CN101617173A - 具有消毒功能的煮水装置及水处理方法 - Google Patents

Abstract

披露一种装置和一种方法，用于在自来水点提供消过毒的水。该装置包括用于过滤进水的组合过滤器、可填充有过滤水的储水容器，该容器具有用于加热储水容器中的水的可调式加热机构、和保证储水容器中的水被加热到煮沸温度并且在该煮沸温度保持规定煮沸时间的煮沸机构、以及用于保证从储水容器中取用的水在至少继续煮沸温度从自来水点被交付出去的继续煮沸机构。该方法包括在煮沸温度煮沸热水至少达规定的煮沸时间，并且就在取用水之前，继续煮沸水到继续煮沸温度。

Description

具有消毒功能的煮水装置及水处理方法

本发明涉及具有煮沸和消毒功能的且用于提供无菌水的装置。它包括用于过滤进水的组合过滤器、可用过滤水充填的储水容器，储水容器具有用于加热储水容器或煮沸容器中的水的可调式加热机构、和煮沸机构，该煮沸机构保证储水容器中的水将被加热到煮沸温度。本发明还涉及提供饮用水的方法。

在世界范围内，饮用水源都是短缺的，聚集人群获得干净的饮用水基本上局限于几个区域。因为人类通常按照人口宗族关系群居在其余区域，所以存在以下危险，可能要一次性提供相当大量的干净饮用水。常用的煮水装置的装填量如1.5升是不够用的。而且，用于提供让人放心的饮用水的供应装置应该节省空间地例如适于安装于墙壁上且简单而低成本地安装。

DE2460067公开了一种饮用水供应装置，包括带有除钙机构、过滤器和进水阀的新水输入管路，它们先后设置在进水管中，还包括可通过加热机构被加热的储水容器，具有恒温器或者压力开关，用于控制在储水容器中被加热的水的温度，还包括从储水容器延伸而出的出水管。出水管在混水阀中分支成一条通至出水口的出水管路和一条旁通管路。作为带有加热机构储水容器的替代方案，可以设置第一连续加热器件。出水管路与进水管路连接连接至换热器，从而出水所携带的热通过换热器被用于加热流入的水。对于终点温度，在旁通管路中设置另一个连续加热器件，用于额外加热在其中输送的输出水。在出水管路中，在出水口之前设有冷却机构，用于冷却在其中输送的输出水。此饮用水供应装置的缺点是，在取用水时无法保证取用的水已经被煮沸了最短时间。也可能取出的是放太久的或冷下来的水，对此无法保证杀菌至卫生让人放心的程度。

本发明的任务是没有上述缺点地提供一种适应所提出的要求的、用于提供卫生让人放心的无菌的或消过毒的水。

通过根据权利要求1的装置和根据权利要求8的方法来完成任务。本发明的改进方案在从属权利要求和以下对本发明实施方式的描述中给出。

根据本发明，上述的饮用水提供装置通过继续煮沸机构来改进，该继续煮沸机构保证了从储水容器中取用的水以至少继续煮沸温度在取用地点被交付出去。对此，继续煮沸是指这样一个过程，其在时间上在煮沸之后，就是说它是已经煮沸的或消过毒的水的热处理过程。可是，继续煮沸在时间上不一定紧跟在煮沸之后。它也可以离煮沸间隔一段时间地完成。就是说，本发明按照以下原理，已经煮沸的且要从装置中取出的水就在取用之前被加热。因为一次性煮沸的且不是要在煮沸后马上取用的水也可以在一个水处理装置中被再次杀菌。就是说，本发明的装置保证了随时取用出卫生让人放心的无菌水，因为该装置可靠避免了一次性加热的但随后未马上取用的水的相关水质变差。继续煮沸机构的尺寸如此设定，继续煮沸温度依据水取用速度而足够高和/或继续煮沸时间足够长。这意味着，继续煮沸的时间和温度匹配于煮沸机构作用于水的作用时间，因此水可以被加热到所需的继续煮沸温度。继续煮沸温度最好等于煮沸温度。这样，取用的水被可靠杀菌至期望的或者说必需的程度。

煮沸温度(灭菌温度)最高是98摄氏度，最低是92摄氏度，优选94至96摄氏度。这样，水一直被可靠杀菌至期望的程度。

此外，煮沸机构可以通过定时器保证遵循例如为至少1分钟的预定煮沸时间。这样，将保证煮沸水的可靠彻底的杀菌。

此外，煮沸机构可以包括恒温器，它监测储水容器重的水是否保持煮沸温度。它可以与控制元件连接，用于可控地加热水。此时，定时器可以与恒温器联合，用于可靠遵守预定的煮沸时间。

煮沸机构可以包括用于储水容器中的水的温度计、和接收用于温度的测量参数并且产生用于调整加热机构的控制参数的控制机构。这是因为，当储水容器新填充了冷水时，在加热阶段为了煮沸而需要比当水已经被加热到煮沸温度并且煮沸了规定时间时更高的加热功率。或者，在加热阶段中可提供最高加热功率，用于尽量快速地加热水，而由此不会缩短煮沸时间。不如说水的蒸发速度加快。这样的控制具有以下优点，煮沸所需的加热耗能和蒸发速度被最小，在此，保持了水煮沸温度，进而也保证了可靠的杀菌消毒。

可编程的温度约定装置可产生预先规定的温度约定，即产生按时间来控制的温度变化曲线。随后，水温可以被带到至少一个预定的第一温度，最好是煮沸温度，并在该温度保持一段时间，最好是规定的煮沸时间。

煮沸机构可以包括一个或多个用于煮沸容器的并各有对应的加热功率的加热器。第一加热器可以用于加热至煮沸温度，第二加热器用于保持在煮沸温度或者说在煮沸温度煮沸，第三加热器用于保持温度在继续煮沸温度或者保持在较低的储水温度。或者，针对上述目的，一个可调的加热器或多个可调的且共同接通的加热器以一个或多个不同的可调的加热功率可被共同驱动工作。

在储水容器中可以设有水位测量探头，其给使用者指示测量信号和/或给控制单元传递测量信号。此外，可以设有控制电路，其依据水位高低调节储水容器的加热器的功率。

为了处理定时器、恒温器、温度计和水位测量探头的信息，该装置可以具有例如包括一个或多个控制逻辑电路的中央控制单元。每个控制逻辑电路可以以硬件形式构成，例如成在电路办上固定接线的电子元件的形式，或者成例如存储在存储器中并且可在微处理器中执行的指令组的形式，或者成这两种形式的混合体形式。

继续煮沸机构可以从以下变型方案中选择：

i)控制机构，用于调节在经过煮沸时间后且从储水容器中取用水之前的在储水容器中的水的继续煮沸温度，为此，例如可以利用上述的第三加热器或者按上述的第三加热功率驱动一个可调式加热器工作；

ii)连续加热器件，它将来自储水容器的水加热至继续煮沸温度；

iii)包括光学或声学指示器的取水阻止控制机构，从而水只有在经过至少煮沸时间后才能从储水容器中被取出，而且在取用之前，至少被加热到继续煮沸温度，如果水在经过煮沸时间后被冷却到低于继续煮沸温度的温度的话。

按照变型方案i)和ii)的继续煮沸机构保证了取用的水就在取用之前仍然被一次性可靠地加热至期望程度，就是说被杀菌。

按照变型方案i)，继续煮沸机构可以包括恒温器，用于监测储水容器中的水的继续煮沸温度，该恒温器与一个用于加热机构的控制元件连接。这样，保证了加热至最低温度。

恒温器可以是根据继续煮沸温度而转换的恒温器，它也是煮沸机构的组成部分。最好采用另一个恒温器。

按照变型方案ii)，继续煮沸机构可以包括一个例如设置在出水管路中的连续加热器件，它保证了最低温度。这样，不会拖延太久就能取到水，因为连续加热器件只需加热当时取用的水量。

可以采用控制逻辑电路，用于掌握代表取用水量的测量信号并且据此发出一个控制信号，用于在最低加热能量消耗的情况下调节连续加热器件的加热功率。或者，连续加热器件可以按照“启/闭”方式总是依据其(最高)加热功率被接通或关断。

可以设置带有可控进水阀的进水计量机构，它根据取用水量将来自自来水网的进水补入储水容器。因此，在储水容器中随时有最高水量可用。

此外，可以设有锁止机构，只有当新鲜进水被加热到煮沸温度达煮沸时间就是说被杀菌时，锁止机构才允许在一次取用水之后在此取用水。

在进水管路中设有一个接在组合过滤器后的换热器，用于预先加热进水，热水通过环形管路从储水容器中被供给它。除了预先加热进水外，一般本来就不会按继续煮沸温度取用的水同时变冷。这样一来，可以节能。

组合过滤器可以设置在自来水管网的进水管路中。它最好能简单更换。这提高了备用性，从而任何时候都做好换上能发挥功能的过滤器的准备。它可以包括一个具有一个或多个过滤功能的滤筒，用于过滤例如重金属、钙、磷和氯。

该装置可以被整合在一个结构紧凑的装置单元中。这样，使用者容易操作、输送和安装该装置。

该装置在未安装状态下可以是可携带的和/或可取下地安装在安装地点。它也可以配备有当地惯用的接头件，以便能简单连接至自来水管网，例如通过连接软管。该装置也可以吊挂安装在墙壁或屋顶上或者安放在地面上。这样，该装置能以多种方式被使用者使用。

根据本发明的从进水中制备无菌水的方法包括以下步骤：a)借助组合过滤器过滤进水；b)在储水容器中将进水加热到煮沸温度；c)在煮沸温度蒸煮被加热的水至少一段预定的蒸煮时间；d)在继续煮沸温度继续煮沸按照步骤c)被煮沸的水，直到取用水。这样，在取用之前无需重新消毒一次性加热的水。

代替步骤d)的继续煮沸，可以引导从储水容器中取出的水经过出水管路中的连续加热件，由此将其加热到继续煮沸温度。当从煮开至出水有相当长的时间，则由此可以节省许多用于继续煮沸的能量。

此方法可以在步骤c)和d)中包括阻塞出水管路的步骤，确切说，达这样长的时间，即直到针对储水容器内的水达到规定煮沸时间。

此方法可以在步骤c)和d)中也包括阻塞进水输入的步骤，即达这样长的时间，直到从储水容器中完全取出充满的煮沸水。借此，防止了煮沸水与未煮沸水的混合及从装置中不小心取出未煮沸的水。

此外，此方法可以在步骤c)和d)中包括，当例如尚未达到规定的煮沸时间或者当无法保证取出具有继续煮沸温度的水时，水尚未被可靠地杀菌到期望程度，则发生警示。

以下，将结合附图来举例详细说明本发明的原理。唯一的附图示出了无菌水处理装置。

本发明的装置2包括用于连接在自来水管网上的进水接头4、进水管6、设置在进水管6内的可调式进水截止阀8和煮沸机构10。煮沸机构包括：作为储水容器12的煮沸容器，包括容器18、用于遮盖煮沸容器12的可取掉的盖子14、用于给煮沸容器12通风或从煮沸容器中排出水蒸汽的通风机构16、加入容器底18中的且用于在煮沸容器12中加热水的加热器20、用于加热器20的可调式供电装置22、将供电装置22与加热器20连接起来的双路功率电路24、测温探头30、水位测量探头28、控制单元54、在测温探头30和控制单元54之间的且用于传递温度测量信号的信号线31、在水位测量探头28和控制单元54之间的且用于传递水位信号的信号线29、在供电装置22和控制单元54之间的且用于控制供电装置22以便调整加热功率的控制线路38。

进水管6连接进水接头4和煮沸容器12，从而进水可以通过进水管6和进水截止阀8进入煮沸容器12。通风机构16在煮沸容器12内部和环境大气压之间产生压力平衡。加热器20是被加入容器底18中的可调式电阻加热器，它通过功率电路24由供电装置22供电。

装置2还包括出水管路50，用于从煮沸容器12中取出煮沸的水并且将经过继续煮沸的水送往出水口52，还包括设置在出水管路50中的可控出水阀42、设置在出水管路中的且包括连续加热件32的作为继续煮沸机构的连续加热器34、用于连续加热器34的另一个可控供电装置40、和在连续加热器34和供电装置40之间的功率电路36。

出水阀42可以人工操作和读取，即它在工作中根据出水阀42的开启度产生可被解读为出水流量的信号。此外，装置2包括出水量测量探头46，它测量在工作中取出的水流量或水量，该装置还包括信号线48，它连接该出水量测量探头46和控制单元54，用于将用于水流量或者说出水量的测量信号传递给控制单元54。

装置2还包括外壳58，外壳中装有上述零部件4-54，用于形成一个一体紧凑的、可让使用者简单操作且便于运送的装置2。在外壳58的后壁上固定有多个挂钩56，借此可以可取下地将装置2悬挂在安装地点，例如墙壁上。外壳58还在其正面具有控制面板，该控制面板至少包括开/闭开关、用于输入操作参数蒸煮时间、不同操作方式的输入机构、和第一光学报警显示器，其显示在煮沸容器12新填充之后进水尚未经过煮沸时间被加热到煮沸温度，或者说进水还处于煮沸时间内的加热阶段。

中央控制单元54包括一个或多个控制逻辑电路，用于控制加热器20的加热功率、连续加热件32的加热功率，用于控制出水阀42和用于与该装置2的工作状态相关地控制该控制面板中的光学显示器。

工作中，控制单元54从测温探头30中接收煮沸容器12中的水温测量信号，从水位测量探头28中接收水位状态。依据这些信号，控制单元54发出用于加热器20的供电装置22的控制信号，该供电装置在加热器20中造成对应于该信号的加热功率或者对应的加热电流。

此外，控制单元54从可控的出水阀42中接收测量信号，该测量信号表示出水阀42的开启度，例如“开”或“关”，并且对出水阀42发出控制信号，该控制信号造成出水阀42的开/关。控制单元54随后向供电装置40发出控制信号，该供电装置给连续加热器34输送对应于控制信号的加热功率或者对应的加热电流，用于加热和进而继续煮沸从煮沸容器12中取出的水至继续煮沸温度。

在一个就出水量的测量或调整而言有所改变实施方式中，控制单元54接收来自出水量测量探头46的测量信号。该控制单元包括控制电路或调整电路，用于调整出水阀42的开启度和/或用于调整要供给连续加热件32的加热功率。加热功率如此测定，从煮沸容器12中取出的且流过出水管路50和连续加热件32的水要被加热到继续煮沸温度。如果出水流量较大或较小，则调整电路增大或减小连续加热件32的加热功率。

控制单元通过对所测的出水流量和出水时间进行积分来确定出水量。在利用自动补水装置的工作方式范围内，控制单元54可以代替人工操作的进水截止阀8地通过加水控制逻辑电路(未示出)来控制一个可控进水阀，例如做法是，进水阀在一段由加水控制电路决定的进水时间内是打开的，从而对应于出水量的进水量可以从水管中被新鲜加入煮沸容器12中。

附图标记一览表

2-无菌水的处理装置；4-进水接头；6-进水管路；8-进水截止阀；10-煮沸机构；12-煮沸容器；14-盖子；16-通风机构；18-容器底；20-用于加热煮沸容器的加热器；22-可调式供电装置；24-用于容器加热器的功率电路；26-用于容器加热器的控制电路；28-水位测量探头；29-用于水位信号的信号线；30-测温探头；31-用于温度信号的信号线；32-连续加热件；34-连续加热器；36-用于连续加热其的功率电路；38-用于连续加热其的控制电路；40-供电装置；42-出水阀；44-出水阀控制电路；46-出水量测量探头；48-信号线；50-出水管路；52-出水口；54-控制单元；56-悬挂机构；58-外壳。

Claims (12)

1.一种用于在出水口(52)提供无菌水的装置(2)，包括用于进水的组合过滤器和可用过滤后的进水加以填充的储水容器(12)，该储水容器具有可调的加热机构(20)，用于以煮沸温度加热和煮沸水，其特征是，设有继续煮沸机构(32)，用于直接在取水之前将水加热到继续煮沸温度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，继续煮沸温度足够高和/或继续煮沸时间足够长，从而取出的水被杀菌到期望的程度。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是，继续煮沸温度大致对应于煮沸温度。

4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征是，煮沸温度最高为98摄氏度，最低为92摄氏度，最好为94至96摄氏度。

5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征是，继续煮沸机构从以下变型方案中选择：

i)控制机构，用于保证在经过煮沸时间后直到取用水之前在储水容器(12)中的水温处于继续煮沸温度；

ii)连续加热机构(34)，具有连续加热件(32)用于将经过煮沸时间后的水加热至继续煮沸温度，或者，

iii)出水锁止控制机构，包括光学显示器，其造成水只有在经过至少煮沸时间后才能从储水容器(12)中被取出，并且如果水在经过煮沸时间后在储水容器(12)中被冷却至低于继续煮沸温度的温度，则在取出之前将要取出的水一直加热到继续煮沸温度。

6.根据权利要求1至5之一所述的装置，其特征是，该装置被整合在一个紧凑的装置单元中。

7.根据权利要求1至6之一所述的装置(2)，其特征是，该装置被设计成在未安装状态下是可携带的和/或可取下地被安装在安装地点。

8.一种由进水准备无菌水的方法，包括以下步骤：

a)借助组合过滤器过滤进水；

b)在储水容器(12)中将进水加热至煮沸温度；

c)在煮沸温度将被加热的水蒸煮至少一段预定的煮沸时间；

d)在继续煮沸温度继续煮沸按照步骤c)被煮沸的水，直到取用水。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，代替按照步骤d)的继续煮沸，通过连续加热件(32)将从储水容器(12)中取出的水带到继续煮沸温度。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征是，包括在步骤c)和d)中阻塞出水管路(50)，直到已经达到为储水容器(12)中的水预先规定的煮沸时间。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征是，包括在步骤c)和d)中一直阻塞进水的输入，直到从储水容器(12)中完全取出填满的煮沸水。

12.根据权利要求8或9所述的方法，其特征是，包括在步骤c)和d)中产生警示，即只要尚未达到用于储水容器中的水的规定煮沸时间或者只要还无法保证在继续煮沸温度取用水，水就尚未被可靠杀菌到期望程度。

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