[发明专利]带有改进的加热单元的电热水器

说明书

本发明涉及一种电热水器，尤其涉及具有一个加热单元和一个电子控制系统的电热水器，该热水器大大地改善了制造成本，减少担保费用和运行功率。

典型的电热水器根据热水器的尺寸和用途带有一个或两个电能加热单元以加热水箱中的水。每个单元使用一个安装在水箱侧面的机电温度自动调节器，在这里单元的螺帽连接在水箱的侧面。这种构造有许多缺点。

现在的机电温度自动调节器利用双金属技术作用于使加热单元通电或断电的一组触点。此双金属技术不太精确且对水箱中温度变化的响应时间相对缓慢，因此降低了热水器的效率。

现有结构另一个重要的问题是难于避免“干烧”加热单元。“干烧”发生于为加热单元提供了电能而单元周围没有水的时候。这种干烧迅速导致加热单元的损坏，由此迅速地减少它的使用寿命。在多数情况下，干烧可能导致加热单元的立即损坏。

现有的机电温度自动调节器也使用较大的温度自动调节器支架和占据水箱面较大的表面积。这由于围绕着水箱剩余空间的聚氨脂(pulyurethane)泡沫绝缘材料未在这个空间使用而减少了能量效率。这种情况发生是由于形成聚氨脂泡沫材料的化学特质在装配和现场维护期间干扰机电温度自动调节器的控制。目前用于避免这种干扰的方法包括发泡板(foaming apron)，玻璃纤维夹层(fiberglass batts)或EPS泡沫隔板，所有这些都具有比环绕在水箱剩余空间周围的聚氨脂泡沫材料低的热效率(K-系数)。

上述所有构造导致了大量的制造部件步骤，所有这些增加了最终的生产成本。

本发明的一个目的就是提供一种提高效率的热水器。

本发明的另一个目的是提供一种消除较大的机电温度自动调节器和减少生产热水器所需要的元件数量的一种热水器。

本发明的其它目的和优点对于那些熟练的技术人员将从本发明的附图详细说明和附加的权利要求书了解得更清楚。

一方面，本发明是一个加热单元，包括适合于伸进并与热水器水箱侧壁密封啮合的一个基座部件。该基座部件具有一个凹槽以容纳一个热敏电阻。导体部件被连接到热敏电阻并从基座部件向伸伸出以传输温度信息给一个控制器。一个电阻加热器套被密封并从基座部件向外伸出且由此具有一个内部定位的加热线圈。冷销连接到加热线圈的相对的端和基座部件上，该冷销应足够长使加热线圈产生的热实际上不会由热敏电阻检测到。导体部件连接到冷销上并从基座部件向外伸出以传输电能到加热线圈。

另一方面，热水器包括一个水容器和加热水容器中的水的加热单元，加热单元包括一个适合于伸进并与热水器水箱壁密封啮合的基座部件，基座部件具有一个凹槽。一个热敏电阻被固定在凹槽内并具有从基座部件向外伸出以传输温度信息的导体部件。一个电阻加热器套被密封并从基座部件向外伸出。一个加热线圈固定在套内并具有连接到加热线圈相对端和基座部分的冷销。冷销要足够长以使由加热线圈产生的热实际上不会被热敏电阻检测到。导体部件连接到冷销并由基座部件向外伸出以传输电能至加热线圈。一个控制器连接到加热单元并能比较从热敏电阻接收的温度信息和预定温度且根据比较结果给加热单元供电。

图1示意地表示出了根据本发明的外观的(aspect)热水器正视图，其中虚线表示热水器的内部。

图2示出了图1所示热水器的侧视图，进行了部分的剖视，其中虚线示出热水器的内部。

图3示出了根据本发明使用的加热单元外观的正视图。

图4示出了图3所示的加热单元的侧视图，其中虚线示出了加热单元基座的内部。

图5示出了图3所示的加热单元的侧视图，其中虚线表示加热单元基座的内侧部分。

图6示出了图3所示的安装于水箱夹板的加热单元的局部剖视图，其中虚线表示加热单元基座的内侧部分。

图7根据本发明的特性公开了热水器控制系统的电路图。

图8根据本发明的特性示出了热水器控制系统的多级图(ladderdiagram)。

应当认识到下列说明书参考如图中举例所选择的本发明的具体实施例而不是用来规定或限制本发明的，除了附加的权利要求书外。

现在转到图上且具体地图1-2，标号“10”指示本发明的电热水器。热水器10包括一个外壳12，也包绕着泡沫绝缘材料14。泡沫绝缘材料包覆着水箱16。一个顶盘18盖在外壳12的上端而底盘20盖在外壳12的底端。水箱16上部的入口22向水箱提供冷水。同样地，出口24让热水从水箱16的上部排出。