一种热交换器及应用该热交换器的饮水机的制作方法

1.本发明涉及电加热技术领域，具体为一种热交换器及应用该热交换器的饮水机。


背景技术：

2.目前大多数的咖啡机、饮水机中的热交换器是先将两端裁短以预留出空间，然后对端口进行车圆加工，最后再将电加热管或电加热丝套入铝管内，然后再挤压缩管，再弯曲成型。通过这样加工工艺制造出的热交换器存在一些问题：如使用寿命不高，管壁厚度大，加工麻烦，耗铝量大，生产成本高。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提出了一种热交换器及应用该热交换器的饮水机。
4.本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
5.一种热交换器，包括热交换套，所述热交换套包括并排分布且数量至少为两个的圆孔，相邻的两个圆孔的圆心距离与相邻的两个圆孔的半径之和的差值为0.5～1mm；
6.还包括加热部、受热部，所述加热部、受热部的数量之和与圆孔的数量一致，所述加热部、受热部以交替的方式对应安装在圆孔内，且加热部、受热部与圆孔之间通过挤压加工的方式连接，以消除加热部、受热部与圆孔之间的匹配间隙。
7.进一步地，所述加热部为加热管，所述受热部为冷水管，所述加热管与圆孔之间通过缩管的方式连接，所述冷水管与圆孔之间通过胀管或缩管的方式连接，所述冷水管内设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片。
8.进一步地，所述加热部为热水管，所述受热部为冷水管，所述热水管、冷水管与圆孔之间均通过胀管或缩管的方式连接，所述热水管、冷水管内均设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片。
9.进一步地，所述加热部为加热管，所述受热部为安装在圆孔两端且通过胀管或缩管的方式连接的水管接头，冷水经一端水管接头进入圆孔内受热成热水后经另一端水管接头流出，所述圆孔内设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片。
10.进一步地，所述加热部、受热部均为安装在圆孔两端且通过胀管或缩管的方式连接的水管接头，所述加热部中热水经一端水管接头进入圆孔内对受热部进行加热后经另一端水管接头流出，所述受热部中冷水经一端水管接头进入圆孔内受热成热水经另一端水管接头流出，所述圆孔内设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片。
11.进一步地，所述热交换套的材质为铝或铜。
12.一种应用热交换器的饮水机，包括水箱、加热单元，所述加热单元包括与水箱连通的进水口、由热交换套、加热部、受热部所构成的一号热交换器、二号热交换器、气液分离器、超声波振荡片、出水口，所述进水口、一号热交换器中的受热部、二号热交换器中的受热部、气液分离器、出水口依次连通，所述二号热交换器中的受热部与气液分离器之间依次设
有单向阀、节流阀，所述气液分离器与出水口之间依次设有一号电磁阀、二号电磁阀，所述气液分离器还与一号热交换器中的加热部连通，加热部的另一端连通在一号电磁阀、二号电磁阀之间，所述超声波振荡片与一号热交换器、二号热交换器、单向阀、节流阀、气液分离器以及管道贴合。
13.进一步地，所述加热单元收纳于水箱内。
14.本发明的有益效果是：
15.与现有技术相比，本发明通过缩短热交换器中热交换套上的相邻的两个通孔之间的间隙，从而增加了接触面积以及导热效率，且节约了铝材，降低了生产成本，节约了加工工艺，缩短了加工时长。此外，应用热交换器的饮水机，具有节能、便于携带等优点。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
17.图1为本发明热交换器中的热交换套的结构示意图；
18.图2为本发明中热交换器的第一种结构示意图；
19.图3为本发明中热交换器的第二种结构示意图；
20.图4为本发明中热交换器的第三种结构示意图；
21.图5为本发明中热交换器的第四种结构示意图；
22.图6为本发明中饮水机的工作原理示意图；
23.图7为本发明中饮水机的第一种结构示意图；
24.图8为本发明中饮水机的第二种结构示意图；
25.图9为本发明中饮水机的第三种结构示意图；
26.图10为本发明中饮水机的第四种结构示意图。
27.图中：1、圆孔；2、加热管；3、冷水管；4、热水管；5、水管接头；6、螺旋片；7、水箱；8、加热单元；9、进水口；10、气液分离器；11、出水口；12、单向阀；13、节流阀；14、一号电磁阀；15、二号电磁阀；16、支架；17、水箱腔室；18、支架腔室；19、杯搁板；20、水箱盖；21、卡槽；22、卡块；23、吸盘；24、小型水泵；25、注水口；26、超声波振荡片。
具体实施方式
28.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。
29.本发明包括热交换器和应用热交换器的饮水机两部分。
30.热交换器：
31.包括热交换套，所述热交换套包括并排分布且数量至少为两个的圆孔1，相邻的两个圆孔1的圆心距离与相邻的两个圆孔1的半径之和的差值为0.5～1mm；
32.现有的技术相比，本发明中这样的设计，使得两个圆孔1之间的间隙大大缩短，使得两个圆孔1之间的导热效率大大增加，进而达到了热交换效率好、节能等目的。所述热交换套的材质为铝或铜；热交换套上的相邻的圆孔1之间的侧边外部设有减重凹槽，该减重凹槽的的作用在于，整体上降低了热交换套的重量，以及降低了耗铝量，达到了降低生产成本的目的。
33.还包括加热部、受热部，所述加热部、受热部的数量之和与圆孔的数量一致，所述加热部、受热部以交替的方式对应安装在圆孔1内，且加热部、受热部与圆孔1之间通过挤压加工的方式连接，以消除加热部、受热部与圆孔1之间的匹配间隙。
34.本发明中的热交换器包括有四种结构方案，且均以圆孔1数量为两个为例进行说明。
35.第一种热交换器的结构方案：
36.如图1和图2所示，具体的，所述加热部为加热管2，所述受热部为冷水管3，所述加热管2与圆孔1之间通过缩管的方式连接，所述冷水管3与圆孔1之间通过胀管或缩管的方式连接，所述冷水管3设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片6，使用缩管的连接方式的目的在于，以消除冷水管3内壁与螺旋片6外侧之间的匹配间隙。
37.第二种热交换器的结构方案：
38.如图1和图3所示，具体的，所述加热部为热水管4，所述受热部为冷水管3，所述热水管4、冷水管3与圆孔1之间均通过胀管或缩管的方式连接，所述热水管4、冷水管3均对应设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片6，使用缩管的连接方式的目的在于，以消除热水管4内壁、冷水管3内壁与螺旋片6外侧之间的匹配间隙。
39.第三种热交换器的结构方案：
40.如图1和图4所示，具体的，所述加热部为加热管2，所述受热部为安装在圆孔1两端且通过胀管或缩管的方式连接的水管接头5，冷水经左端的水管接头5进入圆孔1内受热成热水后经右端水管接头5流出，所述圆孔1内设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片6，使用缩管的连接方式的目的在于，以消除圆孔1内壁与螺旋片6外侧之间的匹配间隙。
41.第四种热交换器的结构方案：
42.如图1和图5所示，具体的，所述加热部、受热部均为安装在圆孔1两端且通过胀管或缩管的方式连接的水管接头5，所述加热部中热水经右端水管接头5进入圆孔1内对受热部进行加热后经左端水管接头5流出，所述受热部中冷水经左端水管接头5进入圆孔1内受热成热水经右端水管接头5流出，所述圆孔1内设有材质为铝或不锈钢且通过缩管的方式连接的螺旋片6，使用缩管的连接方式的目的在于，以消除圆孔1内壁与螺旋片6外侧之间的匹配间隙。
43.饮水机：
44.如图6所示，包括水箱7、加热单元8，所述加热单元8包括与水箱7连通的进水口9、由热交换套、加热部、受热部所构成的一号热交换器、二号热交换器、气液分离器10、超声波振荡片26、出水口11，所述进水口9、一号热交换器中的受热部、二号热交换器中的受热部、气液分离器10、出水口11依次连通，所述二号热交换器中的受热部与气液分离器10之间依次设有单向阀12、节流阀13，所述气液分离器10与出水口11之间依次设有一号电磁阀14、二号电磁阀15，所述气液分离器10还与一号热交换器中的加热部连通，加热部的另一端连通在一号电磁阀14、二号电磁阀15之间，所述超声波振荡片26与一号热交换器、二号热交换器、单向阀12、节流阀13、气液分离器10以及其彼此之间的管道贴合，所述超声波振荡片26起到的作用是对热交换器及管道内的水进行超声波振荡，使得水垢不容易沉淀造成堵塞。
45.上述过程，为本发明中加热单元8的内部结构以及结构彼此之间的连接关系。其
中，所述一号热交换器的具体结构为上述热交换器中的第二种结构方案或第四种结构方案，所述二号热交换器的具体结构为上述热交换器中的第一种结构方案或第三种结构方案。
46.所述水箱7、进水口9、一号热交换器的受热部、二号热交换器的受热部、单向阀12、节流阀13、气液分离器10、一号电磁阀14、二号电磁阀15、出水口11构成了饮水机中的一号流经路线；水箱7、进水口9、一号热交换器的受热部、二号热交换器的受热部、单向阀12、节流阀13、气液分离器10、一号热交换器的加热部、二号电磁阀15、出水口11构成了饮水机中的二号流经路线。其中一号流经路线流出的是热水，二号流经路线流出的温水，方便了消费者使用。
47.所述一号电磁阀14用于控制一号流经路线热水的流出，所述二号电磁阀15用于控制二号流经路线温水的流出。
48.使用原理：本发明的使用过程分为能够流出100℃热水的开水状态和能够直接饮用的即饮节能状态，具体的过程如下：
49.开水状态：
50.水箱7内的冷水通过进水口9依次流经一号热交换器中的受热部、二号热交换器中的受热部，在经过二号热交换器中的受热部的时候，二号热交换器中的加热部对其内的冷水进行加热，加热过程中，温控器能够实时监测到水温温度，并通过控制面板上的显示面板显示出来。加热后的热水和热蒸汽通过单向阀12和节流阀13进入到气液分离器10内，本发明中的气液分离器10设定的打开条件是：水温达到100℃。而要想使得水温达到100℃的依据是：网址为：https://max.book118.com/html/2018/1001/6205122104001221.shtm所公开的《饱和蒸汽温度与绝对压力对照表》，通过该表，设定单向阀12的压力阀值，使得当单向阀12能够打开时，此时流经的水温刚好为100℃，气液分离器10打开后，在重力作用下，热水流向下方，通过管道以及一号电磁阀14，从出水口11流出。
51.即饮节能状态：
52.水箱7内的冷水通过进水口9依次流经一号热交换器中的受热部、二号热交换器中的受热部，在经过二号热交换器中的受热部的时候，二号热交换器中的加热部对其内的冷水进行加热，加热后的热水和热蒸汽通过单向阀12和节流阀13进入到气液分离器10内，关闭一号电磁阀14，使热水和热蒸汽将气液分离器10填满后，经过上方管道漫入到一号热交换器中的加热部内，与一号热交换器中的受热部内的冷水进行热交换，使得热水和热蒸汽温度下降至温水，并通过管道以及二号电磁阀15，从出水口11流出。
53.该状态下，一方面使得接出来的水能够立即饮用，另一方面，在与一号热交换器中的受热部内的冷水进行热交换的过程中，一号热交换器中的受热部内的冷水被加热成温水，减少了二号热交换器中的加热部的耗能，从而达到了节能及降低生产成本的效果。
54.进一步地，饮水机中的加热单元8能够收纳于水箱7内，以达到方便携带的目的。本发明中饮水机包括有四种结构方案。
55.第一种饮水机的结构方案：
56.如图6和图7所示，饮水机除了包括有水箱7、加热单元8外，还包括有支架16，所述水箱7、加热单元8、支架16以上、中、下的结构对应连接；其中，所述加热单元8固定在支架16上，所述水箱7的底部、加热单元8的上方对应设有卡槽21、卡块22，所述水箱7、加热单元8通
过卡槽21、卡块22固定连接；所述水箱7的内部设有水箱腔室17，所述水箱腔室17一方面起到装水的作用，另一方面起到收纳加热单元8的作用；所述水箱7的顶部带有可打开的水箱盖20，所述水箱盖20用于防止灰尘进入到水箱腔室17内；所述加热单元8上还设有控制面板和连接插头；所述支架16的内部设有支架腔室18，所述支架腔室18用于收纳水箱7；所述加热单元8上的出水口11位于支架腔室18内部右侧上方处，所述支架16的右侧底部处铰接设有杯搁板19，所述出水口11位于杯搁板19的正上方，所述杯搁板19用于放置接水的杯子。
57.收纳时，先将水箱7与加热单元8分离，将水箱腔室17内的水倒出，然后将加热单元8收纳于水箱腔室17内，盖上水箱盖20，然后再将水箱7收纳于支架腔室18内。
58.第二种饮水机的结构方案：
59.如图6和图8所示，饮水机只包括有水箱7、加热单元8，且水箱7与加热单元8以左右的结构连接，所述水箱7的底部自带有底座，所述水箱7的内部设有水箱腔室17，所述水箱腔室17一方面起到装水的作用，另一方面起到收纳加热单元8的作用；所述水箱7的顶部带有可打开的水箱盖20，所述水箱盖20用于防止灰尘进入到水箱腔室17内；所述加热单元8上还设有控制面板和连接插头；所述加热单元8上的出水口11设置在加热单元8的右侧上方处，所述加热单元8的右侧底部处设有杯搁板19，所述出水口11位于杯搁板19的正上方，所述杯搁板19用于放置接水的杯子；此外，所述水箱7的右侧侧壁上设有卡槽21，所述加热单元8的前后侧壁上设有卡块22，所述水箱7、加热单元8通过卡槽21、卡块22实现卡合固定连接。
60.收纳时，先将加热单元8从水箱7上分离下来，然后将水箱盖20打开，将加热单元8放置于水箱腔室17内。
61.第三种饮水机的结构方案：
62.如图6和图9所示，饮水机只包括有水箱7、加热单元8，所述水箱7、加热单元8以上下的结构连接，所述加热单元8的底部设有吸盘23，以方便饮水机直接吸附在桌子上。所述水箱7的内部设有水箱腔室17，所述水箱腔室17一方面起到装水的作用，另一方面起到收纳加热单元8的作用；所述水箱7的顶部带有可打开的水箱盖20，所述水箱盖20用于防止灰尘进入到水箱腔室17内；所述加热单元8上还设有控制面板和连接插头：所述加热单元8上的出水口11设置在加热单元8的右侧上方处，所述出水口11以阻尼铰接的方式安装；所述加热单元8的右侧侧壁处设有杯搁板19，所述杯搁板19与加热单元8的右侧侧壁之间通过可折叠的连杆连接，所述杯搁板19以只转动90
°
的铰接方式连接在连杆的下端部；所述水箱7的底部、加热单元8的上方对应设有卡槽21、卡块22，所述水箱7、加热单元8通过卡槽21、卡块22固定连接。
63.收纳时，先将水箱7与加热单元8分离，然后将出水口11向下方折叠，将杯搁板19向上折叠，然后再将连杆向上折叠，然后打开水箱盖20，将加热单元8放置于水箱腔室17内。
64.第四种饮水机的结构方案：
65.如图6和图10所示，饮水机只包括有水箱7、加热单元8，所述水箱7、加热单元8以下上的结构连接，与第三种饮水机的结构方案相比，水箱7置于下方，加热单元8置于上方；所述水箱7的底部自带有底座，所述水箱7的内部设有水箱腔室17，所述水箱腔室17一方面起到装水的作用，另一方面起到收纳加热单元8的作用；所述水箱7的顶部带有可打开的水箱盖20，所述水箱盖20用于承重加热单元8以及打开水箱腔室17，将加热单元8收纳于水箱腔室17内；所述水箱盖20上设有卡槽21，所述加热单元8的前后侧壁底部处设有卡块22，所述
加热单元8通过卡块22、卡槽21固定安装在水箱7上；所述水箱7的内部还设有小型水泵24，所述小型水泵24一端连接在加热单元8上，所述小型水泵24用于将水箱腔室17内的水抽入到加热单元8内，由于加热单元8置于水箱盖20上，因此不能够通过打开水箱盖20进行向水箱7内加水，所以在水箱7的左侧上侧壁处设有注水口25；所述水箱7的右侧处设有向左侧内凹的放置腔，放置腔的底部设有杯搁板19，所述放置腔及杯搁板19用于放置装水的杯子；所述加热单元8上还设有控制面板和连接插头；所述加热单元8上的出水口11设置在加热单元8的右侧下侧壁处，且位于杯搁板19的正上方。
66.收纳时，先将小型水泵24与加热单元8分离，然后将加热单元8从水箱7上分离，然后将水箱盖20打开，将加热单元8放置于水箱腔室17内。
67.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。