CN216799416U - 一种微纳米气泡生成装置及热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微纳米气泡生成装置及热水器。微纳米气泡生成装置包括壳体，其内设置有混气仓，壳体设置在热水器的水管上，水管内的水体能够流入混气仓内；供气结构，与混气仓连通，用于为混气仓内输送气体；文丘里管道，设置在混气仓内；起泡结构，设置在文丘里管道的进口处，作用于水体和气体，产生气泡；文丘里管道包括：收缩段，其内径自上至下逐渐减小；喉管，其上端与收缩段的下端连通；扩张段，其内径自上至下逐渐增大，扩张段的上端与喉管的下端连通，喉管自上至下的内径一致，且喉管上端的内径与收缩段的下端的内径以及扩张段的上端的内径相同，产生气泡后的水体和气体经由收缩段流入喉管，再从喉管流至扩张段。

Description

一种微纳米气泡生成装置及热水器

技术领域

本实用新型涉及家电技术领域，尤其涉及一种微纳米气泡生成装置及热水器。

背景技术

随着生活水平的提高，具有健康洗浴功能的热水器系统将极大满足人们对肌肤安全护理的需求，显著提升用户体验。

微纳米气泡是指直径为0.1-50微米的气泡，这种气泡具有和普通气泡不同的理化特性。微纳米气泡尺寸非常小，它的表面张力非常低，使得氧气分子与水分子更容易结合。由于微纳米气泡直径很小，可以很容易渗透进入毛孔，带走毛孔内的污垢。同时，大量气泡在水中溶解破裂形成气泡水时产生高能超声波，并伴随大量氧负离子产生。这种气泡水可以起到杀菌、净化皮肤、滋润补湿等作用。

现有技术中，根据气泡的产生方式可以分为溶气释放式、引气分散式、微孔散气式、旋流剪切式和多相泵送式。一般而言，用户的热水器接入的水源均带有压力，压力越大其溶气难度越大，导致生成微纳米气泡水效果较差且不稳定，难以发挥微纳米气泡水的真正功效。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本实用新型提出一种微纳米气泡生成装置，其生成的微纳米气泡较为稳定，效果较好。

上述的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种微纳米气泡生成装置，包括：

壳体，其内设置有混气仓，所述壳体设置在热水器的水管上，所述水管内的水体能够流入所述混气仓内；

供气结构，与所述混气仓连通，用于为所述混气仓内输送气体；

文丘里管道，设置在所述混气仓内；

起泡结构，设置在所述文丘里管道的进口处，作用于所述水体和所述气体，产生气泡；

所述文丘里管道包括：

收缩段，其内径自上至下逐渐减小；

喉管，其上端与所述收缩段的下端连通；

扩张段，其内径自上至下逐渐增大，所述扩张段的上端与所述喉管的下端连通，所述喉管自上至下的内径一致，且所述喉管上端的内径与所述收缩段的下端的内径以及所述扩张段的上端的内径相同，产生所述气泡后的所述水体和所述气体经由所述收缩段流入所述喉管，再从所述喉管流至所述扩张段，然后从所述扩张段流出所述混气仓。

可选地，还包括第一管道，所述第一管道设置在所述收缩段的上端并与所述收缩段连通，所述水体和所述气体经由所述第一管道流入所述收缩段内。

可选地，还包括静旋结构，所述静旋结构用于对流经所述第一管道内的所述水体和所述气体进行旋转剪切。

可选地，所述静旋结构包括：

轴座，沿所述第一管道的径向设置；

多张叶片，自下至上沿逆时针方向设置在所述轴座的外侧。

可选地，还包括第二管道，所述第二管道设置在所述扩张段的下端并与所述扩张段连通，所述扩张段内的所述水体和所述气体经由所述第二管道流出所述混气仓。

可选地，所述供气结构包括：

供气管，其一端与所述水管连通，另一端与所述微纳米气泡生成装置的外部大气连通，所述大气能够经由所述供气管流入所述水管，然后经由所述水管流入所述混气仓内；

气泵，设置在所述供气管上，用于将所述大气经由所述供气管泵送至所述水管；

止逆阀，设置在所述供气管上，用于控制所述供气管的通断。

可选地，所述供气管为文氏管。

可选地，所述供气结构包括：

供气管，其一端与所述混气仓连通，另一端与所述微纳米气泡生成装置的外部大气连通，所述大气能够经由所述供气管流入所述混气仓内；

气泵，设置在所述供气管上，用于将所述大气经由所述供气管泵送至所述水管；

止逆阀，设置在所述供气管上，用于控制所述供气管的通断。

可选地，还包括泄气阀，所述泄气阀设置在所述壳体上，用于所述混气仓的泄压。

本实用新型还提供一种热水器，包括水管，还包括上所述的微纳米气泡生成装置，所述微纳米气泡生成装置的壳体设置在所述水管上。

与现有技术相比，本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型提供的微纳米气泡生成装置通过设置文丘里管道，且文丘里管道设置有收缩段、喉管和扩张段，使得进入喉管中的水流速度提高，进而使得气泡的直径变小，形成微纳米级气泡，微纳米气泡的生成较为稳定，效果较好。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例提供的微纳米气泡生成装置设置在热水器中的示意图(进气管与水管连通)；

图2是本实用新型具体实施例提供的微纳米气泡生成装置设置在热水器中的示意图(进气管与混气仓连通)；

图3是本实用新型具体实施例提供的微纳米气泡生成装置的混气仓的立体结构示意图；

图4是本实用新型具体实施例提供的微纳米气泡生成装置的混气仓的俯视图；

图5是图4中A处的剖面图；

图6是本实用新型具体实施例提供的微纳米气泡生成装置的文丘里管道的立体结构图；

图7是本实用新型具体实施例提供的微纳米气泡生成装置的静旋结构的立体结构图。

图中：

1、壳体；11、进气口；12、进水接口；13、出水接口；

2、静旋结构；21、轴座；22、叶片；

3、文丘里管道；31、收缩段；32、喉管；33、扩张段；

41、第一管道；411、孔洞；42、第二管道；

5、增压水泵；

6、流量计；

7、止逆阀；

8、气泵；

9、供气管；

10、壳体；

100、泄气阀。

具体实施方式

以下实施例对本实用新型进行说明，但本实用新型并不受这些实施例所限制。对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

请参考图1-图6，本实用新型提供一种微纳米气泡生成装置，包括壳体10、供气结构和文丘里管道3。壳体10内设置有混气仓，壳体10设置在热水器的水管上，水管内的水体能够流入混气仓内。供气结构与混气仓连通，用于为混气仓内输送气体。文丘里管道3设置在混气仓内。起泡结构设置在文丘里管道3 的进口处，作用于水体和气体，产生气泡。文丘里管道3包括收缩段31、喉管 32和扩张段33。收缩段31的内径自上至下逐渐减小。喉管32的上端与收缩段 31的下端连通。扩张段33的内径自上至下逐渐增大，扩张段33的上端与喉管32的下端连通，且喉管32上端的内径与收缩段31的下端的内径以及扩张段33 的上端的内径相同，产生水泡的水体和气体经由收缩段31流入喉管32，再从喉管32流至扩张段33，然后从扩张段33流出混气仓。

具体地，根据Q＝S×V，其中Q为水流量，S为管道截面积，V为水流速，当水体和气体经由收缩段31进入喉管32时，喉管32截面积减小，而瞬时流量不变，从而使得在喉管32处的水流速V增大。

又根据d＝5.47v_th ^-1，d为气泡的直径，由于在喉管32处的水流速V增大，所以气泡的直径d减小。

又根据

即气泡直径与雷诺数Re呈-1.1倍的指数关系，其中We为韦伯数，σ为水体的表面张力，g_c为系数，ρ为水体密度，μ为水流动力粘度，而Re＝ρVD/μ，D为特征长度，为水体密度，为水流动力粘度。由于水流速V增大，因此，雷诺数Re增大，气泡直径d减小。

又根据ΔP＝2σ/r，ΔP为压力上升的数值，σ为水体的表面张力，r为气泡半径，在温度不变的情况下，水体的表面张力σ不变。在水体和气体进入扩张段33后，面积增大，速度减小，增大，则气泡半径再次减小，从而获得微纳米级大小的气泡水。

可选地，喉管32自上至下的内径一致，以利于水体和气体经由喉管32流出至扩张段33。

可选地，还包括第一管道41，第一管道41设置在所述收缩段31的上端并与收缩段31连通，水体和气体经由第一管道41流入收缩段31内。

可选地，第一管道41的上部设置有孔洞411，位于混气仓内且位于文丘里管道3外的水和气体可以经由孔洞411快速进入第一管道41内。

请参考图7，可选地，气泡结构包括静旋结构2，静旋结构2用于对流经第一管道41内的水体和气体进行旋转剪切，以产生气泡。

可选地，静旋结构2包括轴座21和多张叶片22。轴座21沿第一管道41的径向设置。多张叶片22自下至上沿逆时针方向设置在轴座21的外侧。当水体和气体流经叶片22时，水体和气体沿叶片22流动并发生转动，然后被叶片22 剪切，从而产生气泡。

当然，在气体实施例中，气泡结构还可以为振动结构，通过振动使得水体和气体产生气泡。

可选地，还包括第二管道42，第二管道42设置在扩张段33的下端并与扩张段33连通，扩张段33内的水体和气体经由第二管道42流出混气仓。

可选地，在一些实施例中，供气结构包括供气管9和气泵8。供气管9的一端与水管连通，另一端与微纳米气泡生成装置的外部大气连通，大气能够经由供气管9流入水管，然后经由水管流入混气仓内。气泵8设置在供气管9上，用于将大气经由供气管9泵送至水管。止逆阀7设置在供气管9上，用于控制供气管9的通断。

可选地，供气管9为文氏管，以提高进气效率，且进气压力较低，利于气体溶于水体内。

可选地，在另一些实施例中，供气结构包括供气管9、水泵和止逆阀7。供气管9的一端与混气仓连通，另一端与微纳米气泡生成装置的外部大气连通，大气能够经由供气管9流入混气仓内。气泵8设置在供气管9上，用于将大气经由供气管9泵送至水管。止逆阀7设置在供气管9上，用于控制供气管9的通断。具体地，壳体10的上端开设有进气口11，供气管9的一端通过进气口 11与混气仓连通。该种进气方式，由于气体的密度较水体小，因此，气体会汇集在混气仓的顶部并形成一定的压力，当水体流过时，气体在气液界面进行溶解，溶气效果较好。

进一步地，为避免混气仓顶部的压力过高，壳体10的顶部还设置有泄气阀 100，用于混气仓的泄压。

可选地，还包括进水接口12和出水接口13。进水接口12设置在壳体10的侧部并与混气仓连通，水管与进水接口12连通，进而实现与混气仓连通。出水接口13与热水器的出水管连接。

请参考图1和图2，本实用新型还提供一种热水器，包括水管，还包括上的微纳米气泡生成装置，微纳米气泡生成装置的壳体10设置在水管上。

可选地，壳体10设置在水管的出水端。

可选地，热水器还包括流量计6和增压水泵5。流量计6设置在水管上，用于计算进入混气仓的水流量。增压水泵5设置在水管上，用于将热水器外部的供水管路中的水体泵送至混气仓内。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种微纳米气泡生成装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，其内设置有混气仓，所述壳体(1)设置在热水器的水管上，所述水管内的水体能够流入所述混气仓内；

供气结构，与所述混气仓连通，用于为所述混气仓内输送气体；

文丘里管道(3)，设置在所述混气仓内；

起泡结构，设置在所述文丘里管道(3)的进口处，作用于所述水体和所述气体，产生气泡；

所述文丘里管道(3)包括：

收缩段(31)，其内径自上至下逐渐减小；

喉管(32)，其上端与所述收缩段(31)的下端连通；

扩张段(33)，其内径自上至下逐渐增大，所述扩张段(33)的上端与所述喉管(32)的下端连通，所述喉管(32)自上至下的内径一致，且所述喉管(32)上端的内径与所述收缩段(31)的下端的内径以及所述扩张段(33)的上端的内径相同，产生所述气泡后的水体和所述气体经由所述收缩段(31)流入所述喉管(32)，再从所述喉管(32)流至所述扩张段(33)，然后从所述扩张段(33)流出所述混气仓。

2.根据权利要求1所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，还包括第一管道(41)，所述第一管道(41)设置在所述收缩段(31)的上端并与所述收缩段(31)连通，所述水体和所述气体经由所述第一管道(41)流入所述收缩段(31)内。

3.根据权利要求2所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，所述起泡结构包括静旋结构(2)，所述静旋结构(2)用于对流经所述第一管道(41)内的所述水体和所述气体进行旋转剪切。

4.根据权利要求3所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，所述静旋结构(2)包括：

轴座(21)，沿所述第一管道(41)的径向设置；

多张叶片(22)，自下至上沿逆时针方向设置在所述轴座(21)的外侧。

5.根据权利要求1所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，还包括第二管道(42)，所述第二管道(42)设置在所述扩张段(33)的下端并与所述扩张段(33)连通，所述扩张段(33)内的所述水体和所述气体经由所述第二管道(42)流出所述混气仓。

6.根据权利要求2-5任一项所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，所述供气结构包括：

供气管(9)，其一端与所述水管连通，另一端与所述微纳米气泡生成装置的外部大气连通，所述大气能够经由所述供气管(9)流入所述水管，然后经由所述水管流入所述混气仓内；

气泵(8)，设置在所述供气管(9)上，用于将所述大气经由所述供气管(9)泵送至所述水管；

止逆阀(7)，设置在所述供气管(9)上，用于控制所述供气管(9)的通断。

7.根据权利要求6所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，所述供气管(9)为文氏管。

8.根据权利要求2-5任一项所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，所述供气结构包括：

供气管(9)，其一端与所述混气仓连通，另一端与所述微纳米气泡生成装置的外部大气连通，所述大气能够经由所述供气管(9)流入所述混气仓内；

气泵(8)，设置在所述供气管(9)上，用于将所述大气经由所述供气管(9)泵送至所述水管；

止逆阀(7)，设置在所述供气管(9)上，用于控制所述供气管(9)的通断。

9.根据权利要求8所述的微纳米气泡生成装置，其特征在于，还包括泄气阀(100)，所述泄气阀(100)设置在所述壳体(1)上，用于所述混气仓的泄压。

10.一种热水器，包括水管，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的微纳米气泡生成装置，所述微纳米气泡生成装置的壳体(1)设置在所述水管上。

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