專(zhuān)利名稱(chēng)：一種靜自動(dòng)太陽(yáng)能熱飲水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能熱水器。
當(dāng)今的中高溫型太陽(yáng)能集熱裝置，多為跟蹤聚焦方式，采用復(fù)雜的反光跟蹤裝置，不便于或無(wú)法在室外墻壁、房頂?shù)忍厥猸h(huán)境按裝使用，當(dāng)今的開(kāi)水器、飲水器是電控自動(dòng)化供水，加熱及限溫排水，它對(duì)電網(wǎng)存有能耗與依賴(lài)性。
本發(fā)明的目的是提供一種固定式的太陽(yáng)能中高溫集熱，無(wú)電子電力器件而自動(dòng)生產(chǎn)開(kāi)水與溫水的熱水器。
為達(dá)上述目的，本技術(shù)對(duì)并聯(lián)真空采光集熱器改進(jìn)，對(duì)單端開(kāi)孔的集熱管內(nèi)腔設(shè)置分隔導(dǎo)流作用的隔板或隔管，使集熱器內(nèi)腔分隔為上下空腔，流通傳熱介質(zhì)的進(jìn)出回路，將多支這樣集熱管上下水平排列，分隔的內(nèi)腔串聯(lián)組置，形成串聯(lián)真空采光集熱管式集熱器，循環(huán)傳熱介質(zhì)采用耐中高溫循環(huán)液，達(dá)到中高溫采光集熱目的。用多個(gè)真空保溫瓶膽作開(kāi)水室，保溫貯存開(kāi)水，在每個(gè)保溫瓶膽的底部水位線(xiàn)處進(jìn)水管路內(nèi)裝置一浮磁閥，對(duì)保溫瓶進(jìn)行排空補(bǔ)水，且水滿(mǎn)后可以自閉，在保溫瓶膽的下部裝置一控制傳熱介質(zhì)對(duì)保溫瓶?jī)?nèi)的水進(jìn)行加熱的熱能分配閥，在保溫瓶膽的排水管內(nèi)裝置一個(gè)只排放開(kāi)水，阻止溫水排放的限溫排水閥。
浮磁閥利用水面升降對(duì)漂浮物產(chǎn)生升降動(dòng)作，來(lái)實(shí)現(xiàn)啟閉，并輔以永磁體吸引加強(qiáng)其密閉性，該閥能夠達(dá)到快速啟閉的效果。
熱能分配閥是以水或傳熱介質(zhì)作為采熱點(diǎn)，控制感溫動(dòng)作元件產(chǎn)生動(dòng)作實(shí)現(xiàn)換向，其第一種設(shè)計(jì)方法是以感溫軟磁受溫度作用感磁與失磁的特性，在平板感溫軟磁的兩面對(duì)置以面積小，且相斥的永磁體，感溫軟磁在居里溫度(如98℃)以?xún)?nèi)，兩永磁體分別對(duì)感溫軟磁的兩面磁分極化，三體吸合在一起，在居里溫度以外，感溫軟磁消失磁性，磁力線(xiàn)穿過(guò)感溫軟磁體，兩永磁體產(chǎn)生排斥動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥門(mén)換向。感溫軟磁的特點(diǎn)是居里溫度恒定，溫控在±℃范圍內(nèi)，所以該閥性能可靠，第二種設(shè)計(jì)方法是以可調(diào)溫度的平螺旋形熱雙金屬片作為感溫動(dòng)作元件，驅(qū)動(dòng)輔助密閉且快速動(dòng)作的磁性閥門(mén)啟閉換向，這種方法可對(duì)溫控點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，但該閥的靈敏度較感溫軟磁分配閥差。限溫排水閥用感溫軟磁隨溫度變化感磁與失磁的特點(diǎn)，將居里溫度(如95℃)的感溫軟磁做成中心開(kāi)孔的圓薄片形狀，與一磁性較強(qiáng)的永磁體組合，或相反將磁性較強(qiáng)中心開(kāi)孔的永磁體與一溥圓板形狀的感溫軟磁組合，置于非磁性的閥殼體內(nèi)，組合成對(duì)水溫感應(yīng)啟閉的閥門(mén)。該閥的溫控點(diǎn)恒定，能對(duì)流出的不同溫度的水，可在短時(shí)間內(nèi)感溫做出啟閉動(dòng)作。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
由以下附圖給出

圖1是靜自動(dòng)太陽(yáng)能熱飲水器的整體圖；圖2是恒溫?zé)崮芊峙溟y剖視圖；圖3是浮磁閥剖視圖；圖4是限溫排水閥剖視圖；圖5是可調(diào)溫?zé)崮芊峙溟y剖視圖；圖6是沿圖5的B-B線(xiàn)所取的剖視圖；圖7是沿圖5的A-A線(xiàn)所取的剖視圖。
(具體實(shí)施方式
)圖1的下半部分是中高溫太陽(yáng)能集熱器的局部剖視圖，將真空集熱管上下水平排列組合，它們的首端開(kāi)口部分插入略寬于真空集熱管外徑的上循環(huán)管2的開(kāi)孔中，并有一襯墊襯于其間，將真空集熱管開(kāi)口端密封固定，尾端有同樣襯墊固定于集熱器管架開(kāi)口之中，圖中19是比真空集管管內(nèi)腔直徑略窄的尺條狀導(dǎo)流隔板，有簡(jiǎn)易彈性板夾73將隔板固定，隔板將集熱管內(nèi)腔上下平分，隔板前端的寬度面積同上循環(huán)管內(nèi)腔橫截面寬度與面積相當(dāng)，將上循環(huán)管管腔上下分隔，集熱管尾腔有段未被隔板隔離的空間通道，這樣集熱管上下腔和被隔板分隔的上循環(huán)管腔構(gòu)成一循環(huán)進(jìn)出管道，作為一個(gè)單元串聯(lián)于集熱器循環(huán)系統(tǒng)之中。圖1中所示的隔管20是另一種形式將集熱管內(nèi)腔隔離為進(jìn)出管腔的方法，隔管是一根橫截面積約為集熱管內(nèi)腔橫截面積的一半，長(zhǎng)度略短于集熱管內(nèi)腔的導(dǎo)流管路，它的首端是將集熱管開(kāi)口端下半部隔離，且將上循環(huán)管腔上下分隔的角形隔離板74，其作用同隔板一樣，導(dǎo)流加強(qiáng)集熱器內(nèi)部自然循環(huán)的對(duì)流。
圖1上部分所示的是熱水箱剖視圖，有貯水室、溫水室、上下列置開(kāi)水室等，每個(gè)開(kāi)水室是一個(gè)倒立的保溫瓶膽栽置于泡沫保溫材料之中，每個(gè)開(kāi)水室的進(jìn)水管由一浮磁閥21進(jìn)行排空補(bǔ)水，且水滿(mǎn)后自行關(guān)閉，下端有一控制循環(huán)傳熱介質(zhì)對(duì)開(kāi)水室加熱的熱能分配閥25，換熱器16、循環(huán)管路(75、76、77)、開(kāi)水室的排水管路中有一限溫排水閥36。
如圖3所示的是浮磁閥的剖視圖，由浮磁閥殼體40內(nèi)容置可上下自由移動(dòng)的浮磁門(mén)22及輔助密閉作用的可調(diào)磁體23、24，浮磁門(mén)浮置于可調(diào)磁體的中間孔腔之中。輔助可調(diào)磁體是由兩個(gè)外緣帶有螺紋，且共置于浮磁閥殼體內(nèi)螺紋之中的圓盤(pán)狀磁體，它除中間具有一容納浮磁門(mén)的孔腔，其外圍還有多個(gè)供流水的通道孔；調(diào)整兩磁體之間的間隙，可改變體現(xiàn)在下磁體23上的磁性強(qiáng)度，浮磁門(mén)頂部具有端面平齊的窄環(huán)狀密封帶，當(dāng)浮磁門(mén)受浮力上升堵住端蓋41中間的進(jìn)水孔，該孔狀密封帶可以較好的與頂部的進(jìn)水孔軟膠墊密封，在浮磁門(mén)的下端有一連為一體的圓盤(pán)狀磁體43，與可調(diào)磁體吸合輔助該閥關(guān)閉后的密封。
由圖1熱水箱所示，排水管路75、換熱器16、循環(huán)管76、恒溫?zé)崮芊峙溟y25的感溫腔進(jìn)水管77及保溫瓶9共同組成一水循環(huán)回路，當(dāng)熱能分配閥的感溫軟磁溫度低于居里點(diǎn)(如98℃)時(shí)，活動(dòng)永磁在重力作用下下落磁化吸合感溫軟磁，同時(shí)帶動(dòng)換向閥體內(nèi)部的閥門(mén)板關(guān)閉從導(dǎo)熱管路78至導(dǎo)熱管路80的通道，而開(kāi)啟導(dǎo)熱管路78至79的通道，熱能進(jìn)入換熱器加熱冷水直至開(kāi)水室內(nèi)的水溫達(dá)到居里溫度(98℃)。熱能分配閥感溫腔內(nèi)的活動(dòng)永磁產(chǎn)生排斥動(dòng)作，推動(dòng)閥板關(guān)閉導(dǎo)熱管路78、79的通道，開(kāi)通導(dǎo)熱管路80，將熱能輸達(dá)給下一級(jí)開(kāi)水室或溫水室。
圖5、6、7所示的是一種可調(diào)熱能分配閥，它可以同恒溫?zé)崮芊峙溟y更替使用，由溫控腔殼體57與端蓋螺栓58組合形成一空腔，容納與調(diào)整螺栓59連為一體的調(diào)整盤(pán)60及上面的弧形凹槽61、62，一固定于平螺旋熱雙金屬片32外尾端且活置于弧形凹槽之中的長(zhǎng)方形足塊體，平螺旋熱雙金屬片的中心一端嵌于傳動(dòng)軸33的首端切槽之中，傳動(dòng)軸被溫控腔殼體上的中心孔徑向固定。換向閥殼體34同端蓋64組成一空腔，換向閥殼壁上有一圓孔，徑向固定傳動(dòng)軸，將動(dòng)力輸入換向閥內(nèi)腔，傳動(dòng)軸的尾端開(kāi)有切槽嵌入一螺旋狀彈性力臂65，彈性力臂的另一端同椎圓形永磁閥板35連為一體，永磁閥體的兩面分別對(duì)應(yīng)具有相吸磁性的出口磁管66、67，另外，換向閥殼壁開(kāi)有傳熱介質(zhì)流入口68，感溫腔體與換向閥殼體之間通過(guò)一隔熱連接體81連在一起。彈性力臂的彈性用來(lái)緩解吸收過(guò)冷、過(guò)熱時(shí)，熱雙金屬片的短超量變形，不致于影響閥板同磁管的吸引封閉。調(diào)整盤(pán)上的弧形凹槽的形狀是使活置于其間的方形足塊的行程能夠吸收熱雙金屬片在超高溫或低溫時(shí)徑位移量和角位移量，而不致破壞自身。
圖4所示的限溫排水閥是由非磁性圓桶狀閥體37與端蓋螺栓69組成一圓柱形空間，內(nèi)容納中間開(kāi)孔的圓盤(pán)狀感溫軟磁38和一圓形磁閥門(mén)板39，在閥殼體的側(cè)面開(kāi)有進(jìn)水孔70，在閥體的底部開(kāi)有出水孔71，在閥體的出水口處加工有多塊托住閥門(mén)板的凸塊72，該閥體以端蓋螺栓在上，閥殼體向下垂直按裝使用，在居里溫度以?xún)?nèi)，永磁體對(duì)感溫軟磁的磁化吸引力要求能克服排水時(shí)水流對(duì)閥門(mén)板的沖擊力和閥門(mén)板自身重力而吸合，也就是永磁體與感溫軟磁的間隙不宜過(guò)大。
保溫水箱的裝配也可以將貯水室、溫水室二合一，將貯水室改為溫水室而去消圖1中的溫水室，開(kāi)水室的供熱也可采用這樣的裝配方法，將換熱器制成螺旋彈簧狀置于開(kāi)水室內(nèi)，這樣熱能分配閥的采熱點(diǎn)可以選在換熱器后、傳熱介質(zhì)的回流管路中，但這樣會(huì)造成水未開(kāi)熱能分配閥反復(fù)換向，而使有限的熱能不能充分優(yōu)先輸送到開(kāi)水室。
熱水箱的每個(gè)水室，除具有進(jìn)排水管路，還具有一個(gè)排氣管路，每個(gè)水室的外圍包有保溫固定作用的保溫材料，外殼用鐵皮或塑料制成，集熱器可方便掛裝于外墻壁，熱水箱可掛裝于墻壁或砌于墻體中使用。
權(quán)利要求
1.一種由集熱器、導(dǎo)熱管路、熱水箱分體組合成的太陽(yáng)能熱飲水器，集然器包括框架(1)、與一側(cè)框架為一體的上下循環(huán)管腔(2、3)、真空集熱管(4)、連接襯墊(5)及保溫材料(6)等組成；熱水箱由貯水室(7)、溫水室(8)、開(kāi)水室(9)、進(jìn)出水管閥(10、11、12、13、14)、排氣管路(15)、導(dǎo)熱循環(huán)管路(78、82)、換熱器(16)、外殼(17)及保溫材料(18)等組成；其特征是在集熱器框架上的上循環(huán)管腔和集熱管內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置分隔導(dǎo)流作用的隔板(19)或隔管(20)類(lèi)隔離物，將上循環(huán)管腔(2)和集熱管內(nèi)腔分隔為上下空腔進(jìn)出回路，總數(shù)被分隔的空腔串聯(lián)組合在一起，形成可采集中高溫的中高溫型集熱器；熱水箱采用一個(gè)或多個(gè)分層倒置且個(gè)體獨(dú)立的真空保溫瓶膽(9)作為開(kāi)水室，在每個(gè)開(kāi)水室底部水位線(xiàn)處的進(jìn)水管路中裝置一浮磁閥(21)，當(dāng)該開(kāi)水室內(nèi)水排凈時(shí)，浮磁閥內(nèi)部的浮磁門(mén)(22)失去浮力下落開(kāi)啟，水流入開(kāi)水室，直至水滿(mǎn)浮磁門(mén)上浮關(guān)閉，并有磁體(23、24)吸引浮磁門(mén)下端的磁體，輔助加強(qiáng)其密閉；在每個(gè)開(kāi)水室的底下有一受水溫或換熱器后傳熱介質(zhì)回流溫度感應(yīng)動(dòng)作的恒溫?zé)崮芊峙溟y(25)或可調(diào)熱能分配閥(圖5)；恒溫?zé)崮芊峙溟y由非磁性感溫腔體(26)內(nèi)的溥板狀感溫軟磁(27)作為感溫元件，在感溫軟磁的兩面，對(duì)置以相互排斥的固定水磁體(28)和活動(dòng)永磁體(29)，感溫軟磁在居里溫度以?xún)?nèi)被兩面對(duì)置的永磁體磁化極分，三體吸合在一起，感溫軟磁達(dá)居里溫度消失磁，兩永磁體相互產(chǎn)生排斥，作用到活動(dòng)永磁體推動(dòng)換向閥門(mén)(30)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流換向；可調(diào)熱能分配閥由感溫腔體(31)內(nèi)的螺旋熱雙金屬片(32)感溫動(dòng)作，通過(guò)一傳動(dòng)軸(33)驅(qū)動(dòng)換向體(34)內(nèi)的磁性閥門(mén)板(35)導(dǎo)流換向；每個(gè)開(kāi)水室的排水管路中有一限溫排水閥(36)，當(dāng)水溫使感溫腔體(37)內(nèi)中心開(kāi)孔的感溫軟磁體(38)在居里溫度以?xún)?nèi)時(shí)，被下面的永磁體門(mén)(39)磁化吸合，或中心開(kāi)孔的永磁體將居里溫度以?xún)?nèi)的平板狀感溫軟磁體磁化吸合，該閥呈關(guān)閉態(tài)，當(dāng)感溫軟磁體在居里溫度以外，該閥呈開(kāi)啟狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述的導(dǎo)流隔板是一根水平置于真空集熱管內(nèi)腔的長(zhǎng)條形溥板，它的首端是一段置于上循環(huán)管內(nèi)腔；且將其上下分隔的隔板，它的尾端插入真空集熱管內(nèi)腔，其長(zhǎng)度較短于其內(nèi)腔，或長(zhǎng)度與內(nèi)腔相當(dāng)，而尾端留有足夠截面積的導(dǎo)流開(kāi)孔供傳熱介質(zhì)循環(huán)通過(guò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于所述的導(dǎo)流隔管是一根截面積約為集熱管內(nèi)腔一半，長(zhǎng)度略短于集熱管內(nèi)腔的導(dǎo)流管路，它的首端是將集熱管開(kāi)口端下半部隔離，且將上循環(huán)管腔上下分隔的角形隔離板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述的浮磁閥是由浮磁閥殼體(40)內(nèi)容置，可上下自由移動(dòng)的浮磁門(mén)及輔助密閉作用的可調(diào)磁體(23、24)，浮磁門(mén)浮置于可調(diào)磁體中間的孔腔之中，輔助可調(diào)磁體是由兩個(gè)外緣帶有螺紋，且共置于浮磁閥殼體內(nèi)螺紋之中的圓盤(pán)狀磁體，它除中間具有一容納浮磁門(mén)的孔腔，其外圍還具有多個(gè)供流水的通道孔，調(diào)節(jié)兩磁體的間隙，可改變體現(xiàn)在下磁體(23)上的磁性強(qiáng)度，浮磁門(mén)的頂部具有一窄環(huán)狀密封帶，當(dāng)浮磁門(mén)受浮力上升堵閉端蓋螺栓(41)中間的進(jìn)水孔，該環(huán)狀密封帶可以較好的與頂部的進(jìn)水孔軟膠墊(42)密閉，在浮磁門(mén)的下端有一連為一體的圓盤(pán)狀磁體(43)，它與可調(diào)磁體吸合，輔助該閥關(guān)閉后密閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述的恒溫?zé)崮芊峙溟y感溫腔由圓桶狀感溫腔殼體(26)與端蓋螺栓(44)組成的圓柱形空腔，感溫軟磁(27)是一種截面積大于永磁體極端面積的圓板狀體或可容納固定永磁體(28)的圓桶形狀，其工作面板的厚度是以居里點(diǎn)以?xún)?nèi)被兩面的永磁體磁分極化，吸引而不致造成兩永磁(28、29)相斥為宜，它固定于感溫腔內(nèi)并將其隔離為固定永磁腔和活動(dòng)永磁腔。固定永磁腔內(nèi)置一固定永磁體和一導(dǎo)熱性好且同感溫軟磁貼合成一體的傳熱片(45)，該永磁體中間有一流通傳熱介質(zhì)的通孔，與傳熱片貼合的一端加工有多條中心向四周輻射狀流通傳熱介質(zhì)的通道，端蓋螺栓中間開(kāi)有孔道(46)與固定永磁體上的孔道(47)對(duì)應(yīng)，感溫腔殼體的側(cè)壁對(duì)應(yīng)固定永磁腔處開(kāi)有流通傳熱介質(zhì)的孔道(48)，傳動(dòng)軸(49)與活動(dòng)永磁體的中心處連接在一起，且傳動(dòng)軸徑向容置于感溫腔殼體頂端的中心開(kāi)孔之中，恒溫?zé)崮芊峙溟y的換向部分由一圓桶形閥殼體(50)與絲端加工有傳熱介質(zhì)流通孔道的端蓋螺栓(51)組合一空腔，內(nèi)容納閥板(30)及其連為一體的傳動(dòng)軸，換向閥殼體，側(cè)壁開(kāi)有流通傳熱介質(zhì)的進(jìn)孔(53)，出孔(54、55)，出孔之間的距離與閥板的行程對(duì)應(yīng)活動(dòng)永磁體的空間行程，使感溫動(dòng)作恰好實(shí)現(xiàn)換向?yàn)橐耍瑩Q向閥殼體與感溫動(dòng)作閥體通過(guò)中間開(kāi)孔的隔熱連接體(56)由螺栓堅(jiān)固連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征為所述的可調(diào)溫?zé)崮芊峙溟y由溫控腔殼體(31)與端蓋螺栓(58)結(jié)構(gòu)形成一空腔容納與調(diào)整螺栓(59)連為一體的調(diào)整盤(pán)(60)及上面的弧形凹槽(61、62)，固定于螺旋雙金屬片外尾端且活置于弧形凹槽之中的長(zhǎng)方形足塊體(63)，螺旋熱雙金屬片的中心端嵌于傳動(dòng)軸(33)的首端切槽之中，傳動(dòng)軸被溫控腔殼體上的中心孔徑向固定，溫控腔殼體上開(kāi)有進(jìn)排水孔(52、57)；換向閥殼體(34)同端蓋(64)組成一空腔，換向閥體壁上有一圓孔徑向固定傳動(dòng)軸將動(dòng)力輸入換向閥內(nèi)腔，傳動(dòng)軸的尾端開(kāi)有切槽，嵌入一螺旋狀彈性力臂(65)，彈性力臂的另一端同椎圓形永磁閥板(35)連為一體，永磁閥板的兩面分別對(duì)應(yīng)具有相吸磁性的出口磁管(66、67)，另外換向閥殼壁開(kāi)有傳熱介質(zhì)流入口(68)。彈性力臂的彈性足以緩解、吸收過(guò)冷過(guò)熱時(shí)熱雙金屬片的動(dòng)作不致影響閥板同磁管(66)或磁管(67)的封閉性為宜，調(diào)整盤(pán)上的弧形凹槽的形狀是使活置于其間的方形足塊的行程能夠吸收熱雙金屬片在超高溫或低溫時(shí)徑向位移量和角位移量，而不致破壞自身為宜。
7.如權(quán)利要求1所述的熱水器，其特征在于所述的限溫排水閥是由非磁性圓桶狀閥體(37)與端蓋螺栓(69)組成一圓柱形空間，內(nèi)容納中間開(kāi)孔的圓盤(pán)狀感溫軟磁(38)和一圓形永磁閥門(mén)板(39)或是一中間開(kāi)孔的永磁體與一圓桶形感溫軟磁閥門(mén)板，在閥殼體的側(cè)面有進(jìn)水孔(70)，在閥體的底部開(kāi)有出水孔(71)，在閥體的出水口處加工有多塊托住閥門(mén)板的凸塊(72)，在居里溫度以?xún)?nèi)永磁體(39)對(duì)感溫軟磁(38)的磁化吸引力大小足以克服排水時(shí)水流對(duì)閥門(mén)板的沖擊力和閥門(mén)板的自身重力而吸合為宜。
全文摘要
一種分體組成的靜自動(dòng)太陽(yáng)能熱飲水器，在外墻懸掛以串聯(lián)組合的中高溫真空管集熱器，采集的中高溫?zé)崮芡ㄟ^(guò)管路傳輸給可方便懸掛于室內(nèi)外墻壁的熱水箱，該熱水箱具有自動(dòng)分配熱能、排空加水、限溫放水的系統(tǒng)開(kāi)水功能，該熱水器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏可靠，無(wú)易損件，不需要電力，適用于樓房、民房及公共場(chǎng)所按裝使用，自動(dòng)無(wú)償生產(chǎn)飲用開(kāi)水和洗浴溫水。
文檔編號(hào)F24J2/40GK1405512SQ0112731
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月10日
發(fā)明者劉曉巖 申請(qǐng)人:劉曉巖