CN111256368B - 一种内置式气泡水发生装置及应用该装置的燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置式气泡水发生装置，其特征在于：包括内芯和外壳，内芯内贯通设置有具有进水口和进气口的混合通道。外壳套设在内芯外，外壳与内芯之间具有气泡水流道，内芯上开设有能够连通混合通道与气泡水流道的小孔。本发明还涉及一种燃气热水器，包括内置式气泡水发生装置、出水管、进气管以及单向阀，出水管的出口与混合通道的进水口相连通，进气管的出口与混合通道的进气口相连通，单向阀设置在进气管上。内置式气泡水发生装置在水流流动的过程中生成气泡水，单位产生的气泡水量较小，需要的空气量小，需要的气压小，使得燃气热水器能够进行小型化设置，同时在进行燃气热水器用水的过程中直接进行气泡水的使用，使用方面且应用广泛。

Description

一种内置式气泡水发生装置及应用该装置的燃气热水器

技术领域

本发明涉及一种内置式气泡水发生装置，还涉及一种应用内置式气泡水发生装置的燃气热水器。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对燃气热水器的要求也越来越高，比如，用户对热水器使用除了提供热水的需求外，还提出了节水环保、舒适健康等进一步要求。授权公告号为CN206905302U(申请号为201720329757.4)的中国实用新型专利《热水器系统》，其中公开的热水器系统，包括：能对水进行加热的加热单元；能与所述加热单元连通的罐体，所述罐体上设置有至少一个进口和出口，所述进口能供气体、水中的至少一种进入所述罐体；能为所述罐体加压的增压源，所述增压源能提供使所述罐体中的气体和水进行混合的压强。本实用新型提供的一种热水器系统，可以应用在现有的任意一种热水器中，包括电热水器、燃气热水器、太阳能热水器和空气能热水器等，其能够生成微气泡水供用户使用，不仅能节水环保，而且所述微气泡水具有较强的清洁性能，从而大大提高了用户的使用体验。该热水器系统在工作时，虽然能够为用户提供微气泡水，但是该微气泡水的生成需要在一个罐体内存储一定量的水后，在通入气体的情况下，额外使用增压源配合加压来完成气泡水的生成，如此需要通入的气体量大、需要的气压也大，并且安装时，罐体占用空间大，不适合在如燃气热水器等小型电器的中安装使用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种水流动过程中直接完成气泡水生成的内置式气泡水发生装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够作为管体使用，进而实现小型化设置的内置式气泡水发生装置。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术提供一种方便在燃气热水器的小空间内安装气泡水发生装置，且气泡水发生装置占用安装体积较小的燃气热水器。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种内置式气泡水发生装置，其特征在于：包括

内芯，内芯内贯通设置有具有进水口和进气口的混合通道；

外壳，套设在所述内芯外，所述外壳与内芯之间具有气泡水流道；

所述内芯上开设有能够连通混合通道与气泡水流道的小孔。

为了保证气泡水均匀的流至皮泡水流道内，所述小孔沿所述内芯周向分布设置。

为了保证气体能够快速的与水流结合，减小气体的流动距离，增加气泡的产生量，所述小孔靠近混合通道的进气口设置。

为了能够使得气泡水中的气泡更加细密，同时增加气泡水中的气泡数量，所述内芯的外壁上沿径向向外的方向设置有一周凸缘，沿气泡水流道中气泡水的流动方向，所述凸缘位于小孔的出口下游。

为了增加气泡数量，同时避免破坏气泡，所述凸缘沿气泡水的流动方向依次包括收缩段和扩展段，所述收缩段沿气泡水的流动方向与外壳内壁之间的距离逐渐减小，所述扩展段沿气泡水的流动方向与外壳内壁之间的距离逐渐增加。

为了方便连接外部的供水管道，所述外壳上对应于气泡水流道设置有出水接口，所述出水接口沿垂直于外壳轴向的方向设置。

为了加快气体和水的混合，同时提高气水混合效果，同时均匀流场，所述内芯中设置有带动水流和气流加速运动混合的整流机构。

结构简单地，所述整流机构包括间隔设置在混合通道中的第一端板和第二端板，转动连接在第一端板和第二端板之间连接轴，靠近第一端板设置在连接轴上的第一叶轮和靠近第二端板设置在连接轴上的第二叶轮，所述第一端板上设置还有进水孔，所述第二端板上设置有进气孔。

为了使得气泡水能够更加及时、均匀的通过小孔流出，所述第一叶轮和第二叶轮分布在所述小孔分布区域的两侧。

为了实现水和气体的对冲，加快气泡水的生成速度，所述第一叶轮的叶片与第二叶轮的叶片的螺旋方向相反。

为了更好实现需要的水和空气量的配比，所述第一叶轮的叶片大于第二叶轮的叶片厚度，所述第一叶轮的叶片厚度与第二叶轮的叶片厚度比为1.5～3.5。

为了更好实现需要的水和空气量的配比，第一叶轮的叶片数小于第二叶轮的叶片数，所述第一叶轮的叶片数与第二叶轮的叶片数度比为0.2～0.5。

为了方便定位整流机构，提高安装的便利性，所述内芯的内壁沿周向设置有用于限位第一端板的安装台阶。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：所述内芯和外壳均呈管状。

简单地，所述内芯第一端的外壁上和外壳第一端的内壁上分别匹配设置有连接螺纹，所述内芯的外壁上凸设有一周限位环，所述外壳的内壁上设置有限位台阶，所述限位环的外侧壁能够抵在所述限位台阶的台阶面上；

所述内芯第二端的外壁径向外凸设置有一周连接凸台，所述外壳第二端的内壁上对应所述连接凸台设置定位台阶，所述连接凸台的内侧壁能够抵在所述定位台阶的台阶面上。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种燃气热水器，其特征在于：包括前述的内置式气泡水发生装置，还包括出水管、进气管以及单向阀，所述出水管的出口与混合通道的进水口相连通，所述进气管的出口与混合通道的进气口相连通，所述单向阀设置在进气管上。

为了充分利用燃气热水器中的能源，还包括风机，所述进气管的入口与风机的出口相连接。

为了避免水自第二端板流出而流至进气管内过长距离，所述单向阀靠近混合通道的进气口设置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的内置式气泡水发生装置可以向内芯中同时通入水和空气，进而进行混合实现气泡水的生成，同时生成的气泡水可以经过内芯上的小孔流至气泡水流道内，进而排出使用。该结构能够在供水流经内芯的过程中直接生成气泡水，则生成气泡水的过程中水流不停的在流动，单位产生的气泡水量较小，需要的空气量小，生成气泡水的过程中需要的气压较低，则无需设置增压泵即能实时完成气泡水的生成。如此该内置式气泡水发生装置能够应用在各种能够连接水源的使用环境中，且能够小型化设置，应用面广。

应用该内置式气泡水发生装置的燃气热水器无需设置储水罐以及增压泵，使得应用该内置式气泡水发生装置的燃气热水器能够进行小型化设置，同时在进行燃气热水器用水的过程中直接进行气泡水的使用，使用方面且应用广泛。

附图说明

图1为本发明实施例中内置式气泡水发生装置的结构剖视图。

图2为本发明实施例中整流机构的结构图。

图3为本发明实施例中应用内置式气泡水发生装置的燃气热水器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例中的内置式气泡水发生装置，可以应用在各种能够连接水源且有气泡水需求的电器中，也可以直接连接在独立的水路中进行使用。本实施例以该内置式气泡水发生装置在燃气热水器中的具体应用为例，对内置式气泡水发生装置以及应用有该内置式气泡水发生装置的燃气热水器同时进行说明。

如图1至图3所示，燃气热水器包括燃气热水器本体，设置在燃气热水器中的风机8、出水管5、热交换器进气管6等，该燃气热水器还包括内置式气泡水发生装置。其中出水管5的入口连接在热交换器的出口端，出水管5的出口则连接内置式气泡水发生装置。本实施例中，风机8的出口可以隔离为两个出风通道，一个出风通道则通过进气管6与内置式气泡水发生装置连接，进而通过风机8出风为内置式气泡水发生装置提供空气。

该内置式气泡水发生装置包括内芯1、外壳2以及整流机构4。内芯1和外壳2均设置为管状，进而方便连接在管路中作为管路的一部分进行使用，如此可以大大减小内置式气泡水发生装置的体积，同时方便该内置式气泡水发生装置进行安装连接，利于应用该内置式气泡水发生装置的燃气热水器小型化设置。

本实施例中的内芯1为一管体，内芯1内沿轴向贯通设置有具有进水口111和进气口112的混合通道11，即混合通道11在内芯1的一端形成进水口111，在另一端形成进气口112。外壳2套设在内芯1外的一个灌装壳体，该外壳2与内芯1的两端进行密封连接，进而在外壳2与内芯1的中部之间形成气泡水流道3。外壳2和内芯1的两端连接结构具体为：内芯1第一端的外壁上和外壳2第一端的内壁上分别匹配设置有连接螺纹，内芯1的外壁上凸设有一周限位环15，外壳2的内壁上设置有限位台阶22，限位环15的外侧壁能够抵在所述限位台阶22的台阶面上。内芯1第二端的外壁径向外凸设置有一周连接凸台16，外壳2第二端的内壁上对应连接凸台16设置定位台阶23，连接凸台16的内侧壁能够抵在定位台阶23的台阶面上。安装时，将内芯1插入至壳体内，旋转内芯1，进而将内芯1的第一端通过螺纹连接的方式连接在壳体的内壁上。当限位环15的外侧壁抵在限位台阶22的端面上时，则连接凸台16内侧壁恰好抵在定位台阶23的台阶面上，进而再通过钢丝卡扣实现内芯1和外壳2第二端之间的密封固定连接。此时在限位环15的内侧壁与连接凸台16的内侧壁之间，内芯1与外壳2之间具有缝隙，该缝隙则构成气泡水流道3，即气泡水流道3整体呈环状，环状的气泡水流道3可以使得气泡水在气泡水流道3内均匀流过，达到均匀流体的作用。外壳2上对应于气泡水流道3设置有出水接口21，出水接口21沿垂直于外壳2轴向的方向设置，该出水接口21可以连接在供水管路上，进而实现气泡水的供应。

出水管5的出口则连接在内芯1的第二端内，即出水管5连接在混合通道11的进水口111端，进而实现出水管5与混合通道11的连通。进气管6则套设连接在外壳2的第一端外，即进气管6连接在混合通道11的进气端，进而实现进气管6与混合通道11的连通。

内芯1上靠近混合通道11进气口112的位置沿周向分布设置有一段小孔区，该小孔区的内芯1壁上均匀开设有多个小孔12。本实施例中，小孔区则紧邻限位环15设置。这些小孔12能够连通混合通道11和气泡水流道3。

内芯1的外壁上沿径向向外的方向设置有一周凸缘13，沿气泡水流道3中气泡水的流动方向，凸缘13位于小孔12的出口下游。本实施例中凸缘13紧邻小孔区设置，并且位于小孔区靠近内芯1第一端的位置上。凸缘13与内芯1的外壁圆滑过渡设置，本实施例中的凸缘13沿气泡水的流动方向依次包括收缩段131和扩展段132，收缩段131沿气泡水的流动方向与外壳2内壁之间的距离逐渐减小，扩展段132沿气泡水的流动方向与外壳2内壁之间的距离逐渐增加。即沿内芯1的轴向，在内芯1和外壳2之间形成先逐渐变窄后逐渐变宽的流道，逐渐变窄的流道可以防止气泡水中较大直径的气泡通过，同时使得气泡水的动压快速转化为静压，静压变大导致气泡水中较大的气泡发生破裂，形成更小的气泡，使得气泡水中的气泡变的更加绵密。

本实施例中的扩展段132截面的外缘线与内芯1轴线之间的夹角为8°～12°，该角度可以保证气泡水的流速最大，有利于气泡水中气泡变的更加绵密。

整流机构4设置在内芯1中，该整流机构4用于带动水流和气流加速运动混合。整流机构4包括间隔设置在混合通道11中的第一端板41和第二端板42，转动连接在第一端板41和第二端板42之间连接轴43，靠近第一端板41设置在连接轴43上的第一叶轮44和靠近第二端板42设置在连接轴43上的第二叶轮45，第一端板41上设置还有进水孔，第二端板42上设置有进气孔。第一端板41和第二端板42的边缘与内芯1的内壁相贴合连接，为了方便定位安装，内芯1的内壁沿周向设置有用于限位第一端板41的安装台阶14。第二端板42的外端通过一个环状的定位环进而压设固定在内芯1中。为了避免内芯1中的水自第二端板42中通过进气管6流入到风机8中，在进气管6上还设置了单向阀7，该单向阀7靠近混合通道11的进气口112设置。

另外，为了保证生成的气泡水能够更多更快速的通过小孔12流至气泡水流道3中，第一叶轮44和第二叶轮45分布在所述小孔12分布区域的两侧。即第一叶轮44带动进入的水流进行快速流动，第二叶轮45带动进入的气流快速流动，同时第一叶轮44和第二叶轮45的配合能够促使水流和气流的流动，进而在第一叶轮44和第二叶轮45之间的空间内快速混合，进而生成气泡水。

为了加强水和空气的混合速度，第一叶轮44的叶片与第二叶轮45的叶片的螺旋方向相反，能够使得水和空气进行对冲，加强混合效果。

为了保证生产成的气泡水能够达到设定的水气混合比，通常第一叶轮44的叶片大于第二叶轮45的叶片厚度，第一叶轮44的叶片数小于第二叶轮45的叶片数。本实施例中，第一叶轮44的叶片厚度与第二叶轮45的叶片厚度比为1.5～3.5。所述第一叶轮44的叶片数与第二叶轮45的叶片数度比为0.2～0.5。

该燃气热水器的工作过程为：风机8工作时为混合通道11内提供空气，出水管5中的水同时流入至混合通道11内，进入混合通道11内的水在整流机构4的作用下加快混合，进而生成气泡水，气泡水随之经过小孔12流至气泡水流道3内，在气泡水流道3内，经过内芯1上凸缘13的作用，将气泡水中的大气泡挤压破裂而变为更加细密的小气泡，最后气泡水再经壳体上的出水接口21流入到供水管内，进而为用户提供气泡水。该工作过程中，生成气泡水的过程中水流不停的在流动，单位产生的气泡水量较小，需要的空气量小，生成气泡水的过程中需要的气压较低，则无需设置增压泵即能实时完成气泡水的生成。如此应用该内置式气泡水发生装置的燃气热水器无需设置储水罐以及增压泵，使得应用该内置式气泡水发生装置的燃气热水器能够进行小型化设置，同时在进行燃气热水器用水的过程中直接进行气泡水的使用，使用方面且应用广泛。

Claims (15)

1.一种内置式气泡水发生装置，其特征在于：包括

内芯(1)，内芯(1)内贯通设置有具有进水口(111)和进气口(112)的混合通道(11)；

外壳(2)，套设在所述内芯(1)外，所述外壳(2)与内芯(1)之间具有气泡水流道(3)；

所述内芯(1)上开设有能够连通混合通道(11)与气泡水流道(3)的小孔(12)；所述小孔(12)靠近混合通道(11)的进气口(112)设置；

所述内芯(1)的外壁上沿径向向外的方向设置有一周凸缘(13)，沿气泡水流道(3)中气泡水的流动方向，所述凸缘(13)位于小孔(12)的出口下游；

所述凸缘(13)沿气泡水的流动方向依次包括收缩段(131)和扩展段(132)，所述收缩段(131)沿气泡水的流动方向与外壳(2)内壁之间的距离逐渐减小，所述扩展段(132)沿气泡水的流动方向与外壳(2)内壁之间的距离逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述小孔(12)沿所述内芯(1)周向分布设置。

3.根据权利要求1所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述外壳(2)上对应于气泡水流道(3)设置有出水接口(21)，所述出水接口(21)沿垂直于外壳(2)轴向的方向设置。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述内芯(1)中设置有带动水流和气流加速运动混合的整流机构(4)。

5.根据权利要求4所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述整流机构(4)包括间隔设置在混合通道(11)中的第一端板(41)和第二端板(42)，转动连接在第一端板(41)和第二端板(42)之间连接轴(43)，靠近第一端板(41)设置在连接轴(43)上的第一叶轮(44)和靠近第二端板(42)设置在连接轴(43)上的第二叶轮(45)，所述第一端板(41)上设置还有进水孔，所述第二端板(42)上设置有进气孔。

6.根据权利要求5所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述第一叶轮(44)和第二叶轮(45)分布在所述小孔(12)分布区域的两侧。

7.根据权利要求5所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述第一叶轮(44)的叶片与第二叶轮(45)的叶片的螺旋方向相反。

8.根据权利要求5至7任一权利要求所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述第一叶轮(44)的叶片大于第二叶轮(45)的叶片厚度，所述第一叶轮(44)的叶片厚度与第二叶轮(45)的叶片厚度比为1.5～3.5。

9.根据权利要求5至7任一权利要求所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：第一叶轮(44)的叶片数小于第二叶轮(45)的叶片数，所述第一叶轮(44)的叶片数与第二叶轮(45)的叶片数度比为0.2～0.5。

10.根据权利要求5至7任一权利要求所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述内芯(1)的内壁沿周向设置有用于限位第一端板(41)的安装台阶(14)。

11.根据权利要求1至3任一权利要求所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述内芯(1)和外壳(2)均呈管状。

12.根据权利要求11所述的内置式气泡水发生装置，其特征在于：所述内芯(1)第一端的外壁上和外壳(2)第一端的内壁上分别匹配设置有连接螺纹，所述内芯(1)的外壁上凸设有一周限位环(15)，所述外壳(2)的内壁上设置有限位台阶(22)，所述限位环(15)的外侧壁能够抵在所述限位台阶(22)的台阶面上；

所述内芯(1)第二端的外壁径向外凸设置有一周连接凸台(16)，所述外壳(2)第二端的内壁上对应所述连接凸台(16)设置定位台阶(23)，所述连接凸台(16)的内侧壁能够抵在所述定位台阶(23)的台阶面上。

13.一种燃气热水器，其特征在于：包括如权利要求1至12任一权利要求所述的内置式气泡水发生装置，还包括出水管(5)、进气管(6)以及单向阀(7)，所述出水管(5)的出口与混合通道(11)的进水口(111)相连通，所述进气管(6)的出口与混合通道(11)的进气口(112)相连通，所述单向阀(7)设置在进气管(6)上。

14.根据权利要求13所述的燃气热水器，其特征在于：还包括风机(8)，所述进气管(6)的入口与风机(8)的出口相连接。

15.根据权利要求13所述的燃气热水器，其特征在于：所述单向阀(7)靠近混合通道(11)的进气口(112)设置。

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