專利名稱：大流量即熱式飲水機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲水機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種大流量即熱式飲水機。
背景技術(shù)：
目前，市場上有制熱功能的飲水機絕大部分設(shè)有一個熱罐，利用熱罐加溫和儲存熱水。這種飲水機一般采用溫控器控制溫度，當(dāng)水溫達到設(shè)定的上限溫度時停止加熱，當(dāng)水溫下降到設(shè)定的下限溫度時再次通電加熱。用戶取用到的熱水的實際溫度一般在85℃～93℃之間。其主要問題是1、出水溫度偏低；2、熱罐中的水經(jīng)常反復(fù)加熱到很高溫度，用戶獲得的是“千滾水”，水質(zhì)不新鮮；3、由于水反復(fù)加熱到很高溫度，高溫?zé)峁夼c罐外空氣之間溫差很大，散熱快，電能浪費大。
針對上述問題，人們也設(shè)計出了無熱罐快g速電加熱飲水機，如中國專利號為200410089171.2的《快速電加熱飲水機》披露了這樣一種飲水機。該飲水機有下列結(jié)構(gòu)特點1、在飲水機水斗出水口與飲水機出水口之間的管路上的較低位置設(shè)有下電加熱器，并且水平安裝；2、在上電加熱器的出水口端的管路上設(shè)有汽水分離器，在該汽水分離器與飲水機水斗之間連有回氣管；3、在汽水分離器附近設(shè)有上電加熱器；4、在下電加熱器的進水口端的管路上設(shè)有單向閥；5、在飲水機出水口附近位置設(shè)有熱水閥；6、上電加熱器出水口管路的最高位置高于飲水機水斗最高水位。
產(chǎn)品在使用時，電加熱器中的水被大功率的電熱管所加熱，因水平安裝的下電加熱器對流換熱效果差，必然在局部管壁上出現(xiàn)過熱現(xiàn)象而產(chǎn)生氣泡。氣泡在膨脹過程中所產(chǎn)生的壓力，一方面將單向閥關(guān)閉，另一方面推動自身向電加熱器出水口方向，即向汽水分離器方向運動，隨之將熱水也帶到汽水分離器中。由此必定產(chǎn)生下述問題1.初始出水溫度低，且含有可能被細菌污染的剩水。在連接水平安裝的下電加熱器出水口的部分管路中，在通電之前已經(jīng)充滿了常溫水，下電加熱器通電后，并不對這些水進行加熱，上升的氣泡將這些水帶到汽水分離器內(nèi)，這是其一；其二是在熱水閥和電加熱器突然關(guān)閉后，在熱慣性作用下，將還有一部分熱水流向汽水分離器，該部分水被熱水閥截住，然后冷卻為常溫水，這部分水就成為剩水，時間長了極可能被細菌污染，在電加熱器再次通電時也無法對其加熱。這就導(dǎo)致該飲水機熱水龍頭初始出水的溫度只有70℃左右，甚至更低，而且水質(zhì)不新鮮。
2.能耗大、水耗大、竄溫。其一，較多的能量消耗在產(chǎn)生氣泡的蒸汽上，蒸汽帶走能量造成能量浪費；其二，這些蒸汽通過回氣管進入飲水機水斗，使水斗中的水溫上升造成飲水機竄溫，水溫上升后(例如35℃～37℃)更易滋生細菌，加重飲水機的二次污染；其三，由于熱水龍頭初始出水溫度低，許多用戶往往將初始出水棄之不用，造成既浪費水、又浪費電。
3.設(shè)置上電加熱器和下電加熱器后，僅能提供兩檔出水溫度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜性顯著增加、成本上升、可靠性下降。
4.加熱時伴隨著大量氣泡的產(chǎn)生和破滅，噪音較大。
5.由于從電加熱器中出來的是汽水混合物，故要設(shè)置汽水分離器，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，成本較高。
6.未設(shè)置檢測電加熱器中是否有水的裝置，不具備防干燒功能，安全隱患大。
7.熱水出水溫度不穩(wěn)定。由于加熱功率一定，而原水的溫度是變化的例如(夏天與冬天的原水溫度差別就很大)，所以在出水流量一定時，根據(jù)能量守恒原理，出水溫度是變化的。
此外，由于飲水機通常用于居民和辦公場所，電器插座所能承受的負荷有限，為保證電器產(chǎn)品使用安全，飲水機的功率不宜設(shè)計得很大，通常不能超過2千瓦，所以該專利技術(shù)飲水機的熱水出水流量較小，約每分鐘250毫升，接一杯熱水需要等上數(shù)分鐘，使用時較為不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種大流量即熱式飲水機，該飲水機的熱水龍頭初始出水溫度可按用戶需要無級調(diào)節(jié)、出水溫度穩(wěn)定、出水流量大、水質(zhì)新鮮(即時加熱、即時出熱水，出水中不含剩水，)、蒸汽少、噪音小、節(jié)能、可靠性較高、安全性好。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該飲水機包括飲水機水斗，在水斗出水口和飲水機出水口之間的管路上，設(shè)有閥門、節(jié)流裝置、管道電加熱器和容器電加熱器。所述的管道電加熱器為豎直安裝，具有與節(jié)流裝置所控制的水流量相匹配的、能將流過的飲用水加熱到設(shè)定溫度(例如85℃)以上的功率，其進水口在下，出水口在上。所述的管道電加熱器可以制成直線狀，也可以制成曲線狀，其中的水管內(nèi)直徑尺寸至少15毫米。所述的管道電加熱器的出水口與飲水機出水口相接。所述的閥門可以是手動的，也可以是自動的，考慮到便于自動控制，通常優(yōu)先采用常閉電磁閥。所述的水斗中的水位高于所述的管道電加熱器出口管路的最高位置。所述的容器電加熱器的容積為0.7～2升，其上設(shè)有可控制其中水溫在50℃～60℃溫度范圍的裝置。
飲水機在待機狀態(tài)時，容器電加熱器中的水溫控制在50℃～60℃溫度范圍內(nèi)，用戶需要熱水時，可將杯子放在飲水機集水盒上，先將管道電加熱器通電，稍后，待其中的水溫度升到設(shè)定溫度(例如85℃)以上再自動或手動開啟閥門，水斗中的水以節(jié)流裝置設(shè)定的流量從容器電加熱器的下部進入，再從其上部流出，然后再從管道電加熱器下部進入，將管道電加熱器中的熱水從上部頂出，流向飲水機的出水口。經(jīng)容器電加熱器預(yù)熱過的水進入管道電加熱器中后，在緩慢向上流動過程中被再次加熱。由于管道電加熱器的功率與節(jié)流裝置所控制的流量相匹配，所以可以保證，當(dāng)水流到管道電加熱器出口時，溫度達到設(shè)定溫度(例如85℃)以上。這種加熱方式有如下特點1、因熱水的密度比冷水低，熱水本身有向上流動的趨勢，加之水斗中的水位高于管道電加熱器出口管路的最高位置，在水壓作用下，水流將自然向飲水機出水口流動；2、管道電加熱器中的水管內(nèi)直徑尺寸足夠大，可以防止產(chǎn)生其大小和管徑尺寸相當(dāng)?shù)拇髿馀?，雖然有一些小氣泡產(chǎn)生，但不足以對水流引起較大擾動；3、管道電加熱器豎直安裝，對流換熱效果好，管內(nèi)水溫比較均勻，故產(chǎn)生的小氣泡也很少。
所以，管道電加熱器中的水流動穩(wěn)定，噪音很小，產(chǎn)生的蒸汽很少，被蒸汽帶走的能量也少——能耗少，因此沒必要在管道電加熱器進水口端的管路上設(shè)置單向閥，也沒必要在管道電加熱器出口端管路上設(shè)置汽水分離器。
由于進入管道電加熱器中的水已經(jīng)預(yù)熱到50℃～60℃，所以可以保證在給定熱水出水溫度時，當(dāng)管道電加熱器功率和中國專利號為200410089171.2的《快速電加熱飲水機》技術(shù)相同的功率時，可以獲得比該技術(shù)大得多的熱水出水流量。此外，水溫達到55℃時，水中的普通細菌基本上不能存活，可為那些想飲用低溫健康水的用戶提供方便。同時，由于容器電加熱器中的水溫比常規(guī)飲水機熱罐的水溫低，其與周圍空氣之間的溫差較小，散熱速度較慢，故節(jié)能效果明顯。再者，由于容器電加熱器中的水溫較低，極大地降低了結(jié)垢的可能性。
當(dāng)出水量達到要求后，管道電加熱器自動或手動斷電，同時自動或手動關(guān)閉閥門。水源關(guān)斷后，飲水機出水口將立即停止出水，管道電加熱器在熱慣性作用下，其中的水還將被繼續(xù)加熱幾秒鐘，這時僅出現(xiàn)少量蒸汽，而不會有顯著的噪音產(chǎn)生。
所述的節(jié)流裝置的作用是控制水流量，它可以有多種形式，例如可以是一個設(shè)有節(jié)流小孔的零件，也可以是一個設(shè)有節(jié)流小孔的部件，也可以是一個流量可調(diào)節(jié)的可調(diào)節(jié)流閥，也可以是一個流量不可調(diào)節(jié)的節(jié)流閥。無論采用何種形式，都在本專利的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)節(jié)流裝置為可調(diào)節(jié)流閥時，對應(yīng)于管道電加熱器所確定的功率，該節(jié)流閥在最小流量時的出水溫度可達到95℃以上，最大流量時的出水溫度可達到70℃以上。本發(fā)明就這樣通過一個可調(diào)節(jié)流閥給用戶提供一個出水溫度在一定范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)(無級調(diào)節(jié))的功能。
本發(fā)明所采取的技術(shù)措施還包括在飲水機殼體上設(shè)置可控制常閉電磁閥開啟時間的定時器，在管道電加熱器的出水管段設(shè)置測溫探頭，在飲水機上設(shè)置調(diào)溫器。因水斗中的水位基本一定，節(jié)流裝置控制的水流量比較穩(wěn)定，所以出水總量和電磁閥開啟時間成正比關(guān)系，控制了電磁閥的開啟時間就控制了出水總量。用戶一次需要加熱多少熱水，只要將定時器擰到適當(dāng)位置即可。所述的測溫探頭用于測量水溫，調(diào)溫器用于設(shè)定飲水機初始熱水出水溫度。當(dāng)測溫探頭測得的水溫達到調(diào)溫器設(shè)定的水溫時，定時器開始計時，與此同時電磁閥自動開啟，飲水機開始出熱水。電磁閥一旦開啟，將不受測溫探頭溫度信號的影響，在定時器設(shè)定的時段內(nèi)保持開啟狀態(tài)。這樣，本發(fā)明就實現(xiàn)了可向用戶提供定溫定量熱水的功能。
本發(fā)明所采取的技術(shù)措施還包括在所述的管道電加熱器的出水管段設(shè)置水探頭，當(dāng)水探頭探測出管中無水，則自動斷開管道電加熱器和容器電加熱器的電源，防止電加熱器無水干燒，確保飲水機使用安全。
本發(fā)明所采取的技術(shù)措施還包括在所述的管道電加熱器上設(shè)置過熱溫控器，該過熱溫控器觸點串接在管道電加熱器、容器電加熱器與電源之間的加熱線路中。一旦管道電加熱器過熱，溫度達到溫控器控制的溫度，則自動斷開管道電加熱器和容器電加熱器的電源，確保飲水機使用安全。
本發(fā)明所采取的技術(shù)措施還包括在所述的容器電加熱器上設(shè)置過熱溫控器，該過熱溫控器觸點串接在容器電加熱器、管道電加熱器與電源之間的加熱線路中。一旦容器電加熱器過熱，溫度達到溫控器控制的溫度，則自動斷開管道電加熱器和容器電加熱器的電源，確保飲水機使用安全。
本發(fā)明所采取的技術(shù)措施還包括將電氣控制線路設(shè)計成可以確保管道電加熱器優(yōu)先通電加熱但不與容器電加熱器同時通電加熱的形式，其中管道電加熱器的加熱功率可以設(shè)計得較大(例如1.8千瓦)，容器電加熱器的加熱功率可以設(shè)計得較小(例如500瓦)。這樣，任何情況下，飲水機的實際加熱功率都不會太大，飲水機就可以使用一般的電源插座供電，并保證使用安全。
作為本發(fā)明的一種簡化，在水斗出水口和飲水機出水口之間的管路上，可以不設(shè)閥門，只設(shè)節(jié)流裝置、管道電加熱器和容器電加熱器。在這種情況下，水斗中的水位應(yīng)略低于管道電加熱器出口管路的最高位置。管道電加熱器不通電時，因水斗中的水位低于管道電加熱器出口管路的最高位置，飲水機熱水出口處不會出水；管道電加熱器通電后，管道電加熱器中的水受熱膨脹，水位將高于飲水機水斗中的水位，使得飲水機熱水出口處開始出熱水?？梢酝ㄟ^控制水斗中的水位和管道電加熱器出口管路的最高位置的高度差值來控制熱水出水溫度，通過控制管道電加熱器的通電時間來控制一次熱水出水總量。管道電加熱器的通電時間可以通過在飲水機殼體上設(shè)置定時器的方法來實現(xiàn)，也可以由用戶手動關(guān)斷管道電加熱器電源的方法來實現(xiàn)。
與現(xiàn)有技術(shù)(中國專利號200410089171.2《快速電加熱飲水機》)相比，本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)點十分明顯，如下表所示




圖1為本發(fā)明的實施例1結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的實施例2結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明的實施例3結(jié)構(gòu)示意4為本發(fā)明的實施例4結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明進行詳細的描述，但應(yīng)當(dāng)理解這里的詳細描述并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制。
實施例1結(jié)合圖1所示，本發(fā)明的大流量即熱式飲水機包括飲水機水斗9，在飲水機水斗9的出水口12和飲水機出水口4之間的管路上，連接有閥門13、節(jié)流裝置、管道電加熱器1和容器電加熱器17。所述的管道電加熱器1豎直安裝在飲水機殼體2的內(nèi)部，出水口在上，進水口在下，其中的發(fā)熱元件有與節(jié)流裝置所控制的水流量相匹配、能將流過的飲用水加熱到設(shè)定溫度(例如85℃)以上的功率；所述的管道電加熱器1中的水管內(nèi)直徑不小于15毫米，其出水接飲水機出水口4；所述的閥門13可以是手動的，也可以是自動的，考慮到便于自動控制，優(yōu)先采用常閉電磁閥；所述的水斗9中的水位11高于管道電加熱器1出口的最高位置；所述的節(jié)流裝置是一個有節(jié)流小孔的零件14；所述的容器電加熱器17的容積為0.7～2升，其進水口通過水管16接節(jié)流裝置，其出水口通過水管18接管道電加熱器1的進水口，其外表面設(shè)有保溫層，其殼體上設(shè)有可控制其中水溫在50℃～60℃溫度范圍的溫控器19，當(dāng)其中水溫低于50℃時通電加熱，當(dāng)水溫達到60℃時停止加熱。
在飲水機殼體2上設(shè)置可控制常閉電磁閥13開啟時間的定時器6，在管道電加熱器1的出水管段設(shè)置測溫探頭3，在飲水機殼體上設(shè)置調(diào)溫器5。所述的定時器6和調(diào)溫器5均有導(dǎo)線連到電氣控制線路板8，線路板8受電源總開關(guān)10控制，線路板8中有由單片機芯片和繼電器等電氣元件組成的控制組件，可以處理測溫探頭3測得的溫度信號和調(diào)溫器5設(shè)定的溫度信號，當(dāng)測溫探頭3測得的水溫達到調(diào)溫器5設(shè)定的水溫時，定時器6開始計時，與此同時控制常閉電磁閥13通電的繼電器常開觸點閉合，常閉電磁閥13通電開啟，飲水機開始出熱水。該電磁閥13一旦通電開啟，與上述觸點并聯(lián)的另一繼電器觸點閉合自鎖，該電磁閥13將不受測溫探頭3測得的溫度信號影響，在定時器6設(shè)定的時段內(nèi)保持通電開啟狀態(tài)。這樣，調(diào)溫器5控制了電磁閥13的開啟時刻，即控制了飲水機初始出熱水的溫度，定時器6控制了電磁閥13的通電開啟時間，即控制了飲水機一次出熱水總量，從而實現(xiàn)向用戶提供定溫定量熱水的功能。
在管道電加熱器1的出水管路上設(shè)置可探測該處管內(nèi)是否有水的水探頭7。該水探頭有導(dǎo)線連到電氣控制線路板8。當(dāng)水探頭7探測出管中無水，則自動斷開管道電加熱器1和容器電加熱器17的電源，起到無水防干燒作用，確保飲水機使用安全。
在所述的管道電加熱器1上設(shè)置過熱溫控器15，該過熱溫控器15的觸點串接在管道電加熱器1、容器電加熱器17與電源之間的加熱線路中。一旦管道電加熱器1過熱，溫度達到過熱溫控器15控制的溫度，則過熱溫控器15的觸點自動斷開，切斷管道電加熱器1和容器電加熱器17的電源，確保飲水機使用安全。
在所述的容器電加熱器17上設(shè)置過熱溫控器20，該過熱溫控器20的觸點串接在容器電加熱器17、管道電加熱器1與電源之間的加熱線路中。一旦容器電加熱器17過熱，溫度達到過熱溫控器20控制的溫度，則過熱溫控器20的觸點自動斷開，切斷管道電加熱器1和容器電加熱器17的電源，確保飲水機使用安全。
實施例2結(jié)合圖1和圖2所示，本實施例中的節(jié)流裝置是一個可調(diào)節(jié)流量大小的可調(diào)節(jié)流閥21，其它部分與實施例1相同。該節(jié)流閥21與管道電加熱器1的功率相匹配，在最小流量時的出水溫度可達到95℃以上，最大流量時的出水溫度達到70℃以上。方便用戶根據(jù)需要獲得不同溫度的熱水。
實施例3結(jié)合圖1和圖3所示，本實施例是本發(fā)明的一種簡化結(jié)構(gòu)，在水斗出水口12和飲水機出水口4之間的管路上，不設(shè)閥門，飲水機殼體上不設(shè)調(diào)溫器。在這種情況下，水斗中的水位11應(yīng)略低于管道電加熱器1出口管路的最高位置。管道電加熱器1不通電時，因水斗中的水位低于管道電加熱器1出口管路的最高位置，飲水機熱水出口4處不會出水；管道電加熱器1通電后，其中的水受熱膨脹，水位將高于飲水機水斗中的水位，飲水機熱水出口4處開始出熱水?？梢酝ㄟ^控制水斗中的水位11和管道電加熱器1出口管路的最高位置的高度差值來控制熱水出水溫度，通過控制管道電加熱器1的通電時間來控制一次熱水出水總量。管道電加熱器1的通電時間可以通過設(shè)在飲水機殼體上的定時器6來控制。
實施例4結(jié)合圖4所示，本實施例是將容器電加熱器17設(shè)置在管道電加熱器1的下方，目的是使容器電加熱器17和管道電加熱器1及其相連的管道18中的水流、氣流更順暢，其他要求與實施例1完全相同。
權(quán)利要求
1.一種大流量即熱式飲水機，包括飲水機水斗，其特征在于在水斗的出水口和飲水機出水口之間的管路上，有節(jié)流裝置、管道電加熱器和容器電加熱器，所述的管道電加熱器豎直安裝。
2.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于在所述的水斗的出水口和飲水機出水口之間的管路上有可以控制管路中的水流通斷的常閉電磁閥或手動閥。
3.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于所述的管道電加熱器由電熱管和水管組成，所述的電熱管有與所述的節(jié)流裝置所控制的水流量相匹配的、能將流過的飲用水加熱到至少70℃的功率，所述的水管內(nèi)直徑尺寸至少15毫米。
4.按照權(quán)利要求2所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于所述的飲水機的殼體上還設(shè)有可控制常閉電磁閥通電時間的定時器。
5.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于所述的節(jié)流裝置是一個可調(diào)節(jié)流閥。
6.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于所述的節(jié)流裝置是一個有節(jié)流小孔的零件。
7.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于所述的水斗出水口和管道電加熱器出水口之間的管路上設(shè)有可探測管內(nèi)是否有水，并將其信號用于控制接通和斷開管道電加熱器和容器電加熱器電源的水探頭。
8.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于在所述的管道電加熱器出水口管段設(shè)有可測量水溫的測溫探頭。
9.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于在所述的管道電加熱器和容器電加熱器上分別設(shè)有過熱溫控器，該兩個過熱溫控器觸點分別串接在管道電加熱器、容器電加熱器與電源之間的加熱線路中。
10.按照權(quán)利要求1所述的大流量即熱式飲水機，其特征在于所述的容器電加熱器上設(shè)有可控制其中的水溫在50℃～60℃溫度范圍內(nèi)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大流量即熱式飲水機，包括在飲水機水斗出水口和飲水機出水口之間的管路上連有的閥門、節(jié)流裝置、管道電加熱器和容器電加熱器。所述的管道電加熱器為豎直安裝，其進水口在下，出水口與飲水機出水口相接；所述的容器電加熱器的出水口與管道電加熱器的進水口相接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點是熱水龍頭初始出水溫度可以達到用戶所設(shè)定的溫度、出水溫度可按用戶需要無級調(diào)節(jié)、出水溫度穩(wěn)定、出水流量大、水質(zhì)新鮮(出水中不含剩水)、蒸汽少、噪音小、節(jié)能、不竄溫、可靠性較高、安全性好。
文檔編號F24H1/10GK101023845SQ200610059940
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月18日
發(fā)明者黃樟焱, 汪孟金, 黃瑞中 申請人:黃樟焱