一種自控無熱膽智能飲水機的製作方法
2023-04-27 01:39:46
專利名稱：一種自控無熱膽智能飲水機的製作方法
技術領域：
一種自控無熱膽智能飲水機
(一) 技術領域 本實用新型涉及一種無熱膽飲水機。
(二)
背景技術：
一般的飲水機的加熱體是熱膽，但是由於熱膽加熱存在反覆加熱、 易結垢等缺點，因此出現了無熱膽飲水機，如專利號或申請號為
98224252.2、 01129723.9、 200320118758.2、 200510043279.2的專利文獻 中，公開了利用電熱膜加熱器對流過其內腔的水進行加熱，能夠為用戶 連續提供熱水，但是均勻不能很好的保證熱水的出水溫度符合人們所需 要的出水溫度。
專利號為200620101469.5的中國實用新型專利公開了一種智能快速 加熱飲水機，可較好得保證出水溫度符合期望溫度值，並且可根據水鬥 內涼水的溫度來調節電熱膜加熱器的功率來保證出水溫度。其存在的缺 點是l.根據水鬥內的涼水溫度來調節電加熱膜的功率，但是水鬥內的 涼水溫度只是影響加熱的一個因素，其他諸如電網的穩定性、電熱膜的 衰減等因素沒有考慮到。2.電熱膜加熱器能迅速將水加熱至高溫，伴隨 加熱過程會產生氣泡，氣泡若不能及時排除將影響熱水的出水，甚至會 產生熱水的回竄而導致電熱膜加熱器無法工作，但專利200620101469.5 所公開的技術方案中並未解決該問題。
(三) 發明內容
為了克服現有無熱膽飲水機電熱膜加熱器的功率調節存在限制、去 除加熱產生的氣泡功能不足的缺點，本實用新型提供一種可快速除泡、
順利流出熱水、考慮各方面影響因素後可全面調節電熱膜加熱器的輸出 功率的自控無熱膽智能飲水機。
本實用新型解決其技術問題的技術方案是 一種自控無熱膽智能 飲水機，包括殼體、聰明座、位於所述聰明座下方的水鬥、熱水出口 及涼水出口，所述的涼水出口與所述的水鬥通過涼水出水管連通，所 述的殼體內安裝有電熱膜加熱器，該電熱膜加熱器包括石英玻璃管， 所述的石英玻璃管為一直管，所述石英玻璃管的外圓周表面塗覆有電 熱膜，所述的電熱膜上設有用於連接加熱電路的電極，所述的石英玻 璃管與進水管接頭及出水管接頭連通；
所述的電熱膜加熱器還包括與所述石英玻璃管連通的排汽管接 頭，所述電熱膜加熱器的排汽管接頭及出水管接頭位於所述石英玻璃 管的上端，所述電熱膜加熱器的進水管接頭位於所述石英玻璃管的下 端，所述電熱膜加熱器的出水管接頭的下端進水口低於所述排汽管接 頭的下端進汽口；
所述的進水管接頭通過進水管與所述的水鬥連通，所述的出水管 接頭通過熱水出水管與所述的熱水出口連通，所述的排汽管接頭通過 排汽管與一緩衝容器連通；
所述石英玻璃管的內腔的上端設有溫度傳感器，所述的熱水出水 管的管路上設有用於控制熱水出水的熱放水電磁閥；
加熱電路包括預存有期望出水溫度、用於比較所述溫度傳感器檢 測到的當前溫度與期望出水溫度的溫度比較模塊，所述溫度比較模塊 的輸入端與所述的溫度傳感器連接，所述溫度比較模塊的輸出端與所 述的熱放水電磁閥連接；
加熱電路還包括預存有期望出水溫度、用於比較所述溫度傳感器 檢測到的當前溫度與期望出水溫度並計算兩者之間溫差的溫差計算比 較模塊，所述溫差計算比較模塊的輸入端與所述的溫度傳感器連接；
加熱電路還包括根據溫差計算比較模塊計算出的當前溫度與期望 出水溫度之間的溫差控制電源的輸出電壓的功率輸出控制電路，^f述 功率輸出控制電路的輸入端與所述的溫差計算比較模塊的輸出端連 接，所述功率輸出控制電路的輸出端與電源連接。
進一步，加熱電路還包括用以在啟動電熱膜加熱器時使電熱膜加 熱器滿功率運行的升壓電路，所述的升壓電路與所述的電源連接。所 述的升壓電路可選用軟啟動電路，溫度傳感器可選用熱敏電阻。
進一步，所述的緩衝容器具有與所述的水鬥連通的回汽管，所述 排汽管的上端伸入所述的緩衝容器內，伸入緩衝器內的排汽管的壁面 上開設有小孔。
進一步，還包括一反射箱，所述的石英玻璃管位於所述的反射箱 內，所述反射箱的內表面為可反射紅外線的發射面。
進一步，所述的涼水出水管的管路上設有冷水放水電磁閥，所述 的涼水出水管與所述的熱水出水管匯合於一點，所述的涼水出水管和 熱水出水管匯合後與一總出水管連通，所述的總出水管與出水龍頭連 通，所述的冷水出口與熱水出口共用所述的出水龍頭。
進一步，所述熱水出水口的上方還安裝有紅外發射接受組合裝置， 熱水出水管上還設有第二電磁閥，所述的殼體內還設有用於接受熱放 水電磁閥的打開放水信號並處理紅外接收管信號的紅外控制電路，所 述的熱放水電磁閥、紅外控制電路、紅外發射接受組合裝置依次連接，
所述的紅外控制電路還與第二電磁閥連接。
進一步，所述進水管的管路上設有只允許水流從水鬥流向電熱膜 加熱器的單向閥，該進水管的管路上還設有一個三通閥，該三通閥的 第三管口通過一排水管與位於殼體上的排水口連通；所述的溫度比較 模塊、溫差計算比較模塊、功率輸出控制電路、升壓電路集成在單片 機上。
本實用新型在工作時，水鬥內的涼水經進水管流入石英玻璃管內， 接通加熱電路後石英玻璃管外表面的電熱膜發熱對石英玻璃管內的涼 水進行快速加熱，熱水膨脹上升，從熱水出水管流出，加熱產生的氣 泡經由排汽管排出，由於出水管接頭的下端進水口低於排汽管接頭的 下端進汽口，因此氣泡可及時迅速地被排除，氣泡的排除基本無停滯， 熱水可順暢地流出。對於出水管接頭的下端進水口低於排汽管接頭的 下端進汽口，可這樣來實現排汽管接頭的下端進汽口與石英玻璃管 的上端面平齊，出水管接頭沉入石英玻璃管內。
加熱電路的工作原理是啟動電熱膜加熱器後，溫度傳感器檢測 電熱膜加熱器內的水的溫度，將檢測到的當前溫度信息傳輸給溫度比 較模塊，當其檢測到熱水溫度到達溫度比較模塊內的期望出水溫度時， 溫度比較模塊發出電磁閥打開信令給熱放水電磁閥，熱放水電磁閥打 開，開始放熱水。直接關閉電磁閥，即可停止放水。當水流動後電熱 膜加熱管內水溫會發生變化，溫度傳感器將檢測到的實時溫度值傳輸 給溫差計算比較模塊，溫差計算比較模塊計算出期望出水溫度值與當 前溫度值的溫差，並判斷當前溫度值大於還是小於期望出水溫度，若 當前溫度值大於期望出水溫度值則降壓降低提供至電熱膜的功率，若
當前溫度值小於期望出水溫度值則升壓增大提供至電熱膜的功率。
本實用新型的有益效果在於1.可將加熱產生的氣泡及時排除， 保證熱水出水順暢。2.根據電熱膜加熱管內的熱水溫度實時調節電熱 膜加熱管的輸出功率，由於水鬥內涼水溫度、電網電壓、電熱膜衰減 等影響加熱的因素最終都體現在電熱膜加熱管內被加熱水的溫度上， 因此根據電熱膜加熱管內的熱水溫度實時調節電熱膜加熱管的輸出功
率可根據各個影響因素全面進行功率調節。
圖1是本實用新型的飲水機的結構示意圖。 圖2是電熱膜加熱管器的結構示意圖。 圖3是實施例一的加熱電路原理框圖。
圖4是實施例二加熱電路原理框圖。 圖5是熱放水電磁閥的控制流程圖。 圖6是功率調節的控制流程圖。 圖7是排汽緩衝機構的結構示意圖。 圖8是反射箱的安裝示意圖。
圖9是冷水出口和涼水出口共用出水龍頭的結構示意圖。 圖10是紅外水杯檢測電路的原理框圖。 圖11是圖7中A部分的局部放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。
實施例一
參照圖l、圖2、圖3、圖5、圖6、圖7、圖8、圖ll， 一種自控 無熱膽智能飲水機，包括殼體l、聰明座2、位於所述聰明座2下方的
水鬥3、熱水出口及涼水出口，所述的涼水出口與所述的水鬥通過涼
水出水管連通，所述的殼體l內安裝有電熱膜加熱器4，該電熱膜加 熱器4包括石英玻璃管5，該石英玻璃管5為一直管。所述石英玻璃 管5的外圓周表面塗覆有電熱膜，所述的電熱膜上設有用於連接加熱 電路的電極6。電熱膜通電後產生的熱量很大一部分是以紅外線的形 式呈現的，為了防止紅外線的散射損失，將石英玻璃管5置於一反射 箱7內，該反射箱7的內表面為可反射紅外線的發射面，反射面將散 射開來的紅外線反射回來加熱電熱膜加熱器4內的水，確保能量不損 失。
所述的石英玻璃管5與進水管接頭8、出水管接頭9、排汽管接頭 10連通，所述電熱膜加熱器的排汽管接頭10及出水管接頭9位於所 述石英玻璃管5的上端，所述電熱膜加熱器的進水管接頭8位於所述 石英玻璃管5的下端，排汽管接頭10的下端進汽口與石英玻璃管5 的上端面平齊，出水管接頭9沉入石英玻璃管內，以實現電熱膜加熱 器的出水管接頭9的下端進水口低於所述排汽管接頭10的下端進汽 CI。
所述的進水管接頭8通過進水管11與所述的水鬥連通，所述的出 水管接頭9通過熱水出水管12與所述的熱水出口連通，所述的排汽管 接頭10通過排汽管13與一緩衝容器14連通。電熱膜加熱器4對涼水 進行加熱時，產生的氣泡或蒸汽經由該排汽管13排入到緩衝容器14 內，冷凝水積留在緩衝容器14中。為了實現水的回收，緩衝容器14 設有與所述的水鬥3連通的回汽管15，而排汽管13的上端伸入所述 的緩衝容器14內，伸入緩衝器內的排汽管的壁面上開設有小孔16。
在持續加熱過程中，由於汽體的衝擊力， 一部分冷凝水被回水鬥3中
(通過回汽管15)， 一部分冷凝水通過排汽管上端壁面的小孔16回流 到電熱膜加熱器4內，同時少部分汽體也流入水鬥3中。停止加熱時， 冷凝水直接通過排汽管上端壁面的小孔16回流到電熱膜加熱器4內。 所述石英玻璃管5的內腔的上端設有溫度傳感器17 (選用熱敏電 阻)，所述熱水出水管的管路上設有用於控制熱水出水的熱放水電磁閥 18。加熱電路包括預存有期望出水溫度、用於比較所述溫度傳感器17 檢測到的當前溫度與期望出水溫度的溫度比較模塊19，所述溫度比較 模19塊的輸入端與所述的溫度傳感器17連接，所述溫度比較模塊19 的輸出端與所述的熱放水電磁閥18連接。
加熱電路還包括預存有期望出水溫度、用於比較所述溫度傳感器 17檢測到的當前溫度與期望出水溫度並計算兩者之間溫差的溫差計 算比較模塊20，所述溫差計算比較模塊20的輸入端與所述的溫度傳 感器17連接；
加熱電路還包括根據溫差計算比較模塊20計算出的當前溫度與 期望出水溫度之間的溫差控制電源的輸出電壓的功率輸出控制電路 21，所述功率輸出控制電路21的輸入端與所述的溫差計算比較模塊 20的輸出端連接，所述功率輸出控制電路21的輸出端與電源22連接。
本實用新型在工作時，水鬥內的涼水經進水管流入石英玻璃管5 內，接通加熱電路後石英玻璃管5外表面的電熱膜發熱對石英玻璃管 內的涼水進行快速加熱，熱水膨脹上升，從熱水出水管12流出，加熱 產生的氣泡經由排汽管13排出，由於出水管接9頭的下端進水口低於 排汽管接頭10的下端進汽口，因此氣泡可及時迅速地被排除，氣泡的
排除基本無停滯，熱水可順暢地流出。
加熱電路的工作原理是啟動電熱膜加熱器4後，溫度傳感器17 檢測電熱膜加熱器內的水的溫度，將檢測到的當前溫度信息傳輸給溫
度比較模塊19，當其檢測到熱水溫度到達溫度比較模塊19內的期望 出水溫度時，溫度比較模塊19發出電磁闊打開信令給熱放水電磁閥 18，熱放水電磁閥18打開，開始放熱水。直接關閉熱放水電磁閥18， 即可停止放水。當水流動後電熱膜加熱管內水溫會發生變化，溫度傳 感器17將檢測到的實時溫度值傳輸給溫差計算比較模塊20，溫差計 算比較模塊20計算出期望出水溫度值與當前溫度值的溫差，並判斷當 前溫度值大於還是小於期望出水溫度，若當前溫度值大於期望出水溫 度值則降低電源輸出電壓降低提供至電熱膜的功率，若當前溫度值小 於期望出水溫度值則升高電源輸出電壓增大提供至電熱膜的功率。
參照圖9，為了簡化飲水機的結構，可在涼水出水管23的管路上 設置冷水放水電磁閥24，所述的涼水出水管23與所述的熱水出水管 12匯合於一點，所述的涼水出水管23和熱水出水管12匯合後與一總 出水管25連通，所述的總出水管25與出水龍頭26連通，所述的冷水 出口與熱水出口共用所述的出水龍26頭。放取涼水時，打開冷水放水 電磁閥23，涼水從水鬥經過涼水出水管23、總出水管25、出水龍頭 26流出；放取熱水時，熱放水電磁閥18打開，熱水經過熱水出水管 12、總出水管25、出水龍頭26流出。
參照圖IO，為了防止無杯接水狀況的發生，所述熱水出水口的上 方還安裝有紅外發射接受組合裝置27，即紅外接收管和紅外發射管。 熱水出水管12上還設有第二電磁閥28，所述的殼體1內還設有用於 接受熱放水電磁閥18的打開放水信號並處理紅外接收管信號的紅外
控制電路29，所述的熱放水電磁閥18、紅外控制電路29、紅外發射 接受組合裝置27依次連接，所述的紅外控制電路29還與第二電磁閥 28連接。熱放水電磁閥18打開，其將熱放水電磁閥18的打開放水信 號傳輸給紅外控制電路29，紅外控制電路29接收到放水信號後立即 發出紅外輸出指令給紅外線發射接收組合裝置27，紅外發射管發射紅 外線，當水杯位置有水杯存在時，紅外光通過水杯折射回來被紅外接 收管接收，紅外接收管將該表明有水杯的信號再送入紅外控制電路 29，紅外控制電路29接受到該信號後發出閥門打開指令給第二電磁閥 28，第二電磁閥28打開即可出水。為保證可靠性特設置了兩組紅外發 射接收裝置，以防誤動作的發生。
為了防止回水，所述進水管11的管路上還設有只允許水流從水 鬥3流向電熱膜加熱器4的單向閥30，該進水管11的管路上還設有 一個三通閥31，該三通閥31的第三管口通過一排水管32與位於殼體 上的排水口連通，以實現排水和清洗。另外，所述的溫度比較模塊19、 溫差計算比較模塊20、功率輸出控制電路21集成在單片機上。
圖l、圖2、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11， 為了在開始加熱時儘快提升被加熱水的溫度，該電熱膜加熱器飲水機 的加熱電路還包括用以在啟動電熱膜加熱器時使電熱膜加熱器滿功率 運行的升壓電路33，本實施例中該升壓電路33選用軟啟動電路，該 軟啟動電路與所述的電源22連接。
開啟電熱膜加熱管時，以軟啟動的方式對電源22的輸出電壓加以 調整，使電熱膜加熱器4的輸出功率逐漸增大直至滿功率輸出。
溫度比較模塊19、溫差計算比較模塊20、功率輸出控制電路21、 升壓電路33集成在單片機上。
其餘結構和實施方式與實施例一相同。
權利要求1.一種自控無熱膽智能飲水機，包括殼體、聰明座、位於所述聰明座下方的水鬥、熱水出口及涼水出口，所述的涼水出口與所述的水鬥通過涼水出水管連通，所述的殼體內安裝有電熱膜加熱器，該電熱膜加熱器包括石英玻璃管，所述石英玻璃管的外圓周表面塗覆有電熱膜，所述的電熱膜上設有用於連接加熱電路的電極，所述的石英玻璃管與進水管接頭及出水管接頭連通；其特徵在於所述的石英玻璃管為一直管；所述的電熱膜加熱器還包括與所述石英玻璃管連通的排汽管接頭，所述電熱膜加熱器的排汽管接頭及出水管接頭位於所述石英玻璃管的上端，所述電熱膜加熱器的進水管接頭位於所述石英玻璃管的下端，所述電熱膜加熱器的出水管接頭的下端進水口低於所述排汽管接頭的下端進汽口；所述的進水管接頭通過進水管與所述的水鬥連通，所述的出水管接頭通過熱水出水管與所述的熱水出口連通，所述的排汽管接頭通過排汽管與一緩衝容器連通；所述石英玻璃管的內腔的上端設有溫度傳感器，所述的熱水出水管的管路上設有用於控制熱水出水的熱放水電磁閥；加熱電路包括預存有期望出水溫度、用於比較所述溫度傳感器檢測到的當前溫度與期望出水溫度的溫度比較模塊，所述溫度比較模塊的輸入端與所述的溫度傳感器連接，所述溫度比較模塊的輸出端與所述的熱放水電磁閥連接；加熱電路還包括預存有期望出水溫度、用於比較所述溫度傳感器檢測到的當前溫度與期望出水溫度並計算兩者之間溫差的溫差計算比較模塊，所述溫差計算比較模塊的輸入端與所述的溫度傳感器連接；加熱電路還包括根據溫差計算比較模塊計算出的當前溫度與期望出水溫度之間的溫差控制電源的輸出電壓的功率輸出控制電路，所述功率輸出控制電路的輸入端與所述的溫差計算比較模塊的輸出端連接，所述功率輸出控制電路的輸出端與電源連接。
2. 如權利要求1所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於加 熱電路還包括用以在啟動電熱膜加熱器時使電熱膜加熱器滿功率運行 的升壓電路，所述的升壓電路與所述的電源連接。
3. 如權利要求2所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於所 述的升壓電路為軟啟動電路，所述的溫度傳感器為熱敏電阻。
4. 如權利要求1~3之一所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於所述的緩衝容器具有與所述的水鬥連通的回汽管，所述排汽管的 上端伸入所述的緩衝容器內，伸入緩衝器內的排汽管的壁面上開設有 小孔。
5. 如權利要求4所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於還包括一反射箱，所述的石英玻璃管位於所述的反射箱內，所述反射箱 的內表面為可反射紅外線的發射面。
6. 如權利要求4所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於所述的涼水出水管的管路上設有冷水放水電磁閥，所述的涼水出水管與 所述的熱水出水管匯合於一點，所述的涼水出水管和熱水出水管匯合 後與一總出水管連通，所述的總出水管與出水龍頭連通，所述的冷水 出口與熱水出口共用所述的出水龍頭。
7. 如權利要求5所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於所 述的涼水出水管的管路上設有冷水放水電磁閥，所述的涼水出水管與 所述的熱水出水管匯合於一點，所述的涼水出水管和熱水出水管匯合 後與一總出水管連通，所述的總出水管與出水龍頭連通，所述的冷水 出口與熱水出口共用所述的出水龍頭。
8. 如權利要求4所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於所 述熱水出水口的上方還安裝有紅外發射接受組合裝置，熱水出水管上 還設有第二電磁閥，所述的殼體內還設有用於接受熱放水電磁閥的打 開放水信號並處理紅外接受管信號的紅外控制電路，所述的熱放水電 磁閥、紅外控制電路、紅外發射接受組合裝置依次連接，所述的紅外 控制電路還與第二電磁閥連接。
9. 如權利要求5所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於所 述熱水出水口的上方還安裝有紅外發射接受組合裝置，熱水出水管上 還設有第二電磁閥，所述的殼體內還設有用於接受熱放水電磁閥的打 開放水信號並處理紅外接受管信號的紅外控制電路，所述的熱放水電 磁閥、紅外控制電路、紅外發射接受組合裝置依次連接，所述的紅外 控制電路還與第二電磁閥連接。
10. 如權利要求2所述的自控無熱膽智能飲水機，其特徵在於 所述進水管的管路上設有只允許水流從水鬥流向電熱膜加熱器的單向 閥，該進水管的管路上還設有一個三通閥，該三通閥的第三管口通過 一排水管與位於殼體上的排水口連通；所述的溫度比較模塊、溫差計算比較模塊、功率輸出控制電路、 升壓電路集成在單片機上。
專利摘要一種自控無熱膽智能飲水機，電熱膜加熱器作為發熱體，電熱膜加熱器上設有排汽緩衝機構，能及時迅速地排除加熱產生的氣泡，氣泡的排除基本無停滯，熱水可順暢地流出。該飲水機的加熱電路包括有功率調節電路，根據電熱膜加熱管內的熱水溫度實時調節電熱膜加熱管的輸出功率，由於水鬥內涼水溫度、電網電壓、電熱膜衰減等影響加熱的因素最終都體現在電熱膜加熱管內被加熱水的溫度上，因此根據電熱膜加熱管內的熱水溫度實時調節電熱膜加熱管的輸出功率可根據各個影響因素全面進行功率調節。
文檔編號A47J31/00GK201067337SQ200720112019
公開日2008年6月4日 申請日期2007年7月18日 優先權日2007年7月18日
發明者李保國 申請人:鄔志堅