一种用于低气压环境的常压饮用设备的制作方法

本发明涉及饮水设备领域，尤其是涉及一种适用于高原等低气压、低沸点环境的饮水设备。

背景技术：

高原地区由于气压较低，水的沸点无法达到100℃，导致无法通过常规的加热方式对饮用水进行充分的灭菌消毒，严重影响当地居民的身体健康。目前常见的高原饮水设备采用的是正压设备，即依靠外界装置向设备内部施加一定的压力，使水的沸点达到100℃，然而这种方式存在若干缺陷：

1、设备在运行过程中始终存在正压力，即设备为压力容器，压力容器使用不当容易造成安全事故；

2、由于高原地区水质硬度比较大，容易在设备内部生成水垢，而压力容器无法随意拆卸，从而给水垢的清除带来不便；

3、为了控制设备内的压力，需要设置若干的自动控制器件，既增加了前期的生产成本，也增加了后期的售后成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于低气压环境的常压饮用设备，用于解决现有正压式饮水设备存在安全隐患、不易清洗水垢以及成本高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于低气压环境的常压饮用设备，包括蒸发器、过热器与换热器，蒸发器在常压下对水加热以形成水蒸气，水蒸气在常压下由过热器进行进一步加热，经过进一步加热的水蒸气在常压下在换热器中冷凝成饮用水。

作为上述方案的进一步改进方式，蒸发器包括壳体与发热体，发热体位于壳体的内部或者外部，且发热体与壳体固定连接，或者与壳体可拆卸地的连接。

作为上述方案的进一步改进方式，壳体的底部具有圆弧面，发热体上对应底部具有圆弧状的发热面。

作为上述方案的进一步改进方式，过热器包括壳体与发热体，发热体位于壳体的内部或者外部，且发热体与壳体固定连接，或者与壳体可拆卸地的连接。

作为上述方案的进一步改进方式，换热器包括冷却箱与冷凝管，冷却箱上用于存放冷却介质，冷凝管包括位于冷却箱内部的冷凝段，以及位于冷凝段两端的水蒸气入口与冷凝水出口通。

作为上述方案的进一步改进方式，冷却箱包括箱体与隔热板，隔热板安装在箱体内部，将箱体的内部空间分割成位于隔热板上方的第一空间，与位于隔热板下方的第二空间，第一空间与第二空间之间设有供冷却介质在二者之间流动的流道，冷凝段位于第二空间内。

作为上述方案的进一步改进方式，冷凝段沿水蒸气入口至冷凝水出口的方向向下倾斜。

作为上述方案的进一步改进方式，冷凝段包括弯折段以及连接在弯折段两端的直线段。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括与蒸发器的入口连通的补水器，补水器包括水箱、水位检测装置与给水装置，当水位检测装置检测到水箱内的液面等于或者低于第一设定值时，给水装置向水箱补水；当水位检测装置检测到水箱内的液面等于或者高于第二设定值时，给水装置停止向水箱补水。

作为上述方案的进一步改进方式，还包括与换热器的出口连通的饮用储备水箱。

本发明的有益效果是：

本发明区别于常规的提高水沸点的思路，通过对水蒸气进行再次加热的方式进行灭菌消毒，无需对设备进行增压，避免压力容器带来的安全隐患，同时也减少了相应的增压设备与自动控制部件，有助于减少前期的生产成本与后期的售后成本，此外，由于设备内部不存在压力，故设备的拆卸难度小，便于内部水垢的清除。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的立体示意图；

图2是本发明蒸发器第一实施例的示意图；

图3是本发明蒸发器第二实施例的示意图；

图4是本发明蒸发器第三实施例的示意图；

图5是本发明蒸发器第四实施例的示意图；

图6是本发明过热器第一实施例的示意图；

图7是本发明过热器第二实施例的示意图；

图8是本发明换热器一个实施例的示意图；

图9是图8中a-a截面的示意图；

图10是图9中b向的局部放大示意图；

图11是图8中c-c截面的示意图；

图12是本发明冷凝管一个实施例的示意图；

图13是本发明补水器一个实施例的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1，示出了本发明一个实施例的示意图。如图所示，本发明公开的常压饮用设备包括蒸发器100、过热器200与换热器，优选还包括补水器300与饮用储备水箱400。其中，补水器300用于持续的向蒸发器100补充待灭菌的水，蒸发器100在常压下对水加热以形成水蒸气，水蒸气在常压下由过热器200进行进一步加热，经过进一步加热的水蒸气在常压下在换热器中冷凝成饮用水，最后汇集到饮用储备水箱400中储存。本发明区别于常规的提高水沸点的思路，通过对水蒸气进行再次加热的方式进行灭菌消毒，无需对设备进行增压，避免压力容器带来的安全隐患，同时也减少了相应的增压设备与自动控制部件，有助于减少期的生产成本与后期的售后成本，此外，由于设备内部不存在压力，故设备的拆卸难度小，便于内部水垢的清除。

本发明所称的“常压”，是指与当地大气环境相同的气压，而不是特指标准大气压。

参照图2至图5，分别示出了本发明蒸发器第一至第四实施例的示意图。在图2中，蒸发器100包括壳体110与发热体120，其中发热体120设于壳体110的外部，且与壳体110之间可拆卸地连接。

优选地，壳体110的底部设有圆弧面，发热体120上对应壳体110的底部设有圆弧状的发热面，圆弧面的设计可以提高传热面积，实现快速加热。

在图3中，蒸发器100包括壳体110与发热体120，其中发热体120设于壳体110的外部，具体是与壳体110底部的外表面贴合，且发热体120与壳体110之间通过焊接的方式固定连接。

本实施例中壳体110的底部同样设有圆弧面，发热体120上同样具有圆弧状的发热面。

在图4中，蒸发器100包括壳体110与发热体120，其中发热体120设于壳体110的外部，具体是与壳体110两侧的外表面贴合。

以上实施例中发热体120通过壳体110对水间接加热，在图5中，蒸发器100包括壳体110与发热体120，其中发热体120设于壳体110的内部，即发热体120直接对水进行加热。

发热体120可以采用现有技术，本发明不对发热体120的种类、与壳体110之间的位置以及与壳体110之间的连接关系进行限定，即发热体120可以位于壳体110的内部或者外部，且发热体120可以与壳体110固定连接，也可以与壳体110可拆卸地的连接。

参照图6、图7，分别示出了本发明过热器第一实施例与第二实施例的示意图。过热器200的构成与蒸发器100类似，包括壳体210与发热体220，本发明同样不限定发热体220的种类、与壳体210之间的位置以及与壳体210之间的连接关系，比如在图6中，发热体220位于壳体210的内部，直接对水蒸气进行加热。又比如在图7中，发热体220贴附在壳体210两侧的外表面。

参照图8，示出了本发明换热器一个实施例的示意图。如图所示，换热器包括冷却箱500与冷凝管600。

冷却箱500包括箱体510，用于存放冷却介质(如冷却水等)，箱体510可以采用公知的结构、材料，本发明对此不作具体限定。

箱体510的上方设有冷却水入口511，下方设有冷却水出口512，为了实现入口、出口的启闭，冷却水入口511上设有未示出的封盖，冷却水出口512上设有未示出的水龙头。

此外，箱体510的底部还设有冷凝管600，该冷凝管600的冷凝段位于箱体510的内部，两端则分别从箱体510的内部伸出，形成水蒸气入口与冷凝水出口。高温的水蒸气在冷凝管600内流动，流经箱体510时其携带的热量由冷凝管600传递至冷却水中，作为热源加热冷却水，同时自身的温度降低，冷凝成饮用水并通过冷凝管600排出。

优选地，箱体510上在冷却水液面以上的部位还设置有通风口513，该通风口可以排出箱体510内因受热而发生膨胀的空气，避免箱体510内的压力过高。

参照图9，示出了图8中a-a截面的示意图。如图所示，冷却箱500还包括隔热板520，隔热板520安装在箱体510内部，将箱体510的内部空间分割成位于隔热板520上方的第一空间501，以及位于隔热板520下方的第二空间502。隔热板520可以有效地避免热量向上传递，将热量限制在第二空间502内，保证位于箱体510下方的冷却水首先被加热，使得用户在打开水龙头后可以立即获得升温后的热水，避免冷却水的浪费。

第一空间501与第二空间502之间设有未示出的流道，当第二空间502内的冷却水排出后，第一空间501内的冷却水可以通过流道实时补充至第二空间502内。

如图所示，冷凝管600的冷凝段610位于箱体510内的第二空间502内，作为热源加热冷却水；两端则分别从箱体510的内部伸出以形成水蒸气入口620与冷凝水出口630。冷凝管600的冷凝段610沿水蒸气入口620至冷凝水出口630的方向向下倾斜，以便于冷凝水的快速排出，防止冷凝水出现回流的现象。

本实施例中隔热板520优选采用硅胶隔热，具体地，参照图10，图10示出了图9中b向的局部放大示意图。如图所示，隔热板520由上至下依次为固定条521、硅胶522与基板523，其中硅胶522与基板523沿箱体510的横截面设置。硅胶522覆盖在基板523之上，固定条521与基板523之间通过螺钉连接，对硅胶522进行压紧固定。

参照图11，图11为图8中c-c截面的示意图。如图所示，隔热板520的周边与箱体510的内壁之间设有间隙503，该间隙503即作为上述的流道。具体地，隔热板520的短边与箱体510的内壁通过焊接等方式固定连接，隔热板520的长边与箱体510的内壁之间则形成间隙503。

除上述方案之外，本发明还公开了流道的其它实施例，比如流道还可以是设置在隔热板520上的孔或者槽；或者流道既包括隔热板520的周边与箱体510的内壁之间的间隙，也包括设置在隔热板520上的孔或者槽。

参照图12，图12示出了本发明冷凝管一个实施例的示意图。如图所示，冷凝管600上的冷凝段610包括弯折段611以及连接在弯折段611两端的直线段612。设置弯折段611的目的在于：冷凝段610的温度变化较大，受热胀冷缩的影响，冷凝段610的长度也会发生变化，这一长度变化可以通过弯折段611的弹性形变进行吸收，避免冷凝段的两端相对其他部件发生脱落。本实施例中的弯折段优选采用圆弧结构。

参照图13，示出了本发明补水器一个实施例的示意图。如图所示，补水器300包括水箱310、水位检测装置320与给水装置(未示出)，水位检查装置320可以采用现有技术，如马桶中所用的浮球式水位计。当水位检测装置320检测到水箱310内的液面等于或者低于第一设定值b时，给水装置向水箱补水，避免液面低于水箱310的出水口，从而发生蒸汽倒灌的现象；而当水位检测装置320检测到水箱310内的液面等于或者高于第二设定值a时，给水装置停止向水箱补水，避免水位线过高而影响蒸发器内的气化。

此外，本发明还包括了若干的连接管，具体包括连接补水器300与蒸发器100之间的连接管710、连接蒸发器100与过热器200之间的连接管720、连接过热器200与冷凝管600之间的连接管730以及连接冷凝管600与饮水储备水箱400之间的连接管740。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。