CN102344176B - 蒸馏式饮水装置及其节能加热单元 - Google Patents

Abstract

一种蒸馏式饮水装置，包含一供液单元、一热交换管、一热水胆、一蒸汽管路、一冷凝单元、一集液容器、一节能加热单元及一出水阀，该热交换管的二端分别与该供液单元及热水胆相连通；该蒸汽管路的二端则分别与该热水胆及冷凝单元相连通，且部分的该蒸汽管路容置于该热交换管内；该节能加热单元设置于另一部分的该蒸汽管路外，且位于该热交换管及冷凝单元之间；该出水阀依序通过该节能加热单元及集液容器与该冷凝单元相连通。借助该蒸汽管路分别预先提高该热交换管及节能加热单元内的液体的温度，有效减少加热液体时所需耗费的能源。

Description

蒸馏式饮水装置及其节能加热单元

技术领域

本发明关于一种蒸馏式饮水装置及其节能加热单元，特别是关于一种能够有效节约能源的蒸馏式饮水装置及其节能加热单元。

背景技术

一般而言，饮水装置主要可分为蒸馏式及煮沸式二大类；其中蒸馏式主要将一液体加热升温至一预定温度后，通过液体中各种混合物具有不同沸点的特性，使该液体中沸点低于该预定温度的物质先行蒸发，并将其导引收集于一容器中，而该液体中沸点高于该预定温度的物质则会残留在原来的加热容器中，借此将不同沸点的物质加以分离，以达到纯化液体的目的。

现有蒸馏式饮水装置主要包含一加热容器、一冷凝管及一集水容器，该加热容器具有一筒槽本体及一加热单元，该筒槽本体内部具有一容置空间，该容置空间可供储存一液体；该加热单元设置于该容置空间内，用以加热该容置空间内的液体；该冷凝管的一端通过一第一管路与该容置空间相连通，另一端则通过一第二管路与该集水容器的一储液空间相连通。

当该现有蒸馏式饮水装置对该液体进行蒸馏时，利用该加热单元加热该容置空间内的液体至一沸腾温度，且该沸腾温度较佳略高于水的沸点100℃，使得该液体内的水分得以汽化成水蒸汽，并通过该第一管路进入该冷凝管内；当水蒸汽与该冷凝管相接触时，借助该冷凝管的温度相对低于水蒸汽的温度，使得二者在进行热交换的过程中水蒸汽会逐渐凝结成液态水分子，并沿着该第二管路流至该集水容器的储液空间内，借此达到撷取蒸馏饮用水的目的。又，当欲饮用温热的蒸馏饮用水时，则可借助一致热单元加热该蒸馏饮用水至一适当温度后，再输出以供饮用。

然而，该现有蒸馏式饮水装置主要直接利用该致热单元对该蒸馏饮用水进行加热，由于该蒸馏饮用水的温度通常接近常温，在该常温的蒸馏饮用水与该适当温度之间的温差较大的情形下，将导致加热过程中该致热单元所耗费的能源甚巨，因而无法有效节约能源。

基于上述原因，其确实有必要进一步改良上述现有蒸馏式饮水装置。

发明内容

本发明提供一种蒸馏式饮水装置及其节能加热单元，其借助蒸馏过程中预热生水后所残留的热能来预热蒸馏液体，以达到节约能源的目的。

本发明提供一种蒸馏式饮水装置及其节能加热单元，其借助蒸馏过程中所产生的热能来预热生水，以更进一步达到节约能源的目的。

为达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段及借助该技术手段所能达到的功效包含有：

一种蒸馏式饮水装置，包含：一供液单元，具有一供水口；一热交换管，具有一入液端、一出液端及一热交换空间，该入液端与该供水口相连通，且该入液端及出液端皆与该热交换空间相连通；一热水胆，具有一本体及一加热单元，该本体设有一加热空间，该加热空间通过管路与该热交换管的出液端相连通，该加热单元设置于该本体；一蒸汽管路，具有相对的一第一端及一第二端，该第一端与该加热空间相连通，且部分的该蒸汽管路容置于该热交换空间内；一冷凝单元，具有一冷凝管，该冷凝管的一端与该蒸汽管路的第二端相连通；一集液容器，具有一储液空间，该储液空间与该冷凝管的另一端相连通；一节能加热单元，具有一节能热交换管及一致热元件，该节能热交换管包覆于另一部分的蒸汽管路外，该节能热交换管具有一入水端、一出水端及一节能热交换空间，该入水端与该储液空间相连通，且该入水端及出水端皆与该节能热交换空间相连通，该致热元件设置于该节能热交换管；及一出水阀，通过管路与该节能热交换管的出水端相连通。

一种节能加热单元，包含：一节能热交换管，具有一入水端、一出水端及一节能热交换空间，该入水端及出水端为该节能热交换管的相对二端，且该入水端及出水端皆与该节能热交换空间相连通；一蒸汽管路，穿设于该节能热交换空间内；及一致热元件，设置于该节能热交换管。

本发明借助将该热交换管及节能加热管分别包覆于该蒸汽管路的不同部位，以便利用该蒸汽管路内温度较高的水蒸汽分别与该热交换空间及节能热交换空间内温度较低的液体进行热交换，借此提高该液体的温度，进而相对减少该液体与沸腾温度或饮用温度之间的温差，有效达到节约能源的功效。

附图说明

图1：本发明较佳实施例的蒸馏式饮水装置的组合剖视示意图。

图2：本发明较佳实施例的热交换管的局部剖视示意图。

图3：本发明较佳实施例的水位控制单元的组合剖视示意图。

图4：本发明较佳实施例的节能加热单元的局部剖视示意图。

图5：本发明较佳实施例的蒸馏式饮水装置的使用情形示意图。

【主要元件符号说明】

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图1所示，本发明较佳实施例的蒸馏式饮水装置及其节能加热单元包含一壳体1、一热交换管2、一水位控制单元3、一热水胆4、一蒸汽管路5、一冷凝单元6、一集液容器7、一节能加热单元8及一出水阀9；该热交换管2、水位控制单元3、热水胆4、蒸汽管路5、冷凝单元6、集液容器7及节能加热单元8皆设置于该壳体1内，并依序通过管路相互连通；该出水阀9设置于该壳体1外，并通过管路与该节能加热单元8相连通。

该壳体1内具有一容置空间11，该容置空间11主要用以容置及定位该热交换管2、水位控制单元3、热水胆4、蒸汽管路5、冷凝单元6、集液容器7及节能加热单元8。该壳体1设有一供液单元12，且该供液单元12较佳选择为生水胆；更详言之，该供液单元12内具有一容液空间121及一供水口122，该容液空间121可供储存一欲蒸馏的液体（以下简称液体）；其中，该液体可选择借助打开该供液单元12的一盖板123加入该容液空间121内，或者选择通过一供水管路T直接加入该容液空间121内。该供水口122与该容液空间121相连通，且该供水口122较佳选择设置于该供液单元2的底部，以便该液体能够顺利通过该供水口122流出该容液空间121。

请参照图1及2所示，该热交换管2具有一入液端21、一出液端22及一热交换空间23，该入液端21及出液端22分别为该热交换管2的相对二端，且该入液端21及出液端22皆与热交换空间23相连通；其中，该入液端21通过管路与该供液单元12的供水口122相连通，而该出液端22则通过另一管路与该水位控制单元3相连通，借此使该容液空间121内的液体得以通过该入液端21流至该热交换空间23后，再通过该出液端22流至该水位控制单元3内。

请参照图1及3所示，该水位控制单元3设置于该热交换管2及热水胆4之间，该水位控制单元3具有一槽体31及一止挡件32，该槽体31内设有一容室311，该容室311可供储存该液体。该槽体31设有一进水口312、一出水口313及一第一限位部314，该进水口312及出水口313皆与该容室311相连通，且该进水口312较佳选择设置于该槽体31的顶部，并通过管路与该热交换管2的出液端22相连通；而该出水口313较佳则选择设置于该槽体31的底部，并通过另一管路与该热水胆4相连通，以便借助连通器原理使该水位控制单元3与该热水胆4能够具有相同的液位高度；该第一限位部314设置于该槽体31的内壁面的适当位置。

该止挡件32设置于该容室311内，且该止挡件32的密度小于该液体的密度，以便该止挡件32能够随着该容室311内的液体的液位高度升降作动。更详言之，该止挡件32设有一塞部321及一第二限位部322，该塞部321对位于该槽体31的进水口312，用以随着该止挡件32的升降作动封闭或开启该进水口312；当该热水胆4内的液位高度逐渐上升到达上限时，迫使该止挡件32随着该容室311内的液位高度上升作动，使该塞部321得以对位封闭该进水口312，借此阻断该容室311与该热交换空间23之间的连通状态，以防止该热交换空间23内的液体持续通过该水位控制单元3注入该热水胆4内，进而可避免该热水胆4内的液体过量而溢出。该第二限位部322设置于该止挡件32的外壁面，并对位于该第一限位部314，该第二限位部322能够随着该止挡件32的升降作动脱离或结合该第一限位部314；当该第二限位部322与该第一限位部314相结合时，该止挡件32的底部与该出水口313之间具有适当的间隙，借此防止该止挡件32的底部封闭该出水口313。又，连通于该出水口313及热水胆4的管路较佳可选择设有一逆止阀V，该逆止阀V用以避免进入该热水胆4内的液体回流至该槽体31的容室311内。

其中，本实施例的第一限位部314及第二限位部322选择分别为该槽体31及止挡件32的一肩部，惟本发明的实施并不以此为限，该第一限位部314及第二限位部322亦可选择为其他种类的限位构造。

请再参照图1所示，该热水胆4具有一本体41及一加热单元42，该本体41内设有一加热空间411，该加热空间411通过管路与该容室311相连通，用以储存自该水位控制单元3输入的液体。该加热单元42设置于该本体41，且较佳容置于该加热空间411内，以便直接加热该加热空间411内的液体。其中，该加热单元42较佳可选择为电热管或致热芯片等加热装置。

请再参照图1及2所示，该蒸汽管路5的相对二端分别为一第一端51及一第二端52，该第一端51穿过该本体41与该加热空间411相连通，该第二端52则穿过该热交换管2与该冷凝单元6相连通；更详言之，部分的该蒸汽管路5位于该热交换空间23内（以下容置于该热交换空间23内的该部分的蒸汽管路5简称第一预热部），且该第一预热部自该热交换管2的出液端22朝该入液端21方向形成向下倾斜。此外，本实施例的蒸汽管路5较佳另设有一缩径部53及一排气孔54，该缩径部53设置于该蒸汽管路5的内壁面，且邻近该热交换管2的出液端22；该排气孔54则贯穿该蒸汽管路5，且位于该缩径部53的一侧，当该蒸汽管路5内的水蒸汽自该第一端51流向该第二端52时，依序通过该缩径部53及排气孔54。借此，水蒸汽通过该缩径部53时会由于流通路径的缩小而增压，并在通过该缩径部53的后增加流速，使混在水蒸汽中的氯气得以通过该排气孔54泄出，以便去除氯气达到净化水蒸汽的目的。

请再参照图1所示，该冷凝单元6由一冷凝管61及数个散热鳍片62所共同构成，该冷凝管61的一端与该蒸汽管路5的第二端52相连通，该冷凝管61的另一端则与该集液容器7相连通；其中，该冷凝管61较佳选择以迂回方式设置于该壳体1的容置空间11内，亦即该冷凝管61连通于该蒸汽管路5的一端朝向另一端形成向下倾斜。该数个散热鳍片62等间距排列设置于该冷凝管61的外周面，用以增加该冷凝管61的整体散热面积。此外，该冷凝单元6较佳另设有一风扇63，该风扇63设置于该冷凝管61的一侧，用以朝向该冷凝管61持续送风，以便降低该冷凝管61的温度。

该集液容器7设有一入液口71、一出液口72及一储液空间73，该入液口71及出液口72皆与该储液空间73相连通，且该入液口71及出液口72较佳选择分别设置于该集液容器7的顶部及底部；其中，该入液口71通过管路与该冷凝管61的一端相连通，该出液口72则借助另一管路与该节能加热单元8相连通；该储液空间73可供储存来自该冷凝单元6的蒸馏液体。此外，本实施例的集液容器7较佳另设有一杀菌单元74及一过滤单元75，该杀菌单元74设置于该储液空间73内，且该杀菌单元74较佳选择为一紫外线灯管，以便对该储液空间73内的蒸馏液体进行杀菌动作；该过滤单元75较佳选择设置于入液口71，用以初步过滤通过该入液口71进入该储液空间73内的蒸馏液体。

请参照图1及4所示，该节能加热单元8设置于另一部分的该蒸汽管路5外，且较佳位于该热交换管2及冷凝单元6之间；更详言之，该节能加热单元8具有一节能热交换管81、一致热元件82及一温控元件83，该节能热交换管81设有一入水端811、一出水端812及一节能热交换空间813，该入水端811及出水端812分别为该节能热交换管81的相对二端，且该入水端811及出水端812皆与节能热交换空间813相连通；该入水端811通过管路与该集液容器7的出液口72相连通，而该出水端812则通过另一管路与该出水阀9相连通，借此使该储液空间73内的蒸馏液体得以通过该入水端811流至该节能热交换空间813后，再通过该出水端812流至该出水阀9。其中，该另一部分的蒸汽管路5位于该节能热交换空间813内（以下容置于该节能热交换空间813内的该另一部分的蒸汽管路5简称第二预热部），且该第二预热部介于该第一预热部与该蒸汽管路5的第二端52之间。

该致热元件82较佳选择容置于该节能热交换空间813内，以便直接加热该节能热交换空间813内的蒸馏液体。该温控元件83电连接该致热元件82，用以即时监测该节能热交换空间813内的蒸馏液体的温度，并可控制该致热元件82工作产生热量。再者，连通于该出液口72及入水端811的管路上较佳可选择设有一泵P，该泵P电连接该出水阀9。

请参照图5所示，本发明较佳实施例于实际使用时，该供液单元12内的液体预先依序通过该供水口122及入液端21进入该热交换空间23内后，再通过该出液端22离开该热交换空间23，并通过管路通过该水位控制单元3后进入该热水胆4的加热空间411内；接着，该加热单元42加热该加热空间411内的液体至一沸腾温度，使该液体内的水分得以汽化成为水蒸汽后，通过该蒸汽管路5的第一端51进入该蒸汽管路5内，并朝向该蒸汽管路5的第二端52方向流动。当水蒸汽通过该蒸汽管路5的第一预热部时，即可通过该第一预热部的管壁与该热交换空间23内的液体进行热交换，借此即可预先提升该热交换空间23内的液体的温度；同时，该第一预热部内的部分水蒸汽被降温凝结成为液态水，使该蒸汽管路5的第一预热部内同时混有水蒸汽及液态水。

又，由于该蒸汽管路5的第一预热部自该热交换管2的出液端22朝该入液端21方向形成向下倾斜，故该第一预热部内的水蒸汽及液态水即可沿着该倾斜方向依序流经该第二预热部与该蒸汽管路5的第二端52后，顺利被导入该冷凝管61内；随后，水蒸汽及液态水亦沿着该冷凝管61的倾斜方向逐渐朝该集液容器7的入液口71方向流动，且在该冷凝管61内的水蒸汽及液态水不断的与该冷凝管61进行热交换，以便该冷凝管61内的水蒸汽能够完全降温凝结成为液态水；最后，液态水依序通过该过滤单元75及入液口71被导入该集液容器7的储液空间73内，以完成蒸馏液体的制作。

若欲撷取该集液空间73内的蒸馏液体时，使用者可通过该出水阀9发出一控制信号驱动该泵P作动，以将该集液空间73内的蒸馏液体通过管路传送至该出水阀9输出以供饮用。又，若欲饮用温热的蒸馏液体时，当该蒸馏液体依序通过该出液口72及入水端811进入该节能热交换空间813内后，由于该蒸汽管路5的第一预热部内同时混有水蒸汽及液态水，且该水蒸汽及液态水的温度相对高于该蒸馏液体的温度，故水蒸汽及液态水在顺势流至该第二预热部时，仍可通过该第二预热部的管壁与该节能热交换空间813内的蒸馏液体进行热交换，借此即可预先提升该节能热交换空间813内的蒸馏液体的温度；同时，若该温控元件83监测该节能热交换空间813内的蒸馏液体的温度已到达适合饮用的温度时，则选择不驱动该致热元件82作动；反之，若该温控元件83监测该节能热交换空间813内的蒸馏液体尚未到达适合饮用的温度时，则发出一加热信号驱动该致热元件82作动产生热量，以加热该节能热交换空间813内的蒸馏液体。

本发明的节能加热单元，借助该集液容器7内的蒸馏液体在流至该出水阀9之前，预先流经通过该节能加热单元8，以便该蒸汽管路5的第二预热部内相对高温的水蒸汽及液态水能够与该节能热交换空间813内相对低温的蒸馏液体进行热交换，进而可有效提升该蒸馏液体的温度，以相对减少该蒸馏液体与适合饮用的温度之间的温差，如此，该致热元件82仅需耗费少量的能源，甚至，该致热元件82完全不需耗费任何能源，即可使该蒸馏液体到达适合饮用的温度，使得本发明具有达到节约能源的功效。

本发明的蒸馏式饮水装置，借助该供液单元12内的液体在流至该热水胆4的加热空间411之前，预先流经通过该热交换管2，以便该蒸汽管路5的第一预热部内相对高温的水蒸汽能够与该热交换空间23内相对低温的液体进行热交换，进而可预先提升该液体的温度，以相对减少进入该加热空间411内的液体与该沸腾温度之间的误差，如此，该加热单元42仅需耗费少量的能量，即可使该液体内的水分汽化成为水蒸汽，有效节省该加热单元42所需耗费的能源，使得本发明具有更进一步达到节约能源的功效。

Claims (12)

1.一种蒸馏式饮水装置，其特征在于包含：

一个供液单元，具有一个供水口；

一个热交换管，具有一个入液端、一个出液端及一个热交换空间，该入液端与该供水口相连通，且该入液端及出液端皆与该热交换空间相连通；

一个热水胆，具有一个本体及一个加热单元，该本体设有一个加热空间，该加热空间通过管路与该热交换管的出液端相连通，该加热单元设置于该本体；

一个蒸汽管路，具有相对的一个第一端及一个第二端，该第一端与该加热空间相连通，且该蒸汽管路的一部分容置于该热交换空间内；

一个冷凝单元，具有一个冷凝管，该冷凝管的一端与该蒸汽管路的第二端相连通；

一个集液容器，具有一个储液空间，该储液空间与该冷凝管的另一端相连通；

一个节能加热单元，具有一个节能热交换管及一个致热元件，该节能热交换管包覆于该蒸汽管路的另一部分之外，该节能热交换管具有一个入水端、一个出水端及一个节能热交换空间，该入水端与该储液空间相连通，且该入水端及出水端皆与该节能热交换空间相连通，该致热元件设置于该节能热交换管；及

一个出水阀，通过管路与该节能热交换管的出水端相连通;

其中，该热交换管及热水胆之间设有一个水位控制单元，该水位控制单元通过不同管路分别连通于该热交换管的出液端与该热水胆的加热空间；且该水位控制单元具有一个槽体及一个止挡件，该槽体设有一个容室，该止挡件设置于该容室内，且该止挡件的密度小于容置于该容室内的液体的密度。

2.如权利要求1所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该节能加热单元另设有一个温控元件，该温控元件电连接该致热元件。

3.如权利要求2所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该节能热交换单元位于该热交换管及冷凝单元之间。

4.如权利要求1所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该槽体设有一个进水口及一个出水口，该进水口及出水口皆与该容室相连通，且该进水口与该热交换管的出液端相连通，而该出水口则与该热水胆的加热空间相连通。

5.如权利要求4所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该止挡件设有一个塞部，该塞部对位于该进水口，且该塞部能够随着该止挡件于该容室内升降作动封闭或开启该进水口。

6.如权利要求1所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该槽体的内壁面设有一个第一限位部，该止挡件的外壁面设有一个第二限位部，该第二限位部能够随着该止挡件于该容室内升降作动脱离或结合该第一限位部。

7.如权利要求1所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，另包含一个逆止阀，该逆止阀设置于连通该水位控制单元及热水胆之间的管路。

8.如权利要求1、2或3所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该冷凝单元另设有数个散热鳍片，该数个散热鳍片等间距排列设置于该冷凝管的外周面。

9.如权利要求1、2或3所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该冷凝单元另设有一个风扇，该风扇设置于该冷凝管的一侧，且朝向该冷凝管送风。

10.如权利要求1、2或3所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该集液容器另设有一个杀菌单元及一个过滤单元，该杀菌单元设置于该储液空间内，该过滤单元设置于连通该冷凝管与该集液容器之间的管路。

11.如权利要求1、2或3所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，另包含一个泵，该泵设置于连通该出水阀与该节能热交换空间的出水端之间的管路。

12.如权利要求1、2或3所述的蒸馏式饮水装置，其特征在于，该蒸汽管路设有一个缩径部及一个排气孔，该缩径部设置于该蒸汽管路的内壁面，且邻近该热交换管的出液端，该排气孔贯穿该蒸汽管路，且位于该缩径部的一侧。

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