專利名稱：電冰箱余熱熱水器及水冷式電冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種家用的洗滌和洗澡的貯水式熱水器，特別是家用電器中的貯水式電熱水器，還涉及家用電器中的電冰箱。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的熱水器、電冰箱都消耗大量燃?xì)饣螂娔埽柲軣崴饔质艿饺藗兙幼?、安裝條件的限制，有一項(xiàng)中國專利公告號為CN2503435Y、名稱為“可供熱水的電冰箱”的技術(shù)，它是利用電冰箱的余熱制造熱水，它的主要結(jié)構(gòu)是把制冷系統(tǒng)中的冷凝器通過溫控制冷劑用的二位三通閥分為兩部分，一部分在保溫桶內(nèi)的水中散熱，另一部分在空氣中散熱，這項(xiàng)技術(shù)欲將電冰箱和熱水器組合在一起節(jié)約大量電能，但這項(xiàng)技術(shù)也有一些缺點(diǎn)，一是在制冷系統(tǒng)中的二位三通閥需要經(jīng)常換向，非常容易泄漏制冷劑，以致系統(tǒng)無法工作，二是這種結(jié)構(gòu)只能制成電冰箱和熱水器的聯(lián)合體，無法利用現(xiàn)有(新或舊)的熱水器和電冰箱。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的電冰箱余熱熱水器及一種水冷式電冰箱，它們更充分地利用電冰箱的余熱，采用獨(dú)立的水循環(huán)集熱系統(tǒng)(簡稱集熱系統(tǒng))和水循環(huán)散熱系統(tǒng)(簡稱散熱系統(tǒng))，電冰箱的制冷系統(tǒng)不需換向，不會泄漏制冷劑，其基本結(jié)構(gòu)便于制成現(xiàn)有電冰箱或熱水器的配套件，也能制成電冰箱和熱水器的聯(lián)合體。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它有保溫桶、溫控水閥、還有冷卻水箱和設(shè)置在電冰箱發(fā)熱部件外的容器及保溫層構(gòu)成的吸熱器，吸熱器還通過溫控水閥同上方的保溫桶相連組成集熱系統(tǒng)，還通過溫控水閥同上方的冷卻水箱相連組成散熱系統(tǒng)。溫控水閥是由“省電溫控動力頭”(簡稱動力頭)和由其驅(qū)動的二位三通水閥構(gòu)成。動力頭可以有多種類型，如電子溫控器或雙金屬片溫控器或氣體膨脹式溫控器，加上雙連開關(guān)和電動機(jī)或電磁鐵組成。最好用氣體膨脹、雙金屬片、感溫磁鋼等的溫控原理直接制成，它的至少可驅(qū)動水閥的動力輸出軸可以是旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。“省電”是指它僅在換向時消耗電能或完全省去電能消耗。水閥主要指二位三通水閥，也可用二個二位二通水閥代替，也可以將其合并成組合水閥(二位六通水閥)，閥心的運(yùn)動方式可以是旋轉(zhuǎn)式或滑動式。水閥是以水為工質(zhì)的閥，它的制造比以制冷劑為工質(zhì)的閥容易得多，特別是泄漏方面。該水閥最好用塑料等不傳熱的材料制成?！鞍l(fā)熱部件”是指電冰箱的壓縮機(jī)和冷凝器或兩者之一。吸熱器的作用是通過水的熱虹吸或強(qiáng)制循環(huán)(也可兼而有之)將發(fā)熱部件上的熱能帶到保溫桶集蓄或冷卻水箱散熱。吸熱器大致可分為“間接吸熱型”和“直接吸熱型”兩類，間接吸熱型吸熱器的容器是設(shè)置在發(fā)熱部件外而且有相應(yīng)的貼合面以及用導(dǎo)熱材料制成，如“螺旋盤管式”、“平面盤管式”、“活動水箱式”等，適合制成配套件。直接吸熱型吸熱器的容器是設(shè)置在發(fā)熱部件外并且由兩者之間的夾層構(gòu)成的容器，如“水套式”、“套管式”、“固定水箱式”等，適合與發(fā)熱部件同時制造。電冰箱的壓縮機(jī)和冷凝器最好都設(shè)有集、散熱系統(tǒng)，但如果著重考慮結(jié)構(gòu)更簡單，也可只給兩者之一設(shè)有集、散熱系統(tǒng)。吸熱器的容器和冷卻水箱如果是一種受到水壓后易變形的形狀可在其內(nèi)設(shè)有抗拉力的加強(qiáng)筋，如鉚釘、螺釘、焊接金屬條等。吸熱器、保溫桶、冷卻水箱的水底或水底以上附近都有下孔，水位或水位以下附近都有上孔。吸熱器通過溫控水閥同上方的(包括位置較高的)保溫桶或冷卻水箱相連是指它們的上孔和上孔相連，下孔和下孔相連構(gòu)成熱虹吸循環(huán)系統(tǒng)。保溫桶的取水方式可以是“敞開式”、“密封式”、“氣壓式”、“水泵增壓式”，后兩種的優(yōu)點(diǎn)是即保證了出水壓力又能將保溫桶內(nèi)的熱水用完再進(jìn)冷水，充分利用了熱能。保溫桶內(nèi)也可以有輔助電(或燃?xì)?加熱器，以利冬天氣溫較低的地區(qū)或急需加熱時用。為了利用現(xiàn)有的貯水式熱水器，可將普通家用“風(fēng)冷式電冰箱”改進(jìn)為“水冷式電冰箱”，也即增加了冷卻水箱、溫控水閥及設(shè)置在壓縮機(jī)外和冷凝器外的容器及保溫層構(gòu)成的吸熱器，該吸熱器通過溫控水閥同上方的冷卻水箱相連組成散熱系統(tǒng)，溫控水閥還有可同上方的貯水式熱水器相連的接口。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可以制成與現(xiàn)有的電冰箱或貯水式熱水器的配套件，節(jié)約大量資金，工作更可靠，電冰箱的水冷式散熱比風(fēng)冷式散熱更節(jié)電。


下面參照附圖予以詳細(xì)說明圖1是同電冰箱配套用的電冰箱余熱熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的AA剖視圖。
圖3是圖1的BB剖視圖(圖中C-C是圖1中C-C剖面的剖面線)。
圖4是微電機(jī)式溫控水閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是電磁鐵式溫控水閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是氣體膨脹式溫控水閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是雙金屬片式溫控水閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是直接吸熱型的水套式吸熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是直接吸熱型的套管式吸熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是圖9的M處放大圖。
圖11是間接吸熱型的活動水箱式吸熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是圖11的K向視圖(圖中D-D是圖11中D-D處的剖面)。
圖13是直接吸熱型的固定水箱式吸熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14是圖13的EE剖視圖。
圖15是水冷式電冰箱同現(xiàn)有熱水器配套應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16是圖15的FF剖視圖。
具體實(shí)施例圖1-圖3中的結(jié)構(gòu)及工作過程簡單表述如下自來水管24通過一個帶有水位控制器7的電磁閥23同冷卻水箱19的下孔間接相通，如果采用全密封式的保溫桶，冷卻水箱19的下孔就可以與自來水進(jìn)水管24直接相通，總之最好供水路線是自來水管先接入冷卻水箱19的下孔，從上孔18向下通過單向閥25從保溫桶下孔22接入保溫桶，以利節(jié)能。當(dāng)保溫桶內(nèi)水升或降到設(shè)定的水位高度時，水位控制器7指令電磁閥23關(guān)閉或開啟，在壓縮機(jī)13的集、散熱系統(tǒng)中，保溫桶1內(nèi)的水溫低于溫控水閥9、11設(shè)定溫度時(例如設(shè)定溫度55℃，水溫在55℃以下時)吸熱器同保溫桶1保持連通狀態(tài)，同冷卻水箱19處于截斷狀態(tài)，當(dāng)保溫桶1內(nèi)的水溫達(dá)到溫控水閥9、11設(shè)定的溫度時則反向動作。在冷凝器28集、散熱系統(tǒng)中除了溫控水閥26、27設(shè)定的溫度略低外(例如45℃)其工作過程基本相同。在水循環(huán)系統(tǒng)中，還可增加水泵12加快水的循環(huán)，提高熱能傳遞效率，當(dāng)保溫桶1為固定水位時(如采用密封式時)水位的高度固定并高于水管5上端的孔2。保溫桶也可制成變水位的，如圖中所示的保溫桶，它的上孔是水管5上部沿軸線方向的長槽17，只要保溫桶1內(nèi)的水位略高于長槽17的底部3，水就可以從水管5流進(jìn)保溫桶，完成熱虹吸循環(huán)，為了不影響熱虹吸的效果，水管5上還可有一個浮力閥門4，它靠水的浮力上升，靠重力或彈力下降，它的側(cè)面的孔即可形成隨水位20變化的上孔401。保溫桶還可采用氣壓式，即增加其輸氣管通入保溫桶1內(nèi)頂部的氣泵10，注入壓縮空氣將水壓出，也可以用“水泵增壓式”即在出水管上加微型水泵8提高出水壓力。本實(shí)施例中的熱水器部分可以制成現(xiàn)有電冰箱的配套件成為單獨(dú)的家電產(chǎn)品，它的吸熱器的容器是設(shè)置在電冰箱壓縮機(jī)13外的螺旋盤管式容器14和設(shè)置在電冰箱冷凝器28外的平面盤管式容器29，它們由導(dǎo)熱材料制成，如各種金屬，最好用橫截面為半圓或矩形的銅或鋁管制成。在壓縮機(jī)或冷凝器與金屬管之間最好有固定在金屬管上的吸熱金屬片，以利提高吸熱效果，這里也可有超溫保險器。保溫層15、31可以用聚胺脂發(fā)泡塑料等多種材料制成。保溫桶1內(nèi)可以有輔助電(燃?xì)?加熱器6，兩個省電溫控動力頭的感溫探頭21分別控制兩個溫控組合水閥。圖1中的箭頭表示集熱系統(tǒng)的循環(huán)方向，半箭頭表示冷卻系統(tǒng)的循環(huán)方向。
圖4中的溫控水閥的動力頭僅在換向時消耗電能，它包括雙擲式溫控器32及由其控制的具有驅(qū)動水閥動力輸出軸331的微型齒輪減速電機(jī)33(簡稱電機(jī)，轉(zhuǎn)速最好為每分鐘0.5-5轉(zhuǎn))，還有由其驅(qū)動的彈性撥叉35以及雙連開關(guān)37，雙連開關(guān)的開關(guān)柄38兩邊還各有一個固定擋塊39。它的二位三通水閥34是旋轉(zhuǎn)水閥，當(dāng)然電機(jī)33也可以通過齒輪齒條等機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動滑動水閥。圖4中的各零件的實(shí)線是熱水器集熱系統(tǒng)處于工作狀態(tài)的位置，即水閥A孔和C孔接通的位置，當(dāng)保溫桶內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定的溫度時，溫控器32上的動觸點(diǎn)36會跳到虛線的位置將電機(jī)33電源接通，帶動水閥34換向，將A孔和B孔接通，同時還帶動彈性撥叉35轉(zhuǎn)動，該撥叉35先被固定擋塊39擋住，然后會彎曲而蓄備彈性力，再會突然脫離擋塊39快速推動雙連開關(guān)的開關(guān)柄38，讓其快速跳到虛線的位置，切斷電源，電機(jī)停轉(zhuǎn)，這時散熱系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。如果保溫桶內(nèi)的水溫低于設(shè)定溫度某個值時，溫控水閥會以相同的方式反向動作又恢復(fù)到圖中的實(shí)線位置，圖中雙點(diǎn)劃線表示撥叉35一端由電機(jī)33驅(qū)動，另一端撥動雙連開關(guān)37。
圖5中的溫控水閥的動力頭僅在換向時消耗電能，它包括雙擲式溫控器321，及由其控制的具有驅(qū)動水閥動力輸出軸(已同閥心41連為一體)的兩個電磁鐵40、400和由電磁鐵驅(qū)動的撥叉42以及雙連開關(guān)371。溫控水閥的水閥部分是二位六通滑動水閥(組合水閥)。當(dāng)溫控器321的動觸點(diǎn)因溫度變化跳到虛線位置時，電磁鐵40被接通電源，將閥心41吸到左邊，閥的A孔和B孔接通，D孔和E孔接通，同時也帶動撥叉42將雙連開關(guān)371也撥到虛線的位置，切斷電源。當(dāng)溫控器321的動觸點(diǎn)因溫度變化再次跳回到實(shí)線位置時，各零件也反向動作，閥心也恢復(fù)到A孔和C孔，D孔和F孔接通的位置。
圖6中是利用氣體膨脹原理直接制成的溫控水閥的動力頭不需消耗電能，它包括感溫包43、毛細(xì)管44、裝有彈性膜片46的膨脹盒47，在感溫包、毛細(xì)管、彈性膜片三者間的密封空間內(nèi)裝有對溫度敏感的氣體，如制冷劑中的氯甲烷、酒精等，彈性膜片下面有傳動桿45作為驅(qū)動水閥的動力輸出軸451伸出膨脹盒外。該動力頭驅(qū)動的水閥部分是二位三通滑動水閥，當(dāng)然也可以通過齒輪、齒條機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動二位三通旋轉(zhuǎn)水閥。膨脹盒的下部最好有通氣孔，但如果下部空間比較大時也可不需要，閥心48的下面也可有調(diào)整彈簧49，便于調(diào)整溫度范圍和平衡閥心重力。當(dāng)感溫包43的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，氣體膨脹將閥心48推向下限位置，閥的A孔和B孔接通，當(dāng)感溫包的溫度低于設(shè)定溫度某個值時，氣體收縮閥心48又恢復(fù)到上限位置將閥的A孔和C孔接通。彈性膜片46最好用彈性較好的金屬薄片沖壓制成中間上凸或下凹的形狀，這樣它可獲得上凸或下凹兩個自由狀態(tài)，因此可完成跳躍式換向，可減少逐漸換向帶來的熱量損失。
圖7中是用雙金屬片溫控原理直接制成的溫控水閥的動力頭不需消耗電能，它有裝在支架上的雙金屬片51，雙金屬片51下面連接著套有金屬軟管50的傳動鋼絲52，該傳動鋼絲作為驅(qū)動水閥的動力輸出軸521伸出金屬軟管50外，當(dāng)雙金屬片51的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時它就跳到虛線的位置將閥心拉到上限位置，水閥A孔和C孔接通，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度某個值時，雙金屬片又跳到實(shí)線位置并推動閥心到下限位置恢復(fù)到A孔和B孔接通。傳動鋼絲52和金屬軟管50之間最好即滑動自如間隙也不要太大，其作用類似自行車的拉線閘，不同的是傳動鋼絲略硬，也可傳遞推力。水閥部分同圖6中的水閥類似。也可增加調(diào)整彈簧等調(diào)整機(jī)構(gòu)。
圖8中吸熱器的容器是設(shè)置在電冰箱壓縮機(jī)56外的水套式容器54，也是同壓縮機(jī)56兩者之間的夾層57構(gòu)成的容器，上孔是出水孔55，下孔是進(jìn)水孔58，這種吸熱器效率較高，但絕緣和密封性能要求也較高。
圖9和圖10中的吸熱器是設(shè)置在電冰箱冷凝器59外的套管式容器63，也是同冷凝器59兩者之間的夾層62構(gòu)成的容器63，水從下孔61進(jìn)入吸熱后從上孔60流出。
圖11和圖12中的吸熱器的容器是設(shè)置在電冰箱冷凝器65、67外并有相應(yīng)的貼合面、而且用導(dǎo)熱材料制成的容器69、70，它們的上端連成一個上孔64，下端連成一個下孔66，容器內(nèi)最好有若干個加強(qiáng)筋68，這種結(jié)構(gòu)適合制成配套件。圖中左邊吸熱器是接觸冷凝器之前的狀態(tài)。
圖13和圖14中的吸熱器的容器是設(shè)置在冷凝器76外的固定水箱式容器，也是同冷凝器76兩者之間的夾層77構(gòu)成的容器，這種冷凝器及吸熱器也可只設(shè)在電冰箱側(cè)面或背面一處。
圖15和圖16中的電冰箱有壓縮機(jī)91、冷凝器94、冷卻水箱83，溫控水閥82，還有設(shè)置在壓縮機(jī)91外和冷凝器94外的容器及保溫層構(gòu)成的吸熱器，冷凝器94的位置最好低于壓縮機(jī)91的位置，冷卻水箱83可盡量多地利用電冰箱的表面散熱，吸熱器通過溫控水閥82同上方的冷卻水箱相連組成散熱系統(tǒng)，在冷卻水箱的下孔同吸熱器下孔98的相交處93，也可裝一個溫控水閥。溫控水閥82還有同上方的熱水器相連的接口。這種靠水循環(huán)散熱的水冷式電冰箱84可以單獨(dú)作為家電產(chǎn)品制造和銷售，并可同現(xiàn)在市場上銷售的貯水式熱水器、特別是貯水式電熱水器配套應(yīng)用，當(dāng)前這類熱水器多為密封式的。它可以通過增加或改變某些小元件改裝成“敞開式”或“氣壓式”的，例如增加水位顯示控制器86、控制自來水進(jìn)水的電磁閥85，輸氣管96等、而且將原來熱水從長管81頂部流出改為熱水經(jīng)底部孔87再從手動閥89流出，這樣就改成了“敞開式”。如果在輸氣管96的進(jìn)氣端加一個氣泵97，即可成為“氣壓式”的熱水器。
權(quán)利要求1.一種電冰箱余熱熱水器，它有保溫桶，溫控二位三通閥，其特征是它的溫控二位三通閥是由具有驅(qū)動二位三通水閥動力輸出軸的省電溫控動力頭和由其驅(qū)動的二位三通水閥構(gòu)成的溫控水閥，它還有冷卻水箱和設(shè)置在電冰箱發(fā)熱部件外的容器及保溫層構(gòu)成的吸熱器，該吸熱器通過溫控水閥同上方的保溫桶相連組成水循環(huán)集熱系統(tǒng)，還通過溫控水閥同上方的冷卻水箱相連組成水循環(huán)散熱系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它的溫控水閥的省電溫控動力頭包括雙擲式溫控器及由其控制的具有驅(qū)動水閥動力輸出軸的微型齒輪減速電機(jī)和由該電機(jī)驅(qū)動的彈性撥叉以及雙連開關(guān)，雙連開關(guān)的開關(guān)柄兩邊各有一個固定擋塊。
3.如權(quán)利要求1所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它的溫控水閥的省電溫控動力頭包括雙擲式溫控器及由其控制的具有驅(qū)動水閥動力輸出軸的兩個電磁鐵和由兩個電磁鐵驅(qū)動的撥叉以及雙連開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它的溫控水閥的省電溫控動力頭包括感溫包、毛細(xì)管、裝有彈性膜片的膨脹盒，在感溫包、毛細(xì)管、彈性膜片三者之間的密封空間內(nèi)裝有對溫度敏感的氣體，彈性膜片下面有傳動桿作為驅(qū)動水閥的動力輸出軸伸出膨脹盒外。
5.如權(quán)利要求1所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它的溫控水閥的省電溫控動力頭包括裝在支架上的雙金屬片，雙金屬片下面連接著套有金屬軟管的傳動鋼絲，該傳動鋼絲作為驅(qū)動水閥的動力輸出軸伸出金屬軟管外。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它還有輸氣管通入保溫桶頂部的微型氣泵。
7.如權(quán)利要求1至5之一所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它的吸熱器的容器還是同電冰箱的發(fā)熱部件有相應(yīng)的貼合面及用導(dǎo)熱材料制成的容器
8.如權(quán)利要求1至5之一所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它的吸熱器的容器還是同電冰箱發(fā)熱部件兩者之間的夾層構(gòu)成的容器。
9.如權(quán)利要求7所述的電冰箱余熱熱水器，其特征是它的自來水管先接入冷卻水箱下孔從上孔向下接出，再通過單向閥從保溫桶下孔接入保溫桶。
10.一種水冷式電冰箱，它有包括壓縮機(jī)和冷凝器的發(fā)熱部件，其特征是它還有冷卻水箱，溫控水閥及設(shè)置在壓縮機(jī)外和冷凝器外的容器和保溫層構(gòu)成的吸熱器，該吸熱器通過溫控水閥同上方的冷卻水箱相連組成水循環(huán)散熱系統(tǒng)，溫控水閥由省電溫控動力頭和二位三通水閥構(gòu)成并且有可同上方的貯水式電熱水器相連的接口。
專利摘要一種利用電冰箱余熱提供熱水的電冰箱余熱熱水器和一種水冷式電冰箱，它們主要涉及家用電器領(lǐng)域中的貯水式電熱水器和電冰箱。兩者可制成聯(lián)合體，也可制成配套件同現(xiàn)有的電冰箱或貯水式熱水器配套應(yīng)用。它們有由保溫桶、冷卻水箱、溫控水閥和吸熱器組成的水循環(huán)集熱和散熱系統(tǒng)，吸熱器則由設(shè)置在電冰箱壓縮機(jī)外和冷凝器外的容器和保溫層構(gòu)成。比較現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，節(jié)約了成本，不易泄漏制冷劑，工作更可靠，更節(jié)約能源。
文檔編號F25D23/12GK2864525SQ20052009779
公開日2007年1月31日 申請日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者彭宏發(fā) 申請人:彭宏發(fā), 彭善嫻