专利名称：无耗自循环太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种无须能源消耗能自循环的太阳能热水器， 尤其涉及一种具有将水流机械能转换为压能储存并在需要时将压能转 换成机械让水流循环的太阳能热水器。
技术背景沐浴是一个人们日常生活中的经常行为，但沐浴前由于管道残留 而导致冷水的浪费是无谓和无奈的。使用太阳能热水器时由于管道过 长使这种浪费更加惊人。要解决这个问题的办法只有两种， 一是末端 加热，二是循环。末端加热须以电能的消耗为代价，同时末端加热设 备具有巨大的安全隐患；循环是较好的选择，但如果用水泵循环也同 样存在电能的消耗问题，能否有一种既能循环又不耗电的办法？ 发明内容借助本发明的无耗自循环太阳能热水器我们可以在正常使用自来 水时使水流带动叶轮转动并驱动气泵不断压縮空气，使机械能转换为 压能储存在压力容器中。当我们需要使水流循环时，打开气阀高压空 气便可推动叶轮转动输出机械能给水泵抽水、循环等等，这样自来水 中所载的能量便可用于冷水循环，既节约了水又节约了能。和普通太阳能热水器一样该装置包括保温容器2、真空吸热管4、 冷水供水管6、排气管8、电热管IO、温度传感器12和热水出口 14。 保温容器2用于保存真空管4加热后的水体并和外界作保温隔离，排 气管8可使保温容器2和真空管4内的压力与大气保持平衡；电热管 10可对水体进行加热，温度传感器12可对遥控开关35提供保温容器 2内的温度状态信号，三者的配合可实现以温度参数为取向的智能加热 控制和用水末端的温度显示。其特征在于该无耗自循环太阳能热水器 还包括压力容器1、水泵腔体进水口 3、水泵腔体5、水泵叶轮7、水 泵腔体出水口 9。其中，水泵叶轮7中心有一共用传动轴13伸出水泵 腔体5并进入气泵腔体11，插入气泵叶轮15的中心。气泵腔体11中 径向上有气泵腔高压出气口 17和气泵腔高压进气口 21，轴向上有气泵 腔低压通气口 19和大气连通。气泵腔高压进气口 21通过电磁气阀25 和压力容器排气口 27连通；气泵腔高压出气口 17通过止逆气阀29和压力容器l连通；压力容器壁上有限压气阀31;电磁气阀25连接遥控 开关35。当有水流从热水出口 14流出并从水泵腔体进水口 3进入水泵 腔体5并从水泵腔体出水口 9流出时(即我们正常使用自来水时)， 水流会驱使水泵叶轮7转动，在共用传动轴13的传动下气泵叶轮15 和水泵叶轮7 —同转动使气泵腔体11的径向上产生高压气体，高压气 体便从气泵腔高压出气口 17流出并通过止逆气阀29进入压力容器1 中；只要不断有水流经过便可以对压力容器1不断增压，当压力达到 设定值时限压气阀31便会自动打开泄压以保障安全。电磁气阀25的 开合由接有市电的遥控开关35控制并供电。当我们需要让水流循环时， 由遥控开关35控制电磁气阀25打开，压力容器1中的高压空气便会 从压力容器排气口 27中流出并从气泵腔高压进气口 21中进入气泵腔 体11后从气泵腔低压通气口 19中排入大气，高压空气的流动会使气 泵叶轮15转动，并能过共用传动轴13带动水泵叶轮7转动从而使水 泵腔体5中的水体循环，浴前冷水通过管道或回水龙头循环后回到了 保温容器2中，用水末端便可以直接放出热水。为确保任何时候都能 启动回水，在共用传动轴上增加电动机51,在限压气阀31上连接压力 开关49，当我们启动循环时，如果压力开关49检测到压力容器1内的 压力低于设定值时，便会切换到电动机工作状态，电动机51启动后带 动共用传动轴13转动并使水泵叶轮7转动使水体循环。由于通过本装置将水中载有的能量进行了回收并用于冷水循环， 因此既回收了能源又节约了浴前管道中残留的冷水。如果依据本发明 的无耗自循环太阳能热水器被广泛地应用并且在日常生活中频繁使 用，本领域的普通技术人员应当理解，通过应用本发明的无耗自循环 太阳能热水器所回收的水能和水将是非常可观，经济效益和社会效益 高度统一。
图1是本发明优选实施例示意2是本发明实施例二的示意3是本发明实施例三的示意图具体实施方式
实施例一 (优选实施例)和普通太阳能热水器一样该装置包括 保温容器2、真空吸热管4、冷水供水管6、排气管8、电热管10、温度传感器12和热水出口 14。保温容器2用于保存真空管4加热后的水 体并和外界作保温隔离，排气管8可使保温容器2和真空管4内的压 力与大气保持平衡；电热管10可对水体进行加热，温度传感器12可 对遥控开关35提供保温容器2内的温度状态信号，三者的配合可实现 以温度参数为取向的智能加热控制和用水末端的温度显示。其特征在 于，该无耗自循环太阳能热水器还包括压力容器1、水泵腔体进水口 3、 水泵腔体5、水泵叶轮7、水泵腔体出水口 9。其中，水泵叶轮7中心 有一共用传动轴13伸出水泵腔体5并进入气泵腔体11，插入气泵叶轮 15的中心。气泵腔体11中径向上有气泵腔高压出气口 17和气泵腔高 压进气口 21，轴向上有气泵腔低压通气口 19和大气连通。气泵腔高压 进气口 21通过电磁气泵25和压力容器排气口 27连通；气泵腔高压出 气口 17通过止逆气阀29和压力容器1连通；压力容器壁上有限压气 阀31;电磁气阀25连接遥控开关35。当有水流从热水出口 14流出并 从水泵腔体进水口 3进入水泵腔体5并从水泵腔体出水口 9流出时(即 我们正常使用自来水时)，水流会驱使水泵叶轮7转动，在共用传动 轴13的传动下气泵叶轮15和水泵叶轮7 —同转动使气泵腔体11的径 向上产生高压气体，高压气体便从气泵腔高压出气口 17流出并通过止 逆气阀29进入压力容器1中；只要不断有水流经过便可以对压力容器 1不断增压，当压力达到设定值时限压气阀31便会自动打开泄压以保 障安全。电磁气阀25的开合由接有市电的遥控开关35控制。当我们 需要让水流循环时，由遥控开关35控制电磁气阀25打开，压力容器l 中的高压空气便会从压力容器排气口 27中流出并从气泵腔高压进气口 21中进入气泵腔体11后从气泵腔低压通气口 19中排入大气，高压空 气的流动会使气泵叶轮15转动，并能过共用传动轴13带动水泵叶轮7 转动从而使水泵腔体5中的水体循环，浴前冷水通过管道或回水龙头 循环后回到了保温容器2中，用水末端便可以直接放出热水。为确保 任何时候都能启动回水，在共用传动轴上增加电动机51,在限压气阀31 上连接压力开关49,当我们启动循环时，如果压力开关49检测到压力 容器1内的压力低于设定值时，便会切换到电动机工作状态，电动机 51启动后带动共用传动轴13转动并使水泵叶轮7转动使水体循环。冷水通过冷水供水管6进入保温容器2中并由于热升冷降的作用， 保温容器中的冷水不断和真空吸热管4中的热水进行交换升温。当人6们正常沐浴时，热水从热水出口 14流出并进入水泵腔体进水口 3进入 水泵腔体5，再从水泵腔体出水口 9中流向用水末端。水流会驱使水泵 叶轮7转动，在共用传动轴13的传动下气泵叶轮15和水泵叶轮7 — 同转动使气泵腔体11的径向产生高压气体，高压气体便从气泵腔高压 出气口 17流出并通过止逆气阀29进入压力容器1中，其中止逆气阀 29只向压力容器1的内侧打开，气体只能从止逆气阀29进入压力容器 1。压力容器排气口 27被电磁气阀25所关闭，电磁气阀25是一个常 闭状态的元件，只有在遥控开关35开启供电时才会打开排气。当我们 在正常用水时，水泵叶轮7是一个主动轮，气泵叶轮15是一个被动轮; 而当我们需要机械能并打开气阀时，气泵叶轮15则上主动轮，而水泵 叶轮7则变为了被动轮。当压力达到设定值时限压气阀31便会自动打 开泄压以保障安全。电磁气阀25的开合由接有市电的遥控开关35控 制，遥控开关35可由使用者控制，也可以由相关设备联动、触发。当 我们需要让水流循环时，由遥控开关35控制电磁气阀25打开，压力 容器1中的高压空气便会从压力容器排气口 27中流出并从气泵腔高压 进气口 21中进入气泵腔体11后从气泵腔低压通气口 19中排入大气， 高压空气的流动会使气泵叶轮15转动，并能过共用传动轴13带动水 泵叶轮7转动从而使水泵腔体5中的水体在管道中循环。我们沐浴时 放出的水流经过经过转换后以压力能的形式存储，待我们下一次沐浴 时，这些压能便可以用于浴前回水。
实施例二和普通太阳能热水器一样该装置包括保温容器2、真空 吸热管4、冷水供水管6、排气管8、电热管10、温度传感器12和热 水出口 14。保温容器2用于保存真空管4加热后的水体并和外界作保 温隔离，排气管8可使保温容器2和真空管4内的压力与大气保持平 衡；电热管10可对水体进行加热，温度传感器12可对遥控开关35提 供保温容器2内的温度状态信号，三者的配合可实现以温度参数为取 向的智能加热控制和用水末端的温度显示。其特征在于，该无耗自循 环太阳能热水器还包括压力容器1、水泵腔体进水口 3、水泵腔体5、 水泵叶轮7、水泵腔体出水口9。其中，水泵叶轮7中心有一共用传动 轴13伸出水泵腔体5并进入气泵腔体11，插入气泵叶轮13的中心并 从气泵腔体11中轴向上的气泵腔低压通气口 19延伸到气泵腔体11的 外部。为使对空气的压縮更简单和有效，共用传动轴13延伸出气泵腔体的一端径向上有凸轮37,和凸轮37相对应的活塞杆41伸入管道内， 管道内壁自然形成压縮腔39,管道顶端有压縮腔进气口 45并和活塞杆 41的末端形成气阀机制。活塞杆41上套有复位弹簧43，压縮腔39的底 部侧壁有压縮腔排气口 47通过止逆气阀29和压力容器1连通。气泵 腔高压进气口 21通过电磁气泵25和压力容器排气口 27连通；压力容 器壁上有限压气阀31;电磁气阀25连接遥控开关35。当有水流从热 水出口 14流出并从水泵腔进水口 3进入水泵腔体5并从水泵腔出水口 9流出时(即我们正常使用自来水沐浴时)，水流会驱使水泵叶轮7转 动，在共用传动轴13的传动下凸轮37和水泵叶轮7作同步转动并不 断顶推活塞杆41，当活塞杆41被顶推向压縮腔39内延伸时，活塞杆41 的一端将压縮腔进气口 45封闭，压縮腔内的空气被压縮后从从压縮腔 出气口 47流出并通过止逆气阀29进入压力容器1中，在凸轮37和复 位弹簧43的共同作用下，活塞杆41会在压縮腔39内作往复运动不断 增压，当压力达到设定值时限压气阀31便会自动打开泄压以保障安全。 电磁气阀25的开合由接有市电的遥控开关35控制。当我们需要给水 流增压或是让其循环时，由遥控开关35控制电磁气阀25打开，压力 容器1中的高压空气便会从压力容器排气口 27中流出并从气泵腔高压 进气口 21中进入气泵腔体11后从气泵腔低压通气口 19中排入大气， 高压空气的流动会使气泵叶轮15转动，并能过共用传动轴13带动水 泵叶轮7转动从而使水泵腔体5中的水体增压或循环。为确保任何时 候都能启动回水，在共用传动轴上增加电动机51,在限压气阀31上连 接压力开关49,当我们启动循环时，如果压力开关49检测到压力容器1 内的压力低于设定值时，便会切换到电动机工作状态，电动机51启动 后带动共用传动轴13转动并使水泵叶轮7转动使水体循环。
气泵腔体11中轴向上有气泵腔低压通气口 19和大气连通。气泵 腔高压进气口 21通过电磁气泵25和压力容器排气口 27连通；压力容 器壁上有限压气阀31;电磁气阀25连接遥控开关35。当有水流从水 泵腔体进水口 3进入水泵腔体5并从水泵腔体出水口 9流出时(即我 们正常使用自来水时)，水流会驱使水泵叶轮7转动，在共用传动轴 13的传动下气泵叶轮15和水泵叶轮7作同步转动使活塞杆41不断受 到凸轮37的压縮，在压縮腔39内产生高压气体从压縮腔排气口 47流 出并通过止逆气阀29进入压力容器1中；只要不断有水流经过便可以对压力容器1不断增压，当压力达到设定值时限压气阀31便会自动打 开泄压以保障安全。电磁气阀25的开合由接有市电的遥控开关35控 制并供电。当我们需要让水流循环时，由遥控开关35控制电磁气阀25 打开，压力容器1中的高压空气便会从压力容器排气口 27中流出并从 气泵腔高压进气口 21中进入气泵腔体11后从气泵腔低压通气口 19中 排入大气，高压空气的流动会使气泵叶轮15转动，并能过共用传动轴 13带动水泵叶轮7转动从而使水泵腔体5中的水体循环，浴前冷水通 过回水龙头循环后重新回到了保温容器2中，用水末端便可以直接放 出热水。
实施例三和普通太阳能热水器一样该装置包括保温容器2、真空 吸热管4、冷水供水管6、排气管8、电热管10、温度传感器12和热 水出口 14。保温容器2用于保存真空管4加热后的水体并和外界作保 温隔离，排气管8可使保温容器2和真空管4内的压力与大气保持平 衡；电热管10可对水体进行加热，温度传感器12可对遥控开关35提 供保温容器2内的温度状态信号，三者的配合可实现以温度参数为取 向的智能加热控制和用水末端的温度显示。其特征在于，该无耗自循 环太阳能热水器还包括压力容器1、水泵腔体进水口 3、水泵腔体5、 水泵叶轮7、水泵腔体出水口9。其中，水泵叶轮7中心有一共用传动 轴13伸出水泵腔体5并进入气泵腔体11，插入气泵叶轮15的中心并 从气泵腔体11中轴向上的气泵腔低压通气口 19延伸到气泵腔体11的 外部。为使对空气的压縮更简单，共用传动轴13延伸出气泵腔体的一 端径向上有凸轮37,和凸轮37相对应有一弹性气囊53,弹性气囊53中 空形成气囊压縮腔55，底部有单向进气口 57和压縮腔排气口 47。压縮 腔排气口 47通过止逆气阀29和压力容器1连通。气泵腔高压进气口 21通过电磁气泵25和压力容器排气口 27连通；压力容器壁上有限压 气阀31;电磁气阀25连接遥控开关35。当有水流从热水出口 14流出 并从水泵腔进水口 3进入水泵腔体5并从水泵腔出水口 9流出时(即 我们正常使用自来水沐浴时)，水流会驱使水泵叶轮7转动，在共用 传动轴13的传动下凸轮37 —同转动并不断顶推弹性气囊53,当弹性气 囊53被顶推压縮时产生变形，气囊压縮腔55内的压力升高，在压力 的作用下单向进气口被封闭，压縮腔内的空气被压縮后从从压縮腔排 气口 47流出并通过止逆气阀29进入压力容器1中；当凸轮37转离弹性气囊53时，气囊在弹性的作用下复原使压縮腔内产生负压，大气中 的空气便会通过单向进气口 57进入压縮腔中，以此往复运动不断增压， 当压力达到设定值时限压气阀31便会自动打开泄压以保障安全。电磁 气阀25的开合由接有市电的遥控开关35控制并供电。当我们需要给 水流增压或是让其循环时，由遥控开关35控制电磁气阀25打开，压 力容器1中的高压空气便会从压力容器排气口 27中流出并从气泵腔高 压进气口 21中进入气泵腔体11后从气泵腔低压通气口 19中排入大气， 高压空气的流动会使气泵叶轮15转动，并能过共用传动轴13带动水 泵叶轮7转动从而使水泵腔体5中的水体增压或循环。为确保任何时 候都能启动回水，在共用传动轴上增加电动机51，在限压气阀31上连 接压力开关49,当我们启动循环时，如果压力开关49检测到压力容器1 内的压力低于设定值时，便会切换到电动机工作状态，电动机51启动 后带动共用传动轴13转动并使水泵叶轮7转动使水体循环。
因此，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离由后附权利要求 限定的本发明的精神和范围内，可对本发明进行各种变形。
权利要求
1、一种无耗自循环太阳能热水器，其包括保温容器(2)、真空吸热管(4)、冷水供水管(6)、排气管(8)、电热管(10)、温度传感器(12)和热水出口(14)，压力容器(1)、水泵腔体进水口(3)、水泵腔体(5)、水泵叶轮(7)、水泵腔体出水口(9)，其中水泵叶轮(7)中心有一共用传动轴(13)伸出水泵腔体(5)并进入气泵腔体(11)，插入气泵叶轮(15)的中心，气泵腔体(11)中径向上有气泵腔高压出气口(17)和气泵腔高压进气口(21)，轴向上有气泵腔低压通气口(19)与大气连通；气泵腔高压进气口(21)通过电磁气阀(25)和压力容器排气口(27)连通；气泵腔高压出气口(17)通过止逆气阀(29)和压力容器(1)连通；压力容器壁上有限压气阀(31)；电磁气阀(25)连接遥控开关(35)，水流从热水出口(14)流出并从水泵腔体进水口(3)进入水泵腔体(5)并从水泵腔体出水口(9)流出时会驱使水泵叶轮(7)转动，在共用传动轴(13)的传动下气泵叶轮(15)和水泵叶轮(7)一同转动使气泵腔体(11)的径向上产生高压气体，高压气体便从气泵腔高压出气口(17)流出并通过止逆气阀(29)进入压力容器(1)中；当压力达到设定值时限压气阀(31)便会自动打开泄压以保障安全；电磁气阀(25)的开合由接有市电的遥控开关(35)控制和供电；需要让水流循环时，由遥控开关(35)控制电磁气阀(25)打开，压力容器(1)中的高压空气便会从压力容器排气口(27)中流出并从气泵腔高压进气口(21)中进入气泵腔体(11)后从气泵腔低压通气口(19)中排入大气，高压空气的流动会使气泵叶轮(15)转动，并能过共用传动轴(13)带动水泵叶轮(7)转动从而使水泵腔体(5)中的水体循环，浴前冷水通过管道或回水龙头循环后回到了保温容器(2)中，用水末端便可以直接放出热水；遥控开关(35)根据温度传感器(12)提供的温度参数在用水末端显示温度和在在冬季或日照不足时启动电热管(10)给保温容器(2)中的水体加热。
2、 如权利要求l所述的共用传动轴(13)延伸出气泵腔体的一端 径向上有凸轮(37)，和凸轮(37)相对应的活塞杆(41)伸入管道内， 管道内壁自然形成压縮腔(39),管道顶端有压縮腔进气口 (45)并和 活塞杆(41)的末端形成气阀机制。活塞杆(41)上套有复位弹簧(43), 压縮腔(39)的底部侧壁有压縮腔排气口 (47)通过止逆气阀(29)和压力容器(1)连通。气泵腔高压进气口 (21)通过电磁气阀(25) 和压力容器排气口 (27)连通；当共用传动轴(13)转动并不断顶推 活塞杆(41)时,活塞杆(41)被顶推向压縮腔(39)内延伸时，活塞 杆(41)的一端将压縮腔进气口 (45)封闭，压縮腔内的空气被压縮 后从从压縮腔出气口 (47)流出并通过止逆气阀(29)进入压力容器 (1)中，在凸轮(37)和复位弹簧(43)的共同作用下，活塞杆(41) 会在压縮腔(39)内作往复运动不断增压；为确保任何时候都能启动 回水，在共用传动轴(13)上增加电动机(51),在限压气阀(31)上 连接压力开关(49),当我们启动循环时，如果压力开关(49)检测到 压力容器(1)内的压力低于设定值时，便会切换到电动机工作状态， 电动机(51)启动后带动共用传动轴(13)转动并使水泵叶轮(7)转 动使水体循环。
3、如权利要求1所述的共用传动轴(13)延伸出气泵腔体的一端径向 上有凸轮(37),和凸轮(37)相对应的有一弹性气囊(53),弹性气 囊(53)中空形成气囊压縮腔(55),底部有单向进气口 (57)和压縮 腔排气口 (47)，压縮腔排气口 (47)通过止逆气阀(29)和压力容 器(1)连通，气泵腔高压进气口 (21)通过电磁气阀(25)和压力容 器排气口 (27)连通；凸轮(37)转动时会不断顶推弹性气囊(53), 当弹性气囊(53)被顶推压縮时产生变形，气囊压縮腔(55)内的压 力升高，在压力的作用下单向进气口被封闭，压縮腔内的空气被压縮 后从从压縮腔排气口 (47)流出并通过止逆气阀(29)进入压力容器 (1)中；当凸轮(37)转离弹性气囊(53)时，气囊在弹性的作用下 复原并使压縮腔内产生负压，大气中的空气便会通过单向进气口 (57) 进入压縮腔中，以此往复运动不断增压。
全文摘要
一种无耗自循环太阳能热水器，该装置包括保温容器、真空吸热管、冷水供水管、排气管、电热管、温度传感器和热水出口。其特征在于该无耗自循环太阳能热水器还包括压力容器、水泵腔体进水口、水泵腔体、水泵叶轮、水泵腔体出水口，水泵叶轮通过共用传动轴连接气泵叶轮。气泵腔体中径向上有气泵腔高压出气口和气泵腔高压进气口。当有水流从水泵腔体经过时，水流会驱使水泵叶轮转动并带动气泵叶轮同步转动使气泵腔产生高压气体对压力容器进行增压；当我们需要让水流循环时，高压空气进入气泵腔体后从气泵腔低压通气口中排入大气，高压空气的流动会使气泵叶轮转动并带动水泵叶轮转动从而使水泵腔体中的水体循环，浴前冷水通过管道或回水龙头循环后回到了保温容器中，用水末端便可以直接放出热水。
文档编号F24J2/46GK101532730SQ20091006841
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者存 王 申请人:存 王