CN109404601A - 一种水流调节装置及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水流调节装置，包括阀体、阀芯和弹性件，阀体设有进水口和出水口，阀芯设有供水流通过的通孔，阀芯内设有根据温度的变化会发生膨胀或收缩的感温体，弹性件设在阀芯和阀体内壁之间，阀芯在感温体和弹性件的共同作用下会发生轴向运动，进而改变通孔与进水口和出水口的配合连通状态。同时，还公开了具有该水流调节装置的热水器。本发明具有以下优点：1.本发明的水流调节装置具有自动根据水温调节出水流量，对水流调节灵敏度高；2.本发明的热水器通过调节装置自动调节出水流量，同时使用负荷余量对水流进行加热，双管齐下使热水器出热水响应速度快，快速达到热平衡状态，提升用户的用水体验。

Description

一种水流调节装置及热水器

技术领域

本发明涉及燃气热水器技术领域，尤其涉及一种开机后快速恒温的一种水流调节装置及热水器。

背景技术

恒温热水器加热过程进水温过低，当用户设定的用水温差过大时，热水器在开机非恒温加热阶段的冷水流速快，会使水温加热慢，难以快速达到设定温度，导致用户洗浴体验不佳。

发明内容

本发明的目的是为了针对现有的技术现状，提供了一种水流调节装置，可根据水温自动调节出水流量大小。同时，还提供了一种热水器，该热水器具有根据水温自动调节出水流量的功能，同时通过控制算法利用负荷余量对水流进行加热，增大加热负荷，在两项协同配合作用下，使热水器的水流能够快速达到热平衡状态，提升用户的用水体验。

根据本发明的一个目的，提供了一种水流调节装置，该调节装置包括阀体、活动设置在阀体内的阀芯、弹性件，所述阀体的上端设有进水口，且其下端设有与所述进水口相对的出水口，所述阀芯设有供水流通过的通孔，所述阀芯内设有感温体，所述感温体根据温度的变化会发生膨胀或收缩，所述弹性件设置在所述阀体内且与所述阀芯相抵接。由此，当所述感温体根据温度变化发生膨胀或收缩时，所述阀芯在所述感温体和所述弹性件的共同作用下发生轴向运动，进而改变所述通孔与所述进水口和所述出水口的配合连通状态，以实现自动调节从水流调节装置流出的水流量。

进一步地，所述感温体由热敏蜡材料制成，所述阀芯由导热系数高且质地硬的材料制成。

进一步地，所述阀体内设有容纳腔，所述阀芯可轴向运动地设置在所述容纳腔中。

进一步地，还包括导向柱，所述阀芯内设有安装槽及供所述导向柱穿过的通道，所述安装槽与所述通道相连通，所述感温体的一部分设置在所述安装槽中且其另一部分设置在所述通道中，所述导向柱的一端伸入所述通道中且与所述感温体相抵接，另一端与所述阀体的内壁连接。

进一步地，所述阀体的内壁设有朝外凹陷且与所述导向柱相配合的固定槽，所述导向柱远离所述阀芯的一端设置在所述固定槽中。

进一步地，所述阀体的内壁设有适于固定所述弹性件的固定座，所述弹性件的一端固定在所述固定座中，另一端与所述阀芯的侧壁相抵接。

进一步地，所述阀体包括具有一侧开口的旋塞套、及与所述旋塞套开口方向相反的阀套，所述固定槽设置在所述旋塞套内，所述进水口和所述出水口分别设置在所述阀套的上下两端，所述旋塞套具有开口的一端与所述阀套具有开口的一端可拆卸连接。

进一步地，还包括密封件，所述密封件设置在所述阀芯的外表面和所述阀套的内壁之间。

根据本发明的另一个目的，提供了一种热水器，包括出水管、与所述出水管相连通的出水接头、控制器及加热器，其中，还包括如上所述的一种水流调节装置，所述调节装置设置在所述出水管与所述出水接头之间，所述调节装置根据水温自动调节从所述调节装置流出的水流量，所述控制器通过控制算法使所述加热器在非恒温加热阶段使用加热负荷余量对水流进行快速加热。

进一步地，所述负荷余量Q_实由热水器开机时的实际加热负荷Q和使热水器能够快速将水流加热至热平衡状态的补偿负荷△Q构成，其中Q＝C×M×△T，△Q＝A×(T₃-T₂)×C×M，式中：C-水的热容，M-热水器每秒流水的质量，△T-用户设定温度和实际水温的温差；△Q-补偿热负荷，A-补偿系数，T₂-设定的理论水温，T₃-用户设定温度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.通过设置在阀芯内设置感温体和弹性件，使其具有自动根据水温调节出水流量，对水流调节灵敏度高；

2.本发明的热水器通过调节装置自动调节出水流量，同时使用负荷余量对水流进行加热，双管齐下使热水器出热水响应速度快，快速达到热平衡状态，提升用户的用水体验。

附图说明

图1是实施例1中水流调节装置的结构示意图；

图2是图1中阀体的结构示意图；

图3是图1中阀芯的结构示意图；

图4是图1中阀芯、感温体和导向柱的结构示意图；

图5是实施例2中一种热水器的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种水流调节装置，该调节装置1包括阀体11、阀芯12、感温体13、导向柱14和弹性件15。阀芯12可轴向运动地设置在阀体11内，感温体13设置在阀芯12内且其根据温度的变化会发生膨胀或收缩，导向柱14的一端与阀体11的内壁连接，且其另一端伸入阀芯12内并与感温体13相抵接，弹性件15的一端固定在阀体11内壁且其另一端与阀芯12相抵接。由此，当外界温度和/或流经阀芯12的水温发生变化时，感温体13根据温度的变化发生膨胀或收缩，阀芯12在感温体13和弹性件15的共同作用下自动发生轴向运动。

在本实施例中，感温体13优选为由热敏蜡材料制成。

如图2所示，阀体11包括具有一侧开口的旋塞套11A、及与旋塞套11A开口方向相反的阀套11B，旋塞套11A具有开口的一端与阀套11B具有开口的一端可拆卸连接。进一步地，旋塞套11A和阀套11B通过连接件17固定连接。由此，便于将阀芯12、导向柱14和弹性件15装配在阀体11内，使调节装置1易于拆装。

在本实施例中，连接件17优选为螺纹。

进一步地，阀体11内设有可供阀芯12轴向运动的容纳腔110，该容纳腔110由旋塞套11A的右端开口和阀套11B的左端开口共同限定出。旋塞套11A的内壁设有固定槽113，该固定槽113朝外延伸且适于固定导向柱14。阀套11B的内壁在与固定槽113相对的一侧设置有适于固定弹性件15的固定座114，阀套11B的上端设有朝上延伸的进水口111且其下端设有朝下延伸的出水口112，该进水口111与出水口112同轴设置。由此，通过设置朝上延伸的进水口111和朝下延伸的出水口112，以便于调节装置1与其他部件固定连接。

如图1和图3-4所示，阀芯12设有供水流通过的通孔121，阀芯12内设有安装槽122及供导向柱14穿过的通道123，该安装槽122与通道123相连通。感温体13的一部分设置在安装槽122且其另一部分设置在通道123中；导向柱14一端伸入通道123中且与感温体13相抵接，另一端固定在固定槽113中；弹性件15的一端固定在固定座114中，另一端与阀芯12背离通道123的一端连接。由此，当水流流入阀体11时，设置在阀芯12内的感温体13因热胀冷缩所产生的力大于或小于弹性件15的弹性力，以使阀芯12沿导向柱14的轴向运动，从而改变通孔121与进水口111和出水口112的配合连通状态，实现了自动调节从出水口112流出的水流量大小，具有灵敏度高、调节方式简单可靠等优点。

进一步地，阀芯12由导热系数高且质地硬的材料制成，以此便于阀芯12将水流的进水温度迅速传递至感温体13中，加快调节装置1的调节出水流量的响应速度。在本实施例中，阀芯12优选为由金属铜材料制成。

本实施的水流调节装置的工作原理具体如下：

当流入阀体11的水流温度及环境温度较低时，阀芯12将温度迅速传递至感温体13，感温体13受冷收缩，弹簧件15的弹性力大于感温体13受冷收缩所产生的力，使阀芯13朝远离弹簧件15的方向轴向运动，以使通孔121与进水口111和出水口112的配合面变小，从而实现自动调小调节装置1的出水流量，有利于水流被快速加热至恒温状态；

当水流被加热至水温上升时，流入阀体11的水温变高，感温体13受热膨胀并产生膨胀力，该膨胀力大于弹簧件15的弹性力，带动阀芯13朝靠近弹簧件15的方向运动，以使阀芯12的水流面变大，自动调大出水流量，满足用户用水体验。

实施例2

如图5所示，本实施的一种热水器，包括出水管2、出水接头3、控制器4及加热器5，出水管2的一端与加热器5相连通，另一端与出水接头3相连通，其中，还包括如实施1所述的一种水流调节装置，该调节装置1设置在出水管2与出水接头3之间，用于根据流经调节装置1的水温自动调节从调节装置1流出的水流量。由此，热水器在非恒温加热阶段的进出水流温差大时，调节装置1能够自动将从调节装置1流出的水流量调小，反之自动将水流量调大，具有调节方式灵敏、可靠，使加热阶段的水温快速达到恒温状态等优点。

进一步地，朝上延伸的进水口111与出水管2相连通，朝下延伸的出水口112与出水管2或出水接头3相连通。

进一步地，在非恒温加热阶段，热水器不在全负荷加热时，控制器4通过控制算法使加热器5使用负荷余量对水流进行快速加热。具体的，负荷余量Q_实＝Q+△Q，其中，Q为热水器开机时的实际加热负荷，△Q为使热水器能够快速将水流加热至热平衡状态的补偿负荷。进一步地，Q＝C×M×△T，△Q＝A×(T₃-T₂)×C×M，式中：C-水的热容，M-热水器每秒流水的质量，△T-用户设定温度和水流初始水温的温差；△Q-补偿热负荷，A-补偿系数，T2-水流实际温度，T3-用户设定温度。由此，热水器在非恒温加热阶段，在调节装置1根据进出水流温差自动调节出水流量，同时利用负荷余量对水流进行加热，双管齐下，使热水器能够快速达到用户的设定水温，提升用户的用水体验，节约电能。

在非恒温加热阶段，本实施例的热水器不在全负荷加热，其只需3秒即可快速达到恒温状态。而热水器利用全负荷加热时，其需要8秒才能达到恒温状态。或热水器进水为最大时，其需要12秒才能达到恒温状态。可见，本实施例的热水器出热水响应快速。

以上的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水流调节装置，其特征在于，调节装置(1)包括阀体(11)、活动设置在阀体(11)内的阀芯(12)、及弹性件(15)，所述阀体(11)的上端设有进水口(111)，且其下端设有与所述进水口(111)相对的出水口(112)，所述阀芯(12)设有供水流通过的通孔(121)，所述阀芯(12)内设有感温体(13)，所述感温体(13)根据温度的变化会发生膨胀或收缩，所述弹性件(15)设置在所述阀体(11)内且与所述阀芯(12)相抵接，所述阀芯(12)在所述感温体(13)和所述弹性件(15)的共同作用下会发生轴向运动，进而改变所述通孔(121)与所述进水口(111)和所述出水口(112)的配合连通状态。

2.如权利要求1所述的一种水流调节装置，其特征在于，所述感温体(13)由热敏蜡材料制成，所述阀芯(12)由导热系数高且质地硬的材料制成。

3.如权利要求1所述的一种水流调节装置，其特征在于，所述阀体(11)内设有容纳腔(110)，所述阀芯(12)可轴向运动地设置在所述容纳腔(110)中。

4.如权利要求3所述的一种水流调节装置，其特征在于，还包括导向柱(14)，所述阀芯(12)内设有安装槽(122)及供所述导向柱(14)穿过的通道(123)，所述安装槽(122)与所述通道(123)相连通，所述感温体(13)的一部分设置在所述安装槽(122)中且其另一部分设置在所述通道(123)中，所述导向柱(14)的一端伸入所述通道(123)中且与所述感温体(13)相抵接，另一端与所述阀体(11)的内壁连接。

5.如权利要求4所述的一种水流调节装置，其特征在于，所述阀体(11)的内壁设有朝外凹陷且与所述导向柱(14)相配合的固定槽(113)，所述导向柱(14)远离所述阀芯(12)的一端设置在所述固定槽(113)中。

6.如权利要求1所述的一种水流调节装置，其特征在于，所述阀体(11)的内壁设有适于固定所述弹性件(15)的固定座(114)，所述弹性件(15)的一端固定在所述固定座(114)中，另一端与所述阀芯(12)的侧壁相连接。

7.如权利要求1所述的一种水流调节装置，其特征在于，所述阀体(11)包括具有一侧开口的旋塞套(11A)、及与所述旋塞套(11A)开口方向相反的阀套(11B)，所述固定槽(113)设置在所述旋塞套(11A)内，所述进水口(111)和所述出水口(112)分别设置在所述阀套(11B)的上下两端，所述旋塞套(11A)具有开口的一端与所述阀套(11B)具有开口的一端可拆卸连接。

8.如权利要求7所述的一种水流调节装置，其特征在于，还包括密封件(16)，所述密封件(16)设置在所述阀芯(12)的外表面和所述阀套(11B)的内壁之间。

9.一种热水器，包括出水管(2)、与所述出水管(2)相连通的出水接头(3)、控制器(4)及加热器(5)，其特征在于，还包括如权利要求1-8中任一项所述的一种水流调节装置，所述调节装置(1)设置在所述出水管(2)与所述出水接头(3)之间，所述调节装置(1)根据水温自动调节从所述调节装置(1)流出的水流量，所述控制器(4)通过控制算法使所述加热器(5)在非恒温加热阶段使用加热负荷余量对水流进行快速加热。

10.如权利要求9所述的一种快速恒温热水器，其特征在于，所述负荷余量Q_实由热水器开机时的实际加热负荷Q和使热水器能够快速将水流加热至热平衡状态的补偿负荷△Q构成，其中Q＝C×M×△T，△Q＝A×(T₃-T₂)×C×M，

式中：C-水的热容，M-热水器每秒流水的质量，△T-用户设定温度和实际水温的温差；△Q-补偿热负荷，A-补偿系数，T₂-设定的理论水温，T₃-用户设定温度。