专利名称：数码调温自动饮水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专门提供饮用水的饮水设备，尤指一种数码显示、自动配合调温、电动出水的饮水机。
现有的大多数饮水机通常在机体内部设置一个加热水罐和一个制冷水罐，可以提供经过电加热的热水或经电子或压缩机制冷的冷水，但缺乏明确的水温表示及水温控制调节功能，无法满足使用者直接得到温水的要求，如冲泡各种饮料、给婴儿配奶或服药时对水温的不同要求。而且大多数饮水机一般均采用冷、热水出水阀独立设置的形式，使用者在取用温水时完全是凭借经验用手重复操纵冷、热水出水阀门的开启，在同一容器中分别注入一定的冷水和热水混合成所需温水。用此种方法调节出的温水往往不是偏冷就是偏热，既麻烦又不能直接得到使用者所需温度的适温水。少数饮水机虽然具有水温控制功能，但其水温控制是对加热水罐和制冷水罐中的饮用水设定控制温度，使加热水罐和制冷水罐中的饮用水保持在所设定的温度，无法马上提供加热水罐和制冷水罐中水温以外温度的饮用水。如果前后两个或两个以上的使用者对水温有不同的要求时，则需要使用者在设定控制温度后等待储水罐中的饮用水加热或冷却至所设定的温度，尤其是在加热水罐中的饮用水由高温降至低温时，由于加热水罐外层的保温材料的保温作用，降温速度很慢，需要使用者等待较长的时间，在实际使用中会感到很不方便，而且带来不必要的能源浪费。
本实用新型的目的旨在克服现有饮水机存在的上述不足，提供一种数码显示、自动配合调温、电动出水的饮水机。
本实用新型的技术方案是在饮水机机体内部设置加热水罐、常温饮用水储水槽和制冷水罐(实施于温热饮水机则没有制冷水罐及其相关装置)，通过安装在其上面或设置在其内部的温度传感器实时检测并可以显示热水、常温饮用水或包括冷水的实际温度，通过设置在饮水机外壳的操作按键或开关，可以设定并能自动显示所需饮用水的温度，根据实测的水温和设定的水温，通过单片机(或称微控制器)计算得出要配合成设定水温所需要的热水和常温饮用水(或者常温饮用水和冷水)的水量或出水比例(总的出水量可以采用默认设置、也可以由使用者通过控制面板预先设定或者在出水时控制)，最后通过输出控制单元控制电动出水装置(微型电泵或电磁阀)动作得到所需要的符合要求的饮用水。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和效果1.实时检测并采用数码显示热水、常温饮用水或冷水的温度。
2.使用流体配合原理来自动调温，不受所在地区和气候、季节不同的限制，均能满足不同使用者的饮水习惯。
3.使用者在设定水温后即可马上得到所需温度的饮用水，无需等待。
4.充分利用常温饮用水与热水或冷水作配合，节约能源。
5.采用电动出水，操作方便且避免了取用热水时操作热水阀门而烫伤的可能性。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。
图1是本实用新型电控部分的原理框图。
图2是本实用新型的外观结构设计示意图。
图3A和图3B是本实用新型实施例一的内部结构示意图。
图4A和图4B是本实用新型实施例二的内部结构示意图。
图5是本实用新型实施例一和实施例二的电控部分电路图。
图6A和图6B是本实用新型实施例三的内部结构示意图。
图7是本实用新型实施例三的电控部分电路图。
图8是本实用新型控制面板的实施例。
序号说明1机箱 6加热水罐 11热罐进水口2聪明座 7制冷水罐 12热罐出水口3控制面板 8常温饮用水储水槽 13热罐出水管道4单一出水口 9热罐进水管道 14热水管道5水杯托座 10单向阀 15出水汇合器16热蒸汽和热膨胀水 34水温水量上调键 61单片机(或称微控排放管 35水温水量下调键 制器)17冷罐进水管道 36出水键 62信号采集单元18冷罐进水口 37大水量指示灯63输出控制单元19冷罐出水口 38中水量指示灯70温度传感器20冷罐出水管道 39小水量指示灯71热水温度传感器21冷水管道 40热水指示灯 72冷水温度传感器22管道 41常温水指示灯73常温水温度传感器23常温水管道 42冷水指示灯 80电源电路板24出水管道 50电动出水装置81加热装置30数码显示单元 51热水电动出水装置82制冷装置31操作按键或开关和 52冷水电动出水装置83其他装置(保鲜指示灯 53常温水电动出水装柜、消毒柜等)32水温选择设定键 置33水量选择设定键 60控制装置电路板请参见图1所示，本实用新型通过温度传感器70(可以是热敏电阻、铂电阻、半导体温度传感器或其他温度传感器)实时检测热水、常温饮用水或包括冷水的实际温度，通过信号采集单元62(可以是A/D转换或V/F转换)把温度信号转换成数字信号并传送给单片机(或称微控制器)61(如采用直接数字输出的温度传感器或者单片机本身集成A/D转换功能，则可以省略信号采集单元)，通过数码显示单元30(可以是数码管、液晶显示器、荧光管或其他数码显示装置)可以实时显示热水、常温饮用水或冷水的实际温度。通过设置在饮水机控制面板3上的操作按键或开关等31，可以设定所需饮用水的温度，所设定的水温能自动数码显示。设定水温后，如按下控制面板3上的出水按键，单片机61就通过计算得出要配合成设定水温所需要的热水和常温饮用水(或者常温饮用水和冷水)的水量或出水比例(总的出水量可以采用默认设置、也可以由使用者通过控制面板3预先设定或者在出水时控制)，然后通过输出控制单元63控制电动出水装置50(可以是微型电泵或电磁阀等)动作(可以控制微型电泵或电磁阀的动作时间，也可以控制微型电泵电机的转速以得到确定的水量或出水比例)得到所需要的符合要求的饮用水。
另外，本实用新型还可以通过控制面板3，分别设定热水的加热控制温度和冷水的制冷控制温度，设定后，单片机61通过输出控制单元63控制加热装置81和制冷装置82，分别进行加热和制冷，到达设定温度后停止，在热水和冷水温度偏离设定温度一定范围时重新开始加热或制冷以维持热水或冷水符合设定温度。单片机61也可以通过输出控制单元63控制和饮水机成一体的其他装置83(保鲜柜、消毒柜等)。
请参见图2所示，本实用新型的外部结构包括机箱1(包括设置在机箱后部的电源线、电源开关等)、设置在机箱顶部的聪明座2、设置在机箱正面上部的控制面板3、控制面板下方设置单一出水口4、在机箱正面最下端设置安放水杯的托座5。
请参见图3A、图3B和图4A、图4B所示，本实用新型实施例一和实施例二的内部设置加热水罐6、制冷水罐7、常温饮用水储水槽8，设置在机箱内上部的常温饮用水储水槽8通过热罐进水管道9连接到加热水罐6下部的热罐进水口11，在热罐进水管道9上设置一个单向阀10，以防止加热水罐中的热水进入常温饮用水储水槽。设置在加热水罐6上部的热罐出水口12通过热罐出水管道13与热水电动出水装置51的进水口相连，热水电动出水装置51的出水口经由热水管道14连接到出水汇合器15。在加热水罐顶部设置热蒸汽和热膨胀水排放管16，热蒸汽和热膨胀水排放管16连通到常温饮用水储水槽8水面上部的空气腔。热水温度传感器71设置在加热水罐6壁上或罐内水中，其垂直位置低于热罐出水口12。常温饮用水储水槽8通过冷罐进水管道17连接到制冷水罐7顶部的冷罐进水口18，设置在制冷水罐7下部的冷罐出水口19通过冷罐出水管道20与冷水电动出水装置52的进水口相连，冷水电动出水装置52的出水口经由冷水管道21连接到出水汇合器15。冷水温度传感器72设置在制冷水罐7罐内。常温饮用水储水槽8通过管道22直接连接到常温水电动出水装置53的进水口，常温水温度传感器73设置在管道22中，常温水电动出水装置53的出水口经由常温水管道23连接到出水汇合器15。
上述电动出水装置51、52、53可以是微型电泵或电磁阀，图3A、图3B所示的实施例一采用微型电泵，图4A、图4B所示的实施例二采用电磁阀。本实用新型实施例一和实施例二的出水汇合器15实际上是一个四通，由分别于热水管道14、冷水管道20、常温水管道23连接的三个进水口和连接出水管道24的一个出水口构成，出水汇合器15的出水口经由出水管道24连接到单一出水口4。出水汇合器15的各进水口的口径较小，而出水口的口径则大的多。本实用新型实施例一的出水汇合器15的垂直位置高于常温饮用水储水槽8中水面的位置，而实施例二的出水汇合器15的垂直位置则低于常温饮用水储水槽8中水面的位置。
另外在机箱1内部设置以单片机61(或称微控制器)为核心的控制装置电路板60和电源电路板80，控制装置电路板通过导线分别与控制面板3，温度传感器71、72、73，电动出水装置51、52、53相连。电源电路板80通过导线和控制装置电路板相连向其提供电源并得到控制信号。电源电路板80还通过导线和加热水罐的加热装置81，制冷水罐的制冷装置82相连。制冷装置82可以是电子制冷装置，也可以是压缩机制冷装置。
图3A、图3B和图4A、图4B均对应图5，请参见本实用新型实施例一和实施例二的电控部分电路图图5，在本实用新型实施例一和实施例二中，温度传感器71、72、73采用热敏电阻，信号采集单元62由信号放大电路(如可用LM324构成)和A/D转换电路(如可用ADC0809构成)组成，通过信号放大电路把热敏电阻测得的温度信号变换成合适的电压信号，然后由A/D转换电路把电压信号转换为数字信号传给单片机61，单片机61控制数码显示单元30显示热水、常温饮用水或冷水的实际温度(具体显示哪种水的温度由使用者通过操作按键或开关等31设定)。本实用新型实施例一和实施例二的操作按键或开关等31基于一次按键即可设定所需温度的设计思想，采用多操作按键的形式。使用者通过操作按键或开关31既可以设定所需饮用水的水温，也可以设定其水量，而且在设定时，单片机61会根据实测的水温判断设定温度能否达到，如达不到将给出声音提示提醒使用者重新设定温度。设定水温后，如按下控制面板3上的出水按键，单片机61首先判断需要用热水和常温饮用水配合还是常温饮用水和冷水配合，然后再计算要达到设定水温和水量所需要的热水和常温饮用水(或者常温饮用水和冷水)的体积，最后通过输出控制单元63控制电动出水装置(微型电泵或电磁阀)51、52、53的动作时间，即使用者只需按一下出水按键就可以得到符合设定水温和水量的饮用水。本实用新型实施例一和实施例二的特点是(1)为得到设定水温，采用热水和常温饮用水配合或者常温饮用水和冷水配合的方式，这样既可以迅速得到在热水温度和冷水温度范围内的任意设定温度，又节约能源(和直接用热水与冷水配合相比)。(2)对出水控制采取控制电动出水装置(微型电泵或电磁阀)51、52、53的动作时间的方式。(3)人机界面采用多操作按键的形式，既可以设定水温，也可以设定水量，出水时只需按一下出水按键。
请参见图6A、图6B所示，本实用新型实施例三与实施例一(图3A、图3B、图5)、实施例二(图4A、图4B、图5)相比减少了制冷水罐7及其相关装置，且电动出水装置51、53采用微型电泵。
图6A、图6B对应图7。请参见图7所示，在实用新型实施例三中，温度传感器71、73、信号采集单元62和数码显示单元30与实施例一、实施例二类似。本实用新型实施例三的操作按键或开关31采用少按键的形式，并且只设定水温，不设定水量(水量由使用者在出水时控制)。考虑到一般对常温饮用水到热水之间各温度档次饮用水的需求较多，本实用新型实施例三只对热水和常温饮用水进行配合(如有特定要求也可以仅对常温饮用水和冷水进行配合)，因此设定温度只能在热水温度和常温饮用水温度之间，同实施例一、实施例二相同，在设定时如果设定水温不能达到，单片机61将给出声音提示提醒使用者重新设定。设定后，单片机61计算出所需热水和常温饮用水的出水比例并传递给输出控制单元63。本实用新型实施例三中，电动出水装置51、53采用微型电泵，输出控制单元63控制微型电泵51、53的输入电压就可以达到调节水流量、进而控制出水比例的目的。此时，使用者按下出水按键即可得到设定温度的饮用水，水量大小由使用者按出水按键的时间决定。本实用新型实施例三对加热控制温度的设定和控制与实施例一、实施例二相同。本实用新型实施例三的特点是(1)仅对热水和常温饮用水作配合。(2)对出水控制采取控制微型电泵输入电压以调节水流量的方式。(3)人机界面采用少操作按键的形式，并且只设定水温，不设定水量，水量大小由使用者在出水时按出水按键的时间决定。
请参见图8所示，本实用新型控制面板的实施例在控制面板3的中心位置设置数码显示单元30，用于显示水温(检测值或设定值)或水量。操作按键或开关等31包括水温选择设定键32、水量选择设定键33、水温水量上调键34、水温水量下调键35及出水键36。操作按键或开关等31还包括设置在数码显示单元右侧的大水量指示灯37、中水量指示灯38和小水量指示灯39及设置在数码显示单元左侧的热水指示灯40、常温水指示灯41和冷水指示灯42。以上各指示灯实际上是发光二极管。
水温水量上调键34、水温水量下调键35一般用于设定所需水温，这时数码显示单元显示的是所设定的温度，设定水温后按下出水键36即可马上得到所需温度的饮用水。
水温选择设定键32可以直接选择热水、常温饮用水或冷水，选择后对应的指示灯会发光，这时数码显示单元显示的是所选择的饮用水的实时检测温度，按下出水键36即可得到所选择的饮用水。如果正在加热或制冷，对应的指示灯会闪烁发光指示。水温选择设定键32和水温水量上调键34、水温水量下调键35配合使用还可以设定加热和制冷的控制温度。
水量选择设定键33可以选择大水量、中水量或小水量三种水量，选择后对应的指示灯会发光。按下出水键36即可得到相应量的饮用水。水量选择设定键33和水温水量上调键34、水温水量下调键35配合使用还可以设定大、中、小水量的具体水量。
权利要求1.一种数码调温自动饮水机，包括机箱、聪明座、常温饮用水储水槽、从常温饮用水储水槽可以进水的的加热水罐以及热蒸汽和热膨胀水排放管，其特征在于还包括测量水温的温度传感器、控制电动出水装置工作的控制器、控制信号输入装置、显示器、加热装置、电动出水装置。
2.如权利要求1所述的数码调温自动饮水机，其特征在于还包括从常温饮用水储水槽可以进水的的制冷水罐，制冷装置。
3.如权利要求1或2所述的数码调温自动饮水机，其特征在于还包括一个实现A/D转换功能的信号采集单元。
4.如权利要求1或2或3所述的数码调温自动饮水机，其特征在于还包括接收控制器发出的控制信号，控制电动出水装置工作的输出控制装置。
5.如权利要求1或2或3或4所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制器是接收温度传感器的信号和控制信号输入装置输入的信号，并计算产生控制电动出水装置的信号的控制器。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制器是控制电动出水装置工作还控制加热装置工作的控制器。
7.如权利要求1或2或3或4或5所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制器是控制电动出水装置工作还控制加热装置和制冷装置工作的控制器。
8.如权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制器是控制电动出水装置工作还向显示器发出控制信号的控制器。
9.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制器是控制电动出水装置工作还向保鲜柜或消毒柜发出控制信号的控制器。
10.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制器由单片机组成。
11.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10所述的数码调温自动饮水机，其特征在于温度传感器是热敏电阻或铜电阻或铂电阻或半导体温度传感器。
12.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11所述的数码调温自动饮水机，其特征在于显示器是指示灯或数码管或液晶显示器或荧光管。
13.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11所述的数码调温自动饮水机，其特征在于显示器是指示灯和数码管。
14.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13所述的数码调温自动饮水机，其特征在于电动出水装置是出水时间受控的微型电泵或电磁阀。
15.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13所述的数码调温自动饮水机，其特征在于电动出水装置是以电压或电流调节微型电泵转速从而调节出水速度以控制出水量的微型电泵。
16.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15所述的数码调温自动饮水机，其特征在于控制信号输入装置是微动开关或触摸开关或触摸屏。
专利摘要一种数码显示、自动配合调温、电动出水的饮水机，在机体内部设置加热水罐、常温饮用水储水槽和制冷水罐，通过温度传感器70检测并显示热水、常温饮用水和冷水的实际温度，通过操作按键或开关31设定所需饮用水的温度，根据实测水温和设定水温，通过单片机61计算得出要配合成设定水温所需要的热水和常温饮用水(或常温饮用水和冷水)的水量或出水比例，最后通过输出控制单元63控制电动出水装置50动作得到所需要的符合要求的饮用水。本实用新型设计合理、使用方便，使用者在设定水温后即可马上得到所需温度的饮用水，且不受所在地区和气候、季节不同的限制。
文档编号A47J31/44GK2525906SQ0123175
公开日2002年12月18日 申请日期2001年7月20日 优先权日2001年7月20日
发明者张世平, 张清子, 潘海峰 申请人:北京中日新自动化系统有限公司, 日本中实系统有限会社