CN101095596A - 一种自控无热胆智能饮水机 - Google Patents

Abstract

一种自控无热胆智能饮水机，电热膜加热器作为发热体，电热膜加热器上设有排汽缓冲机构，能及时迅速地排除加热产生的气泡，气泡的排除基本无停滞，热水可顺畅地流出。该饮水机的加热电路包括有功率调节电路，根据电热膜加热管内的热水温度实时调节电热膜加热管的输出功率，由于水斗内凉水温度、电网电压、电热膜衰减等影响加热的因素最终都体现在电热膜加热管内被加热水的温度上，因此根据电热膜加热管内的热水温度实时调节电热膜加热管的输出功率可根据各个影响因素全面进行功率调节。

Description

一种自控无热胆智能饮水机

(一)技术领域

本发明涉及一种无热胆饮水机。

(二)背景技术

一般的饮水机的加热体是热胆，但是由于热胆加热存在反复加热、易结垢等缺点，因此出现了无热胆饮水机，如专利号或申请号为98224252.2、01129723.9、200320118758.2、200510043279.2的专利文献中，公开了利用电热膜加热器对流过其内腔的水进行加热，能够为用户连续提供热水，但是均匀不能很好的保证热水的出水温度符合人们所需要的出水温度。

专利号为200620101469.5的中国实用新型专利公开了一种智能快速加热饮水机，可较好得保证出水温度符合期望温度值，并且可根据水斗内凉水的温度来调节电热膜加热器的功率来保证出水温度。其存在的缺点是：1.根据水斗内的凉水温度来调节电加热膜的功率，但是水斗内的凉水温度只是影响加热的一个因素，其他诸如电网的稳定性、电热膜的衰减等因素没有考虑到。2.电热膜加热器能迅速将水加热至高温，伴随加热过程会产生气泡，气泡若不能及时排除将影响热水的出水，甚至会产生热水的回窜而导致电热膜加热器无法工作，但专利200620101469.5所公开的技术方案中并未解决该问题。

(三)发明内容

为了克服现有无热胆饮水机电热膜加热器的功率调节存在限制、去除加热产生的气泡功能不足的缺点，本发明提供一种可快速除泡、顺利流出热水、考虑各方面影响因素后可全面调节电热膜加热器的输出功率的自控无热胆智能饮水机。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种自控无热胆智能饮水机，包括壳体、聪明座、位于所述聪明座下方的水斗、热水出口及凉水出口，所述的凉水出口与所述的水斗通过凉水出水管连通，所述的壳体内安装有电热膜加热器，该电热膜加热器包括石英玻璃管，所述的石英玻璃管为一直管，所述石英玻璃管的外圆周表面涂覆有电热膜，所述的电热膜上设有用于连接加热电路的电极，所述的石英玻璃管与进水管接头及出水管接头连通；

所述的电热膜加热器还包括与所述石英玻璃管连通的排汽管接头，所述电热膜加热器的排汽管接头及出水管接头位于所述石英玻璃管的上端，所述电热膜加热器的进水管接头位于所述石英玻璃管的下端，所述电热膜加热器的出水管接头的下端进水口低于所述排汽管接头的下端进汽口；

所述的进水管接头通过进水管与所述的水斗连通，所述的出水管接头通过热水出水管与所述的热水出口连通，所述的排汽管接头通过排汽管与一缓冲容器连通；

所述石英玻璃管的内腔的上端设有温度传感器，所述的热水出水管的管路上设有用于控制热水出水的热放水电磁阀；

加热电路包括预存有期望出水温度、用于比较所述温度传感器检测到的当前温度与期望出水温度的温度比较模块，所述温度比较模块的输入端与所述的温度传感器连接，所述温度比较模块的输出端与所述的热放水电磁阀连接；

加热电路还包括预存有期望出水温度、用于比较所述温度传感器检测到的当前温度与期望出水温度并计算两者之间温差的温差计算比较模块，所述温差计算比较模块的输入端与所述的温度传感器连接；

加热电路还包括根据温差计算比较模块计算出的当前温度与期望出水温度之间的温差控制电源的输出电压的功率输出控制电路，所述功率输出控制电路的输入端与所述的温差计算比较模块的输出端连接，所述功率输出控制电路的输出端与电源连接。

进一步，加热电路还包括用以在启动电热膜加热器时使电热膜加热器满功率运行的升压电路，所述的升压电路与所述的电源连接。所述的升压电路可选用软启动电路，温度传感器可选用热敏电阻。

进一步，所述的缓冲容器具有与所述的水斗连通的回汽管，所述排汽管的上端伸入所述的缓冲容器内，伸入缓冲器内的排汽管的壁面上开设有小孔。

进一步，还包括一反射箱，所述的石英玻璃管位于所述的反射箱内，所述反射箱的内表面为可反射红外线的发射面。

进一步，所述的凉水出水管的管路上设有冷水放水电磁阀，所述的凉水出水管与所述的热水出水管汇合于一点，所述的凉水出水管和热水出水管汇合后与一总出水管连通，所述的总出水管与出水龙头连通，所述的冷水出口与热水出口共用所述的出水龙头。

进一步，所述热水出水口的上方还安装有红外发射接受组合装置，热水出水管上还设有第二电磁阀，所述的壳体内还设有用于接受热放水电磁阀的打开放水信号并处理红外接收管信号的红外控制电路，所述的热放水电磁阀、红外控制电路、红外发射接受组合装置依次连接，所述的红外控制电路还与第二电磁阀连接。

进一步，所述进水管的管路上设有只允许水流从水斗流向电热膜加热器的单向阀，该进水管的管路上还设有一个三通阀，该三通阀的第三管口通过一排水管与位于壳体上的排水口连通；所述的温度比较模块、温差计算比较模块、功率输出控制电路、升压电路集成在单片机上。

本发明在工作时，水斗内的凉水经进水管流入石英玻璃管内，接通加热电路后石英玻璃管外表面的电热膜发热对石英玻璃管内的凉水进行快速加热，热水膨胀上升，从热水出水管流出，加热产生的气泡经由排汽管排出，由于出水管接头的下端进水口低于排汽管接头的下端进汽口，因此气泡可及时迅速地被排除，气泡的排除基本无停滞，热水可顺畅地流出。对于出水管接头的下端进水口低于排汽管接头的下端进汽口，可这样来实现：排汽管接头的下端进汽口与石英玻璃管的上端面平齐，出水管接头沉入石英玻璃管内。

加热电路的工作原理是：启动电热膜加热器后，温度传感器检测电热膜加热器内的水的温度，将检测到的当前温度信息传输给温度比较模块，当其检测到热水温度到达温度比较模块内的期望出水温度时，温度比较模块发出电磁阀打开信令给热放水电磁阀，热放水电磁阀打开，开始放热水。直接关闭电磁阀，即可停止放水。当水流动后电热膜加热管内水温会发生变化，温度传感器将检测到的实时温度值传输给温差计算比较模块，温差计算比较模块计算出期望出水温度值与当前温度值的温差，并判断当前温度值大于还是小于期望出水温度，若当前温度值大于期望出水温度值则降压降低提供至电热膜的功率，若当前温度值小于期望出水温度值则升压增大提供至电热膜的功率。

本发明的有益效果在于：1.可将加热产生的气泡及时排除，保证热水出水顺畅。2.根据电热膜加热管内的热水温度实时调节电热膜加热管的输出功率，由于水斗内凉水温度、电网电压、电热膜衰减等影响加热的因素最终都体现在电热膜加热管内被加热水的温度上，因此根据电热膜加热管内的热水温度实时调节电热膜加热管的输出功率可根据各个影响因素全面进行功率调节。

(四)附图说明

图1是本发明的饮水机的结构示意图。

图2是电热膜加热管器的结构示意图。

图3是实施例一的加热电路原理框图。

图4是实施例二加热电路原理框图。

图5是热放水电磁阀的控制流程图。

图6是功率调节的控制流程图。

图7是排汽缓冲机构的结构示意图。

图8是反射箱的安装示意图。

图9是冷水出口和凉水出口共用出水龙头的结构示意图。

图10是红外水杯检测电路的原理框图。

图11是图7中A部分的局部放大图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1、图2、图3、图5、图6、图7、图8、图11，一种自控无热胆智能饮水机，包括壳体1、聪明座2、位于所述聪明座2下方的水斗3、热水出口及凉水出口，所述的凉水出口与所述的水斗通过凉水出水管连通，所述的壳体1内安装有电热膜加热器4，该电热膜加热器4包括石英玻璃管5，该石英玻璃管5为一直管。所述石英玻璃管5的外圆周表面涂覆有电热膜，所述的电热膜上设有用于连接加热电路的电极6。电热膜通电后产生的热量很大一部分是以红外线的形式呈现的，为了防止红外线的散射损失，将石英玻璃管5置于一反射箱7内，该反射箱7的内表面为可反射红外线的发射面，反射面将散射开来的红外线反射回来加热电热膜加热器4内的水，确保能量不损失。

所述的石英玻璃管5与进水管接头8、出水管接头9、排汽管接头10连通，所述电热膜加热器的排汽管接头10及出水管接头9位于所述石英玻璃管5的上端，所述电热膜加热器的进水管接头8位于所述石英玻璃管5的下端，排汽管接头10的下端进汽口与石英玻璃管5的上端面平齐，出水管接头9沉入石英玻璃管内，以实现电热膜加热器的出水管接头9的下端进水口低于所述排汽管接头10的下端进汽口。

所述的进水管接头8通过进水管11与所述的水斗连通，所述的出水管接头9通过热水出水管12与所述的热水出口连通，所述的排汽管接头10通过排汽管13与一缓冲容器14连通。电热膜加热器4对凉水进行加热时，产生的气泡或蒸汽经由该排汽管13排入到缓冲容器14内，冷凝水积留在缓冲容器14中。为了实现水的回收，缓冲容器14设有与所述的水斗3连通的回汽管15，而排汽管13的上端伸入所述的缓冲容器14内，伸入缓冲器内的排汽管的壁面上开设有小孔16。在持续加热过程中，由于汽体的冲击力，一部分冷凝水被回水斗3中(通过回汽管15)，一部分冷凝水通过排汽管上端壁面的小孔16回流到电热膜加热器4内，同时少部分汽体也流入水斗3中。停止加热时，冷凝水直接通过排汽管上端壁面的小孔16回流到电热膜加热器4内。

所述石英玻璃管5的内腔的上端设有温度传感器17(选用热敏电阻)，所述热水出水管的管路上设有用于控制热水出水的热放水电磁阀18。加热电路包括预存有期望出水温度、用于比较所述温度传感器17检测到的当前温度与期望出水温度的温度比较模块19，所述温度比较模19块的输入端与所述的温度传感器17连接，所述温度比较模块19的输出端与所述的热放水电磁阀18连接。

加热电路还包括预存有期望出水温度、用于比较所述温度传感器17检测到的当前温度与期望出水温度并计算两者之间温差的温差计算比较模块20，所述温差计算比较模块20的输入端与所述的温度传感器17连接；

加热电路还包括根据温差计算比较模块20计算出的当前温度与期望出水温度之间的温差控制电源的输出电压的功率输出控制电路21，所述功率输出控制电路21的输入端与所述的温差计算比较模块20的输出端连接，所述功率输出控制电路21的输出端与电源22连接。

本发明在工作时，水斗内的凉水经进水管流入石英玻璃管5内，接通加热电路后石英玻璃管5外表面的电热膜发热对石英玻璃管内的凉水进行快速加热，热水膨胀上升，从热水出水管12流出，加热产生的气泡经由排汽管13排出，由于出水管接9头的下端进水口低于排汽管接头10的下端进汽口，因此气泡可及时迅速地被排除，气泡的排除基本无停滞，热水可顺畅地流出。

加热电路的工作原理是：启动电热膜加热器4后，温度传感器17检测电热膜加热器内的水的温度，将检测到的当前温度信息传输给温度比较模块19，当其检测到热水温度到达温度比较模块19内的期望出水温度时，温度比较模块19发出电磁阀打开信令给热放水电磁阀18，热放水电磁阀18打开，开始放热水。直接关闭热放水电磁阀18，即可停止放水。当水流动后电热膜加热管内水温会发生变化，温度传感器17将检测到的实时温度值传输给温差计算比较模块20，温差计算比较模块20计算出期望出水温度值与当前温度值的温差，并判断当前温度值大于还是小于期望出水温度，若当前温度值大于期望出水温度值则降低电源输出电压降低提供至电热膜的功率，若当前温度值小于期望出水温度值则升高电源输出电压增大提供至电热膜的功率。

参照图9，为了简化饮水机的结构，可在凉水出水管23的管路上设置冷水放水电磁阀24，所述的凉水出水管23与所述的热水出水管12汇合于一点，所述的凉水出水管23和热水出水管12汇合后与一总出水管25连通，所述的总出水管25与出水龙头26连通，所述的冷水出口与热水出口共用所述的出水龙26头。放取凉水时，打开冷水放水电磁阀23，凉水从水斗经过凉水出水管23、总出水管25、出水龙头26流出；放取热水时，热放水电磁阀18打开，热水经过热水出水管12、总出水管25、出水龙头26流出。

参照图10，为了防止无杯接水状况的发生，所述热水出水口的上方还安装有红外发射接受组合装置27，即红外接收管和红外发射管。热水出水管12上还设有第二电磁阀28，所述的壳体1内还设有用于接受热放水电磁阀18的打开放水信号并处理红外接收管信号的红外控制电路29，所述的热放水电磁阀18、红外控制电路29、红外发射接受组合装置27依次连接，所述的红外控制电路29还与第二电磁阀28连接。热放水电磁阀18打开，其将热放水电磁阀18的打开放水信号传输给红外控制电路29，红外控制电路29接收到放水信号后立即发出红外输出指令给红外线发射接收组合装置27，红外发射管发射红外线，当水杯位置有水杯存在时，红外光通过水杯折射回来被红外接收管接收，红外接收管将该表明有水杯的信号再送入红外控制电路29，红外控制电路29接受到该信号后发出阀门打开指令给第二电磁阀28，第二电磁阀28打开即可出水。为保证可靠性特设置了两组红外发射接收装置，以防误动作的发生。

为了防止回水，所述进水管11的管路上还设有只允许水流从水斗3流向电热膜加热器4的单向阀30，该进水管11的管路上还设有一个三通阀31，该三通阀31的第三管口通过一排水管32与位于壳体上的排水口连通，以实现排水和清洗。另外，所述的温度比较模块19、温差计算比较模块20、功率输出控制电路21集成在单片机上。

实施例二

图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11，为了在开始加热时尽快提升被加热水的温度，该电热膜加热器饮水机的加热电路还包括用以在启动电热膜加热器时使电热膜加热器满功率运行的升压电路33，本实施例中该升压电路33选用软启动电路，该软启动电路与所述的电源22连接。

开启电热膜加热管时，以软启动的方式对电源22的输出电压加以调整，使电热膜加热器4的输出功率逐渐增大直至满功率输出。

温度比较模块19、温差计算比较模块20、功率输出控制电路21、升压电路33集成在单片机上。

其余结构和实施方式与实施例一相同。

Claims (10)

1.一种自控无热胆智能饮水机，包括壳体、聪明座、位于所述聪明座下方的水斗、热水出口及凉水出口，所述的凉水出口与所述的水斗通过凉水出水管连通，所述的壳体内安装有电热膜加热器，该电热膜加热器包括石英玻璃管，所述石英玻璃管的外圆周表面涂覆有电热膜，所述的电热膜上设有用于连接加热电路的电极，所述的石英玻璃管与进水管接头及出水管接头连通；

其特征在于：所述的石英玻璃管为一直管；

所述的电热膜加热器还包括与所述石英玻璃管连通的排汽管接头，所述电热膜加热器的排汽管接头及出水管接头位于所述石英玻璃管的上端，所述电热膜加热器的进水管接头位于所述石英玻璃管的下端，所述电热膜加热器的出水管接头的下端进水口低于所述排汽管接头的下端进汽口；

所述的进水管接头通过进水管与所述的水斗连通，所述的出水管接头通过热水出水管与所述的热水出口连通，所述的排汽管接头通过排汽管与一缓冲容器连通；

所述石英玻璃管的内腔的上端设有温度传感器，所述的热水出水管的管路上设有用于控制热水出水的热放水电磁阀；

加热电路包括预存有期望出水温度、用于比较所述温度传感器检测到的当前温度与期望出水温度的温度比较模块，所述温度比较模块的输入端与所述的温度传感器连接，所述温度比较模块的输出端与所述的热放水电磁阀连接；

加热电路还包括预存有期望出水温度、用于比较所述温度传感器检测到的当前温度与期望出水温度并计算两者之间温差的温差计算比较模块，所述温差计算比较模块的输入端与所述的温度传感器连接；

加热电路还包括根据温差计算比较模块计算出的当前温度与期望出水温度之间的温差控制电源的输出电压的功率输出控制电路，所述功率输出控制电路的输入端与所述的温差计算比较模块的输出端连接，所述功率输出控制电路的输出端与电源连接。

2.如权利要求1所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：加热电路还包括用以在启动电热膜加热器时使电热膜加热器满功率运行的升压电路，所述的升压电路与所述的电源连接。

3.如权利要求2所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：所述的升压电路为软启动电路，所述的温度传感器为热敏电阻。

4.如权利要求1～3之一所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：所述的缓冲容器具有与所述的水斗连通的回汽管，所述排汽管的上端伸入所述的缓冲容器内，伸入缓冲器内的排汽管的壁面上开设有小孔。

5.如权利要求4所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：还包括一反射箱，所述的石英玻璃管位于所述的反射箱内，所述反射箱的内表面为可反射红外线的发射面。

6.如权利要求4所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：所述的凉水出水管的管路上设有冷水放水电磁阀，所述的凉水出水管与所述的热水出水管汇合于一点，所述的凉水出水管和热水出水管汇合后与一总出水管连通，所述的总出水管与出水龙头连通，所述的冷水出口与热水出口共用所述的出水龙头。

7.如权利要求5所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：所述的凉水出水管的管路上设有冷水放水电磁阀，所述的凉水出水管与所述的热水出水管汇合于一点，所述的凉水出水管和热水出水管汇合后与一总出水管连通，所述的总出水管与出水龙头连通，所述的冷水出口与热水出口共用所述的出水龙头。

8.如权利要求4所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：所述热水出水口的上方还安装有红外发射接受组合装置，热水出水管上还设有第二电磁阀，所述的壳体内还设有用于接受热放水电磁阀的打开放水信号并处理红外接受管信号的红外控制电路，所述的热放水电磁阀、红外控制电路、红外发射接受组合装置依次连接，所述的红外控制电路还与第二电磁阀连接。

9.如权利要求5所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：所述热水出水口的上方还安装有红外发射接受组合装置，热水出水管上还设有第二电磁阀，所述的壳体内还设有用于接受热放水电磁阀的打开放水信号并处理红外接受管信号的红外控制电路，所述的热放水电磁阀、红外控制电路、红外发射接受组合装置依次连接，所述的红外控制电路还与第二电磁阀连接。

10.如权利要求2所述的自控无热胆智能饮水机，其特征在于：所述进水管的管路上设有只允许水流从水斗流向电热膜加热器的单向阀，该进水管的管路上还设有一个三通阀，该三通阀的第三管口通过一排水管与位于壳体上的排水口连通；

所述的温度比较模块、温差计算比较模块、功率输出控制电路、升压电路集成在单片机上。

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