用于热水器的除垢装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于热水器的除垢装置。


背景技术：

2.带有增压水泵的燃气热水器在增压泵启动的状态下，整个水路系统存在高频水噪声；如图1所示，在燃气热水器2中，水流从进水口通过增压泵3增压后通过热交换器然后从出水口排除，增压泵启动后，增压泵叶轮高速转动，在水泵进出水口两端形成压差，水流经过水泵叶轮后水压突变，流速增加，极易在水泵出水口形成湍流状态，同时该湍流流体流过具有环绕盘管的热交换器会使热交换器中的换热片产生共振，此时整个换热器相当于一个共鸣腔，将水噪声放大；经试验测试在水泵转速为5700r/min，水流量7l/min状态下，系统水路噪音高达60db。
3.同时，水路中所产生的水垢容易对燃气热水器的各部件造成损坏。
4.因此，如何在减少带有增压泵的燃气热水器的噪音的同时，减少或者除去水路中所产生的水垢，是本领域亟待解决的一个难题。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的带有增压泵的热水器的噪音过大，同时水路中所产生的水垢容易对热水器的各部件造成损坏缺陷，提供一种用于热水器的除垢装置。
6.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.一种用于热水器的除垢装置，其特点在于，所述除垢装置包括：
8.壳体，所述壳体具有第一容置腔以及与所述第一容置腔相连通的进水口和出水口；
9.内芯组件，所述内芯组件设置在所述壳体的第一容置腔内，所述内芯组件包括阀芯、筛网与滤料，所述阀芯与所述壳体之间形成的过流面积自所述进水口至所述出水口逐渐变大，所述阀芯内设有第二容置腔，且所述筛网位于所述第二容置腔内，所述阀芯面向所述进水口的一侧、以及面向所述出水口的一侧均开设有与所述第二容置腔连通的通孔，所述筛网围设形成有除垢空间，所述滤料位于所述除垢空间内，且所述筛网用于限制所述滤料位于所述除垢空间内。
10.在本技术方案中，通过设置阀芯与壳体之间形成的过流面积自进水口至出水口逐渐变大，能够降低水路中的水流的流速，将湍流改变为层流状态，从而避免在水路产生噪音；通过在阀芯中设置滤料，以减少或者除去从通孔中流经的水路中所产生的水垢，并且，在阀芯面向出水口的一侧的通孔流出的水路，还能够避免水流流过阀芯外侧后形成涡流区，从而避免该处水路噪音的产生。
11.较佳地，所述滤料的整体体积占所述除垢空间的整体体积的75％～85％。
12.在本技术方案中，通过设置滤料的整体体积占除垢空间的整体体积的75％～
85％，从而滤料可以在除垢空间中自由翻转，可以与水流充分接触，除垢功能得到最大发挥。
13.较佳地，所述滤料的材质为铜基触媒合金。
14.在本技术方案中，铜基触媒合金可以有效防止水流中的钙镁离子生成沉淀，从而实现对水体的防垢。它的特点是能防止和减少水垢的形成；并且，具有安装简单，不需要日常维护；不需要加化学药剂；安装环境无要求；不需要电力电源，节能环保等优势。
15.较佳地，所述筛网贴设于所述第二容置腔的侧壁的内壁面。
16.在本技术方案中，通过筛网贴设于所述第二容置腔的侧壁的内壁面以固定筛网，使筛网能够稳固地安装在阀芯内。
17.较佳地，所述阀芯的高度方向垂直于水流方向设置；
18.所述筛网包括筛网侧壁，所述筛网侧壁围设形成所述除垢空间，且所述筛网侧壁的高度方向垂直于所述水流方向设置。
19.在本技术方案中，通过限定阀芯的具体设置方式，使阀芯与水流的接触面积更大；通过限定筛网侧壁的具体设置方式，使位于筛网中的滤料与水流的接触面积更大。
20.较佳地，所述通孔包括第一通孔和第二通孔，所述阀芯面向所述进水口的一侧开设有所述第一通孔，所述阀芯面向所述出水口的一侧开设有所述第二通孔；
21.所述第一通孔的数量为多个，多个所述第一通孔沿所述阀芯的高度方向间隔排列；和/或，
22.所述第二通孔的数量为多个，多个所述第二通孔沿所述阀芯的高度方向间隔排列。
23.在本技术方案中，通过限定多个所述第一通孔、以及多个所述第二通孔的设置方式，使水流能够更快速、更顺畅地流经阀芯中的第二容置腔，使滤料可以与水流充分接触，除垢功能得到最大发挥。
24.较佳地，所述阀芯的至少一端设置有吸附件，所述吸附件用于吸附经流所述阀芯的铁屑。
25.在本技术方案中，通过设置吸附件以吸住水流中的铁屑，达到净化水体的有益技术效果。
26.较佳地，所述除垢装置还包括盖体；
27.所述壳体对应于所述阀芯的位置开设有开口，所述盖体覆设于所述开口，且所述盖体与所述壳体可拆卸连接。
28.在本技术方案中，通过设置与壳体可拆卸连接的盖体，从而能够实现对阀芯的安装及维护。
29.较佳地，所述除垢装置还包括密封件，所述密封件夹设于所述盖体和所述壳体之间。
30.在本技术方案中，通过设置密封件，能够更好地保证盖体与壳体之间的密封性。
31.较佳地，所述除垢装置还包括限位件；
32.所述阀芯靠近所述开口的一端的外周缘设有向外延伸的台阶，所述限位件设于所述台阶和所述开口之间，所述盖体的一端卡设于所述限位件上。
33.在本技术方案中，通过设置限位件，以便于盖体的安装。
34.本实用新型的积极进步效果在于：
35.通过设置除垢装置的整体结构，能够在减少带有增压泵的热水器的噪音的同时，减少或者除去水路中所产生的水垢。
附图说明
36.图1为背景技术中燃气热水器的结构示意图。
37.图2为本实用新型一较佳实施例的热水器的结构示意图。
38.图3为本实用新型一较佳实施例的除垢装置的立体结构示意图。
39.图4为本实用新型一较佳实施例的除垢装置的部分立体分解结构示意图。
40.图5为本实用新型一较佳实施例的除垢装置的内芯组件的部分立体分解结构示意图。
41.图6为本实用新型一较佳实施例的除垢装置的阀芯的立体结构示意图。
42.图7为本实用新型一较佳实施例的除垢装置的主视结构示意图。
43.图8为图7中a-a方向的剖视接结构示意图。
44.图9为本实用新型一较佳实施例的除垢装置的俯视结构示意图。
45.图10为图9中b-b方向的剖视接结构示意图。
46.图11为水流流过圆形截面后，由于流速突变，会在尾部产生涡流区的示意图。
47.图12为本实用新型一较佳实施例的除垢装置中不同滤料质量与除垢时间之间的关系图。
具体实施方式
48.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
49.如图2至图10所示，本实施例提供一种用于热水器的除垢装置1。该除垢装置1设置在热水器2的水流管道内的增压泵3的下游处。该除垢装置1包括：壳体10和内芯组件20。该热水器为燃气热水器。
50.壳体10具有第一容置腔11以及与第一容置腔11相连通的进水口12和出水口13。
51.内芯组件20设置在壳体10的第一容置腔11内，内芯组件20包括阀芯30、筛网40与滤料50。
52.阀芯30与壳体10之间形成的过流面积自进水口12至出水口13逐渐变大，阀芯30内设有第二容置腔31，且筛网40位于第二容置腔31内，阀芯30面向进水口12的一侧、以及面向出水口13的一侧均开设有与第二容置腔31连通的通孔，筛网40围设形成有除垢空间42，滤料50位于除垢空间42内，且筛网40用于限制滤料50位于除垢空间42内。
53.这样，通过设置阀芯30与壳体10之间形成的过流面积自进水口12至出水口13逐渐变大，能够降低水路中的水流的流速，将湍流改变为层流状态，从而避免在水路产生噪音；通过在阀芯30中设置滤料50，以减少或者除去从通孔中流经的水路中所产生的水垢，并且，在阀芯30面向出水口13的一侧的通孔流出的水路，还能够避免水流流过阀芯30外侧后形成涡流区，从而避免该处水路噪音的产生。
54.具体地，通孔包括第一通孔32和第二通孔33，阀芯30面向进水口12的一侧开设有第一通孔32，阀芯30面向出水口13的一侧开设有第二通孔33。
55.需要说明的是，如图11所示，通常在圆形截面下，水流流过圆形截面后，由于流速突变，会在尾部产生涡流区。而在本实施例中，由于在阀芯30面向出水口13的一侧开设有第二通孔33，从第二通孔33流出的水路能够避免水流流过阀芯30外侧后形成涡流区，从而避免该处水路噪音的产生。
56.第一通孔32的数量为多个，多个第一通孔32沿阀芯30的高度方向h间隔排列。同样，第二通孔33的数量为多个，多个第二通孔33沿阀芯30的高度方向h间隔排列。这样，通过限定多个第一通孔32、以及多个第二通孔33的设置方式，使水流能够更快速、更顺畅地流经阀芯30中的第二容置腔31，使滤料50可以与水流充分接触，除垢功能得到最大发挥。
57.第一通孔32的延伸方向可以沿阀芯30的高度方向h设置，也可以沿垂直于阀芯30的高度方向h设置。且可沿阀芯30的周向在同一高度设置多个第一通孔32。
58.同样，第二通孔33的延伸方向可以沿阀芯30的高度方向h设置，也可以沿垂直于阀芯30的高度方向h设置。且可沿阀芯30的周向在同一高度设置多个第二通孔33。
59.在本实施例中，滤料50的整体体积占除垢空间42的整体体积的75％～85％，从而滤料50可以在除垢空间42中自由翻转，可以与水流充分接触，除垢功能得到最大发挥。需要说明的是，若滤料50在除垢空间42中装得太满，滤料50将无法翻转，无法与水流充分接触，从而达不到最佳除垢效果。
60.较佳地，滤料50的材质为铜基触媒合金。铜基触媒合金可以有效防止水流中的钙镁离子生成沉淀，从而实现对水体的防垢。它的特点是能防止和减少水垢的形成；并且，具有安装简单，不需要日常维护；不需要加化学药剂；安装环境无要求；不需要电力电源，节能环保等优势。铜基触媒合金为市售产品。
61.铜基触媒合金材质的滤料50的颗粒大小在1mm-3mm之间。若除垢空间42中填装满的滤料50的质量为8.85克，则根据滤料50的整体体积占除垢空间42的整体体积较佳为75％～85％选择后，除垢空间42中最佳填装滤料50的质量为7克，如图12所示，图中为在同一除垢空间42中的不同滤料50质量与除垢时间之间的关系图。
62.但不限于此，在其他实施例中，滤料50也可以采用其他种类的具有除垢效果的材料。
63.在本实施例中，阀芯30的高度方向h垂直于水流方向设置，以使阀芯30与水流的接触面积更大。阀芯30对应壳体10的出水口13所在中心线逐渐靠近并形成有尖端部36，以顺应壳体10的第一容置腔11逐渐向内缩进至与出水口13连接。且阀芯30的壳壁自尖端部36向壳体10的进水口12逐渐膨大并形成有“c”形部35。该“c”形部35尺寸能够保证水流从进水口12流出后能具有更好的附壁效应以能够回归到层流状态，防止湍流噪音的产生。
64.需要说明的是，为了能够有效抑制湍流的产生(将湍流改变为层流状态)，降低水流噪音，关键在于阀芯30和壳体10的第一容置腔11(即壳体10的内腔)的形状结构和配合尺寸。请复参阅图8，图中箭头方向为水流的方向。首先在阀芯30和壳体10的第一容置腔11组成的内部容积v2是大于进水口12的体积v1，水流进入装置后由于体积变大，水流在经过阀芯30时的流速就会降低，减少湍流的产生；同时阀芯30的横截面呈现“c”形部35+尖端部36的水滴状，壳体10的第一容置腔11的形状与阀芯30的水滴状结构配合，保持间隙均匀，水流在经过该水滴状横截面时能够最大限度的保持流体与阀芯30表面的附壁效应，使流体沿曲线稳定流动；即使在在大流量状态，当阀芯30外沿水流在高流速下脱离阀芯30表面时(流体
在按直线与圆形相切点e脱离)，由于水滴型阀芯30结构，流体也能撞击在壳体10的第一容置腔11的内壁上，然后反射后能够回到阀芯30表面即聚合点f；为满足这一要求，故设计进水口12的直径d1为20mm，阀芯30的直径d2为23mm，壳体10的第一容置腔11的直径d3为30mm，同时相切点e与圆心的距离为2mm，该尺寸能够保证水流脱离附壁效应后能够回归到层流状态，防止湍流噪音的产生。
65.筛网40贴设于阀芯30的第二容置腔31的侧壁的内壁面以固定筛网40，使筛网40能够稳固地安装在阀芯30内。筛网40包括筛网侧壁43，筛网侧壁43围设形成除垢空间42。筛网侧壁43的高度方向与阀芯30的高度方向h相同，同样，筛网侧壁43的高度方向垂直于水流方向设置，以使位于筛网40中的滤料50与水流的接触面积更大。
66.筛网40的网孔41的尺寸小于滤料50的尺寸，以限制滤料50位于除垢空间42内。较佳地，筛网40的材质为不锈钢。
67.除垢装置1还包括盖体70。壳体10对应于阀芯30的位置开设有开口14，盖体70覆设于开口14，且盖体70与壳体10可拆卸连接。这样，通过设置与壳体10可拆卸连接的盖体70，从而能够实现对阀芯30的安装及维护。
68.请复参阅图10，需要说明的是为了更好地展示筛网40的结构，图10中去除了位于筛网40中的滤料50。阀芯30的至少一端设置有吸附件60，吸附件60用于吸附经流阀芯30的铁屑。通过设置吸附件60以吸住水流中的铁屑，达到净化水体的有益技术效果。具体地，吸附件60设置在阀芯30靠近盖体70的一端，且位于阀芯30的第二容置腔31中，从而方便吸附件60的案子及维护。优选地，吸附件60为磁块。
69.为了更好地保证盖体70与壳体10之间的密封性，除垢装置1还包括密封件80，密封件80夹设于盖体70和壳体10之间。具体地，密封件80为o型密封圈。
70.为了便于盖体70的安装，除垢装置1还包括限位件90；阀芯30靠近开口14的一端的外周缘设有向外延伸的台阶34，限位件90设于台阶34和开口14之间，盖体70的一端卡设于限位件90上。并且，密封件80位于限位件90的上方，以限定密封件80的安装空间。具体地，限位件90为环形结构。
71.本实施例通过设置除垢装置1的整体结构，能够在减少带有增压泵3的热水器2的噪音的同时，减少或者除去水路中所产生的水垢。
72.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。