一種快速混合水裝置及其應用的製作方法

2023-07-15 12:33:21

本實用新型涉及液體溫度調節領域，尤其涉及一種快速混合水裝置及其應用。

背景技術：

熱水器是在一定時間內使冷水溫度升高變成熱水的一種裝置，按照原理不同可分為電熱水器、燃氣熱水器、太陽能熱水器、空氣能熱水器等。現有的熱水器一般通過冷、熱水混合來調節水溫，如申請號為CN201310755695.X(公開號為CN103743115A)的中國發明專利、申請號為CN200810218985.X(公開號為CN101413712A)的中國發明專利等公開的現有的混合水裝置。該種混合水裝置一般包括熱水管、冷水管以及混水管，熱水管、冷水管以及混水管的管腔相互連通，冷、熱水混合後通過混水管而從熱水器的出水口流出。

現有的混合水裝置中，在冷、熱水混合過程中，只有一部分的冷、熱水在混合水裝置中進行混合，剩餘的冷、熱水直接流出熱水器的出水口，因此不能使冷、熱水達到充分、快速的混合。此外，現有的大升數熱水器在第一次出水時達到設定溫度的時間較長，且大多數的熱水器在使用過程中，突然關閉出水閥門停水後再開啟時水溫會突然升高，隨後出現一段冷水的情況，用戶的使用舒適性會受到很大影響。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的第一個技術問題是針對現有技術而提供一種能快速、充分混水的快速混合水裝置。

本實用新型所要解決的第二個技術問題是針對現有技術而提供一種能快速調節水溫的水溫自動調節系統。

本實用新型所要解決的第三個技術問題是針對現有技術而提供一種水溫調節速度快且使用舒適度高的熱水器。

本實用新型解決第一個技術問題所採用的技術方案為：一種快速混合水裝置，包括第一水管、第二水管、混合水管以及連接閥，所述第一水管為熱水管或冷水管中的其中一個，所述第二水管為另外一個，其特徵在於，所述連接閥包括第一埠、第二埠以及第三埠，其中上述第一埠和第二埠相對設置，所述第一水管、第二水管分別與上述第一埠和第二埠連接，所述混合水管與上述第三埠連接，且所述連接閥的內腔形成混合腔，該混合腔中設置有混合管芯，該混合管芯的一端開口並與第一水管的管口連通，另一端封閉，該混合管芯的側壁上開設有出水孔，且該混合管芯橫設在混合水管的管口上方，並且所述的出水孔與混合水管的管口錯開，該混合管芯的外周壁與混合腔的腔壁之間形成環形流道，該環形流道與上述第二水管的管口相通。

作為優選，所述出水孔接近封閉端，且該出水孔至少為兩個並沿混合管芯周向均設，從而能使混合管芯均勻出水，並與第二水管中的出水充分混合。

作為優選，所述封閉端與第二水管的管口之間留有空隙而形成第一混水區，所述封閉端的外周面上形成有徑向延伸的環形凸緣，該環形凸緣與混合腔的腔壁之間形成通水縫隙。通水縫隙能進一步加快出水孔的水流向第一混水區的流速，從而能使冷、熱水在第一混水區中更加充分、快速地混合。

進一步，所述出水孔一側的混合管芯的外周面上形成有徑向延伸的環形凸肩，該環形凸肩與上述通水縫隙相對。環形凸肩的設置能進一步增加出水孔處水流的流速。

作為優選，所述出水孔與混合水管的管口之間留有空隙而形成第二混水區，所述通水縫隙和環形凸肩分別位於該第二混水區的兩側。這樣第一混水區的混合水經過通水縫隙進入環形流道時，能在第二混水區與出水孔的出水進行再混合，從而使得冷、熱水進一步混合。

作為優選，所述第一水管包括豎向設置的第一管段和水平設置的第二管段，所述混合管芯與第二管段的管口連通。

本實用新型解決第二個技術問題所採用的技術方案為：一種水溫自動調節系統，包括進水管和出水管，其特徵在於，所述進水管上設置具有第一溫度傳感器的水量傳感器，所述出水管上設置具有第二溫度傳感器的水量伺服裝置，所述進水管和出水管之間設置有上述快速混合水裝置，且所述第二水管與上述進水管連通，所述混合水管與上述出水管連通。

本實用新型解決第三個技術問題所採用的技術方案為：一種熱水器，其特徵在於，應用有上述水溫自動調節系統。

與現有技術相比，本實用新型的優點在於：本實用新型的快速混合水裝置中設置有混合管芯，該混合管芯的一端開口並與第一水管的管口連通，而另一端封閉，並且該混合管芯的側壁上設置有出水孔，這樣當第一水管中的水流從出水孔中流出時，流動方向的改變和通水口徑的迅速縮小能顯著加快水流的流速，從而使出水孔中的出水能與第二水管中的出水快速、充分的混合，達到冷、熱水快速混合的目的。當熱水器應用具有該快速混合水裝置的水溫自調節系統時，由於能有效實現冷、熱水的快速混合，因此能使熱水器的出水溫度快速達到設定溫度，降低出水時間，並且在停水一段時間再使時，水溫自調節系統能迅速補充低溫水與高溫水在快速混合水裝置中進行混合，快速達到出水溫度，同時在熱水器出水溫度達到正常後，系統自動調節低溫水量，使出水保持在設定溫度，從而提高熱水器的使用舒適性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中水溫自動調節系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例中快速混合水裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例中混合管芯的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例中連接閥的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1～4所示，一種水溫自動調節系統，包括進水管2和出水管3。上述進水管2上設置具有第一溫度傳感器的水量傳感器6，出水管3上設置具有第二溫度傳感器水量伺服裝置4，進水管2和出水管3之間設置有快速混合水裝置1。

上述快速混合水裝置1包括第一水管11、第二水管12以及混合水管15，本實施例中，第一水管11為熱水管，第二水管12為冷水管。還包括連接閥14，該連接閥14包括與第一水管11連接的第一埠141、與第二水管12連接的第二埠142以及與混合水管15連接的第三埠143。本實施例中，上述第一埠141和第二埠142相對設置，具體地，連接閥14的左、右兩側相對設有第一水管11和第二水管12，其中第一水管11豎向設置並通過轉接管16與第一埠141連接，而第二水管12橫向設置，混合水管15位於連接閥14下側並豎向設置。

上述連接閥14的內腔形成混合腔140，該混合腔140中設置有混合管芯5。混合管芯5的一端開口，且該開口端51處的外周面上設置有外螺紋55，並通過該外螺紋55與上述第一埠141處的內周壁螺紋連接，從而使得該開口端51與第一水管11的管口連通；混合管芯5的另一端封閉，該混合管芯5的側壁上開設有出水孔53，且該混合管芯5橫設在混合水管15的管口上方並使出水孔53與混合水管15的管口錯開，該混合管芯5的外周壁與混合腔140的腔壁之間形成供水流通過環形流道17，該環形流道17與上述第二水管12的管口相通。

上述出水孔53接近封閉端52，且該出水孔53為四個並沿混合管芯5周向均設，從而能使混合管芯5均勻出水，並與第二水管12中的出水充分混合。封閉端52的端面與第二水管12的管口之間留有空隙而形成第一混水區18，所述封閉端52的外側面上形成有徑向延伸的環形凸緣54，該環形凸緣54與混合腔140的腔壁之間形成通水縫隙171。通水縫隙171能進一步加快出水孔53的水流向第一混水區18的流速，從而能使冷、熱水在第一混水區18中更加充分、快速地混合。進一步，出水孔53一側的混合管芯5的外周面上形成有徑向延伸的環形凸肩56，該環形凸肩56與上述通水縫隙171相對。環形凸肩56的設置能進一步增加出水孔53處水流的流速。再進一步，所述出水孔53與混合水管15的管口之間留有空隙而形成第二混水區19，所述通水縫隙171和環形凸肩56分別位於該第二混水區19的兩側。這樣第一混水區18的混合水經過通水縫隙171進入環形流道17時，能在第二混水區19與出水孔53的出水進行再混合，從而使得冷、熱水進一步混合。

本實用新型中的水溫自調節系統適用於需要調節水溫的各種裝置，尤其適用於熱水器(例如大升數的燃氣熱水器)，下面以其在熱水器中的應用為例對其控制原理進行闡述：

Tout(A+B)＝TinA+ThB，A(Tout-Tin)＝B(Th-Tout)，其中：Tout為熱水器出口處的熱水溫度(℃)，即出水管3出口處的水溫；Tin為熱水器進口處的水溫(℃)，即進水管2進口處的水溫；Th為經過熱交換器後的高溫水溫度(℃)；A為流經水量自調節系統的水流量(L/min)；B為流經熱交換器的水流量(L/min)。

開始使用：用戶設定出水溫度，打開進水閥，熱水器開始工作，水量傳感器6判斷流經該系統的水流量是否大於熱水器啟動水流量，當大於啟動水流量時，水量伺服裝置4開始工作，第二溫度傳感器反饋出水溫度Tout。當出水溫度未達到熱水器設定溫度值時，水量伺服裝置4根據第一溫度傳感器反饋的低溫水溫度Tin，根據水溫自調節系統的控制原理方程，開始調節進入水溫自調節系統的低溫水流量A；同時高溫水與低溫水在快速混合水裝置1中進行混合，若第二溫度傳感器反饋混合後的出水溫度達到設定值後，水溫自調節系統工作完畢。若溫度未達到設定值，水溫自調節系統開始進一步溫度調節，通過水溫自調節系統的工作，使出水溫度快速達到設定溫度。

關水一段時間再使用：使用沒有水量自調節系統的熱水器時，關水一段時間後，由於熱交換器中高溫翅片向周圍散熱，從熱交換器中流出的高溫水溫度會突然升高，用戶再次打開水閥後，會出現一段高溫熱水使用戶無法繼續洗浴，隨後又會出現一段冷水，影響洗浴效果。針對這種情況，本實施例中的水溫自調節系統能迅速補充一段冷水與高溫水在快速混合水裝置1中進行混合，快速達到出水溫度，當熱交換器出水溫度達到正常後，系統自動調節低溫水量，避免出現再次啟動熱水器後出水溫度過高而無法洗浴，隨後突然出現一段冷水的情況。

本實施例中，上述快速混合水裝置的混合管芯的開口端與熱水管連通，當然，該開口端也可與冷水管連通，這樣混合管芯上的出水孔流出冷水與高溫水混合，同樣能起到調節水溫的作用，即混合管芯的開口端與熱水管和冷水管中任何一個連通的結構均屬於本實用新型的保護範圍。