一种加热装置以及具有该加热装置的饮水机的制作方法

本实用新型涉及饮水加热设备技术领域，具体涉及一种加热装置以及具有该加热装置的饮水机。

背景技术：

目前，饮水机已经是使用很普遍的产品，饮水机的基本功能是分水，即将饮用水分配流出，方便用户取用，附加功能是对饮用水进行调温，例如制冷、制热功能，还有将净化功能也集成在其中的产品。例如，现在一些学校用的饮水平台，实际上就是带净化功能和加热功能的饮水机。公开号为CN105147099A的中国专利申请公开了一种饮水机，其考虑到能同时满足多人取水的要求，通常都配备几个出水龙头。例如，一台机器上配备若干个出水龙头，加热功率也比较大。再考虑到既要防止使用者被热水烫伤，又要对水进行高温加热消毒，还考虑到开水一时不易冷却，以及节能方面的要求，等等，这类饮水机通常具有将水先加热并储存在热罐内，在热水流出时用补入的常温进水对流出的高温出水进行冷却，然后向使用者提供40℃左右的饮用水这一功能，具体结构包括设置在机器壳体下部的热罐和换热器，热罐内部设有电加热器，机器的壳体上部设有出水龙头，方便取用，换热器内部不设置电加热器，只用于热量交换，即流入热罐的水要先从换热器吸收热量预热后再流入热罐，而流出热罐的热水要先经过换热器放出热量降温后再流向出水龙头。这样设计的好处是，既节能，又能对水进行高温消毒，因饮用时温度不高，从而便于随时饮用。

这种高容量且具有加热功能的饮水机主要设计成在壳体下部设置加热罐对水进行加热，并且出水龙头设置在饮水机的上方。然而，要使设置在壳体下部的加热罐中的水从设置在上部的出水龙头流出，加热罐内就必须有一定的压力，现在控制加热罐内压力的装置有两种：

一种装置是弹簧式安全阀，该安全阀的进口连通加热罐内上部，出口放空。当罐内压力低于安全阀开启压力时，安全阀内的弹簧能够对阀内密封件施加足够压力，保证密封结构的密封，安全阀处于关闭状态，使罐内压力得到维持；当罐内压力不低于安全阀开启压力时，罐内压力将克服弹簧力，使弹簧不能够对阀内密封件施加足够压力，不能保证密封结构的密封，安全阀处于开启状态，罐内压力被泄放，从而保证加热罐的安全性。泄压后，当罐内压力降低到低于安全阀的起跳压力时，安全阀重新关闭并密封，以维持加热罐内存在较低的压力。这种压力控制方法是压力容器中经典的压力控制方法，它不依赖于电气控制系统，采用机械系统控制，所以泄压可靠，能有效防止加热罐过压，即能有效防止加热罐爆炸。但是，弹簧的弹力或刚度的一致性总是不尽人意，不同弹簧之间总是存在一定的偏差，由此就引起了安全阀的开启压力不一致，通常同一批安全阀间的开启压力偏差甚至会达到0.1MPa。为了确保加热罐正常使用时有一定的内压，又考虑到弹簧式安全阀开启压力存在明显的偏差，所以，加热罐内的压力往往会超过0.1MPa，这就给加热罐增加了不必要的负荷，导致加热罐受力状态恶化，缩短了加热罐的使用寿命，这也就是目前这类加热罐使用寿命大至只有3年的主要原因之一。

另一种装置是泄压电磁阀，该电磁阀的进口连通加热罐内上部，出口放空。加热罐在加热过程中，由电控板控制该电磁阀按程序启闭，例如每加热10秒电磁阀开启3秒泄压，加热罐不加热时电磁阀不开启或者间隔较长时间开启1次，例如每间隔1分钟开启3秒泄压。用户在开启出水阀取水时，该电磁阀关闭，确保出水顺畅，并且这时加热罐内压力也只有微压存在。这种控制方法在正常情况下加热罐基本上处于无压状态，即加热罐的受力状态很好，有利于延长热罐的使用寿命，通常加热罐的使用寿命可以达到5年以上。但是，电磁阀由电气控制系统控制，电气控制系统一旦出现故障或电磁阀内部的电气元件出现故障都会造成电磁阀启闭失灵，电磁阀一旦不能开启，则加热罐加热时由于温度上升而产生的压力增加不能得到及时泄放，加热罐将处于过压状态，当罐内压力上升到加热罐的承压极限时，加热罐将发生爆炸，有可能造成生命和财产的重大损失。目前这类加热罐发生爆炸的现象时有发生。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于:

一方面提供一种加热装置，其包括加热罐和重力式安全阀，所述重力式安全阀的进口连通所述加热罐的内部，当所述加热罐内的压力小于所述重力式安全阀的起跳压力时，所述重力式安全阀处于密封状态，当所述加热罐内的压力不小于所述重力式安全阀的起跳压力时，所述重力式安全阀起跳，泄放所述加热罐内的压力。

较佳的，所述重力式安全阀的内部设有配重块，所述配重块自身的重力作用于所述重力式安全阀的密封面上，当所述加热罐内的压力不足以克服所述配重块自身的重力，所述重力式安全阀处于密封状态，当所述加热罐内的压力足以克服所述配重块自身的重力，所述重力式安全阀起跳，泄放所述加热罐内压力；当所述加热罐内的压力降低到不足以克服所述配重块自身的重力时，所述重力式安全阀再次处于密封状态。

较佳的，所述重力式安全阀的起跳压力采用微压设计，所述起跳压力为0.01MPa～0.03MPa，当所述重力式安全阀处于密封状态时，所述加热罐内的压力保持为微压。

较佳的，该加热装置还包括加热器、测温探头和电控器；所述加热器设置在所述加热罐下端内部或设置在所述加热罐下端外部；所述测温探头设置在所述加热罐上并伸入所述加热罐的内部，所述加热器为电加热器，所述测温探头和所述电加热器分别与所述电控器电连接。

另一方面还提供一种饮水机，该饮水机包括上述的加热装置。

较佳的，该饮水机还包括加热罐高温水出水管和饮水机出水管，所述加热罐高温水出水管与所述加热罐连通，所述饮水机出水管一端设有第一阀门。

较佳的，该饮水机还包括换热器、所述换热器包括外管和内管，所述外管一端通过预热水管路与加热罐入水口连通，所述外管另一端通过换热器常温水进水管与原水进水管路连通，所述内管一端通过所述加热罐高温水出水管与加热罐出水口连通，所述内管另一端与所述饮水机出水管连通。

较佳的，该饮水机还包括加热罐常温水进水管，所述加热罐常温水进水管与所述加热罐连通，所述换热器常温水进水管上设有第二阀门，所述加热罐常温水进水管上设置有第三阀门。

较佳的，在所述加热罐高温水出水管或者所述饮水机出水管或者所述换热器外表面增设保温层。

较佳的，该饮水机还包括净水装置，所述净水装置通过管路分别与所述换热器和所述加热罐连通。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的一种加热装置以及具有该加热装置的饮水机，均包括加热罐和重力式安全阀，重力式安全阀的进口连通加热罐的内部。该重力式安全阀与泄压电磁阀相比，重力式安全阀不依赖于电气控制系统，采用机械结构控制，泄压可靠，使用寿命长，不易出现故障，有效防止加热罐爆炸，并且生产成本低。该重力式安全阀与弹簧式安全阀相比，重力式安全阀在生产过程中，其配重块的质量的一致性制造时能够很容易地控制，因此，同批次的重力式安全阀的起跳压力的偏差极小。重力式安全阀的起跳压力取决于配重块的质量，重力式安全阀在长期使用过程中，其配重块质量变化极小，可忽略不计，因此，重力式安全阀的起跳压力值能够长期保持稳定，从而确保加热罐不会发生爆炸，提高了加热装置的安全性和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型实施例一的加热装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的饮水机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二中换热器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例三的饮水机的结构示意图；

图5是本实用新型实施例四的饮水机的结构示意图；

图6是本实用新型实施例五的饮水机的结构示意图；

图7是本实用新型实施例六的加热装置的结构示意图；

图8是本实用新型实施例七的饮水机的结构示意图；

图9是本实用新型实施例八的饮水机的结构示意图；

图10是本实用新型实施例九的饮水机的结构示意图；

图11是本实用新型实施例十的饮水机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

如图1所示，为本实用新型实施例一的加热装置的结构示意图，本实施例提供了一种加热装置，其包括：加热罐1、重力式安全阀9、加热器4和电控器。本实施中，加热器4为电加热器。重力式安全阀9的内部设有配重块。重力式安全阀9与加热罐1内部连通，重力式安全阀9的出口连通压力泄放口10。电控器与加热器4电连接。加热器4设置在加热罐1的内部的下端，其好处是能够提高加热装置的热效率，节省能源，成本较低。

加热罐1上还设有加热罐出水口5和加热罐入水口7。加热罐出水口5设置在加热罐1的上方，加热罐出水口5连接加热罐高温水出水管6的一端。加热罐入水口7设置在加热罐1下方，加热罐入水口7通过管道与一单向进水阀连接。加热罐高温水出水管6上设置一出水阀门。

先将加热罐1内充满水，电控器控制加热器4工作，加热器4开始对加热罐1内的水进行加热，在加热过程中，加热罐1的压力逐渐上升，当加热罐1内压力低于配重块自身的重力时，重力式安全阀9保持密封状态，使加热罐内保持微压，当加热罐1内压力上升到重力式安全阀9起跳压力时，重力式安全阀9起跳，加热罐1内密封状态被破坏，加热罐1内压力被及时泄放。当加热罐1内压力经过泄放后低于配重块自身的重力时，该重力式安全阀9再次关闭，使加热罐1内一直保持微压状态。重力式安全阀9的起跳压力按微压设计，优选的，起跳压力为0.01MPa～0.03MPa。

重力式安全阀9与加热罐1内部连通，其好处在于，重力式安全阀9不依赖于电气控制系统，采用机械结构控制，所以泄压可靠，不易出现故障，并且生产成本低。另外，重力式安全阀9在生产过程中，其配重块的质量的一致性制造时能够很容易地控制，因此，同批次的重力式安全阀的起跳压力的偏差极小。重力式安全阀9的起跳压力取决于配重块的质量，重力式安全阀9在长期使用过程中，其配重块质量变化极小，可忽略不计，因此，重力式安全阀9的起跳压力值能够长期保持稳定，从而确保加热罐1不会发生爆炸，提高了加热装置的安全性和使用寿命。

本实施例中的加热装置的加热罐1上还设置有测温探头2和过热保护器3。测温探头2和过热保护器3与电控器电连接。测温探头2与电控器配合组成温控系统，用于控制加热罐1内的温度，使温度控制在设定范围内，防止加热罐1内水温过热，在罐内水温不出现过热情况下，加热罐内的压力也被控制在一定范围内。万一温控系统失灵时，过热保护器3会自动断开电源，并且电源断开后不能自动复位，必须经过人工确认后进行手动复位。从而进一步提高加热装置的安全性。

实施例二

如图2所示，为本实用新型实施例二的饮水机的结构示意图。本实施例提供的一种饮水机包括：加热装置和换热器22。

本实施例中的加热装置，其包括：加热罐1、重力式安全阀9、加热器4和电控器。加热器4为电加热器。重力式安全阀9的内部设有配重块。重力式安全阀9与加热罐1内部连通，重力式安全阀9的出口连通压力泄放口10。电控器与加热器4电连接。加热器4设置在加热罐1的内部的下端，其好处是能够提高加热装置的热效率，节省能源，成本较低。

加热罐1上还设有加热罐出水口5和加热罐入水口7。加热罐出水口5设置在加热罐1的上方，加热罐出水口5连接加热罐高温水出水管6的一端。加热罐入水口7设置在加热罐1下方。

该还饮水机还包括出水管11和第一阀门，本实施例中第一阀门为出水阀12，出水管11一端与出水阀12连通。出水阀12为电动阀门。

该饮水机还包括原水进水管路13、换热器常温水进水管16。原水进水管路13上设置一单向阀19。换热器常温水进水管16上设置第二阀门，本实施例中第二阀门为换热器常温水进水阀20。换热器常温水进水阀20入口与单向阀19出口连接。换热器常温水进水阀20为电动阀门。

如图3所示，为本实用新型实施例二中换热器的结构示意图。换热器22包括外管23和内管24。外管23和内管24间能够进行热量传递。外管23两端分别设有换热器常温水入水口25和预热水出水口26。外管23一端通过换热器常温水入水口25与换热器常温水进水管16连通，外管23另一端通过预热水出水口26与预热水管路27连通。内管24两端分别设有换热器高温水入水口28和换热器降温水出水口29，内管24一端通过换热器高温水入水口28与加热罐高温水出水管6连通，内管24另一端通过换热器降温水出水口29与出水管11连通。预热水管路27还通过加热罐入水口7与加热罐1连通。

加热罐1上还设置有测温探头2和过热保护器3。测温探头2和过热保护器3与电控器电连接。测温探头2与电控器配合组成温控系统，用于控制加热罐1内的温度，使温度控制在设定范围内，防止加热罐1内水温过热，在罐内水温不出现过热情况下，加热罐内的压力也被控制在一定范围内。万一温控系统失灵时，过热保护器3会自动断开电源，并且电源断开后不能自动复位，必须经过人工确认后进行手动复位。从而进一步提高加热装置的安全性。

本实施例提供的一种饮水机的工作原理是：

使用前，饮水机内部没有填充水，使用开始时首先进行注水。注水过程为：电控器控制打开出水阀12和换热器常温水进水阀20，使得带压原水通过原水进水管路13后依次流经换热器常温水进水管16、外管23和预热水管路27，然后进入加热罐1内部，加热器4此时不对加热罐1内部的净水进行加热。在水填满加热罐1内部后，水开始从加热罐出水口5溢出，溢出的水依次流经加热罐高温水出水管6、内管24和出水管11，最终由出水阀12流出，即完成注水过程。

当注水过程完成后，电控器控制出水阀12和换热器常温水进水阀20处于关闭状态，加热器4开始对加热罐1内的水进行加热，测温探头2监测加热罐1内水的温度，测温探头2与电控器配合组成温控系统，电控器根据测温探头2测量的水温控制加热器4进行加热或断电。过热保护器3用于当温控系统失灵时，自动断开加热器4电源，并且加热器4电源断开后不能自动复位，必须经过人工确认后进行手动复位。

在加热过程中，加热罐1的压力逐渐上升，当加热罐1内压力不能克服配重块自身的重力时，重力式安全阀9保持密封状态，使加热罐内保持微压，当加热罐1内压力上升到重力式安全阀9起跳压力时，重力式安全阀9起跳，加热罐1内密封状态被破坏，加热罐1内压力被及时泄放。当加热罐1内压力经过泄放后低于配重块自身的重力时，该重力式安全阀9再次关闭，使加热罐1内一直保持微压状态。

当用户取水时，出水阀12和换热器常温水进水阀20处于开启状态。使得加热罐1内的高温水依次流经加热罐出水口5、加热罐高温水出水管6、换热器高温水入水口28、内管24、换热器降温水出水口29和出水管11，流经内管24的高温水经过热量释放变为降温水，降温水最终从出水阀12流出。与此同时，常温水通过换热器常温水入水口25流入外管23，流经外管23的常温水吸收高温水释放的热量后，变为预热水，预热水依次流经预热水出水口26、预热水管路27和加热罐入水口7，预热水最终流入加热罐1内。加热罐1内流出的高温水水量与补入加热罐1内的预热水水量相同。

实施例三

如图4所示，为本实用新型实施例三的饮水机的结构示意图。本实施例与实施例二的不同之处在于：本实施例中饮水机还包括加热罐常温水进水管17和进水三通18。加热罐常温水进水管17上设置第三阀门，本实施例中第三阀门为加热罐常温水进水阀21。进水三通18的三个接口通过管道分别与换热器常温水进水阀20入口、加热罐常温水进水阀21入口和单向阀19出口连接。加热罐常温水进水管17还通过加热罐入水口7与加热罐1连通。加热罐常温水进水阀21为电动阀门。加热罐常温水进水阀21与电控器电连接。

本实施例中饮水机与实施例二中的饮水机相比增加了消毒功能，其消毒过程为：当进行消毒时，饮水机内部充满水，加热器4将加热罐1内的水加热到设定的消毒温度，然后电控器控制换热器常温水进水阀20处于关闭状态，电控器控制加热罐常温水进水阀21和出水阀12处于开启状态，加热罐1内用于消毒的高温水依次流经加热罐出水口5、加热罐高温水出水管6、换热器高温水入水口28、内管24、换热器降温水出水口29、出水管11和出水阀12，用于消毒的高温水对流经的管路进行消毒处理。当用于消毒的高温水流经内管24时，由于外管23内的水不再流动，因此，内管24、外管23和外管23内的水会迅速升温，此时换热器22不具有将高温水降温的作用，内管24中流出的水仍是能用于消毒的高温水。通过用高温热水对饮水系统的出水管路和出水阀门定期消毒，能够保证饮水机出水的微生物指标合格，提高了饮水卫生安全性。

实施例四

如图5所示，为本实用新型实施例四的饮水机的结构示意图。本实施例与实施例三的不同之处在于：本实施例中还包括净水装置14和净水管路15，净水装置14一端与原水进水管路13连通，净水装置14另一端与净水管路15连通，单向阀19设置在净水管路15上。净水装置14能够对原水进行过滤。提高了饮水卫生安全性。

实施例五

如图6所示，为本实用新型实施例五的饮水机的结构示意图。本实施例与实施例四的不同之处在于：加热罐高温水出水管6或者饮水机出水管11或者换热器22或者加热罐1外表面增设保温层。这样可以防止加热罐内达到消毒温度的水在流向出水阀12的流动过程中，由于管路向周围环境散发热量，导致水的温度逐渐降低，在到达出水阀12后可能会低于消毒温度而影响消毒效果。通过增加保温层，可以防止水温下降，提高消毒效果。

实施例六

如图7所示，为本实用新型实施例六的加热装置的结构示意图。本实施例提供了另一种加热装置，该加热装置与实施例一中的加热装置不同之处在于,加热器41设置在加热罐1的下端外部，加热器41不与加热罐1内的水接触，这样可以防止加热器41表面结水垢，避免了加热器41因表面结水垢而导致传热效率下降或发热管爆裂情况的发生，增加了加热器41的安全性。

实施例七

如图8所示，为本实用新型实施例七的饮水机的结构示意图。本实施例提供了另一种饮水机，该饮水机与实施例二中的饮水机不同之处在于,加热器41设置在加热罐1的下端外部，加热器41不与加热罐1内的水接触，这样可以防止加热器41表面结水垢，避免了加热器41因表面结水垢而导致传热效率下降或发热管爆裂情况的发生，增加了加热器41的安全性。

实施例八

如图9所示，为本实用新型实施例八的饮水机的结构示意图。本实施例提供了另一种饮水机，该饮水机与实施例三中的饮水机不同之处在于,加热器41设置在加热罐1的下端外部，加热器41不与加热罐1内的水接触，这样可以防止加热器41表面结水垢，避免了加热器41因表面结水垢而导致传热效率下降或发热管爆裂情况的发生，增加了加热器41的安全性。

实施例九

如图10所示，为本实用新型实施例九的饮水机的结构示意图。本实施例提供了另一种饮水机，该饮水机与实施例四中的饮水机不同之处在于,加热器41设置在加热罐1的下端外部，加热器41不与加热罐1内的水接触，这样可以防止加热器41表面结水垢，避免了加热器41因表面结水垢而导致传热效率下降或发热管爆裂情况的发生，增加了加热器41的安全性。

实施例十

如图11所示，为本实用新型实施例十的饮水机的结构示意图。本实施例提供了另一种饮水机，该饮水机与实施例五中的饮水机不同之处在于,加热器41设置在加热罐1的下端外部，加热器41不与加热罐1内的水接触，这样可以防止加热器41表面结水垢，避免了加热器41因表面结水垢而导致传热效率下降或发热管爆裂情况的发生，增加了加热器41的安全性。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。