电热水器加热控制装置   0    0

[0001] 本发明涉及一种电热水器技术领域，特别是一种主要与具有柔性内胆结构的储水式电热水器配套使用的电热水器加热控制装置。

[0002] 现有热水器一般包括加热容器（内胆）、加热管、温控器和泄压阀，加热容器为硬质容器（金属容器），加热管和温控器伸入加热容器内分别为容器内的水加热和测温，泄压阀与加热容器内部连通，泄压阀可为加热容器泄压。

[0003] 以储水式热水器为例，加热容器的进水口直接与自来水管连通，自来水往加热容器内注水，直至加热容器内压力与自来水水压相等时停止注水（此时加热容器内水位处于最高点或近乎最高点），当热水器加热工作时，内胆内的水被加热而膨胀，加热容器内压力升高而使加热容器同时膨胀，直至压力随热水排出或通过泄压阀排出，加热容器恢复形变。鉴于上述热水器的结构特征，使其具有以下不足：（1）在加热过程中，由于水受热体积膨胀，加热容器水位会超过原来设室温20°C的设计标准位置，当水温达到产品设计保温温度时（超过38°C以上，则水体积会超过原来20°C室温位置，当水温需要更高温度即达到
100°C时，一部分水因高温转换成水蒸气，这会使内热水器内溶溶物体积快速膨胀，在未有可靠安全的控制下，则必将造成热水器内胆内部压力超过额定压力，从而发生热水器加热容器爆炸事故，给生产厂家及消费者人身安全带来重大损失隐患；（2）热水器使用时出多少热水就进多少凉水，热水靠凉水压力才能出来，往往出现水温来不及上升到所需温度时，已经有大量的凉水补充到加热容器内，以致用户沐浴时水温不够稳定。综上所述，现有的储水式热水器没有设定一个合理的进水水位值，当自来水压力较小时，加热容器的水位则低一些；当自来水压力较大时，加热容器的水位满一些，且加热容器内的水被加热后将会导致加热容器膨胀量增大，甚至超出负荷，存在较高的安全风险；（3）加热容器内部压力超出设定值时，必须依赖泄压阀将压力释放，但是，现有的泄压阀一般存在因杂物堵塞或者内部零件卡死不能动作等缺陷，所以，目前的热水器依赖泄压阀排气，将会存在较高的爆炸风险；（4）加热管工作与否完全是依赖温控器将水温信息反馈到加热控制电路（现时热水器行业中通用的设定是低于设定温度5℃时，加热管自动加热），由于温控器设置在探温管内，探温管伸入水中，所以探温管表面容易积聚水垢，导致测温不准确（除了上述原因外，还有可能是温控器损坏），导致水温高于设定的最高标准，加热容器内部承受压力加大，当水温达到100℃时，产生大量水蒸气，泄压阀内部的细小泄压通道也无法及时将水蒸气排出，最终导致热水器爆炸。

[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、合理，可避免内胆压力过大或过小时加热管仍然工作，且纯机械式控制，使用寿命长、安全可靠的电热水器加热控制装置，以克服现有技术的不足。

[0005] 本发明的目的是这样实现的：

[0006] 一种电热水器加热控制装置，包括发热管，所述电热水器包括内胆，发热管设置在内胆内，其特征在于：还包括控制发热管工作电源接通与断开的微动开关、根据水位高低而动作的联动件以及触碰微动开关的按钮的触碰件，微动开关与触碰件相对运动。此款加热控制装置利用内胆内部压力大小与水位高低成正比的关系，设置一根据水位高低而动作的联动件，联动件上下运动过程中使微动开关与触碰件接触，使微动开关内部电路导通或断开，从而达到通过水位控制加热管工作的目的，避免内胆压力过大或过小时加热管仍然工作，提高热水器的安全度。

[0007] 本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

[0008] 作为更具体的一种方案，所述内胆为柔性内胆，柔性内胆设置在一钢性支架内，柔性内胆顶部与钢性支架顶部之间留置有膨胀空间。

[0009] 所述联动件包括浮动板和开关安装板，浮动板设置在所述膨胀空间内、并随柔性内胆的收缩和膨胀上下摆动，浮动板一端与钢性支架内侧壁铰接，浮动板另一端伸出钢性支架外、并通过开关安装板与所述微动开关连接；所述触碰件包括上触碰块和下触碰块，上触碰块和下触碰块一上一下设置在钢性支架外壁，微动开关随浮动板上下摆动时，微动开关的按钮与上触碰块和下触碰块碰触。

[0010] 所述微动开关外侧设有与其按钮联动的摆片，摆片一端与微动开关铰接，摆片另一端设有滚轮，滚轮与所述上触碰块和下触碰块碰触。

[0011] 所述钢性支架外围设有保温层，保温层外设有硬质钢性外箱。加热控制装置是依据柔性内胆固定在一个钢性支架内进行工作的，而钢性支架外是保温层（VIP），VIP之外是硬质钢性外箱。

[0012] 所述柔性内胆为硅胶套，硅胶套内设有容纳腔。

[0013] 本发明的有益效果如下：

[0014] （1）此款加热控制装置利用内胆内部压力大小与水位高低成正比的关系，设置一根据水位高低而动作的联动件，联动件上下运动过程中使微动开关与触碰件接触，使微动开关内部电路导通或断开，从而达到通过水位控制加热管工作的目的，避免内胆压力过大或过小时加热管仍然工作，提高热水器的安全度；

[0015] （2）将加热控制装置结合柔性内胆使用，在钢性支架体积不变时，柔性内胆压力会相应增大，在依靠柔性内胆体积可随其内压增加而自由膨胀的特性下，在确保热水器外壳体积不变情况下，则柔性内胆可在原来设定的自由变形空间进行自由膨胀而产生一个比较大的向上浮力，该浮力在一个接近最大内胆液面面积情况下，会随水受热体积膨胀产生上升，这样，即使联动件设置在柔性内胆外部，也可以随柔性内胆的收缩或膨胀同步运动；

[0016] （3）联动件的运动方式属于机械式运动，安全可靠，不受环境干扰，寿命长，可达十万次；另外，微动开关使用寿命长，性能可靠，如在正常寿命使用期内10万次计，热水器每天加热频率20次计算，则可达到：100000/20*366=13年；

[0017] （4）此款加热控制装置除了可以与储水式电热水器配套使用外，也可以广泛适用于即热式电热水器、快热式电热水器、空气源热水器、太阳能热水器、热泵热水器、多能源热水器、净水器、卫浴产品等等水家电产品。

[0023] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

[0024] 结合图1至图5所示，一种电热水器加热控制装置，包括发热管6和加热控制电路（图中未示出），所述电热水器包括内胆，发热管6设置在内胆内，其特征在于：还包括微动开关5、根据水位高低而动作的联动件以及触碰微动开关5的按钮的触碰件，微动开关5串联在发热管6和加热控制电路之间，微动开关5与触碰件相对运动。

[0025] 所述内胆为柔性内胆1，柔性内胆1设置在一钢性支架9内，柔性内胆1顶部与钢性支架9顶部之间留置有膨胀空间B。

[0026] 所述联动件包括浮动板2和开关安装板24，浮动板2设置在所述膨胀空间B内、并随柔性内胆1的收缩和膨胀上下摆动（所述浮动板2设置在膨胀空间B内，浮动板2一端通过合页21与钢性支架9侧壁铰接，在柔性内胆1膨胀收缩时，浮动板2可绕合页21铰点上下摆动，见图1中A箭头方向所示），浮动板2一端与钢性支架9内侧壁铰接，浮动板2另一端伸出钢性支架9外、并通过开关安装板24与所述微动开关5连接；所述触碰件包括上触碰块92和下触碰块93，上触碰块92和下触碰块93一上一下设置在钢性支架9外壁，微动开关5随浮动板2上下摆动时，微动开关5的按钮与上触碰块92和下触碰块93碰触。

[0027] 所述微动开关5外侧设有与其按钮联动的摆片51，摆片51一端与微动开关5铰接，摆片51另一端设有滚轮52，滚轮52与所述上触碰块92和下触碰块93碰触。

[0028] 所述钢性支架9外围设有保温层3，保温层3外设有硬质钢性外箱4。加热控制装置是依据柔性内胆固定在一个钢性支架内进行工作的。

[0029] 所述柔性内胆1为硅胶套，硅胶套内设有容纳腔11。

[0030] 微动开关可以设置在电源输入线上，也可以串连在控制电路中任何一个位置。

[0031] 其工作原理是：当柔性内胆内液体因膨胀而高于设计最高标准尺寸时，则微动开关通过滚轮52与上触碰块92接触，滚轮52将其位移量通过摆片51传递至按钮（见图3所示），使微动开关内部电路断开，加热管处于关闭状态；当内胆内物液面处于设计标准尺寸时，微动开关的滚轮52既没有与上触碰块92接触，也没有与下触碰块93接触（见图4所示），使微动开关内部电路导通，则微加热管处于打开状态；当内胆内液面低于设计最低标准尺寸时，柔性内胆收缩，则微动开关通过滚轮52与下触碰块93接触，滚轮52将其位移量通过摆片51传递至按钮（见图5所示），使微动开关内部电路断开，加热管处于关闭状态。

[0032] 上述电热水器加热控制装置的原理也可以应用到即热式电热水器、快热式电热水器、空气源热水器、太阳能热水器、热泵热水器、多能源热水器、净水器、卫浴产品等等水家电产品。

[0033] 上述热水器还可以包括温控电路，温控电路与加热控制电路电性连接（图中未示出），温控电路中设有温控器，温控器用于探测柔性内胆内的水温，当水温到达设定温度时，加热管停止工作；当水温低于设定温度的一定范围内（如5摄氏度）时，加热管开始工作。当然，水温及水位，只要任意一个参数达到加热管停止工作所限定要求时，加热管也不应该工作，如：当柔性内胆达到设定最大膨胀量时（即水位上升到设定高度），即使水温未到达设定温度，加热管也不会工作的。也就是说，通过增加温控电路，可以使热水器多一重保护。

[0034] 结合图6和图7，上述热水器还可以设有进水控制装置，其包括进水阀7、连杆22和摆杆23，进水阀7设有进水口74、出水口76和开关73，所述出水口76与柔性内胆1内部连通，开关73依次通过摆杆23和连杆22与浮动板2传动连接。

[0035] 所述连杆22两端分别与浮动板2和摆杆23的一端铰接，摆杆23另一端与进水阀7开关73连接。所述进水阀7包括阀体71、阀芯72和所述开关73，阀体71设有一进水通道75，进水通道75两端为所述进水口74和出水口76，阀芯72一端设置在进水通道75内，阀芯72另一端伸出阀体71外与开关73连接。

[0036] 所述柔性内胆1外设有钢性支架9，柔性内胆1顶部与钢性支架9顶部之间留置有膨胀空间B，浮动板2另一端伸出钢性支架9外与所述连杆22铰接（钢性支架9对应所述浮动板2另一端开设有窗口91，所述浮动板2另一端从窗口91伸出钢性支架9外）。

[0037] 所述柔性内胆1的内下部设有进水管8，进水管8伸出柔性内胆1外与进水阀7的进水口74连通。

[0038] 上述进水控制装置也是是依据柔性内胆固定在一个钢性支架内进行工作的。

[0039] 其工作原理是：当柔性内胆1膨胀而高于设计最高标准尺寸或者柔性内胆1膨胀量处于设计标准尺寸时，则进水阀7处于关闭状态（见图3所示），外界自来水无法进入柔性内胆1内；当柔性内胆1收缩或者膨胀量低于设计最低标准尺寸时，则进水阀7处于开启状态（见图4所示）,外界自来水会源源不断注入柔性内胆1内。

[0040] 由于本发明的内胆材质是柔性材料制成，其内部注入自来水后体积可膨胀两倍以上，所以通过增加进水控制装置，可避免柔性内胆超出设定的最大膨胀量。

[0018] 图1为本发明一实施例结构示意图。

[0019] 图2为图1的右视结构示意图。

[0020] 图3至图5为本发明多种工作状态结构示意图。

[0021] 图6为进水阀关闭状态结构示意图。

[0022] 图7为进水阀打开状态结构示意图。