CN110200502A - 一种即热式饮水装置 - Google Patents

Abstract

一种即热式饮水装置，其包括机体、热水箱、发热管和水嘴，热水箱、发热管和水嘴均设置在机体上，热水箱内设置有发热管，热水箱与水嘴相连接；其特征在于机体为中空结构形成储水箱，热水箱设置在机体内，热水箱包括加热层和连通层，加热层和连通层的底部通过U形管连接，连通层上端进水、下端出水，加热层下端进水、上端出水，发热管竖直设置在加热层中，储水箱内的水经过水泵抽至连通层内，连通层内设置有水位传感器，机体的上部设置有三通阀，加热层上端出水后经过三通阀分别与储水箱、水嘴相连接。本装置能够对饮用水即时加热，实现按需供水，在保证供水温度的同时有效防止阴阳水、千滚水的产生，且高效节能。

Description

一种即热式饮水装置

技术领域

本发明涉及工业与民用开水供给领域，尤其涉及一种即热式饮水装置。

背景技术

饮水装置，即饮水机是现在很多家庭和公司都配置的一种生活用品，极大地方便了人们的生活和工作。传统饮水装置，一般是将电发热管安装在热水箱底部，直接对热水箱中的水进行电加热至沸腾，热水箱内始终贮满水，并一直处于保温状态(一般温度控制在85℃左右)，当水温低于85℃时，温控开关自动导通加热，以保证随时供应热水，这种传统的饮水装置容易导致以下问题：

1、对一定量的水进行集中加热和重复保温，能耗大；

2、热水箱内的水处于不断被加热状态，也即人们平时常说的“千滚水”，造成重金属含量超标，水中有益元素消失，水分子失去原有的活性，不利于人体的健康；

3、打开热水嘴，随着热水的不断流出，热水箱内不断有冷水补进，水温将下降，然后电加热管开始通电工作继续加热，需等待数分钟后水温方可上升，俗称阴阳水，使饮用不卫生，且易产生水垢；

现有技术公开了一种即热式饮水机(申请号：200820082574.8)，该发明包括机体、聪明座、水斗和快速加热器，所述聪明座位于机体的上部，所述即热式饮水机还包括汽水分离腔，所述汽水分离腔的底部呈上下倾斜，所述汽水分离腔包括进水口、出水口和蒸汽出口，所述进水口位于汽水分离腔的底部高位处，所述出水口位于汽水分离腔的底部低位处，所述蒸汽出口位于汽水分离器的侧壁上，所述蒸汽出口的高度比进水口高；所述的快速加热器的上部与出水管连通，所述出水管连接汽水分离腔的进水口，所述汽水分离腔的出水口连接出水管，所述水斗位于所述机体内，所述进水管与快速加热器的下部连通，所述水斗的水位比出水管与汽水分离腔的连接处低。

但上述方案中还依然存在的不足之处：饮水机内不设控制进出水量的装置，在供水压处于低压时，通过快速加热器的水流量不足，而出水量大于进水量，容易出现干烧现象，另一方面：进水量大于出水量时，令快速加热器的水流速过快，令水未加热至指定温度状态下出水，这种饮用水不也符合可卫生标准。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种即热式饮水装置，利用本装置能够对饮用水即时加热，实现按需供水，在保证供水温度的同时有效防止阴阳水、千滚水的产生。

本发明的另一个目的是提供一种即热式饮水装置，利用本装置能将加热过程中产生的蒸汽和余热全部回收利用，达到节能的目的，同时也防止了水垢的产生。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种即热式饮水装置，其包括机体、热水箱、发热管和水嘴，所述热水箱、发热管和水嘴均设置在机体上，所述热水箱内设置有发热管，所述热水箱与水嘴相连接；其特征在于所述机体为中空结构形成储水箱，所述热水箱设置在机体内，所述热水箱包括加热层和连通层，所述加热层和连通层的底部通过U形管连接，所述连通层上端进水、下端出水，所述加热层下端进水、上端出水，所述发热管竖直设置在加热层中，所述储水箱内的水经过水泵抽至连通层内，所述连通层内设置有水位传感器，所述机体的上部设置有三通阀，所述加热层上端出水后经过三通阀分别与储水箱、水嘴相连接。

因连通层和加热层之间是通过底部的U形管相连接的，使连通层中的水能够从下部进入到加热层中，并始终保持连通层和加热层的水位高度一致，由于发热管的功率相对恒定，则连通层中的水位高度直接影响出水温度，利用水位传感器能够根据水位的变化提前预判水温的变化趋势，从而保障供水温度的稳定性。所述机体为中空结构形成储水箱，充分利用了机体的使用空间，储水箱内的水经过水泵抽至连通层内，利用水位传感器与水泵的结合，控制水泵的转速，可进一步保证供水温度的稳定性。另外，所述三通阀分别与加热层、储水箱和水嘴相连接，通过三通阀的控制，能够有选择性地将加热层中的开水通过水嘴供应给使用者，或者在不供应水时，使加热时产生的蒸汽和膨胀出来的水都回流到储水箱中，回收热水中的热量，使其温度降低，还能够阻止水垢的析出。

进一步，所述储水箱与连通层、加热层围合形成三层的回字形，即外层为储水箱，中间层为连通层，内层为加热层。所述加热层围合在连通层内，连通层可以吸收加热层的部分热量，连通层内的温度升高，降低连通层与加热层之间的温度差，使连通层进入加热层中的水能快速煮沸，减少煮沸的时间，同时也可以保证加热层的出水温度保持稳定。

进一步，所述发热管呈M形，所述发热管竖直方向设置在加热层中，且发热管的顶部稍低于加热层的出水口，可以有效的防止发热管干烧。加热层是下端进水、上端出水，所述发热管在加热层内是呈竖直方向设置的，使到达加热层上端的水已被即时煮沸供使用者使用；再者，所述发热管为M形，增加了发热管与水接触的面积，利于将水即时煮沸。

进一步，所述发热管的固定法兰盘上设置有进水孔，所述进水孔与U形管相连接，通过这种方式实现了连通层和加热层的连通器结构。

进一步，所述水位传感器为长方形PCB板组件，竖直方向设置在连通层的上部，且PCB板上均匀分布有矩形导电棉垫。这些导电棉垫与本装置的控制系统电路相连接。在实际使用过程中，将水位传感器插入密闭的塑料套管中，且导电棉垫与塑料套管壁紧密贴合，根据电容感应及相关的数字比较和计算，能够精确的测定连通层内水位的高度；另外，水位传感器的相关计算过程属于现有技术，并不属于本申请的保护范围。

进一步，所述导电棉垫之间的间距为5-10mm。将水位传感器的上导电棉垫之间的距离设置为毫米级别，使本装置能够毫米级的测定连通层内水位的高度，提高了控制的精确度。

本发明的优势在于，加热层和连通层通过U形管相连接，使二者的水位保持一致，通过水位传感器和水泵的配合，能够对饮用水即时加热，实现按需供水，在保证供水温度的同时有效防止阴阳水、千滚水的产生。

另外，储水箱与连通层、加热层围合形成三层的回字形，通过不同方式相互连通，保障了蒸汽和余热的全部回收，回字形结构紧凑，且连通层和储水箱能全部吸收加热层辐射出来的热量，达到了节能的目的。

附图说明

图1是本发明一种即热式饮水装置的结构示意图。

图2是本发明一种即热式饮水装置的立体图。

图3是本发明一种即热式饮水装置中发热管的结构示意图。

图4是本发明一种即热式饮水装置中水位传感器的结构示意图。

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，此处所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。

参照附图1-4。

一种即热式饮水装置，其包括机体1、热水箱2、发热管3和水嘴4，热水箱2、发热管3和水嘴4均设置在机体1上，热水箱2内设置有发热管3，热水箱2与水嘴4相连接；其特征在于机体1为中空结构形成储水箱11，热水箱2设置在机体1内，热水箱2包括加热层21和连通层22，加热层21和连通层22的底部通过U形管23连接，连通层22上端进水、下端出水，加热层21下端进水、上端出水，发热管3竖直设置在加热层21中，储水箱11内的水经过水泵5抽至连通层22内，连通层22内设置有水位传感器6，机体1的上部设置有三通阀7，加热层21上端出水后经过三通阀7分别与储水箱11、水嘴4相连接。

因连通层22和加热层21之间是通过底部的U形管23相连接的，使连通层22中的水能够从下部进入到加热层21中，并始终保持连通层22和加热层21的水位高度一致，由于发热管3的功率相对恒定，则连通层22中的水位高度直接影响出水温度，利用水位传感器6能够根据水位的变化提前预判水温的变化趋势，从而保障供水温度的稳定性。机体1为中空结构形成储水箱11，充分利用了机体1的使用空间，储水箱11内的水经过水泵5抽至连通层22内，利用水位传感器6与水泵5的结合，控制水泵5的转速，可进一步保证供水温度的稳定性。另外，三通阀7分别与加热层21、储水箱11和水嘴4相连接，通过三通阀7的控制，能够有选择性地将加热层21中的开水通过水嘴4供应给使用者，或者在不供应水时，使加热时产生的蒸汽和膨胀出来的水都回流到储水箱11中，回收热水中的热量，使其温度降低，还能够阻止水垢的析出。

在本实施例中，储水箱11与连通层22、加热层21围合形成三层的回字形，即外层为储水箱11，中间层为连通层22，内层为加热层21。加热层21围合在连通层22内，连通层22可以吸收加热层21的部分热量，连通层22内的温度升高，降低连通层22与加热层21之间的温度差，使连通层22进入加热层21中的水能快速煮沸，减少煮沸的时间，同时也可以保证加热层21的出水温度保持稳定。

在本实施例中，发热管3呈M形，发热管3竖直方向设置在加热层21中，且发热管3的顶部稍低于加热层21的出水口，可以有效的防止发热管3干烧。加热层21是下端进水、上端出水，发热管3在加热层21内是呈竖直方向设置的，使到达加热层21上端的水已被即时煮沸供使用者使用；再者，发热管3为M形，增加了发热管3与水接触的面积，利于将水即时煮沸。

在本实施例中，发热管3的固定法兰盘31上设置有进水孔32，进水孔32与U形管23相连接，通过这种方式实现了连通层22和加热层21的连通器结构。

在本实施例中，水位传感器6为长方形PCB板组件，竖直方向设置在连通层22的上部，且水位传感器6上均匀分布有矩形导电棉垫61。这些导电棉垫61与本装置的控制系统电路相连接。在实际使用过程中，将水位传感器6插入密闭的塑料套管中，且导电棉垫61与塑料套管壁紧密贴合，根据电容感应及相关的数字比较和计算，能够精确的测定连通层22内水位的高度；另外，水位传感器6的相关计算过程属于现有技术，并不属于本申请的保护范围。

在本实施例中，导电棉垫61之间的间距为5-10mm。将水位传感器6的上导电棉垫61之间的距离设置为毫米级别，使本装置能够毫米级的测定连通层22内水位的高度，提高了控制的精确度。

本装置的具体使用方法为：

上电时进行初始化过程，水泵5抽取储水箱11中的水到连通层22中，连通层22中的水依次经过连通层下端，U形管23，加热层21下端进入到加热层21中，当水位逐渐上升到一定高度后，水位传感器6就能够感应到当前水位，当水位高度淹没发热管3且到达预定高度时，水泵5停止抽水，该装置完成初始化过程，处于待机状态。

使用者需要取用开水时，触动装置的供水开关，发热管3通电对加热层21中的水进行加热。在加热过程中，加热层21中的水会受热膨胀，膨胀出来的水会经过三通阀7回流到储水箱11中，即不会将未烧开的温水通过水嘴4流出。当加热层21中的水烧开后，水泵5开始抽水工作，同时三通阀7通电，关闭加热层21到储水箱11的通路，打开到水嘴4的通路，使烧开的水通过水嘴4源源不断地供应给使用者。

当使用者不再需要开水时，触动装置的停止开关，发热管3停止加热，同时三通阀7断电，关闭加热层21到水嘴4的通路，打开到储水箱11的通路，使加热层21中的高温水回流到储水箱11中，这个过程实际上是回收加热层21中热水的热量，使其温度降低，还能够阻止水垢的析出。当加热层21中的水温降低到一定程度后，水泵5停止抽水工作，整个开水器装置回到待机状态。

本发明的优势在于，加热层和连通层通过U形管相连接，使二者的水位保持一致，通过水位传感器和水泵的配合，能够对饮用水即时加热，实现按需供水，在保证供水温度的同时有效防止阴阳水、千滚水的产生。

另外，储水箱与连通层、加热层围合形成三层的回字形，通过不同方式相互连通，保障了蒸汽和余热的全部回收，回字形结构紧凑，且连通层和储水箱能全部吸收加热层辐射出来的热量，达到了节能的目的。

以上所述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 (6)

1.一种即热式饮水装置，其包括机体、热水箱、发热管和水嘴，所述热水箱、发热管和水嘴均设置在机体上，所述热水箱内设置有发热管，所述热水箱与水嘴相连接；

其特征在于所述机体为中空结构形成储水箱，所述热水箱设置在机体内，所述热水箱包括加热层和连通层，所述加热层和连通层的底部通过U形管连接，所述连通层上端进水、下端出水，所述加热层下端进水、上端出水，所述发热管竖直设置在加热层中，所述储水箱内的水经过水泵抽至连通层内，所述连通层内设置有水位传感器，所述机体的上部设置有三通阀，所述加热层上端出水后经过三通阀分别与储水箱、水嘴相连接。

2.如权利要求1所述的一种即热式饮水装置，其特征在于所述储水箱与连通层、加热层围合形成三层的回字形，即外层为储水箱，中间层为连通层，内层为加热层。

3.如权利要求1所述的一种即热式饮水装置，其特征在于所述发热管呈M形，所述发热管竖直方向设置在加热层中，且发热管的顶部稍低于加热层的出水口。

4.如权利要求3所述的一种即热式饮水装置，其特征在于所述发热管的固定法兰盘上设置有进水孔，所述进水孔与U形管相连接。

5.如权利要求1所述的一种即热式饮水装置，其特征在于所述水位传感器为长方形PCB板组件，竖直方向设置在连通层的上部，且PCB板上均匀分布有矩形导电棉垫。

6.如权利要求5所述的一种即热式饮水装置，其特征在于所述导电棉垫之间的间距为5-10mm。