一種電熱水器的制作方法

本發明涉及熱水器水箱技術領域，具體涉及一種電熱水器。

背景技術：

由于安裝簡單、使用安全便捷、價格便宜等原因，電熱水器是熱水器品類中廣受人們歡迎的一種。電熱水器的高效、節能、省電一直是熱水器行業孜孜追求的目標。然而，目前儲熱式電熱水器仍然存在以下缺陷：1、使用的保溫水箱一般為單內膽的水箱結構，冷水管從保溫水箱下部進入，熱水管從保溫水箱上部引出，水箱內的熱水很難快速達到使用要求。針對此問題，市面上出現了具有雙內膽或多內膽保溫水箱的熱水器。然而，現有的雙內膽或多內膽保溫水箱間的連接管采用簡單的連接，使得不同內膽間的水溫度差別不大，難以實現水溫的快速升高，給人們的生活帶來不便。2、保溫水箱中的保溫層為普通的聚氨酯酯泡沫，保溫性、使用耐久性不足，用戶使用2年后保溫性能明顯降低；3、熱水器為全封閉式，且雙內膽或多內膽之間的連接管均設在水箱內部，無法拆卸，長期使用后熱水器內存在大量污垢，清洗困難，而熱水器中長年儲水，如較長時間不用形成死水，就容易滋生細菌，對使用者健康不利。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種電熱水器，該熱水器具有水溫升高快、保溫效果好且持久、使用安全健康等優點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種電熱水器，包括外殼，在外殼內從上到下布置有第三內膽、第二內膽和第一內膽，所述外殼與第一內膽、第二內膽、第三內膽之間以及第一內膽與第二內膽之間、第二內膽與第三內膽之間的空腔內設有保溫層；所述外殼的頂部設有與第三內膽連通的排氣孔，外殼的一側設有連通第一內膽下部的進水口，外殼的另一側設有連通第三內膽上部的出水口；

所述第一內膽和第二內膽之間遠離進水口處設置有連通第一內膽和第二內膽的第一連通管，所述第二內膽和第三內膽之間遠離出水口處設置有連通第二內膽和第三內膽的第二連通管；所述第一連通管和第二連通管的結構相同，均是由第一連接管、第二連接管和第三連接管依次連接而成，第一連接管與第二連接管、第二連接管與第三連接管之間通過彎管頭連接，且第二連接管位于外殼外部；對于第一連通管，第一連接管的一個管口位于第一內膽上部，第三連接管的一個管口位于第二內膽下部；對于第二連通管，第一連接管的一個管口位于第二內膽上部，第三連接管的一個管口位于第三內膽下部；

所述第一連通的管口處設有測試水溫的第一溫度傳感器，所述第二連通管的管口處設有測試水溫的第二溫度傳感器；所述電熱水器還包括控制器以及分別設置在第二內膽、第一內膽內部的第二加熱器、第一加熱器；所述控制器與所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第二加熱器和第一加熱器分別電連接，用以根據所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器檢測的溫度值來控制所述第一加熱器和第二加熱器工作。

進一步改進在于，所述第一內膽、第二內膽、第三內膽的內壁以及連通管的內壁均設有抗菌層。

進一步改進在于，所述保溫層是由聚醚3050 3-5份、聚醚4110 10-15份，聚醚2043 8-15份，甲基氯苯基硅油0.3-0.5份，水5-8份，二苯甲烷二異氰酸酯0.8-1.5份，鈣基膨潤土2-5份，海泡石纖維4-6份，交聯劑0.1-0.2份，發泡催化劑1.5-1.8份以及阻燃劑4-6份制成。

進一步改進在于，所述發泡催化劑是質量比為1-3:2:6的異辛酸銅、代-4-嘧啶甲酸鹽、二甲基乙醇胺。

進一步改進在于，所述交聯劑是BDO、EG或DEG。

進一步改進在于，所述控制器根據第一溫度傳感器檢測的溫度的下降速度來控制所述第一加熱器工作。

進一步改進在于，所述電熱水器還包括設于熱水器外殼上的顯示屏、以及設于出水口處的第三溫度傳感器，所述控制器與所述顯示屏和第三溫度傳感器分別電連接，用于接收第三溫度傳感器測試到的溫度并將其通過所述顯示屏顯示給用戶。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、本發明的熱水器采用了三個內膽，根據熱水上升冷水下降的原理，通過對進水口、出水口、連接管的位置進行巧妙設置，使熱水快速優先到達熱水出口處，達到快速取用熱水的目的。普通的熱水器只設置一個溫度傳感器檢測出水口的溫度，而本發明通過在不同的內膽中設置多個溫度傳感器和多個加熱裝置，實現分級加熱，從更精確的控制。

2、本發明的熱水器采用了經過優化改進后的保溫材料，是由聚醚3050、聚醚4110和聚醚2043經過一定比例配合，添加發泡催化劑、添加甲基氯苯基硅油作勻泡劑、添加交聯劑以及助劑鈣基膨潤土和海泡石纖維，與二苯甲烷二異氰酸酯發生聚合反應制成，其中聚醚3050、聚醚4110和聚醚2043具有不同的特點，三者通過一定比例配合，優勢互補，能使發泡材料獲得較好的閉孔率、強度和較低的密度；催化劑由異辛酸銅、代-4-嘧啶甲酸鹽、二甲基乙醇胺按照一定比例混合而成，一方面可以延遲初期發泡，給予充足的時間使原料布滿外殼內待填充的腔體，另一方面能提高發泡后期的硬化速度，提高生產效率。甲基氯苯基硅油可以促進其他助劑在反應物中均勻混合分散，生成均勻細密的泡孔，減少泡沫成型后的收縮率。鈣基膨潤土和海泡石纖維可以適當增加聚氨酯硬泡沫的開孔率，并能延緩發泡凝膠和固化速度，防止泡沫因短時間內積聚力量大而容易擠壓內膽和外壁，減少“不良泡沫”的產生，同時減少泡沫成型后的收縮率。交聯劑用于增加發泡樹脂的強度和耐久性。所得聚氨酯泡沫具有制備方便，保溫隔熱效果好，成型收縮率低等優勢；用于電熱水器起到明顯的保溫、節能的功效。

【附圖說明】

圖1為本發明一種電熱水器的結構示意圖；

圖2為本發明一種電熱水器中部分控制原理圖；

其中，1-外殼，2-保溫層，3-進水口，4-第一內膽，5-第二加熱器，6-第二內膽，7-第二連通管，7a-第一連接管，7b-第二連接管，7c-第三連接管，7d-彎管頭，8-第二溫度傳感器，9-第三內膽，10-排氣孔，11-出水口，12-第三溫度傳感器，13-第一溫度傳感器，14-第一連通管，14a-第一連接管，14b-第二連接管，14c-第三連接管，15-第一加熱器，16-控制器，17-顯示屏。

【具體實施方式】

為了更清楚地表達本發明，以下通過具體實施例并結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，一種電熱水器，包括外殼1，優選采用ABS工程塑料材料制成；在外殼1內從上到下布置有第三內膽9、第二內膽6和第一內膽4，內膽的材質可以是搪瓷材料或者不銹鋼，且第一內膽4、第二內膽6、第三內膽9的內壁設有抗菌層。為了加強保溫效果，在外殼1與第一內膽4、第二內膽6、第三內膽9之間以及第一內膽4與第二內膽6之間、第二內膽6與第三內膽9之間的空腔內設有保溫層2，保溫層2采用質輕、保溫效果好的聚氨酯發泡材料；在外殼1的頂部設有與第三內膽9連通的排氣孔10。外殼1的一側設有連通第一內膽4下部的進水口3，外殼1的另一側設有連通第三內膽9上部的出水口11。

三個內膽之間的水流可以互通，其連接關系為，在第一內膽4和第二內膽6之間遠離進水口11處設置有連通第一內膽4和第二內膽6的第一連通管14，第二內膽6和第三內膽9之間遠離出水口11處設置有連通第二內膽6和第三內膽9的第二連通管7；第一連通管14和第二連通管7的結構相同，均是由第一連接管(7a，14a)、第二連接管(7b，14b)和第三連接管(7c，14c)依次連接而成，第一連接管(7a，14a)與第二連接管(7b，14b)、第二連接管(7b，14b)與第三連接管(7c，14c)之間通過彎管頭(7d，14d)連接，第二連接管(7b，14b)均位于外殼外部。對于第一連通管14，第一連接管14a的一個管口位于第一內膽上部，第三連接管14c的一個管口位于第二內膽6下部；對于第二連通管7，第一連接管7a的一個管口位于第二內膽6上部，第三連接管7c的一個管口位于第三內膽9下部。

為了更精確控制水溫，在第一連通管14的其中一個管口處設有測試水溫的第一溫度傳感器13，第二連通管7的管口處設有測試水溫的第二溫度傳感器8；并設置控制器16和分別設置在第二內膽6、第一內膽4內部的第二加熱器5、第一加熱器15。如圖2所示，控制器16與第一溫度傳感器13、第二溫度傳感器8、第二加熱器5和第一加熱器15分別電連接，用以根據第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器8檢測的溫度值來控制第一加熱器15和第二加熱器5工作。并可以優選，控制器16根據第一溫度傳感器13檢測的溫度的下降速度來控制所述第一加熱器15工作。

另外，為了便于用戶及時掌握熱水溫度情況，在電熱水器的外殼1上還設有用于顯示溫度的顯示屏17，其溫度探測由設于出水口處的第三溫度傳感器12完成。如圖2所示，控制器16與顯示屏17和第三溫度傳感器12分別電連接，用于接收第三溫度傳感器12測試到的溫度并將其通過所述顯示屏17顯示給用戶。

本實施例的雙內膽熱水器水箱在運行時，通過進水口進冷水，冷水進入第一內膽4后，并通過第一連通管14、第二連通管7分別灌滿三個內膽，進冷水過程中，溫度傳感器檢測到溫度后將溫度信息發送給控制器16，控制器16發出指令使第一加熱器15和第二加熱器5都開始工作，部分水被先加熱，水形成密度差，熱水上升冷水下降在每個內膽中都形成一個由高到低的梯度分布，熱水通過第一連通管14和第二連通管7進入第三內膽9，并繼續上升，最后通過出水口流出，因此，通過連通管的作用，可以在較短時間內，得到一部分熱水，達到能較快取用熱水的目的。另外由于第一連通管14和第二連通管7采用三段組成，且由彎頭連接，這樣的設計便于拆裝清洗。

上文中有說明，本發明中所用的保溫層采用質輕、保溫效果好的聚氨酯發泡材料制成，以下通過具體實施例對保溫層進行說明。

實施例1

按重量份準備聚醚3050 3份、聚醚4110 10份，聚醚2043 8份，甲基氯苯基硅油0.3份，水5份，鈣基膨潤土2份，海泡石纖維4份，交聯劑0.1份，發泡催化劑1.5份以及阻燃劑紅磷4份，發泡催化劑選用質量比為1:2:6的異辛酸銅、代-4-嘧啶甲酸鹽、二甲基乙醇胺；交聯劑選用BDO；先將上述原料混合均勻形成聚醚組合物，然后與二苯甲烷二異氰酸酯0.8份混合，然后澆注到熱水器水箱的空腔內進行發泡，經高溫固化后即得到本發明中所用的熱水器保溫層。

實施例2

按重量份準備聚醚3050 5份、聚醚4110 15份，聚醚2043 15份，甲基氯苯基硅油0.5份，水8份，鈣基膨潤土5份，海泡石纖維6份，交聯劑0.2份，發泡催化劑1.8份以及阻燃劑氫氧化鎂6份，發泡催化劑選用質量比為2:2:6的異辛酸銅、代-4-嘧啶甲酸鹽、二甲基乙醇胺；交聯劑選用EG；先將上述原料混合均勻形成聚醚組合物，然后與二苯甲烷二異氰酸酯0.8-1.5份混合，然后澆注到熱水器水箱的空腔內進行發泡，經高溫固化后即得到本發明中所用的熱水器保溫層。

實施例3

按重量份準備聚醚3050 4份、聚醚4110 13份，聚醚2043 11份，甲基氯苯基硅油0.4份，水6份，鈣基膨潤土4份，海泡石纖維5份，交聯劑0.15份，發泡催化劑1.6份以及阻燃劑紅磷5份，發泡催化劑選用質量比為3:2:6的異辛酸銅、代-4-嘧啶甲酸鹽、二甲基乙醇胺；交聯劑選用DEG；先將上述原料混合均勻形成聚醚組合物，然后與二苯甲烷二異氰酸酯1.2份混合，然后澆注到熱水器水箱的空腔內進行發泡，經高溫固化后即得到本發明中所用的熱水器保溫層。

性能試驗

為了驗證本發明的技術效果，本申請人將本發明制作的熱水器(實驗組)與市場上購買的深圳某公司生產的熱水器(對比組)進行對比試驗，兩臺熱水器的功率、容量均相同，將最高加熱溫度均設置為65℃，在開啟加熱器5分鐘后，實驗組出水口的水溫比對比組高5-7℃，加熱十分鐘后實驗組出水口的水溫比對比組高10℃左右，說明本發明的熱水器能在短時間內較快獲得熱水。熱水器都停止加熱后進行斷電保溫，保溫10小時后，實驗組的出水溫度為55℃，而對比組的降低至45℃，說明本發明的保溫層保溫效果更好。

另外，本申請人在研究過程中，還對發泡催化劑進行了優化，其中發現單獨用異辛酸銅或代-4-嘧啶甲酸鹽作催化劑，由于初期發泡的時間太短，在原料未將熱水器內的空腔填滿即有部分原料發生反應固化，使得熱水器空腔不能完全填滿，嚴重影響保溫的效果。而采用本發明的催化劑，一方面可以延遲初期發泡，給予充足的時間使原料布滿外殼內待填充的腔體，另一方面能提高發泡后期的硬化速度，提高生產效率。

對本發明實施例1-3所制得的保溫層的性能進行檢測，具體檢測項目和結果見下表。

表1 保溫層的性能檢測結果

由上表可知，使用本發明制備的保溫層，在導熱系數，穩定性、閉孔率和抗壓強度都有很好的優勢。

上述說明是針對本發明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例并非用以限定本發明的專利申請范圍，凡本發明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬于本發明所涵蓋專利范圍。