专利名称：节能健康的速热饮水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能健康的速热饮水机。
背景技术：
现有一种饮水机包括机壳、聪明座和速热电加热器，所述聪明座其结构大体上包括一喇叭状的聪明头和柱状聪明座体，所述聪明头设置在所述聪明座体之上，在所述聪明 头中央设有带通孔的中空顶杆，所述中空顶杆的通孔将所述聪明座的内空与所述聪明头连 通，当桶装水被放置在聪明头上之后，聪明头上的中空顶杆顶穿桶装水口上的封口盖，而使 桶装水内部与聪明座体相通，当水进入聪明座体内后，达到中空顶杆上的通孔位置，并将通 孔封住，则水桶内的压力与聪明座体内的压力相等，这是水不会从桶内流出，当人们取水 后，聪明座体的水位下降，通孔露出，从大气相通，这时空气从桶口进入桶内，从而使桶内水 流入聪明座体内，给聪明座体补水，这时给聪明座体内的水位忽高忽低，水位不稳。这种补 水方式对于用普通罐式电热管加热的饮水机是没有问题的，但是，这种用传统的加热罐式 的饮水机或饮水机会形成“千滚水”及重金属污染，而对人体健康有害，而且不节能，不符合 绿色环保要求；现在越来越多的饮水机或饮水机正趋向于用速热电热器作为饮水机或饮水 机的加热装置，这种速热饮水机或饮水机即开即用，不存在“千滚水”问题，是一种健康的饮 水方式，但是，这种速热的饮水机或饮水机的速热电热器对进水的水流量有较高要求，如果 水流量忽大忽小，则速热电热器流出的水温就会忽低忽高，而达不到市场要求，而且目前市 场上销售的速热饮水机，采用电热管及石英管电热膜等形式的电加热装置；该类饮水机存 在出水温度不稳定，出开水会时有时无、断断续续，蒸汽量太大，蒸汽回串时会在水桶内形 成雾气，以及突然断开水等不良现象。
发明内容本实用新型的目的是向社会提供一种即开即热、开水温度及流量可调、并可连续 出开水的节能健康的速热饮水机。本实用新型的另一个目的是本饮水机不存在“千滚水”、“阴阳水”及水污染，具有 健康、节能和功率可自动控制，停出热水时，只有微小待机功耗的特点。本实用新型的再一个目的是具有性价比优越，适宜规模化生产，有明显防垢效果， 且能智能控制的特点。本实用新型的技术方案是设计一种节能健康的速热饮水机，包括机壳、聪明座、 速热电加热器和控制电路，所述聪明座包括一喇叭状的聪明头和聪明座体，所述聪明头设 置在所述聪明座体之上，在所述聪明头中央设有带通孔的中空顶杆，所述中空顶杆的通孔 将所述聪明座的内空与所述聪明头连通，所述聪明座体分为自然水位区和调节水位区，在 聪明座体的自然水位区相对应的底面至少设有用于与常温水阀连接的常温水出口和第一 连通管；在所述调节水位区相对应的底面设有第二连通管和与速热电加热器连接的出水 口，所述出水口通过第一电磁阀与速热电加热器进水端相接，速热电加热器的出水端与机壳上的热水口相接，所述第一连接通口与所述第二连通管连通，在所述第一连接通口与所 述第二连通管通路上设有用于控制调节水位区水位的水位控制装置，所述控制电路控制整 个饮水机工作。作为对本实用新型的改进，所述聪明座体内部被分隔片分隔成自然水位区和调节 水位区两个区域。作为对本实用新型的进一步改进，所述调节水位区设置在所述聪明座体外侧，并 与所述聪明座体连为一体。作为对本实用新型的进一步改进，所述调节水位区设置在所述聪明座体外侧，并 与所述聪明座体分离。作为对本实用新型的更进一步改进，所述水位控制装置是电子式水位控制装置， 包括第二电磁阀、水位信号采集器和控制电路，所述水位信号采集器设置在调节水位区的 适当位置，所述控制电路根据水位信号采集器的电信号，控制所述串接于所述第一连接通 口与所述第二连通管之间的第二电磁阀的开或关，来控制调节水位区的水位在设定高度。所述水位信号采集器是两个电极，两个电极相隔一定高度，控制电路通过检测两 个电极之间的电阻，从而控制第二电磁阀开或关。所述水位信号采集器是干簧管式结构，干簧管设在调节水位区的适当位置，磁块 随水位升降而上下浮动，当磁块与所述干簧管相对应时，使干簧管闭合，给所述控制电路一 个电信号，从而控制第二电磁阀开或关。作为对本实用新型的进一步改进，所述水位控制装置是机械式水位控制装置。所述机械式水位控制装置是浮球阀式水位控制装置。作为对本实用新型的进一步改进，所述速热电加热器，包括壳体、芯件和片状电热 基片，所述片状电热基片位于所述芯件内，所述芯件位于所述壳体内，所述芯件的外壁与所 述壳体的内壁之间构成密封的水流通道，在所述壳体上设有与水流通道的进水端相通的进 水口，在所述壳体上设有与水流通道的出水端相通的出水口。作为对本实用新型的进一步改进，所述芯件是扁状芯件，在所述扁状芯件上下端 面之间设有扁状通槽，电热基片设置在所述通槽内，所述扁状通槽的下口被下硅胶垫和下 压板密封，所述扁状通槽的上口通过第一上硅胶垫、第二上硅胶垫及上压板与壳体上口密 封连接，构成密封的水流通道；在所述第一上硅胶垫、第二上硅胶垫和上压板上设有供所述 片状电热基片插入的插槽。在所述上压板之上还设有固定片状电热基片上封板，在上封板上设有数个供片状 电热基片电源的电极插片。作为对本实用新型的进一步改进，在所述外壳的下底面上设有排污口。作为对本实用新型的进一步改进，在所述外壳的上底面上设有蒸汽出口。作为对本实用新型的进一步改进，在所述出水口的附近设有用于检测控制出水口 水温的温度传感器。作为对本实用新型的进一步改进，在所述外壳的靠近所述进水口的侧面上设有与 所述水流通道相通的预留孔，在所述预留孔的孔口上密封设有金属板，用于电子元器件的 散热，使电子元器件产生的热量用于加热水，不至于白白散失。作为对本实用新型的进一步改进，在所述外壳的侧面上设有加强筋。[0023]作为对本实用新型的进一步改进，在所述芯件的外表面上设有聚四氟乙烯表层 (特氟隆)，用于防止水垢沉积，同时，由于水快速流动加热，较传统的静止水加热更难于使 水垢沉积。作为对本实用新型的进一步改进，所述控制电路为智能型电子控制电路，功率根 据水温、水量自动调整大功率的元器件所散发的热量，通过速热电加热器上与冷水相接触 的金属板传递给被加热水，进一步防止热能损失，本实用新型停止出水时自动断电，待机功 率微小，比普通罐式电热管饮水机每年可节电440KWh。本实用新型中的芯件可以金属的，如铝合金的成型材料制作，也可以非金属的材 料，如陶瓷材料或玻璃类材料制作而成。本实用新型由于采用了将聪明座体分为自然水位区和调节水位区，并且通过水位 控制装置严格控制调节水位区的水位高度，从而可以使饮水机的速热电热器内的水流稳流 恒量，可以保证水在速热电热器内被流动加热的时间相等，从而使水温控制在设定要求，不 受自然水位区的水位变化较大的影响；此外，本实用新型中的速热电加热器由于采用了在 外壳内使用成型的芯件，并在芯件内设置数片片状电热基片，片状电热基片发出的热量通 过芯件从两外侧递给外壳内的被加热水，这样片状电热基片所产生的热量就不会损失，其 电热转换效率高，如果外壳采用保温性能较好的工程塑料，其热损失更小；经试验本实用新 型的电热转换效率可在98%以上。另外，本实用新型的速热电加热器仅包 括外壳、芯件及片 状电热基片三个部分，其结构简单，性价比优越。本实用新型可广泛适用于在饮水机、电热 水器或电开水器上使用，同时，本实用新型采用了高绝缘强度的优质片状电热基片，水电完 全隔离，安全系数大为提高，具有优秀的电气安全性能。
图1是本实用新型的一种实施例的局部剖视结构示意图图2是图1中的聪明座的剖视结构示意图。图3是图1中的聪明座体的俯视平面结构示意图(去掉聪明座头)。图4是本实用新型的第二种聪明座的剖视结构示意图。图5是本实用新型的第三种聪明座的剖视结构示意图。图6是本实用新型的第四种聪明座的剖视结构示意图。图7是本实用新型的第五种聪明座的剖视结构示意图。图8是图7中的聪明座体的俯视平面结构示意图(去掉聪明座头)。图9是图1中速热电加热器的立体结构分解示意图。图10是图9 一侧面平面结构示意图。图11是图10的A-A剖视结构示意图。图12是图9另一侧面平面结构示意图。图13是图12的B-B剖视结构示意图。图14是图9组装后的另一视角的立体结构示意图。图15是本实用新型电路原理方框示意图。
具体实施方式
请参见图1至图3，图1和图3揭示的是一种节能健康的速热饮水机，包括机壳 300、聪明座100、速热电加热器200及控制电路400 (控制电路400的具体内容参见图15)， 所述聪明座100包括一喇叭状的聪明头110和聪明座体120，所述聪明头110设置在所述 聪明座体120之上，在所述聪明头110中央设有带通孔111的中空顶杆112，所述中空顶杆 112的通孔111将所述聪明座120的内空121与所述聪明头110连通，所述聪明座体120分 为自然水位区122和调节水位区123，在聪明座体120的自然水位区122相对应的底面124 设有用于与常温水阀600连接的常温水出口 125、冷冻水出114和第一连通管126 ；在所述 调节水位区123相对应的底面127设有第二连通管128和与速热电热器连接的出水口 129， 所述出水口 129通过第一电磁阀500与速热电加热器200进水端相接，速热电加热器200的 出水端12与热水口 700相接，所述第一连接通口 126与所述第二连通管128连通，在所述 第一连接通口 126与所述第二连通管128通路上设有水位控制装置130，冷冻水出口 114与 电子制冷器(未画出)连接，电子制冷器的出水口与冷冻水阀800连接，用于供人们饮用冷 冻水。本实施例中，所述聪明座体120内部被分隔片113分隔成自然水位区122和调节水 位区123两个区域；所述水位控制装置130是电子式水位控制装置，包括第二电磁阀、水位 信号采集器和控制电路(未画出)，所述水位信号采集器是两个电极131，设置在调节水位 区123的适当位置，两个电极131相隔一定高度，控制电路通过检测两个电极之间的电阻， 从而控制串接于所述第一连接通口 126与所述第二连通管128之间的第二电磁阀132开或 关，而调节水位区123的水位高度；调整速加热器200内的水位与调节水位区123的水位的 高度差，从而使饮水机的速热电加热器200内的水流量稳流恒量，且被流动加热的时间相 等；控制电路400控制整个饮水机的电路工作。显然，本实施例中，所述水位信号采集器也可以是干簧管式结构(请参见图6)，干 簧管116设在调节水位区123的适当位置，磁块115随水位升降而上下浮动，当磁块115与 所述干簧管116相对应时，使干簧管116闭合，给所述控制电路一个电信号，从而控制第二 电磁阀开或关，以调节水位高度。请参见图4，图4是本实用新型的第二种实施例的剖视结构示意图。它与图2和图 3所示实施例相比，其大体结构相同，所不同的是所述水位控制装置130是机械式水位控制 装置140，机械式水位控制装置140安装在第二连通管128的出口上。最常用的机械式水位 控制装置可以是浮球阀式水位控制装置。请参见图5，图5是本实用新型的第三种实施例的剖视结构示意图。它与图2和图 3所示实施例相比，其大体结构相同，所不同的是所述调节水位区123设置在所述聪明座体 120外侧，并与所述聪明座体120连为一体，可以起到相同的效果。显然，所述调节水位区123也可以是设置在所述聪明座体120外侧，并与所述聪明 座体120分离的结构。请参见图7和图8，其中，图7是本实用新型的第五种聪明座的剖视结构示意图。 图8是图7中的聪明座体的俯视平面结构示意图(去掉聪明座头)。图7和图8所示聪明 座的结构，与图2和图3所示聪明座的结构相比，其大体结构相同，所不同的是所述分隔片 113用一圆筒117代替，构成圆筒117内为自然水位区122，而圆筒外为调节水位区123。请参见图9至图14，图9至图14所示是本实用新型的速热电加热器，这种实施例具有一组片状电热基片。该速热电加热器，包括塑料壳体1 (也可以用金属壳体)、芯件2和 片状电热基片3(本实施例中的片状电热基片为8片，显然，片状电热基片的数量可以自行 选定，它可以是一片或一片以上的片状电热基片)，所述片状电热基片3位于所述芯件2内， 所述芯件2位于所述壳体1内，所述芯件2的外壁与所述壳体的内壁之间构成密封的水流 通道4(参见图5)；本实施例中，所述芯件2是扁状成型铝芯件(在工业上用铝材挤压成扁 状的中间有槽的型材，然后，将型材切割成所需要的长度即可，下同)，在所述扁状成型铝芯 件上下端面之间设有扁状通槽21，所述片状电热基片设置在所述扁状通槽21内，所述扁状 通槽21的下口被下硅胶垫22和下压板23密封(具体使用时，在下硅胶垫22有一与所述 扁状通槽21的下口形状吻合的槽，将下硅胶垫22上的槽嵌在所述扁状通槽21的下口上， 然后用下压板23通过螺丝压紧)，所述扁状通槽21的上口通过第一上硅胶垫24、第二上硅 胶垫25及上压板26与壳体1的上口密封连接，构成密封的水流通道4 ；为了便于所述片状 电热基片3插入扁状通槽21内，在所述第一上硅胶垫24和上压板26上设有供所述片状电 热基片3插入的插槽27，使用时，第一上硅胶垫24通过其上的卡槽嵌在扁状通槽21的上口 上，然后用第二上硅胶垫25将第一上硅胶垫24压住，再通过上压板26将第一上硅胶垫24 和第二上硅胶垫25压紧，第二上硅胶垫25将外壳上口密封，防止水从外壳上口流出。在所 述上压板26之上还设有固定片状电热基片3上封板28，在上封板28上设有数个片状电热 基片3的电源电极上插片31，所述上插片31与电热基片的电极相连接，在所述壳体1上设 有用于芯件接地(如果芯件为金属时)的接地插片311。在所述壳体1上设有与水流通道 4的进水端相通的进水口 11，在所述壳体1上设有与水流通道的出水端相通的出水口 12 ； 在所述外壳1的上底面13上设有蒸汽出口 14，这样可以实现本实用新型的两种用途，当作 为饮水机上的速热电加热器时，蒸汽出口 14作为热开水的蒸汽回流通道，被加热的水可以 从出水口 12流出(当然，蒸汽出口 14有时也可以作为排空口使用)；当作为蒸 汽发生器的 加热器件时，可以封闭出水口 12，让蒸汽从蒸汽出口 14排出。在所述外壳1的下底面上设 有排污口 15，用于对本实用新型清洗后排出污垢之用，平时，排污口 15可用封盖151封住。 在所述出水口 12的附近设有用于检测控制出水口水温的温度传感器121。在所述外壳1的 靠近所述进水口 11的侧面上设有与所述水流通道4相通的预留孔16，本实施例中，所述预 留孔16为方孔，在所述预留孔16的孔口上密封设有金属板17，金属板17是铝板，通过铝 板硅胶垫18与孔口密封，这样的设计有如下好处，它可以将本实用新型的控制电路中的发 热量大的元器件设置在金属板17上，让被加热水将该发热量大的元器件所散发出来的热 量带走，这样一方面可以降低发热量大的元器件的工作温度，而延长其使用寿命，同时也可 提高热利用率，比如说本实施例中的发热量大的元器件的是可控硅19。为了加强壳体强度 且降低外壳1的材料成本，在所述外壳1的侧面上设有加强筋111。为了防止水垢在所述 芯件2上结垢，在所述芯件2的外表面上敷有聚四氟乙烯(俗称特氟隆)表层，防止水垢沉 积。加热时，水从芯件2的两侧上升，被加热后从出水口流出，同时，由于水在通道中快速流 动，比水静止加热更难产生水垢沉积。 请参见图15，图15是本实用新型电路原理方框示意图。本实用新型的控制电路 400包括MCU，出水及水量控制电路，缺水控制及保护电路，温度传感器及保护电路，进水水 位控制电路，电源供电电路，输入脉宽电路，按键控制电路，显示电路，温控及功率调整电 路，输出电路等，所述出水及水量控制电路，缺水控制及保护电路，温度传感器及保护电路，进水水位控制电路，输入脉宽电路，按键控制电路将各自的信号传输给MCU，通过MCU计算 分析后，将控制数据输出给各执行电路；电源供电电路为整个电路提供电能；温控及功率 调整电路用于及时调整功率，以达到节能之目的；显示电路用于显示本实用新型各项性能参数；输出电路与速热电加热器相连接，为速热电加热器提供电能。
权利要求一种节能健康的速热饮水机，包括机壳、聪明座、速热电加热器和控制电路，所述聪明座包括一喇叭状的聪明头和聪明座体，所述聪明头设置在所述聪明座体之上，在所述聪明头中央设有带通孔的中空顶杆，所述中空顶杆的通孔将所述聪明座的内空与所述聪明头连通，其特征在于所述聪明座体分为自然水位区和调节水位区，在聪明座体的自然水位区相对应的底面至少设有用于与常温水阀连接的常温水出口和第一连通管；在所述调节水位区相对应的底面设有第二连通管和与速热电加热器连接的出水口，所述出水口通过第一电磁阀与速热电加热器进水端相接，速热电加热器的出水端与机壳上的热水口相接，所述第一连接通口与所述第二连通管连通，在所述第一连接通口与所述第二连通管通路上设有用于控制调节水位区的水位的水位控制装置，调节水位区的水位高于速热电加热器的水位，调整速热电加热器的出水口的水位与调节水位区的水位的水位差，来调控饮水机的出水流量，所述控制电路控制整个饮水机工作。
2.根据权利要求1所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于所述速热电加热器，包 括壳体、芯件和片状电热基片，所述片状电热基片位于所述芯件内，所述芯件位于所述壳体 内，所述芯件的外壁与所述壳体的内壁之间构成密封的水流通道，在所述壳体上设有与水 流通道的进水端相通的进水口，在所述壳体上设有与水流通道的出水端相通的出水口，当 片状电热基片通电时，用于快速加热水流通道中的流动的水。
3.根据权利要求1所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于所述聪明座体内部被 分隔片或圆筒分隔成自然水位区和调节水位区两个区域。
4.根据权利要求1所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于所述水位控制装置是 电子式水位控制装置，包括第二电磁阀、水位信号采集器和控制电路，所述水位信号采集器 设置在调节水位区的适当位置，所述控制电路根据水位信号采集器的电信号，控制所述串 接于所述第一连接通口与所述第二连通管之间的第二电磁阀的开或关。
5.根据权利要求1所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于所述调节水位区设置 在所述聪明座体外侧，并与所述聪明座体连为一体。
6.根据权利要求2所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于在所述芯件的外表面 上设有用于防垢或防腐的聚四氟乙烯表层。
7.根据权利要求1所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于在所述外壳的靠近所 述进水口的侧面上设有与所述水流通道相通的预留孔，在所述预留孔的孔口上密封设有金 属板。
8.根据权利要求2所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于所述芯件是扁状芯件， 在所述扁状芯件上下端面之间设有扁状通槽，电热基片设置在所述扁状通槽内，所述扁状 通槽的下口被下硅胶垫和下压板密封，所述扁状通槽的上口通过第一上硅胶垫、第二上硅 胶垫及上压板与壳体上口密封连接，构成密封的水流通道；在所述第一上硅胶垫、第二上硅 胶垫和上压板上设有供所述片状电热基片插入的插槽。
9.根据权利要求8所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于在所述上压板之上还 设有固定片状电热基片的上封板，在上封板上设有数个供片状电热基片电源的电极上插 片。
10.根据权利要求9所述的节能健康的速热饮水机，其特征在于在所述出水口的附近 设有用于检测控制出水口水温的温度传感器。
专利摘要一种节能健康的速热饮水机，包括机壳、聪明座、速热电加热器和控制电路，所述聪明座体分为自然水位区和调节水位区，自然水位区与调节水位区用管道及水位控制装置连通，以控制调节水位区的设定水位；调节水位区的出水口通过电磁阀与速热电加热器进水口相通，速热电加热器出水口与机壳上的热水嘴相接，调整速热加热器水位与调节水位区水位的落差，即可调整热水的流出量。本饮水机即开即热，开水的温度和流量可调，且稳定连续；无“千滚水”，无“阴阳水”，无污染，饮水健康，节能效果明显，有明显的防水垢效果，符合节能、环保、健康的潮流。
文档编号A47J31/00GK201557975SQ20092026062
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者舒定涛 申请人:舒定涛