CN107270530B - 一种全自动双水温开水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动双水温开水器，包括保温箱体以及位于保温箱体内的加热箱、换热箱、温开水储水箱和预热水储水箱；其中，加热箱内设有带温控开关的电加热器，加热箱中的开水通过换热箱换热后温度降低进入温开水储水箱中，同时换热箱中的冷却水经换热后温度升高进入预热水储水箱中，当加热箱中液位降低时，预热水储水箱中的预热水进入加热箱中。本发明全自动双水温开水器既能提供开水，又能提供温度为50～70℃之间的温开水；并且其通过机械装置代替了电子控制装置，使得整个系统可靠性更高，运用气体或易挥发溶液的膨胀系数大，并利用虹吸作用实现了对开水的降温及对冷水的预热，不仅节约了电能和热能，也避免了用电带来的安全隐患。

Description

一种全自动双水温开水器

技术领域

本发明涉及一种全自动双水温开水器，属于机械设计技术领域。

背景技术

市面上的开水器大多为出水温度接近100℃的单水温开水器，人们在饮用时需要等待一定时间才能喝到温度适宜的热水，给日常生活带来了些许不方便和安全隐患，且在开水变凉的过程中，开水的热量白白耗散没有得到有效回收或利用，开水器能源利用率低下。

考虑到以上问题，目前市面上有同时具有近100℃和常温出水的开水器。但是该开水器由于难以兑出合适水温导致每次取水时间长，而在公共场合特别是校园内人流量大且行动时间集中，其应用于该场合存在取水效率低下的问题。另一方面，已有技术的双水温开水器控制系统和电路较为复杂，开水器工作温度较高，对控制系统和电路可靠性都构成挑战，进一步使得整个系统可靠性降低。因此一种利用纯机械控制实现按需取用温开水和沸水的双水温开水器的开发很有必要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动双水温开水器，该双水温开水器利用纯机械控制实现按需取用温开水(50～70℃)和沸水。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种全自动双水温开水器，包括保温箱体以及位于保温箱体内的加热箱、换热箱、温开水储水箱和预热水储水箱；其中，加热箱内设有带温控开关的电加热器，换热箱内设有换热盘管，加热箱的开水出口A与位于保温箱体外的开水开关连接，加热箱的开水出口B通过联动阀门I与换热箱中的换热盘管入口连接，换热箱中换热盘管出口与温开水储水箱的温开水入口连通，温开水储水箱的温开水出口与位于保温箱体外的联动阀门II连接；预热水储水箱底部设有冷水出口和冷水入口，预热水储水箱的冷水出口通过管道与加热箱的冷水入口连通，预热水储水箱的冷水入口通过第一浮球阀与位于保温箱体外的自来水入口连通，第一浮球阀的浮球位于加热箱中，自来水入口同时通过第二浮球阀与换热箱的冷水入口连接，第二浮球阀的浮球位于换热箱中；换热箱内还设有虹吸管，虹吸管的出口从预热水储水箱的顶部伸入预热水储水箱内，同时预热水储水箱与换热箱之间还设有旁通管；换热箱底部还固定安装有多个密封的膨胀气囊。

其中，所述换热箱呈凸字型。

其中，所述膨胀气囊由支撑件内肋片铜管和硅胶气球组成，内肋片铜管为两端开口的通管结构，内肋片铜管底部固定在换热箱底板上，内肋片铜管顶端与硅胶气球固定连接，且内肋片铜管与硅胶气球相互连通形成密封空间。

其中，所述膨胀气囊内填充有空气或乙醇溶液，膨胀气囊能够热胀冷缩。

其中，所述换热盘管为铜制盘管，所述换热盘管均匀布置在换热箱中。

其中，所述第二浮球阀的浮球和浮球控制阀门之间的连杆位于连通换热箱和自来水入口管路的内部。

其中，所述联动阀门I和联动阀门II为两个同时开启、同时闭合，且开启程度时刻相同的阀门。

其中，所述换热箱、温开水储水箱和预热水储水箱均为封闭箱体。

与现有技术相比，本发明技术方案具有的有益效果为：

首先，本发明全自动双水温开水器使用双出水温度，一个出口为开水，另一个出口将出水温度调整为适宜饮用的50-70℃，可直接拿来饮用，不用长时间等待开水变凉，为日常使用尤其是气温较高的季节提供了便利，也保留了开水出口，用户可自由选择，使用时十分方便；

其次，针对现有开水器普遍使用温度传感器来检测温度，线路和电子元器件容易出现故障的问题，本发明全自动双水温开水器是依靠气体的热力参数变化代替温度传感器，有效地减少了故障发生率，同时避免了电子元件带来的用电安全问题，提高了装置的使用稳定性；

再者，本发明全自动双水温开水器采用虹吸管调节冷水水量，通过自动更新冷却水来保证换热盘管内开水的冷却效率，利用虹吸作用使冷水无需借助外加动力而自行流入预热水储存箱，用虹吸管、阀门等简单的机械装置替代复杂的动力设备和自动控制装置，缩小了整个系统的规模，提高了设备运行的可靠度和经济性；

进一步说，本发明全自动双水温开水器设置了联动阀门，使得温开水储存箱中的温开水使用后能够得到及时补充，并且可使得加热箱和换热盘管内部能及时的连通和闭合，有效隔绝了开水与温水之间的换热，保障了温开水的温度不被过高加热；

最后，利用冷热水换热来降低开水温度，同时对冷水做加热前预热，冷水经预热后再进入加热箱中加热，有效回收了开水的能量和提高了开水热量的利用率，即节约了饮用者时间，也充分实现了能量的再利用。

附图说明

图1为本发明全自动双水温开水器的结构示意图；

图2为本发明膨胀气囊的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于此。

如图1所示，本发明全自动双水温开水器，包括保温箱体1以及位于保温箱体1内的加热箱2、换热箱8、温开水储水箱13和预热水储水箱15；其中，加热箱2为非封闭箱体，加热箱2位于保温箱体1的顶部，加热箱2内设有带温控开关4的电加热器3，电加热器3与保温箱体1外部电源连接，换热箱8内设有换热盘管7，换热盘管7为铜制盘管，换热盘管7均匀布置在换热箱8中，加热箱2底部的开水出口A与位于保温箱体1外的开水开关5连接，可以通过打开开水开关5，直接接取100℃的开水，加热箱2底部的开水出口B通过联动阀门I6与换热箱8中的换热盘管7入口连接，换热箱8位于加热箱2的下方，换热箱8中换热盘管7的出口与温开水储水箱13顶部的温开水入口连通，温开水储水箱13位于换热箱8的下方，温开水储水箱13的温开水出口与位于保温箱体 1外的联动阀门II17连接，可以通过打开联动阀门II17，取用经过换热箱8降温后的50～70°的温开水；预热水储水箱15位于换热箱8的下方，预热水储水箱15底部设有冷水出口和冷水入口，预热水储水箱15的冷水出口通过管道与加热箱2顶部的冷水入口连通，预热水储水箱15的冷水入口通过第一浮球阀16与位于保温箱体1外的自来水入口10连通，第一浮球阀16的浮球位于加热箱2中，自来水入口10同时通过第二浮球阀9与换热箱8顶部的冷水入口连接，第二浮球阀9的浮球位于换热箱8中，第二浮球阀9的浮球和浮球控制阀门之间的连杆位于连通换热箱8和自来水入口10管路的内部；换热箱8内还设有虹吸管12，虹吸管12的出口从预热水储水箱15的顶部伸入预热水储水箱15内，同时预热水储水箱15顶部与换热箱顶部之间还通过旁通管14连通；换热箱8底部还固定安装有多个密封的膨胀气囊11，膨胀气囊11内部填充有空气或乙醇溶液，利用气囊11在温度变化时体积显著变化的(膨胀系数大)特点，解决了液体温度变化时液体体积变化不显著，从而无法借以实现温度变化来控制液位的问题。

如图2所示，膨胀气囊11由支撑件内肋片铜管1101和硅胶气球1102组成，内肋片铜管1101 为两端开口的通管结构，内肋片铜管1101底端固定在换热箱8底板上，内肋片铜管1101顶端与硅胶气球1102固定连接，且内肋片铜管1101与硅胶气球1102相互连通形成密封空间，通过内肋片铜管1101的及时换热，可有效使得热水对膨胀气囊11内的空气或者乙醇溶液进行加热或冷却，增加传热速度，促进其热涨冷缩过程的快速有效性。

本发明全自动双水温开水器中的换热箱8呈凸字，可使得换热箱8顶部液位随着温度变化更为明显，使得液位控制更为有效；装置中换热箱8、温开水储水箱13和预热水储水箱15均为封闭箱体；装置中的联动阀门I6和联动阀门II17为两个同时开启、同时闭合，且开启程度时刻相同的阀门。

本发明全自动双水温开水器工作流程如下：

加热箱2中的开水被用户通过开水开关5或温开水开关即联动阀门II17取用后，液位下降，当液位下降至加热箱2中的d位置时，第一浮球阀16开启，此时，自来水通过位于保温箱体1底部的预热水储水箱15进入加热箱2中，当加热箱2中的液位逐渐上升至c位置处时，第一浮球阀16关闭，此时，加热箱2中的水温降低，温控开关4控制电加热器3开始给加热箱2的水加热，水沸腾后，温控开关4控制电加热器3停止加热。

加热箱2中的水烧开沸腾后，用户可通过开水开关5直接取用开水，而另一部分开水通过联动阀门I6进入换热箱8中的换热盘管7进行冷却至50～70度，再进入温开水储水箱13中，通过联动阀门II17流出温开水；当用户开启联动阀门II17时，联动阀门I6同时开启，此时同时开启和闭合的联动阀门I6和联动阀门II17可使得用户取用温开水时温开水储水箱13内的温开水能够得到及时补充，并且可使得用户不取用温开水时，加热箱2中的开水与换热盘管7以及温开水储水箱13中的温开水隔断换热，保证温开水温度不被加热过高。

由于换热箱8中的自来水一直用于冷却加热箱2中流出的开水，使其温度降低并进入温开水储水箱13中，经过一段时间使用后，换热箱8中的自来水温度不断升高，升高到50度时会丧失冷却效果。所以在换热箱8底部设置了膨胀气囊11，当换热箱8中的水温超过50度时(此时加热箱2 中流出的开水已无法在换热箱8中被冷却至70度)，换热箱8中50度水温所对应的膨胀气囊11的膨胀体积能够刚好使得换热箱8中的液位上升漫过虹吸管12的弯曲部分，虹吸管12产生虹吸作用，虹吸作用使得换热箱8中的自来水流出至预热水储水箱15中，当换热箱8中的液位下降至虹吸管 12吸入管的入口位置，即换热箱8的b位置处，第二浮球阀9缓慢开启，来自外部的温度较低的自来水缓慢流入换热箱8中，当换热箱8中的液位上升至a位置处，第二浮球阀9关闭，停止注入冷水，此时换热箱8中自来水温度降低，膨胀气囊11缓慢收缩，使得换热箱8重新具备了冷却加热箱 2流出的开水的能力；换热箱8的顶部与预热水储水箱15的顶部通过旁通管14连通，用以平衡气压，使得预热水能顺利通过虹吸管12流下。通过该过程，实现了换热箱8内自来水的自动更新，保证换热盘管7内热水的冷却效率。膨胀气囊11在对应温度下的膨胀体积所需要填充的乙醇溶液的体积可通过有限次实验获得。

预热水储水箱15底部一侧连接自来水入口，另一侧与加热箱2顶部通过管路连通，预热水储水箱15可利用自来水水压把预热水储水箱15中的水顺利压入加热箱2中，由于冷水进出口均设置在预热水储水箱15底部，使得预热水储水箱15中的空气不会进入加热箱2中。

本发明全自动双水温开水器既能提供开水，又能提供温度为50～70℃之间的温开水；其通过机械装置代替了电子控制装置，使得整个系统可靠性更高，运用气体或易挥发溶液的膨胀系数大，并利用虹吸作用实现了对开水的降温及对冷水的预热，不仅节约了电能和热能，也避免了用电带来的安全隐患，提高了装置的使用稳定性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种全自动双水温开水器，其特征在于：包括保温箱体以及位于保温箱体内的加热箱、换热箱、温开水储水箱和预热水储水箱；其中，加热箱内设有带温控开关的电加热器，换热箱内设有换热盘管，加热箱的开水出口A与位于保温箱体外的开水开关连接，加热箱的开水出口B通过联动阀门I与换热箱中的换热盘管入口连接，换热箱中换热盘管出口与温开水储水箱的温开水入口连通，温开水储水箱的温开水出口与位于保温箱体外的联动阀门II连接；预热水储水箱底部设有冷水出口和冷水入口，预热水储水箱的冷水出口通过管道与加热箱的冷水入口连通，预热水储水箱的冷水入口通过第一浮球阀与位于保温箱体外的自来水入口连通，第一浮球阀的浮球位于加热箱中，自来水入口同时通过第二浮球阀与换热箱的冷水入口连接，第二浮球阀的浮球位于换热箱中；换热箱内还设有虹吸管，虹吸管的出口从预热水储水箱的顶部伸入预热水储水箱内，同时预热水储水箱与换热箱之间还设有旁通管；换热箱底部还固定安装有多个密封的膨胀气囊。

2.根据权利要求1所述的全自动双水温开水器，其特征在于：所述换热箱呈凸字型。

3.根据权利要求1所述的全自动双水温开水器，其特征在于：所述膨胀气囊由支撑件内肋片铜管和硅胶气球组成，内肋片铜管为两端开口的通管结构，内肋片铜管底部固定在换热箱底板上，内肋片铜管顶端与硅胶气球固定连接，且内肋片铜管与硅胶气球相互连通形成密封空间。

4.根据权利要求3所述的全自动双水温开水器，其特征在于：所述膨胀气囊内填充有空气或乙醇溶液。

5.根据权利要求1所述的全自动双水温开水器，其特征在于：所述换热盘管为铜制盘管，所述换热盘管均匀布置在换热箱中。

6.根据权利要求1所述的全自动双水温开水器，其特征在于：所述第二浮球阀的浮球和浮球控制阀门之间的连杆位于连通换热箱和自来水入口管路的内部。

7.根据权利要求1所述的全自动双水温开水器，其特征在于：所述联动阀门I和联动阀门II为两个同时开启、同时闭合，且开启程度时刻相同的阀门。

8.根据权利要求1所述的全自动双水温开水器，其特征在于：所述换热箱、温开水储水箱和预热水储水箱均为封闭箱体。