一种快速混合水装置及其应用的制作方法

本实用新型涉及液体温度调节领域，尤其涉及一种快速混合水装置及其应用。

背景技术：

热水器是在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置，按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、空气能热水器等。现有的热水器一般通过冷、热水混合来调节水温，如申请号为CN201310755695.X(公开号为CN103743115A)的中国发明专利、申请号为CN200810218985.X(公开号为CN101413712A)的中国发明专利等公开的现有的混合水装置。该种混合水装置一般包括热水管、冷水管以及混水管，热水管、冷水管以及混水管的管腔相互连通，冷、热水混合后通过混水管而从热水器的出水口流出。

现有的混合水装置中，在冷、热水混合过程中，只有一部分的冷、热水在混合水装置中进行混合，剩余的冷、热水直接流出热水器的出水口，因此不能使冷、热水达到充分、快速的混合。此外，现有的大升数热水器在第一次出水时达到设定温度的时间较长，且大多数的热水器在使用过程中，突然关闭出水阀门停水后再开启时水温会突然升高，随后出现一段冷水的情况，用户的使用舒适性会受到很大影响。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种能快速、充分混水的快速混合水装置。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术而提供一种能快速调节水温的水温自动调节系统。

本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对现有技术而提供一种水温调节速度快且使用舒适度高的热水器。

本实用新型解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种快速混合水装置，包括第一水管、第二水管、混合水管以及连接阀，所述第一水管为热水管或冷水管中的其中一个，所述第二水管为另外一个，其特征在于，所述连接阀包括第一端口、第二端口以及第三端口，其中上述第一端口和第二端口相对设置，所述第一水管、第二水管分别与上述第一端口和第二端口连接，所述混合水管与上述第三端口连接，且所述连接阀的内腔形成混合腔，该混合腔中设置有混合管芯，该混合管芯的一端开口并与第一水管的管口连通，另一端封闭，该混合管芯的侧壁上开设有出水孔，且该混合管芯横设在混合水管的管口上方，并且所述的出水孔与混合水管的管口错开，该混合管芯的外周壁与混合腔的腔壁之间形成环形流道，该环形流道与上述第二水管的管口相通。

作为优选，所述出水孔接近封闭端，且该出水孔至少为两个并沿混合管芯周向均设，从而能使混合管芯均匀出水，并与第二水管中的出水充分混合。

作为优选，所述封闭端与第二水管的管口之间留有空隙而形成第一混水区，所述封闭端的外周面上形成有径向延伸的环形凸缘，该环形凸缘与混合腔的腔壁之间形成通水缝隙。通水缝隙能进一步加快出水孔的水流向第一混水区的流速，从而能使冷、热水在第一混水区中更加充分、快速地混合。

进一步，所述出水孔一侧的混合管芯的外周面上形成有径向延伸的环形凸肩，该环形凸肩与上述通水缝隙相对。环形凸肩的设置能进一步增加出水孔处水流的流速。

作为优选，所述出水孔与混合水管的管口之间留有空隙而形成第二混水区，所述通水缝隙和环形凸肩分别位于该第二混水区的两侧。这样第一混水区的混合水经过通水缝隙进入环形流道时，能在第二混水区与出水孔的出水进行再混合，从而使得冷、热水进一步混合。

作为优选，所述第一水管包括竖向设置的第一管段和水平设置的第二管段，所述混合管芯与第二管段的管口连通。

本实用新型解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种水温自动调节系统，包括进水管和出水管，其特征在于，所述进水管上设置具有第一温度传感器的水量传感器，所述出水管上设置具有第二温度传感器的水量伺服装置，所述进水管和出水管之间设置有上述快速混合水装置，且所述第二水管与上述进水管连通，所述混合水管与上述出水管连通。

本实用新型解决第三个技术问题所采用的技术方案为：一种热水器，其特征在于，应用有上述水温自动调节系统。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的快速混合水装置中设置有混合管芯，该混合管芯的一端开口并与第一水管的管口连通，而另一端封闭，并且该混合管芯的侧壁上设置有出水孔，这样当第一水管中的水流从出水孔中流出时，流动方向的改变和通水口径的迅速缩小能显著加快水流的流速，从而使出水孔中的出水能与第二水管中的出水快速、充分的混合，达到冷、热水快速混合的目的。当热水器应用具有该快速混合水装置的水温自调节系统时，由于能有效实现冷、热水的快速混合，因此能使热水器的出水温度快速达到设定温度，降低出水时间，并且在停水一段时间再使时，水温自调节系统能迅速补充低温水与高温水在快速混合水装置中进行混合，快速达到出水温度，同时在热水器出水温度达到正常后，系统自动调节低温水量，使出水保持在设定温度，从而提高热水器的使用舒适性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中水温自动调节系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中快速混合水装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中混合管芯的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中连接阀的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～4所示，一种水温自动调节系统，包括进水管2和出水管3。上述进水管2上设置具有第一温度传感器的水量传感器6，出水管3上设置具有第二温度传感器水量伺服装置4，进水管2和出水管3之间设置有快速混合水装置1。

上述快速混合水装置1包括第一水管11、第二水管12以及混合水管15，本实施例中，第一水管11为热水管，第二水管12为冷水管。还包括连接阀14，该连接阀14包括与第一水管11连接的第一端口141、与第二水管12连接的第二端口142以及与混合水管15连接的第三端口143。本实施例中，上述第一端口141和第二端口142相对设置，具体地，连接阀14的左、右两侧相对设有第一水管11和第二水管12，其中第一水管11竖向设置并通过转接管16与第一端口141连接，而第二水管12横向设置，混合水管15位于连接阀14下侧并竖向设置。

上述连接阀14的内腔形成混合腔140，该混合腔140中设置有混合管芯5。混合管芯5的一端开口，且该开口端51处的外周面上设置有外螺纹55，并通过该外螺纹55与上述第一端口141处的内周壁螺纹连接，从而使得该开口端51与第一水管11的管口连通；混合管芯5的另一端封闭，该混合管芯5的侧壁上开设有出水孔53，且该混合管芯5横设在混合水管15的管口上方并使出水孔53与混合水管15的管口错开，该混合管芯5的外周壁与混合腔140的腔壁之间形成供水流通过环形流道17，该环形流道17与上述第二水管12的管口相通。

上述出水孔53接近封闭端52，且该出水孔53为四个并沿混合管芯5周向均设，从而能使混合管芯5均匀出水，并与第二水管12中的出水充分混合。封闭端52的端面与第二水管12的管口之间留有空隙而形成第一混水区18，所述封闭端52的外侧面上形成有径向延伸的环形凸缘54，该环形凸缘54与混合腔140的腔壁之间形成通水缝隙171。通水缝隙171能进一步加快出水孔53的水流向第一混水区18的流速，从而能使冷、热水在第一混水区18中更加充分、快速地混合。进一步，出水孔53一侧的混合管芯5的外周面上形成有径向延伸的环形凸肩56，该环形凸肩56与上述通水缝隙171相对。环形凸肩56的设置能进一步增加出水孔53处水流的流速。再进一步，所述出水孔53与混合水管15的管口之间留有空隙而形成第二混水区19，所述通水缝隙171和环形凸肩56分别位于该第二混水区19的两侧。这样第一混水区18的混合水经过通水缝隙171进入环形流道17时，能在第二混水区19与出水孔53的出水进行再混合，从而使得冷、热水进一步混合。

本实用新型中的水温自调节系统适用于需要调节水温的各种装置，尤其适用于热水器(例如大升数的燃气热水器)，下面以其在热水器中的应用为例对其控制原理进行阐述：

T_out(A+B)＝T_inA+ThB，A(T_out-T_in)＝B(T_h-T_out)，其中：T_out为热水器出口处的热水温度(℃)，即出水管3出口处的水温；T_in为热水器进口处的水温(℃)，即进水管2进口处的水温；T_h为经过热交换器后的高温水温度(℃)；A为流经水量自调节系统的水流量(L/min)；B为流经热交换器的水流量(L/min)。

开始使用：用户设定出水温度，打开进水阀，热水器开始工作，水量传感器6判断流经该系统的水流量是否大于热水器启动水流量，当大于启动水流量时，水量伺服装置4开始工作，第二温度传感器反馈出水温度T_out。当出水温度未达到热水器设定温度值时，水量伺服装置4根据第一温度传感器反馈的低温水温度T_in，根据水温自调节系统的控制原理方程，开始调节进入水温自调节系统的低温水流量A；同时高温水与低温水在快速混合水装置1中进行混合，若第二温度传感器反馈混合后的出水温度达到设定值后，水温自调节系统工作完毕。若温度未达到设定值，水温自调节系统开始进一步温度调节，通过水温自调节系统的工作，使出水温度快速达到设定温度。

关水一段时间再使用：使用没有水量自调节系统的热水器时，关水一段时间后，由于热交换器中高温翅片向周围散热，从热交换器中流出的高温水温度会突然升高，用户再次打开水阀后，会出现一段高温热水使用户无法继续洗浴，随后又会出现一段冷水，影响洗浴效果。针对这种情况，本实施例中的水温自调节系统能迅速补充一段冷水与高温水在快速混合水装置1中进行混合，快速达到出水温度，当热交换器出水温度达到正常后，系统自动调节低温水量，避免出现再次启动热水器后出水温度过高而无法洗浴，随后突然出现一段冷水的情况。

本实施例中，上述快速混合水装置的混合管芯的开口端与热水管连通，当然，该开口端也可与冷水管连通，这样混合管芯上的出水孔流出冷水与高温水混合，同样能起到调节水温的作用，即混合管芯的开口端与热水管和冷水管中任何一个连通的结构均属于本实用新型的保护范围。