由于出热水管与混水阀左连 接管之间增装了两位转芯阀，该电热水器又可作水箱式电热水器使用， 该电热水器具有了两型功能。由于增设了一进自来水U形管和易进水直 管与套管结合形管为出冷热水U形管，原固定水管的进水管对非直管形 管不适用，而改装为水管固定座后可适用于非直管形管的安装固定。
该电热水器的防干烧控制电路，是由固定在内胆底的信号电源正极、 胆内壁上部低于出热水管进水口的水位检测电极，温控器、集成电路、 继电器组成。继电器触点控制电热管电源线，胆内无水或水位低于水位 检测电极时，接通电源不会发生干烧现象。
本实用新型涉及的水箱式电热水器， 一种是由加热箱与储水箱组成 的组合型电热水器，另一种是单一箱体的水箱式电热水器。
组合型电热水器上部的加热箱内胆腔中心设置一泄水U形蜂窝芯 管，其下端装有一泄水断电信号检测装置，胆背上固定一低于U形管圆 弧底的水位限制电极，再向上固定一高于U形管上圆弧顶的水位上限电 极，胆内左侧固定一通大气管，胆顶上装有一进水电磁阀。两个电极从水中拾得的电信号有序地输至集成电路，由执行电器件的电磁阀完成注 水，温控器控制加热温度、电热管完成加热。加热箱内的热水是这样自 动泄入储水箱内的加热箱内水位升至水位限制电极时，信号电源正极 的电流通过导电的水传给了该电极，该电极将拾得的电信号输至集成电 路，电磁阀被断电，停止注水，继电器控制电热管加热，水温升至设定 温度时，温控器动片跳开，电热管停止加热，但电磁阀电源又被接通， 第二次注水，当水位接近U形管圆弧顶或超过时，倒置的U形管实则为 虹吸管，其管内充满了水，胆内又与大气相通为其产生虹吸现象创造了 条件，胆内水经U形管向储水箱内泄水，水泄至泄水断电信号检测装置 时，该装置拾得电信号，会使浸在水中的电热管双极断开。地线E断开、 电磁阀电源线断开，可确保安全。加热箱会按上述过程反复工作，直至 储水箱内水满。储水箱内胆后背由下而上依次固定住信号电源正极及三个水位检测 电极，外壳外下部固定住一只四位转换开关，水位电极的信号线经此转 换开关静触点与集成电路输入脚相接，转换开关的动片信号线与集成电 路控制继电器的输入脚相接。当四位转换开关设定在任一位置时(储水箱 的水位电极代表的容量略少于加热箱一次泄水量)，被设定的水位略超过 相对的水位检测电极，电极的电信号通过转换开关动片信号线输至集成 电路控制的继电器切断了电磁阀、加热管的工作电源，加热箱便停止工 作。加热箱与储水箱彼此隔离，经u形蜂窝芯管泄出的水中所带的漏电被其阻拦掉，与胆内水相接触的电器件的工作电源泄水时被断开，三种 防触电方式可保证该电热水器是一种安全型电热水器。水箱式电热水器，其容量有大小之分。其储水部分是作为整个热水 器一个部分。其实际上就是从组合型电热水器分离开来独立工作的加热 箱，其内部结构与加热箱完全相同，采用的控制电路与组合型电热水器 的控制电路的工作原理相同。其胆背上固定了两个水位检测电极及一个水位上限电极，u形出水管下端固定了一出水阀，胆下端装有一出水断电信号装置，该装置的结构是固定在内胆底下短圆筒下的活动支撑漏 斗下口内壁右侧镶嵌住一干簧管，出水阔绝缘板把罩上的圆盘上镶嵌住 一滞后干簧管90°角的长弧形磁铁。打开出水阀，其上的长弧形磁铁正 好与干簧管对正，干簧管闭合连通了输给集成电路控制继电器的输入脚 的电信号，关闭出水阀，电信号被断开，会自动补足消耗的水量，重新 加热。
上述三种电热水器加热胆内均内置蜂窝芯管，安全有了保障。该种 管可适用于任何尺寸的电热水器中。该管芯中的通孔数量可任意设计， 而达到出水量的设计要求。由于对现有储水式和原始水箱式电热水器的 改进，储水式电热水器具有了两型功能。而水箱式电热水器采用了自动 控制电路，具有了自动补水及防触电功能。所以尽快设计出经济实用安 全的技术方案，则是本实用新型要解决的根本问题。

实用新型内容
本实用新型要解决的是现有技术在储水式电热器中存在的自来水带 电致使混水阀亦带电、自来水压力过低或停水其箱内储水不能流出的技 术问题，原始水箱式电热水器存在的不能自动补水和安全无保障的技术 问题。
为了达到解决上述技术问题之目的，本实用新型的技术方案为它 们包括外壳、内胆、出水管、进水衬管和出水衬管，所述的进、出水衬 管管体内藏设置于内胆腔中，它们的特征是所述的进、出水衬管为绝 缘蜂窝芯管。两型防触电式电热水器胆内左边设置的出热水管为直管形 蜂窝芯管，此管下端部的外螺纹与两位转芯阀体上端口的管接头上的螺 帽配合固连，阀体下端口的管接头与混水阀左连接管端的螺帽配合固连。 此阀芯中有个侧立的T形通道，将出热水管与混水阀左连接管连通。胆 内中心设置一进自来水U形蜂窝芯管，胆内右边设置一出冷热水U形蜂 窝芯管，两U形管与水管固定座下端的平圆盘结合处的管壁上有个凸圆 盘，用螺母与凸圆盘下管壁上的外螺纹配合将它们固定，它们处在内胆 腔中的管端部有外螺纹，用连接器两端的螺帽将两管连接为一体，水道
9即相通。该连接器下部接近内胆底。进水u形管通过其下端管壁上的外 螺纹与铝塑管的螺帽配合固连再与自来水管相接，出冷热水u形管下端管壁上的外螺纹与混水阀右连接管端的螺帽配合固连。上述的蜂窝芯管的结构形式是直管形管上端进水口向下很短一段为空心管，空心管向 下为蜂窝芯管段。U形管下端有个凸圆盘的管段长，为蜂窝芯管段，此 管段上部变为半圆弧形的起始点直至短直管段末端均为空心管段。蜂窝 芯管段内芯中有数个小圆通孔。上述的两根u形管的连接器为u形，用不绣钢管制成，它的中段两侧及圆弧顶均有数个小圆通孔，其两端口翻有垂直管中心线的小圆边，两端各套一个不锈钢螺帽。自来水压力正常时，水从进水u形管下端进 水口进入，经其水道从u形连接器的小圆通孔射出，向胆内供水，打开混水阀，热水从出热水直管管道，流经两位转芯阀芯中通道，再经混水阀连接管进入混水阀内，由于出冷热水u形管与进自来水u形管连通， 混水阀所需混入的冷水经出冷热水u形管管道，混水阀右连接管进入混水阀内。当自来水压力过低或停水时，将混水阀芯左旋90。角，原来与出热水管下口对正的芯中直通道上口现与阀体左通大气口对正，大气从此 口进入经其芯中的垂直通道、出热水直管管道进入内胆腔中，而阀芯直 通道的下口被阀芯腔壁封堵，即混水阀左连接管被封堵。打开混水阀，胆内热水从u形连接器小圆通孔进入,流经出冷热水u形管管道、混水混右连接管管道进入混水阀内，为确保顺利进行，应关闭自来水节门。 该电热水器的防干烧控制电路与本实用新型采用的自动控制电路中的进 水加热温控支路完全相同，这里不再赘述。以上所述是本实用新型的两型防触电式电热水器所需达到的目的则 是依靠电热水器内部和外部结构的改进，就可具有两型功能、全方位"防电墙"。为了实现上述目的，本实用新型的设计构思是内胆中增设一进自来水u形蜂窝芯管，直接自来水管，从而使混水阀与自来水管分离开来，而混水阀与出冷热水的u形蜂窝芯管相接，混水阀所需混入的冷水 经出冷热水u形管将水中所带的漏电阻拦掉再行进入其内，其不再带有危险漏电，使现有电热水器又增加了一堵防电墙，从而具有了全方位"防 电墙"。更进水管为水管固定座，非直管形管亦可安装固定。因出热水直 管与混水阀左连接管之间增装了一两位转芯阀，在自来压力正常与非正 常时均可使用，从而达到了现有电热水具有两型功能之目的。
本实用新型要再解决的是原始技术在水箱式电热水器中存在的不能 自动补水和安全无保障的技术问题。该种电热水器的结构形式， 一种是 组合型防触电电热水器，另一种是具有自动补水及防触电功能水箱式电 热水器。
组合型电热水器的特征是它上部的加热箱内胆中左侧设置一通大 气管,中心设置一U形蜂窝芯管为泄水管，此管与水管固定座的凸圆盘结 合处的管壁上有个凸圆盘，用螺母与凸圆盘下端管壁上的外螺纹配合将 它固定，管下端装有泄水断电信号检测装置的绝缘螺母，螺母下端面右 侧有一垂直其中心线的凹槽，槽右侧端接近螺母边缘处有个与凹槽垂直 相通的小圆通孔，螺母的另一侧有个与凹槽相对的水平小圆通孔，用不 锈钢丝制成的泄水T形检测电极被固定在水平通孔、凹槽、垂直通孔中， 电极的垂丝处在U形蜂窝芯管芯的一孔中，电极的信号线与集成电路一 输入脚相接。胆顶上中部装有一进水电磁阀，阀下端的出水接头穿入圆 筒状防护罩底中心孔，阀上端的进水接头穿入罩盖中心孔，两端各用一 螺母与阀的接头配合被固定在罩内，防护罩通过其下端短圆筒内螺纹与 胆顶上凸圆口的外螺纹配合被固定在胆顶上，电磁阀在胆内的出水接头 上用一螺帽固定住一不锈钢导流管。胆后背下固定住信号电源正极，背
上部固定住一个低于U形管下圆弧底1.5倍该管外径处相持平的水位限 制电极，再向上固定住一个高出该管上圆弧顶一倍该管外径处相持平的 水位上限电极，胆外底中部有个与胆为一体的短圆筒，筒前侧左右各有 一个，后侧有一个定位柱，三个柱中心的连线成等边三角形。储水箱内 胆顶上中部有个凸起的喇叭口承座，座内卧一活动支撑漏斗，座的前侧 左右各有一个，后侧有一个定位套筒，三个套筒中心与三个定位柱中心 相对，彼此动配合。储水箱内胆后背由下而上依次固定住信号电源正极及三个水位检测电极，外壳外前下部固定住一只四位转换开关。具有自动补水及防触电功能水箱式电热水器，其特征是内胆、胆 顶上部结构及内部结构与组合型电热水器的加热箱完全相同，只是其体 积有大小之分。固定在胆内底中心的出水U形蜂窝芯管下端固定住一出 水阀，活动支撑漏斗套入胆底下的短圆筒，用自攻螺丝固定在该筒下， 出水断电信号装置的干簧管镶嵌在活动支撑漏斗下口内壁右侧，长弧形 磁铁镶嵌在出水阀绝缘板把罩上的圆盘边缘上，磁铁滞后干簧管90°角。 大容量水箱式电热水器内胆后背由下而上依次固定住信号电源正 极、两个水位检测电极及水位上限电极，水位上限电极所处高度高出U 形管上圆弧顶一倍该管外径处相持平。而小容量水箱式电热水器的后背上只固定了一个高出u形管上圆弧顶一倍该管外径处相持平的水位上限电极。水箱式电热水器采用的自动控制电路与组合型电热水器采用的自动 控制电路的工作原理相同。以下结合组合型电热水器、水箱式电热水器的结构及它们采用的自 动控制电路，叙述具体的工作过程。组合型防触电电热水器自动工作过程。1.进水加热温控工作过程接通电源水源，从附图4所示电路可看出，进水电磁阀F的工作线 圈一端与电源DC12V正极线经继电器J2.26触点相接，另一端与电源负 级经继电器J1.13触点相接，其得电工作，自来水注入加热箱胆内，当胆 内水位升至水位限制电极Td时，经导电的自来水与信号电源正极T0连 通，电信号经与串联的温控器RJ常闭触点dj输至集成电路MC输入端 脚2，经功放使接于输出脚15的继电器J1吸合工作，其触点J1.13触点 断开，电磁阀F工作线圈的负线被断开，便停止注水，而继电器J1.24 触点闭合，交流220V的N线连通电热管RL—端，其另一端经处于释 放状态的继电器J2.15触点与交流220V的L线连接，电热管RL开始加 执。2. 泄水断电告知工作过程前述"1"过程电热管RL加热至胆内水温升至设定温度时，温控器RJ的动片d与静触点J跳开，中断了水位限制电极Td的电信号，致使 继电器JI释放，其触点11.24断开电热管虹一端交流电>1线，停止加 热，但电磁阀F的负线又被继电器J1.13触点接通，第二次向胆内注水， 胆内水位升至U形泄水管上顶或超过时，因该管即为倒置的U形虹吸管， 管内充满了水，为该管产生虹吸现象创造了条件，胆内又与大气相通， 在大气压力作用下，水又具有粘合力，胆内的水即刻从U形管管道泄入 储水箱中，该管下端固定的泄水断电信号检测装置中的T形检测电极Tx 接触水，拾得了电信号，输至集成电路MC脚3，由于其输出端脚14与 继电器L占用的脚13并联，于是继电器L吸合工作，电热管RL—端通 过继电器J2.15触点的交流电的L线被断开，继电器Jl释放，电热管RL 另一端的交流电N线亦被断开，继电器J2.26触点断开，地线E被断开， 继电器J2.24触点闭合，经降压电阻R6降压的直流电输至集成电路MC 的脚l，断电指示发光二极管LED4发光以示地线断开，输出脚16与输 入脚2短接，集成电路MC的第二路被深度截止。由于继电器J2.13触 点闭合，接通了蜂鸣器FMQ与其并联的指示灯ZD， 二者另一端并接于 继电器J1.26触点，它们获得交流220V电， 一个鸣响， 一个发光，告知 电热管RL双极、电磁阀F正极线、地线E均被断开。3. 用水量选择工作过程所谓用水量选择是指欲用的水量，水位检测电极代表着一定的水量， 所以用水位进行叙述。人们洗浴用水一般在18-30L不等。该电热水器设 置了三个水位检测电极，采用一只四位转换开关shw，有0-3位静触点， O位与信号电源正极TO'相接，水位检测电极Tl-3依次与1、 2、 3位， 相接的信号线又依次与集成电路MC输入脚7-5相接，转换开关shw的 动片TZH用信号线与集成电路MC输入脚4相接。胆内的水泄尽时，前述的"2"过程即结束，泄水检测电极TX失去 了电信号，电路会重复"1'2"过程工作。而储水箱内水位已升至水位检测电极T1处，电极T1将电信号输至集成电路MC脚7，水位指示发光 二极管LED1发光，当重复进行的"1'2"过程结束，发光二极管LED2 发光，电路第三次重复"1'2"过程工作，又向储水箱内泄水，水泄尽时， 储水箱水位已升至水位检测T3处，电极T3将电信号输至集成电路MC 脚5，水位指示发光二极管LED3发亮，转换开关shw的动片TZH与静 触点3处在接触状态，电极T3的电信号亦被输至集成电路MC脚4，继 电器J2吸合，电路进入前述的"2"过程，只要储水箱内水位保持在电 极T3处，那么电路就保持在断电告知状态。所以，旋转四位转换开关旋 钮可以设定任一水位。
4.自动补水工作过程
打开出水阀，储水箱内水位下降至电极T3以下时，其电信号消失， 继电器J2释放，电路会恢复到前述的"L2"工作状态，第四次向储水箱 内补入整加热箱的热水，所以储水箱的容量设计时必须得多出1.5倍的 一个水位含量。如果经实践认为三个水位的水量已满足，可将四位转换 开关shw旋到O位，信号电源正极TO'信号经触点0、动片TZH的信号 线输至集成电路MC脚4，该电热水器就会处于断电告知状态。水用尽 亦不会再补水。所以，四位转换开关shw旋到任何水位处，电路都会按 上述过程进行工作。水源电源一经打开，箱内无水或遇停水，不会发生 干烧。断开电源则不会进水。
具有自动补水及防触电功能水箱式电热水器自动工作过程。 大容量水箱式电热器采用的控制电路与组合型电热水器采用的控制 电路的器件有所变动，原电路中的四位转换开关shw被去掉。其内胆后 背上固定住了两个水位检测电极Tl-2， 一个水位上限电极TY。电极TY 的信号线一条与集成电路MC脚5相接，另一条与温控器RJ的动片d 相接。温控器RJ的另一静触点J'用信号线与集成电MC脚4相接。该电 热水器采用的出水断电信号装置中的干簧管ghg —端与信号电源正极TO 相接，另一端与集成电路MC脚3相接。水位检测电极Tl-2依次与集成 电路的脚7.6相接。U形泄水管下端固定了一出水阀控制出水，所以该电热水器只具有两个自动工作过程1.进水加热温控(断电告知)过程；
2.自动补水工作过程。
小容量水箱式电热器采用的控制电路与大容量水箱式电热水器采用 的控制电路只有一处不同，因其无须水位显示，所以它内胆后背上部只
固定了一个水位上限电极TY。
而本实用新型所要达到的目的之二则是依靠电热水器的内部外部结 构的改进、采用了自动控制电路，则具有了自动补水及防触电功能，为 了实现上述目的，本实用新型的设计构思是，组合型电热水器是由上部 的加热箱与下部的储水箱组合而成，其加热箱内及单一的水箱式电热水 器内均内置一U型蜂窝芯管作为阻拦水中漏电的泄(出)水管，它们所采 用的自动控制电路，在水位检测电极(包括水位限制、上限电极)、泄水 断电信号检测装置(或出水断电信号装置)电信号有序控制下，由执行电 器件完成进水、加热、温控、断电告知及自动补水工作过程。它们的加 热箱后背上的水位上限电极其所处高度高于U型管圆弧顶，内胆中的通 大气管可使胆内与大气相通，这就为组合型电热水器加热箱的U形管泄 水、单一水箱式电热水器的U形管出水创造了条件，组合型电热水器采 用的自动控制电路在泄水断电信号检测装置的电信号控制下，水箱式电 热水器采用的自动控制电路在出水断电信号装置电信号的控制下，它们 的处在水中的电热管的双极、地线及电磁阀一端的工作电源线均被断开。 可确保安全。
组合型电热水器采用的防触电方式是1. U型蜂窝芯管对水中漏电 的阻拦;2.泄水时断开与水接触的电器件的电源线及地线；3.水电分离。 故它是一种安全型电热水器。
组合型电热水器具有自动补热水功能，所以供应的热水可远远超过 自身的容量。而水箱式电热水器同样亦可自动补水，但它与现有防触电 式电热水器一样补的是冷水。它采用两种防触电方式。从而达到了水箱 式电热水器具有自动补水及防触电功能之目的。
本实用新型的两型防触电式电热水器、组合型防触电电热水器、具有自动补水及防触电功能水箱式电热水器，均试制了样机，数月以来运 行正常。水箱式电热水器补入的虽是冷水，但在洗头、搓背、擦洗期间， 电热水器早已将水加热至设定温度，或相差无几，经实践证明并未低到 不可接受的程度。设计构思业已成为现实。


图1是本实用新型的两型防触电式电热水器的出热水直管形蜂窝芯管、进自来水u形蜂窝芯管、出冷热水u形蜂窝芯管及两位转芯阀结构形式剖面图；图2是本实用新型的组合型防触电电热水器结构形式示意图； 图3是本实用新型的具有自动补水及防触电功能水箱式电热水器的 结构形式示意图；图4是本实用新型的自动控制电路图。在图中，1、直管形蜂窝芯管；2、 U形蜂窝芯管；3、 U形蜂窝芯管； 4、 U形蜂窝芯管凸圆盘；5、水管固定座；6、螺母；7、 U形连接器；8、 U形连接器螺帽；9、 U形连接器小圆通孔；10、右连接管螺帽；11、右 连管；12、铝塑管螺帽；13、铝塑管；14、两位转芯阀；15、上端口 ；、 16、管接头螺帽；17、 T形通道；18、下端口； 19、左连接管螺帽；20、 左连接管；21、通大气口； 22、混水阀；23、扳把；24、(原)出水管； 25、(原)螺帽；26、蜂窝芯管断面图；27、两型电热水器内胆；28、两 型电热水器；29、加热箱内胆；30、储水箱内胆；31、组合型电热水器; 32、电器盒；33、绝缘螺母；34、 T形检测电极；35、通大气管；36、 电磁阀；37、防护罩；38、螺母；39、导流管；40、信号电源正极(T0); 41、水位限制电极(Td); 42、水位上限电极(Ty); 43、短圆筒；44、定 位柱；45、喇叭口承座；46、活动支撑漏斗；47、定位套筒；48、通大 气管；49、出水接头；50、信号电源正极(T0'); 51、水位检测电极(Tl-3); 52、电热管(RL); 53、温控器(RJ); 54、干簧管(ghg); 55、出水阀； 56、绝缘扳把罩；57、圆盘；58、长弧形磁铁；59、水箱式电热水器。
具体实施方式
参见图1，两型防触电式电热水器外壳用双点划线表示，用标记28代表。为了克服因自来水中带电致使混水阀亦带有危险电压、原固定水 管的进水管不能固定非直管形管、自来水压力过低或遇停水不能使用的 缺陷及防干烧装置在发生干烧时不能一次性彻底断开电热管电源线的缺陷，本实用新型的实施例之一的技术方案是在内胆27腔中左边的原出热水直管更换成直管形蜂窝芯管1，通过其下端凸圆盘下管壁上的外螺纹与螺帽25配合被固定在原出水管24上。此管下端通过两位转芯阀14 的上端口 15的管接头螺帽16配合固连，两位转芯阀14的下端口 18的 管接头通过混水阀22左连接管20端螺帽19固连。两位转芯阀14阀体 左中部有个通大气口21，其阀芯中有个侧立的T形通道17，自来水压力 正常时，T形通道17直通道上口与阀体上端口 15对正，即与直管l的 下端出水口对正，直通道下口与阀体下端口 18对正，即与左连接管20 上口对正。自来水压力过低或遇停水时，可左旋两位转芯阀14的阀芯 90°角，则T形通道17的直通道上口与阔体左中部的通大气口 21对正， T形通道17的垂直通道口与阀体上端口 15对正，大气会从通大气口 21、 T形通道17、直管1进入内胆27腔中。而T形通道17的直通道另一端 口被阀芯腔壁封堵，即左连接管20被封堵。内胆27腔中心的U形蜂窝芯管2为进自来水管，右边的U形蜂窝 芯管3为出冷热水管，处在内胆27腔中的两管端部有外螺纹，通过与U 形连接器7的两个螺帽8配合连接为一体。两U形管2.3下端与水管固 定座5下端结合处有个凸圆盘4，用螺母6与凸圆盘4下端管壁上的外 螺纹配合将它们固定。U形蜂窝芯管2下端通过铝塑管13的螺帽12配 合固连，铝塑管13另一端与自来水管相接。U形蜂窝芯管3下端通过混 水阀22右连接管11的螺帽10固连。U形连接器7用不锈钢管制成，其 中段两侧及圆弧顶部各有数个小圆通孔9，管两端翻有垂直其中心线的 小圆边并套有不锈钢螺母8，小圆通孔9的数量根据直管形蜂窝芯管1 的出水量确定。蜂窝芯管的结构为直管形蜂窝芯管1上进水口向下10mm处为空心管，如此设计是为进水方便，空心管以下均为蜂窝芯管。 U形蜂窝芯管2.3管下端有个凸圆盘4的长管段为蜂窝芯管段，由变为 半圆弧形直至短直管段末均为空心管段。蜂窝芯管芯的形状，如U形蜂 窝芯管3的断面图26所示。U形蜂窝芯管2芯中小圆通孔的数量应多于 直管形蜂窝芯管1芯中小圆通孔数量，因为前者不仅通过U形连接器7 向内胆27供水，还得保证通过U形蜂窝芯管3向混水阀22供应所需混 入的冷水。而U形蜂窝芯管3芯中的小圆通孔数量亦应多于直管蜂窝芯 管1小圆通孔数量，在自来水压力过低或遇停水时，其作为出热水管使 用，可以增加出水量。上述蜂窝芯管均用绝缘塑料注塑而成。为了保证 水流经蜂窝芯管后带有的漏电被降为安全电压12V以下，可根据电阻定 律计算公式R一^进行推导以一个小圆通孔为准计算出小圆通孔的长度L及孔径。小通圆孔的数量根据设计要求的出水量确定。两型防触电式电热水器28采用的防干烧控制电路，就是组合型防触 电电热水器31采用的自动控制电路中的进水加热温控支路。如图4中所 示。采用上述技术方案实施后，现有防触电式电热水器存在的缺陷己被 全部克服。参见图2，整个组合型防触电电热水器用标记31代表。本实用新型 的实施例之二的技术方案是为使用者适合淋浴的水温35-38C设计的。 其额定压力为ON/cm 所以不存在可能发生的爆炸问题。加热箱内胆29、 储水箱内胆30均用工程塑料注塑而成。内胆29底下的短圆筒43、三个 定位柱44与内胆29连为一体；内胆30顶上的喇叭口承座45、三个定 位套筒47与内胆30连为一体，分别与内胆29、 30—同注塑而成。而活 动支撑漏斗46、内胆29顶上的防护罩37、泄水断电信号检测装置中的 绝缘螺母33、另用模具注塑而成。内胆29腔中的U形蜂窝芯管3为泄水管，用螺母6与其下端管壁 上的外螺纹配合将其固定在水管固定座5上。泄水断电信号检测装置的 绝缘螺母33固定在U形蜂窝芯管3的下端。绝缘螺母33下端凹槽深3mm，宽1.2mm，与凹槽相对的螺母33另一侧的水平小圆通孔，孔径为 1.2mm，凹槽右侧螺母33边缘处垂直小圆通孔，孔径为1.2mm。 T形检 测电极(Tx)34用01mm不锈钢丝制成，其被固定在绝缘螺母33的水平 小圆通孔、凹槽、垂直小圆通孔中，其垂丝高度为20mm，进入U形蜂 窝芯管3芯中的一个孔中。进水电磁阀36下端有个出水接头，上端有个 进水接头，其下端穿入圆筒状防护罩37下底中心孔中，上端套上防护罩 37的中心有孔的圆盖，用两个螺母38分别与电磁阀36上下端的接头配 合将其固定在防护罩37中，其下端的出水接头上用螺帽固定住一不锈钢 导流管39，防护罩37下端短圆筒内壁有螺纹，通过与内胆29顶上凸圆口 上的外螺纹配合将电磁阀36固定在内胆29顶上。为了确保安全，电磁 阀36工作线圈工作电压为DC12V。内胆29后背下的信号电源正极(To)40、上部的水位限制电极 (Td)41、水位上限电极(Ty)42、均为不锈钢螺钉螺母。水位限制电极 (Td)41低于U形蜂窝芯管3下圆弧底1.5倍该管外径处相持平，水位上 限电极(Ty)42高于U形蜂窝芯管3 —倍该管外径处相持平。电热管 (RL)52水平高度在内胆29底之上50mm处，温控器(RJ)53的感温棒处 在导流管39出水口之下。内胆30后背而下而上依次固定的信号电源正极(To，)50、三个水位 检测电极(Tl-3)51，均为不锈钢螺钉螺母。三个水位检测电极(Tl-3)51， 依次经四位转换开关shw触点1-3再依次与集成电路MC输入脚7-5相 接，四位转换开关shw的动片Tzh的信号线与集成电路MC输入脚4相 接。参见图3，整个具有自动补水及防触电功能水箱式电热水器用标记 59代表。本实用新型的实施例之三的技术方案是内胆29的结构、内 部结构形式、内胆29顶上的防护罩37及其内的电磁阀(F)36与组合型 电热水器31上部的加热箱内胆29完全相同。不同之处是U形蜂窝芯 管3下端固定了一出水阀55;采用出水断电信号装置代替了泄水断电信 号检测装置；内胆29底下的短圆筒43下端用自攻螺丝固定住活动支撑漏斗46，漏斗下口内壁右侧镶嵌住一干簧管(ghg)54，出水阀55的绝缘 扳把罩56上的圆盘57边缘处镶嵌住一长弧形磁铁58，其滞后干簧管 (ghg) 54为90°角。干簧管(ghg) 54的信号线一端与信号电源正极To相接， 另一端的信号线与集成电MC脚3相接。内胆29后背上固定了两个水位 检测电极(Tl-2)51，用信号线依次与集成电MC的脚7.6相接，水位上 限电极(Ty)42的信号线一条与温控器(RJ)53的动片d相接，另一条信号 线与集成电路MC的脚5相接。温控器(RJ)53另一静触点j'用信号线与 集成电路MC脚4相接。上述信号线在图4中均用虚线表示。经如此改 动后，水位上限电极(Ty)42的电信号经温控器(RJ)53可控制电热水管 (RL)52加热，水温升至设定温度时，温控器(RJ)53动片d与其静触点j' 闭合，水位上限电极(Ty)42的电信号可控制电热管(RL)52的双极、地 线E、电磁阀(F)36的电源线断开，水位上限电极(Ty)42的电信号还控 制发光二极管LED3发光显示水位。内胆29腔中水有所消耗后，会自动 补水。小容量水箱式电热水器箱体内外结构形式与大容量水箱式电热水器 箱体内外的结构形式完全相同。因其容量小，无须水位显示。所以其采 用的控制电路中仅有一个水位上限电极Ty。参见图4，本实用新型的实施例之四的技术方案是在自动控制电 路中，集成电路MC为大功率驱动器，采用16条引线双列直插式封装； 最高输出电压值50V集电极输出电流250mA，箝位二极管反向击穿电压 60V;两只继电器(J口2)工作线圈电压DC12V'触点形式2Z掘点形式2Z. 触点容量AC220V'7A;温控器(RJ)'感温囊式'30-60。C可调；电磁阀(F). 工作线圈DC12V;电热管(RL)AC220V'IKW;干簧管(ghg)常开触点.配 弧形磁铁(54);发光二极管LED(0-5》工作电压DC2.5-3V;降压电阻 (R0-6) 'IKQ'l/4W;蜂呜器(FMQ)工作电压AC220V;信号电原正极(To)、 水位检测电极(Tl-3)、水位限制电极(Td)、水位上限电极(Ty)'不锈钢螺 钉螺母；转换开关(shw)4wlD。直流稳压电源，变压器(Bk)12/220VA。5w;硅挢(D》工作电压50V'500Ma;电解电容(C) 50V'470|iF。 说明-a. 用细实线示出的电源线、信号线、元件、器件组成的电路结构图， 即是组合型防触电电热水器采用的自动控制电路；b. 去掉上述"a"电路中的水位限制电极Td及其信号线、水位上限 电极Ty的信号线、T形检测电极Tx及其信号线、四位转换开关shw及 与其连接的信号电源正极T0'、水位检测电极Tl-3及它们的信号线后， 再与用虚线示出的信号线组合而成的整体电路，即是大容量的具有自动 补水及防触电功能水箱式电热水器所采用的自动控制电路；c. 小容量的具有自动补水及防触电功能水箱式电热水器，无须水位 显示，故去掉上述"b"电路中的水位检测电极Tl-2之后，该电路便是 本电热水器所采用的自动控制电路；d. 上述"a"电路中所示的信号电源正极TO、水位限制电极Td(即 水位检测电极)、温控器RJ、集成电路MC及继电器Jl组成的控制电路， 直接控制电热水管RL —端AC220V电源的N线，此电路即是两型防触 式电热水器的防干烧控制电路。
权利要求1. 一种内置绝缘蜂窝芯管的电热水器——两型防触电式电热水器，它包括外壳、内胆、出水管、进水衬管及出水衬管，所述的进、出水衬管内藏设置于内胆腔中，其特征是所述的进、出水衬管为绝缘蜂窝芯管，电热水器内胆内左边设置的直管形绝缘蜂窝芯管下端出水口与两位转芯阀的上端口相接，此阀下端口与混水阀左连接管相接，内胆内中心设置的U形绝缘蜂窝芯管下端进水口与自来水管的过渡管铝塑管相接，内胆内右边设置的U型绝缘蜂窝芯管下端出水口与混水阀右连接管相接，处在胆内的两根U型绝缘蜂窝芯管，用一U型连接器与它们端口连接而成为一体，电热水器所采用的防干烧控制电路由信号电源正极、水位检测电极、集成电路、继电器及稳压电源组成。
2、 一种内置绝缘蜂窝芯管的电热水器——组合型防触电电热水器,它 包括外壳、加热箱内胆、储水箱内胆、出水接头、通大气管，其特征是:箱 体的上部是加热箱，加热箱的内胆顶上中部固定住一被圆桶状防护罩罩在 其内的进水电磁阀，内胆内底中心固定住一 U形绝缘蜂窝芯管，管下端出水 口上固定住泄水断电信号检测装置，内胆内底左侧固定住通大气管及信号 电源正极，内胆后背上固定住水位限制电极，再向上固定住水位上限电极， 内胆外底中部有个与胆为一体的短圆桶，桶前侧左右胆壁上各有一个，后侧 胆壁上有一个定位柱,三个定位柱的中心连线成等边三角形,箱体的下部是 储水箱，储水箱的内胆顶上中部有个凸起的喇叭口承座，座中卧一活动支撑 漏斗，喇叭口承座前侧左右胆壁上各有一个，后侧胆壁上有一个定位套筒， 三个套筒的中心与三个定位柱的中心相对称，内胆内底左侧固定住通大气 管及信号电源正极，内胆后壁由下而上依次固定住三个水位检测电极，电热 水器所采用的自动控制电路由信号电源正极、水位限制电极、水位上限电 极、泄水断电信号检测装置、水位检测电极、四位转换开关、温控器、集 成电路及继电器组成，该电路中含有由三个水位检测电极、四位转换开关、 集成电路第4路、继电器(J2)组成的用水量选择支路；由水位限制电极、水 位上限电极、温控器、集成电路第2路及继电器(J1)组成的进水加热温控 支路；由水位上限电极、泄水断电信号检测装置、集成电路第3路、继电器(J2)组成的泄水断电告知支路；由三个水位检测电极、四位转换开关、水位 限制电极、集成电路第4路及第3路、继电器(J2)、集成电路第1路及第2 路、继电器(J1)组成的自动补水支路。
3、 一种内置绝缘蜂窝芯管的电热水器——具有自动补水及防触电功能 水箱式电热水器,它包括外壳、内胆、通大气管，其特征是电热水器的内胆 顶上中部固定住一被防护罩罩在其内的进水电磁阀，内胆内底中心固定住 一 U形绝缘蜂窝芯管，管下端出水口上固定住出水阀，内胆外底下中部有个 与胆为一体的短圆桶，此桶下端用螺钉固定住活动支撑漏斗，出水断电信号 装置的干簧管镶嵌在漏斗下口内右侧壁中，滞后干簧管9(T角的长弧形磁 铁镶嵌在出水阀的绝缘扳把罩上的圆盘上，内胆内底左侧固定住通大气管 及信号电源正极,胆后背由下而上依次固定住两个水位检测电极及水位上 限电极，电热水器所采用的自动控制电路由信号电源正极、水位检测电极、 水位上限电极、出水断电信号装置、温控器、集成电路、继电器组成，该 电路中含有由两个水位检测电极、水位上限电极、温控器、集成电路第2 路及继电器(J1)组成的进水加热温控支路；由出水断电信号装置、集成电路 第3路、水位上限电极、温控器、集成电路第4路组成的出水断电告知支 路；由水位上限电极、集成电路第3路、继电器(J2)及继电器(J1)组成的自 动补水支路。
4、 根据权利要求1或2或3所述的电热水器,其特征是:在内胆中的蜂 窝芯管的结构是:出热水管为直管形，其上端进水口向下很短一段为空心管, 空心管段以下为蜂窝芯管段,U形管下端有个凸圆盘的长管段为蜂窝芯管段， 由蜂窝芯管变为半圆弧形的起始点直至短直管段的末端均为空心管段，蜂 窝芯管段芯中有数个小圆孔。
5、 根据权利要求1所述的电热水器,其特征是:所述的两型电热水器中的连接两根U形管的连接器为U形结构，用不锈钢管制成，它的中段两侧及圆弧顶部均有数个小圆通孔，其两端口向外翻有垂直管中心线的小圆边，两 端各套有一个不锈钢螺帽。
6、 根据权利要求1或2或3所述的电热水器，其特征是:两型电热水器 内胆中的U形管下端与水管固定座的平圆盘、组合型及水箱式电热水器内胆底中心水管固定座上的凸圆盘结合处的管壁上有个凸圆盘，用螺母与凸 圆盘下端管壁上的外螺纹配合将它们固定。
7、 根据权利要求1所述的电热水器，其特征是:所述的两型电热水器的 两位转芯阀芯中有个侧立的T形通道，阀体上端口中固定一有螺帽的管接 头,通过与出热水管下端管壁上的外螺纹配合与出水管固连，阀体下端口中 固定一管接头，通过与混水阀左连接管端的螺帽配合固连，阀体左侧中部有 个通大气口。
8、 根据权利要求2所述的电热水器，其特征是:所述的组合型电热水器 的泄水断电信号检测装置，由绝缘螺母和用不锈钢丝制成的T形检测电极组 成，螺母下端面右侧有一垂直中心线的凹槽，槽右侧靠螺母边绝缘处有一与 其垂直相通的小圆通孔，与槽相对的螺母另一侧有一水平小圆通孔，T形检 测电极通过水平小圆通孔、凹槽及垂直小圆通孔被倒置在凹槽中，泄水断电 信号检测装置通过绝缘螺母的内螺纹与U形泄水管下端管壁上的外螺纹配 合固定在该管下端，T形检测电极的垂丝处在该管蜂窝芯的一孔中。
专利摘要本实用新型提供三种内置对水中漏电有阻拦作用的绝缘蜂窝芯管电热水器，其特征是两型防触电式电热水器内置直管、两根相连的U形管，分别与混水阀左端、自来水管、混水阀右端连接，在直管、混水阀之间装有可通、闭两者管道的两位转芯阀，其通，水从直管流入混水阀；闭，水从一U形管流入混水阀。遂再触混水阀无险，则该电热水器具有了两型功能。组合型、水箱式电热水器均内置一泄(出)水U型管，控制电路自动完成进水、加热、断开接触水的电器件的电源线、地线、U形管泄(出)水，而后补水。
文档编号F24H1/18GK201100749SQ200720148489
公开日2008年8月13日 申请日期2007年6月7日 优先权日2007年6月7日
发明者赵文恒 申请人:赵文恒;赵立俊