CN203024394U - 一种两箱式开水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种两箱式开水机。该机主要由冷水箱、开水箱、发热管、蒸汽收集箱、冷热联接管、排汽管、开水龙头以及水位探测、传感测温控温等器具构成，其主要特征是：冷水箱和开水箱分开设置，蒸汽收集箱设置在开水箱的上面；冷热联接管的一端与冷水箱的下部相连，另一端与开水箱的下部相连；排汽管的一端与蒸汽收集箱相连，且自上而下穿过冷水箱的下部后开口于冷水箱外部的接水托盘。该机采用“逐层进水、逐层加热”的临界沸腾温度控制方法，“随时用水立即烧开、即开即用、用多少烧多少”，可持续提供合格的开水，杜绝了“千沸水”、“阴阳水”的产生，同时由于开水箱内所产生的蒸汽预热冷水，可节省电能。

Description

一种两箱式开水机

技术领域

本实用新型属于开水机技术领域，涉及一种利用电能转化为热能的开水机，特别是一种两箱式开水机。 

背景技术

众所周知，开水机也叫开水器、电开水器，是一种为了适应不同人群饮水需求环境而设计的一种利用电能转化为热能的烧开水设备。 

我国的第一代具有代表性的开水机为浮球式开水机，这种开水机是一种实现了电能转化为热能的烧开水设备。优点：内部结构简单，主要由箱体(用于储水及烧水)、浮球(用于控制水位)、发热管(用于加热)组成。缺点：一是水箱只有一个，不能把生水与开水分隔，又由于只有一个浮球作为水位控制，不能控制取水时生水进入水箱中，因而造成“阴阳水”的产生；二是加热管永远都在反复地对给水加热，致使“千沸水”的产生，影响饮用开水的质量和人们的健康：三是从机器的原理、结构以及控制上看，不能满足放出来的水都是开水，其原因：1、从顶部加入冷水，且顶部设有冷水储水箱，而烧开水和放开水的开水箱却置于下部，由于热水密度低以及热对流等原因造成热水上浮、冷水下沉，因此，只要上部冷水箱有冷水，就必然会在热水对流情况下，在下部放开水时都会混有生水放出，此时开水机放出的都不是真正的开水，而只是生开水；2、由于是由浮球控制加入自来水，在水箱水位高时，浮球上浮，进水浮球阀关闭，停止入水，而在放开水水位下降时，浮球下降，进水浮球阀开启，加入自来水。开水机只受水位控制，放多少水出来就加入多少水，而发热管烧水的速度有限，因此，此浮球式开水机放出来的水也不能满足所放水都是开水；3、浮球式开水机的温度控制大都采用液体膨胀式温度开关和温度指示表，精度误差为±6-8℃，此类开关控制的浮球式开水机不能满足放出来的水都是开水。 

我国的第二代具有代表性的开水机为为沸腾式开水机，这种开水机是针对 我国第一代开水机产品会产生“阴阳水”的缺点而研发出的一种开水机，其原理主要是把生水和开水分隔开，由原来浮球式的一个箱体，改为沸腾式的两个箱体，一个箱体里装有电热管，负责烧开水，另一个箱体则负责储存开水。这样能有效避免生水与开水的混合，彻底解决了“阴阳水”问题。但最初由于实现结构较为复杂，成本较高，箱体密封而不能清洗所造成寿命不长等原因，并没有过高的市场覆盖率。 

我国的第三代具有代表性的开水机为步进式节能开水机，这种开水机的原理是将水逐层加热，入水口在下方，每次进水一层并加热至95度，再进水一层，将开水推到上一层，继续加热新进入的冷水，如此循环进水和加热过程，直到整箱水全部加热为开水。步进式节能开水机的优点是：集中用水时，等待时间短，一层烧开后就能出水；烧好一箱水后，可以连续使用到低水位探头后再进水，保温耗电相对较少。然而，步进式节能开水机只是将原先的整箱加热保温升级成了分步逐层加热的方式，虽然在水箱体积、加热时间、多次加热和节约能源方面有一定程度的改善，但由于步进式节能开水机没有从根本上改变其储水加热的结构，所以它依然存在储水、保温、多次重复加热和冷热水箱共用的问题。由于水分子的运动，冷热水必然会混合到一起导致步进式节能开水机有大量的“阴阳水”存在，另外其出水嘴就位于冷热水的交界处，使得所制得的开水经常是冷热混合的“阴阳水”，对身体健康不利。综上所述，步进节能开水机还存在以下主要缺点：生水和开水相互混合，“阴阳水”现象严重；仍然需要保温，浪费电能，“千沸水”亦不能避免；水电混合，不安全，有漏电隐患；易结水垢，须常维护。因而，步进式节能开水机虽然可以节能，但对健康饮用不利，亦存在明显的缺陷。 

综上所述，目前传统型开水机(第一代浮球式开水机、第二代沸腾式开水机、第三代步进式开水机)，要么存在“阴阳水”、“千沸水”的问题，要么不能满足烧出来的水都是开水，无法解决“开水”的恒温问题，要么不能做到“随时用水立即烧开、即开即用、用多少烧多少”，解决烧开水的节能问题。 

发明内容

本实用新型的目的就是针对传统型开水机(浮球式开水机、沸腾式开水机等、步进式开水机)所存在的问题和不足之处，而提供一种“随时用水立即烧开、即开即用、用多少烧多少”，不产生“千沸水”、“阴阳水”的两箱式开水机。 

本实用新型的技术解决方案是：一种两箱式开水机，主要由冷水箱、开水箱、蒸汽收集箱、发热管、冷热联接管、排汽管、开水龙头以及水位探测、传感测温控温等测控器具构成，其主要特征是：冷水箱和开水箱分开设置，蒸汽收集箱设置在开水箱的上面；冷热联接管的一端与冷水箱的下部相连，另一端与开水箱的下部相连；排汽管的一端与蒸汽收集箱相连，且自上而下穿过冷水箱的下部后开口于冷水箱外部的接水托盘。 

本实用新型技术解决方案中所述的冷水箱，是一种为开水箱储存冷水的水箱。进水管可向冷水箱提供冷水。冷水箱进水浮球阀、冷水低水位保护浮球开关联锁，工作电源开关与进水管的电磁阀连锁。当冷水箱内的水位低于设定液位时，冷水低水位保护浮球开关发出供水信号，工作电源开关合闸且向进水管的电磁阀发出供水指令，供水管向冷水箱提供冷水。当冷水箱内的水位高于设定液位时，冷水箱进水浮球阀发出停止供水信号，工作电源开关断开且向进水管电磁阀发出停止供水指令，供水管向冷水箱停止提供冷水。可见，本实用新型技术解决方案中所述的冷水箱，其特征在于：该冷水箱的上部设置进水管，下部设计为细长型，内部设置冷水箱进水浮球阀和冷水低水位保护浮球开关。 

本实用新型技术解决方案中所述的冷水箱，也是一种为开水箱制造预热水的水箱。冷水箱的下部设计为细长型，与蒸汽收集箱相接的排汽管自上而下穿过冷水箱下部的细长部份后开口于冷水箱外部的接水托盘，以方便排放冷凝水，开水箱所产生的蒸汽由排汽管排至接水托盘的同时，放出热量预热冷水箱内的冷水，由于冷水箱下部设计成细长型，可利用蒸汽热能尽可能多的加热冷水箱下部的冷水，从而最大可能的利用蒸汽热能，能更快更好的为即将加入开水箱的冷水进行预热。冷水箱内的冷水在吸收蒸汽管内的蒸汽热能后，将冷水温度 预热到30-40℃，然后通过冷热联接管进入开水箱，该冷水(预热水)从30-40℃加热到沸点温度(100℃)，只需加热60-70℃，其所产生的大量热蒸汽并没有浪费而是被送到底部通过冷凝原理来预热开水箱的冷水源。由于冷水箱向开水箱提供的冷水是一种在冷水箱预热后的水，这种水在开水箱里加热成开水时可节省电能，提高热能利用率，降低整机的能耗，从而达到节能目的。 

本实用新型技术解决方案中所述的开水箱，更是一种利用电能使冷水(预热水)加热到开水温度的水箱。开水箱内设置发热管为开水箱烧开水提供电能。开水箱的下部与冷热联接管相连，可接收来自冷水箱内的冷水(预热水)。开水箱内设置了适温温控器、超温温控器、感温探头、开水低水水位保护探头等测量器具。在开水箱加热冷水(预热水)的过程中，由冷水(预热水)加热至临界沸腾时，由于适温温控器与电磁阀联锁，在适温温控器实时监测到水温达到临界沸腾时，发出向开水箱提供预热水的信号，工作电源开关合闸且同时电磁阀工作电源打开，由冷水箱向开水箱补充冷水(预热水)，由于发热管功率和开水箱的匹配体积和联接管的通过水量，经过了精确计算控制，从而保证冷水箱向开水箱补充冷水(预热水)在冷水箱内水的压力下(冷水箱的水位高于开水箱的龙头位置)向上运动的过程中吸收发热管产生的热量变成开水，从开水箱水龙头流出，从而实现制取开水，直到外部关闭工作控制电源为止，如须再取得开水，只须打开外部工作控制电源，开水机即会重复上一过程。开水机为保持达到健康饮用开水最低温度(国家标准规定为93摄氏度以上)，通过精准控温控水计算，控制加热管及电磁阀的工作，采用逐层进水、逐层加热的临界沸腾技术，协调开水箱内开水温度和进水量(水位)。同时，应用流体力学的层流理论以及开水轻、冷水重的物理特性，确保开水层在新进冷水层的支撑下向上飘浮运动，使该次进入的新冷水层进入瞬间加热状态，并达到临界沸腾，完成一层进水的加热循环。每次仅加热一层水，沸腾后再进一层水，逐层沸腾，因而可持续提高供合格的开水，杜绝了“阴阳水”和“千沸水”，同时，由于开水不存在反复加热，从健康饮水的角度来看，不存在滋生亚硝酸盐的问题，有利于 持续供应100％健康饮用开水，符合健康饮水观念。可见，本实用新型技术解决方案中所述的开水箱，其特征在于：该箱的上部设置蒸汽收集箱，内部设置发热管、感温探头、开水低水位保护探头、适温温控器、超温温控器。 

本实用新型技术解决方案中所述的蒸汽收集箱，主要是收集开水箱在临界沸腾时所产生的蒸汽并用于对冷水箱中的冷水进行预热。蒸汽收集箱设置于开水箱的上部，且与排汽管相连。蒸汽收集箱的中部设置开水龙头。采用蒸汽收集回收技术，可使开水箱临界沸腾时产生的蒸气导入冷水箱对冷水进行预热，既节约能源，又避免蒸汽弥漫在周转环境中所产生的负面作用。本实用新型技术解决方案中所述的蒸汽收集箱，其特征在于：所述的蒸汽收集箱，该箱的上部与排汽管相连，下部设置开水龙头。 

本实用新型技术解决方案中所述的发热管，是一种利用电能转化为热能使冷水(预热水)加热的器件。发热管为开水箱烧开水提供电能，为延长发热管的使用寿命，发热管通常采用特种“镍铬紫铜合金发热管”。该发热管产品质量可靠耐用，寿命高达5年以上。为避免发热管干烧，应确保冷水箱的冷水低水位保护浮球开关的水平位置高于开水箱的开水低水位保护探头的水平位置。冷水低水位保护浮球开关和开水低水位探头为一组，感温探头和超温温控器为一组，可通过联锁控制，在检测到的信号不符合设定值时，即会自动断开整机的工作电源，以确保发热管的用电安全。 

本实用新型技术解决方案中所述的冷热联接管，是一种为开水箱提供预热水的连通管。冷热联接管连接冷水箱和开水箱，冷热联接管上设置了电磁阀，且电磁阀的工作电源开关与冷水低水位保护浮球开关、冷水箱进水浮球阀、发热管、开水低水位保护探头联锁，当开水低水位保护探头感知开水箱内的液位低于设定的液位时，开水低水位保护探头向冷热联接管的电磁阀发出向开水箱提供预热水的信号，工作电源开关合闸且向冷热联接管的电磁阀发出供水开启信号，冷水箱即通过冷热联接管的电磁阀向热水箱提供预热水。当外部取水电源开关关闭、开水箱的开水龙头停止放开水时，冷热联接管的电磁阀的工作电 源开关断开，冷热联接管电磁阀停止向开水箱提供冷水(预热水)。当冷水箱的水位低于设定液位时，冷水低水位保护浮球开关发出信号，电磁阀的工作电源开关断开，电磁阀关闭，电磁阀停止向开水箱提供冷水(预热水)，同时冷水箱进水浮球阀指令进水管向冷水箱进水。 

本实用新型技术解决方案中所述的排汽管，其作用是使蒸汽收集箱收集的蒸汽与冷水箱的冷水进行换热。该管的一端与蒸汽收集箱相连，另一端开口于冷水箱外部的接水托盘以方便排放冷凝水。排汽管进入冷水箱的水平面位置应略低于冷水箱的冷水低水位保护浮球开关的水平面位置。可见，本实用新型技术解决方案中所述的排汽管，其特征在于：所述的排汽管，该管进入冷水箱的水平位置应略低于冷水箱的冷水低水位保护浮球开关的水平位置。 

本实用新型技术解决方案中所述的开水龙头，其作用是供应饮用开水。为防止加热管干烧，开水龙头应设置于蒸汽收集箱的下部且处于或稍高于发热管顶部平齐的位置。冷水箱中的冷水之所以可通过冷热联接管进入开水箱烧成开水后由开水龙头流出，所依据的原理是物理学上的连通器原理，据连通器原理，开水龙头的设置位置应与冷水箱中的冷水低水位保护浮球开关的位置在同一水平面。可见，本实用新型技术解决方案中所述的开水龙头，其特征在于：所述的开水龙头，该龙头设置于蒸汽收集箱的下部，且稍高于发热管顶部平齐的位置，与冷水箱中的冷水低水位保护浮球开关的位置在同一水平面上。 

本实用新型的有益效果是：由于开水箱采用“逐层进水、逐层加热”的临界沸腾温度控制方法，每次仅加热一层水，沸腾后再进一层水，逐层沸腾，因而可使开水箱“随时用水立即烧开、即开即用、用多少烧多少”，可持续提供合格的开水，杜绝了“千沸水”、“阴阳水”的问题；由于开水箱内所产生的蒸汽可在冷水箱内预热冷水，向开水箱提供的冷水是一种已预热了的冷水，因而在开水箱里加热成开水时可节省电能，提高热能利用率，降低整机的能耗，从而达到节能目的。 

下面，结合附图对本实用新型进一步说明。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图中：1、冷水箱；2、冷水箱进水浮球阀；3、进水管；4、冷水低水位保护浮球开关；5、冷热联接管；6、电磁阀；7、开水箱；8、适温温控器；9、超温温控器；10、开水龙头；11、发热管；12、蒸汽收集箱；13、排气管；14、感温探头；15、开水低水位保护探头。 

具体实施方式

本实用新型实施例如图1所示。 

开水龙头(10)设置在蒸汽收集箱(12)下部，位置高于开水箱(7)内的水位线，应处于或稍高于发热管(11)顶部平齐的位置，但位置低于冷水箱(1)内冷水水位线，应与冷水箱(1)中的冷水低水位保护浮球开关(4)所处位置在同一水平面上，因而可依据物理学上的连通器原理，通过冷水箱(1)和开水箱(7)的水位差实现冷水(预热水)的自然流动。冷水(预热水)在开水箱(7)的流动过程中，吸收发热管(11)的热量变成开水，通过开水龙头(10)流出。从而实现开水的提供。 

开水箱(7)和冷水箱(1)内分别设有开水低水位保护探头(15)和冷水低水位保护浮球开关(4)。开水箱(7)内分别设有感温探头(14)、超温温控器(9)和适温温控器(8)。当本即热式恒温节能开水机初始开机工作时，冷水箱(1)内的冷水低水位保护浮球开关(4)、开水箱(7)内的开水低水位保护探头(15)中的任何一个未检测到水位信号时，由于冷水低水位保护浮球开关(4)、开水低水位保护探头(15)与发热管(11)的工作电源串联控制联锁，即会断开发热管(11)的工作电源开关，并同时接通电磁阀(6)的工作电源开关向开水箱(7)内补水，直到开水低水位探头(15)检测到水位信号后即断开电磁阀(6)的工作电源开关，开水箱(7)进入待机状态，直到冷水箱(1)内的冷水低水位保护浮球开关(4)也检测到水位信号后，整机即进入待机工作状态，此时只有打开开水龙头(10)，发热管(11)即开始发热制取开水。在感温 探头(14)和适温温控器(8)同时检测到水温达到开水箱(7)内的水温，达到机器设定的临界沸腾值时即会接通电磁阀(6)的工作电源开关、冷水箱(1)即会通过冷热联接管(5)向开水箱(7)内补充合适流量的冷水(预热水)，此时开水龙头(10)就会流出开水来，只要冷水低水位保护浮球开关(4)和开水低水位保护探头(15)都检测到水位信号，同时超温温控器(9)和温感探头(14)没有检测到水温度超温，开水箱(7)即会不停止的重复以上过程，不停的制取开水，直到关闭工作电源开关、开水箱(7)即会进入待机状态。 

冷水箱(1)和开水箱(7)内分别均设有低水位保护，其中冷水箱(1)内的冷水低水位保护浮球开关(4)的水平位置高于开水箱(7)内的开水低水位保护探头(15)，从而能有效的保护发热管(11)不干烧。 

冷水箱(1)内的冷水低水位保护浮球开关(4)和开水箱(7)内的开水低水位保护探头(15)为一组，开水箱(7)内的温感探头(14)和超温温控器(9)为一组，检测到的信号不符合设定值时，由于联锁电路的控制，即会自动断开整机的工作电源，以保证安全。 

开水机为保持达到健康饮用开水最低温度(国家标准规定为93摄氏度以上)，通过精准控温控水计算，控制加热管及电磁阀的工作，采用逐层进水、逐层加热的临界沸腾技术，协调开水箱内开水温度和进水量(水位)。同时，应用流体力学的层流理论以及开水轻、冷水重的物理特性，确保开水层在新进冷水层的支撑下向上飘浮运动，使该次进入的新冷水层进入瞬间加热状态，并达到临界沸腾完成一层进水的加热循环。每次仅加热一层水，沸腾后再进一层水，逐层沸腾，因而可持续提供合格的开水，杜绝了“阴阳水”和“千沸水”，同时，由于开水不存在反复加热，从健康饮水的角度来看，不存在滋生亚硝酸盐的问题，有利于持续供应健康开水，符合健康饮水观念。 

Claims (6)

1.一种两箱式开水机，主要由冷水箱(1)、开水箱(7)、蒸汽收集箱(12)、发热管(11)、冷热联接管(5)、排汽管(13)、开水龙头(10)以及水位探测、传感测温控温等测控器具构成，其主要特征是：冷水箱(1)和开水箱(7)分开设置，蒸汽收集箱(12)设置在开水箱(7)的上面；冷热联接管(5)的一端与冷水箱(1)的下部相连，另一端与开水箱(7)的下部相连；排汽管(13)的一端与蒸汽收集箱(12)相连，另一端自上而下穿过冷水箱(1)的下部后开口于冷水箱(1)外部的接水托盘。 

2.根据权利要求1所述的一种两箱式开水机，其特征在于：所述的冷水箱(1)，该箱的上部设置进水管(3)，下部设计为细长型，内部设置冷水箱进水浮球阀(2)和冷水低水位保护浮球开关(4)。 

3.根据权利要求2所述的一种两箱式开水机，其特征在于：所述的开水箱(7)，该箱的上部设置蒸汽收集箱(12)，内部设置发热管(11)、感温探头(14)、开水低水位保护探头(15)、适温温控器(8)、超温温控器(9)。 

4.根据权利要求3所述的一种两箱式开水机，其特征在于：所述的蒸汽收集箱(12)，该箱的上部与排汽管(13)相连，下部设置开水龙头(10)。 

5.根据权利要求4所述的一种两箱式开水机，其特征在于：所述的排汽管(13)，该管进入冷水箱(1)的水平位置应略低于冷水箱(1)的冷水低水位保护浮球开关(4)的水平位置。 

6.根据权利要求5所述的一种两箱式开水机，其特征在于：所述的开水龙头(10)，该龙头设置于蒸汽收集箱(12)的下部，且稍高于发热管(11)顶部平齐的位置，与冷水箱(1)中的冷水低水位保护浮球开关(4)的位置在同一水平面上。 

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