CN114011268A - 一种微纳米气泡水发生装置、热水器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微纳米气泡水发生装置、热水器及其控制方法。所述微纳米气泡水发生装置包括混气仓，设置在热水器的水管上并与所述水管连通，所述水管内的水体能够流入所述混气仓内；进气结构，其一端与所述水管连通，能够朝所述水管内输送气体；喷淋结构，设置在所述水管的与所述混气仓连通的一端，所述水管内的水体和所述气体能够经由所述喷淋结构喷入所述混气仓内；水泵，设置在所述水管上，用于调节所述混气仓内的水压，以使得所述水管内的所述水体和所述气体在喷入所述混气仓内时，所述混气仓内的水压达到预设值P。本发明提供的热水器包括上述的纳米气泡发生装置。
Description
技术领域
本发明涉及家电技术领域，尤其涉及一种微纳米气泡水发生装置、热水器及其控制方法。
背景技术
随着生活水平的提高，具有健康洗浴功能的热水器系统将极大满足人们对肌肤安全护理的需求，显著提升用户体验。
微微纳米气泡是指直径为0.1-50微米的气泡，这种气泡具有和普通气泡不同的理化特性。微纳米气泡尺寸非常小，它的表面张力非常低，使得氧气分子与水分子更容易结合。由于微纳米气泡直径很小，可以很容易渗透进入毛孔，带走毛孔内的污垢。同时，大量气泡在水中溶解破裂形成气泡水时产生高能超声波，并伴随大量氧负离子产生。这种气泡水可以起到杀菌、净化皮肤、滋润补湿等作用。
现有技术中，根据气泡的产生方式可以分为溶气释放式、引气分散式、微孔散气式、旋流剪切式和多相泵送式。一般而言，用户的热水器接入的水源均带有压力，压力越大其溶气难度越大，导致生成微纳米气泡水效果较差且不稳定，难以发挥微纳米气泡水的真正功效。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出一种微纳米气泡水发生装置，气体与水体混合的效果较好，气体能够较为容易地溶解在水体内，以产生较为稳定的气泡水。
上述的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种微纳米气泡水发生装置，包括：
混气仓，设置在热水器的水管上并与所述水管连通，所述水管内的水体能够流入所述混气仓内；
进气结构，其一端与所述水管连通，能够朝所述水管内输送气体；
喷淋结构，设置在所述水管的与所述混气仓连通的一端，所述水管内的水体和所述气体能够经由所述喷淋结构喷入所述混气仓内；
水泵，设置在所述水管上，用于调节所述混气仓内的水压，以使得所述水管内的所述水体和所述气体在喷入所述混气仓内时，所述混气仓内的水压达到预设值P。
可选地，所述进气结构包括：
进气管，其一端与所述水管连通，另一端与所述混气仓的外部大气连通；
进气阀，设置在所述进气管上，用于控制所述进气管的通断；
气泵，设置在所述进气管上，用于将所述混气仓外部的大气经由所述进气管抽送至所述水管内。
可选地，还包括：
第一管道，其一端与所述水管连通，所述进气管的一端与所述第一管道连通；
第二管道，其一端与所述第一管道连通，所述第二管道的内径自与所述第一管道连通的一端至伸入所述混气仓内的一端逐渐减小；
第三管道，设置在所述混气仓内，所述第三管道的一端与所述第二管道的另一端连通，所述喷淋结构设置在所述第三管道的另一端，所述第三管道的内径与所述第二管道伸入所述混气仓内的一端的直径相同。
可选地，所述第三管道设置在所述混气仓的上部。
可选地，所述喷淋结构包括设置在所述第三管道的另一端上的多个喷嘴。
可选地，所述喷嘴为圆形且直径为1-5mm；或所述喷嘴为矩形且相邻两个所述喷嘴之间的间隔为2-4mm。
可选地，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述水管与所述混气仓连通的部分上，用于检测流入所述混气仓时的所述水体压力。
本发明另一方面提供一种热水器，包括上述的纳米气泡水发生装置。
本发明再一方面提供一种如上述的热水器的控制方法，包括以下步骤：
S1：热水器开机；
S2：判断是否选择气泡水模式，若选择气泡水模式，则进入S3；
S3：在热水器的出水管的末端开水后，压力传感器检测混气仓内的当前水压P；
S4：判断是否水压P＜NMPa，若水压P＜NMPa，则开启水泵使混气仓内的当前水压P达到NMPa；若水压P≥NMPa，则进入S5；
S5：实时检测混气仓内的水压P和水流量V，根据混气仓内当前的水压P和水流量V，气泵以相应的功率运行预设时间T；
S6：判断是否水流量V＜V1L/min或水流量V＞V2L/min，若水流量V＜V1L/min或水流量V＞V2L/min，则关闭气泵；若V1L/min≥水流量V≥V2L/min，则混气仓内的水流出至出水管末端，通过安装在出水管末端的气泡水专用花洒或起泡器生成稳定的微气泡水流。
可选地，所述S2中，若未选择气泡水模式，则进入以下步骤：
S21：进气管关闭，气泵保持关闭；
S23：切换为气泡水模式；
S24：判断是否V1L/min≥水流量V≥V2L/min，若V1L/min≥水流量V≥V2L/min，则返回S3。
可选地，所述V1为2.5，所述V2为15。
可选地，所述S4具体为：判断是否水压P＜0.3MPa，若水压P＜0.3MPa，则开启水泵使混气仓内的当前水压P达到0.3MPa；若水压P≥0.3MPa，则进入所述S5。
可选地，根据气液比K控制所述气泵运行。
可选地，所述气液比K为5-10％。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
本发明通过在水管的与混气仓连通的一端设置喷淋结构，在水管内的水和气体能够在喷出至混气仓内的时候，由于喷淋结构的作用，使得水压力增大，从而进一步增强了水体和气体的混合能力，使得气体更容易溶解在水体内，从而获得了较小尺寸的初始微气泡粒径。
附图说明
图1是本发明具体实施例提供的微纳米气泡水发生装置的立体结构示意图；
图2是本发明具体实施例提供的微纳米气泡水发生装置的第一管道、第二管道、第三管道与喷淋结构的装配示意图；
图3是本发明具体实施例提供的微纳米气泡水发生装置的俯视图；
图4是图3中A-A处的剖面图；
图5是本发明具体实施例提供的热水器的结构示意图；
图6是本发明具体实施例提供的热水器的运行步骤图。
图中：
1、混气仓；
20、水管；21、第一管道；22、第二管道；23、第三管道；24、喷淋结构；
3、出水口；
4、进气管；
5、气泵；
6、进气阀；
7、压力传感器；
8、水泵；
9、流量计。
具体实施方式
以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
请参考图1-图6，本发明提供一种微纳米气泡水发生装置，包括混气仓1、进气结构、喷淋结构24和水泵8。混气仓1设置在热水器的水管20上并与水管20连通，水管20内的水体能够流入混气仓1内。进气结构的一端与水管20连通，能够朝水管20内输送气体。喷淋结构24设置在水管20的与混气仓1连通的一端，水管20内的水体和气体能够经由喷淋结构24喷入混气仓1内。水泵8设置在水管20上，用于调节混气仓1内的水压，以使得水管20内的水体和气体在喷入混气仓1内时，混气仓1内的水压达到预设值P。
本发明通过在水管20的与混气仓1连通的一端设置喷淋结构24，在水管20内的水和气体能够在喷出至混气仓1内的时候，由于喷淋结构24的作用，使得水压力增大，从而进一步增强了水体和气体的混合能力，使得气体更容易溶解在水体内，从而获得了较小尺寸的初始微气泡粒径。
可选地，进气结构包括进气管4、进气阀6和气泵5。进气管4的一端与水管20连通，另一端与混气仓1的外部大气连通。进气阀6设置在进气管4上，用于控制进气管4的通断。气泵5设置在进气管4上，用于将混气仓1外部的大气经由进气管4抽送至水管20内。
可选地，还包括出水口3，出水口3设置在混气仓1上，热水器的出水管通过出水口3与混气仓1连通。
可选地，还包括第一管道21、第二管道22和第三管道23。第一管道21的一端与水管20连通，进气管4的一端与第一管道21连通。第二管道22的一端与第一管道21连通，第二管道22的内径自与第一管道21连通的一端至伸入混气仓1内的一端逐渐减小。第三管道23设置在混气仓1内，第三管道23的一端与第二管道22的另一端连通，喷淋结构24设置在第三管道23的另一端，第三管道23的内径与第二管道22伸入混气仓1内的一端的直径相同。由于第二管道22的内径自与第一管道21连通的一端至伸入混气仓1内的一端逐渐减小，第三管道23的内径与第二管道22伸入混气仓1内的一端的直径相同，水体和气体经由第一管道21从水管20进入第二管道22内能够加速水流，从而降低气泡水的直径。
可选地，第三管道23设置在混气仓1的上部，以便于喷淋结构24将水体和气体喷淋至混气仓1内部。
可选地，喷淋结构24包括设置在第三管道23的另一端上的多个喷嘴，通过设置多个喷嘴，以使得喷淋结构24能够同时喷洒更多的气体和水体至混气仓1内，提高混气仓1的进气量和进水量。
可选地，在一些实施例中，喷嘴为圆形且直径为1-5mm。或者，在另一些实施例中，喷嘴为矩形且相邻两个喷嘴之间的间隔为2-4mm，以保证对水体和气体产生的阻力，同时保证混气仓1的进水量和进气量。
可选地，还包括压力传感器7，压力传感器7设置在水管20与所述混气仓1连通的部分上，用于检测流入混气仓1时的水体压力，从而测得混气仓1内的水压。
本发明另一方面提供一种热水器，包括上述的纳米气泡水发生装置。
可选地，还包括流量计9，流量计9设置在水管20上，用于检测经由热水器外部的供水管进入水管20内的水流量。
本发明再一方面提供一种如上述的热水器的控制方法，包括以下步骤：
S1：热水器开机；
S2：判断是否选择气泡水模式，若选择气泡水模式，则进入S3；
S3：在热水器的出水管的末端开水后，压力传感器7检测混气仓1内的当前水压P；
S4：判断是否水压P＜NMPa，若水压P＜NMPa，则开启水泵8使混气仓1内的当前水压P达到NMPa；若水压P≥NMPa，则进入S5；
S5：实时检测混气仓1内的水压P和水流量V，根据混气仓1内当前的水压P和水流量V，气泵5以相应的功率运行预设时间T；
S6：判断是否水流量V＜V1L/min或水流量V＞V2L/min，若水流量V＜V1L/min或水流量V＞V2L/min，则关闭气泵5；若V1L/min≥水流量V≥V2L/min，则混气仓1内的水流出至出水管末端，通过安装在出水管末端的气泡水专用花洒或起泡器生成稳定的微气泡水流。
本发明通过控制混气仓1内的当前水压P，保证气泵5工作时，混气仓1内的当前水压P能够大于或等于预设值NMPa，进而保证混气仓1内具有足够的压力以产生微纳米气泡水。而当水流量V小于最低预设值V1时，说明混气仓1的水压较低，不足以产生微纳米气泡水，因此，当水流量V小于最低预设值V1时，直接关闭气泵5，即关闭气泡水功能。而当水流量V大于最大预设值V2时，说明混气仓1内的水压过大，根据预设的气液比进行进气时，进气压也需要增大，过大的进气压需求，将超过气泵5的负荷，无法满足需求。在气泡水程序中，需要间隔预设时间不断检测水流量是否小于最低预设值V1或大于最大预设值V2，以保证气泡水产生的稳定性。
可选地，S2中，若未选择气泡水模式，则进入以下步骤：
S21：进气管4关闭，气泵5保持关闭；
S22：进入普通沐浴模式，开启水泵8；
S23：切换为气泡水模式；
S24：判断是否V1L/min≥水流量V≥V2L/min，若V1L/min≥水流量V≥V2L/min，则返回S3。
本发明通过在普通淋浴模式中，判断是否V1L/min≥水流量V≥V2L/min，当V1L/min≥水流量V≥V2L/min时，说明混气仓1内的压力值在预设范围内，可以产生气泡水，则返回S3，以执行气泡水程序。
可选地，V1为2.5，V2为15。
可选地，S4具体为：判断是否水压P＜0.3MPa，若水压P＜0.3MPa，则开启水泵8使混气仓1内的当前水压P达到0.3MPa；若水压P≥0.3MPa，则进入S5。
发明人经反复实验获知，当水压P大于等于0.3MPa时，混气仓1内才能产生气泡水。
可选地，根据气液比K控制气泵5运行，以保证气泡水内的气泡足量。
可选地，气液比K为5-10％，即气压大于水压，以保证气泡水的稳定生成。本实施例中的气液比K优选为10％，例如当前流量V为10L/min，气流量即为1L/min，此流量可以通过周期占空比PWM调节，例如气泵5每次启动以20s作为一个单元，间隔10s启动一个单元，即一分钟循环启动两次，运行五分钟则循环启动十次。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种微纳米气泡水发生装置，其特征在于，包括：
混气仓(1)，设置在热水器的水管(20)上并与所述水管(20)连通，所述水管(20)内的水体能够流入所述混气仓(1)内；
进气结构，其一端与所述水管(20)连通，能够朝所述水管(20)内输送气体；
喷淋结构(24)，设置在所述水管(20)的与所述混气仓(1)连通的一端，所述水管(20)内的水体和所述气体能够经由所述喷淋结构(24)喷入所述混气仓(1)内；
水泵(8)，设置在所述水管(20)上，用于调节所述混气仓(1)内的水压，以使得所述水管(20)内的所述水体和所述气体在喷入所述混气仓(1)内时，所述混气仓(1)内的水压达到预设值P。
2.根据权利要求1所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述进气结构包括：
进气管(4)，其一端与所述水管(20)连通，另一端与所述混气仓(1)的外部大气连通；
进气阀(6)，设置在所述进气管(4)上，用于控制所述进气管(4)的通断；
气泵(5)，设置在所述进气管(4)上，用于将所述混气仓(1)外部的大气经由所述进气管(4)抽送至所述水管(20)内。
3.根据权利要求2所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，还包括：
第一管道(21)，其一端与所述水管(20)连通，所述进气管(4)的一端与所述第一管道(21)连通；
第二管道(22)，其一端与所述第一管道(20)连通，所述第二管道(22)的内径自与所述第一管道(20)连通的一端至伸入所述混气仓(1)内的一端逐渐减小；
第三管道(23)，设置在所述混气仓(1)内，所述第三管道(23)的一端与所述第二管道(22)的另一端连通，所述喷淋结构(24)设置在所述第三管道(23)的另一端，所述第三管道(23)的内径与所述第二管道(22)伸入所述混气仓(1)内的一端的直径相同。
4.根据权利要求3所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述第三管道(23)设置在所述混气仓(1)的上部。
5.根据权利要求3所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述喷淋结构(21)包括设置在所述第三管道(23)的另一端上的多个喷嘴。
6.根据权利要求5所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，所述喷嘴为圆形且直径为1-5mm；或所述喷嘴为矩形且相邻两个所述喷嘴之间的间隔为2-4mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的微纳米气泡水发生装置，其特征在于，还包括压力传感器(7)，所述压力传感器(7)设置在所述水管(20)与所述混气仓(1)连通的部分上，用于检测流入所述混气仓(1)时的所述水体压力。
8.一种热水器，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的纳米气泡水发生装置。
9.一种如权利要求8所述的热水器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：热水器开机；
S2：判断是否选择气泡水模式，若选择气泡水模式，则进入S3；
S3：在热水器的出水管的末端开水后，压力传感器检测混气仓内的当前水压P；
S4：判断是否水压P＜NMPa，若水压P＜NMPa，则开启水泵使混气仓内的当前水压P达到NMPa；若水压P≥NMPa，则进入S5；
S5：实时检测混气仓内的水压P和水流量V，根据混气仓内当前的水压P和水流量V，气泵以相应的功率运行预设时间T；
S6：判断是否水流量V＜V1L/min或水流量V＞V2L/min，若水流量V＜V1L/min或水流量V＞V2L/min，则关闭气泵；若V1L/min≥水流量V≥V2L/min，则混气仓内的水流出至出水管末端，通过安装在出水管末端的气泡水专用花洒或起泡器生成稳定的微气泡水流。
10.根据权利要求9所述的热水器的控制方法，其特征在于，所述S2中，若未选择气泡水模式，则进入以下步骤：
S21：进气管关闭，气泵保持关闭；
S23：切换为气泡水模式；
S24：判断是否V1L/min≥水流量V≥V2L/min，若V1L/min≥水流量V≥V2L/min，则返回S3。
11.根据权利要求10所述的热水器的控制方法，其特征在于，所述V1为2.5，所述V2为15。
12.根据权利要求9所述的热水器的控制方法，其特征在于，所述S4具体为：判断是否水压P＜0.3MPa，若水压P＜0.3MPa，则开启水泵使混气仓内的当前水压P达到0.3MPa；若水压P≥0.3MPa，则进入所述S5。
13.根据权利要求9-12任一项所述的热水器的控制方法，其特征在于，根据气液比K控制所述气泵运行。
14.根据权利要求13所述的热水器的控制方法，其特征在于，所述气液比K为5-10％。
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- 2021-09-26 CN CN202111127678.2A patent/CN114011268A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20220208 |
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