具有水力排垢功能的热水器及水力排垢阀的制作方法
【专利摘要】本申请实施方式公开了一种具有水力排垢功能的热水器及水力排垢阀。热水器包括：水箱，所述水箱底部水垢积聚处设有排污口，所述排污口连接有开关装置。在所述水箱封闭的状态下打开所述排污口的开关装置时，所述水箱内部的水排出所述水箱与水箱外部的空气进入所述水箱交错进行。利用所述热水器能够有效排出水箱内的水垢。
【专利说明】具有水力排垢功能的热水器及水力排垢阀
【技术领域】
[0001] 本申请涉及热水器领域，特别涉及一种具有水力排垢功能的热水器。
[0002] 本申请涉及阀门领域，特别涉及一种用于热水器的水力排垢阀。
【背景技术】
[0003] 热水器可以利用热能对水箱内的水进行加热，实现对外提供热水。水箱内的水在 加热过程中，水中的一些物质在加热后可能会发生沉淀形成水垢。具体的，例如碳酸氢钙 (Ca(HC0 3)2)和碳酸氢镁（Mg(HC03)2)，在常温下溶解在水中，在热水器加热功能开启并将 水加热到一定温度之后，溶解在水中的碳酸氢钙发生分解，生成二氧化碳（C0 2)气体和碳 酸钙（CaC03)。其中，碳酸钙难溶于水，会在水中沉淀，形成水垢的一种主要成分。类似的， 在将水加热到一定温度之后，溶解在水中的碳酸氢镁会分解成二氧化碳气体和氢氧化镁 (Mg(0H) 2)，其中氢氧化镁难溶于水中，也会沉淀，同样也形成水垢的一种主要成分。
[0004] 一般的，热水器在每使用一段时间之后，需要对水箱内的水垢进行清理，避免水垢 堵塞出水管路或者水垢从出水管路流出而给用户带来较差使用体验的情况。现有技术中， 热水器一般设置有专用于排水的排水口，并在排水口处设置有排水阀。在清理水垢时，会 打开排水阀，使水箱内的水从排水口排出；同时会打开水箱的进水阀，使水从进水口进入水 箱。在水从排水口排出的过程中，可能会将处于排水口处的一部分水垢带走，实现了排出水 垢的作用。
[0005] 然而，现有技术清理水垢的效果较差。水箱内的水在从排水口排出过程中，主要是 位于排水口上方的水从排水口流出，能够将处于排水口处的水垢排出，而位于排水口周边 的部分，向着排水口方向流动的水流较弱难以携带水垢至排水口处，使得处于排水口周边 的水垢难以排出。 实用新型内容
[0006] 本申请实施方式的目的是提供一种具有排垢功能的热水器及水力排垢阀，以使热 水器水箱内的水沟较容易排出。
[0007] 为解决上述技术问题，本申请提供一种具有排垢功能的热水器，包括水箱，所述水 箱底部水垢积聚处设有排污口，所述排污口连接有开关装置。在所述水箱封闭的状态下打 开所述排污口的开关装置时，所述水箱内部的水排出所述水箱与所述水箱外部的空气进入 所述水箱交错进行。
[0008] 进一步的，所述热水器为电热水器，所述电热水器包括设置在水箱中的电加热管， 所述排污口设置在所述电加热管下方。
[0009] 进一步的，所述电加热管的水平长度为L，所述排污口设置在所述电加热管下方， 与所述电加热管的距离为L/2+20mm至L/2-80mm，其中-为靠近所述电加热管的方向，+为 远离所述电加热管的方向。
[0010] 进一步的，所述开关装置为水力排垢阀。
[0011] 进一步的，所述水力排垢阀的水流通道上设置有进气端口。
[0012] 进一步的，所述进气端口位于所述水力排垢阀靠近所述出口端的密封件与出口端 之间。
[0013] 进一步的，所述水力排垢阀包括与所述排污口连接的壳体，收容在所述壳体内的 阀芯，与所述壳体转动连接的操作件，所述操作件能够带动阀芯转动，使所述水力排垢阀处 于打开状态或关闭状态。
[0014] 进一步的，所述水力排垢阀的出口端连接有排污管道，所述进气端口设置在所述 排污管道上。
[0015] 进一步的，所述排污管道的流通面积大于所述排污口的流通面积。
[0016] 进一步的，所述排污口的直径大于12mm。
[0017] 进一步的，所述排污口至所述水力排垢阀的出口端的流通面积减小。
[0018] 进一步的，所述水力排垢阀的进口端与出口端之间设有渐缩结构。
[0019] 进一步的，所述水箱设有进水口和出水口，关闭所述进水口和出水口为所述水箱 封闭的状态。
[0020] 本申请还提供一种水力排垢阀，包括与水箱底部水垢积聚处的排污口连接的进口 端，以及与排污管道连接的出口端。所述水力排垢阀的水流通道上设有进气端口，在所述水 箱封闭的状态下打开所述水力排垢阀时，所述水箱内部的水排出所述水箱与所述水箱外部 的空气进入所述水箱交错进行。
[0021] 进一步的，所述进气端口位于所述水力排垢阀的密封件和出口端之间。
[0022] 进一步的，所述水力排垢阀包括与所述排污口连接的壳体，收容在所述壳体内的 阀芯，与所述壳体转动连接的操作件，所述操作件能够带动阀芯转动，使所述水力排垢阀处 于打开状态或关闭状态。
[0023] 由以上本申请实施方式提供的技术方案可见，本申请在水箱封闭的状态下打开水 力排垢阀后，所述水箱外部的空气进入所述水箱与所述水箱内部的水排出所述水箱交错进 行。这样，由于气泡形成与上升过程中水流出作用下对排污口周围水垢产生的扰动力，将使 得水箱底部的水垢向着排污口移动，实现将水垢排出水箱之外。另外，对于距离所说排污 口略远的水箱底部的其它水垢，在上述过程中产生的较小扰动力的作用下，也将向着靠近 排污口的方向逐步移动，从而在后续的交错进行的排水与进气的过程随着排水过程排出水 箱。本申请有着较好的清理水箱内水垢的效果，并且操作简便，给用户带来了便利。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性 的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1为本申请一个实施方式提供的热水器的示意图；
[0026] 图2a?图2c为本申请一个实施方式提供的外部空气从排污口进入水箱内的过程 模拟效果图；
[0027] 图3a?图3c为本申请一个实施方式提供的在外部空气进入水箱的过程中，空气 对水箱内水的流场的扰动情况模拟效果图；
[0028] 图4为本申请一个实施方式提供的水力排垢阀的立体图；
[0029] 图5为图4中所述水力排垢阀的俯视图；
[0030] 图6为图5中所述水力排垢阀沿着折线A-A的剖视图；
[0031] 图7为本申请一个实施方式提供的水力排垢阀与排污管道连接状态示意图；
[0032] 图8为本图7中的水力排垢阀与图6相同剖视角度的剖视图；
[0033] 图9为本申请一个实施方式提供的水力排垢阀的剖视图。
【具体实施方式】
[0034] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的 实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方 式，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方式，都应 当属于本申请保护的范围。
[0035] 请参阅图1，为本申请的一个实施方式提供的具有水力排垢功能的热水器10。热 水器10包括水箱11，水箱11底部水垢积聚处设有排污口 13,排污口 13连接有开关装置 15,在水箱11封闭的状态下打开排污口 13的开关装置15时，水箱11内部的水从排污口 13 排出水箱11与水箱11外部的空气从排污口 13进入水箱11交错进行。
[0036] 请一并参阅图2和图3,其中图2为外部空气从排污口 13进入水箱11内的过程 模拟效果图；图3为在外部空气进入水箱11的过程中，空气对水箱内水的流场的扰动情况 模拟效果图。一个实施方式中，在水箱11封闭的状态下打开排污口 13的开关装置15时， 水箱11内部的水受自身重力的影响，少量的水从排污口 13排除，并主要沿着排污口 13及 与之相连的开关装置15内壁向外流出。在同一过程中，水箱11外部的空气从排污口 13进 入水箱11内，并在初始时形成气柱，如图2a所示。此时，水箱11中特别是排污口 13处附 近的水相对较慢的运动，形成缓慢移动并相对稳定的流场。接着，随着所述气柱的上升，同 时在水表面张力的作用下，会将进入水箱11内的部分空气与外部空气分离形成气泡，如图 2b、2c所示。在形成气泡的过程中，特别在所形成的的气泡与原气柱分割处，空气所占体积 会发生骤减，形成由气泡四周向分割处如图所示方向运动的流场。在所述流场的作用下， 对排污口附近的水垢产生一定的扰动力，从而使得受到扰动力影响的水垢发生向排污口 13 方向的移动。由于气泡的密度低于水的密度，气泡在水箱11中的水中会持续上升，在上升 的过程中会扰动水箱11内的水形成的流场，使围绕气泡的水向着气泡下方移动。由图2c、 图3c可以看出，在气泡形成时，水从排污口周围向排污口流动的速度最大（图3箭头长短 表明流速的大小），由于水垢积聚在排污口附近，在这个水流冲击下，将水垢排出水箱。在 水箱封闭的状态下打开水力排垢阀后，上述气泡形成一〉气泡位于排污口 13的上方并与排 污口 13非常接近一〉气泡上升一〉处于气泡与水箱11底部之间的水向着气泡下方移动一 >水从排污口 13排出水箱11会不断进行。如此实现水箱11外部的空气从排污口 13进入 水箱11与水箱11内部的水从排污口 13排出水箱11交错进行。由于气泡形成与上升过程 中水流出作用下对排污口 13周围水垢产生的扰动力，将使得水箱11底部的水垢向着排污 口 13移动，实现将水垢排出水箱11之外。另外，对于距离所说排污口 13略远的水箱11底 部的其它水垢，在上述过程中产生的较小扰动力的作用下，也将向着靠近排污口的方向逐 步移动，从而在后续的交错进行的排水与进气的过程随着排水过程排出水箱11。与现有的 进水管进水排污口排水的排垢方式相比，本实用新型排垢的水流是从排污口周围向排污口 流动，且能够在气泡形成时流速瞬间增大，将水垢有力地冲出排污口；现有的排垢方式水流 速度是一定的，水流从进水口流向排污口，排垢的范围和力度都远远不及本实用新型。
[0037] 请参阅图1，热水器10可以是电热水器，热水器10还可以包括设置在水箱11中的 电加热管17。电加热管17可以与外部电源电性连接，在电加热管17通电之后可以释放热 量对水进行加热。当然，热水器10并不限于是电热水器，其还可以为空气能热水器或太阳 能热水器。
[0038] 在一个具体的实施方式中，排污口 13可以设置在电加热管17的下方。在电加热管 17工作过程中，水箱11内处于电加热管17附近的水的温度最高，使得电加热管17附近产 生的水垢最多，水垢在重力作用下沉淀于电加热管17的下方。将排污口 13设置在电加热管 17的下方，实现将排污口 13设置在水垢主要沉积的位置，使得水垢易于从排污口 13排出。 在一个具体的实施方式中，所述电加热管安装位置位于水箱11的侧壁上，所述电加热管的 水平长度为L，所述排污口设置在所述电加热管下方，例如排污口开孔中心到安装有电加热 管侧壁的位置具体位置为r,则r与所述电加热管的距离满足关系L/2+20mm〈r〈L/2-80mm时 排污效果最好。其中-为靠近所述电加热管安装位置的方向，+为远离所述电加热管安装 位置的方向。上述实施例中发明人所做的一系列对比试验所得的数据请见表1。
[0039] 表 1
[0040]
【权利要求】
1. 一种具有水力排垢功能的热水器，包括水箱，所述水箱底部水垢积聚处设有排污口， 所述排污口连接有开关装置，其特征在于：在所述水箱封闭的状态下打开所述排污口的开 关装置时，所述水箱内部的水排出所述水箱与所述水箱外部的空气进入所述水箱交错进 行。
2. 如权利要求1所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述热水器为电热 水器，所述电热水器包括设置在水箱中的电加热管，所述排污口设置在所述电加热管下方。
3. 如权利要求2所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述电加热管的水 平长度为L，所述排污口设置在所述电加热管下方，与所述电加热管的距离为L/2+20mm至 L/2-80mm，其中-为靠近所述电加热管安装位置的方向，+为远离所述电加热管安装位置的 方向。
4. 如权利要求1所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述开关装置为水 力排垢阀。
5. 如权利要求4所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述水力排垢阀的 水流通道上设置有进气端口。
6. 如权利要求5所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述进气端口位于 所述水力排垢阀的阀芯与出口端之间。
7. 如权利要求6所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述水力排垢阀包 括与所述排污口连接的壳体，收容在所述壳体内的阀芯，与所述壳体转动连接的操作件，所 述操作件能够带动阀芯转动，使所述水力排垢阀处于打开状态或关闭状态。
8. 如权利要求5所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述水力排垢阀的 出口端连接有排污管道，所述进气端口设置在所述排污管道上。
9. 如权利要求8所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述排污管道的流 通面积大于所述排污口的流通面积。
10. 如权利要求1所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述排污口的直径 大于12mm。
11. 如权利要求1所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述排污口至所述 水力排垢阀的出口端的流通面积减小。
12. 如权利要求11所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于：所述水力排垢阀 的进口端与出口端之间设有渐缩结构。
13. 如权利要求1所述的具有水力排垢功能的热水器，其特征在于，所述水箱设有进水 口和出水口，关闭所述进水口和出水口为所述水箱封闭的状态。
14. 一种水力排垢阀，包括与水箱底部水垢积聚处的排污口连接的进口端，以及与排污 管道连接的出口端，其特征在于，所述水力排垢阀的水流通道上设有进气端口，在所述水箱 封闭的状态下打开所述水力排垢阀时，所述水箱内部的水排出所述水箱与所述水箱外部的 空气进入所述水箱交错进行。
15. 如权利要求14所述的水力排垢阀，其特征在于：所述进气端口位于所述水力排垢 阀的阀芯与出口端之间。
16. 如权利要求15所述的水力排垢阀，其特征在于：所述水力排垢阀包括与所述排污 口连接的壳体，收容在所述壳体内的所述阀芯，与所述壳体转动连接的操作件，所述操作件 能够带动阀芯转动，使所述水力排垢阀处于打开状态或关闭状态。
【文档编号】F24H9/20GK204063531SQ201420288966
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】贾泽君, 朱冬伟, 王 华, 姚振虎 申请人:艾欧史密斯(中国)热水器有限公司