防干燒裝置及電熱水器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種防干燒裝置及電熱水器，適用于電加熱器的防干燒保護，該防干燒裝置包括PTC加熱管、檢測電路以及控制電路，其中：所述PTC加熱管的供電回路與所述檢測電路電連接，所述檢測電路與所述控制電路電連接；所述檢測電路用于檢測所述PTC加熱管的供電回路的電流信號，所述控制電路根據(jù)所述電流信號控制所述電加熱器的供電回路的通斷。本實用新型還公開了一種電熱水器。由此可知，本實用新型的防干燒裝置不僅結構簡單，而且能夠及時準確地進行防干燒保護，確保用電安全可靠。
【專利說明】防干燒裝置及電熱水器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電熱水器【技術領域】，尤其是涉及一種防干燒裝置及電熱水器。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，電熱水器在普通家庭中得到廣泛的應用，同時，電熱水器的使用安全問題也逐漸引起了大家的重視，其中電熱水器的防干燒性能成為廣大消費者選擇電熱水器的一項重要指標。在現(xiàn)有技術中，常用的電熱水器防干燒控制方式為溫控型和水位檢測型。
[0003]對于溫控型的防干燒控制方式，在內(nèi)膽上安裝有加熱器的端部的外側或加熱器的法蘭外側設置一個熱保護器(溫控器)，當熱保護器感應到內(nèi)膽外殼或加熱器的法蘭達到預設溫度時，熱保護器動作并切斷加熱器供電電路。由于內(nèi)膽外殼和加熱器的法蘭離加熱器的有效加熱段較遠，熱保護器檢測加熱器的有效加熱段的溫度具有一定的滯后性，在熱保護器未正常動作前，可能出現(xiàn)加熱器因長時間干燒而損壞的現(xiàn)象，防干燒效果不佳。
[0004]對于水位檢測型的防干燒控制方式，在電熱水器的加熱器法蘭上設置兩個絕緣安裝并伸入內(nèi)膽中的防干燒電極，當內(nèi)膽中的水位上升并越過兩防干燒電極時，兩個防干燒電極導通，控制器電路導通加熱器的供電回路；當內(nèi)膽中的水位低于其中一個防干燒電極時，兩防干燒電極之間的電連接斷開，控制電路斷開加熱器的供電回路，形成防干燒保護。這種防干燒裝置通過檢測兩個防干燒電極是否形成回路來判斷熱水器是否缺水干燒，它存在如下缺點:一、防干燒電極與加熱器法蘭絕緣安裝，這會使加熱器的安裝結構復雜化，且增加因密封不嚴而出現(xiàn)漏水的風險；二、防干燒電極外殼為金屬材質(zhì)，長期浸泡在熱水中時，其表面會生成水垢，水垢達到一定厚度時，會妨礙兩防干燒電極通過水體形成回路，從而影響熱水器正常工作。
[0005]上述內(nèi)容僅用于輔助理解本實用新型的技術方案，并不代表承認上述內(nèi)容是現(xiàn)有技術。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的主要目的在于提供一種防干燒裝置及電熱水器，旨在使其能夠及時準確地進行防干燒保護，確保用電安全可靠。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種防干燒裝置，適用于電加熱器的防干燒保護，該防干燒裝置包括PTC加熱管、檢測電路以及控制電路，其中:所述PTC加熱管的供電回路與所述檢測電路電連接，所述檢測電路與所述控制電路電連接；所述檢測電路用于檢測所述PTC加熱管的供電回路的電流信號，所述控制電路根據(jù)所述電流信號控制所述電加熱器的供電回路的通斷。
[0008]優(yōu)選地，所述PTC加熱管包括一端封閉的金屬外管、絕緣端蓋、第一引棒、第二引棒、PTC加熱元件以及絕緣導熱介質(zhì)；所述絕緣導熱介質(zhì)填充在所述金屬外管中，所述PTC加熱元件埋設于所述絕緣導熱介質(zhì)中，所述絕緣端蓋與所述金屬外管的開口端密封連接，所述第一引棒及第二引棒穿過所述絕緣端蓋并部分伸入所述金屬外管中，所述第一引棒經(jīng)由所述PTC加熱元件與所述第二引棒電連接。
[0009]優(yōu)選地，所述PTC加熱元件為PTC金屬加熱絲，所述PTC金屬加熱絲的一端與所述
第一引棒電連接，另一端與所述第二引棒電連接。
[0010]優(yōu)選地，所述PTC加熱元件為棒狀PTC陶瓷，所述PTC陶瓷夾在所述第一引棒與所述第二引棒之間。
[0011]優(yōu)選地，所述第一引棒、第二引棒以及PTC陶瓷兩兩平行設置，且延伸至靠近所述金屬外管的末端位置。
[0012]優(yōu)選地，所述絕緣導熱介質(zhì)為氧化鎂粉。
[0013]本實用新型進一步提供一種電熱水器，其包括內(nèi)膽以及電加熱器，所述電加熱器通過法蘭安裝在所述內(nèi)膽上，此外，該電熱水器還包括上述任意實施例的防干燒裝置，所述防干燒裝置包括PTC加熱管、檢測電路以及控制電路，其中:所述PTC加熱管的供電回路與所述檢測電路電連接，所述檢測電路與所述控制電路電連接；所述檢測電路用于檢測所述PTC加熱管的供電回路的電流信號，所述控制電路根據(jù)所述電流信號控制所述電加熱器的供電回路的通斷。
[0014]優(yōu)選地，所述PTC加熱管安裝在所述法蘭上，且位于所述電加熱器的上方。
[0015]優(yōu)選地，該電熱水器還包括測溫管，所述測溫管安裝在所述法蘭上，且位于所述PTC加熱管與所述電加熱器之間。
[0016]優(yōu)選地，該電熱水器還包括電控板和警示模塊，所述警示模塊與所述電控板電連接。
[0017]本實用新型所提供的一種防干燒裝置及電熱水器，通過采用具有PTC (正的溫度系數(shù))特性的PTC加熱管作為電加熱器的干燒檢測元件，當PTC加熱管浸沒在水中時，PTC加熱管正常加熱，其阻值較小，檢測電路檢測到正常的電流信號，此時控制電路根據(jù)檢測電路提供的正常電流信號導通電加熱器的供電回路，電加熱器正常加熱；當水位下降至低于PTC加熱管所在的位置時，PTC加熱管干燒，其溫度急劇上升，根據(jù)PTC特性，其阻值也急劇增大，檢測電路檢測到異常的電流信號，此時控制電路根據(jù)檢測電路提供的異常電流信號斷開電加熱器的供電回路，電加熱器停止加熱，從而實現(xiàn)防干燒保護。由此可知，本實用新型的防干燒裝置不僅結構簡單，而且能夠及時準確地進行防干燒保護，確保用電安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型電熱水器較佳實施例的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型防干燒裝置較佳實施例的結構示意圖；
[0020]圖3為圖2中所示的PTC加熱管一實施例的結構示意圖；
[0021]圖4為圖2中所示的PTC加熱管另一實施例的結構示意圖；
[0022]圖5為本實用新型防干燒裝置的控制原理圖；
[0023]圖6為PTC金屬加熱絲溫度與電阻系數(shù)曲線圖；
[0024]圖7為PTC陶瓷溫度與電阻特性曲線圖。
[0025]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明?！揪唧w實施方式】
[0026]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]本實用新型提供一種電熱水器，參見圖1，在一實施例中，該電熱水器包括內(nèi)膽
11、電加熱器13以及電控板12，內(nèi)膽11上設有進水口 111、出水口 112和排污口 113，內(nèi)膽11呈縱向延伸的圓筒結構，且為臥式布置，電加熱器13通過法蘭16 (參見圖2)安裝在內(nèi)膽11的軸向端部，電加熱器13與電控板12電連接，在電控板12的控制下實現(xiàn)通電加熱。此外，該電熱水器還包括用于容置內(nèi)膽111的外殼10,設置在外殼10和內(nèi)膽11之間，以用于隔熱保溫的保溫層(未示出)。需要說明的是，該電熱水器還包括其他已為本領域的技術人員所熟知的相關部件，從而構成一個完整的、可正常使用的電熱水器，在此不作贅述。
[0028]為了提高電熱水器的使用安全性，避免由于內(nèi)膽11的水位過低而出現(xiàn)電加熱器13干燒的現(xiàn)象，本實施例的電熱水器還包括一防干燒裝置。參見圖2和圖5，具體地，該防干燒裝置包括PTC加熱管15、檢測電路30以及控制電路20，其中:PTC加熱管15的供電回路與檢測電路30電連接，檢測電路30與控制電路20電連接；檢測電路30用于檢測PTC加熱管15的供電回路的電流信號，控制電路20根據(jù)檢測電路30所檢測到的電流信號控制電加熱器13的供電回路的通斷。本實施例中，PTC加熱管15為具有PTC (正的溫度系數(shù))特性的加熱元件，在較佳實施方式中，PTC加熱管15安裝在法蘭16上，且位于電加熱器13的上方，在電熱水器正常工作的過程中，PTC加熱管15可以輔助電加熱器13加熱內(nèi)膽11中的水體，同時作為電加熱器13的干燒檢測元件，避免電加熱器13出現(xiàn)干燒的現(xiàn)象。防干燒裝置的工作原理具體為:
[0029]當PTC加熱管15浸沒在水中時，PTC加熱管15正常加熱，其阻值較小，因此PTC加熱管15的供電回路的電流較大，檢測電路30檢測到正常的電流信號，此時控制電路20根據(jù)檢測電路30提供的正常電流信號導通電加熱器13的供電回路，電加熱器13正常加熱；當使用電熱水器的熱水時，內(nèi)膽11中的水位會逐漸下降，當水位下降至低于PTC加熱管15所在的位置時，PTC加熱管15露出水面，PTC加熱管15干燒，其溫度急劇上升，根據(jù)PTC特性(參見圖6，超過一定溫度時，電阻值隨溫度的升高快速增大)，PTC加熱管15的阻值也急劇增大，因此PTC加熱管15的供電回路的電流急劇減小，檢測電路30檢測到異常的電流信號，此時控制電路20根據(jù)檢測電路30提供的異常電流信號斷開電加熱器13的供電回路，電加熱器13停止加熱，從而實現(xiàn)防干燒保護。由此可知，本實用新型的防干燒裝置不僅結構簡單，而且能夠及時準確地進行防干燒保護，確保用電安全可靠。
[0030]進一步地，該電熱水器還包括測溫管14，該測溫管14用于檢測內(nèi)膽11中的熱水溫度，并將溫度信息反饋給電控板12，當內(nèi)膽11中的熱水溫度達到預設值時，電控板12切斷電加熱器13的供電回路，電加熱器13停止加熱；當內(nèi)膽11中的熱水溫度低于預設值時，電控板12接通電加熱器13的供電回路，電加熱器13開始加熱。具體地，測溫管15安裝在法蘭16上，且位于PTC加熱管15與電加熱器13之間，即沿豎直方向自下往上依次布置電加熱器13、測溫管14以及PTC加熱管15，因此可以更好地監(jiān)控水溫，當水溫異常升高時及時切斷電加熱器13的供電回路，進一步防止電加熱器13出現(xiàn)干燒的現(xiàn)象。
[0031]此外，該電熱水器還包括警示模塊(未示出)，該警示模塊與電控板12電連接。本實施例中，警示模塊可以是語音模塊，也可以是指示燈模塊，用于警示使用者電熱水器的加熱狀態(tài)。當檢測電路30檢測到的電流信號出現(xiàn)異常時，電控板12向警示模塊發(fā)送相應的警示信息，例如語音模塊接收到警示信息時發(fā)出警報聲，指示燈模塊接收到警示信息時閃爍發(fā)光，從而提醒使用者電熱水器的水位過低，電加熱器13有可能出現(xiàn)干燒的危險，進一步提高了電熱水器的使用安全性。
[0032]值得一提的是，以上實施例中，控制電路20優(yōu)選為繼電器控制電路，該繼電器控制電路的控制回路與檢測電路30的電流信號輸出端串聯(lián)，該繼電器控制電路的主電路與電加熱器13的供電回路串聯(lián)，因此可根據(jù)檢測電路30的輸出電流大小來控制繼電器控制電路的主電路的閉合與斷開，從而實現(xiàn)控制電加熱器13的供電回路的通斷。當使用電熱水器的熱水時，內(nèi)膽11中的水位會逐漸下降，當水位下降至低于PTC加熱管15所在的位置時，PTC加熱管15露出水面，PTC加熱管15干燒，其溫度急劇上升，PTC加熱管15的阻值也急劇增大，因此PTC加熱管15的供電回路的電流急劇減小，檢測電路30的輸出電流相應地減小，此時繼電器控制電路的主回路斷開，從而切斷電加熱器13的供電回路，電加熱器13停止加熱，實現(xiàn)防干燒保護。由此可知，本實用新型的控制電路20具有結構簡單、成本低廉、穩(wěn)定可靠的特點。需要說明的是，在實用新型的其他實施例中，控制電路20還可以是其他任意適用的結構形式，在此不作贅述。
[0033]以下對本實用新型的防干燒裝置的PTC加熱管15的具體結構形式作詳細說明:
[0034]具體地，參見圖3和圖4，PTC加熱管15包括一端封閉的金屬外管151、絕緣端蓋152、第一引棒154、第二引棒155、PTC加熱元件156以及絕緣導熱介質(zhì)153。其中，絕緣導熱介質(zhì)153為粉末狀材料，具有良好的絕緣能力和導熱能力，絕緣導熱介質(zhì)153填充在金屬外管151中，從而使金屬外管151形成實心體，有利于將PTC加熱管15內(nèi)的熱量傳遞給內(nèi)膽11中的水體，在較佳實施方式中，絕緣導熱介質(zhì)153為氧化鎂粉，當然還可以是其他任意適用的絕緣導熱材料；PTC加熱元件156埋設于絕緣導熱介質(zhì)153中，且沿金屬外管151的長度方向布置；絕緣端蓋152采用耐高溫且具有良好絕緣性能的材料制成，絕緣端蓋152與金屬外管151的開口端密封連接，在較佳實施方式中，絕緣端蓋152設有外螺紋，金屬外管151設有絕緣端蓋152的外螺紋旋合適配的內(nèi)螺紋，絕緣端蓋152與金屬外管151通過螺紋連接密封固定；第一引棒154和第二引棒155采用導電性能較好的材料制成，例如銅材，第一引棒154及第二引棒155穿過絕緣端蓋152并部分伸入金屬外管151中，PTC加熱元件156分別與第一引棒154及第二引棒155位于金屬外管151中的部分電連接,第一引棒154及第二引棒155位于金屬外管151外的部分與PTC加熱管15的供電回路連接，即第一引棒154經(jīng)由PTC加熱元件156與第二引棒155電連接。
[0035]再參見圖3，在一實施例中，PTC加熱元件156為PTC金屬加熱絲，PTC金屬加熱絲的一端與第一引棒154電連接，另一端與第二引棒155電連接。本實施例的PTC金屬加熱絲優(yōu)選為彈簧型，因此可延長PTC金屬加熱絲的總長度，提高發(fā)熱效率，同時保證防干燒裝置更加可靠地工作。參見圖6，由PTC金屬加熱絲的溫度與電阻系數(shù)關系曲線圖可知，隨著PTC金屬加熱絲溫度的升高，其阻值也呈遞增性增大，由此可知，當水位下降至低于PTC加熱管15所在的位置時，PTC加熱管15干燒，其溫度急劇上升，根據(jù)PTC特性，其阻值也急劇增大，檢測電路30檢測到異常的電流信號，此時控制電路20根據(jù)檢測電路30提供的異常電流信號斷開電加熱器13的供電回路，電加熱器13停止加熱，從而實現(xiàn)防干燒保護。因此，本實用新型的防干燒裝置不僅結構簡單，而且能夠及時準確地進行防干燒保護，確保用電安全可靠。
[0036]再參見圖4，在另一實施例中，PTC加熱元件156為棒狀PTC陶瓷，該PTC陶瓷夾在第一引棒154與第二引棒155之間。需要說明的是，為了使PTC陶瓷充分導電發(fā)熱，在PTC陶瓷的長度方向上，PTC陶瓷分別與第一引棒154及第二引棒155充分電接觸。參見圖7，由PTC陶瓷的溫度與電阻特性曲線圖可知，隨著PTC陶瓷溫度的升高，尤其是溫度越過居里點后，其阻值呈階躍性的增大，由此可知，當水位下降至低于PTC加熱管15所在的位置時，PTC加熱管15干燒，其溫度急劇上升，根據(jù)PTC特性，其阻值也急劇增大，檢測電路30檢測到異常的電流信號，此時控制電路20根據(jù)檢測電路30提供的異常電流信號斷開電加熱器13的供電回路，電加熱器13停止加熱，從而實現(xiàn)防干燒保護。因此，本實用新型的防干燒裝置不僅結構簡單，而且能夠及時準確地進行防干燒保護，確保用電安全可靠。
[0037]進一步地，第一引棒154、第二引棒155以及PTC陶瓷兩兩平行設置，且延伸至靠近金屬外管151的末端位置。這種結構形式的PTC加熱管15具有更好的加熱效果，有利于節(jié)省電能，同時保證PTC加熱管15可靠地工作，避免電加熱器13出現(xiàn)干燒的現(xiàn)象。
[0038]應當理解的是，以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，不能因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種防干燒裝置，適用于電加熱器的防干燒保護，其特征在于，該防干燒裝置包括PTC加熱管、檢測電路以及控制電路，其中: 所述PTC加熱管的供電回路與所述檢測電路電連接，所述檢測電路與所述控制電路電連接； 所述檢測電路用于檢測所述PTC加熱管的供電回路的電流信號，所述控制電路根據(jù)所述電流信號控制所述電加熱器的供電回路的通斷。
2.如權利要求1所述的防干燒裝置，其特征在于，所述PTC加熱管包括一端封閉的金屬外管、絕緣端蓋、第一引棒、第二引棒、PTC加熱元件以及絕緣導熱介質(zhì)；所述絕緣導熱介質(zhì)填充在所述金屬外管中，所述PTC加熱元件埋設于所述絕緣導熱介質(zhì)中，所述絕緣端蓋與所述金屬外管的開口端密封連接，所述第一引棒及第二引棒穿過所述絕緣端蓋并部分伸入所述金屬外管中，所述第一引棒經(jīng)由所述PTC加熱元件與所述第二引棒電連接。
3.如權利要求2所述的防干燒裝置，其特征在于，所述PTC加熱元件為PTC金屬加熱絲，所述PTC金屬加熱絲的一端與所述第一引棒電連接，另一端與所述第二引棒電連接。
4.如權利要求2所述的防干燒裝置，其特征在于，所述PTC加熱元件為棒狀PTC陶瓷，所述PTC陶瓷夾在所述第一引棒與所述第二引棒之間。
5.如權利要求4所述的防干燒裝置，其特征在于，所述第一引棒、第二引棒以及PTC陶瓷兩兩平行設置，且延伸至靠近所述金屬外管的末端位置。
6.如權利要求2所述的防干燒裝置，其特征在于，所述絕緣導熱介質(zhì)為氧化鎂粉。
7.一種電熱水器，包括內(nèi)膽以及電加熱器，所述電加熱器通過法蘭安裝在所述內(nèi)膽上，其特征在于，該電熱水器還包括權利要求1至6中任一項所述的防干燒裝置，所述防干燒裝置包括PTC加熱管、檢測電路以及控制電路，其中: 所述PTC加熱管的供電回路與所述檢測電路電連接，所述檢測電路與所述控制電路電連接； 所述檢測電路用于檢測所述PTC加熱管的供電回路的電流信號，所述控制電路根據(jù)所述電流信號控制所述電加熱器的供電回路的通斷。
8.如權利要求7所述的電熱水器，其特征在于，所述PTC加熱管安裝在所述法蘭上，且位于所述電加熱器的上方。
9.如權利要求7所述的電熱水器，其特征在于，該電熱水器還包括測溫管，所述測溫管安裝在所述法蘭上，且位于所述PTC加熱管與所述電加熱器之間。
10.如權利要求7至9中任一項所述的電熱水器，其特征在于，該電熱水器還包括電控板和警示模塊，所述警示模塊與所述電控板電連接。
【文檔編號】F24H9/18GK203731704SQ201420020199
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權日:2014年1月13日
【發(fā)明者】申勇兵, 韓寶東, 曲紹鶴, 王明 申請人:蕪湖美的廚衛(wèi)電器制造有限公司