CN106073494B - 台下式节能即热饮水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种台下式节能即热饮水机，旨在解决现有的台下式饮水机水加热后产生的气体膨胀容易产生高压，出开水的时候容易喷蒸汽；出水时需要通过水泵进行，而且部分水残留在出水端管路内，影响使用效果的不足。该发明包括通过管道连接的集水热交换器和热水胆，热水胆内靠近上端位置设有隔板，热水胆内隔板上方和下方分别构成蒸汽腔和储水腔，隔板上设有过流孔，热水胆上端安装有出水管，出水管下端开口与储水腔连通，出水管上连接有出水控制器，出水控制器下端的出水管部分与集水热交换器之间安装有蒸汽回收预热机构，出水控制器上端的出水管部分与集水热交换器之间安装有回水机构，集水热交换器通过管道连接进水控制器。

Description

台下式节能即热饮水机

技术领域

本发明涉及一种饮水机，更具体地说，它涉及一种台下式节能即热饮水机。

背景技术

目前，为了节省空间，隐藏式的饮水机在商用和家用的领域需求越来越大，尤其是现在的房价居高不下，隐藏的台下式饮水机需求更为紧迫。台下式饮水机的目的是用台面把饮水机的箱体盖起来，节约空间以作他用，但是现在这种饮水机在使用的过程中存在一些问题。热饮水机产生蒸汽，在煮热水的过程中，多余蒸汽需通过管道排出，防止蒸汽留在水箱或者关联导管，压力升高时，容易导致爆炸或者饮水机的损坏。桌式饮水机和壁挂式饮水机蒸汽排出相对容易。大多数的基础型台式饮水机，通过朝向天花板方向开个开口实现蒸汽排放，但是这种结构在隐藏的台下式饮水机设计中存在劣势。台下式饮水机空间有限，任何蒸汽管道都会与饮水机部件发生干涉导致机器内部损坏。一种解决方法是在靠近水龙头的地方安置蒸汽管，然而，这样的解决方案必须要将分配装置设为在一个水槽或盆中的位置来接收任何冷凝蒸汽水，否则会导致水溢出，很危险。也有文件记载，水蒸汽在由热缸到出水口排出过程中冷凝会导致水龙头滴水。还有一个缺点是管道里的水不能返回热水箱，而是先于热水排出水龙头，会导致使用者抱怨。另外一个缺点是热水取出后，冷水被直接引入到热水箱中，能耗高。

中国专利公告号CN201551164U，公开了一种会议桌用自助加水饮水机，包括水龙头、桌面电控盒和桌下供水系统，水龙头及带接水槽的水龙头固定座与主机体分离，独立安装在桌面上，桌面对应处有出水通道贯穿孔，水龙头经由穿过桌面的出水通道贯穿孔与桌子下面的主机体密封连接。水龙头与水桶之间的供水通道上串接有电控水泵，桌面上的控制开关与水泵供电回路电连接。与会人员只要将水杯放置在水龙头下方，按下加水按钮就会启动水泵供水，松开加水按钮就会自动停水。尽管这种饮水进主机体隐藏式设置在桌面下方，节省了一定的空间，但是水加热后产生的气体膨胀容易产生高压，出开水的时候容易喷蒸汽，造成安全隐患；出水时需要通过水泵进行，浪费了电能，而且部分水残留在出水端管路内，取水时这部分水先于热水排出，影响使用效果。

发明内容

本发明克服了现有的台下式饮水机水加热后产生的气体膨胀容易产生高压，出开水的时候容易喷蒸汽，不仅造成安全隐患，而且造成了热量的浪费；出水时需要通过水泵进行，浪费了电能，而且部分水残留在出水端管路内，取水时这部分水先于热水排出，影响使用效果的不足，提供了一种台下式节能即热饮水机，它取水和进水同时进行，由市政自来水的压力提供取水的动力，不需要水泵提供动力，节省了电能；水加热后产生的气体膨胀不会产生高压，出开水的时候不会喷蒸汽，消除了安全隐患，充分利用蒸汽的热量对水进行预热，避免了热量的浪费；取水完成后残留在出水端管路内的水回流到预热水箱中，避免下次取水时这部分水先于热水排出，保证了使用效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种台下式节能即热饮水机，包括通过管道连接的集水热交换器和热水胆，热水胆内安装有加热器，热水胆内靠近上端位置设有隔板，热水胆内隔板上方和下方分别构成蒸汽腔和储水腔，隔板上设有过流孔，热水胆上端安装有出水管，出水管下端开口与储水腔连通，出水管上连接有出水控制器，出水控制器下端的出水管部分与集水热交换器之间安装有蒸汽回收预热机构，出水控制器上端的出水管部分与集水热交换器之间安装有回水机构，集水热交换器通过管道连接进水控制器，进水控制器与出水控制器同步开、关动作。

饮水机第一次开机时首先将进水控制器通过进水管与市政自来水连接，通电测试，同步打开进水控制器和出水控制器，排气进水，待出水管有稳定出水后停止进水，这个过程将管路、集水热交换器、热水胆注满水，此时加热不工作。然后开机加热，加热器工作，热水胆内水沸腾后停止并记忆沸点，根据当地的沸点自动确定加热器的工作温度；取水时，同步开启进水控制器和出水控制器，在市政自来水压力作用下，热水从热水胆通过出水管流出，同时冷水从进水控制器同步送入集水热交换器。取水完成，同步关闭进水控制器和出水控制器时，残留在出水管内的水流通过回水机构进行回收利用，避免下次取水时这部分水先于热水排出，保证了使用效果。热水加热过程中，热水膨胀并产生热蒸汽形成压力，蒸汽通过过流孔进入蒸汽腔，释放一定的压力，继续加热压力增大，当压力大于水阻时，蒸汽上升，通过出水管汽水混合流向蒸汽回收预热机构进行减压，蒸汽回收预热机构对集水热交换器内的冷水进行预热，充分利用蒸汽的热量，蒸汽冷凝水回收利用。蒸汽腔内的蒸汽对热水胆内的热水起到了很好的保温效果，有利于减少电能消耗；而且蒸汽在蒸汽腔内，取水的时候蒸汽不会随热水向外喷出，保证了取水的安全，避免蒸汽热能的浪费。这种台下式节能即热饮水机取水和进水同时进行，由市政自来水的压力提供取水的动力，不需要水泵提供动力，节省了电能；水加热后产生的气体膨胀不会产生高压，出开水的时候不会喷蒸汽，消除了安全隐患，充分利用蒸汽的热量对水进行预热，避免了热量的浪费；取水完成后残留在出水端管路内的水回流到预热水箱中，避免下次取水时这部分水先于热水排出，保证了使用效果。

作为优选，蒸汽回收预热机构包括蒸汽回收管、蒸汽单向阀、预热交换管、收集筒、回收水泵，预热交换管安装在集水热交换器内，蒸汽回收管连接在预热交换管和出水管之间，蒸汽单向阀安装在蒸汽回收管上，预热交换管与收集筒连通，回收水泵进水端通过管道与收集筒连通，回收水泵出水端通过管道与集水热交换器连通。当蒸汽腔内蒸汽压力大于设定值时，蒸汽单向阀被打开，高压蒸汽通过蒸汽回收管流向预热交换管，预热交换管对集水热交换器内的冷水进行预热，蒸汽冷凝水输送到收集筒内，当收集筒内的水达到一定量后回收水泵工作将水输送到集水热交换器内使用。

作为优选，回水机构包括回水管、回水阀，回水管连接在出水管和收集筒之间，回水阀安装在回水管上。取水完成后，进水控制器和出水控制器同步关闭，回水阀打开，残留在出水控制器上端出水管内的水通过回水管回流到收集筒中，避免下次取水时这部分水先于热水排出，保证了使用效果，同时更加节水。

作为优选，与回收水泵出水端连接的管道上安装有回水单向阀。回水单向阀的设置避免市政自来水反流到收集筒中。

作为优选，集水热交换器和热水胆之间的管道上安装有即热加热装置。即热加热装置对预热过的水进行快速加热，保证饮水机的即热效果。

作为优选，热水胆内靠近下端位置安装有盘管状的换热管，换热管进水端与即热加热装置出水端连通，换热管出水端与储水腔连通。通过热水胆下部的热水对流经换热管内的水流进行再次预热至80摄氏度左右，进入热水胆中加热升温至92-98摄氏度，将热水胆上部的热水压出。

作为优选，隔板呈平板状结构，出水管下端开口和过流孔相对设置，出水管的内径大于过流孔的孔径，出水管下端与隔板上表面之间的距离为0.5-3mm。出水管下端靠近隔板上表面设置，取水时，防止热水过多地排向蒸汽腔，同时保证出水管下端淹没在热水中，防止蒸汽腔内的蒸汽随热水喷出，确保取水安全。

作为优选，过流孔设置有1-4个，出水管和过流孔一一对应设有1-4根，所有出水管在出水控制器下端位置均通过管道并联到蒸汽回收预热机构上，所有出水管在出水控制器上端位置均通过管道并联到回水机构上。设置多跟出水管，方便多个出水口同时取水，在多人取水时，提高取水速度，使用灵活方便。

另一种方案，隔板呈倒V形锥状结构，过流孔设置在隔板顶端中间位置，出水管下端开口和过流孔相对设置，出水管的内径大于过流孔的孔径，出水管下端与隔板顶端上表面之间的距离为0.5-3mm，隔板边缘设有若干个辅助孔。

当热水淹没隔板时，热水中气泡可以通过辅助孔向蒸汽腔排放，锥状的隔板便于气泡向中间收拢从过流孔排出，避免气泡停留在隔板下方。当热水低于隔板时，锥状的隔板对蒸汽起到收拢的效果，便于蒸汽从出水管向蒸汽回收预热机构输送。

第三种方案，隔板呈倒V形锥状结构，过流孔设置在隔板顶端中间位置，出水管下端开口与过流孔上端紧密连接，隔板边缘设有若干个辅助孔。

出水管下端开口与过流孔上端紧密连接，蒸汽腔与出水管下端隔离，取水时防止蒸汽流入出水管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：台下式节能即热饮水机取水和进水同时进行，由市政自来水的压力提供取水的动力，不需要水泵提供动力，节省了电能；水加热后产生的气体膨胀不会产生高压，出开水的时候不会喷蒸汽，消除了安全隐患，充分利用蒸汽的热量对水进行预热，避免了热量的浪费；取水完成后残留在出水端管路内的水回流到预热水箱中，避免下次取水时这部分水先于热水排出，保证了使用效果。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的集水热交换器的结构示意图；

图3是本发明的实施例1的热水胆的结构示意图；

图4是本发明的图3的局部放大示意图；

图5是本发明的实施例2的热水胆的局部结构示意图；

图6是本发明的实施例3的热水胆的局部结构示意图；

图7是本发明的实施例4的热水胆的局部结构示意图；

图中：1、集水热交换器，2、热水胆，3、即热加热装置，4、加热器，5、隔板，6、蒸汽腔，7、储水腔，8、过流孔，9、出水管，10、出水控制器，11、进水控制器，12、蒸汽回收管，13、蒸汽单向阀，14、预热交换管，15、收集筒，16、回收水泵，17、回水管，18、回水阀，19、回水单向阀，20、低水位传感器，21、高水位传感器，22、换热管，23、辅助孔，24、水过滤器，25、温度传感器，26、流量计，27、过热保护器，28、排气阀。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1：一种台下式节能即热饮水机（参见附图1至4），包括通过管道连接的集水热交换器1和热水胆2，集水热交换器和热水胆之间的管道上安装有即热加热装置3，即热加热装置与集水热交换器之间的管道上安装有流量计26。热水胆内安装有加热器4，热水胆内靠近上端位置设有隔板5，热水胆内隔板上方和下方分别构成蒸汽腔6和储水腔7，隔板上设有过流孔8，热水胆上端安装有出水管9，出水管下端开口与储水腔连通，出水管上连接有出水控制器10，出水控制器下端的出水管部分与集水热交换器之间安装有蒸汽回收预热机构，出水控制器上端的出水管部分与集水热交换器之间安装有回水机构，集水热交换器通过管道连接进水控制器11，进水控制器与出水控制器同步开、关动作，进水控制器、出水控制器均为电磁控制阀。进水控制器和集水热交换器之间的管道上安装有水过滤器24，水过滤器对市政自来水进行过滤，提高水的品质。蒸汽回收预热机构包括蒸汽回收管12、蒸汽单向阀13、预热交换管14、收集筒15、回收水泵16，预热交换管安装在集水热交换器内，收集筒可以设置在集水热交换器内部或外部，本实施例中收集筒设置在集水热交换器内。蒸汽回收管连接在预热交换管和出水管之间，蒸汽单向阀安装在蒸汽回收管上，预热交换管与收集筒连通，回收水泵进水端通过管道与收集筒连通，回收水泵出水端通过管道与集水热交换器连通。与回收水泵出水端连接的管道上安装有回水单向阀19。回水机构包括回水管17、回水阀18，回水阀为电磁控制阀，回水管连接在出水管和收集筒之间，回水阀安装在回水管上。收集筒内靠近下端位置安装有低水位传感器20，靠近上端位置安装有高水位传感器21。集水热交换器和热水胆内均安装有温度传感器25，热水胆内安装有过热保护器27，收集筒上端安装有排气阀28。热水胆内靠近下端位置安装有盘管状的换热管22，换热管进水端与即热加热装置出水端连通，换热管出水端与储水腔连通。隔板呈平板状结构，过流孔设置有一个，出水管设置有一根，出水管下端开口和过流孔相对设置，出水管的内径大于过流孔的孔径，出水管下端与隔板上表面之间的距离为0.5-3mm，本实施例中出水管下端与隔板上表面之间的距离为1mm。

集水热交换器的主要功能是：1、收集开水出水管的热水，因为每次出开水后，停止用水后出水管内有饮水机送入上部出水口80-90cm,Φ7左右的近100ml的开水，这些水要回收至收集筒中；2、收集水蒸汽，烧开水过程产生的蒸汽在进行热交换后形成的水也要收集其中，水要充分利用，通过回收水泵再进入下次利用过程中；3.集水后回收，依靠回收水泵将收集的水送入集水热交换器中。由于市政自来水是有水压的，要使回收水进入集水热交换器中就必须提供水压同自来水一起进入而不可以无压自流，因此采用回收水泵提供动力。水是在管中流动而加热的，即热加热装置的电压一般为220V、110V、120V，功率一般为2400W，一般家庭和办公室的插座都可以使用。它以即热方式将水提升至55-60℃。这种加热装置是以远红外射线方式对水加热，无水垢。

热水胆存储热水的同时对进入热水胆的60摄氏度左右的水进行热交换提高水温，热水胆内加热器进行加热，使热水胆输送出热水。输送动力来自于市政自来水的压力，送出开水时还可以保持热水胆中水温较高。热水胆中下部70摄氏度左右，一次性出水3L后，在三分至四分钟再提高热水胆内水温至92-98℃，允许再次出开水。热水胆在加温工作中有蒸汽出来，其蒸汽储备在顶部的蒸汽腔内。降温成水回到热水胆内，而蒸汽过多形成较大压力时，由上部设至的蒸汽单向阀流出，进入集水热交换器中的预热交换管内，回收热量和水。蒸汽单向阀的设置也起到水封的作用，使得蒸汽排出时有一定压力才能排出，使得热交换时间更加充足，保证热能散失效率小而节能。热水胆中设置加热器，其功率小于即热式加热装置，两者不能同时工作，必须是单独在某一时段独立工作。也就是说在出水时，即热式加热装置工作，提供55-60℃的水，进入热水胆压出上部开水，完成出水后就停止工作，再由加热器在热水胆内工作加热提高水温，这样保证供水是利用市政自来水压力而非泵压。集水热交换器和热水胆的制造材料均为不锈钢，而其中的热交换管也是不锈钢，是符合饮用水标准材料。

饮水机第一次开机时首先将进水控制器通过进水管与市政自来水连接，通电测试，同步打开进水控制器和出水控制器，排气进水，待出水管有稳定出水后停止进水，这个过程将管路、集水热交换器、热水胆注满水，此时加热不工作。然后开机加热，加热器工作，热水胆内水沸腾后停止并记忆沸点，根据当地的沸点自动确定加热器的工作温度；取水时，同步开启进水控制器和出水控制器，在市政自来水压力作用下，热水从热水胆通过出水管流出，同时冷水从进水控制器同步送入集水热交换器。取水完成，同步关闭进水控制器和出水控制器时，打开回水阀，残留在出水管内的水流通过回水管回流到收集筒内回收利用，避免下次取水时这部分水先于热水排出，保证了使用效果。热水加热过程中，热水膨胀并产生热蒸汽形成压力，蒸汽通过过流孔进入蒸汽腔，释放一定的压力，继续加热压力增大，当压力大于水阻时，蒸汽单向阀开启，蒸汽上升，通过出水管汽水混合流向预热交换管进行减压，同时对集水热交换器内的冷水进行预热，充分利用蒸汽的热量，蒸汽冷凝水回收到收集筒利用。收集筒内水位达到高水位传感器时，回收水泵工作，将收集筒内的水输送到集水热交换器内使用，当收集筒内水位达到低水位传感器，回收水泵停止工作。蒸汽腔内的蒸汽对热水胆内的热水起到了很好的保温效果，有利于减少电能消耗；而且蒸汽在蒸汽腔内，取水的时候蒸汽不会随热水向外喷出，保证了取水的安全，避免蒸汽热能的浪费。这种台下式节能即热饮水机取水和进水同时进行，由市政自来水的压力提供取水的动力，不需要水泵提供动力，节省了电能；水加热后产生的气体膨胀不会产生高压，出开水的时候不会喷蒸汽，消除了安全隐患，充分利用蒸汽的热量对水进行预热，避免了热量的浪费；取水完成后残留在出水端管路内的水回流到预热水箱中，避免下次取水时这部分水先于热水排出，保证了使用效果。

实施例2：一种台下式节能即热饮水机（参见附图5），其结构与实施例1相似，主要不同点在于过流孔设置有1-4个，出水管和过流孔一一对应设有1-4根，本实施例中过流孔3个，出水管3根，所有出水管在出水控制器下端位置均通过管道并联到蒸汽回收预热机构上，与蒸汽单向阀连接；所有出水管在出水控制器上端位置均通过管道并联到回水机构上，与回水阀连接。其它结构与实施例1相同。设置多跟出水管，方便多个出水口同时取水，在多人取水时，提高取水速度，使用灵活方便。

实施例3：一种台下式节能即热饮水机（参见附图6），其结构与实施例1相似，主要不同点在本实施例中隔板呈倒V形锥状结构，过流孔设置在隔板顶端中间位置，出水管下端开口和过流孔相对设置，出水管的内径大于过流孔的孔径，出水管下端与隔板顶端上表面之间的距离为0.5-3mm，优选为1mm，隔板边缘设有三个辅助孔23。其它结构与实施例1相同。当热水淹没隔板时，热水中气泡可以通过辅助孔向蒸汽腔排放，锥状的隔板便于气泡向中间收拢从过流孔排出，避免气泡停留在隔板下方。当热水低于隔板时，锥状的隔板对蒸汽起到收拢的效果，便于蒸汽从出水管向蒸汽回收预热机构输送。

实施例4：一种台下式节能即热饮水机（参见附图7），其结构与实施例1相似，主要不同点在本实施例中隔板呈倒V形锥状结构，过流孔设置在隔板顶端中间位置，出水管下端开口与过流孔上端紧密连接，隔板边缘设有三个辅助孔。其它结构与实施例1相同。出水管下端开口与过流孔上端紧密连接，蒸汽腔与出水管下端隔离，取水时防止蒸汽流入出水管。

以上所述的实施例只是本发明的四种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种台下式节能即热饮水机，其特征是，包括通过管道连接的集水热交换器和热水胆，热水胆内安装有加热器，热水胆内靠近上端位置设有隔板，热水胆内隔板上方和下方分别构成蒸汽腔和储水腔，隔板上设有过流孔，热水胆上端安装有出水管，出水管下端开口与储水腔连通，出水管上连接有出水控制器，出水控制器下端的出水管部分与集水热交换器之间安装有蒸汽回收预热机构，出水控制器上端的出水管部分与集水热交换器之间安装有回水机构，集水热交换器通过管道连接进水控制器，进水控制器与出水控制器同步开、关动作。

2.根据权利要求1所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，蒸汽回收预热机构包括蒸汽回收管、蒸汽单向阀、预热交换管、收集筒、回收水泵，预热交换管安装在集水热交换器内，蒸汽回收管连接在预热交换管和出水管之间，蒸汽单向阀安装在蒸汽回收管上，预热交换管与收集筒连通，回收水泵进水端通过管道与收集筒连通，回收水泵出水端通过管道与集水热交换器连通。

3.根据权利要求2所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，回水机构包括回水管、回水阀，回水管连接在出水管和收集筒之间，回水阀安装在回水管上。

4.根据权利要求2所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，与回收水泵出水端连接的管道上安装有回水单向阀。

5.根据权利要求1所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，集水热交换器和热水胆之间的管道上安装有即热加热装置。

6.根据权利要求5所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，热水胆内靠近下端位置安装有盘管状的换热管，换热管进水端与即热加热装置出水端连通，换热管出水端与储水腔连通。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，隔板呈平板状结构，出水管下端开口和过流孔相对设置，出水管的内径大于过流孔的孔径，出水管下端与隔板上表面之间的距离为0.5-3mm。

8.根据权利要求7所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，过流孔设置有1-4个，出水管和过流孔一一对应设有1-4根，所有出水管在出水控制器下端位置均通过管道并联到蒸汽回收预热机构上，所有出水管在出水控制器上端位置均通过管道并联到回水机构上。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，隔板呈倒V形锥状结构，过流孔设置在隔板顶端中间位置，出水管下端开口和过流孔相对设置，出水管的内径大于过流孔的孔径，出水管下端与隔板顶端上表面之间的距离为0.5-3mm，隔板边缘设有若干个辅助孔。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的台下式节能即热饮水机，其特征是，隔板呈倒V形锥状结构，过流孔设置在隔板顶端中间位置，出水管下端开口与过流孔上端紧密连接，隔板边缘设有若干个辅助孔。