一种车载集热饮水装置的制作方法

本实用新型涉及属于汽车车载饮水产品技术领域，涉及一种收集汽车发动机余热的车载集热饮水装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，人们对生活品质的要求也越来越高。但是在拥有汽车方便出行的同时，会出现一系列的不便之处：（1）众所周知，司机师傅非常辛苦，特别是跑长途的司机和出租车司机，在途中喝水不方便，即使携带水杯，也无法喝到热水，长期下去，对身体损害很大，不利于身体健康。如果在冬季，洗手喝水都需要热水，目前状况很难实现；（2）交通不通畅，经常出现堵车，尤其是高速公路大面积拥堵的环境下，一口热饭、一口热水更是难求；（3）当前汽车已进入千家万户，而中国人有饮用开水的习惯，绝大部分汽车座位旁都设有放置饮用水杯的装置，满足不了国人饮用开水的习惯。

因此，如何在车上制备出干净卫生且可直接饮用的热水，即设计车载式饮水机，具有了十分明显和迫切的需求。

经检索，有一些专利涉及到了车载饮水机的开发。此前公开的汽车饮水器发明技术多数都是使用电加热，采用汽车电瓶为电热丝主机盒供电，这种加热电源，采用低压直流加热技术进行加热。但其功率较低，因此供水量较小（一般为400ml左右），加热时间较长（一般为15分钟左右），对于急用热水或大量用水的情况则很难满足。而汽车上的电瓶和发电机的作用是保证汽车正常行驶的需要，富余电量有限，同时也消耗汽车电瓶的电能，影响电池的使用寿命，易发故障。还有一些专利是利用汽车尾气，通过换热器进行加热饮用水。通常汽车尾气排放温度最高可以达到600℃～700℃, 怠速时400℃ ，在加热引用水时，当水循环不及时，会出现过加热情况，形成千滚水，使水中亚硝酸盐的含量一直在缓慢上升，从而影响饮用水质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种车载集热饮水装置，该装置利用汽车发动机余热，实现饮用水加热，避免千滚水，并对热水自动存储，在不增加能耗的情况下，解决长途驾驶中的大量饮水问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种车载集热饮水装置，其特征在于：包括储水桶、水泵、热交换装置和保温桶，储水桶倒置于水桶支座上，在水桶支座上、与储水桶桶口接触的部位设置水槽，水槽利用软管经水泵与热交换装置连通，热交换装置与保温桶之间设有电磁阀，保温桶经控制阀与水龙头相连接。

对上述方案作进一步限定，所述热交换装置的出水管处设置检测出水温度的温度传感器，在保温桶的上部设有检测水位高低的液位开关，温度传感器和液位开关均与车载的ECU电连接，ECU收集出水温度和水位信号，并控制水泵、电磁阀和控制阀。

对上述方案作进一步限定，所述热交换装置包括进水口、出水口以及在进水口和出水口之间的两个支管，其中一个支管把进水口和出水口直接连通，另一个支管上设置换热器，在进水口和支管的交叉点处设有换位板，换位板控制两个支管的开或关。

对上述方案作进一步限定，所述的换热器为一种包覆式热交换器，其包覆于支管外侧，在支管的外壁设有螺旋翅片，螺旋翅片外侧设有外壳，在支管、螺旋翅片和外壳之间形成螺旋通道，螺旋通道的两端设有热水出口和冷水进口，其中热水出口与保温桶连通，冷水进口与水泵连通。

对上述方案作进一步限定，所述水桶支座包括与储水桶外侧壁匹配的凹槽，在凹槽内设置了缓冲垫，凹槽中部设置水桶接头，水桶接头中部凸起，并插入储水桶桶口内，在水桶接头下方为水槽，水槽由水桶接头和水桶支座围成，水桶接头把储水桶与水槽连通，在水桶支座侧壁设有水槽与水泵连通的出水孔。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

（1） 本实用新型采用热交换装置把常温饮用水与发动机中热量进行热交换，并把加热的饮用水存储至保温桶内，实现利用水冷发动机的余热，对饮用水进行加热及保存，一方面供应乘车人员对大量热引用水的需求，另一方面降低发动机出水口的水温，从而减少发动机冷却风扇旋转时间，达到节能环保的设计理念；

（2）本实用新型中通过换热器进行热交换，并利用水泵促进水循环，并通过车载ECU采集热交换装置的出水温度、保温桶内的水量，并对水泵、控制阀和电磁阀进行监测与控制，实现饮用水加热的智能控制；

（3）本实用新型中的每部分为独立的模块，各模块之间为常见的连接方式，整个设备采用模块化设计，无需改变原车任何结构，安装维护方便；

（4）本实用新型中通过与对发动机内部循环后的高温水进行热交换，通常发动机运转时，高温水的温度保持在90度，利用发动机循环冷却水90度恒温加热饮用水，可保证饮用水热而不沸，避免"千滚水"问题，提高饮用水品质；

（5）本实用新型整体符合国家节能政策，节能、环保、便捷是车载饮水机发展的趋势，因此具有推广和应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接示意图；

图2是图1中热交换装置结构示意图；

图中：1、储水桶，2、缓冲垫，3、水桶支座，4、水桶接头，5、水槽，6、水泵，7、热交换装置，8、电磁阀，9、保温桶，10、控制阀，11、水龙头，12、液位开关，13、ECU，14、温度传感器，71、进水口，72、出水口，73、支管，74、换位板，75、换热器，76、热水出口，77、冷水进口，78、螺旋翅片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1：

根据附图1可知，具体为一种车载集热饮水装置，采用发动机循环冷却水90度恒温进行热交换，实现饮用水加热。该装置具体包括储水桶1、水泵6、热交换装置7和保温桶9。储水桶1供应饮用水，水泵1作为动力装置，促进饮用水的流动，热交换装置7连接与发动机的冷却管道上，或者把热交换装置与发动机冷却水出水管置换，实现饮用水与发动机换热，保温桶9储存加热后的饮用水。通过以上的装置组成，即可实现引用水利用汽车预热加热，并且便于安装于车内。上述结构的各部分采用现有模块组织，可以实现车载安装，无需改变原车任何结构，安装维护方便。

本实用新型中的储水桶1采用倒置的方式，置于水桶支座3上，与传统饮水机类似，便于储水桶1内的饮用水流入热交换装置9，同时在水量较少或者管路部分较长时，采用水泵6促进饮用水流动。在水桶支座3上、与储水桶1桶口接触的部位设置水槽5，水槽5利用软管经水泵6与热交换装置7连通，热交换装置7与保温桶9之间设有电磁阀8，保温桶9经控制阀10与水龙头11相连接。

上述结构中的储水桶1采用常见的配送饮用水桶，放置在水桶支座3上，水槽5内储存部分引用水，并由水泵7配送至热交换装置7中，在热交换装置7中进行热交换，并储存至保温桶9内，最后由水龙头11排出。电磁阀8的作用是保证保温桶9内的加热水足量。

为了对上述结构组成实现智能控制，在热交换装置7的出水管处设置检测出水温度的温度传感器14，在保温桶9的上部设有检测水位高低的液位开关12，温度传感器14和液位开关12均与车载的ECU13电连接，ECU13收集出水温度和水位信号，并控制水泵6、电磁阀8和控制阀10。

控制原理：ECU13采集保温桶9内的水量和热交换装置7的出水温度，通过对水泵6、电磁阀8和控制阀10进行启停和开闭的控制，从而保证引用水的温度和水量满足需求。具体控制方式：当保温桶9的热饮用水量不足时，ECU控制打开电磁阀8，关闭控制阀10，同时采集温度传感器14的温度，当温度达到80度时，启动水泵6，使热交换器内的热水进入保温桶9；当温度传感器14不足80度或者保温桶9的水位达到设定水位时，停止水泵运转，并关闭电磁阀8，打开控制阀10，来供应热水。这样，在驾驶人员需要水时，保证保温桶9内有足够的饮用水。

本实用新型中的热交换装置7可采用普通换热器，保温桶9采用具有双层保温层的储水装置。根据乘客的日常需要，本热交换装置7长度在30厘米，内部饮用水容积为2-3升，利用包覆式热交换器于90度恒温热源进行热交换，可以在5分钟内，实现饮用水的温度由20度达到80度，满足泡茶、泡面等日常引用。

实施例2：

在上述实施例的基础上，为了提高热交换效率，使常温的饮用水尽快加热到80度，对热交换装置7进行了重新设计，采用双通道的热交换装置，其结构具体包括进水口71、出水口72以及在进水口71和出水口72之间的两个支管73，其中一个支管73把进水口71和出水口72直接连通，另一个支管73上设置换热器75，在进水口71和支管73的交叉点处设有换位板74，换位板74控制两个支管73的开或关。

这种热交换装置7在不需要加热引用水的情况下，采用原来单个支管73，这种不影响原有汽车冷却水循环，而且也能够避免换热器75中饮用水长时间加热。同时，也能够保持换热器75的使用寿命。

实施例3：

在上述实施例的基础上，对换热器75的结构做了新的设计，换热器75采用一种包覆式热交换器，其包覆于支管73外侧，在支管73的外壁设有螺旋翅片78，螺旋翅片78外侧设有外壳，在支管73、螺旋翅片78和外壳之间形成螺旋通道，螺旋通道的两端设有热水出口76和冷水进口77，其中热水出口76与保温桶9连通，冷水进口77与水泵6连通。

包覆式吸热端包覆在汽车发动机冷却水出水管外部，在不改变原车水流动的情况下获得热量，被加热的热交换介质由于温差而形成内部循环流动，将热量通过螺旋翅片78传递至饮用水中。

实施例4：

在上述实施例的基础上，对储水桶1的水桶支座3的结构进行了新的设计，水桶支座3包括与储水桶1外侧壁匹配的凹槽，凹槽与储水桶1的外径匹配，保证储水桶1不会倾斜；在凹槽内设置了缓冲垫2，缓冲垫2对储水桶1与水桶支座3起到了一定的缓冲作用，避免汽车行驶中出现的振动，保证储水桶1安全；凹槽中部设置水桶接头4，水桶接头4中部凸起，并插入储水桶1桶口内，水桶接头4与饮水机中固定方式类似，可以不改变储水桶1的结构，能够适用于各种饮用水桶连接；在水桶接头4下方为水槽5，水槽5由水桶接头4和水桶支座3围成，水桶接头4把储水桶1与水槽5连通，在水桶支座3侧壁设有水槽5与水泵6连通的出水孔。

在上述实施例中，所使用的过水管道、软管、水泵6及换热器75 等过水部件，均需达到食品级管路要求，保证饮用水的安全。

综上所述，本实用新型中通过与对发动机内部循环后的高温水进行热交换，通常发动机运转时，高温水的温度保持在90度，利用发动机循环冷却水90度恒温加热饮用水，可保证饮用水热而不沸，避免"千滚水"问题，提高饮用水品质；整体符合国家节能政策，节能、环保、便捷是车载饮水机发展的趋势，因此具有推广和应用前景。