专利名称：使用ptc塑料导电电极的即时热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种即时热水器，用于加热在两个浸入水中的电极之间流动 的水。
背景技术：
本发明涉及这种类型的热水器，其加热在两个电极之间流动的水，而不 是通过提供与水接触的发热元件来加热。在本发明中，当水在两个电极之间 时，通过流过水的电流来加热水。
所谓的"即时"热水器不同于传统的存储型热水器之处在于它们没有热 水的存储箱。即时热水器不是加热和存储水以便未来使用，而是接受冷水或 者凉水，将其加热，并在需要时将其直接提供到使用点。虽然它们可以被提 供用于需要热水的任何其它用途，但是这样的热水器最常用于洗涤盆的横向 龙头、淋浴器和管道。
其优点之一是它们可以祝故置在很接近使用点的位置。例如，在热7jC从 中央源到达之前，不需要排空相当长的管道的冷水。而且，相对于提供远处 的水箱或者提供用于从中央源向远处的使用点传输水的长管道，更容易布置 到远处的热水器的电路。
众所周知的军团病就是7JC在中温下长时间存储的后果。根本没有水的存 储大大地减少了这样的疾病的风险。
当前已知的即时热水器具有较多的缺点，包括短产品寿命、干烧烧坏、 短使用期限、易于有水渍、中等的流速、高能耗和向水中释放金属离子。
现有的即时热水器的另一个缺点是它们不能适应随同匹配其预期用途 的水流而改变输入电压和电流强度。经常听到的抱怨是按照许多不同的样机 购买了餘艮的即时热水器。变量的必需的宽范围(诸如电压和电路断路器安 培值和以加仑计的服务流量)对于许多消费者实在是太混乱。
现有的即时热水器的另一个缺点是它们经常由于水冲击、在水管中的空 气或者电流过载而烧坏或者损坏线圈。由于有电的损坏线圏端与水直接接触，所以这些引起用电危险。电流直接通过水。使用接地导线接地的歧管被 腐蚀，并且，腐蚀的歧管或者烧坏的线圏向水中释放全电流并向使用的水龙 头或者其它管道夹具放出电流而危害用户仅仅是时间问题而已。
传统的电极加热器的缺点是必须与在美国和世界其它地区中的饮用水
的水传导率的宽变化抗衡。以微西门子(microsiemens )来测量7JC传导率， 微西门子与微姆欧相同。姆欧是欧姆的倒数，因此表示水(其在传导性变得 更强时吸收更多的功率)的导电特性。美国的水传导率可以从50微西门子 延伸到超过1,500微西门子。外国可以具有高达1,800微西门子。
当必须将它们的电极定出大小以便它们能够获得对于50微西门子的水 的满意性能、然后控制7jc在1，500微西门子时流出的潜在的危险的30倍电流 时发生所述缺点。例如，具有50安培的断路器的电极热水器必须获得温度 从其冷水入口到其热水出口提高40度的可接受性能。如果水具有50微西门 子的传导性，并且加热器每分钟通过l加仑，则所需要的电源在220伏特交 流电压下为26.8安培。在这种情况下，使用电极没有坏处，因为这低于其 50安培断路器的额定电流。如果例如水的传导率是1，500微西门子，则可能 的负荷变为804安培。该功率必须被调节为小于50安培断路器，更具体地 调节为26.8安培以满足每分钟1加仑(大约3.78升)温度升高40度。当需 M分钟3加仑(大约11.34升)时加重了所述条件。用于所述流速的潜在 电流是难以置信的2,400安培。
因为在本发明以前，不能在运行中将电极重新定大小，因此调节该功率 的数值的成;M艮大。通常，用于电极热水器设计的常用手段是使用三端双向 可控硅开关元件、绝,X5U欧晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶 体管(MOSFET)和其它正弦波斩波装置来调节高电流，以使得断路器不跳闸。 对于诸如调光器之类的低功率要求，这是优选的和便宜的方法。然而，为了 调节电极热水器的高电流电势，这些方法在经济上和技术上是不可接受的。
提出使用所述斩波装置的功率调节的方法的电极热水器的另一个缺点 是这样的装置会在线路中引入谐波，并且在电路断路器不跳闸的情况下加热 导线。导线能够变得极热，引起严重的火险.对于这个缺陷条件的一种解决 方案被称为"电流匹配"。然而，没有像在大的昂贵的工业电极烧水器中那样 机械地移动电极的情况下，对于这样的宽变化的电负荷几乎不可能完成电极 热水器和烧水器的电流匹配。在诸如即时热水器的家用器具中如此进行成本 太大，并且将引入大大提高所述装置的失效模式的磨损部件。
经由交流斩波装置的电子调节高电流的另 一个缺点是扰乱通信电视信
5号和产生无线电静态干扰的电磁发射。这些发射是在欧洲的"闪变标准
(Flicker Standard)"中不允许的，并且会^A美国通信委员^M^定。
电极热水器的另一个缺点是为了不使用所述昂贵的正弦波斩波装置而 将负荷匹配线路，优选方法是经由电机来物理地移动电极。如此进行以增加 它们彼此的相对距离，或者将它们上拉使得更少的电极浸入水中，因此减少 它们位于水中的表面面积。
本发明的一个目的是提供一种电极热水器，其电流流出被被动和自动地 调节，而不用斩波正弦AC电功率，所述正弦AC电功率是将1,500安培或 者更大的电流向下调节到家用电路断路器所需要的电流强度内所需要的。
本发明的另一个目的是不移动部件来提供这种调节。
本发明的另 一个目的是不使用被定大小以适应所述高电流的电子部件 (诸如三端双向可控硅开关元件、绝自双极晶体管、金属氧化物半导体场 效应晶体管)而实现这种调节。
本发明的另一个目的是通过下述方式而将水温调节到可接受的温度通 过使用在预设温度变得不导电的正温度系数传导材料的优点，并且在必要 时，使用用于更精细温度设置的电子技术的不太昂贵的状态。
本发明的另一个目的是通过下述方式来调节水温通过将水的热能传送 到正温度系数材料中，并且使得其或者其一些变化部分不可导电。
本发明的另一个目的是通过下述方式来调节高的电流流入通过所述材 料的电阻在内部加热本身，以便其或者其一些变化部分变得不导电，以便适 当地减小它们的相对导电面的面积。
本发明的另 一个目的是使用动态相变位置作为用于适当地调节电极的 实际有效大小的手段，实质上将那个动态解译为一种电极，其被动地和自动 地根据水传导率和/或水流改变其大小以适应于适当的最大电流和水温。
本发明的另一个目的S:提供一种温控阀门，其位于热水器的外壳的入口 和出口之间，以便提供将水的出口温度降低到小于材料的PTC温度的手段。
本发明的另一个目的是将通过热水器的水流限制到总是允许PTC效应 以4吏得电极不导电的速率。
本发明的另一个目的是不使用电子部件而调节可能几千安培。虽然本发 明首先看起来通过^^在可变变压器的情况中那样调节其潜在的电流流出而 不成比例地提高其热量来挑战物理定律，但是必须明白，其是调节其本身的
6负荷。结果是动力伺服环路。当水传导率降低时发生相反的情况，并且当水 流作用于电极的温度时发生另外的动态，在本发明的详细说明中，其复杂动 态将变得清楚。
发明内容
按照本发明的即时热水器包括具有入口和出口的加热室。要加热的水通 过入口进入所述室，并且在被加热后通过出口流出到4吏用点。
在所述室内安装了一对在空间上隔开的正温度系数电极，如此布置和安 排以便适当量的7JC在它们之间通过，以便由从一个电极向另一个电极流过水
的电; 危来加热。
按照本发明的优选应用，通过附加电子温度控制电路来保持7M皮加热到 精确的温度。通过正温度系数传导聚合物的相变温度和由用户设置的更精确 的电子温度来获得第一级温度。对于本发明的这个具体应用，所述正温度系 数电极具有华氏几度的相变温度容限，因此通常不用于精细调节温度的实验 室使用。其目的是将水调节到可接受的第一级温度，并且以安培来调节流出 电流。电位计刻JLit设置可以在小于一华氏度或者更精细的范围内调节到期 望的精确温度。
在大多数应用中，PTC电极将温度控制到的数量级是可以接受的，由此 消除了对于任何电子控制的需要。
按照本发明，所述正温度系数电极主要由电子导电陶瓷或者聚合树脂构 成，并且特别是它们的暴露表面由电子导电陶瓷或者聚合树脂构成。
按照本发明的一个优选但是可选的特征，聚合电极被安装石墨或者石墨 球、纤维、细纤维和/或纳米级纤维，以降低材料的体电阻，并且提供电极的 适当传导率。
所述聚合物的正温度系数(PTC)涉及材料进行从导电到不导电的相变 的温度。所述材W^持其晶体结构一直到其PTC温度(在大多数情况下为 摄氏60度)，其中，其改变到非晶状态。这个温度刚好未达到所述聚合物的 熔化/流动点，但K够低，在此温度处材料保持其大部分结构的完整性。
当温度小于其相变温度时，导电石墨线固有地连接以形成贯穿所述材料 的导电i^。当接i^目变温度时，这些链断开，并且碳在材料的非晶状态内 "浮动"。因为这是没有附加的电流可以通过材料的点，因此其停止提高温度，并且在保持通过其的涓流电流的同时保持"跳闸"的温度。在冷却后，其返回 到其先前的晶体结构，由此碳线重新连接，但是从不形成与之前的完全相同 的线。不以原样的方式重新连接使得材料在第二次达到其相变温度时的阻抗
变得更大。其在大约3或者4个周期阻抗变得更大，其中，它稳定到将持续 几千个周期(也许成千上万个周期)的阻抗。
因为聚合物材料或者陶瓷材料的PTC温度通常高于例如用于淋浴或者 洗手的通常所期望的水温，因此水温控制通道被形成在热水器的主外壳中， 其被布置在冷水入口和热水出口之间，并且连接它们。这允许冷水旁路通过 加热室，并且直接地与出来的热水混合。与这个形成的(molded)通道垂直的 是一个带有螺紋的针形阀，用于控制要混合的冷水的数量。
通过下面的详细描述和附图，可以完全理解本发明的上述和其它特征， 其中
图l是示出电极热水器的基本部件的示意图。
图2是示出在大小上减少其电极以适应高导电率水的电极热水器的示意图。
图3是示出减少电极的相对面而不减少其大小的方法的示意图。
图4是示出作为用于适应高导电率水而不减少其大小的替代方法的更大 相隔距离的电极的示意图。
图5图解了当聚合正温度系数导电聚合物低于其相变温度时在它的微结
构内彼此接触的碳纤维的^bf见视图。
图6图解了当正温度系数导电聚合物大于其相变温度时在它的微结构内 的其间有间隙的>^粒子的賴^见视图。
图7是示出当正温度系数导电聚合物用作在即时热水器内的电极时它的 导电部分、相变点和非导电部分的示意图。
图8是示出在提高水流量、降低水导电率、降低经由其电子控件流出的 电流或者其任何组合期间电极的相变点已经向热水器的出口移位的示意图。
图9是示出很接近热水器的入口的电极的相变点(用于指示极高导电率 7jC或者^L低水流量或者其组合)的示意图。
8图10是示出正温度系数状态(其表示其整体温度低于其相变温度)的
示意图。
图11是示出在完全不导电状态(表示其整体温度高于其相变温度)中 的正温度系数聚合物电极的示意图。
图12是即时热水器的示意图，示出其电极、入口和出口电热调节器和 控制箱(其示出温度i殳置刻M和电流强度i殳置刻度盘)。
图13是图解以假想线示出其外盖的热水器的透视图。
图14是示出通过热水器的、自入口的、通过入口接地屏蔽(ground screen)的、通过电极的叶片和在电极的叶片之间的、通过出口接地屏蔽并 且到其出口外部的水;t^径的剖面图。
图15是示出上下电极和引导水ii^它们的叶片之间的预先确定的迂回 路径的隔离件的透视剖面图。
图16是在以假想线示出的热水器的入口和出口位置的剖面图，同时图 解了针形阀，其将冷入口水放出到出水口以获得期望的较低出口水温。
图17是具有电子印刷电路41、入口和出口电热调节器的PTC热水器的 可选变化的透视图，所述热水器是在实验室中使用的类型或者用于温度要求 苛刻的温度调节的任何用途的类型。
具体实施例方式
虽然本发明考虑了用于有效地加热和用于调节电流以便不引入不期望 的会使电线过热的谐波的多个物理布置，但是本发明的主要优点从它们4^P 使用的独特PTC电极的使用来获得。
在图1中示出了现有技术电极热水器的基本示意图(现有技术)。在两 个电极l、 3之间水流动2，同时通过电子电路9来调节电源7，以根据水的 导电率和所述电极1、 3的相对面5的面积的组合来提供预先选择的水温。
如果水导电率变得极高，在图2中(现有技术)所示的用于阻止过流状 态的解决方案是缩短电极，由此减小它们的所i^目对面5的面积，以便其更 好地将可以获得的功率匹配水的导电率。但是，如果水的导电率降低，则不 可能将材料逆良。这个图解虽然简单，但是更加有利于进一步理解本发明的 PTC效应。因为动态改变电极的长度是不可能也不实用的，因此在图3中(现有技 术)提出另一个方案，其包含彼此相对地移动一个电极3,由此将所勤目对 面5的面积减少到更小的面积。在图4中所示的另一个选择提出了分离电极 l和3，由此减少被部署到水中的电流量。
使用与众不同的碳和石墨微粒(范围从最常见之一的碳黑到最近良明的 碳形式之一的碳纤维)来配置正温度系数聚合物。本质上，支持PTC效应 的基本理论是任何结晶聚合物当其达到其软化温度时经历PTC效应。图5 示出了导电石墨线15，其接触或者连接到其它线17，其它线17在材料中形 成导电路径。当材料通过其相变温度时，在图6中所示的所述线15在所示 19处断开，并且间隙不允许电传导，因此提高了材料的电阻抗。特定的混合 物在能够被控制的特^L数的温度处变得完全不导电。
方亍更的是，聚合物的4吏用允许通过注塑(injection molding)来形成电极。
在图7中示出了本发明的改进的和简化的方案。在需要接近的或者临界 温度的情况下，使用电子电路27来控制电流，并且使用典型的比例、积分 和微分(PID)数学来用于使用电热调节器或者其它温度感测装置的紧伺服 环路控制。
对于热水的家用或者商用，当利用本发明的电极的PTC效果来焦耳加 热水时，不需要所述电子电路27。在这些情况中，7jC在所述电极l、 3之间 流动2，同时将电源7提供给它们。在图7中，可以理解，这是常见水龙头 的中等流速，而且虽然这可以在水龙头之间大大不同，但是为了图解本发明 的PTC效应的值，我们将把这个流速称为每分钟1加仑(大约3.78升)。当 水2使得其路径通过在所迷电极1、 3之间的加热器时，其温度提高，因为 其被包含在所述电极l、 3的导电路径长度21之间和之内。在达到所述电极 1、 3的PTC温度时，所述水不再继续被加热。所述导电游4圣长度21在所述 电极l、 3的相变温度的位置25处终止。所述电极l、 3的剩余不导电路径 长度由所述导电#长度21准备好的热水来加热，并且也通过所述电极1、 3的一些剩余电流来加热。这两个热能源将所述电极l、 3的剩余所述不导电 路径长度23保持在其PTC温度或者大于其PTC温度。因此，所述电极l、 3的剩余所述不导电路径长度23因为其不再导通而不持续其水的焦耳加热.
当所述水流量2加倍时，使用每分钟2加仑(大约7.56升)的说明性值， 图8示出了与图7相比较水的所述导电路径长度21在长度上增加，远离热 水器的入口并移向其出口。所述PTC相变25位置^L保持在与在图7中相同
10的温度处，但是因为流量提高并且以成比例的方式冷却了水的所述导电路径
长度21而被移动。因为所述水流量2增加了 100%，因此其需要多100%的 能量来将水温提高到PTC温度。因此，所述导电电极l、 3的所述导电i^ 长度21加倍。但是，員出温度保持相同，基本上为电极的PTC温度。
当水流量减半时，使用每分钟1/2加仑(大约1.89升)的说明性值，图 9示出了与图7相比较水的所述导电路径长度21在长度上减少，移向热水器 的入口并远离其出口。所述PTC相变25位置再次保持在与在图7中相同的 温度，但是因为现在流量降低并且水的所述导电i^f圣长度21已经以成比例 的方式被加热而已经被移动。此外，反之，因为流量降低了 50%，需要少 50%的能量来将水温提高到PTC温度。因此，所述导电电极l、 3的所述导 电路径长度21被减半，并且再次，输出温度保持为相同，基本上是电极的 PTC温度。
可以观察到，随着水的导电率的改变，发生与上述针对水流量同样的但 ^_相反的结果。
当水导电率减少50%时，使用每分钟1加仑(大约3.78升)的说明性 值，图8示出了与图7相比较水的所述导电i^长度21在长度上增加，远 离其入口并移向热水器的出口。所述PTC相变25位置保持在与图7中相同 的温度，但是已经移动，因为水导电率已经降低，并且流动的水以成比例的 方式冷却了水的所述导电路径长度21。因为所述水导电率已经降低了 50%， 因此其需要多100。/。的路径长度来将水温提高到PTC温度。因此，所述导电 电极l、 3的所述导电路径长度21加倍。但是，7m出温度保持相同，基本 上为电极的PTC温度。
当7jC导电率加倍时，使用每分钟不变的1加仑(大约3.78升)的说明性 值，图9示出了与图7相比较水的所述导电,长度21在长度上减少，移 向热水器的入口并远离其出口。所述PTC相变位置25再次保持在与在图7 中相同的温度，但是已经移动，因为水导电率现在已经提高，并且水的所述 导电路径长度21以成比例的方式被加热。此外，反之，因为水导电率提高 了 100%,需要少50%的路径长度来将水温提高到PTC温度。因此，所述 导电电极l、 3的所述导电路径长度21被减半，并且再次，输出温度保持为 相同，基本上是电极的PTC温度。
电极热水器的水导电率和流量的复杂动态对于调节输出温度是昂贵的 并且困难的。本发明被动地补偿电极水加热的两个关键方面。当然，对于本发明的动态有限制。但是，当所述电极1、 3按照水导电 率的变化(在美国和其它水基缺结构)、可接受的流速和可以获得的功率而 适当地定大小时，本发明的益处远比现有技术好得多。图10和图11虽然表 面上类似但是图解了在本发明中固有的这些限制和安全.当水以大于可用功 率能够加热的流速近\时，所述电极l、 3的整个所述流动路径21变得导电。 这是因为所述水2将整个所述电极1、 3冷却到低于其PTC温度。相反，在 图11中，所述不导电路径长度23完全包含所述电极1、 3,使得当关断水时 它们ii^不导电状态中，或者流量低到使得它们的温度被提高到它们的PTC 温度。在完全关断水的情况下，在热水器内剩余的水量与标准的40加仑存 储量热水器相比非常少，从而通过热水器的外壁的待机热量损失变得微不足 道。
图12是具有用于保持精确的输出温度的附加部件和电子装置的PTC电 极热水器的示意图。水2流过入口电热调节器29，并在所述电极l、 3之间 被加热，而且其温度由出口电热调节器31来测量。可以由任何能胜任的电 子工程师来设计和修改图12中的部件27所示出的电子装置。存在两个用户 控件35、 33，它们对于本发明是独特的，并且是显著的。这些包括限流旋 钮35，用于限制可以由热水器所提取的电流量；以及出口水温旋钮33，用 于设置水温。
在图13中，在透视图中示出去除了其塑料注塑外盖41并以假想线将其 轮廓示出的即时PTC热水器15。主外壳47、底盖57和入口/出口歧管55构 成即时PTC热水器的主要部件。水在所述歧管55的入口侧ii^49，并且在 歧管55的出口侧流出51。
电缆53被紧固到其三个相应的接线片，即电源接线片39、 40和接地接 线片40。导线61从所述接地接线片38到所述歧管55，并且附接螺丝59。 两条导线从所述电源接线片30、 40延伸到电极连接45。角撑架56被布置在 所述底盖57的顶面上，并且经由突出的嵌入模内的双头螺栓而被支撑在适 当的位置。使用匹配的螺故将节流阀螺钉44拧到固定板46中。转动所述旋 钮44允许调节冷入口水以与热水混合，由此调节出口水温。在图16中更详 细地示出其细节。
图14构成示出水的加热的图13的实施例的剖面图。水入口流49ii/v 所述入口歧管55并且经由在所述主外壳47内且在两个电极65、 67之间嵌 入的通道72来通过导电塑料入口筛网58。所述水在通过其电流来焦耳加热 期间采用在所述电极65、 67之间的迂回路径。其流出所述主外壳47的嵌入模内的通道74，并且通过限流《U154。限流孔板54被定大小使得其流速限 制通过热水器的水量。限制流量保证热水器的性能满足特定的额定温度上 升。其也保证了在通过潜在高的导电率的水(可能4^取过量的电流)的同时 较高的流速不冷却电极。所述限流孔板54限制流量，以使得所述电极65、 67的PTC效应在超过线路的电路断路器额定值之前到达不导电状态。
图15示出了切掉一角的图解所述主外壳47的图13的实施例以及所述 电极65、 67。水保持在电极65、 67的叶片之间的迂回^M圣，并且不溢出所 述叶片或者低于所述叶片，塑料隔离物73、 76被设置在所述电极65、 67之 间。这些塑料隔离物73、 76强制B在所述电极65、 67的叶片之间的空间 75中的7JC规定路线。这个长的线性路径长度便于创建如图7中所示的清楚和 简明的位置，在此，所述PTC效果25位于总的7jC5^f圣长度中。
图16是图13的更细的实施例的剖面图。其示出被柠进所述固定板46 中的所述节流阀螺杆44。使用螺丝80和垫圏82将固定板46紧固到主外壳 47。密封固定盘78被设置在固定板46和主外壳47之间，以将弹性密封件 85压向节流阀螺杆44的平滑部分，以使得密封防止泄漏。节流阀螺杆44通 过增加或者减少在其端部和底部外壳57的表面之间的空间91而将水温调节 到期望的温度。在操作中，7jC通过入口孔89而it^嵌入模内的通道72，由 此，在所述电极之间引导大部分流量97。可调节百分比的流量经由开口 91 通过所述节流阀螺杆44，并且与以期望的水温通过出口孔93而离开热水器 的流出的热水95混合。
本发明的目的不是要限定用于调节PTC塑料电极热水器所需要的电子 装置的操作，而是要包括通过使用电子装置更精确地控制温度的任选实施 例。图17是示出印刷电路板101的图13的替代实施例。具有电子装置101 的印刷电路板用于将所使用的水温调节在更小的温度容限内。这样的实施例 要求其并入压力感测装置105，所述压力感测装置105在运行中时感测激活 所述电子装置的压力下降。电流感测装置103向微处理器107提供输入，微 处理器107通过三端双向可控硅开关元件113来触发交流正弦波的适当触发 角，三端双向可控硅开关元件113散热地安装到入口/出口歧管121的表面 119。当由温度的升高来停止水流时，入口电热调节器117将输入提供给微处 理器。出口电热调节器115通过测量水的输出温度来将输入提供给微处理器。
本发明不限于在附图中所示的和说明书中所述的实施例，其通过实例并 且不限制的被给出，而是仅仅按照所附的权利要求的范围被给出。
1权利要求
1. 一种用于即时热水器的电极，期望将所述电极浸入水流中以被焦耳加热，以便导通用于在其本身和面对的类似电极之间加热水的电，所述电极其特征在于低电阻率，包括聚合物，具有正温度系数，由此在所述聚合物经历从晶体相变成非晶体时的温度处所述电极失去其导电性，并变为不导电或者几乎不导电，由此在期望的水温或高于期望的水温处降低或者避免电流通过所述电极。
2. 按照权利要求l所述的电极，其中，将所述电极注模，并且所述 电极整个被混合并入导电碳石墨球、或者碳纤维、或者碳细纤维、或者碳 纳米管、或者碳黑、或者碳石墨，以提供所述正温度系数。
3. 按照权利要求l所述的电极，其中，正温度系数相变位置根据水 流速的改变而在所述电极内移动，以便保持不变的温度。
4. 按照权利要求l所述的电极，其中，正温度系数相变位置根据水 导电率的改变而在所述电极内移动，以便保持不变的水温。
5. —对按照权利要求1所述的电极，彼此通过流动的水流而间隔， 由从一个电极到另 一个电极流过水的电流来加热所述水。
6. 按照权利要求5所述的一对电极，其中，每个所述电极具有正温 度系数相变位置，正温度系数相变位置根据水流速的改变而在所述电极内 移动，以便保持不变的温度。
7. 按照权利要求5所述的一对电极，其中，每个所述电极具有正温 度系数相变位置，正温度系数相变位置根据水导电率的改变而在所述电极 内移动，以便保持不变的水温。
8. —种即时热水器，包括外壳，具有入口、出口和在所i^V口和 所述出口之间延伸的水的流径；在所述外壳内的一对电极，其暴露在所述 流径的水中，彼此隔开，并且彼此面对；到所述电极的电连接，以向所述 电极提供电流，其特征在于包括所述一对电极包括第一电极和第二相对电极，设置以便传导用于在所 述第一和第二电极之间加热水的电，所述电极其特征在于低电阻，包括聚 合物，具有正温度系数，由此在所述聚合物经历从晶体相变成非晶体时的 温度处所述电极失去其导电性，并变为不导电或者几乎不导电，由此在期 望的水温或高于期望的水温处降低或者i^免电流通过所述电极。
9. 按照权利要求8所述的即时热水器，其中，每个所述电极具有正 温度系数相变位置，正温度系数相变位置根据水^il的改变而在所述电极 内移动，以1更保持不变的温度。
10. 按照权利要求8所述的即时热水器，其中，每个所述电极具有正 温度系数相变位置，正温度系数相变位置根据水导电率的改变而在所述电 极内移动，以便保持不变的水温。
11. 按照权利要求8所述的即时热水器，其中，水流控制部件控制在 所述电极之间的水的流速。
12. 按照权利要求11所述的即时热水器，其中，所述部件将所述水 流的一部分从所述电极分支，其后，稀释在所述电极之间通过的被加热的 水以提供期望温度的水。
13. 按照权利要求8的所述即时热水器，其中，通过注模而形成所述 一对电极。
全文摘要
一种即时热水器，使用用于电极的正温度系数塑料导电材料结构。不通过电极而进行水的加热，而是通过水对于在电极之间的电流的阻抗来进行水的加热。电极的材料在特定温度下经历相变，由此在预定温度从导电转换到不导电。通过彼此面对的电极的区域、水的导电率、水的流速和导电电极材料正温度系数的限流能力的组合来确定水的输出温度，这减少或者停止当达到预期的水温时对于水的加热。
文档编号H05B3/78GK101502167SQ200680013307
公开日2009年8月5日 申请日期2006年2月15日 优先权日2005年4月21日
发明者伊万霍·沙皮 申请人:伊万霍·沙皮