節能電磁飲水機的製作方法

2023-07-13 03:09:36 2

專利名稱：節能電磁飲水機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節能電磁飲水機。
背景技術：
節能電磁飲水機加熱器和電磁線圈盤組成一個高頻變壓器，電磁線圈盤是變壓器初級，次級是電磁飲水機加熱器。當電磁線圈盤有交變電壓輸出後，必然在次級電磁飲水機加熱器上產生感應電流，感應電流通過電磁飲水機加熱器自身的電阻發熱(所以電磁飲水機加熱器本身也是負載)而產生熱量。目前常用的飲水機採用電熱管加熱原理，通過溫控開關保持飲水機內水溫的恆定，其缺點是電熱管熱轉換效率較低，一般為75%左右；為保持水溫恆定，不管有沒有人用水，始終隔時通電保溫，經測試，一臺700W普通飲水機在20°C室溫下，對小時保溫耗電約 1.6KW (不取熱水);飲用水在反覆加熱下，既會使水質變壞，亦會對人體產生不良的影響；在用水量較大的情況下，就來不及加熱，需等待一段時間。中國專利ZL200620141632. 0公開了一種電磁式節能飲水機，其利用高頻電磁加熱系統解決了飲水機快速加熱的問題，其加熱線圈繞在所述的加熱鐵管外，依靠線圈產生的交變磁場產生的渦流使鐵管發熱，加熱流過的冷水。但是該飲水機的高頻電磁加熱系統加熱時產生的高頻電磁磁場的強度是均等，而且即時加熱的加熱段是固定的，加熱段的飲用水並不能每次都用完，不能確保加熱過的剩餘飲用水不被反覆加熱。因此加熱能量不能隨出水量調節，存在著過加熱的問題發明內容本實用新型要解決現有飲水機存在在用水量大等待時間長、反覆加熱水使水質變壞的問題，提供了一種避免重複水加熱、無需等待水加熱的節能電磁飲水機。本實用新型的技術方案 節能電磁飲水機，包括儲水室，所述儲水室設有兩路出水口，一路出水口與出冷水電磁閥連接，另一路出水口與加熱器件的進水口端連接，所述加熱器件的出水口與出熱水電磁閥連接，其特徵在於所述加熱器件呈盤狀，其安裝在控制其分段加熱的高頻電磁電路的加熱線圈盤上，所述加熱線圈盤的加熱段受控於所述高頻電磁電路的高頻電流在加熱線圈盤內產生的磁場，所述高頻電磁電路受控於控制電路；所述控制電路上連接有延時電路，所述出熱水電磁閥與所述延時電路連接，所述延時電路向所述出熱水電磁閥發送延時開斷信號；所述控制電路上連接有多個定時電路，所述定時電路的信號輸入端與外部面板上設置加熱時間的按鈕連接，所述按鈕設置的加熱時間是加熱預置杯數出水量所需的加熱時間；所述定時電路接收到對應的按鈕按下信號時饋送相應的加熱時間信號給控制電路，所述控制電路向所述高頻電磁電路發送開啟信號和加熱時間信號，所述的高頻電磁電路開啟所述的加熱線圈盤的加熱段；同時，所述的控制電路發送開啟信號給延時電路，所述延時電路饋送延時開斷信號給出熱水電磁閥。
3[0009]進一步，所述加熱器件是螺旋盤狀管，所述螺旋盤狀管內設有使水流定向定量流動的隔斷。或者，所述加熱器件是往復式加熱盤，所述往復式加熱盤內設有使水流定向定量流動的隔斷，形成往復式管路。本實用新型的技術構思，採用電磁加熱的方式來提高熱轉換效率，利用電磁加熱原理，對鐵質金屬腔體內的飲用水進行加熱，其普遍熱轉換效率能達到85%以上。以常用飲水機出水速度為5mL/s為設計目標，水溫從20°C加熱到80°C，並達到連續供水的目的，需要熱量為1.6KJ/S，按熱轉換效率85%計算，設計的電磁加熱器功率為1.8KW。用電磁加熱替代傳統電熱管加熱方式，主要的目的是無需對加熱桶內的水提前加熱並保溫，即將電熱管加熱的待機功耗降到最低限度。以全國100萬臺飲水機計算，本實用新型每天可節電160 萬度，相當於三峽水電的滿負荷發電量的十分之一。以某單位一臺飲水機年工作200天、電價0. 61元/度計算，電磁飲水機年節約電費195元。為了確保剩餘飲用水不被加熱，通過定時電路來控制不同預置出水量的加熱時間，即將出水按鈕分為I、II、III等幾個按鈕，分別表示取一、二、三等幾杯水，通過定時加熱的方式來控制相應的加熱時間。預置杯數出水量需要的加熱能量決定著加熱線圈盤的電磁功率和有效加熱長度決定了其加熱能力而有效加熱區域由高頻磁場的覆蓋範圍決定，交變磁場強度大且覆蓋在加熱線圈盤的磁場範圍大，則加熱線圈盤加熱速度快，實現了加熱器件的分段加熱，飲用水會在管路流動中分段加熱，一方面可以減少加熱到出水的時間，另一方面便於控制剩餘飲用水的溫度。本實用新型能夠按照出水量調節高頻電磁電路的交變磁場強度及其強磁場覆蓋的範圍，也就是能夠按照出水量調節加熱能量，避免重複加熱和過加熱的缺點。為了達到前段出水的溫度足夠高，延時電路在高頻電磁電路開始工作後就開始計時，讓出熱水電磁閥在按下出水按鈕後延遲一段時間再出水，確保出水口水溫在80°C以上。本實用新型的有益效果能夠按照出水量調節加熱能量，避免重複加熱和過加熱的問題；在用水量較大的情況下，無需等待加熱，不受限制；而且結構簡單合理，環保節能， 加熱效率高，避免浪費。

圖1是本實用新型的系統框圖。圖2是本實用新型的螺旋盤狀管結構示意圖。圖3是本實用新型的往復式加熱盤結構示意圖。圖4是本實用新型的電子線路圖。圖5是本實用新型的主控系統流程圖。
具體實施方式
實施例一參照圖1、圖2，節能電磁飲水機，包括儲水室，所述儲水室設有兩路出水口，一路出水口與出冷水電磁閥連接，另一路出水口與加熱器件4的進水口端連接，所述加熱器件4 的出水口與出熱水電磁閥5連接，所述加熱器件4呈盤狀，其設置在控制其分段加熱的高頻電磁電路2的加熱線圈盤上，所述加熱線圈盤的加熱段受控於所述高頻電磁電路2的高頻電流在加熱線圈盤內產生的磁場強度，所述高頻電磁電路2受控於控制電路1 ；所述控制電路1上連接有延時電路3，所述出熱水電磁閥5與所述延時電路3連接，所述高頻電磁電路 2向所述加熱器件4發送分段加熱信號，所述延時電路3向所述出熱水電磁閥5發送延時開斷信號；所述控制電路1上連接有多個定時電路6，所述定時電路6的信號輸入端與外部面板上設置加熱時間的按鈕連接，所述按鈕設置的加熱時間是加熱預置杯數出水量所需的加熱時間；所述定時電路6接收到對應的按鈕按下信號時饋送相應的加熱時間信號給控制電路1，所述控制電路1向所述高頻電磁電路2發送開啟信號和加熱時間信號，所述的高頻電磁電路2開啟所述的加熱線圈盤的加熱；同時發送開啟信號給延時電路3，所述延時電路 3饋送延時開斷信號給出熱水電磁閥5。所述加熱器件4是螺旋盤狀管7，所述螺旋盤狀管內設有使水流定向定量流動的隔斷。本實用新型的技術構思，高頻電磁電路2是採用電磁加熱的方式來提高熱轉換效率，利用電磁加熱原理，對鐵質金屬腔體內的飲用水進行加熱，其普遍熱轉換效率能達到 85%以上。以常用飲水機出水速度為5ml/s為設計目標，水溫從20°C加熱到80°C，並達到連續供水的目的，需要熱量為1. 6kj/s,按熱轉換效率85%計算，設計的電磁加熱器功率為 1. 8kw。用電磁加熱替代傳統電熱管加熱方式，主要的目的是無需對加熱桶內的水提前加熱並保溫，即將電熱管加熱的待機功耗降到最低限度。以全國100萬臺飲水機計算，本實用新型每天可節電160萬度，相當於三峽水電的滿負荷發電量的十分之一。以某單位一臺飲水機年工作200天、電價0. 61元/度計算，電磁飲水機年節約電費195元。預置杯數出水量需要的加熱能量決定著加熱線圈盤的加電磁功率和有效加熱長度決定了其加熱能力，而有效加熱區域由高頻磁場的覆蓋範圍決定，交變磁場強度大且覆蓋在加熱線圈盤的磁場範圍大，則加熱線圈盤加熱速度快，實現了加熱器件的分段加熱，飲用水會在管路流動中分段加熱，一方面可以減少加熱到出水的時間，另一方面便於控制剩餘飲用水的溫度。本實用新型能夠按照出水量調節高頻電磁電路的交變磁場強度及其強磁場覆蓋的範圍，也就是能夠按照出水量調節加熱能量，避免重複加熱和過加熱的缺點。為了達到前段出水的溫度足夠高，延時電路3在高頻電磁電路2開始工作後就開始計時，讓出熱水電磁閥5在按下出水按鈕後延遲一段時間再出水，確保出水口水溫在 80°C以上。為了確保剩餘飲用水不被加熱，通過定時電路6來控制不同預置出水量的加熱時間，即將出水按鈕分為I、II、III等幾個按鈕，分別表示取一、二、三等幾杯水，通過定時加熱的方式來控制相應的加熱時間。假設設置有一、二、三杯水的預置出水量，分別由定時電路一、定時電器二、定時電路三通過控制電路1控制高頻電磁電路2的工作時間，假定一杯水的水量為300mL，設計電磁電路的功率為1. 8KW，經實驗，當定時電路6的定時時間為^時， 出水口溫度約82V。高頻電磁電路2 —旦開始工作後，延時電路3立即開始計時，經實驗， 當加熱時間為16s、出水300mL時，出水口溫度為69°C。節能電磁飲水機的電子線路圖如附圖4 :220V交流電經D4整流後，由L2、C3、C4、 Q7、加熱線圈盤構成電磁加熱系統；由FSD200和Tl及78L05及外圍元件構成+5V和+18V的供電系統；由LM339、Q8、Q9及外圍電路構成比較驅動系統；由NE555及外圍電路構成高頻振蕩電路；由PIC12C508及外圍電路構成主控系統，主控系統流程圖如附圖5。當K1(K2、K3)按鈕按下時，主控系統在PIC12C508的6腳產生高電平，高電平延續時間為16S(30S、45S)，該信號使高頻振蕩電路產生25ΚΗζ的方波，通過比較驅動電路後， 使加熱系統的Q7工作，工作時間為16S(30S、45S)，到達預設時間時高頻振蕩電路自動停止工作，系統停止加熱；當Kl (K2、K3)按鈕按下的同時，主控系統延時5S後在PIC12C508的 7腳產生高電平，通過Ql控制電磁水閥打開；當Kl (Κ2、Κ3)按鈕鬆開時，主控系統立即在 PIC12C508的7腳產生低電平，通過Ql控制電磁水閥立即關閉。電路中PIC12C508時鐘信號由電網電壓經R41降壓後獲得的50Hz信號提供；R42、 R43、R44和LM339B為取樣電路，確保高頻振蕩電路與加熱系統振蕩頻率同步。實施例二參照圖3，本實施例與實施例一的不同之處在於所述加熱器件4是往復式加熱盤 8，所述往復式加熱盤8內設有使水流定向定量流動的隔斷，形成往復式管路。其餘結構和功能均與實施例一相同。本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新型的保護範圍的不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護範圍也及於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.節能電磁飲水機，包括儲水室，所述儲水室設有兩路出水口，一路出水口與出冷水電磁閥連接，另一路出水口與加熱器件的進水口端連接，所述加熱器件的出水口與出熱水電磁閥連接，其特徵在於所述加熱器件呈盤狀，其安裝在控制其分段加熱的高頻電磁電路的加熱線圈盤上，所述加熱線圈盤的加熱段受控於所述高頻電磁電路的高頻電流在加熱線圈盤內產生的磁場強度，所述高頻電磁電路受控於控制電路；所述控制電路上連接有延時電路，所述出熱水電磁閥與所述延時電路連接，所述延時電路向所述出熱水電磁閥發送延時開斷信號；所述控制電路上連接有多個定時電路，所述定時電路的信號輸入端與外部面板上設置加熱時間的按鈕連接，所述按鈕設置的加熱時間是加熱預置杯數出水量所需的加熱時間。
2.根據權利要求1所述的節能電磁飲水機，其特徵在於所述加熱器件是螺旋盤狀管， 所述螺旋盤狀管內設有使水流定向定量流動的隔斷。
3.根據權利要求1所述的節能電磁飲水機，其特徵在於所述加熱器件是往復式加熱盤，所述往復式加熱盤內設有使水流定向定量流動的隔斷，形成往復式管路。
專利摘要節能電磁飲水機，包括儲水室，所述儲水室設有兩路出水口，其中一路出水口與加熱器件進水口端連接，所述加熱器件的出水口與出熱水電磁閥連接，所述加熱器件設置在高頻電磁電路的加熱線圈盤上，所述加熱線圈盤的加熱段受控於所述高頻電磁電路在其內產生的磁場強度，所述高頻電磁電路受控於控制電路，所述控制電路上連接有延時電路，所述出熱水電磁閥與延時電路連接，所述控制電路上連接有定時電路，所述定時電路與外部面板上的按鈕連接，所述定時電路接收到對應的按鈕按下信號時饋送相應加熱時間信號給控制電路，所述控制電路向高頻電磁電路發送開啟信號和加熱時間信號，同時發送開啟信號給延時電路，所述延時電路饋送延時開斷信號給出熱水電磁閥。
文檔編號A47J31/54GK202078144SQ201120042948
公開日2011年12月21日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者王文明, 蔣溢君 申請人:浙江工業大學