TWI540297B - Automatic drinking water system and its safety control mechanism - Google Patents

Description

具自動補水飲水系統及其安全控制機制方法

本發明係涉及一種飲水系統，尤指一種可自動加熱冷水並補充開水，同時設有防乾燒、滿水位緊急斷電等多重安全機制之技術範疇。

如圖9所示者，係為本國新型專利第209581號「開飲機之水液加熱裝置」，係揭露該開飲機9之生水筒91，與開水筒93或熱水筒92內，分別設有偵測元件SW1、SW2，該偵測元件SW1、SW2可感測水位之高低，並控制加熱裝置94之動作，使溫水筒93與熱水筒92的水位低於其內部之偵測元件位置時，可控制接通電源，令該加熱裝置94動作加熱，以製造補充熱開水進入該熱水筒92，但當生水筒91之水位低於其內之偵測元件SW2時，則將切斷電源之通路，使該加熱裝置94不可動作，以免造成無水乾燒的危險。

然上述習式開飲機9卻未考慮該熱水筒92因偵測元件SW2失效時，導致該溫水筒93或熱水筒92因滿水所招致***危險，故該上述習式開飲機9實有必要加以改善。

為了解決並改善上述習式開飲機的***問題點，本發明主要目的在於提供：可自動補充開水，並具有防乾燒、滿水位緊急斷電等多重安全機制之一種具自動補水飲水系統。本發明次要目的在於提供：無壓、無水蒸氣的使用環境之一種具自動補水飲水系統及其安全控制機制方法。本發明另一目的在於提供：具節能作用的一種具自動補水飲水系統及其安全控制機制方法。

為達上述目的，本發明所運用的技術手段係包含有：一生水 桶、一進水管線、一排出管、一熱水桶、一加熱管線及一控制器；其中該生水桶，係內設有多段水位檢知的一第一水位開關，而具有進水控制、防乾燒、滿水位緊急斷電等功能；其中該進水管線、排出管係接設於該生水桶的一側並接設有一進水系統，又該進水系統得電性連接該控制器並受生水桶的第一水位開關控制；其中該熱水桶，係內設有可隨著水位升降的一第二水位開關及感測水溫的一第一溫控開關，而該熱水桶的外周圍設有一出熱水開關；其中該加熱管線，係接設於該生水桶、熱水桶之間，又該加熱管線係進入於該熱水桶的內部且往上延伸設有一噴嘴，且該加熱管線的另端依序分別串接有一逆止閥及一加熱裝置，其中該逆止閥緊鄰於該生水桶；及該冷凝管，係其一端接設於該熱水桶的頂上端，且該冷凝管的另端則延伸進入於該生水桶的內部；其中該控制器，係將該第一水位開關、第二水位開關、第一溫控開關、加熱裝置電性連接於控制器，藉以達到自動補水、開水溫度自動調節、防乾燒、滿水緊急斷電之功效者。

本發明的技術手段另包含一開水桶且接設於該熱水桶側邊，又該開水桶係以一連接管連接於該熱水桶，又該開水桶的外周圍係接設有一冷卻裝置、複數個散熱鰭片及一出開水開關，而該開水桶的內部則設有一第三水位開關及一第二溫控開關且均得電性連接一控制器，致該第三水位開關得控制該加熱裝置之加熱補充開水，而該第二溫控開關得控制該冷卻裝置，以防從該出開水開關高溫出水。

本發明飲水系統可以獲得的功效增進如下所列：

1、本發明係於該生水桶內部設置有多段水位檢知的第一水位開關，且該第一水位開關得因生水桶內的水位變化，能夠產生不同的作動訊號如進水控制、滿水緊急斷電、防乾燒等多重安全機制，據以提升本發明飲水系統的使用安全。

2、本發明在該熱水桶、生水桶之間設有該冷凝管及該生水桶的一側接設該排水管，使該熱水桶的水蒸氣可經由該冷凝管、生水桶、排水管從他處排出，而營造一無水蒸氣環境，同時亦可當第一水位開關及第二水位開關同時失效時，該熱水桶、生水桶所滿出的水亦可從冷凝管、生水筒及排出管順利導出，可避免該熱水桶、生水桶有爆裂之危險。

3、本發明之熱水桶係能夠以串聯或並聯的方式進一步結合一開水桶或其他水桶，透過該開水桶能夠增加額外的儲放容量，並可進一步搭配冷卻設備，使其他水桶能夠儲放電解水或冰水，據以提供消費者更多樣化的選擇與應用。

4、本發明係於生水桶內部設有冷凝管，可用於導入冷凝熱水桶的水蒸氣並預先加熱生水桶內的生水，並使生水在加熱時能夠節省耗能，兼具節能、省電及環保的功效。

[本發明]

1‧‧‧飲水系統

1a‧‧‧飲水系統

10‧‧‧生水桶

11‧‧‧第一水位開關

110‧‧‧儲水空間

111‧‧‧磁性浮球

112‧‧‧磁簧開關

113‧‧‧單向閥

114‧‧‧排出管

12‧‧‧進水管線

121‧‧‧電磁閥

122‧‧‧進水系統

13‧‧‧加熱管線

131‧‧‧逆止閥

132‧‧‧加熱裝置

133‧‧‧噴嘴

14‧‧‧冷凝管

20‧‧‧熱水桶

21‧‧‧開水儲存空間

22‧‧‧單向閥

23‧‧‧出熱水開關

24‧‧‧保溫加熱組件

25‧‧‧第二水位開關

26‧‧‧第一溫控開關

30‧‧‧開水桶

31‧‧‧連接管

32‧‧‧單向閥

33‧‧‧出開水開關

34‧‧‧第三水位開關

35‧‧‧冷卻裝置

351‧‧‧導流套

352‧‧‧散熱風扇

36‧‧‧散熱鰭片

37‧‧‧第二溫控開關

40‧‧‧出水裝置

41‧‧‧電控出水裝置

50‧‧‧控制器

P1‧‧‧緊急斷電位置

P2‧‧‧停止進水位置

P3‧‧‧防乾燒位置

[習知結構]

9‧‧‧開飲機

91‧‧‧生水筒

92‧‧‧熱水筒

93‧‧‧開水筒

94‧‧‧加熱裝置

SW1‧‧‧偵測元件

SW2‧‧‧偵測元件

圖1係為本發明方法步驟流程圖。

圖2係為本發明系統的外觀圖。

圖2-1係為本發明系統的控制方塊圖。

圖3係為本發明系統的剖面圖。

圖4係為本發明另一系統的剖面圖。

圖4-1係為本發明另一系統的控制方塊圖。

圖5係為本發明另一系統的使用狀態圖。

圖5-1係為本發明另一系統的出熱水開關示意圖。

圖6係為本發明自動補水及加熱的態樣圖。

圖7係為本發明熱水桶滿水位之態樣圖。

圖8係為習用開飲機的結構圖。

首先，請參閱圖1及圖3，本發明關於一種具自動補水飲水系統之安全控制機制方法，其包含有下述步驟：一生水桶、熱水桶分置步驟；一生水桶、熱水桶之水位控制步驟；一熱水桶保溫自動調節步驟；一無壓無水蒸氣、安全斷電步驟及一控制器設置步驟；其中， 該生水桶、熱水桶分置步驟，係將該生水桶10，熱水桶20分開設置，其中該生水桶10接設有一進水管線12，且於該生水桶10，熱水桶20之間設有一加熱管線13並串接有一逆止閥131及一加熱裝置132，又該熱水桶20的外周圍設有一出熱水開關23。

該生水桶、熱水桶之水位控制步驟，係於該生水桶10內部設有多段水位檢知的一第一水位開關11，且於該熱水桶20內部設有一第二水位開關25，其中該第一水位開關11得控制該進水管線12之進水、防乾燒及其滿水安全斷電等機制，而該第二水位開關25得控制該加熱裝置132之加熱，俾供維持該生水桶10、熱水桶20於正常水位。

該熱水桶保溫自動調節步驟，係於該熱水桶20內設有一第一溫控開關26，又該第一溫控開關26得控制該保溫加熱組件24之加熱及防乾燒，俾供維持該熱水桶20的溫度。及 該無壓無水蒸氣、安全斷電步驟，係該第一水位開關11兼具有滿水、無水檢知功能並讓本發明飲水系統1作緊急安全斷電之處置，另於該生水桶10，熱水桶20之間設有一冷凝管14及該生水桶10的一側設有一排出管114，俾供該熱水桶20的水蒸氣從他處排出，以營造出無水蒸氣的使用環境。另該熱水筒20達到滿水時，其滿出的開水可回流於該生水桶10，並於該生水桶10滿水時再從該排水管114導出，進而營造一無壓力之飲水系統，以避免該熱水桶20、生 水桶10因滿水導致其承受水壓增大而有***、爆裂的危險。

該控制器設置步驟，係將該第一水位開關11、第二水位開關25、第一溫控開關26、加熱裝置132電性連接於一控制器50，藉以達到自動補水、開水溫度自動調節、防乾燒及滿水緊急斷電之功效者，如圖2-1所示者。

請參閱圖2至圖3所示，本發明運用上述方法之一種具自動補水之安全飲水系統，係運用於供應開水場合，其具體實施方式係包含有：一生水桶10、一進水管線12、一加熱管線13、一冷凝管14、一熱水桶20及一控制器50；其中， 該生水桶10於內部形成有儲水空間110，並於該儲水空間110內設有一第一水位開關11，其中該第一水位開關11係由一磁性浮球111及三個磁簧開關112所構成，而該磁性浮球111得依據生水桶10內的水位高低而有三個作動位置，該三作動位置由高至低依序為一滿水緊急斷電位置P1、一停止進水位置P2及一防乾燒位置P3，該三磁簧開關112係分別對應該三作動位置設置，當該磁性浮球111的位置因水位高低而升降至與任一磁簧開關112相對齊時，該磁性浮球111將能夠以磁力驅動相對應的該磁簧開關112，並產生不同的作動訊號。另在該生水桶10的頂部係設有一單向閥113及一排出管114，該單向閥113在該生水桶10內部壓力大於外部壓力時即會閉合，可避免導入該生水桶10的水蒸氣外漏，並使水蒸氣由該排出管114引流而出，進而可營造無水蒸氣的使用環境。

該進水管線12及該加熱管線13分別連接到該生水桶10，又該進水管線12的另一端係連接一電磁閥121及一進水系統122，且該電磁閥121係分別以電性連接至該控制器50並受該三磁簧開關112控制，根據該磁性浮球111的作動位置不同而開啟或關閉該電磁閥121，該進水系統122係可結合濾水裝置、抽水馬達，以提供乾淨的水源並透過該電磁閥121引入於該進水管線12內。

該加熱管線13係由連接該生水桶10並依序串接有一逆止 閥131、一加熱裝置132及一噴嘴133，其中該加熱裝置132為電熱管、電熱棒或電熱片等，又該冷凝管14的一端係接設於該熱水桶20的頂上端，而該冷凝管14之另端則延伸至該生水桶10的內部，如圖3所示者。

該熱水桶20的內部形成一開水儲存空間21，且該加熱管線13的一端得穿設於該熱水桶20並伸入該開水儲存空間21，又該該冷凝管14得連通該熱水桶20的頂部，另在該熱水桶20的頂部設有一單向閥22，並在該熱水桶20的外周設有一出熱水開關23及一保溫加熱組件24，該出熱水開關23為一般的出水龍頭，該保溫加熱組件24係電性連接至該控制器50且可為加熱環、加熱片或加熱管等以各種不同型式進而環繞包覆於該熱水桶20的外周，並透過加熱保持該熱水桶20內部的開水溫度，該熱水桶20於該開水儲存空間21內設有一可隨著水位升降的第二水位開關25，並於該熱水桶20的內側壁面設有兩個可偵測水溫的第一溫控開關26，該第二水位開關25與該兩第一溫控開關26係分別以電性連接至該控制器50，其中該第二水位開關25並可控制該加熱裝置132加熱補水，而較高位置的該第一溫控開關26則控制該保溫加熱組件24加熱維持熱水桶20的溫度，另較低位置的另一第一溫控開關26則具防乾燒之功效者。

該控制器50，係電性連接該第一水位開關11、第二水位開關25、第一溫控開關26、加熱裝置132及保溫加熱組件24等，藉以提供本發明系統的自動補水、生水加熱、水位檢知、溫度感測、熱水桶保溫加熱、防乾燒及緊急斷電等之控制，以達到自動補水、開水溫度自動調節、防乾燒及滿水緊急斷電之功效者，如圖2-1所示者。

請參閱圖4至圖5所示，係為本發明另一種具自動補水之安全飲水系統1a，其運用於供應開水、溫水場合，其與上述飲水系統的差異在於：於該熱水桶20的另側邊連接有一開水桶30，該開水桶30係以一連接管31連接於該熱水桶20，又該開水桶30係於頂部設有一單向閥32，並於該開水桶30外周設有一 出開水開關33，在該開水桶30之內設有一可隨著水位升降的第三水位開關34及感測水溫的一第二溫控開關37並電性連接該控制器50，其中該第三水位開關34控制該加熱裝置132加熱補水，且該第三水位開關34的設置位置必須低於該連接管31。另在該開水桶30的外周係結合有一冷卻裝置35及複數個散熱鰭片36，該冷卻裝置35是包括有一圍繞於該開水桶30外周的導流套351及一設置在該導流套351上的散熱風扇352，該散熱風扇352係受控制於該控制器50結合該控制該第二溫控開關37，若該開水桶30水溫過高，則令該散熱風扇352產生氣流並在該導流套351與該開水桶30之間流動，同時帶動由該散熱鰭片36所導出的熱量，來對該開水桶30內的開水產生冷卻效果，以防從該出開水開關33高溫出水。

特別一提，本發明之開水桶30能夠進一步以串聯方式再加裝一個以上的冷水桶、電解水桶或冰水桶，另外額外加裝的各冰水桶除了能夠裝填冰水，讓本發明飲水系統使用擴充的效能極佳，有多重的變化使用。故本發明熱水桶20、開水桶30或/及冰水桶進一步於出水口處分別連接至一出水裝置40，透過水壓調節的方式，使該熱水桶20及開水桶30內已經煮沸的開水、開水或冷水、冰水均能夠透過該出水裝置40引出供人飲用。或者，溫水、冷水從該出水裝置40出水供人飲用，熱水則從一電控式出水裝置41出水供人飲用，如圖5-1所示者。

因此，本發明飲水系統1、1a正常使用狀況下，其自動引進生水過程，如圖2及圖6所示，由該進水系統122引入乾淨生水到該生水桶10內，當該生水桶10內位的水位高度使該磁性浮球111位於該停止進水位置P2及該防乾燒位置P3之間時，該進水管線12將會持續由該進水系統122不斷引入生水，直到該磁性浮球111的位置到達該停止進水位置P2，與相對應的該磁簧開關112感應後才停止抽水。

而在正常使用狀況下，本發明飲水系統1、1a的自動補充開水過程，如圖2及圖6所示，係將該生水桶10內的生水透過該加熱管線13加熱後，進入該熱水桶20內，當生水被引進該加熱管線13後，由於該逆止閥131的阻擋使生水停留在該加熱管線13內而不會逆流回該生水桶10，故該加熱裝置132能夠針對停留在加熱管線13內的生水進行加熱成為開水及水蒸氣，再由該噴嘴133排出於該熱水桶20內，直到其第二水位開關25到達預定的水位後，才會停止該加熱管線13的加熱補水。

本發明飲水系統1、1a可對生水預熱原理，如圖2及圖3所示，該噴嘴133流出為開水與水蒸氣的混成物，水蒸氣導致該熱水桶20的內部壓力增大而使該單向閥22受壓關閉，因此水蒸氣將會進入內部壓力較小的該冷凝管14，而該水蒸氣透過該冷凝管14能夠將熱量傳導並對該生水桶10內的生水加溫，產生預熱效果，於是在該生水桶10內部的生水在加熱前已經開始升溫，當其進入該加熱管線13時，就能夠縮短該加熱裝置132的加熱時間，進而達到節能省電的目的。

本發明飲水系統1、1a創設與習知結構完全不同之一無壓及無水蒸氣設計，如圖2及圖3所示，該熱水桶20的水蒸氣可經由該冷凝管14接觸生水桶內的冷水而將水蒸氣冷凝成液體流入生水桶10，而產生熱空氣由排水管114從他處(例如：排水溝、排水管)排出，而營造一無水蒸氣的使用環境，以避免傷害環境的室內設備。同時亦可當第二水位開關25及第一水位開關皆失效時，該熱水桶20、生水桶10所滿出的水亦可從冷凝管14、生水筒10及排水管114順利導出，並該磁性浮球111的水位升高至該緊急斷電位置P1，且透過相對應的該磁簧開關112關閉系統電源，可避免該熱水桶20、生水桶10有爆裂之危險。

本發明飲水系統1、1a的再加熱保溫過程，如圖2及圖6所示，在該熱水桶20所設置的該兩第一溫控開關26能夠隨時偵測桶內的開水溫度，當開水 溫度低於該兩第一溫控開關26之一設定溫度時，也會促使該保溫加熱組件24加熱，使該熱水桶20的水溫能夠逐漸升溫，當開水溫度達到預定溫度後，就會停止該保溫加熱組件24的加熱。

本發明飲水系統1、1a若遇到該進水管線12因抽水馬達或該電磁閥121故障無法持續進水的異常狀況，導致該生水桶10的水位逐漸下降，當該磁性浮球111到達該防乾燒位置P3時，該磁性浮球111將會與相對應的該磁簧開關112感應後，關閉該加熱裝置132以避免將該加熱管線13內部的無水燒乾，也可避免發生火災的危害。

本發明飲水系統1、1a若遇到第一水位開關11、第二水位開關25或/及第三水位開關34均損毀失效之異常狀況下，而無法確實測量水位時，如圖7所示，將會導致該加熱管線13不斷加熱並持續供應開水，故當該熱水桶20滿水位時，開水將會由該冷凝管14回流至該生水桶10內，因該第一水位開關11的緊急斷電位置P1失效，則該熱水桶20、生水桶10所滿出的水亦可從冷凝管14、生水筒10及排出管114順利導出，可避免該熱水桶20、生水桶10有爆裂之危險。如此一來，透過多層的防護設計，能夠保障使用者的使用安全。

1‧‧‧飲水系統

10‧‧‧生水桶

114‧‧‧排出管

12‧‧‧進水管線

121‧‧‧電磁閥

122‧‧‧進水系統

13‧‧‧加熱管線

14‧‧‧冷凝管

20‧‧‧熱水桶

40‧‧‧出水裝置

Claims (5)

1. 一種具自動補水飲水系統之安全控制機制方法，係包含有：一生水桶、熱水桶分置步驟，係將該生水桶，熱水桶分開設置，其中該生水桶接設有一進水管線，且於該生水桶，熱水桶之間設有一加熱管線並串接有一逆止閥及一加熱裝置，又該熱水桶的外周圍設有一出熱水開關；一生水桶、熱水桶之水位控制步驟，係於該生水桶內部設有多段水位檢知的一第一水位開關，且於該熱水桶內部設有一第二水位開關，其中該第一水位開關得控制該進水管線之進水、防乾燒及其滿水安全斷電機制，而該第二水位開關得控制該加熱裝置之加熱，俾供維持該熱水桶於正常水位；一熱水桶保溫自動調節步驟，係於該熱水桶內設有一第一溫控開關，又該第一溫控開關得控制一保溫加熱組件之加熱及防乾燒，俾供維持該熱水桶之溫度；一無壓無水蒸氣安全斷電步驟，係該第一水位開關具有滿水、無水檢知功能並讓本飲水系統作緊急安全斷電之處置，另於該生水桶，熱水桶之間設有一冷凝管，並於該生水桶一側設有一排出管，俾供開關失效時，致該熱水桶達到滿水，滿溢的開水除溢流至該生水桶外，又該生水桶滿水時可被該排出管導出，而營造無壓、無水蒸氣的使用環境之飲水系統；及一控制器設置步驟，係將該第一水位開關、第二水位開關、第一溫控開關、加熱裝置電性連接於一控制器，藉以達到自動補水、開水溫度自動調節、防乾燒、滿水緊急斷電之功效者。
2. 一種使用申請專利範圍第1項所述安全控制機制方法之具自動補水之安全飲水系統，係包含有：一生水桶，係外部接設一排出管，且內設有多段水位檢知的一第一水位開關，而產生有多種水位作動機制；一進水管線，係設於該生水桶的一側並接設有一進水系統； 一熱水桶，係內設有一第二水位開關及感測水溫的一第一溫控開關，而該熱水桶的外周圍設有一出熱水開關；一加熱管線，係接設於該生水桶、熱水桶之間，又該加熱管線係進入於該熱水桶的內部且往上延伸設有一噴嘴，且該加熱管線的另端依序分別串接有一逆止閥及一加熱裝置，其中該逆止閥緊鄰於該生水桶；及一冷凝管，係其一端接設於該熱水桶，且該冷凝管的另端則延伸進入於該生水桶的內部；一控制器，係將該第一水位開關、第二水位開關、第一溫控開關、加熱裝置電性連接於一控制器，藉以達到自動補水、開水溫度自動調節、防乾燒及滿水緊急斷電之功效者。
3. 依據申請專利範圍第2項所述具自動補水之安全飲水系統，另包含一開水桶且接設於該熱水桶，又該開水桶係以一連接管連接於該熱水桶，而該開水桶的內部則設有一第三水位開關及一第二溫控開關且均得電性連接於該控制器，致該第三水位開關得控制該加熱裝置之加熱補充開水。
4. 依據申請專利範圍第2或3項所述具自動補水之安全飲水系統，其中該第一水位開關係設為低、中、高等三個作動水位，並依據該三個水位由高至低依序為一滿水緊急斷電位置、一停止進水位置及一防乾燒位置。
5. 依據申請專利範圍第3項所述具自動補水之安全飲水系統，其中該生水桶、熱水桶、開水桶的頂端各自接設有一進氣單向閥，且於該熱水桶的外周增設有一保溫加熱組件並電性連接至該控制器並受第一溫控開關控制。