[发明专利]一种智能加热水龙头

说明书

技术领域

本发明创造涉及一种智能水龙头，其主要特点是该水龙头能够根据使用者意愿选择获取常温自来水或者热开水。

背景技术

自从人类发现使用火力和电力以来，人类的生存能力得到大幅提高。之后，人类发明了各种加热水的工具。但是，这些工具有的需要等待加热时间，如各种热水壶；有的大型热水器常常会使水反复加热，导致热水中产生有害物质，危害人们的身体健康。

发明内容

PTC正温度系数材料具有特殊的电阻-温度特性。在材料温度低于居里温度时，其电阻值很小，并保持在一个较小的范围内变化。当材料温度高于居里温度时，其电阻值急速增高，甚至接近于无穷大。

一片2×5平方厘米的长方形PTC材料的电阻值可以做到小于1欧姆甚至更小。在本发明中采用的PTC材料每片面积为5×10平方厘米，厚度为8毫米，两面镀铜电极厚度分别为1毫米，采用10片并联，每两片PTC材料之间的间隙1毫米。这样PTC材料的总截面面积为500平方厘米。其电阻值可以小于0.02欧姆。如果外加电压为直流10伏特。则可以提供5000w功率能量。

经过在一台直饮水设备上测试，得到水电流速为1kg/140s，这样如果采用本发明所使用的PTC结构，本发明所述的智能水龙头有效加热长度为10厘米，流水截面积为4.5×10^-4平方米，可容纳水电体积＝4.5x10-5立方米，水的重量0.045kg。根据水的流速和加热装置的长度，我们可以计算水流速度：u_水×140×4.5×10^-4＝0.001。得到u_水＝1/63m/s，进而得到水流过加热装置的时间t＝6.3s

水的比热容为4.2×10³J/(kg℃)。假设水需要从零度上升到100度。那么水流过智能水龙头的耗时6.3秒，流量为0.045kg。所需能量为4.2×1000×100×0.045＝18900J。所需功率为18900/6.3＝3000w。

水的汽化热约为上述计算值得5倍，即大约为15000w。所以，我们可以根据这两个值调整智能水龙头的电源，结构，加热材料特性等。通过上述计算可以看出，这个方案是可行的。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其特征包括壳体(1)，隔热材料(2)，内封闭绝缘陶瓷(3)，PTC正温度陶瓷材料格栅及其双面镀铜电极(4)，(5)，(6)，正温度陶瓷格栅双面电极引出板(7)，(13)，其引线(8)，(12)。电源接口板(10)，冷水按钮(9)和热水按钮(11)，自来水接口(14)，矩形智能水龙头盖(15)，矩形防水垫圈(16)，连接螺栓(17)，配水过滤网(18)，加热主体部件(19)，智能水龙头矩形外壳主体(20)，以及出水口(21)。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其特征是：加热主体部件(19)是由零部件内封闭绝缘陶瓷(3)，PTC正温度陶瓷材料格栅及其双面镀铜电极(4)，(5)，(6)，正温度陶瓷格栅双面电极引出板(7)，(13)组成。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其壳体(1)包括自来水接口(14)，矩形智能水龙头盖(15)，矩形防水垫圈(16)，连接螺栓(17)，智能水龙头矩形外壳主体(20)，以及出水口(21)组成。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其隔热材料具有两种功能，首先其具有隔热防止烫伤的作用；其次，它具有阻止热量散失，提高加热效率，节约能源的作用。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其封闭绝缘陶瓷有三个作用，第一个作用是隔离四周，避免水接触到有一定毒性的隔热材料；第二个作用是封闭电极穿出的间隙，避免水的泄漏，这种情况下也极有可能引发设备漏电故障；第三个作用是隔离每片正温度陶瓷的正负极，防止正温度陶瓷短路。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其正温度陶瓷格栅的双面电极引出板尺寸与正温度陶瓷等高，但宽度较小，这样既有利于电流畅通，也有利于设备安全，毕竟这些引出板是很薄的。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其配水过滤网的作用有二，一是过滤杂质，防止杂质堵塞在间隙很小的加热陶瓷片之间，二是分配水流，使入口的水流比较均匀地分布到每个加热陶瓷的间隙里，三是它也有净化水的作用。使用一段时间后，配水过滤网应该更换。

本发明创造所述的智能加热水龙头，其出水可由压下冷水按钮(9)或者热水按钮(11)选择冷水或者热水。按钮可以是机械式的，也可以是电磁式的。其工作原理已经十分成熟地应用在各种设备上。它不是本发明创造所要求的权利，仅为设备的一部分，故不详述其工作原理。