一种加热组件及其加热方法和饮水机

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体地，涉及一种加热组件及其加热方法和饮水机。

背景技术

即热式饮水机是在出水的过程中同时加热，因此需要时刻关注出水口的温度。然而，在饮水机的水路管道中，加热过程中容易形成水垢，如不及时清除水垢，则可能导致饮水机故障。目前缺乏有效的水垢监控手段，或者监控的成本过于高昂。此外，即热饮水产品在高原地区使用时，受沸点偏低的影响，容易造成喷蒸汽等影响客户使用或危及客户安全的现象，目前缺乏有效的高原自适应控制技术，或控制技术的硬件成本过高。因此，有必要设计一种装置，能够帮助判断出水水温异常的原因。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种加热组件及其监控方法和饮水机。

根据本发明的第一方面实施例的一种加热组件，包括发热管组件，发热管组件包括流道与发热部，所述发热部用于加热所述流道内的水，所述发热部环绕所述流道设置；水泵组件，所述水泵组件用于将水泵入所述流道中；控制组件，所述控制组件与所述发热部组电连接以控制所述发热部的开关以及所述发热部的加热功率和/或所述控制组件与所述水泵组件电连接以控制所述水泵的泵水速度；第一传感部件，所述第一传感部件能够测量流入所述流道的水的水温并反馈给所述控制组件；第二传感部件，所述第二传感部件能够测量流出所述流道的水的水温并反馈给所述控制组件；第三传感部件，至少一个所述第三传感部件抵接设置于所述发热部的外表面，且所述第三传感部件能够测量其与所述发热部的外表面抵接处的温度并反馈给所述控制组件。

根据本发明第一方面实施例的加热组件，至少具有如下有益效果：因此，通过检测发热部的温度，可以帮助判断出水温度异常的原因。

在一些实施例中，所述发热部包括一套管，所述发热元件设于所述套管的壁部，所述发热管组件还包括芯部，所述套管套设于所述芯部外，所述套管与所述芯部围合形成所述流道。

在一些实施例中，所述流道具有第一入口和第一出口，所述流道包括呈螺旋状设置的螺旋部，沿所述第一入口到所述第一出口的方向所述螺旋部的螺距逐渐变小。

在一些实施例中，所述加热组件还包括加压组件，所述加压组件用于增大所述发热管组件内的气压。

根据本发明第二方面实施例的加热组件的加热方法，用于本发明第一方面实施例的加热组件。所述加热方法包括，

获取理想工况下第一温度传感部件反馈的第一温度、第二温度传感部件反馈的第二温度、第三温度传感部件反馈的第三温度；

得到理想工况下第一、第二、第三温度的对应关系；

还包括,每次发热部对流道内的水进行加热时，

依顺序进行如下步骤：

A、获取发热部的发热功率，并获取第一温度、第二温度、第三温度以及预设第二温度；

B、将所述第二温度与预设第二温度进行比较；

如果所述第二温度低于所述预设第二温度，则进入步骤C；

C、根据第一温度、第二温度预设值以及第一温度、第二温度、第三温度的对应关系得出预期第三温度，将第三温度与预期第三温度进行比较；

如果第三温度高于所述预期第三温度，则发出提醒。

在一些实施例中，步骤C中还包括，如果第三温度未高于所述预期第三温度，则调高所述发热部的发热功率和/或降低泵水速度，并重新获取所述第二温度，如果所述第二温度较之前升高，则调节所述发热功率和/或泵水速度直至所述第二温度符合预设值；如果所述第二温度未较之前升高，则发出故障提醒。

在一些实施例中，步骤C中还包括，如果第三温度高于所述预期第三温度时，

调高所述发热部的发热功率或者降低所述水泵的泵水速度，然后再次获取所述第二温度，如果所述第二温度较之前升高，则发出除水垢提醒；如果所述第二温度较之前没有升高，则发出高原模式提醒和/或自动进入高原模式。

在一些实施例中，步骤B中还包括：如果所述第二温度高于所述预设第二温度，则进入步骤D；所述监控步骤还包括步骤D：调低发热部的发热功率和/或加大泵水速度，并随后重新获取第二温度，如果所述第二温度较之前降低，则自动调节发热功率和/或泵水速度直至所述第二温度符合预设值；如果所述第二温度未较之前降低，则发出故障提醒。

在一些实施例中，所述步骤C中还包括：发出除水垢提醒后，调节所述发热部的发热功率和/或降低所述水泵的泵水速度直至所述第二温度符合预设值；所述高原模式为，

当所述加热组件包括加压组件时，增大所述发热管组件内的气压以使所述第二温度符合预设值，当所述加热组件未包括加压组件时，将所述发热管组件置于增压环境中以使所述第二温度符合预设值；

和/或自动降低第二温度预设值。

根据本发明第三方面实施例的饮水机，包括本发明第一方面实施例的加热组件并采用根据本发明第二方面实施例的加热组件的加热方法。

在一些实施例中，所述第三传感器设置有多个。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的加热组件结构示意图；

图2是去除部分壳体后的加热组件结构示意图；

图3是一些实施例中加热管道组件、水泵组件、出水接头组件连接的结构示意图；

图4是图3中的结构的爆炸结构示意图；

图5是水泵组件安装到壳体时的爆炸结构示意图；

图6是支撑组件结构示意图；

图7是去除外壳后的加热管道组件结构示意图；

图8是变螺距的加热管道组件结构示意图；

图9是发热部与芯部拆解后的示意图；

图10是传感部件安装位置示意图；

图11-13是安装支架、发热管组件及其安装配合关系的示意图。

附图标记：

加热组件1；

发热管组件2，流道202，第一入口203，第一出口204，螺旋结构205，发热部206，连接部207，入水口208，出水口209，芯部210，卡接筋211，螺纹孔211，螺接部212；

水泵组件3，泵体301，进水接头302，支撑环303，支撑环的内壁304，缓冲件305，卡接筋306，支撑脚307，锥形头部308，抵接部309，环形凹槽310；

出水接头组件4，出水管401；

壳体5，支撑耳部501，通孔502，散热孔503；

第一传感部件601，第二传感部件602，第三传感部件603，防干烧温控器 604；

安装支架7，卡接槽701，通孔702，安装孔703，接线端子704。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、内、外等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、装配、配合等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

根据本发明第一方面实施例的加热组件1，参见图1-10，包括发热管组件2，发热管组件2包括流道202与发热部206，发热部206用于加热流道202内的水。这种设置一般用于即热式加热组件1，当然，当流道202足够粗时，可以视其为容器时，也可以成为储水式加热组件1。发热部206环绕流道202设置，这样可以充分将热量传递给流量内的水。水泵组件3，水泵组件3用于将水泵入流道202 中。控制组件，控制组件与发热部206组电连接以控制发热部206的开关以及发热部206的加热功率和/或控制组件与水泵组件3电连接以控制水泵的泵水速度，从而控制出水温度和/或出水速度。还包括第一传感部件601，第一传感部件601能够测量流入流道202的水的水温并反馈给控制组件，通过测量泵入的水的初始温度，可以结合设定的出水温度和/或出水速度来确定加热功率和/或泵水速度。还包括第二传感部件602，第二传感部件602能够测量流出流道202的水的水温并反馈给控制组件，即测量出水温度来确定温度是否达标。很多时候，出水温度可能不符合设定值，这可能是由多种原因导致的，其中的一个原因，可能是由于流道202壁上结有水垢，从而导致发热部206件的热不能充分传导至流道202 内的水，导致出水温度过低；这种情况下，由于发热部206件的热不能充分传递出去，自身的温度就会偏高；可见在这个例子中，通过测量发热部206的温度可以为判断出水温度的异常原因提供一个参考。还包括第三传感部件603，至少一个第三传感部件603抵接设置于发热部206的外表面，且第三传感部件603能够测量其与发热部206的外表面抵接处的温度并反馈给控制组件，这样可以测量发热部206的温度，从而在水温异常时能够帮助找出原因。

在一些实施例中，参见图10，第一传感部件601、第二传感部件602、第三传感部件603均为ntc温感器。在一些实施例中，第三传感部件603与第二传感部件602的距离小于第三传感部件603与第一传感部件601的距离，即第三传感部件603靠近第一出口204设置。可以理解的是，第三传感部件604可设置多个，其安装位置也可以根据需要进行调整。

在一些实施例中，参见图8-9，发热部206包括一套管，发热元件设于套管的壁部，发热管组件2还包括芯部210，套管套设于芯部210外，套管与芯部210 围合形成流道202。在一些实施例中，套管为厚膜发热管。

在一些实施例中，加热组件1还包括加压组件，加压组件用于增大发热管组件2内的气压。在一些实施例中，参见图1-5，一种加热组件1,包括发热管组件 2。发热管组件2包括发热件与流道202，发热件用于加热流道202内的水。这种设置一般用于即热式加热组件1，当然，当流道202足够粗时，可以视其为容器时，也可以成为储水式加热组件1。流道202设置有第一入口203和第一出口 204。水泵组件3，水泵组件3用于将水泵入第一入口203。还包括出水接头组件4，出水接头组件4连接于第一出口204，水可以直接从出水接头组件4导出至杯子，也可以在出水接头组件4上安装水管将水导出。其中，水泵组件3包括泵体301与进水接头302，泵体301是水泵的动力部分。进水接头302连接于第一入口203且与泵体301连接，从而水泵能将水泵入第一入口203。泵体301的至少一端悬空且泵体301的中部被一支撑组件支撑。这样，泵体301的至少一端是悬空的，从而悬空的端部不受振动影响，振动只会被传导至中部的支撑件，能够减少振动。在一些实施例中，泵体301的一端与进水接头302连接而没有其他支撑，泵体301的另一端完全悬空，这样泵体301的两端在其上下方向上都没有其他支撑。

在一些实施例中，参见图7-9，流道202的部分是由发热部206与一芯部210 围合而成。芯部210外周面包括螺旋结构205，从而使得流道202且也呈螺旋形设置。螺旋结构205的一端处设有入水口208与第一入口203相通，螺旋结构 205的另一端处设有出水口209与第二出口204相通。发热部206为一圆环柱状结构，其套在芯部210上时，第一入口203、入水口207、螺旋结构205与发热部206围合形成的流道202、出水口208、第二出口208形成一条完整的水流通道。这种螺旋状的设置，使得流道202内的水与发热件接触的时间长、面积大。在一些实施例中，发热部206为厚膜发热件，可以理解的是，发热部206也可以是其他合适的发热元件。在一些实施例中，流道202也可环绕发热件设置。在一些实施例中，芯部210与发热部206一体形成，可以理解的时，芯部210也可以可拆卸地与发热部206连接。例如，芯部210的一端通过连接部207可拆卸地与发热管组件2的其他部件连接，连接部207可以是螺纹连接部。

在一些实施例中，参见图8，流道202有限流的作用。例如，在一些实施例中，流道202可以被设置为，水在其中流动时，越靠近第一出口204时，流速越慢，这样可以使得，靠近第一出口204时，加热时间长，从而第一出口204处的温度越稳定，且能使第一出口204附近的流道202内能充满水，防止干烧。这可以通过多种方式来实现。例如，可以使得流道202靠近第一出口204处的横截面变小，即变细，从而可以使水流变慢且充满该段流道202。又例如，螺旋结构205，越靠近第一出口，其螺距越小，如图8所示，螺距b小于螺距a，从而可以降低水流量，从而使该处的流道202充满水防止干烧，同时能够增加与发热件的接触时间、提高了热效率，使第一出口204处的温度更稳定。

在一些实施例中，参见图6，支撑组件包括一套设于泵体301的支撑环303，支撑环303通过支撑脚307被支撑于加热组件1的壳体5。支撑环303用于支撑泵体301并承受泵体301的振动。在一些实施例中，支撑环303能够缓冲泵体 301的振动，支撑环的内壁304上设置有缓冲件305。在一些实施例中，缓冲件 305为凸设于支撑环的内壁304上的缓冲垫，例如，为海绵垫等具有弹性地垫子。可以理解的时，缓冲件305也可以是在支撑环的内壁304上安装的弹簧。

在一些实施例中，参见图6，支撑环的内壁304上还设置有卡接部，卡接部设置于缓冲件305沿支撑环303的轴向方向上的一侧。卡接部用于保证支撑环 303能够稳定地套在泵体301上，并能防止泵体301在工作时相对于支撑环303 转动或滑动。在一些实施例中，卡接部包括凸设于支撑环的内壁304的卡接筋 306，多个卡接筋306间隔设置于支撑环的内壁304，支撑环303套在泵体301 上时卡接筋306可以对泵体301卡接固定。在一些实施例中，缓冲垫相对于卡接筋306更靠近支撑环303的轴线,即缓冲垫的厚度要比卡接筋306厚，套在泵体 301上时，泵体301挤压缓冲垫使其基本与卡接筋306持平。在一些实施例中，卡接筋306也是采用弹性材料制成。

在一些实施例中，参见图5-6，支撑脚307包括锥形头部308，锥形头部308 的上方设置有抵接部309，抵接部309与锥形头部308之间设置有环形凹槽310，壳体5上设置有支撑耳部501，支撑耳部501开设有通孔502，支撑接插设于通孔502。安装时，锥形头部308先插入通孔502起导向作用直至抵接部309抵接在支撑耳部501上。锥形头部308的头部周向尺寸略小于通孔502的尺寸，靠近抵接部309的尾部周向尺寸略大于通孔502尺雨，抵接部309的周向尺寸大于通孔502的尺寸，因此，锥形头部308尾部插入时，会略有一点阻力，抵接部309抵接支撑耳部501时，支撑耳部501卡在环形凹槽310位置，即支撑脚307相对于支撑耳部501在上下方向上同时受到抵接部309和锥形头部308的限位。

在一些实施例中，参见图1-4，出水接头组件4包括出水管401，出水管401 的延伸方向垂直于发热件的延伸方向。出水接头组件4相对于发热管组件2可以旋转，因此当出水管401延伸方向垂直于发热件的延伸方向时，出水管401的出水方向可以被调整为任何垂直于发热件的延伸方向的方向，即出水管401可以调整为向左，也可以调整为向右。

在一些实施例中，参见图1-2，水泵组件3与发热管组件2呈L形设置，这样可以节约安装位置。壳体5上开设有散热孔503从而利于散热。

在一些实施例中，加热组件1还包括防干烧温控器604。防干烧温控器604 抵接于发热部206的外表面，当发热部206外表面的温度过高时，则自动反馈信号给控制组件，控制组件则立即发出报警信号并控制发热部206停止加热。防干伤温控器604可以是机械式的，也可以是电子式的。在一些实施例中，防干烧温控器604和第三传感部件603设置在一安装支架7上。安装支架7的两端设置有具有卡接槽701的卡接部，发热管组件的两端设置有卡接筋211，卡接槽201与卡接筋211卡接。在一些实施例中，发热管组件2的外表面还设置有螺接部212，螺接部212上设置有螺纹孔211，安装支架7上设有通孔702，螺纹件能穿过通孔702旋入螺纹孔211中进一步实现定位。螺接部212可以和发热管组件2一体形成，也可以能过焊接等方式连接。在一些实施例中，安装支架7上还设有安装孔703，防干烧温控器604穿过安装孔703与发热部206的外表面抵接。在一些实施例中，安装支架7上还设置有接线端子704。接线端子704与发热部206电连接，电源从接线端子704接入为发热部206供电。

根据本发明第二方面实施例的加热组件1的加热方法，用于根据本发明第一方面实施例的加热组件1。加热方法包括，获取理想工况下第一温度传感部件反馈的第一温度、第二温度传感部件反馈的第二温度、第三温度传感部件反馈的第三温度。

得到理想工况下第一、第二、第三温度的对应关系；

还包括,每次发热部对流道202内的水进行加热时，

依顺序进行如下步骤：

A、获取发热部的发热功率，并获取第一温度、第二温度、第三温度以及预设第二温度，预设第二温度即预设出水温度；

B、将第二温度与预设第二温度进行比较；

如果第二温度与预设第二温度相符，则返回步骤A；

如果第二温度低于预设第二温度，则进入步骤C；

C、根据第一温度、第二温度预设值以及第一温度、第二温度、第三温度的对应关系得出预期第三温度，将第三温度与预期第三温度进行比较；

如果第三温度高于预期第三温度，则发出提醒。

即每次加热时，首先验证出水温度(即第二温度)是否符合要求，如果不符合要求，继续判断第三温度与预期之间的差别，如果第三温度偏高，则很可能是由于形成水垢、传热不畅所导致的。当然，也可能是由于高原气压过低造成沸点偏低，而设定的水温高于当地大气压下的沸点，这种情况也可能造成水温无法继续上升而导致发热部传热不畅。无论是何种原因，这种情况下都要发出提醒，至于是发出何种提醒，则继续在下文中详述。可以理解的是，上述步骤B中，技术特征“如果第二温度与预设第二温度相符，则返回步骤A”不是必须的，如果第二温度与预设第二温度相符时，也可以不返回步骤A，例如可以直接结束该次步骤，直至下一周期后再重新开始步骤A，周期的开始可以是以开始加热为启动条件，也可以预设一个周期时间，例如，设周期为10秒，如果一个周期内，未完成上述步骤，则继续执行相应步骤，如果完成了，则等待至10秒，继续从步骤 A开始。

正如前文，水垢的存在和高原气压、沸点的因素都可能导致传热不畅，然而这两种原因存在一种区别。水垢存在时，加大功率或调低水流速度可以实现继续升温。而高原沸点偏低时，无论如何加热，出水温度都不会变化。根据上述原理，在一些实施例中，步骤C中还包括，如果第三温度高于预期第三温度时，调高发热部的发热功率和/或降低水泵的泵水速度，然后再次获取第二温度，如果第二温度较之前升高，则发出除水垢提醒；如果第二温度较之前没有升高，则发出高原模式提醒和/或自动进入高原模式。即如果调整功率、水流速度可以实现升温的，则可以判定为水垢原因，此时，调整发热功率、水流速度使第二温度符合要求即可，用户后续可以自行选择合适的时间进行除垢。如果调整功率、水流速度无法升温的，则发出高原提醒。在有条件时，则自动进入高原模式。在一些实施例中，步骤C中还包括：发出除水垢提醒后，调节发热部的发热功率和/或降低水泵的泵水速度直至第二温度符合预设值；高原模式为，当加热组件1包括加压组件时，增大发热管组件2内的气压以使第二温度符合预设值，当加热组件1 未包括加压组件时，将发热管组件2置于增压环境中以使第二温度符合预设值。高原模式也可以是，直接降低预设第二温度以满足高原地区的安全使用。

在一些实施例中，步骤C中还包括，如果第三温度未高于预期第三温度，则调高发热部的发热功率和/或降低泵水速度，并重新获取第二温度，如果第二温度较之前升高，则调节发热功率和/或泵水速度直至第二温度符合预设值，符合预设值后可以返回步骤A，也可待下次周期开始后再次执行步骤A；如果第二温度未较之前升高，则发出故障提醒。如果第二温度偏低而第三温度没有偏高，则表明传热较为顺畅，第二温度(即出水温度)偏低的原因可能是由于发热功率不足，此时自动调整发热功率、泵水速度应当就可以使第二温度符合要求，如果调整后第二温度还是没有变化，则意味着可能存在故障；可能的故障原因有发热部无法正常发热或者第二传感部件602不能正常反馈温度，此时就需要发出故障提醒。

在一些实施例中，步骤B中还包括：如果第二温度高于预设第二温度，则进入步骤D；监控步骤还包括步骤D：调低发热部的发热功率和/或加大泵水速度，并随后重新获取第二温度，如果第二温度较之前降低，则自动调节发热功率和/ 或直至第二温度符合预设值，符合预设值后可以直接返回步骤A，也可待下次周期开始后再次从步骤A中开始；如果第二温度未较之前降低，则发出故障提醒。出水温度既可能偏低，也可能偏低。在偏高时，首先我们通过调整发热功率和/ 或水流速度的方法调节，观察是否能使出水温度正常，如果还是无法使第二温度正常，则发出故障提醒。这种故障既有可能是发热部的故障，也有可能是传感部件的故障，需要进一步排查。

根据本发明第三方面实施例的饮水机，包括根据本发明第一方面实施例的加热组件1，并采用根据本发明第一方面实施例的加热方法。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。