[发明专利]管形高频电磁感应加热式热水器

说明书

管形高频电磁感应加热式热水器是在200610071286·8号发明专利申请的基础上改制而来的，目的在于使用方便，使水热得快，冷水浪费少，余热少，耗电少。主要用于冷天洗手、洗脸、冼脚、洗菜、淘米、煮饭、洗碗、及平时泡茶和泡方便食品等。属于现代家用电器产品中的电热水器产品。

管形高频电磁感应加热式热水器与目前市场上的煤气型热水器和小型电阻发热式的电热水器相比，都有一定的优点，由于上述热水器安装地方都离用水处较远，因此，管道也较长，管中余留水也较多，每次流出热水前，必须排放掉上次余留在管中已经冷却了的水后，才会有热水流出，使用热水后，多余的热水又有留在管中，时间稍长，又变成冷水了，再用热水时又必须排放掉，因此，既浪费水，又浪费热能，很不合算，对国家、对家庭都是很大的浪费。于是，目前市场上已有一种多根电阻丝发热管组合而成的圆管形龙头热水器，但是，电阻丝发热管有一个传热过程，加热较慢。为了提高加热速度，必须加大功率使用，一般都在4000W以上。功率越大，供电线路也越大，一般家庭用电线路常在3000W左右，若长期超负荷使用很困难，并且，功率越大，余热浪费越多。针对上述市场上各种热水器存在的不足之处，采用高频电磁感应加热方式，将感应线圈设计在圆管形或椭圆形铁管外面相隔一定的间距，使水流过时加热。由于采用管式结构，安装时可尽量靠近水龙头，使得打开水龙头就有热水流出，避免浪费水和电。

管形高频电磁感应加热式热水器是根据铁磁性材料在高频磁场中反复极化成涡旋形磁场并转化为涡电流发热。所谓高频，是根据电磁波在不同频率范围有不同的性能特点与用途进行划分，在不同的技术领域里又有不同的划分法，在加热技术中，划分为工频、中频、高频、微波、红外线等，高频一般指10KHZ-300KHZ的电磁波，高频主要是利用感应产生涡电流热。但由于频率增高，趋肤效应增强，涡电流减小，功率下降，因此，一般选在20KHZ最好。为了最好利用涡电流热能加热水温，应选用铁磁性的金属管做涡电流发热管，并要防止生锈，最好选用铁镍合金管，因为铁镍都是吸收磁力线的金属，合金后也不生锈。为了使水流经发热管表面将热量带走，应将感应加热线圈安装在发热管内或管外都可以，但是，感应加热线圈必须离发热管表面一定的距离，水从其中流过而被加热。感应加热线圈无论是安装在管内或管外，涡电流热都是产生在发热管表面，直接与流水接触，没有传热过程，只要打开水龙头，有水流动就通电，通电就有热水流出，龙头关断水即关电，水管中余热极少。因此，热得快，耗电少，余热浪费少，比电阻发热式的少耗电1/3。本方案共有五大特点：第一个特点，由于电磁感应加热，都有一定的谐振阻抗发热，功率越大，产热越多，若不加以利用也是浪费。为此，应将感应加热线圈(1)装在一个既不影响磁通，又不渗水的空心密封圆筒(9)里，筒(9)里可以装绝缘性好的散热液(11)，如变压器油、硅油等。密封的空心圆筒(9)应选用抗热性好的材料，如氟硅塑料等。第二个特点，筒(9)外套一个铁氧体磁环(7)，迫使感应加热线圈(1)产生的电磁波向内聚集，以免向外散射。第三个特点，为了使发热铁管(2)的磁通不与外界发生漏磁，在发热铁管(2)两端用非导磁金属(如铝或铜)做成螺纹连接的固定圆盘(13)和(19)，将发热铁管(2)挤押在装有感应加热线圈(1)的空心圆筒(9)内，使发热铁管(2)与感应加热线圈(1)始终保持一定的固定间隔(12)。第四个特点，只要保持间隔不变的条件下，可以将发热管(2)和线圈(1)设计成椭圆形的长筒，这样可以使产品的厚度减小，使商品美观大方。第五个特点，为了简单操作，使水龙头打开就有热水流出，特别设计了一个配套的流水冲动的活塞(16)开关。从图1、图2、图3上可看出，只要水龙头打开，水向外流出时，加热器内压力减小，A和B之间的压力失去平衡，这时，A部进水压力大于B部的静水压力和弹簧(22)的弹力，堵水的活塞(16)被进水压力推开、活塞(16)下端的永久磁铁(26)移动到干簧管开关(25)的位置，使干簧管开关(25)接通，将双向可控硅VS打开，接通交流电路，产生整流输出而打开开关管(4)进行加热。当水龙头关死后，加热器内部压力增大，当B部的压力和A部的进水压力相等时，A、B间的压力差等于0，这时，弹簧(22)的弹力发挥作用，将活塞(16)上的密封圈(23)顶入进水管中将水关断，同时，永磁铁(26)离开干簧管(25)的位置，干簧管(25)触点断开，双向可控硅VS关断。这种开关的特点是永磁铁(26)和干簧管(25)之间为磁联通，不漏水，电与水绝对不相联，保障使用绝对安全。