具有活動內分隔機構的熱水箱的製作方法

2023-04-25 19:04:46

專利名稱：具有活動內分隔機構的熱水箱的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及熱水箱，具體來說涉及能夠優化利用熱水的熱水箱。
背景技術：
近年來熱水箱技術少有進展。水箱加熱通常靠煤氣、石油、電或太 陽電池板。所述水箱基本上是用絕熱材料製成的盛水的容器並且還用來加熱 水。雖然水箱通常是圓柱狀的，但並不局限於一種特定形式。大多數加熱裝 置是長方形的或橢圓形的並且位於沿著水箱中柱線的位置上，將加熱裝置設 置在中心是為了能夠均勻地加熱水箱中的水。這些年來，產生了各種各樣的附件補足了熱水箱的特徵，這些附件 包括定時器開始和停止加熱水作為節能的特點和溼度報警器以便檢測水洩 漏並關閉水箱的入口。圖1，展示了現有技術中一種熱水箱100的等距示意圖。所述的水 箱包括一個外保護套110、 一個來自太陽能集熱器的熱水進水管120、 一個 通往太陽能集熱器的熱水出水管130、 一個來自水管的冷水進水管140和一 個通往住宅的熱水出水管150。所述的水箱100可以有或沒有太陽能加熱系 統，但是可以包括任何一種上面提到的加熱方式。使用水箱裡貯存的熱水會造成水箱中的熱水流出同時冷水或者至少 是環境溫度的水流入水箱。作為結果，熱水和冷水混合使整個水箱內水的溫 度降低。在一個相對短的時間內有大量熱水流出並且有大量冷水流入的情況 下，熱水箱及時提供熱水的功效實質上降低了。
因此，如果有一種既能避免上述問題又能提供水箱中熱水的最佳利 用的熱水箱將會是非常有利的。

發明內容
本發明的一個主要目的是提供一種具有活動分隔機構的熱水箱，所
述的分隔機構把水箱的內部分隔成兩個隔室。所述分隔機構能把熱水保留在 第一隔室而冷水保留在第二隔室。所述的分隔機構是用隔熱材料製成因此在
所述第二隔室內的冷水不會影響在所述第一隔室內的熱水的溫度。此外，所 述的分隔機構能活動因此所述第一和第二隔室的尺寸能分別增大或減小。
明確地，當熱水流出所述的第一隔室時，所述的分隔機構朝第一隔 室移動從而減小所述第一隔室的尺寸，第一隔室內熱水的溫度得到保持。同 樣地，當冷水從所述的第二隔室流出時，熱水和冷水之間沒有發生熱交換。 當處於靜態，沒有水從水箱流入或流出時，水箱中的水通過加熱裝置加熱並 由於趨熱現象流進容納熱水的所述第一隔室。所述的第一隔室擴大因此使分 隔機構進一步向所述的第二隔室移動。


根據本文隨後參看附圖藉助於實例且僅出於本發明的說明性論述的 目的而對實施例的描述，將更清楚地理解本發明的標的物，附圖中
圖1是現有技術中一種熱水箱的等距示意圖；
圖2是本發明熱水箱的側面等距剖視圖；圖3是本發明一些實施方式中熱水箱的一個方向的橫截面；以及
圖4A和圖4B是本發明一些實施方式中熱水箱的橫截面。
上述附圖連同描述內容一起使所屬領域的技術人員了解可如何在實
踐中實施本發明。此外，在認為適當時，各圖中的附圖標記可重複用於指示
附圖中相應或類似的元件。
具體實施例方式本發明是一種用於優化利用熱水具有雙隔室的熱水箱，所述的熱水 箱具有一個能把水箱分隔成兩個隔室的活動的分隔機構。所述的分隔機構能 把熱水保留在第一隔室而把冷水保留在第二隔室，其中所述熱水隔室的尺寸 根據實際的熱水量調節。所述的分隔機構由絕熱材料製成因此所述第二隔室 的冷水不會影響所述第一隔室的熱水的溫度。所述分隔機構能自由的活動因 此第一隔室和第二隔室的尺寸能分別增大或減小並且其中沿分隔機構內外 緣的密封方式能夠防止熱水和冷水混合。 結構圖2是本發明具有活動內分隔機構的熱水箱的剖視示意圖。與現有 的水箱相似，本發明公開了水箱200。所述的水箱包括一個外保護套110， 一層熱絕緣材料205，內保護套260 (以下稱"內層")， 一個來自太陽能集 熱器的熱水進水管120， 一個通往太陽能集熱器的熱水出水管130、 一個來 自水管的冷水進水管140和一個通往住宅的熱水出水管150。除這些組件之 外，還可以包括由絕熱材料製成的分隔機構210， 一根基本沿水箱200中 軸線設置的管子220，所述的管子220環繞整個加熱裝置230並有一個頂部 開口 225。所述的分隔機構210在其基本上中心部位有一個孔並且進一步包 括密封裝置240，所述的密封裝置附於所述分隔機構210的內外緣。
所述的分隔機構210基本上水平布置，這樣所述管子就剛好能穿過所述 分隔機構上的孔。所述分隔機構210因而能垂直地自由移動，所述分隔機構120內外 緣的密封裝置240能夠沿管子的外面和水箱200的內面自由滑動並與管子和 水箱200分別有微小摩擦。密封裝置240安置的位置既能提供最佳的密封又 能使上部隔室的水和下部隔室的水不發生混合。所述的分隔機構可由高絕熱性能的任何聚合物或其它材料製成。根 據本發明的一些實施方式，所述的分隔機構由一種比重基本上比環境溫度(攝氏5到35度之間)時水的比重高而又比接近沸點時(高於攝氏95度) 水的比重低的材料製成。因此，所述的分隔機構在任何時候均能漂浮在較低 溫度的水之上。根據本發明的一些實施方式，所述的水箱200進一步包括一個水平 布置的壁250，所述的壁250上開有多個供水通過的開口 255。所述的壁250 安裝於管子220的下半部並且基本靠近水箱200的下部。所述的壁250形成 所述分隔機構210的一個下部的障礙物，當所述的分隔機構低於某個點時它 就會被所述的壁250卡住從而防止分隔機構繼續向下移動。
圖3展示了附於所述分隔機構內外緣的密封裝置240的進一步細節。 當所述的分隔機構向上和向下移動時所述的密封裝置240仍保持密封性。根 據本發明的一些實施方式，所述的密封裝置240由具有密封性能的橡膠，乳 膠或任何聚合物製成。所述的密封裝置240可以由數條或一條密封材料組 成。根據本發明的一些實施方式，所述密封裝置240的表面有凸出的點 或顆粒，這種結構使所述的密封裝置一方面具有低摩擦另一方面移動時還能 有效密封。根據本發明的一些實施方式，所述的密封裝置由超高密度毛刷帶組 成，所述的超高密度毛刷帶能防止水通過並且當分別沿著水箱的內壁和管子 的外壁移動時能有一個低的摩擦力。根據本發明的一些實施方式，所述的管子和安裝於其上的壁也可以 安裝在現在的水箱裡。這樣就能使現有的水箱得以升級。 操作通常，水箱內分隔機構的操作通過以下步驟當熱水流出所述的第 一隔室時，所述的分隔機構向所述的第一隔室移動因此減小第一隔室的尺寸 從而使第一隔室中熱水的溫度得到保持。同樣地，當冷水從第二隔室流出時， 熱水和冷水之間沒有發生混合。當處於靜態，沒有水從水箱流入或流出時，水箱中的水通過加熱裝置加熱並由於趨熱現象流進容納熱水的所述第一隔 室。所述的第一隔室擴大因此使分隔機構進一步向所述的第二隔室移動。圖4A和圖4B是本發明水箱的橫截面示意圖。在圖4A中隔室的上 部充滿了熱水。當通過位於水箱頂部的出水管150排出熱水時，溫度較低的 水通過位於水箱底部的進水管140進入水箱。上述操作導致分隔機構210向 上移動並因此減小充滿熱水的上部隔室的尺寸。兩個隔室之間的分隔得到保 持，隔室內的水沒有發生混合從而用戶感覺不到到達熱水的溫度有任何降 低，當然，如果所有的熱水都用完了，冷水會進入出水管150。但是，只要 隔室上部仍然有熱水，所述熱水的溫度就不會降低。圖4B展示了水箱200的充滿了冷水(或環境溫度的水)的下部隔 室。加熱管子中的水會造成水向上流動即從管子向隔室上部流動，這種流動 會使分隔機構210向下移動。這是因為當隔室上部的溫度升高時產生的壓力 會使分隔機構210向下移動。另外，當分隔機構210是由一種比重比熱水(大 約高於攝氏95度)的比重高而又比冷水(大約低於攝氏35度)的比重低的 材料製成的情況下，分隔機構210浮在溫度較低的水之上，分隔機構210的 精確位置是根據水箱100內的熱水量來動態確定。根據本發明的一些實施方式，所述的水箱進一步包括一個位於管子 內的水泵。所述的水泵是為了促進當隔室上部的熱水量在增加時向上循環水 的流通以便幫助所述分隔機構的向下運動而設置的。根據本發明的另一實施方式，所述水箱進一步包括加熱傳感器和把 所述分隔機構210向上和向下移動的裝置。所述把分隔機構210向上和向下 移動的裝置可以是電驅動或其它驅動方式。當所述的傳感器檢測到上部隔室 內的熱水量增加時，所述的驅動方式把所述的分隔機構210向下移動。同樣 地，當所述的傳感器檢測到上部隔室內的熱水量減少時，所述的驅動方式把 所述的分隔機構210向上移動。在上述描述中， 一種實施方式只是本發明的一個例子或實現方式。"一種實施方式"，"一個實施方式"，"一些實施方式"這些不同的稱謂並不 必然都指同一個實施方式。雖然本發明的不同特徵可通過一個實施方式的上下文描述出來，這 些特徵同樣可以通過單獨的或合適的結合反映出來。相反地，雖然本發明可 以通過這裡描述的單獨的實施方式的上下文得以明確，本發明同樣可能通過 一種實施方式得以實施。本說明書中提及的"一些實施方式"，"一個實施方式"，"一種實施 方式"或"其它實施方式"中所指的在實施方式中描述的一個特定特徵，結 構或特點至少包含在一些實施方式中，但並不必然包含在本發明的所在實施 方式中。不言自明，本文中所用的措詞和術語並不能理解為限制而只是為描 述的目的。本發明的原理和所教導的使用方法結合說明書，附圖和實施例能 得到更好的理解。不言自明，本文中所描述的細節並不能理解為對本發明應用的限制。 進一步，顯而易見，本發明可以通過不同的方式實現或實施並且本發明也可 通過本說明書以下所列的實施方式之外的方法實現。不言自明，"包含"，"包括"，"組成"等詞語和它們的語法變體並 不排除增加一個或多個組件、特徵、步驟或它們的整體或集合，這些詞語可 以解釋為特定的組件、特徵、步驟或它們的整體。如果說明書或權利要求指"一個增加的組件"，它並不排除會有多 於一個的增加組件。不言自明，權利要求書和說明書中所指的"一個"或"一 種"組件，它們並不能理解為只有一個組件。不言自明，當說明書中提到"可能"，"可以"包含一個組件、特徵、 結構或特點，上述特定的組件、特徵、結構或特點並不一定包含在內。本發明的方法可以通過手動自動或兩者的結合選定的步驟或任務得 以實施。所用詞語"方法"可是指已知的方式、方法、技術和程序或通過發展將為本領域的技術人員所知的方式、方法、技術和程序。
權利要求書和說明書中提到的描述、例子、方法和材料不能理解為 限制只用於說明目的。
本發明所用技術和科學詞語的含義均是相關領域技術人員理解的通 常含義，除非這些詞語另有定義。
本發明可用與本發明中描述等同或類似的方法或材料通過試驗或實 踐實施。
任何公開，包括專利、專利申請和文章，本說明書中引用或提到的 內容均全部包含在本說明書中，它們的公開程度與單獨的公開具有相同的明 確性。另外，本發明中的一些實施方式的描述的標記的引用或符號並不能理 解為是對這些標記作為本發明的現有技術的承認。
雖然本發明己經通過有限數目的實施方式得到了描述，但是這些並 不能理解為對本發明保護範圍的限制，而是對一些實施方式的例證。本領域 的技術人員通過其它可能的變化、修改和應用仍在本發明的保護範圍內。因 此，本發明的保護範圍不應局限於本說明書已經描述的內容，而應根據權利 要求書及其等同物來確定。所以，不言自明，對本發明的替代、修改和變換 均應包括在所附權利要求書的範圍和精神內。
權利要求
1.一種優化控制水的溫度的熱水箱，所述水箱包括一個水箱；至少一個進入所述水箱底部的進水管；至少一個從所述水箱頂部伸出的出水管；位於所述水箱內的加熱裝置；一個沿著水箱中軸線布置的基本垂直的管子和置於所述管子內的加熱裝置；一個有一個孔穿過的分隔機構和附於所述分隔機構及所述孔的輪廓的密封裝置；其中所述分隔機構基本上水平布置，並且其中所述的管子穿過所述的孔而所述的分隔機構把所述的水箱分成一個上部隔室和一個下部隔室；並且其中經過所述的出水管排出所述水箱中的熱的液體會導致所述的分隔機構向上移動因而減小容納熱液的所述上部隔室的尺寸；並且其中加熱所述上部隔室的液體會導致所述分隔機構向下移動從而增加所述上部隔室的尺寸。
2. 根據權利要求1所述的熱水箱進一步包括從太陽能加熱系統進入水箱 頂部的第二根進水管和從水箱底部通往太陽能加熱系統的第二個出口 。
3. 根據權利要求1所述的熱水箱，進一步包括一個基本上水平放置的壁， 所述的壁上開有多個能讓水通過的開口，其中所述的壁附於所述管子的下端 和所述水箱的內壁，並且其中所述的壁能防止所述的分隔機構卡在所述水箱 的下端。
4. 根據權利要求1所述的熱水箱，其中所述的分隔機構是中空的。
5. 根據權利要求1所述的熱水箱，其中所述分隔機構是用絕熱聚合物製成。
6. 根據權利要求1所述的熱水箱，其中所述分隔機構是由一種比重比大約攝氏95度水的比重高而又比低於大約攝氏35度水的比重低的材料製成。
7. 根據權利要求1所述的熱水箱，其中所述密封裝置由以下材料中的至 少一種製成橡膠，乳膠，聚合物。
8. 根據權利要求1所述的熱水箱，其中所述密封裝置由至少一根超高密 度毛刷帶製成。
9. 根據權利要求1所述的熱水箱，其中所述密封裝置的表面是以下的至少一種突出的點，突出的顆粒，凹槽。
10. 根據權利要求1所述的熱水箱，進一步包括至少一個熱傳感器和連接於所述至少一個熱傳感器上的向上與向下移動所述分隔機構的驅動裝置；其中當所述的傳感器檢測到上部隔室內的熱水量增加時，所述的驅動裝置向下移動所述的分隔機構；並且其中當所述的傳感器檢測到上部隔室內的熱水量減少時，所述驅動 裝置向上移動所述分隔機構。
11. 根據權利要求IO所述的熱水箱，其中所述向上與向下移動所述分隔 機構的驅動裝置是電驅動器。
12. 根據權利要求1所述的熱水箱，進一步包括一個位於所述管子內的用 於促進熱水向上部隔室流通的水泵。
全文摘要
一種能優化利用熱水的具有雙隔室的熱水箱，所述的熱水箱有一個把水箱分隔成兩個隔室的活動分隔機構。所述的分隔機構能把熱水保留在第一隔室內而把冷水保留在第二隔室內，其中熱水隔室的尺寸根據實際的熱水量調節。所述的分隔機構由絕熱材料製成因而第二隔室內的冷水不會影響第一隔室內熱水的溫度。所述的分隔機構能自由移動因而第一和第二隔室的尺寸分別增大或減小並且其中沿所述分隔機構內外緣的密封裝置能防止熱水和冷水混合。
文檔編號F24H9/14GK101611272SQ200780026895
公開日2009年12月23日 申請日期2007年7月16日 優先權日2006年7月17日
發明者本·本簡 申請人:本·本簡