專利名稱：電熱節(jié)能保健飲水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適合于城鄉(xiāng)家庭和機(jī)關(guān)使用的飲用水的凈化、加熱煮沸、熱能回收、溫開水儲(chǔ)存的裝置。屬于人類日常用品。
目前，與人類飲水有關(guān)的裝置已有多種(1)只有單一較簡(jiǎn)單過濾凈化功能的如市面上的活性炭?jī)羲鳎柚蠓胁拍茱嬘茫?2)只有單一電熱煮沸功能的，家庭與機(jī)關(guān)已廣泛使用，缺點(diǎn)是沒有水的凈化、也沒有熱回收；(3)與用電有關(guān)的較復(fù)雜的凈水器如CN86200675，采有電解和過濾吸附相結(jié)合的凈水器；CN85202203采用電絮凝、沉淀過濾和吸附殺菌；CN85106669采用磁化、礦砂、充氣、紫外線燈管消毒；US72933、US4615799采用紫外線幅射滅菌；這幾種的缺點(diǎn)是或因結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以普及，或因有些還需煮沸才能飲用故優(yōu)點(diǎn)不多；(4)只需″過濾凈化、礦石礦化、殺菌劑滅菌″后即可飲用，如CN88203481.2，但由于不需煮沸，故不適合中國(guó)人飲″溫開水″及用100℃開水沏茶的習(xí)慣，又要經(jīng)常、及時(shí)換過濾物質(zhì)及殺菌劑，不僅麻煩，還有不保險(xiǎn)、不安全之感，故難以推廣。
本實(shí)用新型的目的，在于提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、功能齊全的飲水器；將自來水(或井水、河水)凈化后，既可立刻用來煮飯及刷牙，又可馬上流入本飲水器中部的″電加熱室″煮沸；100℃的開水可馬上用來沏茶，也可將開水由″熱能回收裝置″回收熱能后即可飲用，或流進(jìn)飲水器下部的″溫開水儲(chǔ)水器″備用。
本飲水器發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容如下
(1)從附圖2可知，本飲水器上部的″水凈化器″(11)與別人不同的是，增加了一層″麥飯石″浸出層，據(jù)醫(yī)院及病人反映，可防治癌癥、心血管疾病，因?yàn)椤妍滐埵蹇裳a(bǔ)充人體需要的某些微量元素；另外，″水凈化器″外殼用食用透明的工程塑料制成，當(dāng)過濾物質(zhì)太臟時(shí)，可及時(shí)換、洗。
(2)從附圖2可知，本飲水器中部增加了″多回程波紋板換熱器″(32)，正如附圖3、6(上圖為C－C剖面放大，下圖為C－C局部放大)所示，本裝置將兩塊不銹鋼波紋板，密封于耐100℃的食用工程塑料殼體內(nèi)，兩塊波紋板成水平方向?qū)χ?，殼體外由石棉保溫層密封，室溫凈化水和100℃開水分別在波紋板外、內(nèi)兩側(cè)″蛇形迂迥曲折″前進(jìn)，以便進(jìn)行熱能回收，可節(jié)能77％(后面有計(jì)算詳情)。
(3)如附圖3所示，電加熱室(30)為不銹鋼套管，內(nèi)管放兩組不同功率的電熱絲(后面有計(jì)算詳情)，以配合節(jié)能，外管為需加熱成開水的凈化水，由于外管直徑只比內(nèi)管大6mm，所以燒開水所需時(shí)間極短。
(4)如附圖4所示，本飲水器下部為″溫開水儲(chǔ)水器″(23)，內(nèi)儲(chǔ)存比室溫高10℃的溫開水，無需等待冷卻即可隨時(shí)飲用；本儲(chǔ)水器也是用透明的食用工程塑料制造，太臟時(shí)即可清洗。
(5)在凈化水進(jìn)水室(02)(見附圖2)內(nèi)裝有″微型浮子式液位繼電器″，當(dāng)凈化器(11)(見附圖2)的水用盡時(shí)，浮子下沉，繼電器動(dòng)作，切斷電熱器(18)的電源，起保護(hù)作用。
(6)在加熱室出水器(31)、(35)(見附圖6)處可安裝″溫度繼電器″或可調(diào)節(jié)的接觸式水銀溫度計(jì)，水溫達(dá)100℃時(shí)，綠燈亮，電熱絲則自動(dòng)開路，較簡(jiǎn)便。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(一)增加了″多回程波紋板換熱器″(32)(見附圖2)，可以節(jié)能77％，以″家庭用飲水器″為例，作如下計(jì)算(1)假設(shè)每小時(shí)要處理6公斤的飲用水，我們可選用波紋板高9mm、兩波峰間距離為18mm，波紋長(zhǎng)度為300mm，波紋數(shù)為18(如機(jī)關(guān)用的飲水器，上述參數(shù)均可另行設(shè)計(jì))。
(2)熱傳導(dǎo)的公式為Q＝KA△tm……(1)Q－－－－換熱量，千卡／小時(shí)K－－－－傳熱系數(shù)，千卡／米2·小時(shí)·℃A－－－傳熱面積，米2△tm－－－－平均溫度差，℃而△tm＝ (△t1-△t2)/(△t2) ……(2)ln (△t1)/(△t2)ln－－－－以10為底的對(duì)數(shù)符號(hào)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，△t1／△t2＜2時(shí)，△tm＝ (△t1-△t2)/2(3)設(shè)本飲水器進(jìn)水溫度t1為25℃(室溫)，溫開水出水溫度為35℃(比室溫高10℃)，那么開水由100℃降溫為35℃時(shí)放出的熱量為Q＝c·m(100－35)……(3)c－－－－水的比熱；1千卡／公斤·℃m－－－－流量，6公斤／小時(shí)∴Q＝1×6(100－35)＝390(千卡／小時(shí))(4)求室溫(25℃)凈化水吸收了″開水降溫為35℃時(shí)放出的″熱量后，溫度升高多少根據(jù)上面(1)、(2)的說明，公式(1)中，傳熱面積A＝ (2×3.14×9／2×300×18)/(2×1000000) ＝0.08(米2)本設(shè)計(jì)要求△t1／△t2＜2，∴△tm＝ (△t1-△t2)/2 ，選用不銹鋼材料，∴K＝1300，代入(1)式∵Q＝K·A·△tm即390＝1300×0.08× (△t1-△t2)/2＝1300×0.08× ((100-t2)-(35-25))/2 ，求得t2＝82.5℃(5)節(jié)能效果((100-t1)-(100-t2))/(100-t1) ＝ ((100－25)－(100－82.5))/(100－25) ＝0.77
(二)為配合熱能回收，電熱器(18)(見附圖3)有兩組不同功率的電熱絲供選用(由開關(guān)A、B控制，這時(shí)出水流量相同)(1)第一次燒開水時(shí)N1＝η·c·m(100－25)＝1.2×1×6(100－25)＝540(瓦)(2)開水進(jìn)入″多回程波紋板換熱器″(32)進(jìn)行熱能回收后，室溫25℃的凈化水變成82.5℃的熱水，要把這些熱水加熱成100℃，選用低功率的電熱絲即可N2＝N1(1－0.77)＝124(瓦)(三)本飲水器增加了保健功能在飲水器上部″水凈化器″(11)內(nèi)最頂一層，使用了″麥飯石″(中國(guó)特產(chǎn))，據(jù)醫(yī)院、病人反映，有防、治癌病及心血管疾病的功能，因″麥飯石″浸出液可補(bǔ)充人體需要的某些微量元素；另外，開水煮沸后在″多回程波紋板換熱器″(32)內(nèi)被室溫凈化水吸熱，開水立即冷卻成比室溫只高10℃的溫開水，空氣含量大大降低，成為″低氧水″，飲用后保健作用較大。
(四)本飲水器把水的凈化、電熱煮沸、熱能回收、溫開水儲(chǔ)存和保健的功能融為一體，既能得到100℃有保健、凈化功能的開水，又能得到已降溫為35℃的有保健、凈化功能的溫開水，還可以得到室溫凈化水，方便不同需要。另外，水的凈化裝置和溫開水儲(chǔ)存器均用透明的食用工程塑料制造，太臟時(shí)可及時(shí)換過濾物質(zhì)及清洗，用戶可放心使用，便于推廣。
下面以″家用型飲水器″作為最佳實(shí)施例，配合附


圖1工作原理圖、圖2主視圖、圖3俯視圖、圖4左視圖、圖5B－B剖面放大、圖6上部為C－C剖面放大，下部為C－C剖面局部放大，可說明實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體方式。
(1)從附圖4可知，打開水凈化器(11)的上蓋，加滿要過濾的井水、河水(也可通過(37)自來水連續(xù)進(jìn)入)，從(36)可得到凈化后的自來水(或井水、河水)，供洗菜、洗米、煮飯用及洗碗、刷牙用。
(2)當(dāng)要把凈化后的水變成開水時(shí)，如果是第一次使用，室溫凈化水經(jīng)彎管(07)(前面有閥門)進(jìn)入(02)凈化水進(jìn)水室(見附圖2)，經(jīng)(28)(見附圖4)冷凈化水入口進(jìn)入″多回程波紋板換熱器″(32)冷凈化水外側(cè)通道(19)(見附圖6)，再進(jìn)入電加熱室(30)，合上電熱器(18)的開關(guān)A，使用高功率加熱絲。
(3)經(jīng)(30)煮沸的開水從出水口(31)、(35)流經(jīng)(32)內(nèi)側(cè)溫開水通道(20)(見附圖6)，經(jīng)過放熱降溫［熱量被(32)外側(cè)(19)的室溫凈化水吸收］，得到只比室溫高10℃的″溫開水″，經(jīng)溫開水出水管(24)(見附圖4)進(jìn)入溫開水出水室(27)，由三通閥(26)、(25)控制，從管(33)(見附圖3)流出可立即飲用，或經(jīng)溫開水通道(22)(見附圖4)進(jìn)入溫開水儲(chǔ)水器(23)備用，通過閥(01)取出。
(4)從附
圖1至6及前面的計(jì)算可知，室溫凈化水在″多回程波紋板換熱器″(32)外側(cè)(19)吸收了開水的熱量后，變成了82.5℃的熱水，再需要開水時(shí)，只要打開(18)的開關(guān)B，使用低功率加熱絲，不久即得到100℃的開水，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
下面是最佳實(shí)施例″家用型飲水器″各附圖的圖號(hào)說明01溫開水取水閥20溫開水通道02凈化水進(jìn)水室21加熱室進(jìn)水口03換熱器外殼22溫開水通道
04外殼體23溫開水儲(chǔ)水器05保溫層24溫開水出水管06外殼蓋25三通閥手柄07膠質(zhì)彎管26三通閥08孔板27溫開水出水室09凈化層28冷凈化水入口10活性碳層29可調(diào)節(jié)接觸式水銀溫度計(jì)11水凈化器30電加熱室12砂石過濾層31加熱室出水口13麥飯石保健物32多回程波紋板換熱器14蒸汽管33溫開水出水口15溫度計(jì)34100℃開水出水閥16走線孔35加熱室出水口17密封圈36室溫凈化水取水閥18電熱器37室溫自來水進(jìn)水管19冷凈化水通道
權(quán)利要求1.一種電熱節(jié)能保健飲水器，它由上部的“水凈化器”、中部的“電熱煮沸和熱能回收裝置”、下部的“溫開水儲(chǔ)水器”組成，其特征在于上、中、下三部分相互間為活動(dòng)連接、上下對(duì)齊、功能各異上部的凈化水出口“膠質(zhì)彎管”(07)插進(jìn)中部的“凈化水進(jìn)水室”(02)，中部的“溫開水通道”(22)放進(jìn)下部的“溫開水儲(chǔ)水器”(23)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飲水器，其特征在于飲水器上部的″水凈化器″，從上到下由蓋子、麥飯石保健物、砂石過濾層、活性炭層、凈化層、孔板等組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的飲水器，其特征在于中部的″電熱煮沸和熱能回收裝置″，從左到右為垂直放的″凈化水進(jìn)水室″(02)、左右水平放的″多回程波紋板換熱器″(32)、垂直放的″冷凈化水入口″(28)、垂直放的″溫開水出水室″(27)、前后水平放的″電加熱室″(30)，相互間由進(jìn)、出水管或螺釘固定之。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的飲水器，其特征在于飲水器中部的″多回程波紋板換熱器″，是將兩板不銹鋼波紋板密封于耐100℃溫度的食用工程塑料殼體內(nèi)，殼體外有石棉保溫層密封，使開水降溫、室溫凈化水升溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的飲水器，其特征在于中部的″電熱器″(18)的不銹鋼套管內(nèi)，有高、低功率兩組電熱絲供選用，以配合節(jié)能；當(dāng)沒有水時(shí)，″微型浮子式液位繼電器″可自動(dòng)切斷電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的飲水器，其特征在于飲水器上部的″水凈化器″和飲水器下部的″溫開水儲(chǔ)水器″，外殼均由透明的食用工程塑料制造。
專利摘要電熱節(jié)能保健飲水器，分上、中、下三部分，相互間為活動(dòng)連接，功能各異上部“水凈化器”(由上到下為蓋子、麥飯石保健物、砂石過濾層、活性炭層、凈化層、孔板)的出水膠質(zhì)彎管(07)，插進(jìn)中部“電熱煮沸、熱能回收裝置”(由高、低功率兩組電熱絲及“多回程波紋板換熱器”組成)的“凈化水進(jìn)水室”(02)，中部的“溫開水通道”(22)，放進(jìn)下部的“溫開水儲(chǔ)水器”(23)內(nèi)。既可得到室溫凈化水及凈化后的100℃開水，又可得比室溫高10℃的凈化后的溫開水(空氣含量大大降低，有保健功能)，節(jié)能77％，由于功能廣，故優(yōu)于目前的民用飲水器。
文檔編號(hào)C02F1/68GK2076981SQ9020882
公開日1991年5月15日 申請(qǐng)日期1990年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月14日
發(fā)明者楊衛(wèi)平 申請(qǐng)人:楊衛(wèi)平