专利名称：通用永久节能型保安即热电热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通用永久节能型保安即热电热水器。
目前市面上现有的电热水器，绝大多数的结构是在容器内安置多种形式的电热元件构成，其加热原理是将电能转换成热能然后向冷水进行热传导获得加热。这种传统产品的热效率低、加热速度慢、整体结构大、占用空间多、生产造价高、电热元件容易损坏漏电，安全得不到保障，更不能对流动的自来水进行强电灭菌与重复磁化，无法满足人们即开即用节能方便的使用愿望。本人于1996年11月16日向国家专利局申请的第一项实用新型专利名称保安即热电热水器，专利号为ZL96245239.4及1998年5月7日申请的第二项实用新型专利名称电磁化灭菌管流自来水速热器，专利号ZL98213361.8。这两项实用新型专利虽然经实际使用都能展现出优于传统产品的各种性能和使用效果，也未出现过任何安全事故，但由于该两项专利技术都是以接在电热器两端管接头上的多层相联且开有通水孔的泄漏电压吸收装置与地连接来吸收从内电极零电位隔电板周边通水孔中流出尚未被完全回零的20伏左右的漏电压，虽然在接地良好的情况下出水端漏电压为零，但由于内电极进出水端与接地极之间存在20伏左右的漏电压，造成装有漏电断路器的用户安装使用时出现漏电断路器动作而无法使用，使该两项专利技术还存在着适应范围不广泛，使用安全还得不到确切保障的弊病。而且电热器的结构和控制器的设置也还不能适应国际通用的电源电压，在实际使用中，用双向可控硅元件作电热器的功率调节元件时，连接在可控硅元件上的散热器吸收元件工作时产生的相当50瓦功率的热量又无功储存和耗散到周围空间浪费掉，使能源得不到充分利用，实际热效率达不到98％，节能效果达不到极佳。
本实用新型的目的是提供一种通用永久节能型保安即热电热水器。它不但可保持上述两项实用新型专利的各种优越性能和特点，还可解决了上述两项专利在实际应用中热能得不到充分利用和不能在有漏电断路器的电源装置使用的问题，并能适应国际国内及城乡通用的各种电源电压和自来水压，能充分提高其热效率，成为一种通用性永久性节能型的保健安全即热电热水器，使之使用范围更广泛、效果更佳。
本实用新型的目的是这样实现的这种通用永久节能型保安即热电热水器，由绝缘外筒、内外金属电极、水电分离装置、功控集成元件、金属管牙接头组成。它是在绝缘外筒内套装有两个相互间隔绝缘的非导磁金属筒外电极，位于非导磁金属筒外电极轴线上且与非导磁金属筒外电极内壁有一定间隙的金属筒内电极，其两端固定连接在安置多片相互交错开有通水孔且相间有同等间距并保持良好连接的水电分离器总成上，两个水电分离器总成又固定在与两个外电极相间隔绝缘的绝缘外筒内，内电极的内筒装有一个圆柱堵头，靠近与水电分离器总成相连接的内电极两端位置分别每头开有两个相对称的长形通水口，整个内电极圆周上的四个长形通水口均与内外电极之间的间隙空间和连接在内电极两端的水电分离器相互交错开孔的水通道相通，绝缘外筒的一端与安置有水电分离装置的金属管牙接头相连接，另一端与绝缘材料制作的绝缘三通的直通端相连接，三通的一另直通端又与另一个内筒和端头分别间隔固定连接有一个水电分离器总成和安置有水电分离装置的金属管牙接头的绝缘外筒组件相连接，两端头的金属管牙接头之间又用两根导电金属片对称紧贴绝缘外筒连接，使之成为外部是绝缘材料两端有金属管牙接头的电热器主体，然后在绝缘外筒预先钻好的四个孔中，在与各孔相对应的两个外电极、一个与内电极相连接的水电分离器总成和独立固定在另一个绝缘外筒内的水电分离器总成的金属圆周面上，各焊接一颗金属螺纹接线柱，两颗焊在水电分离器总成之上的接线柱用导线相连接，再将功控集成元件总成加活性密封材料旋入绝缘三通内就成为一个完整的通用永久节能型保安即热电热水器。
本实用新型由于只需在绝缘外筒内套装内外电极、水电分离器、功控集成无件和金属管牙接头，使用时直接跟自来水管相连接，所以，结构独特简单体积小、造价低、使用安全可靠又节能方便。由于自来水是从内外电极的间隙空间中流过，供给它的交变电压经内外电极和自来水形成一个闭合的回路，内电极变成一根载流导体，根据电工原理载流导体周围产生电磁场。由于外电极是用非导磁金属材料制作，所以，内电极产生的交变电磁场全部密集重复作用在经内外电极间隙空间中流通加热的自来水，根据人民卫生出版社1996年6月第1版第2次印刷出版的由陈植、周万松、胡梅村编著的《磁疗法》一书第283页中所述实验说明磁处理水中的溶解氧较多，可能成为磁处理水可以治疗某些疾病与有益于某些动植物生长的因素之一。第288页第4行所述国内关于磁处理水对免疫功能影响的研究表明，磁处理水可以提高免疫功能。第136页倒数第9行所述磁场不仅有抑菌效应，尚具杀灭细菌效应。第119页倒数第7行所述然而随着科学的进步，人们又发现高于地磁场的适量磁场可以用于保健、治病，可以增加动物的体重、体力，可以使农作物发芽早、收获量大。以及根据中国发明协会主办发行的《发明与革新》科技期刊杂志1997年第7期第14页李莉著编的《磁化水可以更神》载文中概述重复磁化水不仅对人体和其它动物饮用有益健康，在现代农业上的运用将有促进作物发芽、生长、缩短生长周期，提高产量和经济效益的作用，也有免除水垢的作用等。说明重复磁化的增温活性水能为人类的健康和农业的发展作出不可估量的有益作用。由于自来水是从作为通用永久节能型保安即热电热水器的内外电极间隙空间中流过，内外电极间的电压全部作用于在其两电极间流动的自来水，绝缘外筒又起到较好的隔热作用，加上本电热器功控集成元件的散热装置又安置在电热器内的冷水通道中，以往散热器的无功损耗又变成有功损耗，所以，本电热器的无功损耗极小，热效率可高于98％，因而能实现高效增温、高效灭菌、优质磁化即开即用和节能方便的使用效果。由于本电热器除外筒和三通用绝缘材料制作外，不包括功控集成元件的其余所有零部件均用优质不锈钢材料制作，加上自来水经本电热器加热后又有免除水垢的作用，所以，其原理结构和选材均能保证本电热器长期永久正常使用。另外，由于其跟金属自来水管系统相连接，可满足接地的要求，如在本电热器的管接头上又接一根专用接地线，它就更能保证在任何情况下电热器的进出水两端漏电压均保持零伏，确保了使用的绝对安全。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及附图给出。
图1是根据本实用新型提出的通用永久节能型保安即热电热水器的具体结构的纵向剖面图。图2是为实现本实用新型的目的而配置的电气控制原理图。
如图(1)所示，该通用永久节能型保安即热电热水器，由绝缘外筒(1)和(2)，金属外电极(3)和(4)，内电极(5)，绝缘三通(6)，水电分离器(9)和(10)，功控集成元件(22)和金属管牙接头(21)组成。它是在绝缘外筒(1)内套装有两个相互间隔绝缘的非导磁金属筒外电极(3)和(4)，位于非导磁金属筒外电极轴线上且与两个外电极内壁有间隙，其两端各分别连接有一个接零水电分离器总成(9)的金属筒内电极总成(5)，内电极总成(5)以连接在其两端的水电分离器总成(9)固定连接在与两个外电极(3)和(4)相间隔绝缘的绝缘外筒(1)内，内电极(5)筒内装有一个圆柱堵头(16)，靠近连接在其两端的接零水电分离器总成(9)之处分别开有相互对称的两个长形通水口(7)和(8)，内电极圆周上的四个通水口均与内外电极之间的间隙空间和连接在内电极两端的接零水电分离器总成(9)中的相互交错开有通水孔、且片与片之间有相同间距的水通道相通。绝缘外筒(1)上开有三个分别与外电极(3)、(4)和内电极总成(5)相通的通孔(11)、(12)和(13)，三个通孔所连接的电极上又分别焊上金属螺纹接线柱(17)、(18)和(19)，在相近接线柱(19)的绝缘外筒(1)一端与可连接功控集成元件(22)的绝缘三通(6)相连接，绝缘三通(6)的另一直通端又与套装有一个接零水电分离器总成(9)和在金属管牙接头(21)上镶有接地水电分离器(10)组成的绝缘外筒(2)组件相连接，绝缘外筒(2)上开有一个与接零水电分离器总成(9)相通的通孔(14)，在通孔(14)所连接的总成(9)上焊一颗金属螺纹接线柱(20)，在绝缘外筒(1)的另一端连接一个镶有接地水电分离器(10)的金属管牙接头(21)，两个管接头(21)之间用导电金属片相连接，接线柱(19)与(20)之间用导线相连接，功控集成元件(22)与绝缘三通(6)的孔(15)用活性密封材料配合螺纹连接。
实现本实用新型的最好方式由如下几个内容组成。
1、电热器整体所用的材料除外筒(1)、(2)和三通(6)选用绝缘材料外，不包括功控集成元件的其余零部件均用优质不锈钢材料制作，由于不锈钢材料具有非导磁性能和防锈防腐性能，所以能确保本电热器长久性提供高效优质磁化水的作用和防结水垢作用。
2、电热器必须设置有两个外电极，使用时两个外电极通过接线柱和引线与一个隔离开关相连接，使用220V电源时隔离开关处于断开位置，由一个外电极与内电极单独工作；使用110V电源时，隔离开关处于接通位置，由两个外电极同时与内电极工作。
3、接线柱(19)和(20)必须用导线或金属片相连接，以保证绝缘三通(6)内的功控集成元件工作时散热片存在的电压能通过低温自来水与两端零电位的水电分离器构成回路，防止与接地极成回路引起电源的漏电断路器动作而不能正常使用。
4、电热器两端的金属管牙接头必须与金属自来水管系统有良好的与地连接，有专用接地线的电源线路还要与专用接地线相连接，只有这样的连接才能保证内外电极电源相位接错时能使漏电断路器动作断电和无漏电断路装置时不致使进出水两端有漏电压输出，避免因用户接线错误和零线断路而引发的意外安全事故。
5、为确保功控集成元件和其它安全保护控制元件能适应国际上通用的各种电源电压，电热器的控制线路如图2所示，设置有国际通用的AC/DC电源变换模块MAX612或其它类似功能元件，其功能是输入端输入交流电压在90V～264V范围内，输出端均可保证恒定提供某一个直流电压值，以保证该控制线路的正常工作。
6、零线保持良好的连接是本实用新型专利安全和正常使用的支柱，所以，在图2电气原理图中零线不允许通过任何有触点的开关相连接。
7、为确保使用的绝对安全，图2电气原理图中还设置有零压保护装置，由固态继电器AC-SSR和双向可控硅元件KS完成。电源相位和接地检测保护装置，由接地指示灯EL，光敏电阻RG、555时基集成块及继电器J组成的电路完成。过载和漏电保护装置，由漏电断路器DZ47LE完成。在本电气原理图中，电源零线断路没有电压输入时，AC/DC电源变换模块MAX612没有12V直流电压输出，AC-SSR和KS无触发电压而关闭，达到双重零压保护目的。电源相位接错和接地不良时，感应式接地指示灯EL不亮，光敏电阻RG呈高阻值状态，555元件第2、6脚电压低，第3脚为高电平，J吸合，其常闭触点断开AC-SSR与KS的控制电源使之不触发导通，达到电源相位接错和接地不良时的双重安全保护目的。电路由于过载和某种意外漏触电情况发生时，DZ47LE动作断开总电源，实现使用绝对安全可靠的目的。
8、安装使用时，电控部分按图2连接，电热器部分则以装有功控集成元件的一端与金属自来水管系统相连接，另一端与喷水花洒头软管相连接，且必须进水端朝上，出水端朝下垂直或小于60°斜角安装，喷水花洒头的最高定位一定与电热器出水端有一定的水位落差，这样才不使电热器内部有储水现象而方便使用时只操作通水阀的开与关和调节水流量大小来实现自动启动和停止电热器的工作及水温调节，不必频繁操作电气控制电路上的开关元件，达到安全、节能和方便使用的目的。
权利要求1.一种通用永久节能型保安即热电热水器，由绝缘外筒、金属电极、绝缘三通、水电分离器，功控集成元件和金属管牙接头组成，其特征在于在绝缘外筒(1)内套装有两个相互间隔绝缘的非导磁金属筒外电极(3)和(4)，位于两个非导磁金属筒外电极轴线上且与两个外电极内壁有间隙、其两端各分别连接有一个接零水电分离器总成(9)的金属筒内电极总成(5)，内电极总成(5)以连接在其两端的接零水电分离器总成(9)固定连接在与两个外电极(3)和(4)相间隔绝缘的外筒(1)内，内电极(5)筒内装有一个园柱堵头(16)，靠近连接在其两端的接零水电分离器总成(9)之处分别开有相互对称的两个通水口(7)和(8)，内电极园周上的四个通水口均与内外电极之间的间隙空间、和连接在内电极两端的接零水电分离器总成(9)中的相互交错开有通水孔、且片与片之间有相同间距的水通道相通，绝缘外筒(1)上开有三个分别与外电极(3)、(4)和内电极总成(5)相通的通孔(11)、(12)和(13)，三个通孔所连接的电极上又分别焊上金属螺纹接线柱(17)、(18)和(19)，在相近接线柱(19)的绝缘外筒(1)一端与可连接功控集成元件(22)的绝缘三通(6)相连接，绝缘三通(6)的另一直通端又与套装有一个接零水电分离器总成(9)和在金属管牙接头(21)上镶有接地水电分离器(10)组成的绝缘外筒(2)组件相连接，绝缘外筒(2)上开有一个与接零水电分离器总成(9)相通的通孔(14)，在通孔(14)所连接的总成(9)上焊一颗金属螺纹接线柱(20)，在绝缘外筒(1)的另一端连接一个镶有接地水电分离器(10)的金属管牙接头(21)，两个管接头(21)之间用导电金属片相连接，接线柱(19)与(20)之间用导线相连接，功控集成元件(22)与绝缘三通(6)的孔(15)用活性密封材料配合螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的通用永久节能型保安即热电热水器，其特征在于安装在绝缘外筒(1)(2)内，与内电极(5)两端相连接的接零水电分离器总成(9)和镶在金属管牙接头(21)内的接地水电分离器(10)，分别设置有多片导电材料制作并相互交错开有通水孔和片与片之间保持同等间距又与底座连接成一导电体的水电分离装置(9)和(10)。
3.根据权利要求1所述的通用永久节能型保安即热电热水器，其特征在于在绝缘外筒(1)和(2)的间隔中间连接有一个三通接头(6)，在三通接头(6)的内螺纹通孔(15)内用螺纹连接安装有一个特制的具有变压、触发、散热功能元件及螺纹外壳和引线脚结合一体的功控集成元件总成(22)。
专利摘要一种通用永久节能型保安即热电热水器,由绝缘外筒、金属电极、水电分离装置、功控集成元件和金属管牙接头组成。其特征是在绝缘外筒内套装非导磁金属内外电极,在内电极的两端连接有水电分离装置,并通过水电分离装置固定在与外电极两端有间隔绝缘的绝缘外筒内,绝缘外筒的冷水端中间还连接有一个绝缘三通,绝缘三通内连接有一个功控集成元件总成,绝缘外筒的两终端由设置有水电分离装置的金属管螺纹接头封装,绝缘外筒上有与内外电极相通的金属螺纹接线柱。
文档编号F24H1/14GK2391128SQ9924647
公开日2000年8月9日 申请日期1999年10月23日 优先权日1999年10月23日
发明者覃建明 申请人:覃建明