[发明专利]一种防电解裸丝电热水器的加热机构

说明书

技术领域

本发明涉及水的电加热技术领域，尤其是采用裸丝加热技术的即热式电热水器、即热式电热水龙头、台下热水器等裸丝电热水器的加热机构。

背景技术

近年来，裸丝加热技术逐渐在快速电热水器中得到应用，其优点有：电热丝直接置于水体内加热，电热丝产生的热量即刻被水带走，没有间接传导和辐射，因而热效率很高；加热时电热丝直接受水流冲击而自身温度相对较低，因此不易结垢。由于电热丝直接置于水体内，而水是可以导电的，为此一般需要使用“隔电墙”（即“水电阻衰减隔离法”），使漏电电流限定在安全范围内，即利用水本身所具有的电阻（如国标规定自来水在15℃时电阻率应大于1300Ω·cm），选用绝缘材料作为电热水器内通水管的材质，再采用适当的管径与长度比，可以形成“隔电墙”。当电热水器通电工作时，加热内胆的水即使有电，也会在通过“隔电墙”时被水自身的电阻衰减掉，从而达到将电隔离的目的，使热水器进出水两端的漏电电流达到极微弱，可以充分保障人身安全。公告号为CN201700028U的中国专利公开了一种采用裸丝加热技术的裸丝加热体结构，将这种加热体应用于电热水器还通常需要在进水通道上串接一个水流开关，水流开关检测加热体内是否有足够流量的水流通过，并配合控制电路使用。当加热体内通过的水达到一定流量时加热体才接通电源，对通过的水流进行加热，否则加热体不通电，以防止干烧。在进水通道和出水管通道上还可以增加气泡感应、水电阻检测、水温检测、水流量检测等系列装置与控制电路配合工作以达到更安全和舒适的使用效果。从裸丝电加热器目前的技术发展现状来看，虽然它具有结构紧凑、成本低廉、快速安全、适合大功率电热水器等优点，但也存在着电热丝在水中容易被电解腐蚀而导致使用寿命缩短、水质易受电解污染等问题。同时，目前市场上的裸丝电热水器还普遍存在着加热体设计不当的缺点，较普遍地体现在加热室设计的长径比不够，以cm为单位的长度数值只有以cm2为单位的通径截面面积数值的16倍左右，并且没有设置保护性电极，直接导致电加热丝，尤其是电加热丝两端相对电势较高更容易吸附离子的表面，其电解电流密度远大于1.8ma/cm2，会发生严重的电解腐蚀。实验测算，50HZ交流电解电流密度小于1.8ma/cm2时镍合金电化学分解反应极为缓慢或停止；大于1.8ma/cm2时镍合金电化学分解反应随电流增大而急剧加快，电流继续增大1至2倍时，分解反应会加快几十至几百倍。电加热丝使用几百小时就会出现严重的电解腐蚀，导致功率衰减，变脆，甚至断裂。在电热丝工作过程中，其表面在过大交流电解电流密度而产生的过高极化电压的作用下表面金属失去电子被氧化，形成阳离子而脱离金属表面被溶解到水中，形成腐蚀。脱离的金属离子会污染水质，表面析出的气体也会影响散热。经过实验测算，如果50HZ交流电解电流密度大于1.8ma/cm2，超过部分的电流值大概会以0.1g/（A·h）至0.3g/（A·h）不等的当量溶解镍合金，而不是镍的标准电化学当量1.095g/（A·h）。这主要是因为镍合金表面阴阳极性以一分秒（0.01秒）的速度交替变化，上一分秒作为阳极溶出的离子很大一部分（约70％至90％）会在下一分秒电极转变为阴极时重新还原，总有部分（约10％至30％）扩散了的离子被水流冲走而无法还原。当然，影响还原的因素很多，水温、水流速度、水质等都会严重影响其还原率，因此要精确计算交流电解速度是十分困难的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种可延长裸露电加热丝使用寿命，并能有效减少水质污染的防电解裸丝电热水器的加热机构。

为解决上述技术问题，本发明一种防电解裸丝电热水器的加热机构包括由耐高温绝缘材料制成的进水通道、出水通道和加热通道，所述加热通道设于所述进水通道和出水通道之间，所述加热通道内直接内置有螺旋形裸露电加热丝，所述螺旋形裸露电加热丝的两端分别设置有通电引线端子，所述进水通道和出水通道分别连接在所述通电引线端子的外侧端；所述通电引线端子处有较大金属面与被加热水体相接触成为裸露电加热丝的保护性电极，所述保护性电极与被加热水体的接触面积的数值以cm2为单位的计值为：所述加热通道的以cm2为单位的通径截面积数值与所述加热通道的以cm为单位的长度数值的比值的30倍或30倍以上。

上述一种防电解裸丝电热水器的加热机构，所述通电引线端子与所述保护性电极可以为整体结构，也可以为分体式结构再由电导体相连成近似于等势体。

上述一种防电解裸丝电热水器的加热机构，所述螺旋形裸露电加热丝的螺距从进水端到出水端逐渐加大，使出水端的螺距为进水端的螺距的1.5倍至3倍。