专利名称：节能型多用电热饮水机的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于电热自动开水机的改进设计。该机机身内装有一个贮水箱，一个电热开水罐，一个温水罐。接下热开水阀或温水阀，热开水或温开水会自动流出，使用比较方便。
通常的电热自动开水机电热开水罐外未采取保温措施，为补偿开水的温度降低，加有一小功率加热器长时通电加热。温开水罐是将热开水贮于其中让其自然冷却，其热能白白散失，另外由于通常温度控制开关的温度控制误差都在±3～5℃这样，当电热开水罐中水沸腾时，难以自动断电，需人工断开电源，使用比较麻烦。
本实用新型的目的是提供一种节能型多用电热饮水机，能将热开水冷却为凉开水的热能加以利用，能自动提供沸腾过的开水，同时，还具有提供冰开水等功能。根据部件的取舍，可制成四种产品(1)供应热开水、温水；(2)供应热开水、温开水、冷开水(冷开水接近室温)；(3)供应热开水、温开水、冷饮水(夏季其温度可低于室温20℃左右)；(4)自动进水的上述各种组合。
解决的方案是热开水罐及温水罐采用绝热材料制成。方法是，热开水罐及水罐外包覆一层保温材料，如泡沫塑料、泡沫橡胶、石棉、膨胀珍珠岩等，或采用双层容器中间抽以真空，并镀以金属反光层，以隔断辐射热损失。
为了利用热开水降为温开水，凉开水的热量。在温水罐中设一热交换器，热开水进入热交换器与从温水罐中的生冷水进行热交换，加热后的水进入电热开水罐底部，温水从热交换器下部流出，冷开水从设在冷水箱中的热交换器终端流出。热交换器可以是管状的或罐状的。
热交换器表面可做成波纹形、翅形或另加散热片、散热筋，以增加表面积，提高热交换效率。
为了实现电热开水罐水沸腾后自动断电，在气孔附近安一个断开温度在85～95℃的常闭温控开关，合理设计其周圈结构，使水在未沸腾时常闭温控开关温度不超过80℃。当水沸腾时，100℃的水蒸气将其加热而切断电加热器的电源。由于从水刚沸腾到使温控器达到断开温度，还需一点时间，正好满足了需使水沸腾一、两分钟的要求。
通常的电热开水器在电热开水罐中的水开始沸腾后，饮用水时最好将冷水输入管上的阀门关闭，以避免冷水进入，适合于人数较小的家庭或办公室使用。如采用一种沸水自动输出的沸腾腔加热装置，则可自动连续供给沸水，适合人数较多的场合使用。
为了自动补偿因饮用水后的水位，在冷水箱上还可以设置一个电磁阀或浮球自动水位控制阀。
为了增加制冷饮水功能，在冷水箱下面安装一个冷饮水罐。冷饮水罐与冷水箱中间紧密安装一块带有金属导热器的半导体致冷器，将贮水箱作为散热器，有很好的散热效果。
冷水罐导热器上还可安一温控开关，当冷水罐温度达到一定温度时，可切断致冷器电源。
在冷水箱上部可设带有排水管的溢水口，并安装一个温控开关，当冷水箱水温过高，不利于半导体冷器散热而影响致冷效果时，温控器接通电磁阀供给冷水，并旁路水位控制开关，使热水从溢水管中排出。
电热饮水机中还可安装紫外线灯管、净化过滤器、矿化水发生器、磁化器，可以安装其中的任何一种，任何二种、三种或全部安装。
本实用新型有以下特点；(1)采用了保温材料组成电热开水罐、温水罐，温开水、冷开水通过热交换器取得，可明显节约电能；(2)采用沸水断电开关组件，可避免通常产品因忘记人工切断沸水开关，长期沸腾而造成的浪费电能；(3)可集热开水、温开水、凉开水(接近室温)、冷饮水(低于室温15℃以上)、磁化水、矿化水、净化水等多项功能集于一身，使用更为方便。
图1是节能多用电热饮水机内部结构示意图。
1、冷饮水罐排气管；2、冷水箱；3、凉开水罐；4、止水阀；5、半导体制冷器组件；6、冷饮水罐；7、冷饮水出水阀；8、温开水出水阀；9、温水罐；10、生冷水输入管；11、热交换器； 12、热开水出水阀；13、温生水输入管；14、105℃温控开关；15、95℃温控开关；16、热开水罐；17、95℃温控开关。
图2是沸水断电开关示意图。
16、电热水罐；17、95℃断电温控开关；25、温控器小室；26、保温层；27、塑料外壳；28、塑料上盖。
图3是沸水断电控制电路图。
图4是采用沸腾腔的多用电热饮水器的示意图。
29是单向阀；18、电加热器；19、沸腾腔；20、沸腾腔水位探测点；15、温控开关；21、沸水排出管；22、热开水贮存罐；23、水位探测点a；24、水位探测点b。
图5是采用沸腾腔的控制电路图。
虚线框内为外接电路a、b、c为开水罐及沸腾腔中水位探测点，开水罐外壳接地，Ra、Rb、Rc分别为探测点与开水罐之间的电阻。
开水罐、温水罐和冷饮水罐外壳都有保温层或采用真空保温瓶制成。
如有冷饮水功能，贮水罐外壳最好采用金属制造，也可在贮水罐底部镶嵌金属，以利于制冷器散热。
热开水阀、温开水阀，冷饮水阀都安装在电热冷饮机正面面板距底部18cm左右的位置上。开关指示灯也都安装在正面板上。
以下结合附
图1、2、3详细叙述其工作原因。首先关上冷水箱排气管(1)上小盖，在冷水箱(2)注满自来水，打开止水阀(4)，冷水通过管道(10)进入温水罐(9)然后通过管道(13)进入热开水罐。此时，接通电源打开开关K1，按一下沸腾按钮，中功率继电器接点J2点接通电加热器，开始加热，同时，继电器按电J1接通，线圈自保。
由于一般温控器都会有一些误差，故难以实现正好100℃断开电源。本设计是这样实现的，见附图二，在电热开水罐上部塑料外壳上，安一个小室(25)，小室最好采用金属制成，小室开有两上小孔，使开水罐内水蒸气能穿过小室通向大气。小室内装有一个温度断开点为95℃左右的温控开关。当开水罐中水未沸腾时，因塑料外壳传到小室的热能小于小室散发的热能，故温控器上温度不会高于95℃，触点不会断开。当开水罐中水沸腾时，100℃的水蒸气穿过小室(25)，使温控器达到95℃以上而断开继电器线圈回路，触点J1、J2断开，此时，95℃温控开关(15)也断开，电加热器断开主电源。此时，通过电容C3，电加热器上还有少量电流流过，以约原功率1/80的功率进入保温状态。当开水罐中水温低于温控器闭合温度约90℃时断电器再次得电，接点J1、J2吸合，电加热器通电加热直至沸腾。C3可用一小功率电加热器代替。只要保温性能良好保温功率设计合理，在来使用热开水的情况下，可使其每天重复沸腾不超过2次。当打开止水开关，放出热开水饮用时，因冷水补充进去，降低了水温，即可自动再沸腾。温控开关14、15也可接入电加热器主回路中，这种接法，补充冷水后只能加热到95℃即自动断电，要使水沸腾，接下按钮K2。
电加热器可设开水罐外面下部，也可设于水罐内下部。开水罐中水沸腾后，沸腾指示灯熄灭，保温指示灯亮，此时，关闭进水阀(4)，打开开水阀可输出热开水，打开温水阀，即输出温开水。热开水流经热交换器，将温水罐中的生冷水予热，其热能得到重复利用。打开冷开水阀(7)，温开水流经设在冷水罐中的罐状热交换器，再次降温，可得到接近室温的冷开水。打开止水阀(4)贮水罐(2)中的水流入温水罐，将温水罐上部予热后的生水送入热开水罐断续加热至沸腾。
温控器(14)是一断开温度105～120℃的温控开关，安装在电加热器附近，当电热开水罐中缺水时，如主加热器正通电加热，温控器上温度可超过120℃以上，温控器(14)可切断电热器电源。在贮水罐(2)的下面设一密闭容器冷饮水罐(6)，上、下各带有一块金属导热器的半导体致冷组件(5)将贮水罐(2)与冷饮水罐(6)紧密联接。半导体致冷器接通电源后，下端致冷将冷饮水罐(6)中冷开水进一步冷却。上端散发热量，被水箱的水吸收。冷饮水罐安致冷器组件的部位应低于上盖，旁边装有导气管(1)可将冷饮水罐(6)中的空气排出而使冷开水直接与上盖接触而益于降温。
在机箱内设一由变压器降压的低压直流电源给半导体致冷器供电，在上下两块金属导热器上，分别装有过热过冷温控开关，使其能在冷水箱无水，温度过高时及冷饮水罐温度达到预定温度时切断电源。变压器前还有电源开关，不需冷饮水时可关闭此开关。
电热饮水机还可采用如图4所示的电热沸腾腔(19)的结构，沸腾腔下部有一电加热器，电加热器可安于内部，也可安于外部；旁边有一出水管(21)，出水管下端高于电加热器2cm左右，出水管插入沸腾腔内的上部设有一平衡孔。在沸腾腔外壳上比出水管下端高2cm左右的位置上还安有一个与外壳绝缘的水位探测点(20)即附图5电路图中C点。当贮水箱加满水到规定水位时，冷水经温水罐流入沸腾腔，沸腾腔上部的空气由平衡孔经出水管(2)排出，当水位到达沸腾腔水位探测点(20)C点位时，功率继电器J1吸合，电加热器(18)通电开始加热，至水开始沸腾时，水蒸气将沸水顶至出水管进入开水罐(22)，沸腾腔内水位低于探测点(20)C点后继电器断开，电加热器靠余热继续使水沸腾使沸腾腔的水排出至水位为出水管底端，此时蒸气压力消失。冷水继续流入沸腾腔，重复上述过程，温水罐至沸腾腔的管道之间还有单向阀(29)，使冷水能进入沸腾腔，而沸水不能进入温水罐的冷水区。
当沸水水位到达水位探测点(23)a时，J1断开，电加热器断电，烧开水程序暂停而进入保温状态。当使用热开水、温水、冷饮水，使水位低于水位探测点(24)b点时，烧开水程序重新开始。因J1常开触点J1—2的作用，水位可保持在a、b之间。
图5是带沸腾腔的电热饮水机控制电路图。虚线框内为外接电路，a、b、c分别为热开水罐，沸腾腔的水位探测点23、24、19，探测点通过绝缘体安装在开水罐上，开水罐接正电源。Ra、Rb、Rc为水电阻，当探测点被水浸没时，上述电阻较小，未被水浸没时，探测点与绝缘体表面的一层水还会形成一个较大的电阻，通过用运算放大器组成的电位鉴别电路，很容易鉴别。R3、R4组成基准电位，当A点无水时，Ic1输出高电位，c点无水时Ic2输出高电位；D1、D2、R5组成与门电路。Ic1、Ic2输出都为高电位时，D3左端为高电位，D3、T1导通，J1吸合，接通主加热器电源。D3为发光二极管，可提高T1导通电压，兼作指示灯，Ic3与光电池(也可用光敏电阻、光敏管)组成高灵敏光控制电路，将光敏元件装在面板上，使其只要接收到微光就能使J2导通，当电热饮水机所处环境为完全黑暗时，J2释放，电热饮水机完全停止工作，仅靠保温材料维持水温，可进一步节约电能。
图一所示结构，也可加装光控功能。
还可以在上述电路中加装声控功能，与光控电路组成或门，当晚上，使用者关闭灯光看电视时，电热饮水机能照常工作。声控电路需附有5分钟以上的延时电路，以免继电器频繁吸合。声控电路很多，这里不再赘述。
电热饮水机如功率较大时，时可使用三相电源，并安装相应功率的交流接触器。
为了能自动保持冷水箱水位，可在冷水箱安装一个浮子自动进水阀，或带水位控制的电磁进水阀，与自来水相连。
为了提高冷水箱对半导体的散热效果，可在冷水箱上部，设一溢流管，和一个温控开关，当冷水箱温度过高时，接通电磁阀并旁路水位控制开关，使过量的自来水流入，而冷水箱中的热水自动溢出，直到冷水箱水温较低时，电磁阀关闭。
为了便于清洗，可在冷水箱、温水罐、热开水罐下部分别设带阀门的出水口，并通向一根总排水管，清洗后污水易排出。
上述的电热饮水机还可加装磁化器、过滤净水器、矿化器。冷水箱上还可设一紫外线灯，与主加热器同时工作，可自动开关，能杀灭冷水箱中的细菌。
上述的电热饮水机各种部件，可根据产品功能多少，档次与售价的高低，适当的取舍，形成系列产品。
权利要求1.一种节能型多用电热饮水机，机箱内装有一个贮水箱，一个电热开水罐和一个温水罐，该机还有温度控制开关，指示灯，紫外线灯等，其特征在于，温水罐中设有管状或罐状热交换器，热交换器表面可以是光滑的或表面有波纹，翅形，或附有散热筋，散热片。
2.根据权利要求1的节能型多用电热饮水机其特征在于，电热开水罐和温水罐外壳包覆一层保温材料，或采用真空保温瓶制成。
3.根据权利要求1的节能型多用电热饮水机，其特征在于，开水罐通向温水罐的管道从上部进入，下部流出，进入温水罐的生冷水管道出口在下部，生水输出管安装在温水罐上部。
4.根据权利要求1的节能型多用电热饮水机，其特征在于，电热开水罐上方装有一个沸水断电开关装置，该装置由装有温控器的小室组成。小室装在热水罐的外壳材料上，热水罐有一个小孔通过小室与大气相通。
5.根据权利要求1的节能型多用电热饮水机，其特征在于，电热开水罐下部有一个电热沸腾腔，有一个出水管，出水管下端高于电加热器2cm左右，出水管插入沸腾腔的上部设有一个平衡孔，沸腾腔内设有水位探测点，沸腾腔进水管设有一个单向阀。
6.根据权利要求1的节能型多用电热饮水机，其特征在于，装有一个采用半导体致冷器的冷饮水罐，半导体致冷热器端通过金属导热器与冷水罐紧密联接。
7.根据权利要求1的节能型多用电热饮水机，其特征在于，贮水箱上设有温控开关，溢水口、水位探测点、电磁进水阀。
8.根据权利要求1的节能型多用电热饮水机，其特征在于，机上装有光控电路。
9.按照权利要求1的节能型多用电热饮水机，其特征在于，冷水箱、温水箱、热开水罐下部设有带阀门的出水口，并道向一根总排出管。
专利摘要一种电热饮水机，由贮水箱、电热开水罐和温水罐组成，其特征在于，温水罐中有热交换器、冷开水、温开水的热量能重复使用，还可装有冷饮水罐，由半导体致冷器致冷，贮水箱作为散热器，有沸水自停功能。温水罐、热开水罐、冷饮水罐均由保温材料制成，功能多、使用方便、节能。
文档编号A47J31/54GK2218505SQ9424529
公开日1996年1月31日 申请日期1994年11月13日 优先权日1994年11月13日
发明者张少波, 周蓓 申请人:张少波, 周蓓