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1、10申请公布号CN102322691A43申请公布日20120118CN102322691ACN102322691A21申请号201110320289122申请日20111020F24H9/2020060171申请人李启明地址410131湖南省长沙市芙蓉区远大二路1289号72发明人李启明54发明名称一种浮力式水压启动装置及其电热水器57摘要本发明公开了一种浮力式水压启动装置及其电热水器，包括壳体1、水压启动装置2、泄压阀3、电加热体4、防漏电网5、接地电极6、安装隔板7、温控开关8、密封圈9、档位开关10，其中水压启动装置2包含有弯管21、浮体22，弯管2位于壳体1内的部分开口向下垂直于安装。
2、隔板7，浮体22放置在弯管21垂直段内，在水流压差和自身浮力的作用下可上下垂直运动。本发明的水压启动装置既可安装在水阀进水口前使用，也可安装在水阀出水口后使用，装有该水压启动装置的电热水器具有布局合理、结构简单、低水流量即能启动、装配和可维修性好、水电分离、安全可靠、使用寿命长的优点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图1页CN102322699A1/2页21一种浮力式水压启动装置及其电热水器，包括壳体（1）、水压启动装置（2）、泄压阀（3）、电加热体（4）、防漏电网（5）、接地电极（6）、安装隔板（7）、温控开关（8）、密封圈（9）、档位。
3、开关（10）、电源线（11）、加热指示灯（12）、底盖（13），其特征在于水压启动装置（2）包含有弯管（21）、浮体（22），弯管（21）安装于壳体（1）内，开口向下垂直于安装隔板（7），浮体（22）放置在弯管（21）垂直段内，可上下垂直运动；浮体（22）用抗压强度较高的硬质泡沫材料制作；水流动时，浮体（22）上下表面间将产生很大的水压差，浮体（22）便向下移动，水静止时，浮体（22）上下表面的水压相等，在自身浮力的作用下，浮体（22）向上运动复位；弯管（21）内壁上设计有浮体22复位限位台阶。2根据权利要求1所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于水压启动装置（2）中的通断电开关为磁。
4、控开关，浮体（22）的下端压装有永久磁铁（23），在安装隔板（7）下面的电气安装室安装有磁控开关传感器（24）、磁控开关控制系统（25）；磁控开关传感器（24）为霍尔元件，其磁感应点靠近安装隔板（7）下表面，且位于永久磁铁（23）的正下方；浮体（22）随其上下表面间水压差变化而上下移动，永久磁铁（23）便离开或靠近磁控开关传感器（24），同时通过磁控开关控制系统（25）的控制，电热水器的加热电路便断开或导通。3根据权利要求1所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于水压启动装置（2）中的通断电开关为摇头开关或滑动开关（28），此时推杆（27）的上端垂直穿过安装隔板（7），浮体（22）的下。
5、表面压在推杆（27）上；推杆（27）与安装隔板（7）间的密封通过密封圈（26）实现，密封圈（26）为滑动用径向密封圈；摇头开关或滑动开关（28）安装在推杆（27）的旁边，且摇头开关或滑动开关（28）的手柄伸入推杆（27）的拨叉孔内，推杆（27）在浮体（22）的压力和复位弹簧（29）的作用下向下向上运动，便拨动摇头开关或滑动开关（28）的手柄向下向上摆动或滑动，使摇头开关或滑动开关断开或导通，且推杆（27）的拨叉孔间距离较大，能使摇头开关或滑动开关（28）的手柄在ONOFF过档过程中留有富余间隙，使手柄不能与推杆（27）拨叉孔的上下壁同时接触，富余间隙为摇头开关或滑动开关（28）过档时手柄摆动或。
6、滑动行程的一半。4根据权利要求1所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于水压启动装置（2）中的通断电开关为按压开关（211），此时推杆（27）的上端垂直穿过安装隔板（7），浮体（22）的下表面压在推杆（27）上；推杆（27）与安装隔板（7）间的密封通过密封圈（26）实现，密封圈（26）为滑动用径向密封圈；按压开关（211）安装在推杆（27）的正下方，推杆（27）在浮体（22）的压力和复位弹簧（29）或按键复位力的作用下向下向上运动，按压开关（211）便或导通或断开。5根据权利要求1至4任一项所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于泄压阀（3）安装在弯管（21）上，当水压过大或浮。
7、体（22）与弯管（21）内壁形成的过水通道堵塞时，泄压阀打开。6根据权利要求1至4任一项所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于所述壳体（1）用耐高温高压的硬塑料制成，包含侧孔和上出水口，弯管（21）的一端胶粘固定在壳体（1）的侧孔内；壳体（1）由安装在其内的安装隔板（7）和密封圈（9）在垂直方向分隔成上部水加热腔和无水的下部电气安装室，密封圈（9）为径向密封圈，安装隔板（7）由不锈钢、铜或其它不易生锈的导电导热性能良好的非磁吸性金属制成。权利要求书CN102322691ACN102322699A2/2页37根据权利要求1至4任一项所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于在壳体。
8、（1）出水口前端装有防漏电网（5），防漏电网（5）开有过水小孔隙，由不易锈蚀、导电性能良好的材料制作，如铜板、不锈钢板或编织网，防漏电网（5）与接地电极（6）连接，接地电极（6）与电源线的地线相连接，接地电极（6）用不易锈蚀、导电性能良好的材料制作，如铜或不锈钢。8根据权利要求1至4任一项所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于温控开关（8）固定在金属材质的安装隔板（7）上，当水温过高，达到温控开关（8）的设定断开温度时，温控开关（8）迅速断开，电加热器停止工作。9根据权利要求1至4任一项所述的浮力式水压启动装置及其电热水器，其特征在于电加热体（4）的输出功率通过档位开关（10）进行调。
9、节。权利要求书CN102322691ACN102322699A1/5页4一种浮力式水压启动装置及其电热水器技术领域0001本发明涉及一种浮力式水压启动装置及其电热水器，属快热式电热水器技术领域。背景技术0002快热式电热水器的优点就是通水通电，断水断电，而实现这一功能的就是水压启动装置。现有绝大部分即热式电热水器及电热水龙头的水压启动装置只是安装一个水压开关，水压开关是通过单面承受自来水压力来导通的，如果将水压开关安装在水阀进水口前面，水阀关闭后，水压开关仍承受水压，且承受的压力更大，无法实现断水断电功能，故现有绝大部分即热式电热水器和电热水龙头的加热部分只能安装在水阀出水口后面，这样水阀关闭。
10、后，没有水流出，水压开关也就不承受水压，自动断开了。0003也正因如此，为了安装方便、美观和便于使用，现有即热式电热水龙头都是将水龙头和电加热器集成为一体，安装时，需要将原已安装好的水龙头拆除，造成不必要的浪费；且在寒冷地区，电热水龙头不使用时，因其水加热腔里的余水与自来水供水系统里的水是隔断的，余水易结冰膨胀，造成加热腔变形损坏，严重情况下会爆炸，产品安全性和使用寿命大大降低。0004现有能安装在水阀进水口前面使用的水压启动装置有如下三种压差盘式、重力式和叶轮式，也有极少数快热式电热水器安装这些水压启动装置的。0005如说明书附图图1所示，现有压差盘式水压启动装置是水从压差盘高压腔的中部进入。
11、，水流方向折转180度后，从上部孔流出，然后流向文丘里管，在文丘里管的喉口上开有一个取压孔并通过取压管与压差盘的低压腔相通，由于文丘里管喉口处截面积最小，根据伯努利原理，此处水流加速，压力下降，使压差盘右侧高压腔的压力明显高于左侧低压腔，于是推杆带动微动开关工作，当关闭水阀，由于水不流动，压差盘两侧的压力相同，微动开关在推杆的复位力的作用下关闭。该装置结构复杂、体积大。0006如说明书附图图2所示，现有重力式水压启动装置的工作原理是无水流时，磁块在重力作用下往下掉落在底面上，此时磁块远离传感器，磁控开关传感器不导通，在有水流动的情况下，往上流动的水流对磁块产生一个上升力，当上升力大于磁块重量则。
12、磁块被抬起，此时磁块靠近传感器使传感器导通。重力式水压启动装置分活塞式和翻板式两种结构。重力式水压开关的缺点是受磁块重量限制，要求水流产生的上升力较大，水流量小时无法启动。0007如说明书附图图3所示，叶轮式水压启动装置是当有水流过时，叶轮便被冲转，在每个叶片上安装有小磁控，磁块靠近霍尔元件时霍尔元件导通，离开时霍尔元件断开。根据霍尔元件产生的脉冲数即可测量出水流速度，根据水流速度来判断机器是否工作并且应该输出多大功率。该种装置也分为两种，一种为轴向式，一种为切向式。叶轮式水压启动装置控制系统复杂，且轴向式在支架和叶轮轴之间容易滞留杂质，影响叶轮的转动。说明书CN102322691ACN102。
13、322699A2/5页5发明内容0008针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种浮力水压启动装置及其电热水器，该水压启动装置既可安装在水阀进水口前使用，也可安装在水阀出水口后使用，装有该水压启动装置的电热水器具有布局合理、结构简单、低水流量即能启动、装配和可维修性好、水电分离、安全可靠、使用寿命长的优点。该电热水器不需拆除家中原已安装好的水龙头，两者结合即可实现即热式电热水龙头的功能。0009本发明所提供的一种浮力式水压启动装置及其电热水器，包括壳体（1）、水压启动装置（2）、泄压阀（3）、电加热体（4）、防漏电网（5）、接地电极（6）、安装隔板（7）、温控开关（8）、密封圈（9）、档。
14、位开关（10）、电源线（11）、加热指示灯（12）、底盖（13），其特征在于水压启动装置（2）包含有弯管（21）、浮体（22），弯管（21）位安装于壳体（1）内，开口向下垂直于安装隔板（7），浮体（22）放置在弯管（21）垂直段内，可上下垂直运动；浮体（22）用抗压强度较高的硬质泡沫材料制作；水流动时，浮体（22）上下表面间将产生很大的水压差，浮体（22）便向下移动，水静止时，浮体（22）上下表面的水压相等，在自身浮力的作用下，浮体（22）向上运动复位；弯管21内壁上设计有浮体22复位限位台阶。0010优选地，水压启动装置（2）中的通断电开关为磁控开关，浮体（22）的下端压装有永久磁铁（23）。
15、，在安装隔板（7）下面的电气安装室安装有磁控开关传感器（24）、磁控开关控制系统（25）；磁控开关传感器（24）为霍尔元件，其磁感应点靠近安装隔板（7）下表面，且位于永久磁铁（23）的正下方；浮体（22）随其上下表面间水压差变化而上下移动，永久磁铁（23）便离开或靠近磁控开关传感器（24），同时通过磁控开关控制系统（25）的控制，电热水器的加热电路便断开或导通。0011可选地，水压启动装置（2）中的通断电开关为摇头开关或滑动开关（28），此时推杆（27）的上端垂直穿过安装隔板（7），浮体（22）的下表面压在推杆（27）上；推杆（27）与安装隔板（7）间的密封通过密封圈（26）实现，密封圈（26。
16、）为滑动用径向密封圈；摇头开关或滑动开关（28）安装在推杆（27）的旁边，且摇头开关或滑动开关（28）的手柄伸入推杆（27）的拨叉孔内，推杆（27）在浮体（22）的压力和复位弹簧（29）的作用下向下向上运动，便拨动摇头开关或滑动开关（28）的手柄向下向上摆动或滑动，使摇头开关或滑动开关断开或导通，且推杆（27）的拨叉孔间距离较大，能使摇头开关或滑动开关（28）的手柄在ONOFF过档过程中留有富余间隙，使手柄不能与推杆（27）拨叉孔的上下壁同时接触，富余间隙为摇头开关或滑动开关（28）过档时手柄摆动或滑动行程的一半。0012可选地，水压启动装置（2）中的通断电开关为按压开关（211），此时推杆（。
17、27）的上端垂直穿过安装隔板（7），浮体（22）的下表面压在推杆（27）上；推杆（27）与安装隔板（7）间的密封通过密封圈（26）实现，密封圈（26）为滑动用径向密封圈；按压开关（211）安装在推杆（27）的正下方，推杆（27）在浮体（22）的压力和复位弹簧（29）或按键复位力的作用下向下向上运动，按压开关（211）便或导通或断开。0013优选地，泄压阀（3）安装在弯管（21）上，当水压过大或浮体（22）与弯管（21）内壁形成的过水通道堵塞时，泄压阀打开。0014优选地，所述壳体（1）用耐高温高压的硬塑料制成，包含侧孔和上出水口，弯管（21）的一端胶粘固定在壳体（1）的侧孔内；壳体（1）由安装。
18、在其内的安装隔板（7）和密封圈（9）在垂直方向分隔成上部水加热腔和无水的下部电气安装室，密封圈（9）为径向密封说明书CN102322691ACN102322699A3/5页6圈，安装隔板（7）由不锈钢、铜或其它不易生锈的导电导热性能良好的非磁吸性金属制成。0015优选地，在壳体（1）出水口前端装有防漏电网（5），防漏电网（5）开有过水小孔隙，由不易锈蚀、导电性能良好的材料制作，如铜板、不锈钢板或编织网，防漏电网（5）与接地电极（6）连接，接地电极（6）与电源线的地线相连接，接地电极（6）用不易锈蚀、导电性能良好的材料制作，如铜或不锈钢。0016优选地，温控开关（8）固定在金属材质的安装隔板（7。
19、）上，当水温过高，达到温控开关（8）的设定断开温度时，温控开关（8）迅速断开，电加热器停止工作。0017优选地，电加热体（4）的输出功率通过档位开关（10）进行调节。0018本发明所公开的浮力式水压启动装置与现有的各种压差盘式、重力式和叶轮式水压启动装置均不同，例如，当通断电开关为磁控开关时，对于重力式水压启动装置，其最小启动水压由磁铁（23）的重力决定，相同磁铁材料、相同磁场强度的磁铁重力是一定的，故设计中很难对最小启动水压进行调节，而本发明所公布的浮力式水压启动装置虽然要求浮体（22）产生的浮力大于磁铁（23）的重力，但其最小启动水压可以很简单地通过设计合适的浮体（22）体积和增加配重来调。
20、节，浮体（22）产生的浮力大于磁铁（23）及配重重力的值越小，启动水压就越小，故可以最大限度地满足用户所希望的低水流量启动要求，具有创造性，且有结构简单、体积小、推力大、可靠性高的优点；装有这种水压启动装置电热水器具有布局合理、结构简单、极低水流量即能启动、装配和可维修性好、水电分离、安全可靠、使用寿命长的优点。0019附图说明图1是现有压差盘式水压启动装置原理图；图2是现有重力式水压启动装置原理图；图3是现有叶轮式水压启动装置原理图；图4是本发明所提供的浮力式磁控开关控制的水压启动装置及其电热水器总体结构图；图5是本发明所提供的浮力式摇头开关或滑动开关控制的水压启动装置及其电热水器总体结构图。
21、；图6是本发明所提供的浮力式按压开关控制的水压启动装置及其电热水器总体结构图；图7是本发明所提供的浮力式水压启动装置及其电热水器控制电路图；1壳体、2水压启动装置、3泄压阀、4电加热体、5防漏电网、6接地电极、7安装隔板、8温控开关、9密封圈、10档位开关、11电源线、12加热指示灯、13底盖、21弯管、22浮体、23永久磁铁、24磁控开关传感器、25磁控开关控制系统、26密封圈、27推杆、28摇头开关或滑动开关、29复位弹簧、210复位弹簧底座、211按压开关。具体实施方式0020本发明的设计思想是针对现有水压启动装置和即热式电热水器、电热水龙头的不足，提供一种新型的水压启动装置及其电热水器。
22、，安装在水阀进水口前和水阀出水口后均能使用，能利用家中原已安装好水龙头，具有结构简单、体积小、布局合理、极低水流量即能启动、装配和可维修性好、水电分离、安全可靠、使用寿命长的优点。说明书CN102322691ACN102322699A4/5页70021下面结合说明书附图具体说明本实施方式。0022请参见图4，该图是本发明所提供的浮力式磁控开关控制的水压启动装置及其电热水器总体结构图。0023如图4所示，本实施实例所提供的浮力式磁控开关控制的水压启动装置及其电热水器包括壳体（1）、水压启动装置（2）、泄压阀（3）、电加热体（4）、防漏电网（5）、接地电极（6）、安装隔板（7）、温控开关（8）、密。
23、封圈（9）、档位开关（10）、电源线（11）、加热指示灯（12）、底盖（13）。其中所述水压启动装置（2）包含有弯管（21）、浮体（22）、永久磁铁（23）、磁控开关传感器（24）和磁控开关控制系统（25）；弯管（21）胶粘固定于壳体（1）内，开口向下垂直于安装隔板（7），浮体（22）放置在弯管（21）垂直段内，可上下垂直运动；浮体（22）用抗压强度较高的硬质泡沫材料制作；浮体（22）与弯管（21）的内壁形成一小缝隙的环形过水通道，浮体（22）的截面积远大于此过水通道的截面积，水流动时，根据伯努利原理，浮体（22）上下表面间将产生很大的水压差，浮体（22）便向下移动，水静止时，浮体（22）上下。
24、表面的水压相等，在自身浮力的作用下，浮体（22）向上运动复位；弯管（21）内壁上设计有浮体22复位限位台阶。永久磁铁（23）压装在浮体（22）的下端，在安装隔板（7）下面的电气安装室安装有磁控开关传感器（24）、磁控开关控制系统（25）；磁控开关传感器（24）为霍尔元件，其磁感应点靠近安装隔板（7）下表面，且位于永久磁铁（23）的正下方；浮体（22）随其上下表面间水压差变化而上下移动，永久磁铁（23）便离开或靠近磁控开关传感器（24），同时通过磁控开关控制系统（25）的控制，电热水器的加热电路便断开或导通。磁控开关传感器（24）可以是开关型的，也可以是线性输出型的。0024弯管（21）的制作材。
25、料与壳体（1）相同（如PPR或ABS塑料），用胶粘剂固定在壳体（1）的侧孔内和内壁上；浮体（22）放置在弯管（21）的垂直段内，可上下垂直运动，运动轨迹由弯管（21）的内壁引导限制。也可在浮体（22）和磁铁（23）的轴心线位置开设导向小孔，并在弯管（21）的垂直段内安装一个与浮体（22）导向孔相配合的导向轴（导向轴固定在有大过水截面积的导向座上，导向座固定在弯管（21）内壁上，如紧配合固定）。0025泄压阀（3）安装在弯管（21）上，当水压过大或浮体（22）与弯管（21）内壁形成的过水通道堵塞时，泄压阀打开，可防止电加热器产生干烧。0026所述壳体（1）用耐高温高压的硬塑料制成，包含侧孔和上出。
26、水口，弯管（21）的一端胶粘固定在壳体（1）的侧孔内；壳体（1）由安装在其内的安装隔板（7）和密封圈（9）在垂直方向分隔成上部水加热腔和无水的下部电气安装室，密封圈（9）为径向密封圈，安装隔板（7）由不锈钢、铜或其它不易生锈的导电导热性能良好的非磁吸性金属制成；安装隔板（7）可通过本实施实例所示的底盖（13）来限位固定，也可采用在壳体（1）内壁、与安装隔板（7）下沿端口齐平位置处设计一挡圈安装槽，通过安装开口挡圈来限位固定。0027在壳体（1）出水口前端装有防漏电网（5），防漏电网（5）开有过水小孔隙，由不易锈蚀、导电性能良好的材料制作，如铜板、不锈钢板或编织网，防漏电网（5）与接地电极（6）。
27、连接，接地电极（6）与电源线的地线相连接，接地电极（6）用不易锈蚀、导电性能良好的材料制作，如铜或不锈钢。0028温控开关（8）固定在金属材质的安装隔板（7）上，水温过高时，导热性良好的金属材质安装隔板能迅速升温，当达到温控开关（8）的设定断开温度时，温控开关（8）迅速断开，电加热器停止工作。说明书CN102322691ACN102322699A5/5页80029电加热体（4）数量可以是一个也可以是多个，其输出功率通过档位开关（10）进行调节。档位开关（10）可以是多档位型或无级调节型，也可以是多个数量（两个及以上），以实现电热水器功率的多档位调节；电加热体（4）可以是电阻加热管，也可以是陶瓷。
28、加热片、碳化硅加热片、PTC加热片等。0030图5所示是本发明所提供的浮力式摇头开关或滑动开关控制的水压启动装置及其电热水器实施实例，该实施实例与上面所述磁控开关控制的实施实例的不同在于水压启动装置（2）中的通断电开关为摇头开关或滑动开关（28），此时推杆（27）的上端垂直穿过安装隔板（7），浮体（22）的下表面压在推杆（27）上；推杆（27）与安装隔板（7）间的密封通过密封圈（26）实现，密封圈（26）为滑动用径向密封圈；摇头开关或滑动开关（28）安装在推杆（27）的旁边，且摇头开关或滑动开关（28）的手柄伸入推杆（27）的拨叉孔内，推杆（27）在浮体（22）的压力和复位弹簧（29）的作用下。
29、向下向上运动，便拨动摇头开关或滑动开关（28）的手柄向下向上摆动或滑动，使摇头开关或滑动开关断开或导通，且推杆（27）的拨叉孔间距离较大，能使摇头开关或滑动开关（28）的手柄在ONOFF过档过程中留有富余间隙，使手柄不能与推杆（27）拨叉孔的上下壁同时接触，富余间隙为摇头开关或滑动开关（28）过档时手柄摆动或滑动行程的一半。0031图6所示是本发明所提供的浮力式按压开关控制的水压启动装置及其电热水器实施实例，该实施实例与上面所述磁控开关控制的实施实例的不同在于水压启动装置（2）中的通断电开关为按压开关（211），此时推杆（27）的上端垂直穿过安装隔板（7），浮体（22）的下表面压在推杆（27）。
30、上；推杆（27）与安装隔板（7）间的密封通过密封圈（26）实现，密封圈（26）为滑动用径向密封圈；按压开关（211）安装在推杆（27）的正下方，推杆（27）在浮体（22）的压力和复位弹簧（29）或按键复位力的作用下向下向上运动，按压开关（211）便或导通或断开。0032图7所示是本发明所提供的浮力式水压启动装置及其电热水器的控制电路实施实例，温控开关（8）是串联在控制电路的主线上的。0033电加热体（4）、磁控开关传感器（24）（霍尔元件）、磁控开关控制系统（257）、摇头开关或滑动开关（28）、按压开关（211）、档位开关（10）、温控开关（8）、泄压阀（3）的具体技术原理和结构与现有技术大致相同，本实施实例未对其结构详细阐述。说明书CN102322691ACN102322699A1/1页9图1图2图3图4图5图6图7说明书附图CN102322691A。