一种液体加热装置

技术领域

本发明涉及液体加热技术领域，尤其涉及一种液体加热装置。

背景技术

目前市场上的饮水机主要有两种形式，其中一种是具有冷液阀和热液阀的液体加热装置，当用户需要快速喝温水时，会采用将热液和未加热的冷液混合的方式；另一种是通过对直饮水直接加热到用户需求温度，例如45°，这两种饮水机获得的温水非煮沸的开水，饮水水质相对不佳。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种水质较好、能快速提供温水的液体加热装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种液体加热装置，包括储液容器、第一液体泵、第二液体泵以及液体加热组件，

所述液体加热组件包括冷却器和液体加热器，所述液体加热组件包括冷却液进口、出液口、进液口、冷却液出口；所述冷却器至少具有一条冷液通道、一条热液通道，所述冷液通道与所述热液通道之间形成热传递，所述液体加热器具有加热通道；

所述进液口与所述加热通道连通，所述加热通道与所述热液通道的进口连通，所述热液通道的出口与所述出液口连通，所述冷却液进口、冷液通道及冷却液出口连通；

所述液体加热组件的冷却液进口与所述第二液体泵连通，所述第二液体泵与所述储液容器连通，

所述第一液体泵出液端与所述液体加热组件的进液口连通，所述第一液体泵的进液端与所述储液容器和/或所述液体加热组件的冷却液出口连通。

上述技术方案提出的液体加热装置，有益效果在于：液体加热组件具有冷却器和液体加热器，可用于将储液容器中的液体输送至液体加热器加热后进入到冷却器的热液通道，可用于降低经液体加热器加热后的液体温度，如此可通过液体加热器加热至沸腾，并通过冷却器的降温，能够用于快速得到用户所需的温水，且水质较好。

附图说明

图1为本发明液体加热装置的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明液体加热装置的另一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明液体加热装置的又一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明的一种液体加热组件结构示意图；

图5为图4所示冷却器半剖结构示意图；

图6为图4所示冷却器部分结构半剖示意图；

图7为本发明第二种结构的冷却器流道结构示意图；

图8为本发明第三种结构的冷却器流道结构示意图；

图9为本发明第四种结构的冷却器流道结构示意图；

图10为本发明第五种结构的冷却器流道结构示意图；

图11为本发明第六种结构的冷却器流道结构示意图；

图12为本发明第七种结构的冷却器流道结构示意图；

图13为本发明第八种结构的冷却器结构示意图；

图14为图13冷却器剖视结构示意图；

图15为本发明第九种结构的冷却器结构示意图；

图16为图15冷却器剖视结构示意图；

图17为本发明第十种结构的冷却器结构部分剖面示意图。

图中：第一管1、第一冷却流道2、第二管3、热液流道4、第三管5、第二冷却流道6、密封件7、盖体8、冷却液进口9、出液口10、进液口11、冷却液出口12、冷却器13、液体加热器14、分隔部15、第二冷液口16、第一冷液口17、第一环形槽18、第二环形槽19、第三环形槽20、热水口21、第一环形部22、第二环形部23、第三环形部24、盖体25、储液容器26、第二液体泵27、第一液体泵28。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明可用于液体加热装置，以下以开水作为一种示例描述。应当明白，本发明也可以应用于其他液体。

参照图1，图1示意出一种液体加热装置的示意图，一种液体加热装置，包括储液容器26、第一液体泵28、第二液体泵27以及液体加热组件100，液体加热组件100包括冷却器13和液体加热器14，所述液体加热组件100包括冷却液进口9、出液口10、进液口11、冷却液出口12；所述冷却器至少具有一条冷液通道、一条热液通道，所述冷液通道与所述热液通道之间形成热传递，所述液体加热器具有加热通道；

所述进液口11与所述加热通道连通，所述加热通道与所述热液通道的进口连通，所述热液通道的出口与所述出液口10连通，所述冷却液进口9、冷液通道及冷却液出口12连通；

所述液体加热组件的冷却液进口9与所述第二液体泵27连通，所述第二液体泵27与所述储液容器26连通，

所述第一液体泵28出液端与所述液体加热组件的进液口11连通，所述第一液体泵28的进液端与所述储液容器26和/或所述液体加热组件的冷却液出口12连通。

出液口10可用于向用户输出用户所需的温度较低的温开水。

本文中，零件A与零件B连通包括零件A与零件B直接连通，也包括零件A与零件B之间通过其他零件连通的情况。举个例子，液体加热组件100的冷却液出口12下游可以连接有一个控制阀，控制阀可以为多通阀，其中一路和储液容器26连通，其中一路可以和第一液体泵28进液端连通；也可以是其中一路和储液容器26连通，一路可以和进液口11连通；液体加热组件100的冷却液出口12下游也可以连接有两个管路，其中一个管路可以和储液容器26连通，其中一路可以和第一液体泵28进液端连通，诸如此类。

本装置通过液体加热器14将液体加热到开水状态，然后开水进入冷却器13，同时通过第二液体泵27抽取储液容器26内部的冷水进入冷却器13，通过冷水与开水进行换热，使开水的温度降低，通过控制第二液体泵27的转速/流量使冷流体产生不同的流速，由此实现不同温度开水的获取，换热器换热后的冷水温度会变高，升温后的冷水用于输入给液体加热器14加热，加快液体加热器14烧开水的速度，使热能得到回收利用，降低液体加热器14电能消耗，节约能源。如此本装置可实现烧开后水的迅速降温，满足用户对冷温水的及时需求。

参照图2，作为另一种实施方式，所述储液容器26具有第一腔31和第二腔30，所述第一腔31与所述第二腔30连通，所述储液容器至少具有第一口32和第二口33，所述第一口32与所述第一腔31连通，所述第二口33与所述第二腔30连通，所述第二液体泵27的进液端与所述第二口33连通，所述第一液体泵28的进液端与所述第一口32连通。

第一腔31用于存储升温后的冷流体，第二腔30用于存储常温冷流体，第一腔31、第二腔30连通，冷、热水温度在短时间内不会互相影响，温水被抽取制作开水，热效率提高，两个水箱相通，确保两个腔之间水能够相通，该种结构有利于减小储液容器26的体积，降低成本。

参照图3，作为另一种实施方式，储液容器26具有第三口34，液体加热组件的冷却液出口12经第三口34与储液容器26的第一腔31连通，第一口32与第一液体泵28的进液端连通，第二口33与第二液体泵27的进液端连通；

储液容器26具有第一腔31和第二腔30，第一腔31用于储存被加热过具有一定温度的水，第二腔30用于储存冷水，更利于能量的利用，有助于提高整体效率。

当用户所需温度较低的温水时，由于第二液体泵27输送的液体流速较快，较多的液体可以经第三口34回流入第一腔31中，储存于第一腔31中，再经第一口32由第一液体泵28泵送至液体加热组件。如此，提高了液体加热装置的加热和冷却效率，不仅有利于提供较低温度的温水，还利于液体加热器的加热效率，降低整个装置的能耗。

应用于本装置的液体泵可以具有很多形式，可以为隔膜泵、离心泵等，本文中不一一列出。

应用于本装置的液体加热组件可以有多种实施方式，以下详细阐述液体加热组件的结构。

液体加热组件包括冷却液进口9、出液口10、进液口11、冷却液出口12，通过这四个口连接于系统中。

液体加热组件包括冷却器13和液体加热器14，其中冷却器13和液体加热器14可以通过管路连接，也可以做成整体结构。

作为一种实施方式，冷却器13和液体加热器14固定设置，所述冷却器13具有壳体和两个盖体，所述盖体位于所述壳体的端部，所述盖体与所述壳体密封设置；所述盖体具有所述冷却液进口9、出液口10、进液口11、冷却液出口12；

所述加热器具有加热管和外壳，所述加热管位于所述外壳内部，所述加热管内部具有所述加热通道，所述外壳的至少部分与所述盖体固定设置或一体设置。

盖体与壳体组装固定，有利于提高冷却器结构的稳定性和紧凑性。

具体的，参照图4，图4示意出加热器14的外壳和冷却器13的盖体通过卡扣、螺钉等方式固定。作为其他形式，加热器的外壳的至少部分和冷却器13的盖体通过一体注塑形成或一体拉伸形成或其他一体形成方式。作为其他形式，加热器的外壳可以包括第一部分和第二部分，其中第一部分可以与冷却器13的盖体通过一体加工工艺形成。

液体加热组件具有固定设置的冷却器和液体加热器，液体经液体加热器的加热通道后进入到冷却器的热液通道，可用于降低经液体加热器加热后的液体温度，通过液体加热器加热至沸腾，并通过冷却器的降温，能够用于快速得到用户所需的温水，且水质较好。

结合参照图5，冷却器13至少具有一条冷液通道、一条热液通道4，冷液通道与热液通道4之间形成热传递，液体加热器14具有加热通道141；进液口11与加热通道141连通，加热通道141与热液通道的进口连通，热液通道的出口与出液口连通，冷却液进口、冷液通道及冷却液出口连通。

冷却器13可以具有一条冷液通道、一条热液通道；冷却器13也可以具有两条冷液通道，一条热液通道；冷却器13也可以具有两条冷液通道和两条热液通道；作为其他实施方式，冷却器13还可以具有更多的冷液通道和热液通道。

参考图5，作为一种实施方式，冷却器13具有至少两条冷液通道，定义为第一冷却流道2和第二冷却流道6，冷却器13包括壳体，壳体具有第一冷却流道2、第二冷却流道6、热液流道4，热液流道4至少部分位于第一冷却流道2与第二冷却流道6之间，热液流道4与第一冷却流道2、第二冷却流道6之间形成热传递，设置两个冷却流道，热液流道同时与两个冷却流道实现热传递，能够更加快速的对开水进行降温。

作为三个流道的第一种实施方式：参照图5，壳体包括由内向外嵌套在一起的第一管1、第二管3、第三管5，第一管1内部为第一冷却流道2，第一管1与第二管3之间形成热液流道4，第二管3与第三管5之间形成第二冷却流道6，第一管1、第二管3、第三管5可以为同心设置的圆形管、椭圆形管、矩形管、多边形管，该种结构的壳体体积小，便于制造及装配。

作为三个流道的第二种实施方式：参考图7，壳体具有嵌套的第一管1和第二管3，第一管1位于第二管3内部，壳体具有分隔部15，分隔部分隔第一管内腔为第一冷却流道2和热液流道4，第一管与第二管之间为第二冷却流道6。

作为三个流道的第三种实施方式：参考图8，壳体具有嵌套的第一管1和第二管3，第一管1位于第二管3内部，壳体具有分隔部，分隔部连接第一管1外壁与第二管3内壁，第一管1内部为第一冷却流道2，第二冷却流道6位于分隔部的一侧，热液流道4位于分隔部的另一侧，热液流道4位于第一管的部分外壁与第二管的部分内壁之间，第二冷却流道6位于第一管的部分外壁与第二管的部分内壁之间。

作为冷却器两个流道的实施方式：参考图9-图12，冷却器具有一条冷液通道、一条热液通道，冷却器包括壳体，壳体包括分隔部15，冷液通道位于分隔部一侧，热液通道位于分隔部另一侧，其中分隔部为平板、或者分隔部具有向冷液通道凸起或向热液通道凸起的突出部，通过突出部提高换热面积。

本文中的第一管、第二管等不仅仅包括独立的管状结构，还包括作为一个整体结构的壳体，其中壳体中具有类似于具有多个类似管内腔的结构，在这种情况下，界定一体结构的壳体中的各个形成类似管腔的壁部为第一管、第二管等。本文中，用第一管、第二管等是用于更形象地描述技术方案。

本文中，分隔部的结构也可以有多种，图上为简单示意，分隔部可以具有增加换热面积的各种凸起、凸筋结构。

参考图11-图12，热液通道可以采用以下结构，热液通道为沿水流运动方向相垂直的截面为“D”字型结构或“C”字型结构或“W”字型结构。

参考图5、图13-图16，冷却器13包括壳体36和盖体25，盖体25为两个密封安装在壳体36两端。盖体25具有第一环形部22、第二环形部23、第三环形部24，所述第一环形部22与第二环形部23之间具有第二环形槽19，所述第二环形部23与第三环形部24之间具有第三环形槽20，所述第一管1密封套于所述第一环形部22外，所述第二管3密封套于所述第二环形部23外，所述第三管5密封套于所述第三环形部24外，所述第二环形槽18连通所述热液流道4与所述出液口10、所述进液口11，所述第一环形槽18连通所述第一冷却流道2和所述冷却液进口9、冷却液出口12，所述第三环形槽20连通所述第二冷却流道6和所述冷却液进口9、冷却液出口12。

参照图5和图6，所述盖体25包括密封件7和封盖37，所述第一环形部22、第二环形部23、第三环形部24位于所述密封件7，所述封盖37、密封件7、所述壳体36密封固定；

所述封盖37包括第一端盖38和第二端盖39，所述密封件7至少部分位于所述第二端盖39与所述壳体36之间，所述第一端盖38具有所述冷却液进口9、出液口10、进液口11、冷却液出口12。

所述第二环形部23具有第四环形槽40，所述第一管1端部内壁与第一环形部22外壁密封装配，所述第二管3端部嵌设密封在第四环形槽40内，所述第三管5外壁与第三环形部24内壁密封装配；

所述第二端盖39由中心向外依次设有贯穿孔41、第一环形槽18、第二环形槽19，所述贯穿孔41连通所述第一冷却流道2，所述第一环形槽18连通进液口11或出液口10，所述第一环形槽18通过密封件7开设的第四通孔42与热液流道4连通，所述第二环形槽19连通所述冷却液进口9或冷却液出口12，所述第二环形槽19通过密封件7开设的第三通孔50与第二冷却流道6连通；

所述第一端盖38向壳体的一侧一体成型有第一限位缘42、第二限位缘43，所述第一限位缘42贯穿部分所述密封件7、且所述第一限位缘42夹设在第二环形部23内壁与第一管1外壁之间，所述第二限位缘43密封套设在密封件7的第三环形部24外壁，所述第一端盖38中心一体成型有管部51，所述管部51内腔与冷却液进口9或冷却液出口12连通，所述管部51一端密封插设在第一环形部22内、一端贯穿所述第二端盖39的贯穿孔41，所述第一端盖38远离壳体的一侧一体成型有第三限位缘47，所述第二端盖39至少部分嵌设在第三限位缘47内，所述第一端盖38具有连通所述第一环形槽18与热液流道4的第二通孔49，所述第一端盖38具有连通所述第二环形槽19与第二冷却流道6的第一通孔48。

在该实施方式中，盖体具有第一端盖和第二端盖，通过端盖结构的设置，并通过将密封套套入壳体，将第一端盖、第二端盖、密封套、壳体组装密封固定，不仅使冷却器具有较好的换热效率，而且结构小巧。

作为冷却器具有三个流道的第四种实施方式：参考图12-图13，冷却器13包括壳体36和盖体25，盖体25为两个密封安装在壳体36两端。盖体25靠近壳体的一侧由内向外设有第一环形部22、第二环形部23、第三环形部24，第一环形部22具有第一环形槽18，第一环形部22与第二环形部23之间具有第二环形槽19，第二环形部23与第三环形部24之间具有第三环形槽20，第一管1与第一环形部22密封嵌套在一起，第二管3与第二环形部23密封嵌套在一起，第三管5与第三环形部24密封嵌套在一起，盖体25具有第二冷液口16、第一冷液口17、热水口21，第一冷液口17通过第一环形槽18与第一冷却流道2连通，第二冷液口16通过第三环形槽20与第二冷却流道6连通，热水口21通过第二环形槽19与热液流道4连通，一个盖体25的第二冷液口16、第一冷液口17为冷却液进口9，另一个盖体25的第二冷液口16、第一冷液口17为冷却液出口12；

在本实施方式中，盖体25具有连接耳，两个盖体的连接耳通过连杆35固定装配。

盖体的环形部直接通过密封圈与壳体的管分别密封设置，简化盖体的结构，降低装配难度，有利于减小冷却器的体积，便于实现自动化装配。

作为冷却器具有三个流道的第五种实施方式：参考图14-图15，冷却器13包括壳体和盖体25，盖体25为两个密封安装在壳体两端。盖体25靠近壳体的一侧由内向外设有第一环形部22、第二环形部23、第三环形部24，第一环形部22具有第一环形槽18，第一环形部22与第二环形部23之间具有第二环形槽19，第二环形部23与第三环形部24之间具有第三环形槽20，第一管1与第一环形部22密封嵌套在一起，第二管3与第二环形部23密封嵌套在一起，第三管5与第三环形部24密封嵌套在一起，盖体25外侧具有第二冷液口16和热水口21、内侧具有第一冷液口17，第二冷液口16通过第三环形槽20与第二冷却流道6连通，热水口21通过第二环形槽19与热液流道4连通，第一冷液口17一端通过第一环形槽18与第一冷却流道2连通，第一冷液口17另一端穿过第二环形槽19与第三环形槽20连通，一个盖体25的第二冷液口16、为冷却液进口9，另一个盖体25的第二冷液口16为冷却液出口12；

盖体的环形部直接通过密封圈与壳体的管分别密封设置，盖体外部仅具有一个第二冷水口和一个热水口，通过第一冷水口连通第六环形槽、第八环形槽，实现两个冷水流道、一个热水流道的设置，减少外部管路的使用，减少冷却器与外界其他设备的连接。

冷却器13还包括连杆35，连杆35位于第一管1内、且两端贯穿盖体25并通过螺母将盖体25锁紧在壳体端部。通过在第一管1中插入连杆35，连杆35不仅可用于第一管内部流体的换热，而且连杆35可同时用于将壳体两端的盖体与壳体固定，装配结构简单，装配后整体结构小巧。

参照图17，作为冷却器具有四个流道的实施方式，

所述冷却器具有至少两条冷液通道，定义为第一冷却流道2和第二冷却流道6，所述热流流道4包括第一热流道401和第二热流道402，所述冷却器包括壳体36，所述壳体36具有第一冷却流道2、第二冷却流道6、第一热流道、第二热流道，所述第一热流道401与所述第一冷却流道2热传递，所述第二热流道402至少部分位于所述第一冷却流道2与所述第二冷却流道6之间，所述第二热流道402与所述第一冷却流道2、所述第二冷却流道6之间形成热传递。

所述壳体36至少包括第一管1、第二管3、第三管5和第四管46，所述第一管1内部为所述第一热流道401，所述第一管1与第二管3之间形成所述第一冷却流道2，所述第二管3与所述第三管5之间形成所述第二热流道402，所述第三管5与第四管46之间形成所述第二冷却流道6；

所述盖体25具有第一环形部22、第二环形部23、第三环形部24，第四环形部47，第一环形部22具有第一环形槽18，所述第一环形部22与第二环形部23之间具有第二环形槽19，所述第二环形部23与第三环形部24之间具有第三环形槽20，所述第一管1密封套于所述第一环形部22外，所述第二管3密封套于所述第二环形部23外，所述第三管5密封套于所述第三环形部24外，所述第四管46密封套于所述第四环形部47外，第三环形部24与第四环形部47之间具有第四环形槽46，

第一环形槽18连通第一热流道401和进液口11或出液口10，第二环形槽19连通第一冷却流道2和所述冷却液进口9或冷却液出口12，第三环形槽20连通第二热流道402和进液口11或出液口10，第四环形槽46连通第二冷却流道6和所述冷却液进口9或冷却液出口12。

对于以上各种实施方式，进一步的冷却液进口与热液通道的出口位于冷却器同一端，冷却液出口与热液通道的进口位于冷却器同一端，冷水进口与热水出口位于冷却器的同一端，冷却水与热水逆向流动，可以实现热水出口位置温度快速调节的目的。

应用于本液体加热装置的液体加热器可以具有很多形式，例如内部具有加热通道的加热管、外部具有加热通道的加热管或加热块以及其他加热形式。

作为一种实施方式，液体加热器可以具有电阻膜加热管，电阻膜加热管内部具有加热通道，液体加热器用于液体的加热煮沸，其中电阻膜加热管可以为纳米膜电热管、红外膜电热管等，这种加热管加热速度快、加热效率高，更利于快速获得用户所需的温水。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变而得到的技术方案、构思、设计，都应涵盖在本发明的保护范围之内。