专利名称：电热节能保健饮水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适合于城乡家庭和机关使用的饮用水的净化、加热煮沸、热能回收、温开水储存的装置。属于人类日常用品。
目前，与人类饮水有关的装置已有多种(1)只有单一较简单过滤净化功能的如市面上的活性炭净水器，需煮沸才能饮用；(2)只有单一电热煮沸功能的，家庭与机关已广泛使用，缺点是没有水的净化、也没有热回收；(3)与用电有关的较复杂的净水器如CN86200675，采有电解和过滤吸附相结合的净水器；CN85202203采用电絮凝、沉淀过滤和吸附杀菌；CN85106669采用磁化、矿砂、充气、紫外线灯管消毒；US72933、US4615799采用紫外线幅射灭菌；这几种的缺点是或因结构复杂难以普及，或因有些还需煮沸才能饮用故优点不多；(4)只需″过滤净化、矿石矿化、杀菌剂灭菌″后即可饮用，如CN88203481.2，但由于不需煮沸，故不适合中国人饮″温开水″及用100℃开水沏茶的习惯，又要经常、及时换过滤物质及杀菌剂，不仅麻烦，还有不保险、不安全之感，故难以推广。
本实用新型的目的，在于提供一种经济实用、功能齐全的饮水器；将自来水(或井水、河水)净化后，既可立刻用来煮饭及刷牙，又可马上流入本饮水器中部的″电加热室″煮沸；100℃的开水可马上用来沏茶，也可将开水由″热能回收装置″回收热能后即可饮用，或流进饮水器下部的″温开水储水器″备用。
本饮水器发明创造内容如下
(1)从附图2可知，本饮水器上部的″水净化器″(11)与别人不同的是，增加了一层″麦饭石″浸出层，据医院及病人反映，可防治癌症、心血管疾病，因为″麦饭石″可补充人体需要的某些微量元素；另外，″水净化器″外壳用食用透明的工程塑料制成，当过滤物质太脏时，可及时换、洗。
(2)从附图2可知，本饮水器中部增加了″多回程波纹板换热器″(32)，正如附图3、6(上图为C－C剖面放大，下图为C－C局部放大)所示，本装置将两块不锈钢波纹板，密封于耐100℃的食用工程塑料壳体内，两块波纹板成水平方向对着放，壳体外由石棉保温层密封，室温净化水和100℃开水分别在波纹板外、内两侧″蛇形迂迥曲折″前进，以便进行热能回收，可节能77％(后面有计算详情)。
(3)如附图3所示，电加热室(30)为不锈钢套管，内管放两组不同功率的电热丝(后面有计算详情)，以配合节能，外管为需加热成开水的净化水，由于外管直径只比内管大6mm，所以烧开水所需时间极短。
(4)如附图4所示，本饮水器下部为″温开水储水器″(23)，内储存比室温高10℃的温开水，无需等待冷却即可随时饮用；本储水器也是用透明的食用工程塑料制造，太脏时即可清洗。
(5)在净化水进水室(02)(见附图2)内装有″微型浮子式液位继电器″，当净化器(11)(见附图2)的水用尽时，浮子下沉，继电器动作，切断电热器(18)的电源，起保护作用。
(6)在加热室出水器(31)、(35)(见附图6)处可安装″温度继电器″或可调节的接触式水银温度计，水温达100℃时，绿灯亮，电热丝则自动开路，较简便。
同现有技术相比，本实用新型的优点是(一)增加了″多回程波纹板换热器″(32)(见附图2)，可以节能77％，以″家庭用饮水器″为例，作如下计算(1)假设每小时要处理6公斤的饮用水，我们可选用波纹板高9mm、两波峰间距离为18mm，波纹长度为300mm，波纹数为18(如机关用的饮水器，上述参数均可另行设计)。
(2)热传导的公式为Q＝KA△tm……(1)Q－－－－换热量，千卡／小时K－－－－传热系数，千卡／米2·小时·℃A－－－传热面积，米2△tm－－－－平均温度差，℃而△tm＝ (△t1-△t2)/(△t2) ……(2)ln (△t1)/(△t2)ln－－－－以10为底的对数符号根据经验公式，△t1／△t2＜2时，△tm＝ (△t1-△t2)/2(3)设本饮水器进水温度t1为25℃(室温)，温开水出水温度为35℃(比室温高10℃)，那么开水由100℃降温为35℃时放出的热量为Q＝c·m(100－35)……(3)c－－－－水的比热；1千卡／公斤·℃m－－－－流量，6公斤／小时∴Q＝1×6(100－35)＝390(千卡／小时)(4)求室温(25℃)净化水吸收了″开水降温为35℃时放出的″热量后，温度升高多少根据上面(1)、(2)的说明，公式(1)中，传热面积A＝ (2×3.14×9／2×300×18)/(2×1000000) ＝0.08(米2)本设计要求△t1／△t2＜2，∴△tm＝ (△t1-△t2)/2 ，选用不锈钢材料，∴K＝1300，代入(1)式∵Q＝K·A·△tm即390＝1300×0.08× (△t1-△t2)/2＝1300×0.08× ((100-t2)-(35-25))/2 ，求得t2＝82.5℃(5)节能效果((100-t1)-(100-t2))/(100-t1) ＝ ((100－25)－(100－82.5))/(100－25) ＝0.77
(二)为配合热能回收，电热器(18)(见附图3)有两组不同功率的电热丝供选用(由开关A、B控制，这时出水流量相同)(1)第一次烧开水时N1＝η·c·m(100－25)＝1.2×1×6(100－25)＝540(瓦)(2)开水进入″多回程波纹板换热器″(32)进行热能回收后，室温25℃的净化水变成82.5℃的热水，要把这些热水加热成100℃，选用低功率的电热丝即可N2＝N1(1－0.77)＝124(瓦)(三)本饮水器增加了保健功能在饮水器上部″水净化器″(11)内最顶一层，使用了″麦饭石″(中国特产)，据医院、病人反映，有防、治癌病及心血管疾病的功能，因″麦饭石″浸出液可补充人体需要的某些微量元素；另外，开水煮沸后在″多回程波纹板换热器″(32)内被室温净化水吸热，开水立即冷却成比室温只高10℃的温开水，空气含量大大降低，成为″低氧水″，饮用后保健作用较大。
(四)本饮水器把水的净化、电热煮沸、热能回收、温开水储存和保健的功能融为一体，既能得到100℃有保健、净化功能的开水，又能得到已降温为35℃的有保健、净化功能的温开水，还可以得到室温净化水，方便不同需要。另外，水的净化装置和温开水储存器均用透明的食用工程塑料制造，太脏时可及时换过滤物质及清洗，用户可放心使用，便于推广。
下面以″家用型饮水器″作为最佳实施例，配合附
图1工作原理图、图2主视图、图3俯视图、图4左视图、图5B－B剖面放大、图6上部为C－C剖面放大，下部为C－C剖面局部放大，可说明实现本实用新型的具体方式。
(1)从附图4可知，打开水净化器(11)的上盖，加满要过滤的井水、河水(也可通过(37)自来水连续进入)，从(36)可得到净化后的自来水(或井水、河水)，供洗菜、洗米、煮饭用及洗碗、刷牙用。
(2)当要把净化后的水变成开水时，如果是第一次使用，室温净化水经弯管(07)(前面有阀门)进入(02)净化水进水室(见附图2)，经(28)(见附图4)冷净化水入口进入″多回程波纹板换热器″(32)冷净化水外侧通道(19)(见附图6)，再进入电加热室(30)，合上电热器(18)的开关A，使用高功率加热丝。
(3)经(30)煮沸的开水从出水口(31)、(35)流经(32)内侧温开水通道(20)(见附图6)，经过放热降温［热量被(32)外侧(19)的室温净化水吸收］，得到只比室温高10℃的″温开水″，经温开水出水管(24)(见附图4)进入温开水出水室(27)，由三通阀(26)、(25)控制，从管(33)(见附图3)流出可立即饮用，或经温开水通道(22)(见附图4)进入温开水储水器(23)备用，通过阀(01)取出。
(4)从附
图1至6及前面的计算可知，室温净化水在″多回程波纹板换热器″(32)外侧(19)吸收了开水的热量后，变成了82.5℃的热水，再需要开水时，只要打开(18)的开关B，使用低功率加热丝，不久即得到100℃的开水，从而达到节能的目的。
下面是最佳实施例″家用型饮水器″各附图的图号说明01温开水取水阀20温开水通道02净化水进水室21加热室进水口03换热器外壳22温开水通道
04外壳体23温开水储水器05保温层24温开水出水管06外壳盖25三通阀手柄07胶质弯管26三通阀08孔板27温开水出水室09净化层28冷净化水入口10活性碳层29可调节接触式水银温度计11水净化器30电加热室12砂石过滤层31加热室出水口13麦饭石保健物32多回程波纹板换热器14蒸汽管33温开水出水口15温度计34100℃开水出水阀16走线孔35加热室出水口17密封圈36室温净化水取水阀18电热器37室温自来水进水管19冷净化水通道
权利要求1.一种电热节能保健饮水器，它由上部的“水净化器”、中部的“电热煮沸和热能回收装置”、下部的“温开水储水器”组成，其特征在于上、中、下三部分相互间为活动连接、上下对齐、功能各异上部的净化水出口“胶质弯管”(07)插进中部的“净化水进水室”(02)，中部的“温开水通道”(22)放进下部的“温开水储水器”(23)内。
2.根据权利要求1所述的饮水器，其特征在于饮水器上部的″水净化器″，从上到下由盖子、麦饭石保健物、砂石过滤层、活性炭层、净化层、孔板等组成。
3.根据权利要求1和2所述的饮水器，其特征在于中部的″电热煮沸和热能回收装置″，从左到右为垂直放的″净化水进水室″(02)、左右水平放的″多回程波纹板换热器″(32)、垂直放的″冷净化水入口″(28)、垂直放的″温开水出水室″(27)、前后水平放的″电加热室″(30)，相互间由进、出水管或螺钉固定之。
4.根据权利要求1、2、3所述的饮水器，其特征在于饮水器中部的″多回程波纹板换热器″，是将两板不锈钢波纹板密封于耐100℃温度的食用工程塑料壳体内，壳体外有石棉保温层密封，使开水降温、室温净化水升温。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的饮水器，其特征在于中部的″电热器″(18)的不锈钢套管内，有高、低功率两组电热丝供选用，以配合节能；当没有水时，″微型浮子式液位继电器″可自动切断电源。
6.根据权利要求1、2、3、4、5所述的饮水器，其特征在于饮水器上部的″水净化器″和饮水器下部的″温开水储水器″，外壳均由透明的食用工程塑料制造。
专利摘要电热节能保健饮水器，分上、中、下三部分，相互间为活动连接，功能各异上部“水净化器”(由上到下为盖子、麦饭石保健物、砂石过滤层、活性炭层、净化层、孔板)的出水胶质弯管(07)，插进中部“电热煮沸、热能回收装置”(由高、低功率两组电热丝及“多回程波纹板换热器”组成)的“净化水进水室”(02)，中部的“温开水通道”(22)，放进下部的“温开水储水器”(23)内。既可得到室温净化水及净化后的100℃开水，又可得比室温高10℃的净化后的温开水(空气含量大大降低，有保健功能)，节能77％，由于功能广，故优于目前的民用饮水器。
文档编号C02F1/68GK2076981SQ9020882
公开日1991年5月15日 申请日期1990年6月14日 优先权日1990年6月14日
发明者杨卫平 申请人:杨卫平