净水设备及其出水嘴的制作方法

1.本实用新型涉及水源净化技术领域，特别涉及一种净水设备及其出水嘴。


背景技术：

2.相关技术中，净水设备的出水嘴流出水流的流速低，导致水流飘散，影响用户的使用体验。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种出水嘴，旨在提高流出水流的流速。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的出水嘴包括壳体、进水管及出水管；所述壳体具有空腔；所述进水管与所述壳体连接，并与所述空腔连通；所述出水管与所述壳体底部连接，并连通所述空腔，所述出水管包括导流段，所述出水管的径切面上具有不在同一竖直线上的上端点和下端点，所述上端点和下端点之间设有最速降线，所述最速降线上设有任意点，所述最速降线位于所述上端点和所述任意点之间的线段与所述径切面和所述导流段内壁面的交线重合。
5.可选的，所述任意点为所述最速降线的中点。
6.可选的，所述出水管还包括出水段，所述导流段与所述壳体底部连接，所述导流段连通所述空腔和所述出水段。
7.可选的，所述壳体内设置有缓冲结构，所述缓冲结构位于所述进水管与所述出水管之间。
8.可选的，所述缓冲结构为设于所述壳体内的挡板，所述挡板上设有多个通孔。
9.可选的，所述通孔为圆孔。
10.可选的，多个所述通孔呈阵列排布。
11.可选的，所述挡板与所述壳体的内底壁连接的边缘设有多个缺口。
12.可选的，所述缺口呈半圆状设置，或者，所述缺口呈长条状设置。
13.可选的，所述壳体包括底板、侧板及集流板；所述侧板设于所述底板一侧；所述集流板设于所述底板一侧，所述集流板与所述侧板连接，所述集流板形成有开口朝向所述进水管方向的集流通道，所述集流通道连通所述进水管和所述出水管，且沿所述进水管至所述出水管的方向渐缩设置。
14.可选的，所述集流板包括截流段和两集流段，两所述集流段与所述侧板连接，两所述集流段之间呈夹角设置，两所述集流段之间的间距沿所述进水管至所述出水管的方向逐渐减小；所述截流段连接两所述集流段，所述截流段设于所述出水管入口的周沿。
15.可选的，所述底板设有排水孔，所述排水孔位于所述截流段背离所述出水管的一侧。
16.可选的，所述底板设有凹槽，所述凹槽呈锥形凹陷设置，所述排水孔位于所述凹槽的最低点。
17.可选的，所述底板沿所述进水管到所述出水管的方向逐渐向下倾斜设置。
18.可选的，所述进水管与所述壳体的顶部连接。
19.可选的，所述壳体的内底壁对应所述进水管的位置凸设有分流凸台。
20.可选的，所述壳体包括壳主体和上盖，所述出水管连接于所述壳主体的底部；所述上盖，盖设于所述壳主体的顶部，所述进水管连接于所述上盖的顶部。
21.本实用新型还提出一种净水设备，所述净水设备包括如上任一项所述的出水嘴。
22.本实用新型的技术方案，出水管的导流段采用最速降线设计，以提高出水管流出水流的流速，从而避免流出的水流飘散，进而提高用户的使用体验。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本实用新型出水嘴一实施例的结构示意图；
25.图2为图1中出水嘴的剖视图；
26.图3为图2中a处的局部放大图；
27.图4为本实用新型导流段的最速降线的设计示意图；
28.图5为图1中出水嘴另一视角的剖视图；
29.图6为图1中壳主体的结构示意图；
30.图7为图6中壳主体的剖视图；
31.图8为图1中上盖的结构示意图；
32.图9为本实用新型出水嘴另一实施例的结构示意图；
33.图10为本实用新型出水嘴内一截面的流场图；
34.图11为本实用新型出水嘴内一截面的气液分布图；
35.图12为本实用新型出水嘴内另一截面的流场图；
36.图13为本实用新型出水嘴内另一截面的气液分布图；
37.图14为本实用新型出水嘴内又一截面的流场图；
38.图15为本实用新型出水嘴内又一截面的气液分布图。
39.附图标号说明：
40.标号名称标号名称100出水嘴13空腔10壳体131第一腔室11壳主体132第二腔室111底板20进水管112侧板30出水管113集流板31导流段114集流段32出水段115截流段40排气管
116排水孔50挡板117凹槽51通孔118分流凸台52缺口12上盖
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41.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
44.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
45.本实用新型提出一种出水嘴100，适用于净水设备，净水设备可以为饮水机或净饮机等，对此不作具体限定。
46.在本实用新型实施例中，如图1-图4所示，该出水嘴100包括壳体10、进水管20及出水管30；所述壳体10具有空腔13；所述进水管20与所述壳体10连接，并与所述空腔13连通；所述出水管30与所述壳体10底部连接，并连通所述空腔13，所述出水管30包括导流段31，所述出水管30的径切面上具有不在同一竖直线上的上端点和下端点，所述上端点和下端点之间设有最速降线，所述最速降线上设有任意点，所述最速降线位于所述上端点和所述任意点之间的线段与所述径切面和所述导流段31内壁面的交线重合。
47.具体说来，壳体10可以呈盒状设置，也可以呈其他形状设置，对此不作具体限定。壳体10用于安装出水嘴100至净水设备上，并且提供用于供水流流动的空间。进水管20可以为圆管，也可以为方管，对此不作具体限定。本实施例中，进水管20连接于壳体10的顶部。在其他实施例中，进水管20也可以连接于壳体10的底部或侧部，对此不作过多限定。进水管20用于与净水设备内的水路连接，以供水流流入壳体10的空腔13内。出水管30可以为圆管，也可以为方管，对此不作具体限定。出水管30用于供壳体10内的水流出，即净水设备的水从出水嘴100的出水管30流出。本实施例中，出水管30沿竖直方向延伸设置，便于用户取水。
48.需要说明的是，出水管30的径切面为经过出水管30的轴心线并沿竖直方向延伸的平面。在出水管30的径切面上设有两个不在同一竖直线上的端点，一个为上端点，另一个为下端点，即上端点不在下端点的竖直方向上，上端点在下端点的斜上方。最速降线为仅受重力作用且初速度为零的质点从上端点运动到下端点所需时间最短的曲线。任意点指最速降
线上除上端点外的任意一个点，任意点可以为最速降线的二等分点或三等分点或下端点等，对此不作具体限定。
49.可以理解的是，导流段31为出水管30的一段，导流段31可以设于出水管30的上部，也可以设于出水管30的中部，对此不作具体限定。导流段31的内壁面与最速降线的上端点至任意点之间的线段绕出水管30的轴心线旋转一周形成的环形曲面重合，即最速降线的上端点在导流段31内壁面入口的周缘上，任意点在导流段31内壁面出口的周缘上。如此设置，能够使水流从导流段31的入口流动至导流段31的出口的时间最短，即提高了水流的流速。导流段31的内壁面自出水管30的内部向出水管30的外部的方向弯曲以形成凹面，能够使流经导流段31的水流贴附导流段31内壁面流动。导流段31的内壁面自导流段31入口至导流段31出口的方向上逐渐收缩，提高流出水流的流速，避免水流飘散，保证水流呈束状流出(如图12中的右图、图13中的右图、图14中的右图及图15中的右图所示)。
50.如图3和图4所示，导流段31的设计方法为：在出水管30的径切面上确定一个点为上端点(如图4中a所示)，再确定另一个不在上端点竖直方向上的点为下端点(如图4中b所示)，以上端点作为原点，建立平面直角坐标系，设置一个滚圆，在滚圆上设置一个定点(如图中c所示)，使滚圆在x轴上滚动时，上端点和下端点均在该定点的运动轨迹上，该定点的运动轨迹为最速降线，最后通过最速降线的标准参数方程求得该最速降线，最速降线的标准参数方程为：x＝r(θ-sinθ)，y＝r(1-cosθ)。其中，r为滚圆的半径，θ为该定点的速度方向与y轴的夹角。可以理解的是，不同净水设备的出水嘴100的尺寸参数可能不同，因此，在设计导流段31的时候，上端点的位置、下端点的位置及滚圆的半径可根据出水嘴100的结构作调整，例如，出水管30的长度较长时，导流段31的长度也可以相应设计得长一些，对此不作具体限定。
51.本实用新型的技术方案，出水管30的导流段31采用最速降线设计，以提高出水管30流出水流的流速，从而避免流出的水流飘散，进而提高用户的使用体验。
52.在一实施例中，所述任意点为所述最速降线的中点。
53.可以理解的是，最速降线从上端点至下端点的斜率逐渐减小，即质点受到重力在竖直方向上的分力逐渐减小，质点的加速度逐渐减小，可知，质点在最速降线的上半段的速率增长相对在下半段的速率增长较快，因此，任意点取最速降线的中点(二等分点)，以使质点在相对更短的时间内获取较大的速度，从而使流经导流段31的水流在短时间内获取较大流速，进而减小导流段31的长度，有利于出水嘴100结构紧凑设计。
54.在本实施例中，导流段31的内壁面与最速降线位于上端点和中点之间的线段绕出水管30的轴心线旋转一周形成的环形曲面重合。
55.在一实施例中，如图2和图3所示，所述出水管30还包括出水段32，所述导流段31与所述壳体10底部连接，所述导流段31连通所述空腔13和所述出水段32。
56.在本实施例中，导流段31设于出水管30的上段，壳体10的底部设有与空腔13连通的出水口，出水口与导流段31的入口连通，出水段32的入口与导流段31的出口连通，出水段32呈圆管状设置，出水段32的内径在其轴向上等径设置。水流从空腔13内流入至导流段31增加流速，然后从出水段32流出出水嘴100。
57.在其他实施例中，还可以是，出水段32的内径在其轴向上渐缩设置，以增加流出水流的流速，防止水流飘散。
58.在一实施例中，如图2和图5所示，所述壳体10包括壳主体11和上盖12，所述出水管30连接于所述壳主体11的底部；所述上盖12，盖设于所述壳主体11的顶部，所述进水管20连接于所述上盖12的顶部。
59.具体说来，壳主体11的顶部设有开口，上盖12盖设于壳主体11的开口处，以形成空腔13。壳主体11和上盖12热熔固定，或胶粘固定，或一体连接，或螺栓固定，对此不作具体限定。出水管30与壳主体11的底部一体连接，或热熔连接，或螺栓连接，对此不作具体限定。进水管20与上盖12顶部一体连接，或热熔连接，或螺栓连接，对此不作具体限定。
60.在一实施例中，如图1和图2所示，所述出水嘴100还包括排气管40，排气管40与壳体10连接，并与空腔13连通。
61.可以理解的是，当用户需要使用沸水时，净水设备输出沸水，而沸水会产生大量蒸汽，蒸汽和沸水同时从出水嘴100喷出，沸水易在蒸汽的气流作用下产生飞溅，导致烫伤用户。
62.本实施例通过设置排气管40与空腔13连通，以在出水嘴100通入沸水时，沸水产生的蒸汽能够通过排气管40排出，以避免蒸汽随沸水从出水管30喷出，烫伤用户。
63.在本实施例中，排气管40连接于上盖12，蒸汽的密度小于空气的密度，因此蒸汽会向上流动，排气管40设于上盖12可以方便蒸汽排出，以实现沸水与蒸汽分流，从而有效避免蒸汽随沸水从出水管30喷出，烫伤用户。
64.在一实施例中，如图2所示，所述壳体10内设置有缓冲结构，所述缓冲结构位于所述进水管20与所述出水管30之间。
65.可以理解的是，进水管20流入的水流的流速可能不稳定，时快时慢，易导致出水嘴100出水不稳定。本实施例在出水管30和进水管20之间设置缓冲结构，以降低自进水管20流入的水流的流速，从而使得经过缓冲结构的水流后续流动稳定，进而保证出水嘴100出水稳定。
66.在一实施例中，如图2、图5及图8所示，所述缓冲结构为设于所述壳体10内的挡板50，所述挡板50上设有多个通孔51。
67.具体说来，挡板50阻挡进水管20流入壳体10内的水流，水流通过通孔51从挡板50流出，以对水流进行缓冲和节流，如图10中的右图和图11中的右图所示，从而降低使流经挡板50后的水流的流速的峰值，减小冷核心温降，使流经挡板50后的水流的突扩区压力和速度分布均匀，进而保证流经挡板50后的水流的流场稳定，减少气液混合物的生成，有效改善出水嘴100出水时水流飘散和喷雾的问题。比如在出水嘴100通入沸水时，减少沸水与蒸汽的混合物的生成，能够有效防止沸水在蒸汽的气流作用下形成喷雾，从而避免用户在取水时被烫伤，进而提高净水设备的安全性。
68.在本实施例中，挡板50与上盖12一体连接设置。在其他实施例中，还可以是，挡板50与上盖12热熔连接，或螺栓连接；也可以是，挡板50与壳主体11一体连接，或热熔连接，或螺栓连接，对此不作具体限定。
69.在本实施例中，挡板50与水流流向正交设置，即挡板50的法向与水流的流向平行设置，以保证挡板50对进水管20流出水流的缓冲效果。在其他实施例中，还可以是，挡板50与水流流向倾斜设置，对此不作具体限定。
70.在本实施例中，通孔51为圆孔，方便制孔。在其他实施例中，还可以是，通孔51为多
边形孔，或不规则形状孔，对此不作具体限定。
71.在本实施例中，多个通孔51呈阵列排布，该阵列为方阵，相邻的通孔51在竖直方向上的间距相等，相邻的通孔51在水平方向上的间距相等，以使流经挡板50后的水流的突扩区压力和速度分布均匀，从而保证流经挡板50后的水流的流场稳定。在其他实施例中，还可以是，多个通孔51呈椭圆状排布，或呈菱形状排布，对此不作过多限定。
72.在一实施例中，如图2、图8及图9所示，所述挡板50与所述壳体10的内底壁连接的边缘设有多个缺口52。
73.本实施例中，挡板50的侧边与壳主体11的内侧壁相抵，挡板50的底边与壳主体11的内底壁相抵。可以理解的是，挡板50与壳主体11内壁之间可能存在缝隙，缺口52与壳主体11的内底壁配合形成过水孔，以避免壳主体11在与上盖12装配后，水流通过缝隙形成不均匀的狭缝流，导致出水嘴100发出异音。
74.在一实施例中，如图8所示，所述缺口52呈半圆状设置。在本实施例中，缺口52在水平方向上的投影呈半圆形，缺口52与壳主体11的内底壁配合形成半圆形的过水孔。
75.在一实施例中，如图9所示，所述缺口52呈长条状设置。
76.在本实施例中，缺口52自挡板50的底边朝背离壳主体11的方向延伸设置，相邻的缺口52的长度不等，缺口52分为短缺口52和长缺口52，短缺口52和长缺口52交替设置。在其他实施例中，也可以是，各个缺口52的长度相等，对此不作具体限定。
77.在一实施例中，如图6和图7所示，所述壳体10包括底板111、侧板112及集流板113；所述侧板112设于所述底板111一侧；所述集流板113设于所述底板111一侧，所述集流板113与所述侧板112连接，所述集流板113形成有开口朝向所述进水管20方向的集流通道，所述集流通道连通所述进水管20和所述出水管30，且沿所述进水管20至所述出水管30的方向渐缩设置。
78.可以理解的是，出水管30连通于集流通道的末端，集流通道的通道面积沿进水管20至出水管30的方向逐渐减小，以使水流的流速增大，水流的压力降低，从而达到对水流进行节流降压的效果，并使水流呈束状收缩，进而保证进入出水管30前的水流的流场稳定(如图10中的右图和图11中的右图所示)。
79.在本实施例中，壳主体11包括底板111、侧板112及集流板113，侧板112呈环状设置，侧板112连接于底板111的周缘，以形成一侧具有开口的第一腔室131。集流板113设于第一腔室131中，并且集流板113的相对设置的两侧边分别与侧板112的相对设置的两侧壁连接，以使从进水管20流进的水流均流经集流通道，从而对从进水管20流入的水流进行节流降压，提高水流流速，使水流呈束状进入出水管30。
80.在一实施例中，如图6所示，所述集流板113包括截流段115和两集流段114，两所述集流段114与所述侧板112连接，两所述集流段114之间呈夹角设置，两所述集流段114之间的间距沿所述进水管20至所述出水管30的方向逐渐减小；所述截流段115连接两所述集流段114，所述截流段115设于所述出水管30入口的周沿。
81.可以理解的是，集流段114的相对设置的两侧边，其中一侧边与壳主体11的侧板112连接，另一侧边与截流段115连接。截流段115形成有开口朝向进水管20的方向的截流通道，截流通道连通集流通道和出水管30，两集流段114之间形成集流通道，截流段115将集流通道流出的水流截住，并使其流入出水管30。
82.在本实施例中，截流段115呈弧形板状设置，集流段114呈弧形板状设置。在其他实施例中，还可以是，集流段114呈平板状设置。
83.在一实施例中，如图5和图6所示，所述底板111设有排水孔116，所述排水孔116位于所述截流段115背离所述出水管30的一侧。
84.可以理解的是，集流板113与上盖12之间设有间隙，集流板113将空腔13划分为第一腔室131和第二腔室132，第一腔室131与第二腔室132通过集流板113与上盖12之间的间隙连通，排水孔116连通第二腔室132与出水嘴100外部。当进水管20流入的水流流量过大时，出水管30无法及时排出水流，水流从第一腔室131满溢流出至第二腔室132，通过第二腔室132的排水孔116将溢出的水流排出，以增大出水嘴100的出水量。
85.比如，当用户需要使用温水或冷水时，此时通过出水嘴100的水流量较大，温水或冷水可越过集流板113进入第二腔室132，此时排水孔116与出水管30均可出水；由于温水并没有达到沸腾的温度，因此并不会产生高温蒸汽，所以即使排水孔116与出水管30同时出水也不会造成飞溅，并且水温不高，不会对用户造成烫伤。
86.本实施例中，排水孔116的数量为两个，两个排水孔116相对设置于截流段115外壁的相对两侧。在其他实施例中，还可以是，排水孔116的数量为一个，排水孔116环绕截流段115外壁设置；或，排水孔116的数量为三个，三个排水孔116间隔设置于截流段115外壁，对此不作具体限定。
87.在一实施例中，如图6所示，所述底板111设有凹槽117，所述凹槽117呈锥形凹陷设置，所述排水孔116位于所述凹槽117的最低点。
88.可以理解的是，凹槽117的截面面积从上至下逐渐减小，使第二腔室132内的水可以在重力的作用下沿着凹槽117的槽壁流动，并通过凹槽117底部的排水孔116流出第二腔室132，以使第二腔室132内不易产生积水，从而减少细菌滋生，进而保障用户用水的卫生。
89.在本实施例中，凹槽117呈圆锥形设置。在其他实施例中，还可以是，凹槽117呈方锥形设置，对此不作具体限定。
90.在一实施例中，如图2所示，所述底板111沿所述进水管20到所述出水管30的方向逐渐向下倾斜设置。
91.可以理解的是，底板111与上盖12之间的间距沿进水管20到出水管30的方向逐渐增大，出水管30设于底板111的最低点，使水流可以在重力的作用下沿底板111流动至出水管30，并从出水管30排出，以有效减少第一腔室131内的积水，从而减少细菌滋生。并且，如此设置，还能够通过水流自身的重力对水流进行加速，提高水流的流速，避免出水嘴100出水时水流飘散。
92.在一实施例中，如图2、图5及图6所示，所述壳体10的内底壁对应所述进水管20的位置凸设有分流凸台118。
93.可以理解的是，分流凸台118设于底板111上，进水管20流入的水流撞击在分流凸台118上以分散水流，改变进水管20流入的水流的流向，从而使水流朝出水管30的方向流动。
94.在本实施例中，分流凸台118呈圆锥状设置。在其他实施例中，还可以是，分流凸台118呈半球状设置，对此不作具体限定。
95.本实用新型还提出一种净水设备，该净水设备包括出水嘴100，该出水嘴100的具
体结构参照上述实施例，由于本净水设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。净水设备可以为饮水机或净饮机，对此不作具体限定。
96.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。