一种开水器安全高效自动除垢装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种开水器安全高效自动除垢装置，包括控制器、显示器、醋酸储存瓶、超声波仪器、开水器水箱和开水器外壳；开水器水箱设置在开水器外壳内；超声波发生器及控制器分别位于开水器外壳内；在开水器外壳的顶部和底部分别有醋酸储存瓶和排污口，醋酸储存瓶和排污口分别通过管道与开水器水箱的顶部和底部连通；超声波换能器设置在开水器水箱外壁上；控制器分别与进酸口电磁阀、排污口电磁阀、出水口电磁阀和进水口电磁阀连接，控制器还与显示器和超声波仪器连接。本实用新型将安全除垢剂醋酸超声波技术结合除垢，提升了醋酸除垢及污泥清除的效果，解决开水器水垢问题，降低厂家除垢成本。
【专利说明】一种开水器安全高效自动除垢装置 【技术领域】
[〇〇〇1] 本实用新型涉及一种除垢装置，特别是涉及一种开水器安全高效自动除垢装置。【背景技术】
[0002] -直以来，开水器水垢问题困扰广大开水器厂商，水垢导热系数小，水垢的生成引 起开水器热效率降低、加热器断裂、水箱堵塞等问题。为解决该问题，人们从防垢与除垢这 两方面着手。防垢技术主要有化学剂防垢、超声波防垢、电磁场防垢及前置净水器防垢，但 因饮水安全、防垢效果不佳、成本高等问题，不能广泛运用。除垢技术相对于防垢技术在饮 水安全上，更能体现优势，因为水垢生成本身就能起到净水作用，水中沙石、过量的钙镁离 子、有害的重金属离子等都以水垢的形式析出，饮水更加健康。目前主要的除垢技术为定期 拆开水箱，进行人工清理，但这对于商家来说，无疑加大人工成本，商家迫切需要一种开水 器安全高效自动除垢装置，解决水垢问题，为顾客提供健康用水，降低人工成本。
[0003] 申请号为201110032374. 8的新型快速开水器设有清洗水垢装置，但需人工打开 操作盖板，开启球阀放掉热水，开启冲水阀清理水垢，人性化欠缺。此外，该新型快速开水器 仅利用自来水冲洗水垢，虽可将沉积在水箱底部的水垢清除掉，但加热器表面水垢问题并 未解决，水箱壁面水垢也不能单靠水冲洗掉。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是克服上述问题，通过醋酸与超声波技术相结合的方式，配以 自动化的控制技术，提供一种开水器安全高效自动除垢装置。
[0005] 本实用新型具体采用的技术方案是：
[0006] -种开水器安全高效自动除垢装置，包括控制器、显示器、醋酸储存瓶、超声波仪 器、开水器水箱和开水器外壳；超声波仪器主要由超声波发生器与超声波换能器连接组成； 开水器水箱设置在开水器外壳内；超声波发生器及控制器分别位于开水器外壳内；显示器 位于开水器外壳上；在开水器外壳的顶部和底部分别有醋酸储存瓶和排污口，醋酸储存瓶 和排污口分别通过管道与开水器水箱的顶部和底部连通，醋酸储存瓶和排污口与开水器水 箱连通的管道上分别设有进酸口电磁阀和排污口电磁阀；开水器水箱分别通过管道与进水 口和出水口连接，开水器水箱与进水口和出水口连接的管道上分别设有进水口电磁阀和出 水口电磁阀；超声波换能器设置在开水器水箱外壁上；控制器分别与进酸口电磁阀、排污 口电磁阀、出水口电磁阀和进水口电磁阀连接，控制器还与显示器和超声波仪器连接。
[0007] 优选地，所述醋酸储存瓶内设有醋酸储存瓶液位探针，顶部设有醋酸注入口，醋酸 注入口与醋酸储存瓶之间设有醋酸注入口阀门，醋酸注入口阀门与控制器连接。
[0008] 所述开水器水箱内设有低液位探针和高液位探针，低液位探针和高液位探针分别 与控制器连接。
[〇〇〇9] 所述超声波发生器及控制器分别位于开水器外壳内的左下角与右下角。
[〇〇1〇] 所述进水口与开水器水箱连接的管道上还设有流量计，流量计与控制器连接。
[0011] 所述显示器位于开水器外壳正面的上部.
[〇〇12] 所述超声波仪器的频率为32kHz，功率为250W。所述醋酸酸度为5. 5g/100mL;
[0013] 相对于现有技术，本实用新型具有如下优点和有益效果：
[〇〇14] 1)超声波本身能起到除垢作用，其空化效应可使液体介质产生大量气泡，气泡间 相互挤压破裂，产生强大压力峰，可使垢层粉碎并脱落；其剪切效应可使垢层与管壁产生速 度差，在垢层与管壁界面上形成相对剪切力，导致垢层产生疲劳而松脱。但超声波的除垢效 率低（除垢时间长、除垢量少)，不能单独运用在开水器自动除垢装置上。醋酸可与水垢发生 化学反应，达到除垢的目的，但单独运用醋酸除垢，醋酸除垢处理时间长，因水垢含有大量 污泥，醋酸不能与之反应，污泥粘附在水箱或加热器表面，不能自动脱落，需人工地用抹布 清理，难以实现开水器水垢的自动化清除。本实用新型实现超声波与醋酸协同配合，超声波 的空化效应、剪切效应，可强化醋酸的除垢效果，空化效应使水箱内醋酸溶液雷诺数增加， 强化传质，如对溶液进行了搅拌；同时，空化效应与剪切效应使垢层出现裂缝，相应增加醋 酸与水垢的接触面积，从而强化传质，强化醋酸的除垢效果。
[0015] 2)水垢主要成分为碳酸盐，醋酸可与其发生化学反应，使其溶解，达到除垢的目 的，且醋酸安全无毒。 【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型开水器安全高效自动除垢装置的结构示意图；
[0017] 图中示出：醋酸储存瓶1、开水器外壳2、开水器水箱3、超声波换能器4. 1、超声波 发生器4. 2、出水口电磁阀5、出水口 6、排污口电磁阀7、排污口 8、进水口 9、流量计10、进水 口电磁阀11、进酸口电磁阀12、低液位探针13、高液位探针14、显示器15、醋酸储存瓶液位 探针16、控制器17、醋酸注入口 18、醋酸注入口阀门19。 【具体实施方式】
[0018] 为更好理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步说明，但本实用新 型实施方式不限于此。
[0019] 如图1所示，一种开水器安全高效自动除垢装置，主要包括控制器17、显示器15、 醋酸储存瓶1、超声波仪器、流量计10、开水器水箱3和开水器外壳2 ;超声波仪器主要由超 声波发生4. 2器与超声波换能器4. 1连接组成；开水器水箱3设置在开水器外壳2内；超声 波发生器4. 2及控制器17分别位于开水器外壳2内，优选位于开水器外壳2内的左下角与 右下角；显示器15位于开水器外壳正面的上部；在开水器外壳2的顶部和底部分别有醋酸 储存瓶1和排污口 8,醋酸储存瓶1和排污口 8分别通过管道与开水器水箱3的顶部和底 部连通，醋酸储存瓶1和排污口 8与开水器水箱3连通的管道上分别设有进酸口电磁阀12 和排污口电磁阀7 ;开水器水箱3分别通过管道与进水口 9和出水口 6连接，开水器水箱3 与进水口 9和出水口 6连接的管道上分别设有进水口电磁阀11和出水口电磁阀5 ;进水口 9与开水器水箱3连接的管道上还设有流量计10 ;超声波换能器4. 1设置在开水器水箱3 外壁上；控制器分别与进酸口电磁阀12、排污口电磁阀7、出水口电磁阀5和进水口电磁阀 11，控制器17控制各个电磁阀开合，实现分别控制控制醋酸、污水、开水、自来水的进出；控 制器17还与显示器15、流量计10和超声波仪器连接，控制显示器运行，显示器设有启动除 垢程序的用水量设定、自动除垢提示灯、醋酸不足提示灯；流量计10读数通过信号传输给 控制器17,当流量达到设定用水量，自动除垢程序开启；
[0020] 优选地，醋酸储存瓶1内设有醋酸储存瓶液位探针16,顶部设有醋酸注入口 18,醋 酸注入口 18与醋酸储存瓶1之间设有醋酸注入口阀门19,醋酸注入口阀门19与控制器17 连接，通过控制器17控制醋酸不足提示灯的亮灭及补充醋酸；
[0021] 优选地，开水器水箱3内优选设有低液位探针13和高液位探针14,低液位探针13 和高液位探针14分别与控制器17连接，用于探测液位信号，传输给控制器17,控制自来水 及醋酸的加入量。
[0022] 超声波仪器优选广州市新栋力超声电子设备有限公司生产的NPB200型超声波 仪；超声波仪器的频率优选为32kHz，功率优选为250W;醋酸酸度优选为5. 5g/100mL。
[0023] 应用该开水器安全高效自动除垢装置除垢包括如下步骤：
[0024] 1)开水器运行前，根据产品手册中水质与除垢程序启动用水量表在显示器15设 定启动除垢程序的用水量，并在醋酸储存瓶1中倒入醋酸，使醋酸液位到达醋酸储存瓶液 位探针16,醋酸不足提示灯熄灭。
[0025] 2)开水器运行，当流量计10检测到用水量达到设定水量，自动除垢程序启动，显 示器15自动除垢提示灯开启，开水器停止运行。
[0026] 3)进水口电磁阀11打开，注入自来水，液位到达低液位探针13时，进水口电磁阀 11关闭，进酸口电磁阀12打开，注入醋酸，液位达到高液位探针14时，进酸口电磁阀12关 闭。
[0027] 4)超声波仪器的超声波换能器4. 1和超声波发生器4. 2启动，运行lh后关闭，排 污口电磁阀7打开，1分钟后关闭。
[0028] 5)进水口电磁阀11打开，注水至高液位探针14时关闭。
[0029] 6)超声波仪器的超声波换能器4. 1和超声波发生器4. 2启动，运行15分钟后关 闭，排污口电磁阀7打开，1分钟后关闭。
[0030] 7)重复步骤5)、步骤6)。
[0031] 8)除垢结束，自动除垢提示灯关闭，醋酸不足提示灯开启（提示用户补充醋酸，到 指定液位后，提示灯关闭)，开水器运行。
[0032] 通过上述步骤，开水器水垢清理实现自动化，商家人工成本降低，产品更人性化， 符合客户要求。
[0033] 在运行半年的开水器水箱3内通过醋酸储存瓶1注入500mL醋酸(食用醋酸一瓶)， 再注满自来水并在水箱四面安装超声波换能器，启动超声波仪器(广州市新栋力超声电子 设备有限公司产，型号：NPB200,频率为28?40kHz可调，功率为100?300W可调），设定 频率为35kHz，功率为200W，运行1小时后，打开水箱，发现水箱壁面及加热器表面水垢已清 除，污泥只是在个别部位有残留，再注满自来水，开启超声波仪器15分钟，重复两次后，污 泥清除干净。
[0034] 在两运行半年的开水器水箱3 (水箱容量为5L，水箱壁面有1_厚水垢，加热器水 箱3有3_厚水垢）通过醋酸储存瓶1内分别注入500mL醋酸(食用醋酸一瓶，广州市红桥 万利调味食用有限公司产，标号为SB10337,酸度：2. 5g/100mL)，再注满自来水，分别静置1 小时和2小时。测试发现静置1小时的水箱内，壁面的水垢已经清除掉，但留下许多污泥，需 用抹布清理，而加热器水箱3上剩余部分水垢；静置2小时的水箱内，壁面及加热器上的水 垢都清除掉，但留下污泥，需用抹布清理。为解决醋酸除垢时间长及污泥清洗不掉的问题， 本实用新型运用了醋酸与超声波技术相结合的方法。
[0035] 实施例1
[0036] 对9根运行半年的开水器加热器(有水垢）标号，称重（ml,m2,m3,m4,m5,m6,m7， m8，m9 )，分别置于9个醋酸浓度相同、容量相同的水箱中，用超声波频率同为35kHz，功率分 别为 100W、125W、150W、175W、200W、225W、250W、275W、300W进行处理，处理 30 分钟后，取出加 热器，烘干，称重（nl，n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8,n9)，将加热器分别置于盐酸中清洗，烘干称 重（al，a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9)，计算不同功率下的除垢率w=-x100%(wl,w2, m-a w3，w4，w5，w6，w7，w8，w9)。结果发现，随着超声波功率增加，除垢率增加，一开始，除垢率随 超声波功率增加而迅速增加，达250W后，除垢率变化不大。同理，运用单变量分析法，把功 率固定为 250W，改变超声波频率（28kHz，30kHz，32kHz，34kHz，36kHz，38kHz，40kHz)，得出 频率与除垢率之间的关系，除垢率随着频率的增加而降低，在28?32kHz之间，除垢率下降 缓慢，在32?36kHz之间，变化较大，在36?40kHz则趋于缓和。此外，超声波仪器产生的 噪音随功率增加而增加，随着频率增加而减少，而且超声波功率过高，耗电量更多，频率过 高,增加加工成本，频率过低，对开水器造成破坏。本实用新型考虑除垢效果、噪音、耗电、力口 工成本及对开水器的破坏等因素，优选超声波功率、频率分别为250W，32kHz。
[0037] 实施例2
[0038] 为方便使用，本实用新型所用醋酸为食用醋酸，根据浓度差异，有如下几种：（a) 酸度 2. 5g/100mL、（b)酸度 3. 5g/100mL、（c)酸度 4. 5g/100mL、（d)酸度 5. 5g/100mL、（e) 酸度6. 5g/100mL。为取得最佳醋酸浓度使用范围，对5根运行半年的开水器加热器(有水 垢）标号，称重（ml,m2,m3,m4,m5)，分别置于5L的水箱内，分别加入500mL醋酸（a?e) 与4. 5L自来水，分别用超声波（32kHz、250W)进行处理，60分钟后，取出加热器，烘干，称重 (nl，n2,n3,n4,n5)，然后将加热器置于盐酸中清洗，烘干称重（al，a2,a3,a4,a5)，计算除 垢率w=-xl〇〇%(wl，w2,w3，w4，w5)，结果见表1酸度与除垢率关系，当酸度彡5. 5g/ Π? - cl mL时，除垢率达100% ;酸度< 5. 5g/mL时，除垢率小于100%。随酸度增加，除垢率呈上升趋 势，最后达100%，本实用新型优选功率和频率分别为250W和32kHz的超声波，优选醋酸浓度 为5. 5g/100mL。由表1也可知，本实用新型装置的除垢效果达到百分之90以上，比现有技 术有明显的改进，证明超声与醋酸除垢具有协同配合的效果。
[〇〇39]表1酸度与除垢率关系表[0040]
【权利要求】
1. 一种开水器安全高效自动除垢装置，其特征在于包括控制器、显示器、醋酸储存瓶、 超声波仪器、开水器水箱和开水器外壳；超声波仪器主要由超声波发生器与超声波换能器 连接组成；开水器水箱设置在开水器外壳内；超声波发生器及控制器分别位于开水器外壳 内；显示器位于开水器外壳上；在开水器外壳的顶部和底部分别有醋酸储存瓶和排污口， 醋酸储存瓶和排污口分别通过管道与开水器水箱的顶部和底部连通，醋酸储存瓶和排污口 与开水器水箱连通的管道上分别设有进酸口电磁阀和排污口电磁阀；开水器水箱分别通过 管道与进水口和出水口连接，开水器水箱与进水口和出水口连接的管道上分别设有进水口 电磁阀和出水口电磁阀；超声波换能器设置在开水器水箱外壁上；控制器分别与进酸口电 磁阀、排污口电磁阀、出水口电磁阀和进水口电磁阀连接，控制器还与显示器和超声波仪器 连接。
2. 根据权利要求1所述的开水器安全高效自动除垢装置，其特征在于：所述醋酸储存 瓶内设有醋酸储存瓶液位探针，顶部设有醋酸注入口，醋酸注入口与醋酸储存瓶之间设有 醋酸注入口阀门，醋酸注入口阀门与控制器连接。
3. 根据权利要求1所述的开水器安全高效自动除垢装置，其特征在于：所述开水器水 箱内设有低液位探针和高液位探针，低液位探针和高液位探针分别与控制器连接。
4. 根据权利要求1所述的开水器安全高效自动除垢装置，其特征在于：所述超声波发 生器及控制器分别位于开水器外壳内的左下角与右下角。
5. 根据权利要求1所述的开水器安全高效自动除垢装置，其特征在于：所述进水口与 开水器水箱连接的管道上还设有流量计，流量计与控制器连接。
6. 根据权利要求1所述的开水器安全高效自动除垢装置，其特征在于：所述显示器位 于开水器外壳正面的上部。
7. 根据权利要求1所述的一种开水器安全高效自动除垢装置，其特征在于：所述超声 波仪器的频率为32kHz，功率为250W。
【文档编号】B08B7/04GK203862626SQ201420124867
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】刘文忠, 吴国华, 樊栓狮, 李静, 李志文 申请人:广东恒联食品机械有限公司