CN1995850B - 用于清洗机的即时水加热设备 - Google Patents

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Abstract

本发明所提供的是用于清洗机的即时水加热设备，其可以即时加热通过流道的流体和防止加热的流体的温度产生层流。该即时水加热设备包括：外壳，其具有入水口、出水口和形成在入水口和出水口之间的流道；热交换件，其具有用于与通过入水口提供的流体交换热量和引导流体到出水口的加热件；和混合件，其用于当热交换件中的热交换流体引导至出水口时均匀混合层流流体。

Description

用于清洗机的即时水加热设备
技术领域
本发明涉及用于清洗机的即时水加热设备，特别是，用于清洗机的即时水加热设备能够即刻加热流经流道的流体，并且防止加热的流体产生层流。
背景技术
通常，水加热设备起加热流体(主要是水)到预定的温度的作用。这样的水加热设备可以安装在热水器、锅炉、热水清洗机、自动售货机等等用热水的机器中。
在此，热水清洗机主要采用即时水加热设备来即时加热水，以立即用上热水。这样的即时水加热设备揭示在韩国专利注册第484344号上，题名为“坐浴盆(Bidet)”。另外，该即时水加热设备包括入水口、出水口和用于将提供到入水口的流体加热到预定温度的加热器。
尽管该即时水加热设备提供有安装在单独之字形的通道上的加热器以增加热交换效率，但由于流动的流体即时加热，流体的温度划分为与该加热器接触的区域(热水区)和不与该加热器接触的区域(冷水区)，因此造成层流。
然后，通过出水口提供带有层流的水。因此，当该层流流体执行清洗操作时，热水和冷水同时接触皮肤，由于存在温度差，因此给使用者不愉快的感觉。
另外，当邻近该即时水加热设备的出水口的温度传感器检测到层流流体的冷水区时，加热器在冷水区温度的基础上加热该流体，因此层流流体的热水区被加热到更高的温度，这可能烫伤使用者。
另一方面，当温度传感器检测到热水区并且在该热水区的基础上加热层流流体时，冷水区可能以更低的温度供水，这可能刺激使用者。
为解决这些问题，韩国专利第420081号，题为“坐浴盆的即时水加热设备(Instant Water Heating Apparatus for Bidet)”，揭示了包括板的设备，该板上具有形成在热交换部分上的出口以防止层流。然而，由于流体到达出口之前，一直与加热装置接触，层流流体通过出口提供给水加热设备，而没有解决层流问题。
发明内容
为了解决上述的和/或其它问题，本发明的一个目的是提供一种即时水加热设备，其在清洗机中的流体提供通道上可以采用板式加热器以即时加热流体，从而使热效率最大化。
本发明的另一个目的是提供一种即时水加热设备，其可以防止热交换和所提供的流体以被划分为热水区和冷水区的层流形式提供。
一方面，用于清洗机的即时水加热设备，包括：外壳，具有入水口、出水口和形成在入水口和出水口之间的流道(flow path)；热交换件，具有加热件，用于与通过入水口提供的流体交换热量并引导流体到出水口；和混合件，用于当在热交换件中热交换后的流体引导至出水口时均匀混合层流流体。
热交换件可以安装在外壳上，并且在其一侧提供有具有通孔的分隔壁，以使该流道具有之字形状。
混合件可以包括用于检测热交换流体的水位的水位传感器，和用于检测混合流体温度的出水传感器，其中，出水传感器设置得相邻于出水口。
混合件还可以包括加热器中用于引入热交换流体的引入口，并且引入口可以形成得大于出水口，以便混合件产生逆流，以混合热交换后的流体。
引入口可以设置成间接穿过出水口，以增加在混合件上的混合效率。
加热器可以包括用于防止加热器过热的保险丝，并且该保险丝可以直接安装在加热器的热交换体上。
加热器可以包括双金属片，用于均匀控制热交换后的流体的温度，并且该双金属片可以安装得相邻外壳的出水口。
尽管如保险丝和双金属片的安全装置可以用单独的构件通过螺钉固定，但为了更简单和更稳定地附着保险丝和双金属片，可以采用具有高热传导性的高温硅基粘附剂，以获得如绝缘、热传导性、附着能力等性质。
外壳可以包括入水传感器，用于检测通过入水口进入的流体的温度，以便调整加热器的发热值，并且入水传感器可以安装在入水口上。
外壳还可以包括出水传感器，用于计算由入水传感器检测的温度，以获得修正值，同时利用修正值修正发热值，并且出水传感器可以安装在混合件中。
该加热器可以是板式加热器，该板式加热器具有多个用于通过施加电流来产生热的钌-基发热体，其在高温下塑性变形，以便以预定的间隔附着到热传递材料的一个表面上，每个发热体连接到导线上以提供电流，并且导体可以安装在发热体上，以连接每个发热体的两端，这样电流就可以从导线上同时提供。
附图说明
结合附图，通过下面对实施例的详细描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得更加明显和更容易理解。其中：
图1为根据本发明示范性实施例的用于清洗机的即时水加热设备的分解透视图；
图2为根据本发明示范性实施例的用于清洗机的即时水加热设备的平面图；
图3为沿着图2中A-A′线剖取的截面图；
图4为沿着图2中B-B′线剖取的截面图；
图5为沿着图2中C-C′线剖取的截面图；
图6为根据本发明示范性实施例的用于清洗机的即时水加热设备的截面平面图；
图7展示了根据本发明示范性实施例的加热器的结构；和
图8展示了根据本发明示范性实施例的通过安装板被间接连接到热交换件上的加热器的状态。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例.为了描述它们的功能，选用了一些技术名词和元件的名称，用在下面的通篇描述中，然而，它们不应解释成对本发明范围的限制.
图1为根据本发明示范性实施例的用于清洗机的即时水加热设备的分解透视图，图2为根据本发明示范性实施例的用于清洗机的即时水加热设备的平面图，图3为沿着图2中A-A′线剖取的截面图，图4为沿着图2中B-B′线剖取的截面图，图5为沿着图2中C-C′线剖取的截面图，图6为根据本发明示范性实施例的用于清洗机的即时水加热设备的截面平面图，图7展示了根据本发明示范性实施例的加热器的结构，图8展示了根据本发明示范性实施例的通过安装板被间接连接到热交换部分上的加热器的状态。
参照图1，根据本发明的用于清洗机的即时水加热设备包括外壳100和加热器200。板式加热器200牢固地固定到外壳100。另外，封装构件或垫片(未示出)可以设置在外壳100和加热器200之间，以严密地密封界定在其间的内部。
参照图1至4，外壳100包括入水口10、出水口20和在入水口10和出水口20之间具有预定间隔以与加热器200交换热量的热交换件30。
参照图3和7，板式加热器200包括多个发热体210、热传递构件201、导线202和导体203。
发热体210由钌-基材料形成，用于当通过导线202提供电流时产生热，该导线在高温下可塑，以便以预定的间隔印刷在热传递构件201的一个表面上。
热传递构件201可以直接附着到热交换件30的外表面上，或如图8所示，可以印刷在安装板204的一个表面上，以间接地附着到热交换件30的外表面上。优选地，热传递构件201可以直接附着到热交换件30的外表面上。
另外，热传递构件201可以设置在外壳100中的流道31中。在这种情况下，为了保护发热体210和导线202不受流体影响，热传递构件201带有涂敷在其表面上的绝缘层(未示出)。
此时，热传递构件201为由氧化铝或不锈钢形成的板式构件，但不限于此，它可以由多种具有高热传导性的材料形成，如陶瓷或铜。
另外，加热器200可以包括用于热交换的辐射板(未示出)，以便该发热体210增加与流体的热交换效率。
导线202连接到发热体上，以给发热体提供电流，并且导体203连接每个发热体210的两端，以便电流可以同时通过该导线202提供到发热体210上。
参考图3，热交换件30由具有均匀厚度的外壳100界定，以便引入的流体即时进行热交换，而板式加热器200附着到外壳100的下部分上。
另外，如图6所示，热交换件30具有之字形流道31，以增加热交换的接触面积，以便该引入的流体可以充分地进行热交换。此时，之字形流道31可以通过形成分隔壁32来构成，该分隔壁具有在热交换件30的一侧上的通孔。
如图3所示，外壳100包括具有预定空间的混合件40，在混合件40中，在热交换件30中加热的划分为冷水区和热水区的层流流体均匀混合。另外，该混合件40包括引入孔41，在该热交换件30中加热的流体可以通过该引入孔41引入。
在此，引入孔41的直径大于出水口20的直径.这是因为，通过引入孔41引入的流体比通过出水口20提供到清洗机(未示出)的多，并且因此在混合件41上形成一定的压力.同时，流体的流动积累来使流动流体的速度变慢，从而增加流体在混合件41中的混合效率.
为了适当地混合热交换后的流体，引入孔41可以形成在混合件40的一侧上以产生漩涡。即，可以有意彼此错开引入孔41和出水口21。
另外，混合件40具有预定的空间，以在其中容纳一定量的热交换后的流体。此外，混合件40的面积小于热交换件30的面积。因此，在混合件40中适当混合并具有均匀温度的流体通过出水口20提供到热水清洗机(未示出)中。
根据本发明的用于清洗机的即时水加热设备包括多个检测件50。下面将参照图3至5描述安装在不同位置的检测件50。
参照图4，入水口10具有入水传感器51，用于测量引入流体的温度以调整加热器200的发热值，直到流体的温度达到设定温度。即，作为利用入水传感器51测量温度的结果，当该温度太低时，增加加热器200的发热值，而当太高时，降低加热器200的发热值。
此时，入水传感器51设置成相邻于入水口10，以检测由入水口10进入的流体的温度。为了防止热交换流体的逆流，该逆流会对入水传感器51产生不良的影响，入水口10与该热交换件30空间隔开预定的距离。
另外，如图3所示，保险丝52电连接到加热器200上，用于防止加热器200过热。
即，保险丝52连接到导线202上。因此，当发热体210迅速过热并且检测到过热时，提供到发热体210上的电源切断。
如图4所示，双金属片53电连接到加热器200上。
即，双金属片53安装成相邻于热交换件30的出水口20，并且同时直接连接到发热体201上。
因此，作为检测在热交换件30中充分加热的流体进入混合件40之前的温度的结果，当温度高于双金属片53的额定温度时，切断提供到发热体210的电流，并且当低于该额定温度时，则提供电流。
因此，双金属片53保持一定的温度，并且保险丝52防止过热。
在此，尽管如保险丝52和双金属片53的安全装置可以用单独的构件通过螺钉固定，但为了更简单地和稳定地附着保险丝52和双金属片53，可以用具有高热传导性的高温硅基粘附剂(未示出)来获得绝缘、热传导性和附着能力等性质。
如图3所示，混合件40提供有水位传感器54，用于测量容纳在混合件40中的液位。出水传感器55安装在混合件40的出水口20上，以检测均匀混合的流体的温度。即，通过出水口20提供的均匀混合的流体的温度可以被精确地检测。
在这个过程中，比较由出水传感器55和入水传感器51检测到的温度，以获得修正值。因此，可能基于修正值修正加热器200的发热值。
即，在测量入水传感器51处的温度和调整加热流体的加热器200的加热值后，出水传感器55检测加热流体的温度，以便获得目标温度和加热流体温度之间的修正值。因此，当由出水传感器55检测到的温度高于目标温度时，加热器22的加热值通过修正值降低，并且当其低于目标温度时，加热器200的加热值通过修正值增加。
换言之，在入水传感器51和出水传感器55检测的信息的基础上，出水传感器55判定流体是否以合适的温度排出。然后，在调整加热值的程序控制下，在判定的基础上计算修正值，以调整加热器200的加热值。
在下文中，将参照图1至8描述根据本发明示范性实施例的用于清洗机的即时水加热设备的操作。
即时水加热设备由微型计算机控制。因此，当使用者按下清洗机的清洗按钮时，进水设备(例如，加压泵、减压阀、单向阀、水制动器等)运行，以引入流体至入水口10中。
然后，入水传感器51检测引入到入水口10中的流体的温度，然后电源通过导线202提供到加热器200中的发热体210上。此时，微型计算机(未示出)在检测到的温度的基础上调整发热体210的发热值。
然后，流体通过如图6所示的热交换件30的之字形流道31，以与加热器200的发热体210充分交换热量。然后，如图3所示，热交换流体以层流引入混合件40中，该流体划分为与加热器200接触的热水区和不与加热器200接触的冷水区。
然后，进入混合件40中的流体在预定的空间中产生漩涡，以充分混合层流流体，从而形成均匀温度的流体。
接下来，均匀混合的流体通过出水口20提供到清洗机(未示出)中。均匀混合的流体的温度通过出水口20处的出水传感器55检测。
此时，由于流体充分混合，因此流体具有均匀的温度，并且可以精确检测到该温度，而与检测位置无关。
然后，出水传感器55计算检测到的温度和目标温度之间的差别，以获得修正值。接下来，根据计算出的修正值来进行修正加热器200中的发热体210的加热值的程序，以便流体可以以期望的温度通过出水口21排出。
此时，当温度高于设定温度时，通过导线202提供到发热体210上的电流被双金属片53切断，而当低于设定的温度时，继续提供电流。
另外，当加热器200的发热体210过热时，保险丝52切断通过导线202提供到发热体210上的电流，以防止安全事件。
尽管根据本发明的即时水加热设备安装在热水清洗机上以即时提供热水，但是该即时水加热设备可以应用到多种需要热水的设备上，如净水器、自动售货机等。
从前文可以看出，根据本发明的用于清洗机的即时水加热设备的热交换件具有之字形的加热通道，并且板式加热器安装在加热通道上，以即时加热流动的流体。
另外，划分为热水区和冷水区以层流提供的流体被均匀混合，从而提供均匀温度的流体。
尽管已经展示和描述了本发明用于清洗机的即时水加热设备，但本领域的技术人员应该理解的是，可以对这些实施例进行变化，而不脱离本发明的原则和精神、限定在权利要求中的范围和它们的等同物。

Claims (24)

1.一种用于清洗机的即时水加热设备，包括：
外壳，具有入水口、出水口和形成在所述入水口和所述出水口之间的流道；
热交换件，具有用于与通过所述入水口提供的流体交换热量和引导所述流体到所述出水口的加热件；和
混合件，用于当所述热交换件中的热交换流体被引导至所述出水口时均匀混合层流流体。
2.根据权利要求1所述的即时水加热设备，其中，所述流道具有通过在其一侧具有通孔的分隔壁形成的之字形状。
3.根据权利要求1所述的即时水加热设备，其中，所述加热件为设置在所述流道上的板式加热器，以即时与进入所述入水口的流体交换热量。
4.根据权利要求3所述的即时水加热设备，其中，所述板式加热器包括：
多个热交换体，由钌-基材料形成，用于在提供电流时产生热；
热传递构件，发热体形成在其上；
导线，用于给所述发热体提供电流；和
导体，用于连接所述发热体的两端，以便所述电流同时通过所述导线提供。
5.根据权利要求4所述的即时水加热设备，其中，所述发热体通过印刷而附着到所述热传递构件的一个表面上。
6.根据权利要求4所述的即时水加热设备，其中，所述热传递构件由陶瓷构件形成。
7.根据权利要求4所述的即时水加热设备，其中，所述热传递构件由不锈钢构件形成。
8.根据权利要求4所述的即时水加热设备，其中，所述热传递构件设置在所述流道的内表面上。
9.根据权利要求8所述的即时水加热设备，其中，所述热传递构件具有多个通过印刷附着到其一个表面上的发热体，所述发热体连接到所述导线上，并且其中形成有所述发热体和电线的热传递构件用绝缘材料绝缘。
10.根据权利要求4所述的即时水加热设备，其中，所述热传递构件设置在所述流道的外表面上。
11.根据权利要求4所述的即时水加热设备，其中，所述热传递构件通过印刷附着到安装板的一个表面上，并且所述安装板的另一表面附着到所述热交换件的流道的外表面上。
12.根据权利要求3所述的即时水加热设备，其中，所述板式加热器电连接到保险丝上以防止所述加热器过热。
13.根据权利要求12所述的即时水加热设备，其中，所述板式加热器包括发热体和导线，并且所述保险丝电连接到所述导线上，用于给所述发热体提供电流。
14.根据权利要求3所述的即时水加热设备，其中，所述板式加热器电连接到双金属片上，用于均匀控制所述热交换流体的温度。
15.根据权利要求14所述的即时水加热设备，其中，所述双金属片安装在所述外壳的出水口上。
16.根据权利要求14所述的即时水加热设备，其中，所述板式加热器包括发热体，并且所述双金属片连接到所述发热体上。
17.根据权利要求1所述的即时水加热设备，其中，所述混合件包括用于检测所述热交换流体的水位的水位传感器和用于检测混合流体的温度的出水传感器.
18.根据权利要求17所述的即时水加热设备，其中，所述出水传感器设置成相邻于所述出水口。
19.根据权利要求17所述的即时水加热设备，其中，所述出水传感器构造成计算由入水口传感器检测到的温度，以获得所述流体的温度修正值，并且利用所述温度修正值修正加热器的发热值。
20.根据权利要求1所述的即时水加热设备，其中，所述混合件包括在加热器中用于引入所述热交换流体的引入口.
21.根据权利要求20所述的即时水加热设备，其中，所述引入口可以形成为大于所述出水口，以便所述混合件产生逆流来充分混合所述热交换流体。
22.根据权利要求20所述的即时水加热设备，其中，所述引入口交替地设置成相对于所述出水口，以便增加所述混合件中的混合效率。
23.根据权利要求1所述的即时水加热设备，其中，所述外壳包括用于检测通过所述入水口进入的流体的温度的入水口传感器，以调整加热器的发热值。
24.根据权利要求23所述的即时水加热设备，其中，所述入水口传感器安装在所述入水口上。
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