专利名称：热温凉即时开水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加入自来水能即刻出磁化的热开水、温开水及凉开水的电热型开水器，节能率非常高，尤其是出凉开水时耗电极少。
目前，已知的开水器，加热时间太长，饮用不及时，特别是不能将热开水立即降温成温开水和凉开水，很不方便，而且耗电多。
本发明的目的是提供一种开水器，它不仅能将水磁化，把自来水烧成热开水，而且能立即烧开.并可立即提供热、温、凉三种开水。特别是提供凉开水时处于最节能状态，因此，为人们高效、节能地提供凉开水是本发明最突出的目的。本开水器还可做成微型的，便于随身携带。
本发明的目的是这样实现的，生水从上面的生水容器通过电磁阀流入换热器，生水在换热器中吸收温、热开水传给的热量而被逐渐升温，而且生水在被烧开之前先被第一电热管加热，然后被第二电热管加热，在第二电热管末端前的沸区被浇开，然后热开水进入换热器的开水通道，被逐渐降温，可在不同处开口引出不同温度的开水。为了保证生水进入沸区后在沸区内可靠地达到沸点，在生水通道末端(即距第二电热管末端一小段距离处，这一小段距离比沸区长度稍长)的水流中设一温度检测管，检测到的温度信号送入控制器处理后控制两电热管的热功率，使温度检测管处生水的温度控制在比沸点稍低的某一固定值，通过检测点的这一温度的生水进入沸区稍被加热即被烧开(也可采用三个电热管加热，二个温度检测管检测生水流温度，其中第一电热管末端处设一温度检测管，控制此点温度为80℃左右，第二电热管末端处设一温度检测管控制此点温度为比沸点稍低的某一固定值，第三加热管专用于沸区，此方案更完善更稳定一些)换热器中水的流动是靠水的重力而实现的，在刚开始通电工作的前几秒钟内沸区的水还未被烧开，为防止此时通道中生水流动进入开水通道，在生水容器和换热器间安装一电磁阀，以控制生水流在这刚开机工作的前几秒钟内不流动，暂时关闭，待到沸区温度达到沸点时立即开启电磁阀，生水和开水同时流动起来，开水从开水阀不断流出，直至关闭开水阀和工作电源开关，电磁阀就立即关闭，生、开水流同时停止，整机处于休息状态。当生水容器中水用尽时，水流停止，温度检测点温度将超过沸点，此检测信号送到控制电路将停止向电热管供电，从而保护电热管不被烧坏。由于采用上述方案，改变了传统的烧水方式，传统方式是将全部要烧的水一齐加热到沸点，加热时间很长才能烧开。而该方案是连续不断地对少量水加热至沸腾。即在固定部位对水流加热，变传统的全部水一齐沸腾为现在的连续不断的部分沸腾。这样就实现了一烧就立即出开水。由于采用了换热器可将开水的热量传递给生水，即对生水起到了升温作用，又将开水温度降到了人们饮用所需要的温度，既方便又节能，特别是出凉开水时最节能。因此，能为人们夏季利用最节能的方式最及时地提供凉开水是本发明最突出的目的。本开水器还可做成各种形式的，如微型的便于随身携带，换热器也可采用各种形式的，如套管式等，也可做成简易型的，如直套管式。
由于采用上述方案，使开水器通电就立即出开水，改变了传统烧水方法需要很长时间烧开的模式。可同时立即提供热、温、凉三种开水供人们选择，也免去了喝水前等待水冷凉的时间，十分方便。由于避免了热量散失，特别是烧凉开水时，开水几乎将全部热量回传给生水，使生水温度升高至接近沸点，自动控制电路控制电热器用很少的电能，稍加热即被烧开。因此，单纯烧凉开水时几乎不需要消耗电能，达到了最佳节能状态。
图1、热温凉即时开水器整体外观2、开水器分解3(A)螺旋换热器内部结构俯视3(B)螺旋换热器仰视4套管式换热器剖面5板式换热器剖面中1、生水容器盖，2、生水容器，3、电磁阀，4、螺旋换热器，5、磁化器，6、开水器底座外壳，7、控制器，8、生水容器出水口，9、换热器生水入口，10、换热器保温层，11、换热器凉开水出口，12、换热器热开水出口，13、换热器温开水出口，14、第一电热管，15、第二电热管，16、温度检测管，17、总电源开关，18、开水指示灯，19、热开水阀开关(含工作开关)，20、温开水阀开关(含工作开关)，21、凉开水阀开关(含工作开关)，22、工作状态指示灯，23、电源指示灯插座，24、电源开关插座，25、工作状态指示灯，26、工作状态开关插座，27、开水状态指示灯插座，28、电热管插座，29、电磁阀插座，30、温度检测管插座，31、磁化器插座，32、套管式换热器进水口，33、水流通道连接口，34、热开水出水口，35、温开水出水口，36、凉开水出水口，37、电热管，38、板式换热器进水口，39、水流通道连接口，40、热开水口，41、温开水口，42、凉开水口，43、电热管。
图1至3中，使用时将220V交流电源接通，掀开生水容器盖(1)向生水容器(2)中加适量的自来水，盖上生水容器盖(1)，以防灰尘落入，闭合开水器底座(6)前面的总电源开关(17)，其指示灯即亮，底座(6)的前面还设有热、温、凉开水阀开关(19)(20)(21)，每个阀门都和状态开关通过舌片联动，当用接水杯接某一温度的开水时，该舌片就被压下，使该开水阀门打开，同时也将工作状态开关闭合，整机进入工作状态，在螺旋换热器(4)中生水将从进水口(9)进入生水通道向换热器(4)的中心部位螺旋流动，将生水通道的末段和倒数第二段底部做成向下凸出，顺倒数第二段生水通道方向开一口，沿此口将第一电热管(14)平行插入倒数第二段生水通道，用螺丝封口紧固密封，顺末段生水通道方向开一口，从开口平行插入第二电热管(15)于生水通道中，用螺丝封口紧固密封，这样便于电热管更换和通道中水锈的清洗。两电热管都引两根线，与底座(6)内的控制器(7)上电热管插座(28)电连接，在靠近第二电热管(15)末端约1/4处的上方水中安装一温度检测管(16)，可在此处的生水通道凸出部分的侧壁开一小口，将温度检测管插进，用螺丝紧固密封，用屏蔽线与控制器(7)上的温度检测管插座(30)电连接。
初次使用时，螺旋换热器(4)中无水，当用杯子去接某温度的开水时，该开水阀门开关打开，工作状态开关被联动闭合，同时整机通电工作，两电热管通电发热，温度检测管(16)检测到温度升高到接近水的沸点时，此状态检测信号由导线经插座(30)送到控制器(7)，控制电磁阀(3)立即开启，同时开水指示灯(18)亮，生水容器(2)中的生水从底部流出，流过电磁阀(3)，进入螺旋换热器(4)的生水入口(9)，进入生水通道流到电热管处，即被逐步加热，接力升温，流过温度检测管(16)与第二电热管(15)末端之间的沸区时，水被烧开，热开水沿开水通道流动过程中被生水通道中的水逐渐降温，最后成为凉开水，从凉开水出口(11)流出，到凉开水阀门开关(21)流出用杯子接住。当接满一杯水拿走杯子时，凉开水阀门开关(21)关闭，凉开水指示灯(22)灭，同时整机断电停止工作，电磁阀(3)关闭，生水、开水流动都立即停止。整机处于休息状态。
若要饮用温开水，就把接水杯放在温开水出水阀门开关(20)处，舌片被压下，阀门开关(20)被联动打开，同时整机开始工作，此时由于沸区水未被烧开，电磁阀(3)不开启，整机中水不流动，此时接不到开水，很快沸区水被烧开，温度检测管(16)把此温度参数送到控制器(7)，控制器(7)通过导线立即使电磁阀(3)开启，生水在重力作用下流动推动开水流动，从开水通道的中间开一孔(13)，温开水从这里流出通过导管至温开水接水阀(20)，接满杯子时将杯子拿走，温开水阀门开关(20)关闭，整机和水流停止，同时整机停止工作，电磁阀(3)关闭。整机处于休息状态。若要饮用热开水则在热开水阀(19)处接水，与以上工作过程类似。
磁化器(5)有两种，若用恒磁式则将磁石铁芯安装于如图2位置，若用交变磁场式，则将磁石换成线圈引两根导线与控制器插座(31)电连接，当螺旋换热器(4)中水流动时，才通电产生磁场，否则，不产生磁场。
图4是套管式换热器，图5是板式换热器，可将上面实施例中螺旋板换热器换成套管式换热器或板式换热器，连接方法与螺旋板换热器类似，将各功能口对应接好即可。图4、图5所示换热器，除电热管所在部分不能折叠外，其它部分可折叠弯曲成一定形状(如∪型)，以便缩小体积。
权利要求
1.一种开水器是由生水容器、电加热器、水阀、磁化器、外壳相连接，其特征是生水流在换热器生水通道中被开水流放出的热量加热，同时被自动热功率控制流水电加热器加热至沸腾，连续流入换热器的开水通道而不断的转化成开水流，开水在放出前将热量传递给生水流，而得到不同程度的降温，从而转化成热、温、凉三种开水；生水流的温度分布是沿水流方向形成连续升高的温度梯度开水流的温度分布是沿水流方向形成连续降低的漫度梯度。
2.根据权利要求1所述的开水器，其特征是在换热器生水通道末端处的生水流中安放一温度检测管，将检测信号送到控制器，以控制电热管的热功率将生水流加热到流过温度检测管后再稍加热即沸腾的温度，电热管为一根，将电热管安装在生水通道末端，温度检测管安装在电热管上方，距离电热管末端很近(具体位置由实验确定)的生水流中，使水在温度检测管稍后到电热管末端，形成沸腾区域(简称沸区)。
3.根据权利要求2所述的开水器，其特征是在生水通道中向生水流动的反方向接着增设一根电热管。
4.根据权利要求1所述的开水器，其特征是在生水通道末端的沸区安装一较短的小电热管，专供水沸腾所需热量，整机完全处于出凉开水的状态时，节能率最高，此时主要是这一小电热管工作，向生水流动的反方向，接着增设一根电热管；在两电热管之间的生水流中安装一只温度检测管，以控制沸区在小电热管区域。
5.根据权利要求4所述的开水器，其特征是从较长的电热管的始端，逆着生水流动的方向增设一根电热管；在这两电热管之间安装一温度检测管，控制此处的温度为80℃左右。
6.根据权利要求1所述的开水器，其特征是在生水容器和换热器之间的生水管道上串接一只电磁阀，以控制从生水容器流向换热器的生水；在刚接通工作开关进入工作状态的短时间内沸区的水未被烧开，此时温度检测管将检测结果送到控制器，使电磁阀处于未开机时的关闭状态，以防生水流进入开水通道。当沸区开始沸腾时，温度检测管将检测结果送到控制器，控制器立即将电磁阀开启，整个生水通道和开水通道开始流水，开水从相应的热、温、凉出水口流出，当关闭开水出水阀，同时关闭工作电源时，整机停止工作，电磁阀立即关闭，整个通道中流水停止。
7.根据权利要求1所述的开水器，其特征是其换热器可采用各种形式，包括螺旋板式、平板式和套管式。
8.通过权利要求1所述的开水器，其特征是当生水通道中没有水时，若开机工作，电热管会干烧，为防烧坏，通过温度检测管检测到的超过沸点的温度信息送入控制器，控制器立即将全部电热管关闭。
全文摘要
一种能将自来水立即烧开，并立即转换成热、温、凉三温开水的开水器。它是用流水加热器取代了传统开水器中的静止加热器，并且增加了换热器。流水加热器是以流水的形式，立即连续不停地将生水先后变成开水。换热器将热开水立即降温成温和凉开水，同时把放出的热量传递给生水，节约电能。特别是烧凉开水时处于最佳节能状态。
文档编号F24H1/20GK1430026SQ0114533
公开日2003年7月16日 申请日期2001年12月31日 优先权日2001年12月31日
发明者王永尧, 王伟 申请人:王永尧