專利名稱：延緩器壁結(jié)垢的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種延緩器壁結(jié)垢的方法及裝置， 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(shè)備上。
背景扶術(shù)
現(xiàn)在，飲水機已經(jīng)是一種使用十分普遍的產(chǎn)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(chǎn)生水垢的成分，所以加熱時不 會產(chǎn)生結(jié)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(xiàn)。然而，桶裝純
凈水存在許多不足，例如因送水不及時導(dǎo)致用戶等水心煩；送水成本較高； 水質(zhì)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(yè)人員知道，硬水加熱必然會出現(xiàn)結(jié)垢問題。解決 結(jié)垢問題的公知技術(shù)有
1. 在飲水機上增設(shè)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(shè)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(shù)有時有相當(dāng)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(shù)目前還沒有研究得很透徹，防垢不可靠。
綜上所述，飲水機中的熱罐結(jié)垢問題，目前成了飲水機行業(yè)中的一個難 題，尤其是我國北方硬水地區(qū)使用的飲水機，當(dāng)與飲水機專用凈水器配套使 用時，結(jié)垢問題很嚴(yán)重，其熱罐的使用壽命通常只有一兩年。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀的不足而提供一種 延緩器壁結(jié)垢的方法及裝置。本發(fā)明技術(shù)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。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為盛水容器的上部為加熱 區(qū)，下部為非加熱區(qū)；加熱區(qū)殼體上設(shè)有電熱元件、溫控器、過熱保護器和 熱水出水管；非加熱區(qū)設(shè)有進水管和出水管；非加熱區(qū)的上部為過渡區(qū)，非 加熱區(qū)的下部為常溫水區(qū)(或制冷區(qū))；利用結(jié)垢物質(zhì)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(tài)結(jié)垢物質(zhì)，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；含有較高結(jié)垢物質(zhì)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，從而迖到延緩器壁 結(jié)垢的目的。
所述的低溫水是溫度低于加熱區(qū)高溫?zé)崴疁囟鹊乃?，更具體地說，是常 溫水或冷水。
所述的非加熱區(qū)，其容積的大小與水的硬度有關(guān)，如水的硬度較高，非 加熱區(qū)的容積應(yīng)隨之增大，以便能溶解更多的從加熱區(qū)析出的固態(tài)結(jié)紫物質(zhì)。 大多數(shù)情況下，非加熱區(qū)的容積不得小于加熱區(qū)容積的一半。
所述的電熱元件可以是內(nèi)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(shè)置在加熱區(qū)殼體外部的加熱用徼波發(fā)射元件(利 用徼波加熱)，也可以是設(shè)置在加熱區(qū)殼體外部的高頻(或中頻)感應(yīng)加熱線
電熱元件通電后，加熱區(qū)中的水通過對流方式換熱，因?qū)α鲹Q熱是一種 快速傳熱方式，所以這部分水將很快被加熱到設(shè)定溫度；過渡區(qū)中的水不能 通過對流方式換熱，只能通過傳導(dǎo)方式換熱，而水是不良導(dǎo)體，所以這部分 水的溫度上升很慢；常溫水區(qū)中的水，幾乎不能通過水進行傳導(dǎo)換熱，只能 通過盛水容器的器壁進行傳導(dǎo)換熱，由于該部分水離加熱區(qū)較遠(yuǎn)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(qū)的殼體外部設(shè)置制冷用的蒸發(fā)器盤管，使常溫水區(qū)變成制冷區(qū)。水溫進一步下降后，結(jié)垢物質(zhì)在水中的溶解度會進一步提高，于 是其延緩器壁結(jié)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(jié)垢，其主要原因之一是水中的某些鹽分， 例如碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂和硫酸鈣等，在高溫時的溶解度 比在低溫時的溶解度小，這些物質(zhì)在加熱后會析出徼小固體沉淀。為敘述方 便，本專利說明書中稱這些物質(zhì)為結(jié)垢物質(zhì)。結(jié)垢物質(zhì)溶解在水中時呈離子 狀態(tài)，如鈣離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子等。
加熱區(qū)水中的結(jié)垢物質(zhì)在溫度很高時有一部分會析出固體，這些徼小固 體將向著常溫水區(qū)或者制冷區(qū)(即向下)沉淀，當(dāng)其到達(dá)常溫水區(qū)(或冷水區(qū)) 后，因這些結(jié)垢物質(zhì)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(jié)垢物質(zhì)的水就從盛水容 器中被放出，從而容器器壁的結(jié)垢問題得到一定程度的解決。
設(shè)于加熱區(qū)殼體上的溫控器用于控制加熱溫度，其原理是當(dāng)水溫上升 到上設(shè)定溫度時，溫控器起跳斷開加熱電源，停止加熱；當(dāng)水溫降低到下設(shè) 定溫度時，溫控器自動復(fù)位接通加熱電源，開始加熱。
設(shè)于加熱區(qū)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(shè)定溫度時溫控器沒有關(guān)斷加熱電源，則加熱器繼續(xù)通 電加熱，水溫將繼續(xù)上升；當(dāng)水溫上升到過熱保護器設(shè)定的溫度時，過熱保 護器起跳，關(guān)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(tǒng)有故障，需要停機維修。所以過熱保護器起跳后，將保持起跳狀態(tài)，即 使水溫降到很低也不會自動復(fù)位，它需要手動復(fù)位。
本發(fā)明的進一步技術(shù)措施是在常溫水區(qū)(或冷水區(qū))設(shè)置可探測水中 結(jié)垢物質(zhì)含量的水質(zhì)探頭。當(dāng)水中的結(jié)垢物質(zhì)含量達(dá)到設(shè)定值時，該水質(zhì)探 頭可探測到結(jié)垢物質(zhì)含量超標(biāo)信號，該信號可用于啟動設(shè)于設(shè)備上的警示裝 置，使其發(fā)出警示信號，提示用戶將常溫水區(qū)(或冷水區(qū))中的水排放掉一 些，防止水中結(jié)垢物質(zhì)的濃度太高導(dǎo)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(蜂鳴器)。
所述的水質(zhì)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(dǎo)
率探頭。水中鈣鎂離子的濃度是反映水結(jié)垢傾向的本質(zhì)問題，然而檢測鈣鎂 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(chǎn)品。水中的鈣鎂 離子是水中所有導(dǎo)電粒子的一部分，所以水的電導(dǎo)率也能在一定程度上反映 水中鈣、鎂離子的濃度。
本發(fā)明的進一步技術(shù)措施是將加熱區(qū)殼體制成倒錐形(即上部直徑小、 下部直徑大)，使結(jié)垢物質(zhì)不易在加熱區(qū)殼體內(nèi)側(cè)壁上沉積，從而延緩加熱區(qū) 殼體內(nèi)側(cè)壁結(jié)垢。
本發(fā)明的進一步技術(shù)措施是在加熱區(qū)上部(或者頂部)設(shè)有可探測加 熱區(qū)中是否有水的水探頭，以防止出現(xiàn)無水干燒現(xiàn)象。
所述的水探頭可以是電導(dǎo)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(qū)中是否有水的其它探頭。
本發(fā)明延緩器壁結(jié)垢的方法及裝置的有益效果是盛水容器的底部和側(cè) 壁不易結(jié)垢，從而延長產(chǎn)品的使用壽命。


圖1為本發(fā)明實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為應(yīng)用了實施例一的單熱飲水機水路系統(tǒng)示意圖。
圖3為應(yīng)用了實施例一的冷熱飲水機水路系統(tǒng)示意圖。
圖4為本發(fā)明實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為應(yīng)用了實施例二的冷熱飲水機水路系統(tǒng)示意圖。
具體實灘方式
下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解這里的詳細(xì)描述 并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制。
實施例一結(jié)合圖l所示，本實施例盛水容器(4)為不可拆卸的倒錐形 整體式結(jié)構(gòu)，可分為上部、中部和下部三部分，上部為加熱區(qū)(3)，中部為 過渡區(qū)(2)，下部為常溫水區(qū)(1);所述的加熱區(qū)(3)設(shè)有內(nèi)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(shè)置在加熱區(qū)(3)的下部，水探 頭(6)和熱水出水管(5)設(shè)置在頂部；所述的常溫水區(qū)(1)在其底部設(shè)有 水管(12)，在其上部設(shè)有水管(10)，在其下部設(shè)有可探測水中鈣鎂離子等 結(jié)垢物質(zhì)含量的水質(zhì)探頭(11)。
圖2是應(yīng)用了實施例一的單熱飲水機水路系統(tǒng)示意圖，結(jié)合圖2和圖1 所示，飲水機水斗(19)的底部設(shè)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(shè) 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(qū)(3)中的水的部分結(jié)垢物質(zhì)會析出固體并向下 沉降，當(dāng)降低到過渡區(qū)(2)和常溫水區(qū)(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(dāng)水質(zhì)探頭(11) 探測到水中的溶解的結(jié)垢物質(zhì)含量超過設(shè)定值時，設(shè)于飲水機上的警示裝置 發(fā)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(qū) (1)中的高濃度水，從而達(dá)到延緩盛水容器(4)底部器壁結(jié)垢的目的。
圖3是應(yīng)用了實施例一的冷熱飲水機水路系統(tǒng)示意圖，結(jié)合圖3和圖1 所示，飲水機水斗(19)的底部設(shè)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(shè)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(shè)有出水管(26)連通冷水出水龍頭(25)，其上部設(shè)有測 溫探頭(24)，其外壁纏繞有制冷用的蒸發(fā)器盤管(30)。圖3的其它要求與 圖2相同。
實施例二結(jié)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(qū)(35)，中部為過渡區(qū)(33)，下部為制冷區(qū)(47);所述的加熱區(qū)(35) 設(shè)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(qū)中是否有水的水探頭(38)，其中電熱管(34)設(shè)置在加熱區(qū)
(35)的下部，水探頭(38)和熱水出水管(37)設(shè)置在加熱區(qū)(35)的頂 部；所述的制冷區(qū)(47)其底部設(shè)有水管(46)和可探測水中鈣鎂離子等結(jié) 垢物質(zhì)含量的水質(zhì)探頭(45)，其外壁纏繞有制冷用的蒸發(fā)器盤管(31)，制 冷區(qū)(47)還設(shè)有測溫探頭(32)，測溫探頭(32)可配合飲水機的控制系統(tǒng) 一起控制制冷區(qū)中的冷水溫度；過渡區(qū)(33)設(shè)有水管(41)。
圖5是應(yīng)用了實施例二的冷熱飲水機水路系統(tǒng)示意圖，結(jié)合圖5和圖4 所示，飲水機水斗(56)的底部設(shè)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(shè)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(qū)(35)中的水的部分結(jié)垢物質(zhì)會析出固體并向 下沉降，當(dāng)降低到制冷區(qū)(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(dāng)水質(zhì)探頭(45)探測到水中的溶解的 結(jié)垢物質(zhì)含量超過設(shè)定值時，設(shè)于飲水機上的警示裝置發(fā)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(qū)(47)中的高濃度 水，從而迖到延緩盛水容器底部器壁結(jié)垢的目的。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描 述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述實施例對本發(fā)明已進行了詳細(xì) 的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行修 改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其 均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種延緩器壁結(jié)垢的方法，其特征在于a.盛水容器的上部為加熱區(qū)，下部為非加熱區(qū)；b.加熱區(qū)設(shè)有電熱元件和熱水出水管；c.非加熱區(qū)設(shè)有進水管和出水管；d.利用結(jié)垢物質(zhì)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(qū)高溫水中析出的固態(tài)結(jié)垢物質(zhì)，在向下沉降到非加熱區(qū)低溫水中時又重新溶解到低溫水中；e.含有較高結(jié)垢物質(zhì)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。
2. —種延緩器壁結(jié)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(qū)，盛水容器下部為非加熱區(qū)，加熱區(qū)設(shè)有電熱元件和熱 水出水管，非加熱區(qū)設(shè)有進水管和出水管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的延緩器壁結(jié)垢的裝置，其特征是所述的電熱 元件是電熱管、感應(yīng)加熱線圈或者加熱用徽波發(fā)射元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的延緩器壁結(jié)垢的裝置，其特征是所述的非加 熱區(qū)設(shè)有水質(zhì)探頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的延緩器壁結(jié)垢的裝置，其特征是所述的加熱 區(qū)設(shè)有溫控器和過熱保護器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的延緩器壁結(jié)垢的裝置，其特征是所述的加熱 區(qū)設(shè)有水探頭。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的延緩器壁結(jié)垢的裝置，其特征是所述的非加 熱區(qū)的上部為過渡區(qū)，下部為制冷區(qū)，過渡區(qū)設(shè)有進水管，制冷區(qū)設(shè)有出水 管、制冷用蒸發(fā)器盤管和測溫探頭。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的延緩器壁結(jié)垢的裝置，其特征是所述的加熱 區(qū)的殼體呈倒錐形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的延緩器壁結(jié)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。
10. —種飲水機，其特征是所述的飲水機上設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求2所述 的延緩器壁結(jié)垢的裝置。
全文摘要
一種延緩器壁結(jié)垢的方法及裝置，其包括盛水容器和電熱元件，盛水容器上部為加熱區(qū)，盛水容器下部為非加熱區(qū)，加熱區(qū)設(shè)有電熱元件和熱水出水管，非加熱區(qū)設(shè)有進水管和出水管，利用水中的結(jié)垢物質(zhì)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(qū)高溫水中析出的固態(tài)結(jié)垢物質(zhì)，在向下沉降到非加熱區(qū)低溫水中時又重新溶解到低溫水中，含有較高結(jié)垢物質(zhì)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。本發(fā)明技術(shù)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(shè)備上，其優(yōu)點是可以使盛水容器的底部和側(cè)壁不易結(jié)垢，延長產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號C02F1/00GK101172669SQ20071016662
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者黃樟焱 申請人:黃樟焱