高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机以及饮水系统的制作方法

本实用新型涉及热交换设备技术领域，具体而言，涉及一种高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机以及饮水系统。

背景技术：

在高海拔地区，由于大气压力降低，水汽饱和温度不能够达到在低海拔地区所具有的100摄氏度左右，因此，在高海拔地区居住的人们就采用如图1、图2和图3中所描述的微正压系统的方式，对水在一定容量的容器中进行等容式的加热，来达到沸腾温度为100摄氏度所需要的压力。图1中示出了一种微正压系统产品，包括有电磁感应加热组件1和压力容器2，利用电磁感应加热在压力容器2中的水至100摄氏度左右沸腾。图2中示出了另一种微正压系统产品，利用电阻丝组件3进行加热，电阻丝组件3绕设在压力容器4上，将水加热至100摄氏度。图3中示出了一种家用压力锅，利用家用压力锅进行水的加热煮沸。

发明人在研究中发现，上述微正压系统方式在高海拔地区加热沸腾水过程中至少存在如下缺点：

其一、需要稳定的电源和供水，对设备的性能要求高；

其二、需要配备相应的安全设备，例如过热保护装置、过压保护装置、过载保护装置等，结构复杂，成本高；

其三、采用微正压系统进行加热，体积庞大，操作复杂，造价和使用费用较高；

其四、传统的方案都是带有一定压力的微正压系统产品，在使用过程中由于使用不当或者操作不当等原因易出现爆炸等事故，造成人员、财产损失的情况时有发生，群众宁愿喝达不到100摄氏度的沸腾水，也不愿意使用易出现安全事故的带微正压系统的加热水设备；

其五、不能够用于海拔地区没有稳定电源、没有稳定供水没有大量燃料的广大游牧群体，同时，用于体积庞大也不便于运输、安装和携带；

其六、家用高压锅由于锅壁较厚，在加热过程中需要消耗大量的燃料，浪费能源，同时，由于锅内存在较大的压力，也具有安全隐患；

其七、由于微正压系统在供水时有一个释放压力的过程，容易造成热源的烫伤；

其八、高原地区冬季寒冷，温度可达－20摄氏度以下，微正压供水系统承压部件中，如果有剩余冷水存在，就有可能造成承压部件开裂，而存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，具有使用安全可靠、热交换效率高，节省能源等优点。

本实用新型的目的在于提供一种饮水系统，具有使用安全可靠、热交换效率高，节省能源等优点。

本实用新型的实施例是这样实现的：

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，

包括蒸汽发生器、过热器、热交换器以及饮用水箱，其中：

所述蒸汽发生器的蒸汽出口与所述过热器连通，所述过热器的出汽口与所述热交换器连通，所述热交换器连通所述饮用水箱。

所述蒸汽发生器包括锅体和下沉式炉体，所述锅体嵌入所述炉体内，所述锅体的顶部设置有所述蒸汽出口；所述过热器设置为板式过热器，所述锅体位于所述板式过热器内。

在本实用新型较佳的实施例中，所述蒸汽发生器包括锅体和下沉式炉体，所述锅体嵌入所述炉体内，所述过热器设置为管式过热器，所述管式过热器包括过热器管，所述过热器管的一端从所述锅体的侧壁连通，所述过热器管的另一端绕过所述锅体的底部后连通所述热交换通道。

在本实用新型较佳的实施例中，所述过热器的出汽口处设置有供蒸汽流通的管道，所述管道与所述热交换器连通。

在本实用新型较佳的实施例中，所述热交换器的端部设置有出水管道，所述出水管道上设置有开关阀。

在本实用新型较佳的实施例中，所述管道上安装有温度检测器，用于检测位于所述管道内的热水的温度。

在本实用新型较佳的实施例中，所述蒸汽发生器和所述过热器均为电加热形式。

在本实用新型较佳的实施例中，所述饮用水箱包括出水口，所述出水口处连通有水管，所述水管上设置有开关阀。

在本实用新型较佳的实施例中，所述高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机还包括水泵组件。

基于上述第二目的，本实用新型提供了一种饮水系统，包括所述的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实用新型实施例提供了一种高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，其结构简单合理，便于制造加工，安装与使用方便，同时，该高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机是在常压系统中工作(当地海拔高度所对应的大气压)，不会有类似微正压系统那样具有和使用不当可能出现爆炸的危险情况发生，同时，操作方便快捷，整个设备的成本低，能够节省大量的能源。具体如下：

本实施例提供的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，包括有蒸汽发生器、过热器、热交换器和饮用水箱，利用蒸汽发生器将水加热蒸发成蒸汽状态，然后经过过热器进一步加热，使其温度升高，经过加热过后的过热蒸汽温度为大于或者等于100摄氏度，加热后的过热蒸汽流动至热交换器，在热交换器中发生热量交换，此时，过热蒸汽和冷却水在热交换器中发生热交换，过热蒸汽中的温度传递给了冷却水，过热蒸汽放热后冷凝为水，且温度降低，即形成了能够饮用的沸腾水，而冷却水吸收了蒸汽的热量后，温度增高，能够在寒冷的冬季或者温度较低时直接使用到热水，为人们的生活提供了便利。整个热量的利用率高，基本没有造成热量的浪费，节省了能源。同时，高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机还具有如下优点：

1、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机利用的是常压系统(当地海拔高度所对应的大气压力)，不会像微正压系统那样具有使用不当可能造成爆炸的危险；

2、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机利用的是微过热系统来达到100摄氏度以上温度要求，比微正压系统在结构上简单，整个系统中没有设置一个泄压开关阀和控制元件，使用操作更加方便；

3、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机与微正压系统产品相比，在整个系统中没有过压、过热或者过载保护设备，成本大大降低；

4、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机与微正压系统产品相比，加热热源更加宽阔，适用于电、煤、木材或者牛屎等燃料；同时也有专门适用于电加热的单一形式。

5、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机与微正压系统产品相比，体积小、重量轻、便于携带，适用于各种燃料，各种水源，不存在爆炸的隐患；更加适合高海拔地区广大家庭和游牧群体作为生活用水和饮用水的产品使用。

本实施例提供的饮水系统包括上述的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，具有高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有的一种微正压系统产品的结构图；

图2为现有的另一种微正压系统产品的结构图；

图3为现有的高压锅的结构图；

图4为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的工作的原理图；

图5为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的内循环系统示意图；

图6为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的蒸汽发生器和板式过热器安装结构的示意图；

图7为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的外循环系统的示意图；

图8为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的蒸汽发生器和管式过热器安装结构的示意图；

图9为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的下沉式灶具的结构示意图；

图10为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的电加热下循环系统的结构示意图；

图11为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的外置式电加热段的结构示意图；

图12为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的内置式电加热段的结构示意图；

图13为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的电过热段的外置加热结构的示意图；

图14为本实用新型实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机的电过热段的内置加热结构的示意图。

图标：1－电磁感应加热组件；2－压力容器；3－电阻丝组件；4－压力容器；100－蒸汽发生器；110－电加热段；200－板式过热器；220－管式过热器；230－电过热段；300－热交换器；400－饮用水箱；500－下沉式炉体；510－烟囱；600－储水箱。

具体实施方式

传统在高海拔地区，由于大气压力降低，水汽饱和温度不能够达到在低海拔地区所具有的100摄氏度左右，因此，在高海拔地区居住的人们基本采用微正压系统产品对水在一定容量的容器中进行等容式的加热，来达到沸腾温度为100摄氏度所需要的压力。微正压系统产品结构复杂，操作复杂，存在爆炸等安全隐患，使用范围小，不便于高海拔地区的家庭和游牧人群使用。

鉴于此，本实用新型设计者设计了一种高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机和饮水系统，为一种微过热系统产品，不需要设置过压、过载等保护设备，整体结构简单可靠，且不存在高压，不存在发生爆炸的危险，使用更加安全，适用范围更广。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机实施例

请参阅图4－图9，这些图示出的实施例适用于电、煤、木材和牛粪等燃料，其中，图5和图7中的箭头为蒸汽流动或者水流动的方向，本实施例提供了一种高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，本开水机为一种微过热系统的产品，能够将蒸汽加热至大于或者等于100摄氏度，满足人们的饮用需求，且整个设备结构简单，操作安全可靠，成本低。

请参阅图5，高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机包括有蒸汽发生器100、过热器、热交换器300、饮用水箱400以及水泵组件，蒸汽发生器100用于将水加热为蒸汽，蒸汽流动进入到过热器，由过热器进行进一步加热升温，使蒸汽的温度为大于或者等于100摄氏度，经过升温的蒸汽进入到热交换器300内，进行热交换，蒸汽放热冷凝为可以直接饮用的沸腾水，沸腾水进入到饮用水箱400进行储放，人们能够随时从饮用水箱400内接水用于饮用，使用方便可靠。水泵组件是在容量增加到一定程度，引起流动阻力明显增加时才考虑使用，能够保证整个管路中不易出现水压过高影响设备正常工作的情况发生。在一般情况下，不需要安装水泵组件。

需要说明的是，本实施例中提供的蒸汽发生器100、过热器、热交换器300和水泵组件均为现有技术，本实施例中未对其结构和功能进行改进，本实施例中为了避免叙述重复累赘，在此不进行详细说明。各个设备的功能简单介绍如下，蒸汽发生器100就是将水加热至汽化成水蒸气；过热器是将水蒸汽进行加热，提高蒸汽的温度，例如在高海拔地区，水的沸腾温度小于100摄氏度，水沸腾成为水蒸气后，水蒸气的温度小于100摄氏度，此时，利用过热器能够将水蒸汽加热，使得蒸汽的温度大于或者的等于100摄氏度；热交换器300能够实现两种不同温度的介质之间的热量交换，即低温介质吸收高温介质的温度，低温介质升温，高温介质降温的过程。本实施例中，升温后的过热蒸汽进入到热交换器300，冷却水进入到热交换器内，蒸汽与冷却水之间实现了热交换，蒸汽放热后，冷凝为水，即形成了温度降低的沸腾水，便于人们直接使用或者能够减少沸腾水冷却时间，而冷却水吸收了蒸汽的热量后，冷却水的温度升高，冷却水变为热水，便于人们使用，尤其是需要使用热水时，例如寒冷的冬季。

本实施例提供的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机具有至少如下优点：

1、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机使用的是常压系统(常压系统是指当地海拔高度所对应的大气压力)，不会像微正压系统那样具有使用不当可能造成爆炸的危险；

2、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机利用的是微过热系统来达到100摄氏度以上温度要求，比微正压系统在结构上简单，整个系统中没有设置一个泄压开关阀和控制元件，使用操作更加方便；

3、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机与微正压系统产品相比，在整个系统中没有过压、过热或者过载保护设备，成本大大降低；

4、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机与微正压系统产品相比，加热热源更加宽阔，适用于电、煤、木材或者牛屎等燃料；请参阅图9，在实际使用时，采用呈U形的下沉式炉体500进行加热，热量更加集中，节省能源，下沉式炉体500上设置有烟囱510，便于烟气的排出。

5、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机与微正压系统产品相比，体积小、重量轻、便于携带，适用于各种燃料，各种水源，不存在爆炸的隐患；更加适合高海拔地区广大家庭和游牧群体作为生活用水和饮用水的产品使用。

6、本实施例的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机与微正压系统产品相比，在冬季不会存在被冻裂的风险。

请参阅图5，进一步的，蒸汽发生器100包括锅体和下沉式炉体500，锅体嵌设在下沉式炉体500内，锅体的上部设置有蒸汽出口，本装置使用时，蒸汽发生器100安装在水平的区域，为竖向放置，蒸汽出口朝上，便于蒸汽的流动；过热器可以设置为板式过热器200，锅体位于板式过热器200内，形成内循环系统，蒸汽从锅体中出来后进入到板式过热器200内，板式过热器200对蒸汽进一步加热，使其温度大于或者等于100℃。

请参阅图6，进一步的，锅体为筒状，板式过热器200为筒状，锅体位于板式过热器200内，板式过热器200上设置有出汽口，出汽口上连通有供蒸汽流通的管道，管道与热交换器300连通，便于过热蒸汽流动进入到热交换器300中。

请参阅图7和图8，该实施例的可选方案中，过热器还可以设置为管式过热器220，此时，蒸汽发生器100和管式过热器220形成了外循环系统，管式过热器220包括多个过热器管，过热器管位于锅体的外侧面，分别与锅体的侧面和热交换器连通，同时，过热器管绕过锅体的底部后与热交换器连通，过热器管的数量按需设置即可。经过过热器管后的蒸汽流动至热交换器内。

此时，在热交换器300内有冷却水，冷却水的温度低于蒸汽的温度，实现了热交换。在热交换器内的出口处设置管道，同时，在管道上设置有开关阀，便于人们使用热水，且开关阀用于控制管道的连通和阻断，使用方便。

请参阅图10－图14，适用于电加热的常压系统，本实施方式的可选方案中，还包括储水箱600，储水箱600内的水通过管道依次与蒸汽发生器、过热器连通，过热器与热交换器连通，热交换器与饮用水箱连通，蒸汽发生器和过热器均采用电加热形式，电加热器和电过热器安装在管道上，在管道上依次形成了电加热段110和电过热段230。储水箱600的水经过电加热段110和电过热段230后在热交换器300内进行热交换，经过热交换后的蒸汽从饮用水箱400中流出。水流从储水箱600的底部流出，然后流经电加热段110和电过热段230，构成了下循环系统，利用电能对水进行加热和过热，节省能源，更加环保。

请参阅图10－图14，图中，111表示进水口，112电加热装置，113为饱和蒸汽出口；图11中为外置式电加热段的结构示意图，图12表示为内置式电加热段的结构示意图。图13表示电过热段外置加热结构；图14表示电过热段内置加热结构，其中，114表示饱和蒸汽进口，115表示电过热器出口，116为电阻丝加热装置。

进一步的，为了保证使用热水的安全性，可以在管道上设置有温度检测器，能够检测位于管道内的热水的温度，人们根据温度检测器上显示的值能够准确知道水温，不易出现烫伤的情况。需要说明的是，本实施例中提供的温度检测器为现有技术，本实施例中未对其结构和功能进行改进，本实施例中为了避免叙述重复累赘，在此不进行详细说明。

经过热交换器300且发生了热交换后的蒸汽温度降低，冷凝后形成了温度降低的沸腾水，能够供人们饮用。沸腾水流动进入到饮用水箱400内，然后，需要使用时，从饮用水箱400内取出即可。优选设置为，在饮用水箱400上设置有出水口，出水口处连通有水管，水管上设置有开关阀，使用方便，操作方便。

本实施例提供的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，结构简单可靠，成本低，使用安全，操作便捷，适合高海拔地区的广大家庭和游牧人群使用。

需要说明的是，本实施例中的板式过热器(内循环)和管式过热器(外循环)与锅体的配合使用，没有过热器的配合使用，该开水机不成立，所以保护的重点就是锅体与过热器的配合使用，为核心技术。

饮水系统实施例

本实施例提供了一种饮水系统，包括上述实施例提供的高海拔地区家庭和游牧群体使用的高原新型常压开水机，使用方便、安全可靠。饮水系统还包括盛水容器，将经过热交换器300后升温的热水直接引入到盛水容器内，使用方便。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。