關于一種小型蒸餾水機設計改進的論述

伴隨著工業文明的不斷前進，越來越多的國家或地區正面臨水資源缺乏、能源短缺的危機。中國作為一個人口大國，水資源缺乏、能源短缺的情況也越來越嚴重。隨著人們生活、醫療水平的提高，人們對凈化水的需求也越來越大；水凈化方面的研究一直沒有停止過，并隨著目前水資源危機、能源短缺的問題越來越突出，越來越多的人加入這一研究領域。特別是在某些特殊場所如醫院、診所、試驗室等，必須使用凈化水進行消毒處理，現有凈化水的提供主要有以下幾個渠道：一、大型醫院自設凈化水設備，通過集中制造凈化水，再通過容器提供給各科室、使用點，容器的重復使用，存在二次污染；二、醫院、診所、試驗室等，自己無凈化水制造設備，完全通過市場購買，對凈化水質量難以控制，運輸過程易產生二次污染；三、購買目前市場上的一種小型蒸餾水制造機，但該機目前存在效率低、不節能環保的問題；

傳統的水凈化方法主要有兩種：蒸餾法和過濾法，通過過濾來凈化水的方法常用于大處理量的凈化裝置中，但是這種方法難以將溶解于水中的有害物質去除。而對于蒸餾方式對水進行凈化處理可以得到純凈的蒸餾水，現在市場上的小型蒸餾水機，適合小型醫院、診所、試驗室使用，能根據使用情況隨時制造凈化水，制取方便，避免了二次污染；但設計上還不夠完善，還存在以下問題：熱量損失大，能量消耗多；冷卻不充分，蒸汽揮發，導致工作效率低；存在一定的安全隱患。

我通過對小型蒸餾水機進行一定的設計改進，增加內部絕緣隔熱層，加熱區與冷凝區域、外部完全隔離，讓熱量很好的保持在腔體內部，減少熱量損失，減少了電能的消耗，減少了加熱時間；冷凝的效果良好，冷凝蒸餾水的溫度低，平均僅達43℃，減少了水汽蒸發，提高了凈化水效率。

現有市場上小型蒸餾水機從結構上分為上蓋和機體兩部分，上下兩部分完全分離，機體部分主要承擔加熱產生蒸汽，上蓋部分主要承擔蒸汽冷卻產生凈化水；機體的底部設有加熱器，加熱器的上方設有不銹鋼槽，不銹鋼槽與外圍及底部無絕緣隔熱層，熱量易散發；上蓋部分設有冷凝管、冷卻風扇，冷凝管連通不銹鋼槽，不銹鋼槽產生的蒸汽自動導入冷凝管，在冷卻風扇作用下形成凈化水；底部加熱器僅設有1個保護溫控開關，不銹鋼槽中水蒸發完后溫度上升到160℃時，溫控開關斷開，整機電源切斷，當溫控開關損壞時整機將會因過熱而燒壞；上蓋部分直接放置在機體上，上蓋電源通過一組導線與底部連接，電線暴露在機體外部，存在漏電的安全隱患，上蓋與機體不固定，存在蒸汽誤傷的安全隱患，且上部冷卻風扇的開關完全由底部電源的通斷控制，當冷水加熱階段，還未產生蒸汽，風扇的工作是做無用功，既浪費電能也不利于水溫快速升高，當水燒干時，底部溫控開關斷開，導致上蓋冷卻風扇電源斷開，而腔體內還存在大量蒸汽，一部分排入空氣中，一部分殘留在腔體內變成冷凝水不能被收集利用，導致凈化水效率低，不到80％。

通過如下設計改進，將大大改善以上缺陷；上蓋和機體兩部分鉸鏈相互連接，工作時，上蓋不易打開，避免蒸汽對人的傷害；機體內的不銹鋼槽的外圍及底部設有絕緣隔熱層，完全與塑料外殼及底部隔離，避免了熱能的損失；底部設有3個溫控開關，一個160℃可復位溫控和一個110℃。手動復位溫控，串聯安裝在底部加熱器相應位置，共同控制加熱器電源通斷，當腔體內水蒸發完畢后，底部溫度上升，110℃。手動復位溫控首先工作斷開，切斷加熱器電源，隨著加熱器的熱量繼續傳遞，160℃。可復位溫控也將斷開，達到雙重保護加熱器的目的，當一個溫控損壞，不會導致整機燒毀；另一個溫控開關裝在機體底部，間接通過感知腔體內溫度來控制冷卻風扇的開關，冷卻風扇在水剛開始加熱過程中，是不會起動的，直到水溫接近沸點產生蒸汽時，才會自動起動開始冷卻，這樣更節能；在腔體內的水蒸餾完后，加熱器停止工作，冷卻風扇還將繼續工作，直到鍋內溫度小于70℃。后，才會自動停止工作，既防止腔體內未完全冷卻，打開上蓋，蒸氣燙傷使用者，又可確保蒸汽完全被凈化收集，提高凈化水效率；上蓋與機體的聯體式設計，上蓋電源通過一組導線與底部溫控開關連接，電線穿過鉸鏈部位，完全內置在外殼內面，避免了漏電的安全隱患，并更加美觀；增加了機械開關，可以隨時打開與關閉機器，并且自帶指示燈，顯示機器加熱工作運行狀態；增加了一個保險絲座，使用更安全。

本蒸餾水機的設計改進增加了機械開關，可以隨時打開與關閉機器，并且自帶指示燈，顯示機器加熱工作運行狀態；增加了一個保險絲座，使用更安全；上蓋與機體聯體式設計，將原外部由底連接到上蓋上的一根電源線設置在產品內部，避免了電線外按引起的漏電安全風險，并更加美觀；增加了內部絕緣隔熱層，使得多余的溫度與冷凝區域完全隔離，讓溫度很好的保持在腔體內部，減少熱能損失；溫控保護開關的設計，提高了安全性；通過溫度控制冷卻風扇的開、關，蒸汽冷凝徹底，蒸餾水的溫度低，平均僅達43℃，蒸汽損失很少，凈化水效率達到95％以上；同樣功率的加熱器、風扇，工作時間減少13.5％，同樣也節能13.5％。