CN102961047B - 一种微压多温节能防垢饮水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微压多温节能防垢饮水机，壳体的内腔从上至下依次设有高温水区、中温水区和低温水区；壳体上的高温水出口连通高温水区，进水口连通低温水区；上加热器的发热元件伸入高温水区的底部或者在高温水区的中心部；下加热器的发热元件伸入中温水区的底部；换热管设置在低温水区，并且换热管的一端连通壳体的低温水出口，另一端通过引流管连通到中温水区的顶部；导流管设置在换热管的下方，其一端连通壳体的进水口，另一端连通低温水区；高温温控器和中温温控器分别固定在高温水区和中温水区的壳体上；安全阀的进口连通到低温水区、出口放空。本发明既节能，又能保证出水的微生物指标符合要求。

Description

一种微压多温节能防垢饮水机

技术领域

本发明涉及一种微压多温节能防垢饮水机。

背景技术

饮水机的基本功能是将饮用水加热和/或制冷使之达到适当温度再通过管路流出，方便取水饮用。市面上有大量的饮水机加热方案，通常都是将水加热到90℃以上，用户直接取用90℃以上的高温水，这种饮水机适合一般家庭和办公场所使用。

但是对于一些特殊使用场合，例如学校，尤其是小学，上述饮水机就不太适合。原因是孩子们对防止高温水烫伤的经验不足，一不小心就会烫伤。所以用于中、小学校的饮水机（也称为饮水台）,一般要求提供出水温度不高于45℃的温开水，同时又要保证出水的微生物指标符合要求。通常的做法是先将水加热到90℃以上，再冷却到低温。即所有的出水都是经过高温消毒过的，所以微生物指标可以保证，只是这样的方案，热量浪费很大。此外，对于水质较硬的饮用水，加热时往往会在热罐内产生水垢。水垢一旦产生，轻者影响加热效率，重者导致加热器损坏，造成饮水机不能使用。还有，对于加热器和水源都在下部，而出水口在上部的饮水机，加热过程中产生的热膨胀水往往直接作为废水排放，膨胀水中储存的热能也随之一起浪费了。

简而言之，现有技术的饮水机存在热能浪费大，没有防水垢措施等不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既节能，又能保证出水的微生物指标符合要求的微压多温节能防垢饮水机。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：一种微压多温节能防垢饮水机，包括壳体、上加热器、下加热器、换热管、引流管、导流管、高温温控器、中温温控器和安全阀；所述壳体的内腔从上至下依次设有高温水区、中温水区和低温水区；所述壳体上设有高温水出口、低温水出口和进水口，高温水出口连通高温水区，进水口连通低温水区；所述上加热器固定在壳体的中上部或顶部，其发热元件伸入高温水区的底部或者在高温水区的中心部；所述下加热器固定在壳体的中下部，其发热元件伸入中温水区的底部；所述换热管设置在低温水区，并且换热管的一端连通壳体的低温水出口，另一端通过引流管连通到中温水区的顶部；所述导流管设置在换热管的下方，其一端连通壳体的进水口，另一端连通低温水区；所述高温温控器固定在高温水区的壳体上；所述中温温控器固定在中温水区的壳体上；所述安全阀的进口连通到低温水区，优选连通到低温水区的较低位置且进口朝下、出口放空。

所述高温温控器将高温水区的温度控制在不小于90℃；所述中温温控器将中温水区的温度控制在不小于65℃。所述安全阀的起跳压力不大于0.03MPa。

所述上加热器固定在壳体的侧部；所述高温水区位于上加热器的上方，中温水区位于上加热器与下加热器之间。

一种微压多温节能防垢饮水机，还包括固定在壳体的内腔顶部的圆筒；所述上加热器固定在壳体的顶部，并且上加热器的发热元件设置在圆筒内；所述圆筒的上端设有连通口，圆筒的下端向下延伸到不高于上加热器发热元件的最低高度；所述圆筒内为高温水区；所述圆筒外至壳体内壁之间，以及圆筒下至下加热器之间为中温水区。

所述壳体的高温水出口和低温水出口分别连通饮水机的高温水出水口和低温水出水口。

所述壳体上还设有连通中温水区的顶部的中温水出口；所述壳体的高温水出口、低温水出口和中温水出口分别连通饮水机的高温水出水口、低温水出水口和中温水出水口。

一种微压多温节能防垢饮水机，还包括出水调温装置；所述出水调温装置设有调温水出口、低温水进口和高温水进口；所述壳体的高温水出口通过管路连通出水调温装置的高温水进口；所述壳体的低温水出口通过管路连通出水调温装置的低温水进口；所述出水调温装置的调温水出口连通饮水机的调温水出水口；所述壳体的高温水出口连通饮水机的高温水出水口。

一种微压多温节能防垢饮水机，还包括出水调温装置；所述出水调温装置设有调温水出口、低温水进口和高温水进口；所述壳体上还设有连通中温水区的顶部的中温水出口；所述壳体的中温水出口的外部通过管路连通出水调温装置的高温水进口；所述壳体的高温水出口连通饮水机的高温水出水口；所述壳体的低温水出口通过管路连通出水调温装置的低温水进口；所述出水调温装置的调温水出口连通饮水机的调温水出水口。

一种微压多温节能防垢饮水机，还包排污阀；所述排污阀的进口连通到低温水区的最低处，排污阀的出口放空。

所述壳体的外部设有保温层。

所述保温层包括设置在高温水区外部的厚保温层和设置在中温水区外部的中等厚度保温层，或者包括设置在高温水区外部的厚保温层、设置在中温水区外部的中等厚度保温层和设置在低温水区外部的薄保温层。

所述换热管呈盘香状；所述引流管的下部连通位于换热管中部进口；所述壳体的低温水出口与位于换热管外缘的出口管连通；所述导流管的设置方位能使流入壳体的进水流向与从换热管内流出壳体的低温水的流向相反。

一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：还包括排放管；所述安全阀的进水口通过排放管连通到低温水区，排放管的进水口朝下。

所述中温温控器设有两个，其中一个设置在中温水区下部且略高于下加热器高度位置的壳体上，另一个设置在中温水区顶部的壳体上。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：（1）本发明的高温温控器将高温水区的温度控制在不小于90℃，中温温控器将中温水区的温度控制在不小于65℃，因此本发明的全部出水都经过至少65℃的高温消毒，所以出水微生物指标有保障。

（2）本发明的安全阀的起跳压力不大于0.03MPa，因此壳体内压力总是不高于0.03Mpa，这种结构使得即使壳体破裂，威力也很小，而且饮水机通常还会设置外壳，进一步提高了安全性；另外，制造能承受这么低压力的壳体，生产和技术上都很容易实现，所以安全有保障。

（3）本发明的壳体内流出的低温水来自中温水区，并经过换热管热交换，将水中的热能回收用于预热流入壳体的进水，蕴藏在中温水中的热能不浪费，节能效果好。

（4）本发明的中温水区的温度以达到有效杀菌的温度为限，相对于高温水区温度来说并不太高，对应中温水区的壳体的温度也相应较低，即中温水区壳体的温度与环境温度之间的温差较小，该温差越小则散失到环境的热能也越少，又由于对应中温水区的壳体面积较大，所以节能效果显著；同时这也是中温水区的壳体外侧的保温层可以薄一些的原因，所以节约了生产成本。

（5）本发明的安全阀和排污阀流出的水是低温水区的水，即热量不会从安全阀的排放和排污阀的排放中流失，进一步提升了节能效果。

（6）本发明的上加热器、下加热器和换热管附近的水，在升温过程中其中的结垢物质会析出固体，这些微小固体比水重，将向着低温水区（即向下）沉淀，当其到达低温水区后，因这些结垢物质在低温水中的溶解度较大，于是又部分地重新溶解到水中，使得低温水中的结垢物质浓度升高，安全阀排放时或排污阀排放时就将这些结垢物质浓度较高的水排出壳体，这样，就起到了延缓结垢的作用。

（7）本发明能提供两种以上出水温度的饮用水，方便选择饮用。

（8）本发明的排放管的进水口朝下，在安全阀自动开启时，低温水区可能存在的呈颗粒状的固态水垢不会流入排放管，因而也不会被卡在安全阀的密封面上影响安全阀的密封性能。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的实施例2的结构示意图。

图2为本发明的实施例3的结构示意图。

图3为本发明的实施例4的结构示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

附图中的标号为：

壳体1、高温水出口1-1、低温水出口1-2、进水口1-3、中温水出口1-4、上加热器2、下加热器3、换热管4、引流管5、导流管6、高温温控器7、中温温控器8、安全阀9、圆筒10、连通口10-1、出水调温装置11、排污阀12、保温层13、厚保温层13-1、中等厚度保温层13-2、薄保温层13-3、排放管14、支撑架15。

具体实施方式

（实施例1）

本实施例的微压多温节能防垢饮水机，包括壳体1、上加热器2、下加热器3、换热管4、引流管5、导流管6、高温温控器7、中温温控器8、安全阀9、排污阀12、保温层13和支撑架15。

壳体1的内腔从上至下依次设有高温水区、中温水区和低温水区。壳体1上设有高温水出口1-1、低温水出口1-2和进水口1-3，高温水出口1-1连通高温水区，进水口1-3连通低温水区。壳体1的高温水出口1-1和低温水出口1-2分别连通饮水机的高温水出水口和低温水出水口。

上加热器2固定在壳体1的侧部。高温水区位于上加热器2的上方，中温水区位于上加热器2与下加热器3之间。下加热器3固定在壳体1的中下部，其发热元件伸入中温水区的底部。

换热管4设置在低温水区，并且换热管4的一端连通壳体1的低温水出口1-2，另一端通过引流管5连通到中温水区的顶部。换热管4呈盘香状。引流管5的下部连通位于换热管4中部进口。壳体1的低温水出口1-2与位于换热管4外缘的出口管连通。支撑架15设置在盘香状换热管4下方。换热管4固定在支撑架15上。

导流管6设置在换热管4的下方，其一端连通壳体1的进水口1-3，另一端连通低温水区。导流管6的设置方位能使流入壳体1的进水流向与从换热管4内流出壳体1的低温水的流向相反。

高温温控器7固定在高温水区的壳体1上，高温温控器7将高温水区的温度控制在不小于90℃。

中温温控器8固定在中温水区的壳体1上。中温温控器8设有两个，其中一个设置在中温水区下部且略高于下加热器3高度位置的壳体1上，另一个设置在中温水区顶部的壳体1上。中温温控器8将中温水区的温度控制在不小于65℃。

本实施例的微压多温节能防垢饮水机的全部出水都经过至少65℃的高温消毒，所以出水微生物指标有保障。

安全阀9的进口连通到低温水区、出口放空。安全阀9的起跳压力不大于0.03MPa，因此壳体1内压力总是不高于0.03MPa。一方面，这么低的压力即使壳体1破裂，威力也很小，而且饮水机通常还会设置外壳，进一步提高了安全性；另一方面，制造能承受这么低压力的壳体1，生产和技术上都很容易实现，所以安全有保障。

排污阀12的进口连通到低温水区的最低处，排污阀12的出口放空。

保温层13设置在壳体1的外部。保温层13包括设置在高温水区外部的厚保温层13-1和设置在中温水区外部的中等厚度保温层13-2，或者包括设置在高温水区外部的厚保温层13-1、设置在中温水区外部的中等厚度保温层13-2和设置在低温水区外部的薄保温层13-3。本实施例的保温层13包括设置在高温水区外部的厚保温层13-1、设置在中温水区外部的中等厚度保温层13-2和设置在低温水区外部的薄保温层13-3。

出水微生物指标有保障

本实施例的微压多温节能防垢饮水机具有较好的节能效果：①从壳体1内流出的低温水来自中温水区，并经过换热管热交换，将水中的热能回收用于预热流入壳体的进水，蕴藏在中温水中的热能不浪费。②中温水区的温度以达到有效杀菌的温度为限，相对于高温水区温度来说并不太高，对应中温水区的壳体1的温度也相应较低，即中温水区壳体1的温度与环境温度之间的温差较小，该温差越小则散失到环境的热能也越少，又由于对应中温水区的壳体面积较大，所以节能效果显著，这也就是中温水区的壳体1外侧的保温层可以薄一些的原因。③从安全阀9和排污阀12流出的水是低温水区的水，即热量不会从安全阀9的排放和排污阀12的排放中流失。由于水在加热过程中会产生热膨胀，通常的做法是在壳体1顶部设置放空口（或设置安全阀）排放，而从壳体1顶部放出的是高温蒸汽或高温水，采用这样的方式就会浪费热能。

本实施例的微压多温节能防垢饮水机具有延缓壳体1内部结垢的功能：水在加热时之所以会在器壁上结垢，其主要原因之一是水中的某些盐分,例如碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁和硫酸钙等，在高温时的溶解度比在低温时的溶解度小，这些物质在加热后会析出微小固体沉淀。为叙述方便，称这些物质为结垢物质。结垢物质溶解在水中时呈离子状态，如钙离子、镁离子、碳酸根离子、硫酸根离子等。上加热器2、下加热器3和换热管4附近的水，在升温过程中其中的结垢物质会析出固体，这些微小固体比水重，将向着低温水区（即向下）沉淀，当其到达低温水区后，因这些结垢物质在低温水中的溶解度较大，于是又部分地重新溶解到水中，使得低温水中的结垢物质浓度升高，安全阀9排放时或排污阀12排放时就将这些结垢物质浓度较高的水排出壳体1，这样，就起到了延缓结垢的作用。

（实施例2）

见图1，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：还包括排放管14。壳体1上还设有连通中温水区的顶部的中温水出口1-4。

壳体1的高温水出口1-1、低温水出口1-2和中温水出口1-4分别连通饮水机的高温水出水口、低温水出水口和中温水出水口。

安全阀9的进水口通过排放管14连通到低温水区，排放管14的进水口朝下。在安全阀9自动开启时，低温水区可能存在的呈颗粒状的固态水垢不会流入排放管14，因而也不会被卡在安全阀9的密封面上影响安全阀9的密封性能。

（实施例3）

见图2，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：还包括出水调温装置11。出水调温装置11设有调温水出口、低温水进口和高温水进口。壳体1的高温水出口1-1通过管路连通出水调温装置11的高温水进口。壳体1的低温水出口1-2通过管路连通出水调温装置11的低温水进口。出水调温装置11的调温水出口连通饮水机的调温水出水口。壳体1的高温水出口1-1连通饮水机的高温水出水口。

（实施例4）

见图3和图4，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：还包括圆筒10和出水调温装置11。壳体1上还设有连通中温水区的顶部的中温水出口1-4。

圆筒10固定在壳体1的内腔顶部。上加热器2固定在壳体1的顶部，并且上加热器2的发热元件设置在圆筒10内。圆筒10的上端设有连通口10-1，圆筒的下端向下延伸到不高于上加热器2发热元件的最低高度。圆筒10内为高温水区。圆筒10外至壳体内壁之间，以及圆筒下至下加热器3之间为中温水区。

出水调温装置11设有调温水出口、低温水进口和高温水进口。壳体1的中温水出口1-4的外部通过管路连通出水调温装置11的高温水进口。壳体1的高温水出口1-1连通饮水机的高温水出水口。壳体1的低温水出口1-2通过管路连通出水调温装置11的低温水进口。出水调温装置11的调温水出口连通饮水机的调温水出水口。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：包括壳体(1)、上加热器(2)、下加热器(3)、换热管(4)、引流管(5)、导流管(6)、高温温控器(7)、中温温控器(8)和安全阀(9)；所述壳体(1)的内腔从上至下依次设有高温水区、中温水区和低温水区；所述壳体(1)上设有高温水出口(1-1)、低温水出口(1-2)和进水口(1-3)，高温水出口(1-1)连通高温水区，进水口(1-3)连通低温水区；所述上加热器(2)固定在壳体(1)的中上部或顶部，其发热元件伸入高温水区的底部或者在高温水区的中心部；所述下加热器(3)固定在壳体(1)的中下部，其发热元件伸入中温水区的底部；所述换热管(4)设置在低温水区，并且换热管(4)的一端连通壳体(1)的低温水出口(1-2)，另一端通过引流管(5)连通到中温水区的顶部；所述导流管(6)设置在换热管(4)的下方，其一端连通壳体(1)的进水口(1-3)，另一端连通低温水区；所述高温温控器(7)固定在高温水区的壳体(1)上；所述中温温控器(8)固定在中温水区的壳体(1)上；所述安全阀(9)的进口连通到低温水区、出口放空；所述换热管(4)呈盘香状；所述引流管(5)的下部连通位于换热管(4)中部进口；所述壳体(1)的低温水出口(1-2)与位于换热管(4)外缘的出口管连通；所述导流管(6)的设置方位能使流入壳体(1)的进水流向与从换热管(4)内流出壳体(1)的低温水的流向相反。

2.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：所述上加热器(2)固定在壳体(1)的侧部；所述高温水区位于上加热器(2)的上方，中温水区位于上加热器(2)与下加热器(3)之间。

3.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：还包括固定在壳体(1)的内腔顶部的圆筒(10)；所述上加热器(2)固定在壳体(1)的顶部，并且上加热器(2)的发热元件设置在圆筒(10)内；所述圆筒(10)的上端设有连通口(10-1)，圆筒的下端向下延伸到不高于上加热器(2)发热元件的最低高度；所述圆筒(10)内为高温水区；所述圆筒(10)外至壳体内壁之间，以及圆筒下至下加热器(3)之间为中温水区。

4.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：所述壳体(1)的高温水出口(1-1)和低温水出口(1-2)分别连通饮水机的高温水出水口和低温水出水口。

5.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：所述壳体(1)上还设有连通中温水区的顶部的中温水出口(1-4)；所述壳体(1)的高温水出口(1-1)、低温水出口(1-2)和中温水出口(1-4)分别连通饮水机的高温水出水口、低温水出水口和中温水出水口。

6.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：还包括出水调温装置(11)；所述出水调温装置(11)设有调温水出口、低温水进口和高温水进口；所述壳体(1)的高温水出口(1-1)通过管路连通出水调温装置(11)的高温水进口；所述壳体(1)的低温水出口(1-2)通过管路连通出水调温装置(11)的低温水进口；所述出水调温装置(11)的调温水出口连通饮水机的调温水出水口；所述壳体(1)的高温水出口(1-1)连通饮水机的高温水出水口。

7.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：还包括出水调温装置(11)；所述出水调温装置(11)设有调温水出口、低温水进口和高温水进口；所述壳体(1)上还设有连通中温水区的顶部的中温水出口(1-4)；所述壳体(1)的中温水出口(1-4)的外部通过管路连通出水调温装置(11)的高温水进口；所述壳体(1)的高温水出口(1-1)连通饮水机的高温水出水口；所述壳体(1)的低温水出口(1-2)通过管路连通出水调温装置(11)的低温水进口；所述出水调温装置(11)的调温水出口连通饮水机的调温水出水口。

8.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：还包排污阀(12)；所述排污阀(12)的进口连通到低温水区的最低处，排污阀(12)的出口放空。

9.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：所述壳体(1)的外部设有保温层(13)。

10.根据权利要求9所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：所述保温层(13)包括设置在高温水区外部的厚保温层(13-1)和设置在中温水区外部的中等厚度保温层(13-2)，或者包括设置在高温水区外部的厚保温层(13-1)、设置在中温水区外部的中等厚度保温层(13-2)和设置在低温水区外部的薄保温层(13-3)。

11.根据权利要求1所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：还包括排放管(14)；所述安全阀(9)的进水口通过排放管(14)连通到低温水区，排放管(14)的进水口朝下。

12.根据权利要求1至11之一所述的一种微压多温节能防垢饮水机，其特征在于：所述中温温控器(8)设有两个，其中一个设置在中温水区下部且略高于下加热器(3)高度位置的壳体(1)上，另一个设置在中温水区顶部的壳体(1)上。