CN110074680A - 即热式饮水机、即热式饮水机的加热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种即热式饮水机、即热式饮水机的加热控制方法。所述即热式饮水机至少包括进水部、发热管、水泵、出水嘴、出水温度传感器、电源电路板和控制电路板，所述发热管的下端部设有进水口而所述发热管的上端部设有出水口，所述水泵连接在所述发热管的进水口与所述进水部之间，所述出水温度传感器设在所述发热管的出水口，所述出水嘴与所述发热管的出水口相连通，所述控制电路板用于根据所述出水温度传感器检测的出水温度来调整所述水泵提供给所述发热管的进水量使所述发热管的进水量与所述发热管的加热功率相匹配。所述即热式饮水机具有工作稳定可靠且使用安全的特点。

Description

即热式饮水机、即热式饮水机的加热控制方法

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，尤其是涉及一种即热式饮水机、即热式饮水机的加热控制方法。

背景技术

一般来说，即热式饮水机包括机壳和位于所述机壳内的加热体，由所述加热体对水源的水进行加热以满足饮用要求。即热式饮水机具有体积小、便于携带、加热速度快、加热温度可调等优点，逐渐受到广大消费者的喜爱。然而，现有的即热式饮水机在使用过程中，由于使用环境下电压波动导致饮水机的加热功率随之发生波动，使饮水机容易出现加热功率过高导致加热过程产生大量的水汽或加热功率偏低导致水温达不到预设温度，从而工作可靠性较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种工作稳定可靠的即热式饮水机，通过水泵调整进水量以确保加热不会产生大量水汽又能够充分加热。

本发明还提出一种即热式饮水机的加热控制方法。

本发明提出一种即热式饮水机，至少包括进水部、发热管、水泵、出水嘴、出水温度传感器、电源电路板和用于根据所述出水温度传感器的检测结果调整所述水泵提供给所述发热管的进水量的控制电路板，所述发热管的下端部设有进水口而所述发热管的上端部设有出水口，所述水泵连接在所述发热管的进水口与所述进水部之间，所述出水温度传感器设在所述发热管的出水口，所述出水嘴与所述发热管的出水口相连通，所述电源电路板分别与所述水泵、所述发热管和所述控制电路板电性相连，所述控制电路板电性连接所述出水温度传感器和所述水泵。

在一个实施例中，所述发热管的外侧设有用于检测发热管内水位高度的水位开关，所述水位开关电性串接在所述电源电路板与所述发热管之间。

在一个实施例中，所述水位开关包括：设在所述发热管的外侧的水位探管，所述水位探管的下末端与所述发热管的进水口相连通，所述水位探管的上末端与所述发热管的出水口相连通，所述水位探管的上末端的位置不低于所述发热管的出水口；可漂浮在所述水管探管内水面的磁性小球；设在所述水位探管上末端的磁控开关，所述磁控开关电性串接在所述电源电路板与所述发热管之间，且所述磁控开关仅当所述磁性小球靠近时才为导通状态。

在一个实施例中，所述发热管的下末端设有泄水口，所述泄水口与所述发热管的进水口相连通。

在一个实施例中，所述发热管的出水口与所述出水嘴之间设有用于进行水汽分离以减少水汽排出到所述出水嘴的泄压装置。

在一个实施例中，所述发热管的出水口与所述出水嘴之间设有用于限制水汽排出到所述出水嘴的单向阀。

在一个实施例中，所述进水部至少包括用于与水桶的桶口相连接的供水腔、从所述供水腔上凸设置的顶柱以及设于所述供水腔下方的供水管，当水桶的桶口倒扣在所述供水腔时所述供水管与水桶内相连通。

在一个实施例中，所述即热式饮水机还包括：与水桶搭配使用的桶盖，所述桶盖具有可供所述顶柱穿过的通孔以及设在所述桶盖内用于将所述通孔密封的密封件。

在一个实施例中，所述密封件为封装在所述通孔上的薄膜或封水球。

在一个实施例中，所述即热式饮水机还包括机壳，所述发热管、所述水泵、所述电源电路板和所述控制电路板均设置在所述机壳内，所述供水腔设置在所述机壳的上侧板上，所述供水管位于所述上侧板的下侧面。

本发明公开一种上述即热式饮水机的加热控制方法，其包括步骤：所述控制电路板控制所述水泵以第一流量给所述发热管供水而所述发热管以预设加热功率对水加热，所述第一流量与所述预设加热功率相匹配；所述出水温度传感器实时检测所述发热管的出水口的出水温度并将检测信息反馈至所述控制电路板，所述控制电路板将出水温度与预设温度进行比较，当所述出水温度大于所述预设温度时所述控制电路板控制所述水泵增加给所述发热管的供水量，当所述出水温度小于所述预设温度时所述控制电路板控制所述水泵降低给所述发热管的供水量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的即热式饮水机的结构紧凑且小巧便携，通过检测出水温度的变化同步通过调节水泵的供水量，让提供给发热管的供水量与发热管的加热功率同步波动，从而解决了出现因使用环境下电压波动带来加热功率波动导致水汽过多或加热不充分的问题，有利于提高饮水机的工作可靠性。另外，通过在发热管的外侧设置水位开关可以防止发热管发生干烧以进一步提高工作可靠性。再者，还可以在发热管的出水口设置泄压装置或单向阀来进一步降低水汽从出水嘴喷出以提高使用安全性。

附图说明

图1是即热式饮水机的立体图分解结构示意图。

图2是即热式饮水机的逻辑结构示意图。

图3是瓶盖一个实施例的结构示意图。

图4是发热管在加热过程中表现出不同加热区的示意图。

图5是即热式饮水机的加热过程的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

结合图1和图2所示。本发明公开一种即热式饮水机（又简称“饮水机”），至少包括进水部、发热管3、水泵2、出水嘴5、出水温度传感器9、电源电路板71和控制电路板72，发热管3的下端部设有进水口31而上端部设有出水口32，发热管3的进水口31通过水泵2与进水部相连通，出水温度传感器9设在发热管3的出水口32，且出水嘴5与发热管3的出水口32相连通，而电源电路板71与水泵2、发热管3和控制电路板72电性相连以给水泵2、发热管3及控制电路板72供电，控制电路板72电性连接出水温度传感器9和水泵2，控制电路板72用于根据出水温度传感器9检测的出水温度来调整水泵2的功率以调节发热管3的进水量，让发热管3的进水量与其加热功率相匹配以避免出现加热产生过多水汽或水温达不到预设温度。

水泵2具有进水端和出水端，水泵2的进水端与进水部相连通，水泵2的出水端与发热管3的进水口31相连通。其中，进水部与水泵2之间、水泵2与发热管3之间、发热管3与出水嘴5之间，如无特别说明，都是指直接相连通或按需使用管路相连通。

进水部至少包括用于与水桶的桶口相连接的供水腔12、从供水腔12上凸设置的顶柱13以及设于供水腔12下方并与供水腔12相连通的供水管14。如图2所示，饮水机与水桶6搭配使用，水桶6的桶口设有桶盖61，将水桶6的桶口倒扣在供水腔12时，顶柱13将穿透桶盖61使供水管14与水桶6内相连通。其中，水桶6为饮水机的一个组成部件，也可以不属于饮水机而只是与饮水机搭配使用。

在一个实施例中，见图3所示，为了让饮水机能够与大多数的各种尺寸水桶6搭配使用，本发明的饮水机配置通用型的桶盖61，该桶盖61的规格与目前市场销售的大多数的桶（瓶）装水的桶（瓶）口规格相匹配，该桶盖61具有可供顶柱13穿过的通孔611以及设在桶盖61内将通孔611密封的密封件612。比如，密封件612为封装在通孔611上的薄膜或封水球。用户在使用过程中，将水桶61自身的桶盖更换为本饮水机随机配置的桶盖61后，再将水桶6倒扣在供水腔12时，顶柱13将穿透通孔611将密封件612顶开使供水管14与水桶6内相连通，从而水桶6内的水能经过供水管14和水泵2提供给发热管3。

如图1所示，本发明的饮水机具有机壳1，发热管3、水泵2、电源电路板71和控制电路板72均设置在机壳1内。机壳1包括竖直设置的周侧板以及与周侧板可拆卸的安装相连的上侧板，而供水腔12设置在机壳1的上侧板11上，且供水管14位于上侧板11的下侧面。上侧板11的周缘设有多个第一扣勾15，周侧板上设有多个第一扣孔16，通过将每个第一扣勾15扣合在其中一个第一扣孔16之中使上侧板11与周侧板安装构成机壳1。而出水嘴5外露出机壳1设置以便于用户取水，出水嘴5的一侧面设有多个第二扣勾51，机壳1的其中一个周侧板上对应设有第二扣孔17，出水嘴5通过第二扣勾51扣合在第二扣孔17内安装设置在机壳1的外侧面，水经过发热管3加热后从出水口32流到出水嘴5，再经过出水嘴5流出。

另外，水在发热管3加热过程中不可避免的会产生水汽，导致发热管3的出水口32的压力增大，为了避免压力带着水汽随热水从水嘴5喷出烫伤用户，在发热管3的出水口32与出水嘴5之间设有用于让水汽未进入出水嘴5之前提前泄压的泄压装置，通过泄压装置也是实现水汽分离以减少水汽随热水从出水嘴5喷出的有效手段之一。在一个实施例中，泄压装置包括泄压腔，该泄压腔具有第一端口、第二端口和第三端口，第一端口与发热管3的出水口32相连通，第二端口的位置低于第三端口的位置，第二端口与出水嘴5相连通，而第三端口通过管路与发热管3的出水口31相连通。因此，水汽随热水从发热管3的出水口32进入泄压腔后，热水从泄压腔的第二端口流到出水嘴5，而水汽位于热水的上方并通过泄压腔的第三端口回流至发热管3的出水口31。当然，还可以在发热管3的出水口32与出水嘴5之间设置单向阀，所述单向阀限制水汽从出水口32排出到出水嘴5。

再者，为了提高饮水健康，发热管3的下末端设有泄水口33，该泄水口33与进水口31相连通。假如长时间不使用饮水机时，可以手动打开泄水口33让发热管3内的水从泄水口33排出，防止长时间积水有细菌的滋生保证健康饮水。

优选的，发热管3使用镀膜发热管，其是在具有良好绝缘性能和导热性能的管体外表面镀覆一层电热膜，在电热膜上置以电极便构成了发热管3，且整体呈透明或半透明的视觉效果。因电热膜与管体内的水不直接接触从而实现水电分离，可以降低发生加热过程中发生漏电触电风险。其中，管体一般采用石英管、玻璃管或多晶硅管。镀膜发热管具有使用安全、发热效率高且体积较小的优点，安装在机壳1内占有空间小从而有利于减小饮水机的体积让饮水机实现小巧便携。

电源电路板71与外部电源（比如市电）电性相连。当电源电路板71给发热管3供电时发热管3发出热量从而让流过的水得以加热。一般来说，为了提高发热管3的使用安全避免发生干烧，发热管3往往与温控器8搭配使用，温控器8固定在发热管3上，且温控器8电性串接在电源电路板71与发热管3之间。

在一个实施例中，为了避免发热管3发生干烧，在发热管3的外侧设有用于检测发热管3内水位高度的水位开关，该水位开关电性串接在电源电路板71与发热管3之间，仅当水位开关导通时电源电路板71才能给发热管3供电。如图所示，水位开关包括设在发热管3的外侧的水位探管41，该水位探管41的下末端与发热管3的进水口31相连通，水位探管41的上末端的位置不低于发热管3的出水口32；在水管探管41内设有可漂浮在水管探管41内水面的磁性小球42；在水位探管41的上末端设有磁控开关43，该磁控开关43在靠近磁性物质时由断开状态切换成导通状态，该磁控开关43电性串接在电源电路板71与发热管3之间。因此，由于水位探管41的下末端与发热管3的进水口31相连通，故水位探管41内的水位高度与发热管3的水位高度一致；当发热管3内缺水时，磁性小球42远离磁控开关43从而磁控开关43为断开状态，此时电源电路板71无法通过磁控开关43给发热管3供电，发热管3无法发热工作以避免发热管3发生缺水干烧；反之，当发热管3内不缺水时，磁性小球42靠近磁控开关43从而磁控开关43为导通状态，此时电源电路板71通过磁控开关43给发热管3供电，发热管3得电发热给水加热。

结合图4所示，本发明将发热管3竖直设置，发热管3的下端部设置成进水口31，发热管3的上端部设置成出水口32，因此，水从进水口31进入发热管3后，自下而上流动至出水口32的过程中被逐步加热至预设温度（一般预设温度为100℃，让饮水机提供沸腾开水）。因此，发热管3的下半部分为水刚开始被加热的低温区301，发热管3的中上部分为水被逐步加热至较高温度但未达到预设温度的高温区302，而发热管3的最上方部分为水恰好被加热至剧烈沸腾状态的沸腾区303。

在发热管3功率恒定情况下，当水泵2提供给发热管3的水量较多时，加热功率与加热水量不匹配导致加热不充分或加热不足，出现水运动至沸腾区303时实际上仍未达到沸腾状态；反之，当水泵2提供给发热管3的水量较少时，水运动至在高温区302甚至运动至低温区301就已达到沸腾状态了，从而在发热管3内沸腾时间较长从而很可能产生过量的水汽。而实际上往往是由于使用环境下电压波动导致饮水机的加热功率随之发生波动，导致出现发热管3在加热过程中产生过多水汽又避免出现加热不足的现象，为了尽量减少发热管3在加热过程中产生过多水汽又避免出现加热不足的现象，如图5所示，本发明的饮水机采用如下加热控制方法，具体包括如下步骤：

步骤S1、启动饮水机，控制电路板72控制水泵2以第一流量给发热管3供水而发热管3以预设加热功率对水加热，第一流量与预设加热功率相匹配，使发热管3内的水在运动至沸腾区303时恰好达到沸腾状态。因此，通过预先确定发热管3的预设加热功率以及水泵2的第一流量，让饮水机在工作过程中，低温区301、高温区302及沸腾区303三者的比例是保持相对恒定的，这样水运动至沸腾区303时恰好达到沸腾状态。其中，预设加热功率一般是发热管3的全功率或最大功率。

步骤S2、判断出水温度是否小于预设温度。若是，转入步骤S3，否则转入步骤S4。由出水温度传感器9实时检测发热管3的出水口32的出水温度，将检测信息反馈至控制电路板72。控制电路板72具有控制器，比如控制器采用单片机实现，出水温度传感器9与单片机的其中一个I/0接口相连就可以将出水温度信息传送给单片机。

步骤S3、控制电路板72控制水泵2降低给发热管3供水量，即控制电路板72控制水泵2以小于第一流量给发热管3供水，一般是在第一流量的基础上降低按预设步长值降低供水量，然后返回步骤S2。其中，单片机等控制器控制并调节水泵2的供水量乃本领域技术人员的公知常识，在此不进行详述。

步骤S4、判断出水温度是否小于预设温度是否等于预设温度。若是，返回步骤S1，否则转入步骤S5。

步骤S5、控制电路板72控制水泵2增加给发热管3供水量，即控制电路板72控制水泵2以大于第一流量给发热管3供水，一般是在第一流量的基础上降低按预设步长值增加供水量，然后返回步骤S2。

由此可见，本发明的饮水机为了克服使用环境下电压波动带来加热功率波动导致水汽过多或加热不充分的问题，是让发热管3按预设功率进行恒功率发热，通过检测出水温度的变化同步通过调节水泵2的供水量，让提供给发热管3的供水量与发热管3的加热功率同步波动，从而让供水量与加热功率相匹配，让饮水机在工作过程中保持低温区301、高温区302及沸腾区303三者之间的比例恒定，确保水运动至沸腾区303时恰好达到沸腾状态，从而解决了出现因使用环境下电压波动带来加热功率波动导致水汽过多或加热不充分的问题，有利于提高饮水机的工作可靠性。

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

Claims (10)

1.一种即热式饮水机，其特征在于，至少包括进水部、发热管、水泵、出水嘴、出水温度传感器、电源电路板和用于根据所述出水温度传感器的检测结果调整所述水泵提供给所述发热管的进水量的控制电路板，所述水泵连接在所述发热管的进水口与所述进水部之间，所述出水温度传感器设在所述发热管的出水口，所述出水嘴与所述发热管的出水口相连通，所述电源电路板分别与所述水泵、所述发热管和所述控制电路板电性相连，所述控制电路板电性连接所述出水温度传感器和所述水泵。

2.根据权利要求1所述即热式饮水机，其特征在于，所述发热管的外侧设有用于检测发热管内水位高度的水位开关，所述水位开关电性串接在所述电源电路板与所述发热管之间。

3.根据权利要求2所述即热式饮水机，其特征在于，所述水位开关包括：设在所述发热管的外侧的水位探管，所述水位探管的下末端与所述发热管的进水口相连通，所述水位探管的上末端与所述发热管的出水口相连通，所述水位探管的上末端的位置不低于所述发热管的出水口；可漂浮在所述水管探管内水面的磁性小球；设在所述水位探管上末端的磁控开关，所述磁控开关电性串接在所述电源电路板与所述发热管之间，且所述磁控开关仅当所述磁性小球靠近时才为导通状态。

4.根据权利要求1所述即热式饮水机，其特征在于，所述发热管的下末端设有泄水口，所述泄水口与所述发热管的进水口相连通。

5.根据权利要求1所述即热式饮水机，其特征在于，所述发热管的出水口与所述出水嘴之间设有用于进行水汽分离以减少水汽排出到所述出水嘴的泄压装置。

6.根据权利要求1所述即热式饮水机，其特征在于，所述发热管的出水口与所述出水嘴之间设有用于限制水汽排出到所述出水嘴的单向阀。

7.根据权利要求1-6任何一项所述即热式饮水机，其特征在于，所述进水部至少包括用于与水桶的桶口相连接的供水腔、从所述供水腔上凸设置的顶柱以及设于所述供水腔下方的供水管，当水桶的桶口倒扣在所述供水腔时所述供水管与水桶内相连通。

8.根据权利要求7所述即热式饮水机，其特征在于，还包括：与水桶搭配使用的桶盖，所述桶盖具有可供所述顶柱穿过的通孔以及设在所述桶盖内用于将所述通孔密封的密封件。

9.根据权利要求8所述即热式饮水机，其特征在于，所述密封件为封装在所述通孔上的薄膜或封水球。

10.根据权利要求1-9任何一项所述即热式饮水机的加热控制方法，其特征在于，包括步骤：

所述控制电路板控制所述水泵以第一流量给所述发热管供水而所述发热管以预设加热功率对水加热，所述第一流量与所述预设加热功率相匹配；

所述出水温度传感器实时检测所述发热管的出水口的出水温度并将检测信息反馈至所述控制电路板，所述控制电路板将出水温度与预设温度进行比较，当所述出水温度大于所述预设温度时所述控制电路板控制所述水泵增加给所述发热管的供水量，当所述出水温度小于所述预设温度时所述控制电路板控制所述水泵降低给所述发热管的供水量。