专利名称：太阳能减压给水自动控温阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热水器减压给水和出水温度的自动控制，属于物理技术应用领域。
太阳能热水器已为人们所熟知。但研究已问世的各种太阳能热水器的功能，可发现它们由于受技术和经济的约束，其出水温度均未能实现经济的自动控制。因此，在应用中尚都存在着一些有待于解决和提高的实际技术问题。诸如自然循环式、强制循环式、闷晒式以及直流虹吸式等型太阳能热水器，由于未实现出水温度自动控制，其出水温度必然随着季节的转换、环境气温的差异、日照时间的长短等变化而变化，而且也不能充分利用全天太阳所投射的能量。实际应用者皆知在晴朗的天气，所提到的各种太阳能热水器水箱中水的温度一般在下午2时左右能达到当日的峰值，此后的太阳投射能仅在一定时间内起维持水温的作用，人们称为“只能利用半个太阳”;在半晴半阴的天气，由于热水器中储水较多，水温常不能达到所需的使用温度，俗话称为“白晒”。再者，所提到的各种太阳能热水器所配置的浮球阀式补水装置，虽然起到了对太阳能热水器的减压补水的作用，但其水箱内很容易滋生微生物，污染水质。因此，它们的应用和推广受到了一定程度的影响和限制。
目前，能解决上述实际技术问题的技术方案是采用传感器和电器设备使系统实现自控。《太阳能》杂志1991年第1期报道了一种定温放水自控方案在热水器出口处设置一电接点温度计，通过控制器操纵热水器进水管或出水管上的电磁阀，改变其流量，使出水温度保持稳定。虽然其技术上是可行的，但需要价格昂贵的电器控制设备，且在实用上还存在一个电源问题如用交流电，则增添了不安全因素;突然停电或电器电子元件损坏时，系统则无法运行，可靠性差;如用直流电，则购买蓄电池或太阳能电池的费用之高，更使人望而却步，恐怕只能在少数有浓厚兴趣的单位和确有迫切要求的地方才能实施，至于在家用太阳能热水器上，根本推广不开。由于本发明人手头资料有限，尚未见到更新的更可取的技术方案的报道和宣传。
本发明的目的是提供一种太阳能减压给水自动控温阀，以解决现有太阳能热水器系统中所存在的上述实际问题。
本发明是这样实现减压给水和自动控温的由一与太阳能热水器出水口相串联的微型太阳能集热传热器，将投射来的太阳能和由太阳能热水器输入的热水的热能传递给热敏气室内的工质气体，使其因热膨胀形成压力大小随热敏气室内工质的温度而变化的压力源，经连通管将压力传至薄膜减压器内设置的传感气室，作用于出水压力调节膜，牵动杠杆机构，改变阀塞的启闭和开启程度，使自来水的流量与太阳能热水器内水所加热到的温度相适应。调节传感气室的体积，就能改变出水的温度。与此同时，由高压自来水管流进来的高压水经薄膜减压器后亦成为低压水。从而实现本发明减压给水和自动控温。
附图
为本发明太阳能减压给水自动控温阀的结构原理示意图。
现结合附图对本发明进行详细的描述本发明是通过太阳能集热传热器2上的热水进口3和热水出口11串接于太阳能热水器的出水口和热水储存箱的进水口，薄膜减压器8上的高压进水口7和低压出水口17串接于自来水管与太阳能热水器的进水口。集热传热器2首先将太阳投射能吸收并加热与之连体的热敏气室12内的工质气体，使之受热膨胀，形成随微型太阳能集热传热器2的温度而变化的压力源(上述微型太阳能集热传热器2和与之相连体的热敏气室12可以与下述传感气室15及薄膜调压器8合成一个整体;也可以独立设置成一个组件;或与太阳能热水器合成一个整体)，膨胀的工质气体通过连通管13进入传感气室15内，牵动出水压力调节膜18，由调节膜18带动杠杆9。当集热传热器2内的温度达到调定的温度时，杠杆9便能首先开启阀塞6，让自来水由高压进水口7进入薄膜减压器8中减压，再由低压出水口17经太阳能热水器加热，由太阳能热水器的热水出口从热水进口3输入微型太阳能集热传热器2内，充满至热水出口11流出，用温度计插入温度计插口10内，便能指示出所出热水的温度。通过调节旋钮14，改变传感气室调整膜5的定位位置，并观察温度就能改变开启阀塞6所需达到的温度。如果太阳能热水器内的水温上升较快，则会导致阀塞6的开启程度增大，此时出水的温度仍将稳定在调定的数值上，这就实现了对太阳能热水器的减压给水和自动控温。为防止环境气温对微型太阳能集热传热器2和热敏气室12的不利影响，在集热传热器2的上方设有透光板1，在热敏气室12的外部设有保温层4。薄膜减压器8中的传感气室调整膜5，出水压力调节膜18的边缘由螺钉16或其它方法固定密封。
本发明太阳能减压给水自动控温阀可实施于现有多种太阳能热水器。现以常见的平板型自然循环式太阳能热水器为例。该种太阳能热水器的结构形式是保温水箱置于集热器的上方，由保温水箱的上下水位口引管分别与集热器的上出水口和下进水口相接，并在保温水箱的同水平高度上设置一浮球阀式补水箱，串接在自来水管与集热器的下进水口之间，以保证保温水箱与集热器内始终充满水进行对流换热。实施本发明对该种太阳能热水器减压给水自动控温时，只需用本发明阀取代上述浮球阀式补水箱，将本发明阀的热水进口3和热水出口11分别与太阳能热水器上出水口和保温水箱的进水口相接，将本发明阀的高压进水口7和低压出水口17分别与自来水管和太阳能热水器的进水口相接，并堵除太阳能热水器和保温水箱上的多余接口。调节调定旋钮14，将传感气室调整膜5调定到所需出水温度的位置上，新的系统便进入减压给水和自动控温的稳定运行状态。
本发明阀的优点是1、集减压给水和自动控温功能为一体，结构简单，容易制造，能广泛用于各种太阳能热水器，尤其适合用于家用型太阳能热水器。2、成本低，其造价仅相当于现有太阳能热水器系统中一只浮球阀式补水箱装置的造价。3、以工质气体的传感热膨胀来打开阀塞并调节其开启程度，从而达到自动控温的目的，且其工作与太阳的升落同步，能提高太阳能热水器对全日照的利用率，消除现有太阳能热水器使用中“只能利用半个太阳”、“白晒”的弊端。4、不消耗电能，不怕干扰，无磨损，寿命长，比现有的各种电器控制系统稳定可靠。5、水质不受污染。
权利要求
1.由微型太阳能集热传热器2、热敏气室12、传感气室15、传感气室调整膜5、调定旋钮14、连通管13、薄膜减压器8等所组成的太阳能减压给水自动控温阀，其特征在于所述阀上设有微型太阳能集热传热器2。
2.根据权利要求1所述的太阳能减压给水自动控温阀，其特征在于所述阀上设有热敏气室12。
3.根据权利要求1所述的太阳能减压给水自动控温阀，其特征在于所述阀上设有传感气室15。
4.根据权利要求1所述的太阳能减压给水自动控温阀，其特征在于所述阀上设有传感气室调整膜5。
5.根据权利要求1所述的太阳能减压给水自动控温阀，其特征在于所述阀上设有薄膜减压器8。
6.根据权利要求1、3所述的太阳能减压给水自动控温阀，其特征在于所述传感气室15是由薄膜减压器8中的出水压力调节膜18与增设在薄膜减压器8中的传感气室调整膜5所构成的。
7.根据权利要求1、3、5所述的太阳能减压给水自动控温阀，其特征在于温度调定是通过调节调定旋钮14改变热敏气室12和传感气室15中的有效体积而改变工质气体的压力，从而改变薄膜减压器8中阀塞6的起始开启温度而实现的。
8.根据权利要求1、2、3、5、6、7所述的太阳能减压给水自动控温阀，其特征还在于所述的热敏气室12中的工质气体，是通过与之连体的微型太阳能集热传热器2接受太阳的幅射能和由太阳能热水器输入的热水热能膨胀产生其压力大小与太阳能集热传热器2中的温度相应的压力源，并由连通管13传入传感气室15，牵动薄膜减压器8中的出水压力调节膜18启闭阀塞6的。
全文摘要
本发明太阳能减压给水自动控温阀，集减压给水和自动控温功能为一体，温度调定后便可自动执行。其结构简单巧妙，容易制造，造价仅相当于现有太阳能热水器系统中一只浮球阀式补水箱装置的价格，能广泛适用于各种太阳能热水器，尤其适用于各种家用型太阳能热水器的减压给水和自动控温。控制作用与日出日落同步，有助于提高太阳能热水器对全日照的利用率。稳定可靠，不受地域或条件的影响，不消耗电能，能保证水质免受污染。
文档编号F16K31/68GK1062197SQ9110940
公开日1992年6月24日 申请日期1991年10月1日 优先权日1991年10月1日
发明者周国平, 朱德元 申请人:周国平