專利名稱：延緩器壁結垢的裝置及具有此裝置的飲水機的制作方法
技術領域：
延緩潘壁結垢的裝置及具有此裝置的飲水機 所屬扶術領械
本實用新型涉及水加熱技術領域，尤其涉及一種延緩器壁結垢的裝置及 具有此裝置的飲水機，主要用于帶加熱功能的飲水機上，也可以用于其它水 加熱設備上。
背承技術
現在，飲水機己經是一種使用十分普遍的產品。它本來是與桶裝純凈水 配套使用的。由于純凈水的硬度為零，沒有產生水垢的成分，所以加熱時不 會產生結垢問題。
桶裝純凈水的使用，為解決飲用水污染問題作出了貢獻。然而，桶裝純 凈水存在許多不足，例如因送水不及時導致用戶等水心煩；送水成本較 高，，水質不新鮮(一桶水用7天左右)；長期喝純凈水對人體健康不利等 等。
為了解決這些問題，近年來，飲水機專用凈水器逐漸為消費者所接受。 但是，市面上的機器大多沒有軟化功能，有的雖然加了軟化功能，卻只在最 初的一兩個月有效果。專業人員知道，硬水加熱必然會出現結垢問題。解決 結垢問題的公知技術有
1. 在飲水機上增設軟化裝置，但是簡易的軟化裝置再生不方便，再生方 便的軟化裝置成本很高，普通用戶難以承受；
2. 在飲水機上增設電磁防垢裝置，有采用永久磁鐵的，也有采用電磁 波的。但是，這種防垢技術有時有相當好的防垢效果，而有時幾乎沒有任何 防垢效果。換句話說，這種防垢技術目前還沒有研究得很透徹，防紫不可 靠。
綜上所述，飲水機中的熱鐮結垢問題，目前成了飲水機行業中的一個難題，尤其是我國北方硬水地區使用的飲水機，當與飲水機專用凈水器配套使 用時，結垢問題很嚴重，其熱罐的使用壽命通常只有一兩年。
發明內賽
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀的不足而提供 一種延緩器壁結垢的裝置。本實用新型還提供一種飲水機，該飲水機中設有 所述的延緩器壁結垢的裝置。本實用新型技術主要用于帶加熱功能的飲水機 中，也可以用于其它飲用水加熱裝置中。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為 一種延緩器壁結垢 的裝置，其包括盛水容器，盛水容器的上部為加熱區，下部為非加熱區；加 熱區殼體上設有電熱元件、溫控器、過熱保護器和熱水出水管；非加熱區設 有進水管和出水管；非加熱區的上部為過渡區，非加熱區的下部為常溫水區 (或制冷區)；利用結垢物質在高溫水中溶解度小和在低溫水中溶解度大的 原理，使高溫水中析出的固態結垢物質，在向下沉降到低溫水中時，至少有 一部分又重新溶解到低溫水中；含有較髙結垢物質濃度的低溫水可以通過排 污管路或出水管路排出盛水容器，從而達到延緩器壁結垢的目的。
所述的低溫水是溫度低于加熱區高溫熱水溫度的水，更具體地說，是常 溫水或冷水。
所述的非加熱區，其容積的大小與水的硬度有關，如水的硬度較高，非 加熱區的容積應隨之增大，以便能溶解更多的從加熱區析出的固態結裙物 質。大多數情況下，非加熱區的容積不得小于加熱區容積的一半。
所述的電熱元件可以是內置式電熱管(或電加熱器)，可以是外置式電 熱管(或電加熱器)，可以是設置在加熱區殼體外部的加熱用微波發射元件
(利用微波加熱)，也可以是設置在加熱區殼體外部的高頻(或中頻)感應 加熱線圈。
電熱元件通電后，加熱區中的水通過對流方式換熱，因對流換熱是一種 快速傳熱方式，所以這部分水將很快被加熱到設定溫度；過渡區中的水不能 通過對流方式換熱，只能通過傳導方式換熱，而水是不良導體，所以這部分水的溫度上升很慢；常溫水區中的水，幾乎不能通過水進行傳導換熱，只能 通過盛水容器的器壁進行傳導換熱，由于該部分水離加熱區較遠以及盛水容 器的器壁一般都較薄，所以該部分水的溫度在加熱過程中以及在加熱之后的 保溫過程中幾乎不變。
也可以在常溫水區的殼體外部設置制冷用的蒸發器盤管，使常溫水區變 成制冷區。水溫進一步下降后，結垢物質在水中的溶解度會進一步提高，于 是其延緩器壁結垢的能力也會進一步提高。
水在加熱時之所以會在器壁上結垢，其主要原因之一是水中的某些鹽分， 例如碳酸銬、碳酸鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂和琉酸媽等，在髙溫時的洛解度 比在低溫時的溶解度小，這些物質在加熱后會析出微小固體沉淀。為敘述方 便，本專利說明書中稱這些物質為結垢物質。結垢物質溶解在水中時呈離子 狀態，如轉離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子等。
加熱區水中的結垢物質在溫度很高時有一部分會析出固體，這些微小固 體將向著常溫水區或者制冷區(即向下)沉淀，當其到達常溫水區(或冷水 區)后，因這些結垢物質在常溫水(或冷水)中的溶解度較大，于是又重新 溶解到水中。用戶取用常溫水(或冷水)時，這些溶有結垢物質的水就從盛 水容器中被放出，從而容器器壁的結垢問題得到一定程度的解決。
設于加熱區殼體上的溫控器用于控制加熱溫度，其原理是當水溫上升 到上設定溫度時，溫控器起跳斷開加熱電源，停止加熱；當水溫降低到下設 定溫度時，溫控器自動復位接通加熱電源，開始加熱。
設于加熱區殼體上的過熱保護器用于防止過熱，其原理是萬一溫控器 失靈，水溫上升到上設定溫度時溫控器沒有關斷加熱電源，則加熱器繼續通 電加熱，水溫將繼續上升；當水溫上升到過熱保護器設定的溫度時，過熱保 護器起跳，關斷加熱電源，確保加熱安全。過熱保護器一旦起跳，說明控制 系統有故障，霈要停機維修。所以過熱保護器起跳后，將保持起跳狀態，即 使水溫降到很低也不會自動復位，它需要手動復位。
所述的延緩器壁結垢的裝置的進一步技術措施是在常溫水區(或冷水 區)設置可探I8水中結垢物質含量的水質探頭。當水中的結垢物質含量達到設定值時，該水質探頭可探測到結垢物質含量超標信號，該信號可用于啟動 設于設備上的警示裝置，使其發出警示信號，提示用戶將常溫水區(或冷水 區)中的水排放掉一些，防止水中結垢物質的濃度太高導致分離沉淀而形成 水垢。
所述的警示裝置是顯示屏、指示燈或喇叭(烽鳴器)。
所述的水質探頭可以是能檢測水中鈣鎂離子濃度的探頭，也可以是電導 率探頭。水中鈣鎂離子的濃度是反映水結垢傾向的本質問題，然而檢瀕鈣鎂 離子濃度的探頭目前還沒有低成本的可用于水家電的成熟產品。水中的鈣鎂 離子是水中所有導電粒子的一部分，所以水的電導率也能在一定程度上反映 水中鈣、鎂離子的濃度。
所述的延緩器壁結垢的裝置的進一步技術措施是.，將加熱區殼體制成倒 錐形(即上部直徑小、下部直徑大)，使結垢物質不易在加熱區殼體內側壁上 沉積，從而延緩加熱區殼體內側壁結垢。
所述的延緩器壁結垢的裝置的進一步技術措施是在加熱區上部(或者 頂部)設有可探測加熱區中是否有水的水探頭，以防止出現無水干燒現象。
所述的水探頭可以是電導率探頭，可以是包括磁性浮子和干簧管的探 頭，也可以是能探測加熱區中是否有水的其它探頭。
本實用新型延緩器壁結垢的裝置及具有此裝置的飲水機的有益效果是 盛水容器的底部和倆壁不易結垢，從而延長產品的使用壽命。
附閨說明
圖1為本實用新型實施例一結構示意圖。
圖2為應用了實施例一的單熱飲水機水路系統示意圖<
圖3為應用了實施例一的冷熱飲水機水路系統示意圖,
圖4為本實用新型實施例二結構示意圖。
圖5為應用了實施例二的冷熱飲水機水路系統示意圖,下面結合具體附圖對本實用新型進行詳細描述，但應當理解這里的詳細 描述并不構成對本實用新型保護范圍的限制。
實施例一結合
圖1所示，本實施例盛水容器(4)為不可拆卸的倒錐 形整體式結構，可分為上部、中部和下部三部分，上部為加熱區(3),中 部為過渡區(2)，下部為常溫水區(1);所述的加熱區(3)設有內置式 電熱管(9)、溫控器(8)、過熱保護器(7)、熱水出水管(5)和可探測 盛水容器(4)中是否有水的水探頭(6),其中電熱管(9)設置在加熱區
(3) 的下部，水探頭(6)和熱水出水管(5)設置在頂部；所述的常溫水 區(1)在其底部設有水管(12),在其上部設有水管(10),在其下部設 有可探測水中鈣鎂離子等結垢物質含量的水質探頭(11)。
圖2是應用了實施例一的單熱飲水機水路系統示意圖，結合圖2和
圖1 所示，飲水機水斗(19)的底部設有出水管(21)，出水管(21)通過三通
(13) 連通到盛水容器(4)底部的水管(12),水管(12)作為盛水容器
(4) 的常溫水進水管；三通(13)的第三個口接排污管(14)，排污管
(14) 的端部設有管堵(15):水管(10)作為盛水容器(4)的常溫水出水 管接出水龍頭(22);盛水容器(4)頂部的熱水出水管(5)接三通
(17),三通(17)之后分為兩路，其一路通過管路連通熱水出水龍頭 (16)，另一路通過管路連通汽水分離器(18),汽水分離器(18)通過管 路連通水斗(19)的上部。
本飲水機加熱時，加熱區(3)中的水的部分結垢物質會析出固體并向 下沉降，當降低到過渡區(2)和常溫水區(1)時又重新溶解到水中，用戶 從常溫水出水龍頭(22)取水時可將其排出盛水容器(4)。當水質探頭 (11)探測到水中的溶解的結垢物質含量超過設定值時，設于飲水機上的警 示裝置發出信號提示用戶打開出水龍頭(22),或者開啟管堵(15)，放出 常溫水區(1)中的高濃度水,從而達到延緩盛水容器(4)底部器壁結垢的 目的。
圖3是應用了實施例一的冷熱飲水機水路系統示意圖，結合圖3和
圖1 所示，飲水機水斗(19)的底部設有出水管(20)接盛水容器(4)的水管(10)，水管(10)作為盛水容器(4)的常溫水進水管；水管(12)接三 通(28),三通(28)后分為兩路，其一路接排污管(29)，排污管(29) 的端部設有管堵(51),另一路通過水管(23)連通到制冷容器(27)的頂 部所述的制冷容器(27)的底部設有出水管(26)連通冷水出水龍頭
(25)，其上部設有測溫探頭(24)，其外壁纏繞有制冷用的蒸發器盤管
(30)。圖3的其它要求與圖2相同。
實施例二結合圖4所示，本實施例的盛水容器包括具有倒錐形的上殼 體(36)和下殼體(44),上殼體(36)和下殼體(44)通過密封圈(43) 和緊固件(42)進行密封連接，盛水容器分為上部、中部和下部三部分，上 部為加熱區(35),中部為過渡區(33)，下部為制冷區(47);所述的加 熱區(35)設有外置式電熱管(34)、溫控器(40)、過熱保護器(39)、 熱水出水管(37)和可探測加熱區中是否有水的水探頭(38),其中電熱管
(34)設置在加熱區(35)的下部，水探頭(38)和熱水出水管(37)設置 在加熱區(35)的頂部；所述的制冷區(47)其底部設有水管(46)和可探 測水中鈣鎂離子等結垢物質含量的水質探頭(45),其外壁纏繞有制冷用的 蒸發器盤管(31),制冷區(47)還設有淵溫探頭(32),測溫探頭(32) 可配合飲水機的控制系統一起控制制冷區中的冷水溫度；過渡區(33)設有 水管(41)。
圖5是應用了實施例二的冷熱飲水機水路系統示意圖，結合圖5和圖4 所示，飲水機水斗(56)的底部設有出水管(55)接盛水容器的水管
(41),水管(41)作為盛水容器的常溫水進水管；水管(46)接三通
(48)，三通(48)后分為兩路，其一路接排污管(49)，排污管(49)的 端部設有管堵(50),另一路通過出水管(57)連通到冷水出水龍頭
(58);熱水出水管(37)接三通(53),三通(53)之后分為兩路，其一 路通過管路連通熱水出水龍頭(52)，另一路通過管路連通汽水分離器
(54),汽水分離器(54)通過管路連通水斗(56)的上部。
本飲水機加熱時，加熱區(35)中的水的部分結垢物質會析出固體并向 下沉降，當降低到制冷區(47)時又重新溶解到水中，用戶從冷水出水龍頭(58)取水時可將其排出盛水容器。當水質探頭(45)探測到水中的溶解的 結垢物質含量超過設定值時，設于飲水機上的警示裝置發出信號提示用戶開 啟冷水出水龍頭(58),或者開啟管堵(50)，放出制冷區(47)中的高濃 度水,從而達到延緩盛水容器底部器壁結街的目的。
權利要求1.一種延緩器壁結垢的裝置，包括盛水容器和電熱元件，其特征是盛水容器上部為加熱區，盛水容器下部為非加熱區，加熱區設有電熱元件和熱水出水管，非加熱區設有進水管和出水管。
2. 根據權利要求1所述的延緩器壁結垢的裝置，其特征是所述的電熱元 件是電熱管、感應加熱線圈或者加熱用微波發射元件。
3. 根據權利要求1所述的延緩器壁結垢的裝置，其特征是所述的非加熱 區設有水質探頭。
4. 根據權利要求1所述的延緩器壁結垢的裝置，其特征是所述的加熱區 設有溫控器和過熱保護器。
5. 根據權利要求1所述的延緩器壁結垢的裝置，其特征是所述的加熱區 設有水探頭。
6. 根據權利要求1所述的延緩器壁結垢的裝置，其特征是所述的非加熱 區的上部為過渡區，下部為制冷區，過渡區設有進水管，制冷區設有出水管、 制冷用蒸發器盤管和測溫探頭。
7. 根據權利要求1所述的延緩器壁結垢的裝置，其特征是所述的加熱區 的殼體呈倒錐形。
8. 根據權利要求1所述的延緩器壁結垢的裝置，其特征是所述的盛水 容器包括上殼體和下殼體，上殼體和下殼體通過密封圈和緊固件進行密封連 接。
9. 一種飲水機，其特征是所述的飲水機上設有根據權利要求1所述的 延緩器壁結垢的裝置。
專利摘要一種延緩器壁結垢的裝置及具有此裝置的飲水機，其包括盛水容器和電熱元件，盛水容器上部為加熱區，盛水容器下部為非加熱區，加熱區設有電熱元件和熱水出水管，非加熱區設有進水管和出水管，利用水中的結垢物質在高溫水中溶解度小和在低溫水中溶解度大的原理，使加熱區高溫水中析出的固態結垢物質，在向下沉降到非加熱區低溫水中時又重新溶解到低溫水中，含有較高結垢物質濃度的低溫水可以通過排污管路或出水管路排出盛水容器。本實用新型技術主要用于帶加熱功能的飲水機上，也可以用于其它水加熱設備上，其優點是可以使盛水容器的底部和側壁不易結垢，延長產品的使用壽命。
文檔編號A47J31/44GK201149383SQ200720193330
公開日2008年11月12日 申請日期2007年11月21日 優先權日2007年11月21日
發明者黃樟焱 申請人:黃樟焱