專利名稱：節能保健全自動涼熱開水器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的開水器，特別是一種節能保健全自動的電熱開水器。
電熱開水器因方便實用無污染，正在現代社會得到普及應用。但現市面出售的各種電熱開水器普遍存在如下缺點一是耗能較大，因傳熱效率低或因保溫性能差且功率較大，多在700W以上，有的達到12KW，故消耗較多電能。二是自動化程度不高，許多電水壺將水煮沸后如未及時由人工斷電，既浪費電能還易燒毀電器引起火災。一些設有水沸自動斷電裝置，但也需人工將沸水倒入熱水瓶保溫。即使是自動化程度較高的進口及國產自動電熱水瓶，如中國專利CN86209659號介紹，也需經常觀察瓶內水位及時斷電加水。另外，熱天人們多愛飲涼開水，習慣作法是將水煮沸自然冷卻而成，其中的熱能無法回收而浪費。飲水衛生是人體健康的重要保證，但許多地方的水源仍含有較多雜質及不利于健康的物質。
本發明的目的是要提供一種改進的電熱開水器，它具有節能保健高度自動化等功能，造價低，使用方便，能同時提供涼開水及熱開水。
本發明的目的是以如下方式完成的一個與供水裝置連接的水位控制器，其下端與一由電熱元件及套管組成的沸水管連通，沸水管的出水口與一保溫容器連通。供水裝置可采用塑料容器也可通過管道直接與自來水管連接。在供水裝置的出水口，如采用塑料容器則在其底部的出水口設一濾水器并與水位控制器連接。濾水器可采用簡單的尼龍纖維絲網制作，如水質較差也可采用裝有活性碳的濾水器或其它有效的水處理裝置。在濾水器上或流水通道的其它部位安裝兩塊永磁體，以將流水磁化起保健作用并減少水垢。水位控制器用以恒定水頭壓力，可采用浮子控制的方式，也可采用電子元件控制。水位控制器上裝有斷水保護裝置。在水位控制器與沸水管之間連接一熱交換器，熱交換器還經另一組連通管分別與保溫容器及涼開水瓶相連通。保溫容器可采用普通玻璃杜瓦瓶。如將杜瓦瓶倒置，沸水管可經密封膠塞置于保溫容器內，能提高傳熱效率并有利于保溫。沸水管的出水口應高于水位控制器上的水位。在保溫容器或涼開水瓶上裝有一用以監測保溫容器內水位的水位自動開關，水位自動開關及斷水保護裝置可直接與電熱元件連接，也可通過電子開關或繼電器控制電熱元件的工作狀態。保溫容器及涼開水瓶上的出水裝置采用壓板椎開式，可很方便地用單手持杯椎開壓板接水。使用時先接通供水裝置或將冷水裝入水容器內，冷水經過濾磁化由水位控制器流入熱交換器及沸水管。此時冷水不會從沸水管出口流出。接通電源，電熱元件加熱，因沸水管內的水容量很小，迅速沸騰并靠蒸汽的作用使沸水水位升高，經出口流入保溫容器內。當保溫容器內的熱開水水位升高到一定程度，即由連通管流經熱交換器冷卻再流入涼開水瓶。當涼開水的水位升高至一定程度，觸動水位自動開關，使加熱電源切斷并轉換成另一低壓的恒溫電源。熱開水經熱交換器冷卻為涼開水時可回收熱能60%以上，回收的熱能使冷水在進入沸水管煮沸之前得到預熱，可節省電能約50%。當加熱電源切斷時，沸水管內無蒸汽產生，冷水停止流動，即未經煮沸的水不會流入保溫容器內。如用戶經出水裝置接涼開水或熱開水使用，涼開水瓶及保溫容器內的水位下降，自動水位開關接通加熱電源，沸水管產生沸水將水位提高至原來額定水平后又自動斷電。如此周而復始自動控制。如將保溫容器正置使用，沸水管可置于杜瓦瓶外，由膠管與杜瓦瓶連接，沸水管上需加熱保護器及保溫材料。出水管及連通管可采用虹吸管方式，出水裝置上需加一與出水管連通的氣囊，由壓板控制氣囊以便將開水從虹吸管吸出。在本發明的開水器中如不考慮提供涼開水，可省去涼開水瓶及熱交換器，水位自動開關可改用電子水位監測器的方式，監測電極可經保溫容器上的通氣管直接置于保溫容器內，可在供水裝置或涼開水瓶內加入麥飯石以增加有益于健康的微量元素。
本發明結構簡單，安全可靠，使用方便，造價低，兼有節能保健全自動等優點，能同時提供優質的涼開水及熱開水，適合家庭和集體單位使用。
以下將結合實施例附圖對本發明作進一步詳細描述。
圖1是本發明的一種實施方案的結構原理圖。
圖2是本發明另一種實施方案的結構圖。
參照圖1，一個柜形的涼熱開水器，其上部為供水裝置(1)，用塑料制成，容量為3～6立升，與開水器主體活動連接，可方便地取下清洗。供水裝置底部出水口處裝有一濾水器(2)，濾水器下方連接一水位控制器(6)，水位控制器中的浮子(5)上有一錐形閥，用以控制水位恒定水頭壓力。在水位控制器(6)上設有一斷水保護裝置(3)，斷水保護裝置可采用電子電路控制的方式或機械微動開關的方式，一旦缺水時能可靠地切斷電源并發出聲光報警迅號。在水位控制器(6)的下方裝有兩塊永磁體(8)，用以使其中間冷水管(10)內的流水磁化。水位控制器(6)由冷水管(10)與一熱交換器(11)連通，熱交換器(11)可由兩根金屬螺管焊接而成，也可制成板翅式或其它形式，應選用對人體無害的材料如不銹鋼、鋁或經電鍍等處理的銅材料，也可用玻璃或塑料制作。在熱交換器(11)上與冷水管(10)連通的相應另一端，通過連接管與沸水管(14)的下端連通。沸水管(14)主要由直管狀電熱元件(15)及外套管(13)構成，電熱元件(15)功率為200～300W，如設計為集體單位使用可加大功率。外套管(13)宜用薄壁的不銹鋼管制作，下端與電熱元件(15)的接口密封，側壁有連接管，上端為沸水管(14)的出水口。外套管(13)與電熱元件(15)之間有1～5mm的間隙。本實施例的沸水管(14)經密封膠塞(19)及相應的固定裝置(18)直接置于倒置的保溫容器(17)之中，沸水管(14)的出水口應高于水位控制器(6)的水位0.5～2cm。沸水管(14)下端裝有熱保護器(25)。在密封膠塞(19)上尚有一通氣管(16)、開水出水管(20)及連通管(24)穿入與保溫容器(17)連通，這些管道可采用不銹鋼管、塑料管或硅膠管。連通管(24)經熱交換器(11)與涼開水瓶(9)連通，涼開水瓶(9)可用塑料玻璃或瓷器制作，容量1～1.5立升，其上方裝有一浮球(7)，浮球與一水位自動開關(4)連接，水位自動開關(4)可采用電子電路形式或機械傳動形式，用以監測涼開水瓶(9)及保溫容器(17)內的水位，當該水位高于或低于某一額定水平時使電熱元件(15)的加熱電源切斷或連通。水位自動開關(4)及斷水保護裝置(3)可通過繼電器(23)或相應的開關電路控制電熱元件(15)加熱電源的通斷。在繼電器(23)上設有一組220V的加熱電源觸點及一組低壓恒溫電源觸點，低壓恒溫電源分為3～9V數檔，由一保溫開關選擇。涼開水瓶(9)及保溫容器(17)均采用壓板式出水裝置(12)，其出水管為一段直徑8～10mm的硅膠管。壓板(21)由塑料或金屬制作，上方有一能擠壓封閉硅膠管的突起，壓板(21)的支點上裝有一彈簧(22)，在常態下壓板(21)靠彈簧(22)的作用使出水管(20)封閉。固定裝置(18)用以固定保溫容器(17)及加固密封膠塞(19)，由塑料或金屬材料制作，內填防震保溫材料。使用時先于供水裝置(1)內裝滿冷水，也可設一控制裝置直接與自來水管連接以自動加水。冷水經濾水器(2)過濾后進入水位控制器(6)，再經過永磁體(8)磁化，流經熱交換器(11)進入沸水管(14)達到與水位控制器(6)的水位同一高度。接通電源，繼電器(23)吸合，電熱元件(15)接通加熱電源產熱，使沸水管(14)內冷水迅速沸騰經出水口流入保溫容器(17)內。當保溫容器(17)內水位高達一定水平，其下部約90℃的熱開水經連通管(24)流經熱交換器(11)冷卻為約40℃的涼開水進入涼開水瓶(9)。此時冷水管(10)內的冷水(設冷水溫度及室溫為20℃)經熱交換器(11)吸收熱量預熱至約60℃進入沸水管(14)，使水沸騰速度加快一倍。當涼開水瓶(9)及保溫容器(17)內的水位繼續升至某一額定水平，觸動水位自動開關(4)并通過繼電器(23)使電熱元件(15)的加熱電源切斷，轉接為低壓恒溫電源，即電熱元件(15)以4～12W功率恒溫，視室溫情況由用戶自選恒溫條件。用水時以單手持杯椎開壓板(21)，出水管(20)開放，即有涼開水或熱開水自動流入杯內。當開水流出，水位降低，加熱電源又自動接通補充涼熱開水至原來水平。此后整個過程自動進行，只要保持供水裝置(1)有適量冷水，開水器就能隨時提供涼開水及熱開水。圖2是另一實施例，不同之處在于沸水管(14)位于正置的保溫容器(17)之外由硅膠管與之連通。電熱元件(15)可仍采用電熱管，也可將電阻絲繞在沸水管(14)外表，外用絕緣保溫材料保護。因保溫容器(17)正置，可以虹吸連通管方式與出水管(20)及涼開水瓶(9)連通，出水裝置(12)的壓板(21)通過回位彈簧(28)及連動桿與一氣囊(29)連接，氣囊(29)由通氣管與出水管(20)連通。當椎開壓板(21)時，氣囊(29)容積擴大產生負壓，將涼開水瓶(9)或保溫容器(17)內的開水經虹吸管吸出，再略用力椎開壓板(21)使出水管(20)上的彈簧夾(33)松開，開水即可流出。松開壓板(21)時彈簧夾(33)首先將出水管(20)封閉，繼而氣囊(29)回縮將出水管(12)內的熱開水壓回保溫容器內，以利保溫。另設有連通管的虹吸啟動按鈕(26)，以便將涼開水瓶(9)封閉，再由壓板(21)和氣囊(29)將連通管(24)內的空氣吸出起虹吸作用。防逆流閥(27)用以阻止涼開水經連通管(24)倒流。保溫容器(17)內可別裝一電熱保溫元件。本發明的開水器裝有通電指示燈(30)，加熱指示燈(32)及斷水聲光報警裝置(31)。還可安裝水溫顯示裝置及時間控制裝置，使其功能更加完尚。
權利要求
1.一種由電熱元件(15)保溫容器(17)及出水裝置(12)構成的開水器，其特征是設有一與供水裝置(1)連接的水位控制器(6)，水位控制器(6)與由電熱元件(15)及套管(13)組成的沸水管(14)連通，沸水管(14)的出水口與保溫容器(17)連通，電熱元件(15)與一用以監測保溫容器(17)內水位的水位自動開關(4)電連接。
2.按權利要求1所述的開水器，其特征是水位控制器(6)與沸水管(14)之間連接一熱交換器(11)，熱交換器(11)經另一組連通管(24)分別與保溫容器(17)及一涼開水瓶(9)相連通。
3.按權利要求1或2所述的開水器，其特征是保溫容器(17)采用倒置的杜瓦瓶，沸水管(14)經密封膠塞(19)置于保溫容器(17)內，沸水管(14)的出水口高于水位控制器(6)的水位。
4.按權利要求1或3所述的開水器，其特征是供水裝置(1)為一塑料容器，容量3至6立升，其底部出水口與水位控制器(6)連接并裝有濾水器(2)及永磁體(8)。
5.按權利要求1或4所述的開水器，其特征是出水裝置(12)的出水管(20)為一段膠管，由一裝有彈簧(22)的壓板(21)控制膠管封閉或開放。
6.按權利要求1或5所述的開水器，其特征是電熱元件(15)與裝在水位控制器(6)上的斷水保護裝置(3)及裝在涼開水瓶(9)上的水位自動開關(4)連接的電路中裝有一繼電器(23)，繼電器(23)上有可與電熱元件(15)接通的加熱電源觸點及低壓恒溫電源觸點。
7.按權利要求1或2所述的開水器，其特征是沸水管(14)位于正置的保溫容器(17)之外由膠管相連通，保溫容器(17)以虹吸連通管方式與出水管(20)及涼開水瓶(9)連通。
8.按權利要求7所述的開水器，其特征是出水裝置(12)的壓板(21)通過回位彈簧(28)及連動桿與一氣囊(29)連接，氣囊(29)由管道與出水管(20)連通。
9.按權利要求6或8所述的開水器，其特征是裝有與保溫容器(17)連接的水溫顯示裝置及繼電器(23)連接的時間控制裝置。
10.按權利要求1或2所述的開水器，其特征是在供水裝置(1)或涼開水瓶(9)中加有麥飯石。
全文摘要
一種具有節能保健全自動多種功能可同時提供優質涼開水及熱開水的電熱開水器，主要由供水裝置、水位控制器、熱交換器、沸水管、保溫容器、涼開水瓶及自動控制保護裝置構成，并設有能使水過濾磁化增加有益健康微量元素的水處理系統及自動恒溫裝置。本發明熱效率高，保溫性能好，在制備涼開水過程可回收60％以上的熱能，功率為200～300W，較現有同類產品節能達30％以上。出水裝置采用壓板式，可很方便地用單手持杯操作。
文檔編號F24H1/20GK1051240SQ8910820
公開日1991年5月8日 申請日期1989年10月25日 優先權日1989年10月25日
發明者張湘民 申請人:張湘民