CN106595036A - 热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了热水器，包括内胆和杀菌单元，杀菌单元包括设于内胆的外部的紫外发生装置，以及连通紫外发生装置和内胆的内部紫外光纤，以使紫外发生装置发出的紫外光进入内胆的内部。结构简单，紫外发生装置在内胆的外部，无需直面内胆内部的高温，使用寿命还有光衰性都比较优越，提高紫外发生装置的稳定性，紫外发生装置发出的紫外光经紫外光纤传输进入内胆内，紫外光直接照射水，进行高效杀菌。

Description

热水器

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种热水器。

背景技术

传统的电热水器时间长久后，水箱内部的水质会发生变化，具体地，水里含亚硝酸盐、大肠菌群等，如果用这样的水洗澡，长此以往会影响用户的身体健康。传统的电热水器通常是在内胆内放入吸附物例如活性炭、石灰石等，然而，这类吸附物只能起到吸附作用而不能杀死水中的微生物，且时间久后便不起作用，需要定期更换，维护成本过高。另外，室内水箱在不使用的状态下为使内胆内的水呈保温状态，需要不断地对内胆内的水进行加热以维持中温保温状态，从而造成能源浪费，如果拔掉电源插头，当使用的时候用户又需要等待较长时间内胆内的水温才能达到洗澡要求。

储水式热水器中都会有余水，余水中容易滋生细菌，用具有大量细菌的水洗澡容易生病。热水器灭菌是个问题。目前也有直接将紫外灯管安装在水箱中，但是，水箱在加热的过程中会有80℃，很多器件都受不了反复高温，因此，灯管稳定性很低，消毒效果很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有良好稳定性、能够高效杀菌的热水器。

为解决上述技术问题，本发明热水器采用的技术方案是：

热水器包括内胆和杀菌单元，所述杀菌单元包括

紫外发生装置，设于所述内胆的外部；以及

紫外光纤，连通所述紫外发生装置和所述内胆的内部，以使所述紫外发生装置发出的紫外光进入所述内胆的内部。

具体地，所述紫外光纤设为多根，至少一根所述紫外光纤位于所述内胆内的一端延伸至所述热水器的水位线以下。

具体地，所述紫外光纤伸入所述内胆内的一端上具有若干光逸出结构。

进一步地，所述杀菌单元还包括用于连接所述紫外发生装置和所述紫外光纤的光耦合介质层，所述光耦合介质层为热的非良导体。

具体地，所述紫外发生装置包括紫外LED芯片，所述紫外LED芯片和所述紫外光纤之间通过所述光耦合介质层连接，所述光耦合介质层的折射率处于所述紫外LED芯片的出光面的折射率和所述紫外光纤的折射率之间。

进一步地，还包括与所述紫外光纤连接的准直装置，所述准直装置较准所述紫外光纤靠近所述紫外发生装置的一端的轴线，实现该轴线与所述紫外发生装置的光轴重合。

进一步地，所述杀菌单元还包括具有容置槽的底座，所述紫外发生装置设于所述容置槽内，所述准直装置包括筒状的弹性件，该弹性件设于所述容置槽内，所述紫外光纤的一端穿过该弹性件而与所述紫外发生装置连接，且所述弹性件的内侧与所述紫外光纤的外壁紧配合，所述弹性件的外侧与所述底座对应于所述容置槽的内壁紧配合。

进一步地，所述杀菌单元还包括设于所述底座上用于密封所述容置槽的开口端的密封件，所述紫外光纤的一端依次穿过所述密封件和所述弹性件而与所述紫外发生装置连接；所述底座与所述密封件对应的一端的外侧设有外螺纹，所述内胆上或所述透紫外光件上设有与所述外螺纹匹配的螺纹孔，所述底座通过所述外螺纹与所述螺纹孔的配合而固定于所述内胆上。

进一步地，所述底座的外侧设有环状凸台和密封圈，所述密封圈的两端分别弹压在所述内胆上和所述环状凸台上。

进一步地，所述密封件为密封胶，所述密封胶具有环状凹槽，所述环状凹槽的底部与所述底座的端部抵顶，所述环状凹槽的两侧分别与所述底座对应于容置槽的内壁和所述底座相背于所述容置槽的外壁抵顶。

进一步地，所述准直装置还包括固定套，所述固定套与所述弹性件分别位于所述密封件的相对的两侧。

具体地，所述固定套包括用于夹持所述紫外光纤的至少两个直板，所述直板的端面与所述密封件抵顶；或者所述固定套包括用于夹持所述紫外光纤的至少两个三角形板，所述三角形板的侧面与所述密封件抵顶。

进一步地，包括外壳和设于外壳内的所述内胆，所述内胆为封闭式结构，所述内胆的侧壁的一部分采用透紫外光件，所述外壳与所述透紫外光件之间形成有容置腔，所述外壳上设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口与所述容置腔连通，所述紫外发生装置设于所述容置腔内，所述容置腔内设有风扇。

本发明提供的热水器的有益效果在于：结构简单，紫外发生装置在内胆的外部，无需直面内胆内部的高温，使用寿命还有光衰性都比较优越，提高紫外发生装置的稳定性，紫外发生装置发出的紫外光经紫外光纤传输进入内胆内，紫外光直接照射水，进行高效杀菌。

附图说明

图1为本发明实施例提供的热水器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的热水器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的杀菌单元及其相关结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的紫外光纤准直相关结构的示意图；

图5为本发明实施例提供的紫外光纤准直相关结构的示意图；

其中：1-内胆、11-紫外透光件、2-杀菌单元、21-紫外发生装置、211-支撑件、212-深紫外LED芯片、213-电极端子、22-紫外光纤、23-底座、231-外螺纹、232-环状凸台、24-密封件、25-密封圈、3-光耦合介质层、4-准直装置、41-弹性件、42-固定套、421-直板、422-三角形板、423-螺丝、5-出水管、6-进水管、7-外壳、71-进风口、72-出风口、8-温度传感器、9-加热棒、10-镁棒、12-容置腔、13-风扇。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明中除非另有明确的限定，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或可能同时存在居中元件；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

如图1-2所示，本发明实施例提供的热水器包括内胆1和杀菌单元2，杀菌单元2包括紫外发生装置21和紫外光纤22。其中，紫外发生装置21设于内胆1的外部；紫外光纤22连通紫外发生装置21和内胆1的内部，以使紫外发生装置21发出的紫外光进入内胆1的内部。结构简单，紫外发生装置21在内胆1的外部，无需直面内胆1内部的高温，使用寿命还有光衰性都比较优越，提高紫外发生装置21的稳定性，紫外发生装置21发出的紫外光经紫外光纤22传输进入内胆1内，紫外光直接照射水，进行高效杀菌、抑菌。

具体地，紫外发生装置21包括一根或多根紫外光纤22，设置多根紫外光纤22有利于提升杀菌速度。优选至少一根紫外光纤22位于内胆1内的一端延伸至热水器的水位线以下。水的折射率与石英玻璃的折射率很相近，也具有良好的透紫外光能力，将紫外光纤22的一端设置在水位线以下，能够使紫外光直接出射到水里，光损失非常少，对内胆1中的水进行高效杀菌，提高紫外利用率，节省能耗。在内胆1上设有进水管6和出水管5时，至少一根紫外光纤22伸入内胆1的一端延伸至出水管5的末端下方，以便对滞留于内胆1中的水进行杀菌抑菌，保证经热水器外排的水无菌。优选紫外纤维为石英玻璃纤维，具有良好的紫外光传输性能。

进一步地，在本发明实施例中，紫外光纤22伸入内胆1内的一端上具有若干光逸出结构。具体地，光逸出结构可为用于出光的凸起或凹槽，当然也可为其它能够出光的结构。光逸出结构的设置，一方面增加了出光面积，提升吸附细菌的能力，以便高效杀菌，另一方面增加光线的出射量及出射方位，提高杀菌效率，而选择凹槽作为光逸出结构，还能够将细菌吸附在凹槽内，四周向凹槽出射紫外光，高效杀菌。

进一步地，在本发明实施例中，紫外光纤22用于出光的头部为外凸的弧面。紫外光纤22的头部为外凸的弧面，能够提高光线出射量，尤其是头部为球形弧面时，能够实现光线出射量最大化，具有非常好的杀菌效果。

进一步地，如图3所示，在本发明实施例中，杀菌单元2还包括用于连接紫外发生装置21和紫外光纤22的光耦合介质层3，光耦合介质层3为热的非良导体。在紫外发生装置21与紫外光纤22相互靠近的端部之间填满光耦合介质，形成光耦合介质层3，光耦合介质层3为热的非良导体这样既有利于光耦合又有利于阻碍导热，既保证了杀菌效果，又延长了杀菌单元2的使用寿命。

进一步地，在本发明实施例中，紫外发生装置包括紫外LED芯片(具体可以是深紫外LED芯片212)，紫外LED芯片和紫外光纤22之间通过光耦合介质层连接，光耦合介质层3的折射率处于紫外LED芯片的出光面的折射率与紫外光纤22的折射率之间。在紫外LED芯片与紫外光纤22相互靠近的端部之间填满光耦合介质，形成光耦合介质层3，耦合介质层3的折射率处于紫外LED芯片的出光面的折射率与紫外光纤22的折射率之间，既有良好的光耦合性能又有良好的阻热性能，既保证了杀菌效果，又延长了杀菌单元2的使用寿命，而且紫外LED芯片直接通过光耦合介质层3连接紫外光纤22，避免了光源封装结构存在于紫外LED芯片和紫外光纤22之间而引起的光衰，提高了紫外光出射能力，更为节能、高效杀菌、抑菌。具体地，可选择具有良好的出光效果的GaN(即氮化镓)或蓝宝石作为紫外LED芯片的顶面(即出光面)，当紫外光纤22为石英玻璃纤维，紫外LED芯片的出光面为GaN(即氮化镓)时，光耦合介质层3的折射率处于GaN(即氮化镓)的折射率和石英玻璃纤维的折射率之间；当紫外光纤为石英玻璃纤维，紫外LED芯片的出光面为蓝宝石时，光耦合介质层3的折射率处于蓝宝石的折射率和石英玻璃纤维的折射率之间。

具体地，如图3所示，紫外发生装置21包括支撑件211和设于支撑件211上的深紫外LED芯片212，紫外光纤22的一端正对于深紫外LED芯片212并于深紫外LED芯片212同光轴。深紫外LED芯片212发光效率高，实现高效、安全杀菌。可在紫外发生装置21上设置电极端子213以便为深紫外LED芯片212供电。设有底座23时，可使电极端子213的一端伸出底座23，通过外部电源为深紫外LED芯片212供电。

进一步地，如图3-5所示，在本发明实施例中，还包括与紫外光纤22连接的准直装置4，准直装置4较准紫外光纤22靠近紫外发生装置21的一端的轴线，实现该轴线与紫外发生装置21的光轴重合。准直装置4保证紫外光纤22与紫外发生装置21的光轴同轴，有利于最大限度保证紫外光进入紫外光纤22，提高紫外利用率，提高杀菌效率。

进一步地，如图3所示，在本发明实施例中，杀菌单元2还包括具有容置槽的底座23，紫外发生装置21设于容置槽内，准直装置4包括筒状的弹性件41，该弹性件41设于容置槽内，紫外光纤22的一端穿过该弹性件41而与紫外发生装置21连接，且弹性件41的内侧与紫外光纤22的外壁紧配合，弹性件41的外侧与底座23对应于容置槽的内壁紧配合。紫外发生装置21设于底座23的容置槽内，紫外光纤22通过设置于底座23的容置槽内的弹性件41固定，并通过弹性件41与紫外发生装置21准直，即底座23的设置实现了紫外发生装置21与紫外光纤22的连接、防止紫外光外泄、将紫外发生装置21发出的紫外光尽可能多的导入紫外光纤22，具有良好的杀菌效果。

进一步地，如图3所示，在本发明实施例中，杀菌单元2还包括设于底座23上用于密封容置槽的开口端的密封件24，紫外光纤22的一端依次穿过密封件24和弹性件41而与紫外发生装置21连接；底座23与密封件24对应的一端的外侧设有外螺纹231，内胆1上或透紫外光件上设有与外螺纹231匹配的螺纹孔，底座23通过外螺纹231与螺纹孔的配合而固定于内胆1上。结构简单、紧凑，通过底座23将杀菌单元2安装在内胆1上，又能通过密封件24密封容置槽内置空间，为紫外发生装置21防水，保证紫外发生装置21的工作可靠性，将紫外发生装置21与内胆1内部的高温隔离。当密封件24抵顶弹性件41时，还能对弹性件41进行轴向限位，防止弹性件41移动。

进一步地，如图3所示，在本发明实施例中，底座23的外侧设有环状凸台232和密封圈25，密封圈25的两端分别弹压在内胆1上和环状凸台232上。环状凸台232和密封圈25的设置能够进一步提高底座23与内胆1连接处的密封性，实现内胆1密封。

进一步地，如图3-5所示，在本发明实施例中，密封件24为密封胶，密封胶具有环状凹槽，环状凹槽的底部与底座23的端部抵顶，环状凹槽的两侧分别与底座23对应于容置槽的内壁和底座23相背于容置槽的外壁抵顶。延长了密封胶与底座23之间的密封线，具有更好的密封效果，还增加了密封胶与底座23之间的连接可靠性。

进一步地，如图4-5所示，在本发明实施例中，准直装置4还包括固定套42，固定套42与弹性件41分别位于密封件24的相对的两侧。防止紫外光纤22出光前端的运动影响紫外光纤22后端与紫外发生装置21之间的光耦合，保证了光源耦合效率，使紫外光更多的进入紫外光纤22。

具体地，固定套42可包括用于夹持紫外光纤22的至少两个直板421，直板421的端面与密封件24抵顶，如图4所示；如设置两个直板421夹持紫外光纤22相对的两侧，再用螺丝423紧固两个直板421。当然，固定套42也可包括用于夹持紫外光纤22的至少两个三角形板422，三角形板422的侧面与密封件24抵顶，所谓的三角形板422是指截面为三角形的板，可以是空心三角形板422，也可以是实心三角形板422，如图5所示；如设置两个三角形板422夹持紫外光纤22相对的两侧，再用螺丝423紧固两个三角形板422，由于三角形板422的侧面与密封件24抵顶，也可在该三角形的侧面与密封件24之间设置螺丝423加强固定。三角形板422比直板421构成的固定套42具有更好的稳定性。直板421或三角形板422夹持紫外光纤22，又抵顶密封件24，结构简单，能够防止由固定套42固定的紫外光纤22部分运动，保证光源耦合效率，使紫外光更多的进入紫外光纤22。

进一步地，如图1-2所示，在本发明实施例中，还包括外壳7，内胆1为封闭式结构，内胆1的侧壁的一部分采用透紫外光件，紫外发生装置21设置于外壳7与透紫外光件之间。当然内胆1与外壳7之间具有良好散热性能的散热结构时，也可选择内胆1的侧壁整体为紫外透光件11。设置紫外透光件11，既能够对内胆1内的水体进行杀菌，又能对内胆1和外壳7之间的空间进行杀菌，防止外壳7内滋生细菌。具体地，紫外透光件11可以是石英板，为了减少内胆1内部的高温对紫外发生装置21的影响，可设置加厚的石英板。

进一步地，如图2所示，在本发明实施例中，外壳7与透紫外光件之间形成有容置腔12，外壳7上设有对应于容置腔12的进风口71和出风口72，紫外发生装置21设于容置腔12内，容置腔12内设有风扇13。风扇13加速空气流动，有利于将容置腔12内的热量带出外壳7。

具体地，紫外发生装置21设置于内胆1的上部，自上而下照射水，具有更好的杀菌效果。

以下对图1-3所示的热水器的结构、工作过程进行详细说明：

热水器包括外壳7、内胆1、温度传感器8、加热棒9、紫外光纤22、具有深紫外LED芯片212的杀菌单元2、镁棒10、出水管5以及进水管6。热水器通过加热棒9加热内胆的水，并能通过温度传感器8反馈的温度信息控制加热棒9的工作，设置镁棒10以实现内胆1防腐；热水器使用过程中，出水管5以下的水是出不去的，每次都会至少残留这么多水，在白天不用的时候这里面的水就成了细菌的温床。深紫外LED芯片212通过紫外光纤22将紫外光导入内胆1以照射内胆1中的水，这样深紫外LED芯片212就不需要面对80℃这样的高温。本实施例的杀菌功能一般是在不烧水的情况下使用，例如白天，或者洗完澡后的晚上，在不使用热水器的情况下进行杀菌。这样能有效防止细菌生长繁殖，保证热水器中的水细菌安全性(即无菌)，又能节省能耗，延长杀菌单元2的使用寿命。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.热水器，包括内胆和杀菌单元，其特征在于：所述杀菌单元包括

紫外发生装置，设于所述内胆的外部；以及

紫外光纤，连通所述紫外发生装置和所述内胆的内部，以使所述紫外发生装置发出的紫外光进入所述内胆的内部。

2.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于：所述紫外光纤设为多根，至少一根所述紫外光纤位于所述内胆内的一端延伸至所述热水器的水位线以下。

3.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于：所述紫外光纤伸入所述内胆内的一端上具有若干光逸出结构。

4.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于：所述杀菌单元还包括用于连接所述紫外发生装置和所述紫外光纤的光耦合介质层，所述光耦合介质层为热的非良导体。

5.根据权利要求4所述的热水器，其特征在于：所述紫外发生装置包括紫外LED芯片，所述紫外LED芯片和所述紫外光纤之间通过所述光耦合介质层连接，所述光耦合介质层的折射率处于所述紫外LED芯片的出光面的折射率和所述紫外光纤的折射率之间。

6.根据权利要求1所述的热水器，其特征在于：还包括与所述紫外光纤连接的准直装置，所述准直装置较准所述紫外光纤靠近所述紫外发生装置的一端的轴线，实现该轴线与所述紫外发生装置的光轴重合。

7.根据权利要求6所述的热水器，其特征在于：所述杀菌单元还包括具有容置槽的底座，所述紫外发生装置设于所述容置槽内，所述准直装置包括筒状的弹性件，该弹性件设于所述容置槽内，所述紫外光纤的一端穿过该弹性件而与所述紫外发生装置连接，且所述弹性件的内侧与所述紫外光纤的外壁紧配合，所述弹性件的外侧与所述底座对应于所述容置槽的内壁紧配合。

8.根据权利要求7所述的热水器，其特征在于：所述杀菌单元还包括设于所述底座上用于密封所述容置槽的开口端的密封件，所述紫外光纤的一端依次穿过所述密封件和所述弹性件而与所述紫外发生装置连接；所述底座与所述密封件对应的一端的外侧设有外螺纹，所述内胆上或所述透紫外光件上设有与所述外螺纹匹配的螺纹孔，所述底座通过所述外螺纹与所述螺纹孔的配合而固定于所述内胆上。

9.根据权利要求8所述的热水器，其特征在于：所述底座的外侧设有环状凸台和密封圈，所述密封圈的两端分别弹压在所述内胆上和所述环状凸台上。

10.根据权利要求8所述的热水器，其特征在于：所述密封件为密封胶，所述密封胶具有环状凹槽，所述环状凹槽的底部与所述底座的端部抵顶，所述环状凹槽的两侧分别与所述底座对应于容置槽的内壁和所述底座相背于所述容置槽的外壁抵顶。

11.根据权利要求8所述的热水器，其特征在于：所述准直装置还包括固定套，所述固定套与所述弹性件分别位于所述密封件的相对的两侧。

12.根据权利要求11所述的热水器，其特征在于：所述固定套包括用于夹持所述紫外光纤的至少两个直板，所述直板的端面与所述密封件抵顶；或者所述固定套包括用于夹持所述紫外光纤的至少两个三角形板，所述三角形板的侧面与所述密封件抵顶。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的热水器，其特征在于：包括外壳和设于外壳内的所述内胆，所述内胆为封闭式结构，所述内胆的侧壁的一部分采用透紫外光件，所述外壳与所述透紫外光件之间形成有容置腔，所述外壳上设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口与所述容置腔连通，所述紫外发生装置设于所述容置腔内，所述容置腔内设有风扇。