專利名稱：太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能利用裝置，具體地講是一種太陽能熱水器水箱的上下水管的排空裝置。
太陽能熱水器作為一種節(jié)能產(chǎn)品，愈來愈多地得到廣大用戶的青睞。由于太陽能熱水器的水箱均設(shè)置于室外，在寒冷的北方地區(qū)，其防凍的問題顯得尤為重要。目前，熱水器的集熱器和水箱本身的防凍問題已基本上得到解決。但水箱的上下水管則由于其管內(nèi)只是階段性地通水，而且通水量又不大，因此在北方氣溫較低的情況下，上下水管的保溫要求十分嚴(yán)格，而且至今尚無有效的防凍辦法。實(shí)踐證明，采用常規(guī)的在管體上纏裹保溫材料以及采用電熱的辦法，不僅安裝麻煩，費(fèi)用高，而且又不可靠。
為解決上述問題，有人提出一種用于太陽能熱水器的多功能控水閥，其結(jié)構(gòu)主要由上下兩個(gè)閥芯組成，閥芯的兩相接的端面上具有兩種交錯(cuò)設(shè)置的不同齒形的可相互嚙合的齒。一組齒為開式嚙合，即當(dāng)其嚙合時(shí)，齒間留有間隙，水會(huì)通過該間隙而導(dǎo)通，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)水箱的上下水的功能；另一組齒為封閉式嚙合，當(dāng)其嚙合時(shí)，會(huì)阻斷管內(nèi)水的流通，此時(shí)打開排水閥，管內(nèi)的水會(huì)在重力的作用下排出。此種控水閥的操作方法是當(dāng)需向水箱內(nèi)注水時(shí)，先打開位于室內(nèi)的上水開關(guān)，利用上水的沖力將上閥芯頂起并轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再關(guān)閉上水閥門，控水閥的上閥芯下落并處于開式嚙合的狀態(tài)，再打開上水閥門時(shí)，水通過閥門的間隙導(dǎo)通注水；當(dāng)水箱內(nèi)的水注滿需排空管內(nèi)的水時(shí)，可重復(fù)上述的操作過程，將上閥芯頂起轉(zhuǎn)個(gè)角度并處于封閉嚙合的狀態(tài)，此時(shí)打開排水閥門，管內(nèi)的水在重力的作用下排出。
上述控水閥的工作狀態(tài)是利用上水沖力頂起上閥芯旋轉(zhuǎn)一定角度的來實(shí)現(xiàn)的，所以操作起來十分地麻煩，有時(shí)需反復(fù)地重復(fù)上述的操作過程才能達(dá)到所需的閥門開或關(guān)的工作狀態(tài)；該閥門長(zhǎng)期浸于泡于熱水中，易結(jié)水垢，而且相互嚙合的齒在使用時(shí)則需不斷地重復(fù)脫開、嚙合的動(dòng)作，極易磨損，因此大大地降低閥門的使用壽命，并因此影響閥門工作狀態(tài)的可靠性；另外該閥門的結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，而且為確保其穩(wěn)定的嚙合，其齒形的加工精度要求較高，并因此增加其制造成本。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，使其排空及注水的動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易，并且使用壽命長(zhǎng)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于包括有一設(shè)于水箱中的倒U型上下水管，該倒U型上下水管的頂端設(shè)有一溫控通氣閥。
本實(shí)用新型的目的還可由下措施實(shí)現(xiàn)的，所述溫控通氣閥設(shè)有一閥體，該閥體內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)氣通道，該導(dǎo)氣通道上設(shè)有一由溫度傳感元件構(gòu)成的可關(guān)閉該導(dǎo)氣通道進(jìn)氣口或出氣口的閥芯。所述溫控通氣閥在低于設(shè)定溫度時(shí)為開啟狀態(tài)，高于設(shè)定溫度時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)，其設(shè)定溫度應(yīng)大于6℃。上述溫控通氣閥的溫度傳感元件可由相變材料、雙金屬片或記憶合金構(gòu)成，其進(jìn)氣口設(shè)于閥體的上端面，閥體內(nèi)設(shè)有一可開關(guān)該進(jìn)氣口或出氣口的閥芯，該閥芯包括一呈中空狀的閥芯體，于該閥芯體內(nèi)填裝有相變材料，閥芯體的上端蓋設(shè)有彈性片體，可將一彈性元件頂?shù)钟陂y芯的上端面。溫控通氣閥固設(shè)于水箱上下水管的上端。所述倒U型上下水管的頂端應(yīng)高于水箱的最高水位。
本實(shí)用新型的工作原理及效果是，利用相變材料、雙金屬片或記憶金屬作為通氣閥門的溫度傳感元件，因此對(duì)控溫精度的要求不高，其控制溫度設(shè)定在6～35℃之間，當(dāng)閥門的溫度傳感器附近的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，而在溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，閥門始終處于開啟狀態(tài)，使用者只需打開放水開關(guān)，可隨時(shí)排空管內(nèi)的水，達(dá)到防凍的目的；閥門不是長(zhǎng)期浸泡于熱水之中，不會(huì)結(jié)垢，使用壽命長(zhǎng)，而且工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠；由于閥門的打開和關(guān)閉狀態(tài)均不會(huì)影響上下水管內(nèi)的通水，在夏季無需防凍時(shí)，如同無閥門，而在冬季需防凍時(shí)，只需一次打開放水開關(guān)的動(dòng)作即可將管內(nèi)的水排空，因此本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，使用方便；另外本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易，可大大地降低其制造及維修成本。
附圖圖面說明


圖1本實(shí)用新型的第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本實(shí)用新型中溫控通氣閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本實(shí)用新型中溫控通氣閥的第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本實(shí)用新型中溫控通氣閥的第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本實(shí)用新型的第二種使用實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本實(shí)用新型的第三種使用實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面將結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型如下請(qǐng)參見
圖1所示，本實(shí)用新型主要應(yīng)用于太陽能熱水器水箱1的上下水管2內(nèi)。該上下水管可為同一根管結(jié)構(gòu)，其包括設(shè)于水箱1中的倒U型上下水管2，該倒U型上下水管2的一端插置于水箱1的底部，另一端設(shè)于室內(nèi)，并于其端頭分別通過進(jìn)水開關(guān)21連接于進(jìn)水管和放水開關(guān)22連接于熱水出水端。關(guān)閉放水開關(guān)22，打開進(jìn)水開關(guān)21通過上下水管2向水箱內(nèi)注水；而當(dāng)水箱內(nèi)水溫升高后，使用者欲使用時(shí)，則打開放水開關(guān)22，水箱1內(nèi)的熱水通過該上下水管2流出。水箱1的適當(dāng)高處的側(cè)壁設(shè)有溢水閥11，限定水箱1內(nèi)的最高水位。而呈倒U型上下水管2的頂端應(yīng)高于該最高水位。本實(shí)用新型的特征是在該倒U型上下水管2的頂端設(shè)有一溫控通氣閥3。
該溫控通氣閥3設(shè)有一閥體31，該閥體31固設(shè)于上下水管2頂端的上端的管壁處。閥體31內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)氣通道，該導(dǎo)氣通道的進(jìn)氣口32設(shè)于閥體31的上端面，排氣口33則可設(shè)于閥體31下部的閥壁上。閥體31內(nèi)設(shè)有一由溫度傳感元件4構(gòu)成的可關(guān)閉進(jìn)氣口32的閥芯34。該閥芯34受溫度的控制，將閥門在低溫時(shí)設(shè)定為開啟狀態(tài)，高溫時(shí)設(shè)定為關(guān)閉狀態(tài)。溫度傳感元件4可由石臘類的相變材料、雙金屬片或記憶合金構(gòu)成，在高溫時(shí)，上述的溫控傳感元件4動(dòng)作并帶動(dòng)閥芯34關(guān)閉進(jìn)氣口34，使閥門處于不導(dǎo)通氣體的關(guān)閉狀態(tài)。
請(qǐng)參圖2所示，在本實(shí)施例中上述的閥芯34包括一呈中空狀的閥芯體341，該閥芯體341固定于閥體31內(nèi)部的下端，于該閥芯體341的中空腔體內(nèi)填裝有相變材料石臘342，該相變材料石臘342可依據(jù)溫控范圍選擇，例如若在本實(shí)施例中選擇規(guī)格為5913的石臘，其物理特性為碳原子分布(Distribution of C-Atoms) C13～C24含油量(Oil content) 20％凝固范圍(Freezing point/range) 22～24℃熔解熱(Heat of fusion) 189KJ/KG 144KJ/DM3密度(Density) at20℃ 0.900at70℃ 0.760比熱(Specfic heat)at100℃2.1KJ/KG.K導(dǎo)熱率(Thermal conductivity) 0.21W/M.K閥芯體341的上端蓋設(shè)有彈性片體343，彈性片體343封蓋于閥芯體341的側(cè)壁上，并貼靠于石臘的表面。該彈性片體343可由硅膠等彈性變形的材料制成。
本實(shí)用新型的工作原理是利用石臘材料在溫度發(fā)生變化時(shí)的相變特性控制閥芯34的開關(guān)狀態(tài)，在溫度低于22～24℃時(shí)，閥芯體341內(nèi)的石臘342密度較大，處于凝固狀態(tài)，閥芯34與進(jìn)氣口32間留有間隙，溫控通氣閥3處于打開的狀態(tài)，導(dǎo)通氣體至上下水管2內(nèi)；而在高溫時(shí)，石臘342密度降低，體積發(fā)生膨漲，將位于其上端的彈性片體343頂起并呈向上隆起狀態(tài)，將進(jìn)氣口32封閉，溫控通氣閥3處于關(guān)閉的狀態(tài)。本實(shí)施例中，閥門3是位于上下水管2內(nèi)的上端，不會(huì)浸泡于熱水中，而且閥芯34是由彈性材料構(gòu)成，不存在結(jié)水垢和磨損等機(jī)械故障，所以具有使用壽命長(zhǎng)，維修成本低等優(yōu)點(diǎn)。
上述溫控傳感元件4也可采用雙金屬片或記憶金屬等構(gòu)成，即在彈性片體343的下端設(shè)有雙金屬片或記憶金屬，當(dāng)溫度升高時(shí)，該雙金屬片或記憶金屬發(fā)生向上隆起的變形，從而將其上的彈性片體343頂起關(guān)閉進(jìn)氣口32，實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉。
圖3示出本實(shí)用新型中溫控通氣閥的另一種實(shí)施例，在此實(shí)施例中溫控通氣閥5的閥體51固定連接于呈倒U型上下水管2的頂端，閥體51的上端設(shè)有進(jìn)氣口52，該進(jìn)氣口52呈錐形，由于上下水管2的頂端高于水箱1的最高水位，所以該進(jìn)氣口52不會(huì)浸沒于水中。排氣口53可設(shè)于閥體51下部的側(cè)壁上，以形成一導(dǎo)氣的通道，閥體51內(nèi)的下部固設(shè)一由溫度傳感元件4構(gòu)成的閥芯54，該閥芯54可采用如上述實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，在溫控傳感元件4的上端面可連接一形狀與錐形進(jìn)氣口52相對(duì)應(yīng)的閥芯板541。閥芯板541在溫控傳感元件4的控制下可作上下的伸縮動(dòng)作。在閥芯板541的上端面頂?shù)忠粡椥栽?42，在該彈性元件542的作用下，閥門5處于打開通氣的狀態(tài)，只有當(dāng)溫度傳感元件4的變形力大于彈性元件542的彈力時(shí)，閥門5才會(huì)關(guān)閉。
圖4所示出的溫控通氣閥門的第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，溫控通氣閥6的結(jié)構(gòu)基本與上一實(shí)施例相同，其閥體61的上端設(shè)有外螺紋611與上下水管2的上端壁相螺接，此種結(jié)構(gòu)，使得閥門6的安裝極為方便。
本實(shí)用新型在使用時(shí)可先將閥門安裝于呈倒U型的上下水管2的頂端，再將水管安裝于水箱內(nèi)。如圖5所示，該U形上下水管2可由一單管體24構(gòu)成，并于該單管體24內(nèi)至下而上設(shè)有一間隔25，該間隔25的上端與管體24的頂端留有一段距離，使得該單管體24內(nèi)形成一U形回路，上述的溫控通氣閥先安裝該單管體24的頂端。再將該單管體的上下水管2由水箱下端插置于水箱1內(nèi)，將插接處密封，即可方便地將本實(shí)用新型安裝于水箱上。
圖6示出本實(shí)用新型的另一種安裝實(shí)施例，其上下水管2采用如圖示的U型管體26，將該U型管體26的一端由水箱的上端橫裝入水箱內(nèi)一段，將溫控通氣閥安裝于U型管體26的頂端后向水箱1內(nèi)推入，在連接處密封。本實(shí)施例適用于對(duì)現(xiàn)有熱水器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
本實(shí)用新型的操作方法分成四種情況一、水箱注水打開位于室內(nèi)的進(jìn)水開關(guān)21，自來水由上下水管2向水箱1內(nèi)注入冷水。此時(shí)閥門雖在低溫的情況下處于打開的狀態(tài)，但上水的水壓力較大，管內(nèi)的氣不會(huì)阻擋水的注入；二、使用熱水，打開放水開關(guān)22，由于水箱內(nèi)的水溫較高，當(dāng)熱水通過閥門時(shí)，閥門的溫控傳感元件動(dòng)作，帶動(dòng)閥芯關(guān)閉進(jìn)氣口或出氣口，使得閥門處于關(guān)閉的狀態(tài)，熱水經(jīng)上下水管2、放水開關(guān)22流至使用處；三、排空水管，在上水之后，將上水開關(guān)21關(guān)閉，此時(shí)閥門處于打開通氣的狀態(tài)，再打開放水開關(guān)22，管道內(nèi)的水在氣壓的作用下排空；四、在管內(nèi)的水排空后再使用熱水時(shí)，先打開上開關(guān)21，使得管內(nèi)充滿水，此時(shí)再打開放水開關(guān)22時(shí)，可將熱水從水箱1中引出，當(dāng)熱水流經(jīng)溫控通氣閥時(shí)，將通氣閥關(guān)閉。
權(quán)利要求1.一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于包括有一設(shè)于水箱中的倒U型上下水管，該倒U型上下水管的頂端設(shè)有一溫控通氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述溫控通氣閥設(shè)有一閥體，該閥體內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)氣通道，該導(dǎo)氣通道上設(shè)有一由溫度傳感元件構(gòu)成的可關(guān)閉該導(dǎo)氣通道進(jìn)氣口或出氣口的閥芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述溫控通氣閥在低于設(shè)定溫度時(shí)為開啟狀態(tài)，高于設(shè)定溫度時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述溫控通氣閥的溫度傳感元件可由相變材料、雙金屬片或記憶合金構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述溫控通氣閥的進(jìn)氣口設(shè)于閥體的上端面，閥體內(nèi)設(shè)有一可開關(guān)該進(jìn)氣口或出氣口的閥芯，該閥芯包括一呈中空狀的閥芯體，于該閥芯體內(nèi)填裝有相變材料，閥芯體的上端蓋設(shè)有彈性片體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述溫控通氣閥的進(jìn)氣口設(shè)于閥體的上端，閥體內(nèi)的下部設(shè)有一由溫度傳感元件構(gòu)成的閥芯，一彈性元件頂?shù)钟陂y芯的上端面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述溫控通氣閥固設(shè)于水箱上下水管的上端。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述溫度傳感元件的設(shè)定瘟度應(yīng)大于6℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置，其特征在于所述倒U型上下水管的頂端應(yīng)高于水箱的最高水位。
專利摘要一種太陽能熱水器水箱的上下水管排空裝置,其特征在于包括有一設(shè)于水箱中的倒U型上下水管,該倒U型上下水管的頂端設(shè)有一溫控通氣閥。溫控通氣閥設(shè)有一閥體,該閥體內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)氣通道,該導(dǎo)氣通道上設(shè)有一由溫度傳感元件構(gòu)成的可關(guān)閉該導(dǎo)氣通道進(jìn)氣口或出氣口的閥芯。本實(shí)用新型上下水管排空的排空及注水的動(dòng)作準(zhǔn)確可靠,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易,并且使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F24J2/46GK2348329SQ98206260
公開日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1998年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月26日
發(fā)明者葛洪川 申請(qǐng)人:北京市太陽能研究所