CN2031895U

CN2031895U - 具有净化水功能的电热器

Info

Publication number: CN2031895U
Application number: CN 88212878
Authority: CN
Inventors: 杨光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1989-02-01

Abstract

一种多功能的电热水器，利用了高梯度感应磁分离原理，用一个装置实现对水进行净化，磁化和加热功能。本装置可以用作淋浴器、热水器、开水器等。此装置主要由线圈、导管、滤线等几个部分组成。同时利用了线圈交流电流产生的交变高梯度背景磁场和滤线周围感应电流梯度磁场，二磁场均作用于粒子、增强滤线对粒子的吸附力，同时，感应电流在滤线上产生热量，水流过滤线就将会被过滤，加热、磁化，得到清洁的磁化热化。

Description

本实用新型是一种多功能的电热水器，可方便地实现对水进行过滤、加热、磁化等多种功能。

现有文献公开报道有各式电热水器，如中国专利85201132所公开的热水器，是利用埋于水中的电极以水为发热体进行加热。此热水器使用时，水中的电极会因电解而腐蚀，寿命短，且在一些水质不好的地方使用，还可能产生一些有害物质影响人体健康。如接地不良，水将带电而带来安全问题，且功能单一，仅能将水加热。以及很多现有的市场上销售的电热水器，如埋于水中的电热丝加热的电热水器，由于电热丝易于损坏、绝缘不便处理，有寿命短、安全性能低、功能单一等缺点。储热式热水器，使用不方便，不能很快得到热水，冷热调节也不便，且热水供应量有限。

本实用新型的目的是：提供一种多功能的热水器，在加热水的同时，对水进行过滤、净化、磁化，方便地得到清洁的磁化了的热水。

本实用新型通过巧妙的结构，利用交变磁场的感应原理，同时利用了滤线在背景磁场作用下所产生的高梯度磁场和滤线上感生的感应电流所产生的磁场。其基本原理是滤线在一个交变磁场中形成回路，首先，作为一种导磁细线，其周围会形成高梯度磁场；其次，作为一种导电回路，会产生感生电压而形成电流，得到感应电流磁场，这两个磁场会共同作用于粒子。并将这种现象称为高梯度感应磁分离原理。

经过推导，一个匝数为W的线圈在气隙中产生的场强为：

式中，假定磁压降全部降于气隙上，L——空气隙长度，μ_O——真空中的磁导率。

背景磁场对粒子的作用力可以表示为：

F_mrb＝－ (X_PV_PMa²)/(r³) （Ma²／2μ_Or²＋HCOS2θ）

F_mθb＝－ (X_PV_PMa²)/(r³) HSin2θ

式中：M＝ (μ-μ₀)/(μ+μ₀) 2μ₀H

X_P——粒子磁化率 Vp——粒子的体积 μ——滤线的磁导率 a——滤线半径 r——粒子距滤线的距离。

滤线回路上感应的电流，考虑到滤线回路间的相互影响（仅考虑两个回路，多个回路类似考虑）可表为：

＝－ ((jωM_C1Z₂+ω²M_C2M))/(Z₁Z₂+ω²M²)

＝－ ((jωM_C2Z₁+ω²M_C1M))/(Z₁Z₂+ω²M²)

式中，M_C1，M_C2为二滤线回路对线圈的互感，Z₁，Z₂表示二回路的自阻抗，M为二滤线回路间的互感，ω为电源频率，I为线圈电流。

感应电流产生的磁场对粒子的作用力可表示为：

F_mril＝－μ_OX_PV_P( (|Y₁|LH_mSin(ωt+θ_C))/(2πW) )²1/(r³)

式中，｜Y₁｜＝I₁／I₂转移电流比的幅值，即感应电流与输入电流之比。因此，作用于粒子的总磁力为：

F_mr＝F_mrb＋F_mri1

F_mθ＝F_mθb＋F_mθil

由此可见，滤线吸引粒子的磁力是两项之和，增强了磁分离效果。滤线在交变磁场中形成回路，其上产生涡流除了增强磁力外，还将会产生热量，可以加以利用。

本实用新型——具有净化水功能的电热水器，由线圈1、导管2、滤线3、磁路4、导磁挡板5、电绝缘垫6、端部接头7、密封垫圈8、外壳9等所组成。如附图1所示，线圈1绕于导管2之上，为了更好地绝缘可在线圈1与导管2之间加一层绝缘垫片6。滤线3置于导管2之中，两端用磁性挡板5挡住。磁路4包围在线圈1外面由导管2支撑，同时在导管2上方加一端盖7其上攻有螺纹以便于连接。外壳9加于磁路4之外以导管2作支撑。在端盖7和导管2之间加上密封垫圈8以防止导管2内热水漏出。

图1中线圈1通入交变电流产生交变背景磁场，此磁场将在滤线3组成的回路上形成高梯度磁场同时感应涡流。导管2起支撑隔离作用，为了避免磁屏蔽和涡流发热，最好用非导磁、非导电材料制成。滤线3是过滤和加热水的关键元件，以任意方式置于导管中，且构成能有效通过电流的回路。为了提高效率和防止交变磁泄漏对周围金属物体加热，最好使用高导磁材料制成磁路4。为避免磁路中感应涡流发热，应用薄片迭压成磁路。迭片方式应使磁场方向与迭片平面平行，可直接卷迭和幅射式迭压，（即卷筒式和幅射式），直接卷迭用薄片一层层卷成圆筒即可，幅射状迭片方式如图2所示用溥片沿周向迭压而成，其迭片形状可为平面也可为曲面形状。同时，为防止水泄入磁路、最好在磁路外面再加上封闭外壳9。导管上制有一横格以挡住滤线，其上钻些孔让水通过，同时，为提高效率减少漏磁，在滤线上、下各放一块导磁挡板5，如图1中5所示，其上也应钻有过水孔，外壳9可同时兼作磁路4。

本实用新型在构成上，为了便于冷却和提高热效率，除用空气自然冷却外，线圈可采用水冷方式，将水先通过线圈，带走其热量后再注入导管内进行处理。可以采取空心导线线圈水内冷方式，即线圈由空心导线绕成，水在导线内流过进行冷却。也可以采用外加冷却管的方式，如图3所示，图中10表示冷却水管，即将用导热性能较好材料制成的水管绕成圆柱状，并紧套在线圈外面。或绕成饼放在旁边，一层线圈一层水管。前一种冷却方式冷却效果较好，比较节约材料，但工艺复杂、绝缘可靠性不高，容易漏水、漏电。后一种方式用材较多，但工艺简单，绝缘安全问题较易解决。

本实用新型的滤线应作广义理解，在不同用途可以有不同的形状。本实用新型主要用于过滤目的时，滤线主要在于形成高梯度磁场和产生感应磁场以提高分离磁力和过滤效果，此时，滤线应为很细的线状物，且使用复合材料等，以尽量避免发热。当本实用新型用作加热、过滤水的装置时，滤线最好为带有尖锐棱角的较粗的环形或线状物（如车屑状等），以便既能形成高梯度磁场将水过滤，又能产生大量的涡流热。本实用新型如在水质较好的地方使用，过滤功能要求不高，主要是加热水，则滤线可以是任意形状的金属体，只要能产生大量的涡流热即行。

由前面高梯度感应磁分离原理分析，线圈1中通入交流电后滤线回路上感应电流产生的附加磁力使本实用新型对细菌等有害粒子的吸附力比一般高梯度磁分离水过滤器大，过滤效果更好，同时，滤线上感应电流产生的高温对吸附在滤线上的细菌有杀灭作用，水中的细菌将几乎全部被清除，经过滤线清洁、加热后的水，由于处于磁场之中，将受强磁场的动态磁化，而得磁化水，医学上已证明，磁化水对结石类疾病、高血压有一定的辅助疗效。

本实用新型功能齐全，同时实现了原来要电热器、过滤器、磁水器等三个装置才能实现的功能，在操作运行，成本及处理效果上均优于现有这三个装置。本实用新型采用高梯度感应磁分离与一般的高梯度磁分离水过滤器相比吸附粒子的能力、杀灭细菌的能力均有较大的提高。实验证明用本实用新型处理水几乎可以完全清水中的杆菌、大肠杆菌等病菌，以及一些以微小颗粒形式存于水中的金属及化合物和一些有机质。本实用新型和中国专利85201132所述及的电热水器相比没有电极腐蚀影响寿命产生不良物质等问题，本实用新型水电完全隔离、基本上杜绝了现有热水器普遍存在绝缘不良和安装不当等原因产生的水带电危及人身安全的问题，且和现在市售热水器相比，拼弃了易氧化烧断的电热丝使用寿命大为延长。

以下结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图，其中1为线圈、2为导管、3为滤线、4为磁路、5为磁性挡板、6为绝缘垫片、7为端部接头、8为密封圈、9为外壳。

图2为本实用新型磁路铁心迭片方式示意图。

图3为本实用新型加冷却水管后的结构示意图，其中，10为冷却水管。

Claims

1、一种电热水器，其特征在于由线圈1、导管2、滤线3、磁路4、外壳9所组成。

2、按照权利要求1所述的电热水器，其特征在于磁路4用高导磁材料所制成的薄片迭压而成，其迭压方式有卷筒式和辐射式两种。

3、按照权利要求2所述的电热水器，其特征在于导管用非导磁材料制成，滤线3由导电材料制成。

4、按照权利要求3所述的电热水器，其特征在于线圈采用水冷结构，冷却方式有空心导线线圈内冷和外加冷管10两种方式。

5、按照权利要求4所述的电热水器，其特征在于滤线3两端加上高导磁材料制成的导磁挡板5，其上钻有过水孔。