一種防止人體觸電傷亡且具有高熱輸出功率的電熱水器的制作方法

本實(shí)用新型屬于儲(chǔ)水式電熱水器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，電熱水器的供電均采用的是交流220V 50Hz，按Ⅰ類器具設(shè)計(jì)，其中I類：有工作絕緣，有接地端點(diǎn)和接地線，規(guī)定必須接地或者接零。接地線必須使用外表為黃綠色雙色的銅芯導(dǎo)線，接觸電阻應(yīng)不大0.1歐姆。而這種電熱水器造成觸電事故的原因通常有三個(gè)方面：第一方面來自于熱水器本身，熱水器水箱內(nèi)的電熱管長期的使用造成加熱管金屬表面的腐蝕，到達(dá)其極限時(shí)就會(huì)發(fā)生破裂，導(dǎo)致電熱絲與水接通，220V的電壓直接通過水流并流經(jīng)人體對地形成通路，使得大量的電流通過人體；當(dāng)超過50mA的電流流經(jīng)心臟時(shí)就會(huì)造成心臟的永久性破壞，甚至立即死亡。第二方面是當(dāng)接地系統(tǒng)異常時(shí)(接地電阻較大超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)，特別是接地系統(tǒng)失效(與大地不通或沒有地線)時(shí)，它就變成0類結(jié)構(gòu)的電熱水器，而0類電熱水器的電擊防護(hù)要依賴于環(huán)境，而該類電熱水器通常是放置在浴室中使用的，不可能用環(huán)境提供電擊防護(hù)。第三方面是地線本身帶電，熱水器本身大都具有良好的接地線，其漏電故障的排除就依靠良好的接地，但是當(dāng)?shù)鼐€意外帶電時(shí)熱水器反受其累，同樣造成人員使用熱水器或觸摸熱水器時(shí)引起觸電。

上述種種事故多年來屢有發(fā)生，不勝枚舉。而目前的電熱水器最常用的防漏電方式均采用的是漏電保護(hù)器(當(dāng)漏電流超過10mA時(shí)，電熱水器會(huì)在在0.1s內(nèi)自動(dòng)切斷電源，確保用戶的人生安全)；然而當(dāng)漏電保護(hù)器失靈或損壞時(shí)，用戶正在使用熱水，就會(huì)有大電流(尤其是大功率熱水器)經(jīng)過人體，發(fā)生致人死亡的事故。

另外，目前電熱水器(尤其是橫掛式安裝電熱水器)的進(jìn)水裝置，有三種常用結(jié)構(gòu)：①U形路徑式進(jìn)水裝置、②直通擋水板式進(jìn)水裝置、③柱形圓周多側(cè)孔式進(jìn)水裝置。但是，第一種①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管路太長，長期使用水路容易堵塞；第二種②在內(nèi)膽結(jié)構(gòu)上要焊接一個(gè)擋水板，對焊接工藝要求較高，容易產(chǎn)生焊接缺陷，使內(nèi)膽漏水；第三種③其結(jié)構(gòu)簡單，但當(dāng)進(jìn)水時(shí)出水速度很快，容易引起紊流，使進(jìn)去的冷水與內(nèi)膽中的熱水進(jìn)行無序的混合，引起輸出熱水水溫不穩(wěn)定(忽 冷忽熱)，電熱水器的熱水輸出率將大大降低。

為了解決上述這些問題，本申請人提出了一種新穎的電熱水器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；具體采用措施為：

本申請人提出組合體絕緣結(jié)構(gòu)的進(jìn)、出水裝置；利用水電阻限制泄漏電流大小的“帶電水阻法”，使進(jìn)水口前端中的泄漏電流小于2.5mA，從而保證使用者的人生安全。同時(shí)將電熱水器的裸露外筒等人體易觸及的金屬部分設(shè)計(jì)成具有Ⅱ類器具的結(jié)構(gòu)。

另外，在組合體絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)水裝置中設(shè)置有絕緣錐狀分水器等零部件，能夠改變了進(jìn)水流體的流動(dòng)方向，增大流體流動(dòng)的阻力，降低流體流出的速度；保證流體在內(nèi)膽內(nèi)呈層流狀態(tài)流動(dòng)，避免內(nèi)膽內(nèi)的紊流現(xiàn)象，保證了內(nèi)膽內(nèi)水溫的穩(wěn)定性并提高了電熱水器的熱水輸出率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型在于提出一種防止人體觸電傷亡且具有高熱輸出功率的電熱水器，該電熱水器屬于電器Ⅱ類安全標(biāo)準(zhǔn)，采用雙重絕緣，沒有接地要求，提高了安全程度，可用于與人體皮膚直接接觸；并且通過水電阻限制進(jìn)水口的泄漏電流小于2.5mA，保證了使用者的生命安全；另外，進(jìn)水裝置是通過各種絕緣結(jié)構(gòu)組合而成，改變了進(jìn)水流體的流動(dòng)方向，增大了流體流動(dòng)的阻力，降低流體流動(dòng)的速度，使得流體在內(nèi)膽內(nèi)呈層流狀態(tài)，提高了內(nèi)膽內(nèi)水溫的穩(wěn)定性與電熱水器的熱水輸出功率。

一種防止人體觸電傷亡且具有高熱輸出功率的電熱水器，包括外筒、內(nèi)膽、位于外筒外壁的掛板、進(jìn)水裝置和出水裝置；所述進(jìn)水裝置中的進(jìn)水接管、內(nèi)管、引流分水器和中間擋板均絕緣，內(nèi)管分別與進(jìn)水接管和引流分水器采用活動(dòng)連接，所述引流分水器呈“罩”狀，引流分水器內(nèi)部由上至下設(shè)有多組環(huán)形筋片，所述環(huán)形筋片一側(cè)與引流分水器內(nèi)側(cè)壁固定，另一側(cè)向上傾斜，環(huán)形筋片與引流分水器側(cè)壁的角度為α≤90°，且中間擋板位于兩個(gè)環(huán)形筋片之間；

中間擋板位于引流分水器內(nèi)并套在內(nèi)管上；所述內(nèi)管頂部側(cè)壁上設(shè)有通孔，通孔有多個(gè)；所述進(jìn)水接管與內(nèi)管組合后的長度L和內(nèi)管孔徑d應(yīng)該滿足如下公式的要求：

$L\≥220{\left(\frac{d}{2}\right)}^2\left(cm\right);$

根據(jù)實(shí)際使用情況以及參考GB4706.12-2006附錄AA中的要求，為了保證使用者的生命安全，進(jìn)出水口的泄露電流要求不超過5mA。在本實(shí)施例中，熱水器是在220V50HZ的交流電情況下進(jìn)行工作，當(dāng)電流短接作用在熱水器上時(shí)，就得限制通過進(jìn)、出水口泄露的電流小于2.5mA，此時(shí)自來水的電阻率為ρ＝1250±50Ωcm，自而來水的電阻為R_水≥220V/2.5mA≥88×10³Ω，圖中的進(jìn)水接管與內(nèi)管組合后的長度為L，內(nèi)管的直徑為d，則：

$r=\frac{d}{2}$

所以，只要出水裝置中的就可以保證用水電阻限制泄露電流大小，可確保使用者的生命安全；

所述進(jìn)水裝置與內(nèi)膽連接處設(shè)有絕緣密封墊，進(jìn)水接管外側(cè)壁設(shè)有套筒并與絕緣密封墊相連接；

所述出水裝置包括出水接管和取水管，所述取水管頂端靠近內(nèi)膽最高點(diǎn)，下端與出水接管相連，并所述出水裝置與內(nèi)膽連接處設(shè)有絕緣密封墊，出水接管外側(cè)壁設(shè)有套筒并與絕緣密封墊相連接；進(jìn)水裝置和出水裝置處設(shè)有的絕緣密封墊均是采用耐高溫的橡膠材料模塑成型制成；

所述進(jìn)水裝置和出水裝置與內(nèi)膽接觸的外側(cè)壁上套有絕緣裝飾盤；

所述掛板與外筒相連接，并與外筒內(nèi)膽之間設(shè)有的固定鋼帶和絕緣墊片層相連接；外筒與內(nèi)膽之間填充有絕緣塑料墊和絕緣保溫層，所述絕緣保溫層外側(cè)包裹有耐高溫絕緣塑料袋；

所述外筒與內(nèi)膽之間無導(dǎo)線連通，內(nèi)膽與帶漏電保護(hù)功能的電源線中黃綠地線可靠連接；

所述外筒上設(shè)有維修口，所述維修口設(shè)有絕緣遮擋蓋。

進(jìn)一步，進(jìn)水接管頂端與內(nèi)管底部采用螺紋進(jìn)行連接，內(nèi)管頂部與引流分水器頂部采用螺釘進(jìn)行連接，引流分水器頂部設(shè)有圓柱孔，所述螺釘由引流分水器 的圓柱孔插入至內(nèi)管中將引流分水器與內(nèi)管固定；進(jìn)水接管、內(nèi)管和引流分水器通過可拆卸連接，可定期拆卸對零部件進(jìn)行清洗與更換。

進(jìn)一步，掛板與外筒、固定鋼帶、絕緣墊片層通過掛板座組件相連接。

進(jìn)一步，所述掛板座組件包括掛板座和掛板螺栓；所述掛板座是耐高溫的高分子有機(jī)化合物通過模具注塑制成，掛板座和掛板螺栓是通過機(jī)械壓合或粘接等方法將其兩者固定在一起。

進(jìn)一步，所述固定鋼帶外側(cè)緊貼外筒內(nèi)壁，內(nèi)側(cè)緊貼絕緣墊片層，且固定鋼帶的壁厚不低于1mm；所述固定鋼帶為冷軋或熱軋鋼板。

進(jìn)一步，所述絕緣保溫層的厚度大于20mm；所述絕緣保溫層的材料為硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡材料，該材料具有硬質(zhì)、不透性、不吸濕性等特性。

本實(shí)用新型采用本方案的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型中的進(jìn)水裝置中的所有結(jié)構(gòu)均為絕緣結(jié)構(gòu)且通過活動(dòng)連接組合而成，改變了進(jìn)水流體的流動(dòng)方向，增加了流體流動(dòng)的阻力，降低流體流出的速度，保證了流體在內(nèi)膽內(nèi)呈層流狀態(tài)流動(dòng)，不僅避免了結(jié)構(gòu)復(fù)雜造成的堵塞和焊接缺陷造成的內(nèi)膽漏水，也減少了紊流現(xiàn)象的發(fā)生和內(nèi)膽內(nèi)水溫的不穩(wěn)定，提高了熱水器的熱輸出功率；

(2)本實(shí)用新型本發(fā)明中利用水電阻原理限制泄露電流大小，使得進(jìn)水接管與內(nèi)管組合后的長度L和內(nèi)管孔徑d滿足從而使出入水口中的泄露電流小于2.5mA，保證了使用者的生命安全；

(3)電熱水器采用了屬于電器Ⅱ類安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用雙重絕緣，沒有接地要求，提高了安全程度，可與人體皮膚直接接觸，有效防止了因發(fā)熱管漏電、地線帶電、接地系統(tǒng)失效或者漏電保護(hù)器失效損害導(dǎo)致水中帶電，造成的人傷亡的事故。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的完整結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的局部放大圖II；

圖3是圖1的右視圖；

圖4是圖3的局部放大圖I；

圖5是本實(shí)用新型的進(jìn)水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型的出水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中；1、外筒；2、內(nèi)膽；3、掛板；3-1、掛板座組件；3-11、掛板座；3-12、掛板螺栓；4、進(jìn)水裝置；5、出水裝置；6、進(jìn)水接管；7、內(nèi)管；7-1、通孔；8、引流分水器；8-1、環(huán)形筋片；8-2、圓柱孔；9、中間擋板；10、螺釘；11、加熱管；12、套筒；13、絕緣密封墊；14、絕緣裝飾盤；15、絕緣保溫層；16、出水接管；17、取水管；18、固定鋼帶；19、絕緣墊片層；20、絕緣塑料墊；21、維修口；22、絕緣遮擋板。

具體實(shí)施方式

為了使實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。

一種防止人體觸電傷亡且具有高熱輸出功率的電熱水器，包括外筒1、內(nèi)膽2、位于外筒1外壁的掛板3、進(jìn)水裝置4和出水裝置5；所述進(jìn)水裝置4中的進(jìn)水接管6、內(nèi)管7、引流分水器8和中間擋板9均為絕緣結(jié)構(gòu)，內(nèi)管7分別與進(jìn)水接管6和引流分水器8采用活動(dòng)連接，所述引流分水器8呈“罩”狀，其上部分呈錐形，下部分呈圓柱形，引流分水器8內(nèi)部由上而下設(shè)有多組環(huán)形筋片8-1，所述環(huán)形筋片8-1一側(cè)與引流分水器8內(nèi)側(cè)壁固定，另一側(cè)向上傾斜，環(huán)形筋片與引流分水器8側(cè)壁的角度為α≤90°，且中間擋板9位于任意兩個(gè)環(huán)形筋片8-1之間；

中間擋板9位于引流分水器8內(nèi)并套在內(nèi)管7上；所述內(nèi)管7頂部側(cè)壁上設(shè)有通孔7-1，通孔7-1有多個(gè)，優(yōu)選為4個(gè)，且呈方形或圓形；所述進(jìn)水接管6與內(nèi)管7組合后的長度L和內(nèi)管孔徑d應(yīng)該滿足如下公式的要求：

$L\≥220{\left(\frac{d}{2}\right)}^2\left(cm\right);$

根據(jù)實(shí)際使用情況以及參考GB4706.12-2006附錄AA中的要求，為了保證使用者的生命安全，進(jìn)出水口的泄露電流要求不超過5mA。在本實(shí)施例中，熱水器是在220V50HZ的交流電情況下進(jìn)行工作，當(dāng)電流短接作用在熱水器上時(shí)，就得限制通過進(jìn)、出水口泄露的電流小于2.5mA，此時(shí)自來水的電阻率為ρ＝1250±50Ωcm，而自來水的電阻為R_水≥220V/2.5mA≥88×10³Ω，圖中的進(jìn)水接管6與內(nèi)管7組合后的長度為L，內(nèi)管7的直徑為d，則：

$r=\frac{d}{2}$

所以，只要出水裝置4中的就可以保證用水電阻限制泄露電流大小，可確保使用者的生命安全；

所述進(jìn)水裝置4與內(nèi)膽2連接處設(shè)有絕緣密封墊13，進(jìn)水接管6外側(cè)壁設(shè)有套筒12并與絕緣密封墊13相連接，所述套筒12為不銹鋼套筒，其壁厚不小于0.3mm；

所述出水裝置5包括出水接管16和取水管17，所述取水管17頂端靠近內(nèi)膽2最高點(diǎn)，下端與出水接管16相連，所述取水管14采用無縫或有縫焊接不銹鋼管，其壁厚不小于0.3mm；并且出水裝置5與內(nèi)膽2連接處設(shè)有絕緣密封墊13，出水接管16外側(cè)壁設(shè)有套筒12并與絕緣密封墊13相連接；所述進(jìn)水裝置4和出水裝置中設(shè)有的絕緣密封墊13均是采用耐高溫的橡膠材料模塑成型制成；

所述進(jìn)水裝置4和出水裝置5與內(nèi)膽2接觸的外側(cè)壁上套有絕緣裝飾盤14；

所述掛板3與外筒1相連接，并與外筒2與內(nèi)膽2之間設(shè)有的固定鋼帶18和絕緣墊片層19相連接；外筒1與內(nèi)膽2之間填充有絕緣塑料墊20和絕緣保溫層15，所述絕緣保溫層15外側(cè)包裹有耐高溫絕緣塑料袋；

所述外筒1與內(nèi)膽2之間無導(dǎo)線連通，內(nèi)膽2與帶漏電保護(hù)功能的電源線中黃綠地線可靠連接；

所述外筒上設(shè)有維修口21，所述維修口21設(shè)有絕緣遮擋蓋22。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)化方案，進(jìn)水接管6頂端與內(nèi)管7底部采用螺紋進(jìn)行連接，內(nèi)管7頂部與引流分水器8頂部采用螺釘10進(jìn)行連接，引流分水器8頂部設(shè)有圓柱孔8-2，所述螺釘10由引流分水器8的圓柱孔8-2插入至內(nèi)管7中將引流分水器8與內(nèi)管7固定；進(jìn)水接管6、內(nèi)管7和引流分水器8通過可拆卸連接，可定期拆卸對零部件進(jìn)行清洗與更換。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)化方案，掛板3與外筒1、固定鋼帶18、絕緣墊片層19通過掛板座組件3-1相連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)化方案，所述掛板座組件3-1包括掛板座3-11和 掛板螺栓3-12；所述掛板座3-11是耐高溫的高分子有機(jī)化合物通過模具注塑制成，掛板座3-11和掛板螺栓3-12是通過機(jī)械壓合或粘接等方法將其兩者固定在一起。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)化方案，所述固定鋼帶18外側(cè)緊貼外筒1內(nèi)壁，內(nèi)側(cè)緊貼絕緣墊片層19，且固定鋼帶18的壁厚不低于1mm；所述固定鋼帶18為冷軋或熱軋鋼板。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)化方案，所述絕緣墊片層19采用高分子塑料材料模塑而成且其厚度不低于1.5mm。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)化方案，所述絕緣保溫層15的厚度大于20mm；所述絕緣保溫層15的材料為硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡材料，該材料具有硬質(zhì)、不透性、不吸濕性等特性。

本實(shí)用新型中的電熱水器屬于電器Ⅱ類安全標(biāo)準(zhǔn)，掛板3、外筒1、固定鋼帶18和絕緣墊片層19通過4組掛板座組件3-1連接緊固在一起，內(nèi)膽2與外筒1之間的空間用絕緣塑料墊20和絕緣保溫層15進(jìn)行填充，電器控制部分的維修口21用絕緣遮擋蓋22遮住，并且外筒1和內(nèi)膽2之間嚴(yán)禁用導(dǎo)線連通。

進(jìn)水裝置4中的進(jìn)水接管6和內(nèi)管7均由絕緣性能良好、強(qiáng)度高的斷玻纖增強(qiáng)尼龍注塑成型，引流分水器8和中間擋板9均由絕緣性能良好、耐高溫、柔軟的硅橡膠壓制成型，螺釘10為具有防腐性能的螺釘。進(jìn)水接管6與內(nèi)管7通過自身設(shè)有的螺紋進(jìn)行連接，內(nèi)管7與引流分水器8通過螺釘10進(jìn)行連接，并且圖中尺寸L與d滿足公式的要求，中間擋板9套在內(nèi)管7上，中間擋板9位于引流分水器8內(nèi)任意的兩個(gè)環(huán)形筋片8-1之間，冷水從進(jìn)水接管6底部的進(jìn)水口進(jìn)入進(jìn)水裝置4中，由下往上流動(dòng)通過內(nèi)管7頂部側(cè)壁設(shè)有的4個(gè)通孔8-2流出，然后在進(jìn)水接管6和內(nèi)管7外側(cè)與引流分水器8內(nèi)側(cè)形成的流體通道向下流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了水流動(dòng)方向的改變，與此同時(shí)，引流分水器8內(nèi)部的環(huán)形筋片8-1和中間擋板9形成的回形通道使得水呈層流流動(dòng)，增加了水流動(dòng)的阻力與路徑，降低了流體流動(dòng)的速度。

該實(shí)用新型采用雙重絕緣，沒有接地要求，提高了安全程度，可用于與人體皮膚直接接觸；并且通過水電阻限制進(jìn)水口的泄漏電流小于2.5mA，保證了使用 者的生命安全；另外，進(jìn)水裝置4是通過各種絕緣結(jié)構(gòu)組合而成，改變了進(jìn)水流體的流動(dòng)方向，增大了流體流動(dòng)的阻力，降低流體流動(dòng)的速度，使得流體在內(nèi)膽內(nèi)呈層流狀態(tài)，提高了內(nèi)膽內(nèi)水溫的穩(wěn)定性與電熱水器的熱水輸出功率。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。