一種熱水器出水裝置及使用該裝置的熱水器的製作方法
2023-05-21 21:15:21 2
專利名稱：一種熱水器出水裝置及使用該裝置的熱水器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱水器技術，具體為一種家用熱水器、特別是太陽能家用熱水器的出水裝置及使用該裝置的熱水器，國際專利主分類號擬為Int.Cl7.F24J 2/40。
背景技術：
目前，環保型設備、節約型器具是可持續發展社會的必然要求。太陽能熱水器無疑是這種器具最典型的代表，因而得到了廣泛的應用和發展。
為了有效地利用太陽能，太陽能熱水器一般都要安裝到房頂。這樣，熱水器的保溫儲水箱到出水閥之間必然要有一段較長的連接管路。而這段管路內的水因為不參與熱水器內的水循環，所以是冷水。因此，太陽能熱水器的用戶面臨兩種選擇1.放掉這段管路內的冷水，等到熱水來了再使用；2.先使用這段管路內的冷水，然後再使用熱水。很顯然，前者會造成極大的浪費，而後者會造成房頂的熱水器儲水箱雖然有熱水，但用戶還是要先用冷水。而對於許多用戶而言，一次的用水量往往不超過這段管子裡的水量。這就意味著太陽能熱水器在不浪費水的情況下實際使用不到熱水。實際上，不僅是太陽能熱水器，存在這種不能「即開即有」熱水的情況，其他類型的熱水器，如燃氣熱水器、電熱水器等都存在這種問題。這種「非即開即有」型熱水器的癥結在於熱水器儲水箱與出水閥門之間管路內的水已脫離熱水器的熱源，不參與熱水器內的水循環，並且管路較長的緣故。所述太陽能熱水器因為連接管路更長，因此問題更為突出。另外，在北方冬季使用太陽能熱水器時，其出水管暴露在牆體之外，容易產生出水管凍裂和爆管問題，影響了太陽能熱水器的推廣使用。中國專利CN03280470.9和CN200420026067.4都試圖解決這個問題，但其結構複雜、製造難度大、成本較高，維修困難，不便推廣。
實用新型內容針對現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是設計一種新的熱水器出水裝置及使用該裝置的熱水器，它們具有結構簡單、使用安全、便於維護、成本較低，節約資源等優點。
本實用新型解決所述熱水器出水裝置技術問題的技術方案是設計一種熱水器出水裝置，包括設置在保溫儲水箱內的浮子，浮子的上部嵌裝有埠外露的排氣管，並使排氣管的外露埠始終保持在保溫儲水箱內的水面之上，浮子的下部嵌裝有埠外露的熱水管，並使熱水管的外露埠始終保持在保溫儲水箱內的水面之下；所述排氣管和熱水管的另一埠分別與保溫儲水箱外的三通調節閥排氣閥口和進水閥口連通，三通調節閥的另外一個出水閥口與出水管的一端連接，出水管的另一端與出水閥和上水閥並接；所述的三通調節閥由控制機構控制切換。
本實用新型解決所述熱水器技術問題的技術方案是設計一種熱水器，該熱水器採用了本實用新型所述的熱水器出水裝置。
與現有技術相比，本實用新型的熱水器出水裝置及使用該裝置的熱水器設計了保溫儲水箱內的浮子，並利用浮子使新增設的排氣管管口或埠始終保持在保溫儲水箱內的水面之上，再利用三通調節閥實現排氣管、熱水管和出水管之間連通或阻斷的轉換，可以實現熱水的「即開即用」，節約了水資源，方便了用戶，並具有防凍、防爆等特點；另外，本實用新型熱水器出水裝置及使用該裝置的熱水器的控制機構設計在保溫儲水箱之外，克服了現有技術放在保溫儲水箱內部，一旦出故障，維修比較困難的缺陷，具有結構簡單、使用安全、便於維護、成本低等優點。
圖1為本實用新型熱水器出水裝置一種實施例的整體結構示意圖；
圖2為本實用新型熱水器出水裝置的一種三通調節閥控制機構實施例的結構示意圖；圖3為本實用新型熱水器出水裝置的第二種三通調節閥實施例的結構示意圖；圖4為本實用新型圖3所示三通調節閥實施例處於用水時的狀態示意圖；圖5為本實用新型圖3所示三通調節閥實施例處於不用水時的狀態示意圖；圖6為本實用新型熱水器出水裝置的第三種三通調節閥實施例的結構示意圖；圖7為本實用新型圖6所示三通調節閥實施例處於用水時的狀態示意圖；圖8為本實用新型熱水器出水裝置的第四種三通調節閥控制機構實施例的結構示意圖；圖9為本實用新型圖8所示三通調節閥實施例處於用水時的狀態示意圖；圖10為本實用新型熱水器出水裝置的第二種三通調節閥控制機構實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例及其附圖詳細敘述本實用新型，但本實用新型不受實施例的限制本實用新型設計的一種熱水器出水裝置(參見圖1，以下簡稱出水裝置)，包括設置在保溫儲水箱1內的浮子2，浮子2的上部嵌裝有埠外露的排氣管3，並使排氣管3的外露埠始終保持在保溫儲水箱1內的水面之上，浮子2的下部嵌裝有埠外露的熱水管4，並使熱水管4的外露埠始終保持在保溫儲水箱1內的水面之下；所述排氣管3和熱水管4的另一埠分別與保溫儲水箱1外的三通調節閥5的排氣閥口7和進水閥口6連通，三通調節閥5的另外一個出水閥口8與出水管16的一端連接，出水管16的另一端與出水閥17和上水閥22並接；所述的三通調節閥5由控制機構控制切換。
不難理解，本實用新型出水裝置所述的三通調節閥5的控制機構可以有多種結構。最簡單的結構就是常規三通調節閥的控制手柄。本實用新型設計了一種三通調節閥控制機構的實施例為電動式控制機構，其結構為(參見圖1、2)設計一個齒輪10和齒條11構成的傳動副，替代普通三通調節閥5的控制手柄。在所述齒條11的一端配裝一個電磁鐵13，另一端與彈簧12相連；彈簧12可以是拉簧或壓簧。這取決於電磁鐵13產生的是吸力還是斥力。所述的齒輪10與三通調節閥5的閥門9切換軸連接。用水時，閉合電源開關15，通電線圈14纏繞的電磁鐵13產生電磁感應，吸引齒條11水平移動。齒條11的水平移動將拉動與之嚙合的齒輪10轉動。齒輪10的轉動可帶動三通調節閥5的閥門9轉動，完成閥門9的切換，即令三通調節閥5的進水閥口6與出水閥口8連通，使熱水管4與出水管16連通，而把三通調節閥5的排氣閥口7與排氣管3阻斷。閥門9切換後，熱水可從保溫儲水箱1內依次經管接的熱水管4、三通調節閥5和出水管16到達出水閥(或用水閥)17處，由於出水閥17處於常開狀態，因此熱水即開即用。不需要熱水時，斷開電源開關15，電磁鐵13對齒條11的磁力消失，齒條11將在拉簧12的拉力作用下反向水平運動。齒條11的水平運動將拉動與之嚙合的齒輪10反向轉動。齒輪10的轉動使得三通調節閥5的閥門9反向轉動，三通調節閥5的進水(或熱水)閥口6被封閉，從而熱水管4被封閉，而使排氣管3與出水管16連通。此時，出水管16中的熱水在空氣壓力作用下從常開的出水閥17流出，保證了不用水時出水管16為空，以備下次用水時出水閥17可直接流出熱水。在不需要熱水的前提下上冷水時，電源開關15處於斷開狀態，三通調節閥5的進水閥口6處於封閉狀態，排氣閥口7和出水閥口8處於連通狀態，此時只需要關閉出水閥17，打開上水閥22，冷水將沿出水管16上行至出水閥口8，水流入三通調節閥5，經排氣閥口7流至排氣管3，從而進入保溫儲水箱1內，上水完畢後，關閉上水閥22，打開出水閥17，保證出水管16為空。
本實用新型出水裝置的三通調節閥5的另一種實施例結構是(參見圖3)所述三通調節閥5為蝶形閥，即閥門9由可相對旋轉的上層扇形瓷閥18』和下層扇形瓷閥18組成，排氣管3和出水管16處於常通狀態。本實施例與上述實施例的三通調節閥5的各個閥口分別與所述排氣管3、熱水管4和出水管16的連接方式都相同，三通調節閥5的切換也由電磁鐵13、套在電磁鐵13上的通電線圈14和電源開關1 5來完成。當用水時，閉合電源開關15，通電線圈14纏繞的電磁鐵13產生電磁感應，吸引齒條11水平移動。齒條11的水平移動將拉動與之嚙合的齒輪10轉動。齒輪10的轉動可帶動三通調節閥5的扇形閥門9轉動，上層扇形閥門18』和下層扇形閥門18重疊(參見圖4)，扇形孔20將熱水管4與出水管16連通，熱水可從保溫儲水箱1內依次經管接的熱水管4、三通調節閥5和出水管16到達出水閥17處。由於出水閥17處於常開狀態，因此熱水可即開即用。不需要熱水時，斷開電源開關15，電磁鐵13對齒條11的磁力消失，齒條11將在拉簧12的拉力作用下反向水平運動。齒條11的水平運動將拉動與之嚙合的齒輪10反向轉動。齒輪10的轉動使得三通調節閥5的閥門9反向轉動，使上層扇形閥門18』與下層扇形閥門18將孔20閉合(如圖5所示)，熱水管4和出水管16被阻斷，而排氣管7和出水管8仍處於連通狀態。此時，出水管16中的熱水在空氣壓力作用下從常開的出水閥17中流出，保證了不用水時出水管16為空，以備下次用水時出水閥17可直接流出熱水。在不需要熱水的前提下上冷水時，電源開關15處於斷開狀態，三通調節閥5的進水閥口6處於封閉狀態，排氣閥口7和出水閥口8處於連通狀態，此時只需要關閉出水閥17，打開上水閥22，冷水將沿出水管16上行至出水閥口8，水流入三通調節閥5，經排氣閥口7流至排氣管3，從而進入保溫儲水箱1內。上水完畢後，關閉上水閥22，打開出水閥17，保證出水管16為空。
本實用新型出水裝置還設計了第三種三通調節閥5的實施例。第三種三通調節閥5實施例的特徵為圓柱閥，即所述三通調節閥5的閥門9為圓柱形狀，且其內部開有「L」型通道(如圖7所示)。安裝時，圓柱閥「L」型通道的豎直部分與排氣閥口7和出水閥口8連通，其水平部分可與進水閥口6接通或阻斷。熱水器出水裝置的排氣管3和出水管16處於常通狀態。第三種三通調節閥5實施例與第一種實施例的三通調節閥5的各個閥口分別與所述排氣管3、熱水管4和出水管16的連接方式都相同，三通調節閥5的切換控制也由電磁鐵13、套在電磁鐵13上的通電線圈14和電源開關15來完成。
當用水時，閉合電源開關15，通電線圈14纏繞的電磁鐵13產生電磁感應，吸引齒條11水平移動。齒條11的水平移動將拉動與之嚙合的齒輪10轉動。齒輪10的轉動可帶動三通調節閥5的圓柱塞9轉動，使「L」型通道23水平部分埠經進水閥口6與熱水管4接通，豎直部分埠19經出水閥口8與出水管16連通(參見圖6和圖7)。此時熱水可從保溫儲水箱1內依次經管接的熱水管4、三通調節閥5和出水管16到達出水閥17處。由於出水閥17處於常開狀態，因此熱水即開即用。不需要熱水時，斷開電源開關15，電磁鐵13對齒條11的磁力消失，齒條11將在拉簧12的拉力作用下反向水平運動。齒條11的水平運動將拉動與之嚙合的齒輪10反向轉動。齒輪10的轉動使得三通調節閥5的閥門9反向轉動，使圓柱閥9將熱水管4阻斷，而排氣管3和出水管16仍處於連通狀態，因此出水管16中的熱水在空氣壓力作用下可從常開的出水閥17流出，保證了不用水時出水管為空，以備下次用水時出水閥17可直接流出熱水。在不需要熱水的前提下，上冷水時，電源開關15處於斷開狀態，三通調節閥5的進水閥口6處於封閉狀態，排氣閥口7和出水閥口8處於連通狀態，此時只需要關閉出水閥17，打開上水閥22，冷水將沿出水管16上行至出水閥口8，水流在三通調節閥5經排氣閥口7流至排氣管3，從而進入保溫儲水箱1內，上水完畢後關閉上水閥22，打開出水閥17，保證出水管16為空。
本實用新型出水裝置還設計了第四種三通調節閥5的實施例。第四種三通調節閥5實施例的特徵為球形閥，即所述三通調節閥5的閥門9為圓球形，其內部開有「一」字型通道23(參見圖8、9)。球形閥9安裝在進水閥口6內，通過轉動其「一」字型通道23可接通或阻斷進水閥口6。球形閥「一」字型通道23的一端與進水閥口6和熱水管4連通時，另一端也與出水閥口8和出水管16同時連通；相反，則兩者都被同時阻斷。熱水器出水裝置的排氣管3和出水管16處於常通狀態。其餘結構和工作原理與前述實施例相同。
本實用新型三通調節閥控制機構所述的電磁鐵13對齒條11還可以設計為產生排斥力，同時把拉簧相應改為壓簧。無論是所述電磁鐵13對齒條11產生吸引力還是排斥力，都應當與所述彈簧12(拉簧的拉力或壓簧的壓力)匹配適當，使齒條11移動順暢到位，進而使齒輪10帶動閥門9切換軸順利切換，接通到位。
本實用新型出水裝置還設計了另一種三通調節閥控制機構的結構(參見圖10)。本實施例與第一種實施例的主要區別在於三通調節閥5的閥體具體結構不同，其它的如三通調節閥5的各個管口分別與所述排氣管3、熱水管4和出水管16的連接方式都相同，三通調節閥5的切換也由電磁鐵13、套在電磁鐵13上的通電線圈14和電源開關15來完成。其不同在於所述三通調節閥5的鐵質手柄24穿過橡膠套25，橡膠套25固定在三通調節閥5上，並使之密封，鐵質手柄24和橡膠套25之間套裝彈簧12，鐵質手柄24的上方安裝有電磁鐵13。所述的橡膠套25具有密封作用。用水時，閉合電源開關15，纏繞通電線圈14的電磁鐵13產生電磁感應，吸附住三通調節閥5的鐵質手柄24，使得三通調節閥5的閥門9提起，三通調節閥進水閥口6與三通調節閥出水閥口8連通，從而熱水管4與出水管16連通，熱水從保溫儲水箱1依次經熱水管4、三通調節閥5、出水管16到達出水閥17處。由於出水閥17處於常開狀態，此時熱水即開即用。不需要熱水時，斷開電源開關15，電磁鐵13對三通調節閥5的鐵質手柄24吸引磁力消失，彈簧1 2向下拉動鐵質手柄24，使三通調節閥閥5的閥門9向下移動，阻斷進水閥口6，也即阻斷熱水管4與出水管16的通路，切斷熱水。在熱水被切斷的同時，排氣管3與出水管16仍保持連通。此時，出水管16中的熱水在空氣壓力作用下可從出水閥17流出，保證了不用水時出水管16為空。下次用水時，閉合電源開關15，出水閥17將可直接流出熱水。在不需要熱水的前提下上冷水時，電源開關15處於斷開狀態，三通調節閥5的進水閥口6處於封閉狀態，排氣閥口7和出水閥口8處於連通狀態。此時只需要關閉出水閥17，打開上水閥22，冷水將沿出水管16上行至出水閥口8，水流在三通調節閥5經排氣閥口7流至排氣管3，從而進入保溫儲水箱1內。上水完畢後，關閉上水閥22，打開出水閥17，保證出水管16為空。
本實用新型所述三通調節閥及其控制機構並不局限於上述實施例，還可以設計或直接採用其他任意結構的三通調節閥和任意方式實現順利切換的三通調節閥控制機構，只要三通調節閥5其中的一個閥口用來接入排氣管3引入空氣，另一個閥口用來接入熱水管4引入熱水，第三個閥口接入出水管16，而三通調節閥控制機構可以是使三通調節閥5在排氣管3與出水管16連通或者是熱水管4與出水管16連通之間進行順利切換任意控制機構。實際中應用的各種三通調節閥及其控制機構，只要滿足需要都可以使用。
使用本實用新型出水裝置的熱水器所述的出水閥1 7平時處於常開狀態。三通調節閥5由遙控開關控制。其工作原理是使用時，閉合遙控開關，控制所述控制機構指令所述三通調節閥5的閥門9，使所述的熱水管4與出水管16連通，熱水從保溫儲水箱1經熱水管4、三通調節閥5、出水管16到達出水閥17處。由於所述的出水閥17處於常開狀態，打開出水閥17即可直接使用到熱水，實現熱水的即開即用。當停止使用時，斷開遙控開關，通過指令三通調節閥5的閥門9，熱水管4的管路被封，排氣管3與出水管16連通。此時出水管16中的熱水會在空氣壓力的作用下從出水閥17流出，使不用水時的出水管16排空。這種設計不僅保證了再次使用熱水器時，一閉合遙控開關就可有熱水即時流出，而且可使得熱水器的出水管16防凍、防爆，解決了熱水器，特別是太陽能熱水器冬季使用時出水管容易凍裂和爆管問題。這種防凍、防爆功能可以使得太陽能熱水器在北方的冬天仍可放心使用。
採用本實用新型出水裝置的熱水器所述保溫儲水箱1內的浮子2形狀結構使得熱水管4的高度不會太低，又因為要求熱水管4的外露埠始終遙保持在保溫儲水箱1內的水面之下，因此保溫儲水箱1中的水就不會太少。這種設計可防止因保溫儲水箱1中的水太少，溫度太高，一旦補註涼水時，使吸收太陽能的玻璃管炸裂，保證了使用安全，提高了使用壽命。由於切換所述熱水管4與排氣管3的三通調節閥5安裝在保溫儲水箱1之外，所以本實用新型熱水器出水裝置易於更換和維修，製造和使用成本均低。
本實用新型出水裝置及使用該裝置的熱水器未述及之處適用於現有技術。
權利要求1.一種熱水器出水裝置，其特徵在於它包括設置在保溫儲水箱內的浮子，浮子的上部嵌裝有埠外露的排氣管，並使排氣管的外露埠始終保持在保溫儲水箱內的水面之上，浮子的下部嵌裝有埠外露的熱水管，並使熱水管的外露埠始終保持在保溫儲水箱內的水面之下；所述排氣管和熱水管的另一埠分別與保溫儲水箱外的三通調節閥排氣閥口和進水閥口連通，三通調節閥的另外一個出水閥口與出水管的一端連接，出水管的另一端與出水閥連接；所述的三通調節閥的切換由控制機構控制。
2.根據權利要求1所述的熱水器出水裝置，其特徵在於所述三通調節閥控制機構的結構為設計一個齒輪和齒條構成的傳動副，在所述齒條的一端配裝一個電磁鐵，另一端與彈簧相連；所述的齒輪與三通調節閥的閥門切換軸連接。
3.根據權利要求2所述的熱水器出水裝置，其特徵在於所述三通調節閥為蝶形閥即所述三通調節閥的閥門由可相對旋轉的上層扇形瓷閥和下層扇形瓷閥組成。
4.根據權利要求2所述的熱水器出水裝置，其特徵在於所述三通調節閥為圓柱閥，即所述三通調節閥的閥門為圓柱形狀，且其內部開有「L」型通道；圓柱閥「L」型通道的豎直部分與排氣閥口和出水閥口連通，其水平部分可與進水閥口接通或阻斷。
5.根據權利要求2所述的熱水器出水裝置，其特徵在於所述三通調節閥為球形閥，即所述三通調節閥的閥門為圓球形，其內部開有「一」字型通道；球形閥安裝在進水閥口內，通過轉動其「一」字型通道可接通或阻斷進水閥口。
6..根據權利要求1所述的熱水器出水裝置，其特徵在於所述三通調節閥的控制機構的結構為三通調節閥的鐵質手柄穿過橡膠套，橡膠套固定在三通調節閥上，鐵質手柄和橡膠套之間套裝彈簧，鐵質手柄的上方安裝有電磁鐵；鐵質手柄穿過橡膠套，橡膠套固定在三通調節閥的切換軸上，並使之密封，鐵質手柄和橡膠套之間套裝彈簧，鐵質手柄的上方安裝有電磁鐵。
7.一種熱水器，其特徵在於該熱水器使用了權利要求1-6任一項所述的熱水器出水裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種熱水器出水裝置及使用該裝置的熱水器。該出水裝置包括設置在保溫儲水箱內的浮子，浮子的上部嵌裝有埠外露的排氣管，並使其始終保持在保溫儲水箱內的水面之上，浮子的下部嵌裝有埠外露的熱水管，並使之始終保持在保溫儲水箱內的水面之下；排氣管和熱水管的另一埠分別與保溫儲水箱外的三通調節閥排氣閥口和進水閥口連通，三通調節閥的另外一個出水閥口與出水管的一端連接，出水管的另一端與出水閥和上水閥並接；三通調節閥由控制機構控制切換。該熱水器使用本實用新型所述的出水裝置，具有即開即用，節約水資源，結構簡單，成本低，防凍防爆，使用安全，便於製造維修等優點。
文檔編號F24J2/40GK2919128SQ20062002586
公開日2007年7月4日 申請日期2006年4月25日 優先權日2006年4月25日
發明者武金木, 洪流濤, 武優西, 李豔, 姚芳, 劉依, 劉丹, 劉茂華, 張邑博 申請人:河北工業大學