專利名稱：數碼調溫自動飲水機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種專門提供飲用水的飲水設備，尤指一種數碼顯示、自動配合調溫、電動出水的飲水機。
現有的大多數飲水機通常在機體內部設置一個加熱水罐和一個制冷水罐，可以提供經過電加熱的熱水或經電子或壓縮機制冷的冷水，但缺乏明確的水溫表示及水溫控制調節功能，無法滿足使用者直接得到溫水的要求，如沖泡各種飲料、給嬰兒配奶或服藥時對水溫的不同要求。而且大多數飲水機一般均采用冷、熱水出水閥獨立設置的形式，使用者在取用溫水時完全是憑借經驗用手重復操縱冷、熱水出水閥門的開啟，在同一容器中分別注入一定的冷水和熱水混合成所需溫水。用此種方法調節出的溫水往往不是偏冷就是偏熱，既麻煩又不能直接得到使用者所需溫度的適溫水。少數飲水機雖然具有水溫控制功能，但其水溫控制是對加熱水罐和制冷水罐中的飲用水設定控制溫度，使加熱水罐和制冷水罐中的飲用水保持在所設定的溫度，無法馬上提供加熱水罐和制冷水罐中水溫以外溫度的飲用水。如果前后兩個或兩個以上的使用者對水溫有不同的要求時，則需要使用者在設定控制溫度后等待儲水罐中的飲用水加熱或冷卻至所設定的溫度，尤其是在加熱水罐中的飲用水由高溫降至低溫時，由于加熱水罐外層的保溫材料的保溫作用，降溫速度很慢，需要使用者等待較長的時間，在實際使用中會感到很不方便，而且帶來不必要的能源浪費。
本實用新型的目的旨在克服現有飲水機存在的上述不足，提供一種數碼顯示、自動配合調溫、電動出水的飲水機。
本實用新型的技術方案是在飲水機機體內部設置加熱水罐、常溫飲用水儲水槽和制冷水罐(實施于溫熱飲水機則沒有制冷水罐及其相關裝置)，通過安裝在其上面或設置在其內部的溫度傳感器實時檢測并可以顯示熱水、常溫飲用水或包括冷水的實際溫度，通過設置在飲水機外殼的操作按鍵或開關，可以設定并能自動顯示所需飲用水的溫度，根據實測的水溫和設定的水溫，通過單片機(或稱微控制器)計算得出要配合成設定水溫所需要的熱水和常溫飲用水(或者常溫飲用水和冷水)的水量或出水比例(總的出水量可以采用默認設置、也可以由使用者通過控制面板預先設定或者在出水時控制)，最后通過輸出控制單元控制電動出水裝置(微型電泵或電磁閥)動作得到所需要的符合要求的飲用水。
本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和效果1.實時檢測并采用數碼顯示熱水、常溫飲用水或冷水的溫度。
2.使用流體配合原理來自動調溫，不受所在地區和氣候、季節不同的限制，均能滿足不同使用者的飲水習慣。
3.使用者在設定水溫后即可馬上得到所需溫度的飲用水，無需等待。
4.充分利用常溫飲用水與熱水或冷水作配合，節約能源。
5.采用電動出水，操作方便且避免了取用熱水時操作熱水閥門而燙傷的可能性。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的詳細說明。
圖1是本實用新型電控部分的原理框圖。
圖2是本實用新型的外觀結構設計示意圖。
圖3A和圖3B是本實用新型實施例一的內部結構示意圖。
圖4A和圖4B是本實用新型實施例二的內部結構示意圖。
圖5是本實用新型實施例一和實施例二的電控部分電路圖。
圖6A和圖6B是本實用新型實施例三的內部結構示意圖。
圖7是本實用新型實施例三的電控部分電路圖。
圖8是本實用新型控制面板的實施例。
序號說明1機箱 6加熱水罐 11熱罐進水口2聰明座 7制冷水罐 12熱罐出水口3控制面板 8常溫飲用水儲水槽 13熱罐出水管道4單一出水口 9熱罐進水管道 14熱水管道5水杯托座 10單向閥 15出水匯合器16熱蒸汽和熱膨脹水 34水溫水量上調鍵 61單片機(或稱微控排放管 35水溫水量下調鍵 制器)17冷罐進水管道 36出水鍵 62信號采集單元18冷罐進水口 37大水量指示燈63輸出控制單元19冷罐出水口 38中水量指示燈70溫度傳感器20冷罐出水管道 39小水量指示燈71熱水溫度傳感器21冷水管道 40熱水指示燈 72冷水溫度傳感器22管道 41常溫水指示燈73常溫水溫度傳感器23常溫水管道 42冷水指示燈 80電源電路板24出水管道 50電動出水裝置81加熱裝置30數碼顯示單元 51熱水電動出水裝置82制冷裝置31操作按鍵或開關和 52冷水電動出水裝置83其他裝置(保鮮指示燈 53常溫水電動出水裝柜、消毒柜等)32水溫選擇設定鍵 置33水量選擇設定鍵 60控制裝置電路板請參見圖1所示，本實用新型通過溫度傳感器70(可以是熱敏電阻、鉑電阻、半導體溫度傳感器或其他溫度傳感器)實時檢測熱水、常溫飲用水或包括冷水的實際溫度，通過信號采集單元62(可以是A/D轉換或V/F轉換)把溫度信號轉換成數字信號并傳送給單片機(或稱微控制器)61(如采用直接數字輸出的溫度傳感器或者單片機本身集成A/D轉換功能，則可以省略信號采集單元)，通過數碼顯示單元30(可以是數碼管、液晶顯示器、熒光管或其他數碼顯示裝置)可以實時顯示熱水、常溫飲用水或冷水的實際溫度。通過設置在飲水機控制面板3上的操作按鍵或開關等31，可以設定所需飲用水的溫度，所設定的水溫能自動數碼顯示。設定水溫后，如按下控制面板3上的出水按鍵，單片機61就通過計算得出要配合成設定水溫所需要的熱水和常溫飲用水(或者常溫飲用水和冷水)的水量或出水比例(總的出水量可以采用默認設置、也可以由使用者通過控制面板3預先設定或者在出水時控制)，然后通過輸出控制單元63控制電動出水裝置50(可以是微型電泵或電磁閥等)動作(可以控制微型電泵或電磁閥的動作時間，也可以控制微型電泵電機的轉速以得到確定的水量或出水比例)得到所需要的符合要求的飲用水。
另外，本實用新型還可以通過控制面板3，分別設定熱水的加熱控制溫度和冷水的制冷控制溫度，設定后，單片機61通過輸出控制單元63控制加熱裝置81和制冷裝置82，分別進行加熱和制冷，到達設定溫度后停止，在熱水和冷水溫度偏離設定溫度一定范圍時重新開始加熱或制冷以維持熱水或冷水符合設定溫度。單片機61也可以通過輸出控制單元63控制和飲水機成一體的其他裝置83(保鮮柜、消毒柜等)。
請參見圖2所示，本實用新型的外部結構包括機箱1(包括設置在機箱后部的電源線、電源開關等)、設置在機箱頂部的聰明座2、設置在機箱正面上部的控制面板3、控制面板下方設置單一出水口4、在機箱正面最下端設置安放水杯的托座5。
請參見圖3A、圖3B和圖4A、圖4B所示，本實用新型實施例一和實施例二的內部設置加熱水罐6、制冷水罐7、常溫飲用水儲水槽8，設置在機箱內上部的常溫飲用水儲水槽8通過熱罐進水管道9連接到加熱水罐6下部的熱罐進水口11，在熱罐進水管道9上設置一個單向閥10，以防止加熱水罐中的熱水進入常溫飲用水儲水槽。設置在加熱水罐6上部的熱罐出水口12通過熱罐出水管道13與熱水電動出水裝置51的進水口相連，熱水電動出水裝置51的出水口經由熱水管道14連接到出水匯合器15。在加熱水罐頂部設置熱蒸汽和熱膨脹水排放管16，熱蒸汽和熱膨脹水排放管16連通到常溫飲用水儲水槽8水面上部的空氣腔。熱水溫度傳感器71設置在加熱水罐6壁上或罐內水中，其垂直位置低于熱罐出水口12。常溫飲用水儲水槽8通過冷罐進水管道17連接到制冷水罐7頂部的冷罐進水口18，設置在制冷水罐7下部的冷罐出水口19通過冷罐出水管道20與冷水電動出水裝置52的進水口相連，冷水電動出水裝置52的出水口經由冷水管道21連接到出水匯合器15。冷水溫度傳感器72設置在制冷水罐7罐內。常溫飲用水儲水槽8通過管道22直接連接到常溫水電動出水裝置53的進水口，常溫水溫度傳感器73設置在管道22中，常溫水電動出水裝置53的出水口經由常溫水管道23連接到出水匯合器15。
上述電動出水裝置51、52、53可以是微型電泵或電磁閥，圖3A、圖3B所示的實施例一采用微型電泵，圖4A、圖4B所示的實施例二采用電磁閥。本實用新型實施例一和實施例二的出水匯合器15實際上是一個四通，由分別于熱水管道14、冷水管道20、常溫水管道23連接的三個進水口和連接出水管道24的一個出水口構成，出水匯合器15的出水口經由出水管道24連接到單一出水口4。出水匯合器15的各進水口的口徑較小，而出水口的口徑則大的多。本實用新型實施例一的出水匯合器15的垂直位置高于常溫飲用水儲水槽8中水面的位置，而實施例二的出水匯合器15的垂直位置則低于常溫飲用水儲水槽8中水面的位置。
另外在機箱1內部設置以單片機61(或稱微控制器)為核心的控制裝置電路板60和電源電路板80，控制裝置電路板通過導線分別與控制面板3，溫度傳感器71、72、73，電動出水裝置51、52、53相連。電源電路板80通過導線和控制裝置電路板相連向其提供電源并得到控制信號。電源電路板80還通過導線和加熱水罐的加熱裝置81，制冷水罐的制冷裝置82相連。制冷裝置82可以是電子制冷裝置，也可以是壓縮機制冷裝置。
圖3A、圖3B和圖4A、圖4B均對應圖5，請參見本實用新型實施例一和實施例二的電控部分電路圖圖5，在本實用新型實施例一和實施例二中，溫度傳感器71、72、73采用熱敏電阻，信號采集單元62由信號放大電路(如可用LM324構成)和A/D轉換電路(如可用ADC0809構成)組成，通過信號放大電路把熱敏電阻測得的溫度信號變換成合適的電壓信號，然后由A/D轉換電路把電壓信號轉換為數字信號傳給單片機61，單片機61控制數碼顯示單元30顯示熱水、常溫飲用水或冷水的實際溫度(具體顯示哪種水的溫度由使用者通過操作按鍵或開關等31設定)。本實用新型實施例一和實施例二的操作按鍵或開關等31基于一次按鍵即可設定所需溫度的設計思想，采用多操作按鍵的形式。使用者通過操作按鍵或開關31既可以設定所需飲用水的水溫，也可以設定其水量，而且在設定時，單片機61會根據實測的水溫判斷設定溫度能否達到，如達不到將給出聲音提示提醒使用者重新設定溫度。設定水溫后，如按下控制面板3上的出水按鍵，單片機61首先判斷需要用熱水和常溫飲用水配合還是常溫飲用水和冷水配合，然后再計算要達到設定水溫和水量所需要的熱水和常溫飲用水(或者常溫飲用水和冷水)的體積，最后通過輸出控制單元63控制電動出水裝置(微型電泵或電磁閥)51、52、53的動作時間，即使用者只需按一下出水按鍵就可以得到符合設定水溫和水量的飲用水。本實用新型實施例一和實施例二的特點是(1)為得到設定水溫，采用熱水和常溫飲用水配合或者常溫飲用水和冷水配合的方式，這樣既可以迅速得到在熱水溫度和冷水溫度范圍內的任意設定溫度，又節約能源(和直接用熱水與冷水配合相比)。(2)對出水控制采取控制電動出水裝置(微型電泵或電磁閥)51、52、53的動作時間的方式。(3)人機界面采用多操作按鍵的形式，既可以設定水溫，也可以設定水量，出水時只需按一下出水按鍵。
請參見圖6A、圖6B所示，本實用新型實施例三與實施例一(圖3A、圖3B、圖5)、實施例二(圖4A、圖4B、圖5)相比減少了制冷水罐7及其相關裝置，且電動出水裝置51、53采用微型電泵。
圖6A、圖6B對應圖7。請參見圖7所示，在實用新型實施例三中，溫度傳感器71、73、信號采集單元62和數碼顯示單元30與實施例一、實施例二類似。本實用新型實施例三的操作按鍵或開關31采用少按鍵的形式，并且只設定水溫，不設定水量(水量由使用者在出水時控制)。考慮到一般對常溫飲用水到熱水之間各溫度檔次飲用水的需求較多，本實用新型實施例三只對熱水和常溫飲用水進行配合(如有特定要求也可以僅對常溫飲用水和冷水進行配合)，因此設定溫度只能在熱水溫度和常溫飲用水溫度之間，同實施例一、實施例二相同，在設定時如果設定水溫不能達到，單片機61將給出聲音提示提醒使用者重新設定。設定后，單片機61計算出所需熱水和常溫飲用水的出水比例并傳遞給輸出控制單元63。本實用新型實施例三中，電動出水裝置51、53采用微型電泵，輸出控制單元63控制微型電泵51、53的輸入電壓就可以達到調節水流量、進而控制出水比例的目的。此時，使用者按下出水按鍵即可得到設定溫度的飲用水，水量大小由使用者按出水按鍵的時間決定。本實用新型實施例三對加熱控制溫度的設定和控制與實施例一、實施例二相同。本實用新型實施例三的特點是(1)僅對熱水和常溫飲用水作配合。(2)對出水控制采取控制微型電泵輸入電壓以調節水流量的方式。(3)人機界面采用少操作按鍵的形式，并且只設定水溫，不設定水量，水量大小由使用者在出水時按出水按鍵的時間決定。
請參見圖8所示，本實用新型控制面板的實施例在控制面板3的中心位置設置數碼顯示單元30，用于顯示水溫(檢測值或設定值)或水量。操作按鍵或開關等31包括水溫選擇設定鍵32、水量選擇設定鍵33、水溫水量上調鍵34、水溫水量下調鍵35及出水鍵36。操作按鍵或開關等31還包括設置在數碼顯示單元右側的大水量指示燈37、中水量指示燈38和小水量指示燈39及設置在數碼顯示單元左側的熱水指示燈40、常溫水指示燈41和冷水指示燈42。以上各指示燈實際上是發光二極管。
水溫水量上調鍵34、水溫水量下調鍵35一般用于設定所需水溫，這時數碼顯示單元顯示的是所設定的溫度，設定水溫后按下出水鍵36即可馬上得到所需溫度的飲用水。
水溫選擇設定鍵32可以直接選擇熱水、常溫飲用水或冷水，選擇后對應的指示燈會發光，這時數碼顯示單元顯示的是所選擇的飲用水的實時檢測溫度，按下出水鍵36即可得到所選擇的飲用水。如果正在加熱或制冷，對應的指示燈會閃爍發光指示。水溫選擇設定鍵32和水溫水量上調鍵34、水溫水量下調鍵35配合使用還可以設定加熱和制冷的控制溫度。
水量選擇設定鍵33可以選擇大水量、中水量或小水量三種水量，選擇后對應的指示燈會發光。按下出水鍵36即可得到相應量的飲用水。水量選擇設定鍵33和水溫水量上調鍵34、水溫水量下調鍵35配合使用還可以設定大、中、小水量的具體水量。
權利要求1.一種數碼調溫自動飲水機，包括機箱、聰明座、常溫飲用水儲水槽、從常溫飲用水儲水槽可以進水的的加熱水罐以及熱蒸汽和熱膨脹水排放管，其特征在于還包括測量水溫的溫度傳感器、控制電動出水裝置工作的控制器、控制信號輸入裝置、顯示器、加熱裝置、電動出水裝置。
2.如權利要求1所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于還包括從常溫飲用水儲水槽可以進水的的制冷水罐，制冷裝置。
3.如權利要求1或2所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于還包括一個實現A/D轉換功能的信號采集單元。
4.如權利要求1或2或3所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于還包括接收控制器發出的控制信號，控制電動出水裝置工作的輸出控制裝置。
5.如權利要求1或2或3或4所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于控制器是接收溫度傳感器的信號和控制信號輸入裝置輸入的信號，并計算產生控制電動出水裝置的信號的控制器。
6.如權利要求1或2或3或4或5所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于控制器是控制電動出水裝置工作還控制加熱裝置工作的控制器。
7.如權利要求1或2或3或4或5所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于控制器是控制電動出水裝置工作還控制加熱裝置和制冷裝置工作的控制器。
8.如權利要求1或2或3或4或5或6或7所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于控制器是控制電動出水裝置工作還向顯示器發出控制信號的控制器。
9.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于控制器是控制電動出水裝置工作還向保鮮柜或消毒柜發出控制信號的控制器。
10.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于控制器由單片機組成。
11.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于溫度傳感器是熱敏電阻或銅電阻或鉑電阻或半導體溫度傳感器。
12.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于顯示器是指示燈或數碼管或液晶顯示器或熒光管。
13.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于顯示器是指示燈和數碼管。
14.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于電動出水裝置是出水時間受控的微型電泵或電磁閥。
15.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于電動出水裝置是以電壓或電流調節微型電泵轉速從而調節出水速度以控制出水量的微型電泵。
16.如權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15所述的數碼調溫自動飲水機，其特征在于控制信號輸入裝置是微動開關或觸摸開關或觸摸屏。
專利摘要一種數碼顯示、自動配合調溫、電動出水的飲水機，在機體內部設置加熱水罐、常溫飲用水儲水槽和制冷水罐，通過溫度傳感器70檢測并顯示熱水、常溫飲用水和冷水的實際溫度，通過操作按鍵或開關31設定所需飲用水的溫度，根據實測水溫和設定水溫，通過單片機61計算得出要配合成設定水溫所需要的熱水和常溫飲用水(或常溫飲用水和冷水)的水量或出水比例，最后通過輸出控制單元63控制電動出水裝置50動作得到所需要的符合要求的飲用水。本實用新型設計合理、使用方便，使用者在設定水溫后即可馬上得到所需溫度的飲用水，且不受所在地區和氣候、季節不同的限制。
文檔編號A47J31/44GK2525906SQ0123175
公開日2002年12月18日 申請日期2001年7月20日 優先權日2001年7月20日
發明者張世平, 張清子, 潘海峰 申請人:北京中日新自動化系統有限公司, 日本中實系統有限會社