专利名称：一种快速水加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及热水的电加热技术领域，特别涉及一种快速水加热装置。
背景技术：
目前，饮水装置(如净/饮水机)中常用的水加热方式有内置式热罐和外置式电热水壶两大类。其中，内置式热罐一般采用电热丝进行加热，且采用温控器控制加热的启停。 这种加热方式往往存在反复加热煮水的问题。一方面，由于反复加热浪费电能；另一方面， 长期饮用反复加热煮开过的水(“千滚水”)不利于人的身体健康。而，外置式电热水壶虽然可以解决“千滚水”的问题，但由于其加热速度过慢。当需要喝热水时，需要等待一定的时间；另外，净/饮水机中外置式的水壶也难以做成自动控制(如需手动加水、手动开机等)， 使用十分不便。再者，目前行业中应用的电加热技术中，电磁加热和石英镀膜加热管的加热效率比较高。其中，电磁加热一般做成水壶加热的形式，不能达到随时输出热水的要求，使用不方便。而，有的直接用石英镀膜加热管替代热罐中的电热丝，这种加热方式虽然提高了热效率，但还是无法避免“千滚水”的问题。另外，有的用石英镀膜加热管做成即时加热的加热器，但由于家庭用电的限制，这种加热器的功率不能做得很高，因此热水的输出流量很小。 按能量守恒定律，即使假设热转换效率为100%，2000W的加热功率把25°C的水加热到90°C， 其热水流量也只有约0. 44L/min，这就使得取热水时需要等待较长的时间。综上所述，目前热水的电加热技术存在的不足之处是一、加热速度慢；二、容易反复加热煮开过的水造成“千滚水”，损害人体健康。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高加热效率且能防止“千滚水”的用于净/饮水机的快速水加热装置。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种快速水加热装置，包括石英加热管、保温水箱、置于保温水箱内的快速温度传感器与电路控制板；还包括设于保温水箱外侧的水汽分离器、控制阀与水泵；所述石英加热管设于保温水箱外侧，石英加热管一端通过控制阀分别与水汽分离器、保温水箱连接，另一端通过水泵与保温水箱连接；所述控制阀、快速温度传感器、水泵均与电路控制板电连接。。优选地，所述水汽分离器为多通腔体；所述腔体的上方设有出汽口，所述出汽口通过分离器排气管与保温水箱连通；所述腔体的下方设有出水口 ；所述腔体上还设有若干通口，所述通口通过控制阀与石英加热管的首端连接。优选地，所述保温水箱上设有循环回水入口，所述循环回水入口的顶端端面低于所述水气分离器的顶端端面。优选地，所述控制阀为二位三通电磁阀；其包括进水口、第一出水口与第二出水口，所述进水口与石英加热管相连接，所述第一出水口与水汽分离器(2)相连接，所述第二出水口与保温水箱的循环回水入口相连接。优选地，所述石英加热管为石英镀膜加热管；其包括石英外管，所述石英外管内设有同轴的钢管，所述钢管的外径比石英外管的内径小广3mm。优选地，所述钢管的顶端设有防止石英外管内的水流入钢管的定位支柱塞。优选地，所述石英加热管的底端设有加热管进水分流器；所述加热管进水分流器与水泵相连接。优选地，所述水泵为可调恒流水泵。优选地，所述保温水箱的顶端还设有水箱进水口和排气口。优选地，所述保温水箱内还设有用于使水箱不能充满水从而保留剩余空间的机械浮球开关。本发明相对于现有技术，具有以下有益效果本发明快速水加热装置既可以快速加热，从而达到即时输出开水的目的；又可以杜绝“千滚水”，保证饮水健康；同时，其可以输出适宜温度的温水，为冲奶粉等不宜太高温冲泡的饮品提供方便。该加热装置采用石英镀膜加热管，提高了热转换效率，进一步节约电能；而，水汽分离器的设计则能使热水与蒸汽分离开来，避免了因沸腾产生的水汽喷发现象，保证使用安全。与普通热罐相比，热水保持在适宜温度；这样，既减小了与环境温度的温差；又延长保温时间，从而避免加热器频繁启动，节约了电能。另外，该加热装置采用水气分离器；在加热时，其可对水蒸汽进行二次回收利用，提高了能效，从而进一步节约电能。而在该装置中，可调恒流水泵可以根据水温无极调节热水流量，从而保证热水温度达到所需要求。与现有即时加热器相比，在同样条件下，提高了加热效率。
图1本发明快速水加热装置的结构示意图之一； 图2为本发明快速水加热装置的结构示意图之二； 图3为本发明快速水加热装置石英加热管的结构图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。如图1和2所示，一种快速水加热装置，包括石英加热管1、保温水箱4、置于保温水箱4内的快速温度传感器6、电路控制板、水汽分离器2、控制阀3与水泵5。该石英加热管1 一端通过控制阀3分别与水汽分离器2、保温水箱4相连接，其另一端通过水泵5与保温水箱4连接。控制阀3、快速温度传感器6、水泵5均与电路控制板电连接。水泵5为可调恒流水泵。快速温度传感器6置于保温水箱4内，用于检测保温水箱4内的水温。而保温水箱4则主要用于储存预加热的水，保温水箱4可用较厚的保温棉进行保温，也可以使用真空保温水箱。保温水箱上设有循环回水入口，循环回水入口的顶端端面低于所述水气分离器的顶端端面。该保温水箱4内设有用于使水箱不能充满水从而保留剩余空间的机械浮球开关8。保温水箱4的顶端还设有水箱进水口和排气口。而本实施例中所采用的连接管道均为硅胶管。
具体地，水汽分离器2为多通腔体。该腔体的上方设有出汽口，出汽口通过分离器排气管13与保温水箱4连通。该腔体的下方设有出水口，该出水口与其他装置(如净/饮水机)的出水口相连接。该腔体上设有若干通口，而通口则通过控制阀3通过硅胶管7与石英加热管1的首端连接。水汽分离器2腔体的底边略高于保温水箱4的满水位线(最高水位线)。控制阀3为二位三通电磁阀；其包括进水口 31、第一出水口 16与第二出水口 32， 进水口 31与石英加热管1相连接，第一出水口 16与水汽分离器2相连接，第二出水口 32 与保温水箱的循环回水入口相连接。石英加热管1为石英镀膜加热管。其包括石英外管，该石英外管内设有同轴的不锈钢管9。该不锈钢管9的外径比石英外管的内径小广3mm。另外，该不锈钢管9的顶端设有防止石英外管内的水流入不锈钢管9的定位支柱塞11。石英加热管1的底端设有加热管进水分流器12;加热管进水分流器与水泵5相连接。利用此泵可以调节出水流量，从而保证在加热功率不变时，保温水箱4中的水温变化不会影响到出水温度。如图3所示，本发明快速水加热装置石英加热管的结构图。该石英加热管1为石英镀膜加热管。该加热管1包括石英外管19，该石英外管19内设有同轴的不锈钢管9。该不锈钢管9的外径比石英外管19的内径小广3mm。这种结构使得水流均勻地分布在石英镀膜加热管的内壁，从而提高热效率和加热速度。另外，该不锈钢管9的顶端设有防止石英外管内的水流入不锈钢管9的定位支柱塞11。该石英加热管1通过硅胶管7与其他部件连接。本发明快速水加热装置加热步骤如下
第一步冷水从保温水箱的进水口流进保温水箱，直到水箱充满水后，保温水箱内的浮球开关闭合，不再进水。第二步启动水泵5，水泵5的流量由电路控制板调节到最大，启动石英加热管1， 使保温水箱4内的水经水泵5不断循环流动并由石英加热管进行加热。第三步电路控制板通过快速温度传感器6不断检测保温水箱内的水温度，当水温达到60°C以后，关闭石英加热管停止加热，再延时10秒钟后关闭水泵5。此时进入保温状态。当水温降低到50°C时，重复进行第二、三步。本发明快速水加热装置，必须在有水的情况下才能启动工作。该快速水加热装置的工作原理如下
首先，检测其他装置(如净/饮水机)冷水箱10的低水位是否有水；如果有水，则启动本加热装置，否则不启动。在冷水箱10内有水的情况下，冷水经由进水管15流入保温水箱4中；电路控制板通过快速温度传感器6不断检测保温水箱4内的水温度；如果水温低于50°C，则控制阀3打开石英加热管1和保温水箱4的通路；再启动水泵5和石英加热管 1 ；待石英加热管1内注入水后，加热其中的水。此时，将水泵5的流量调节到最大。保温水箱4中的水通过控制阀3依次经由水泵5、石英加热管1再回到保温水箱4中；如此，将冷水不断地循环加热，直到保温水箱4内储存的水的水温达到适宜温度的60°C;接着，关闭石英加热管1停止加热，再延时10秒钟后关闭水泵5和控制阀3。此时保温水箱进入保温状态。当快速温度传感器6检测到水温降低到50°C时，再重复启动以上循环加热状态，直到水温达到60°C。
当需要取水时，控制阀3通电，接通水汽分离器2与石英加热管7。如果需要取温水(即60°C的水)，则启动水泵5直接将保温水箱内内的温热水经由石英加热管1抽到水汽分离器2的出水口 16即可。如果需要取热水，则二位三通电磁阀3通电，同时启动水泵5 和石英加热管1，待石英加热管1内注入水后，加热其中的水；加热完毕之后，延时3秒钟， 待石英加热管1内温度较低的水全部流回保温水箱4 ；此时，控制阀3关闭石英加热管1与保温水箱4的连接，而打开石英加热管1与水汽分离器2出水口 16的连接，从而使得出水口 16输出即时加热的热水。当保温水箱4内的水温变化时，电路控制板通过快速温度传感器6检测水箱内的水温，并根据水温调节出水流量，在加热功率不变时，保证出水温度达到所需要求。如果在循环加热的过程中需要取水，则暂停循环加热，优先出水处理。待出水完成后再回到循环加热流程。该腔体的上方设有出汽口，出汽口通过分离器排气管13与保温水箱4连通。加热过程中，加热产生的蒸汽经由水汽分离器的分离器排气管13先回到保温水箱4中；蒸汽中的热量被保温水箱4的水吸收后，再经由保温水箱4的排气管14回到其他装置(如净/饮水机)的冷水箱10中；实现了热量的二次回收，提高了加热的能效。与现有即时加热的加热器相比，假设热转换效率为100%，2000W的加热功率把 25°C的水加热到90°C，现有即时加热器的热水流量也只有约0. 44L/min，而本发明所述快速加热装置的热水流量为0. 95L/min。上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1.一种快速水加热装置，包括石英加热管(1)、保温水箱(4)、置于保温水箱(4)内的快速温度传感器(6)与电路控制板；其特征在于还包括设于保温水箱(4)外侧的水汽分离器 (2 )、控制阀(3 )与水泵(5 )；所述石英加热管(1)设于保温水箱(4 )外侧，石英加热管(1) 一端通过控制阀(3)分别与水汽分离器(2)、保温水箱连接，另一端通过水泵(5)与保温水箱 (4 )连接；所述控制阀(3 )、快速温度传感器(6 )、水泵(5 )均与电路控制板电连接。
2.根据权利要求1所述的快速水加热装置，其特征在于所述水汽分离器(2)为多通腔体；所述腔体的上方设有出汽口，所述出汽口通过分离器排气管(13)与保温水箱(4)连通；所述腔体的下方设有出水口 ；所述腔体上还设有若干通口，所述通口通过控制阀(3)与石英加热管(1)的首端连接。
3.根据权利要求2所述的快速水加热装置，其特征在于所述保温水箱上设有循环回水入口，所述循环回水入口的顶端端面低于所述水气分离器(2)的顶端端面。
4.根据权利要求3所述的快速水加热装置，其特征在于所述控制阀(3)为二位三通电磁阀；其包括进水口(31)、第一出水口(16)与第二出水口(32)，所述进水口(31)与石英加热管(1)相连接，所述第一出水口(16)与水汽分离器(2)相连接，所述第二出水口(32)与保温水箱的循环回水入口相连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的快速水加热装置，其特征在于所述石英加热管 (1)为石英镀膜加热管；其包括石英外管(19)，所述石英外管内设有同轴的钢管(9)，所述钢管(9)的外径比石英外管(19)的内径小广3mm。
6.根据权利要求5所述的快速水加热装置，其特征在于所述钢管(9)的顶端设有防止石英外管内的水流入钢管(9)的定位支柱塞(11)。
7.根据权利要求6所述的快速水加热装置，其特征在于所述石英加热管(1)的底端设有加热管进水分流器(12)；所述加热管进水分流器与水泵(5)相连接。
8.根据权利要求7所述的快速水加热装置，其特征在于所述水泵(5)为可调恒流水泵。
9.根据权利要求8所述的快速水加热装置，其特征在于所述保温水箱(4)的顶端还设有水箱进水口和排气口。
10.根据权利要求9所述的快速水加热装置，其特征在于所述保温水箱(4)内还设有用于使水箱不能充满水从而保留剩余空间的机械浮球开关(8)。
全文摘要
本发明公开了一种快速水加热装置，包括石英加热管、保温水箱、置于保温水箱内的快速温度传感器与电路控制板；还包括设于保温水箱外侧的水汽分离器、控制阀与水泵；所述石英加热管设于保温水箱外侧，石英加热管一端通过控制阀分别与水汽分离器、保温水箱连接，另一端通过水泵与保温水箱连接；所述控制阀、快速温度传感器、水泵均与电路控制板电连接。整个加热装置既可以快速加热，从而达到即时输出开水的目的；又可以杜绝“千滚水”，保证饮水健康；同时，其可以输出适宜温度的温水，为冲奶粉等不宜太高温冲泡的饮品提供方便。
文档编号A47J31/00GK102551532SQ20121003253
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者孙倩, 王义东, 罗魏, 顾金 申请人:佛山市美的清湖净水设备有限公司, 美的集团有限公司