专利名称：太阳能热水器专用水表的制作方法
技术领域：
本发明涉及水表的设计与制造，尤其是指一种专门为太阳能热水器使用的水表的设计与制造。
背景技术：
随着社会对节能、环保的认识，越来越多的家庭和单位逐渐选用太阳能储水式热水器，以降低能源的消耗，以降低在消耗能源时对环境的影响，以节约家庭和单位的费用支出。由于太阳能热水器的储水用水箱体积较大，水的流通和使用不能象燃气和电热式热水器一样是连续的，始终是满箱的，往往难以知晓该热水器中倒底还有多少存水可供使用。有些厂家在太阳能热水器中安装了水位式显示器，但到底不够直观、方便，而且价格一般也较高。由于太阳能热水器吸收太阳的热量在夏天和冬天是明显不同的，夏天能将满水箱的水晒得发烫，而冬天就只能将水箱中的水稍稍提高些温度。同时，用户在夏季和冬季所需的热水量也是不同的，夏季由于天气热，家庭中每个人都要洗澡，有时会早、晚各洗一次，甚至于小孩会洗三次，就需要用很多热水；而冬季一般在家中就不一定会天天洗澡，更不会洗二次、三次澡，而只要一些洗刷用水，用水量就少多了，储水箱中就不需要满满的一水箱水，可以按需上水。为了解决上面这些问题，故设计生产本太阳能热水器专用水表。
发明目的1、向太阳能热水器使用者既能提供总用水量，更随时提供该热水器中实际存水量的数字，供其上水、用水参考，以决定上水、用水的行为；2、为使用者尽可能多地利用太阳能为自己服务；3、利用现代电子技术，为使用者提供在使用太阳能热水器方面的智能化服务，为家庭、为社会提供有效的统计数据，供决策使用参考。
发明内容
这里谨以权利要求1简单机械式太阳能热水器专用水表为例，这种水表一般称作“旋翼式水表”其计数采样器采用转动的叶片轮(旋翼)。(而权利要求2、3所述的数字式太阳能热水器中数字的增加和减少只要编写程序就能很简单地解决的)。
计数器的数值随转动的叶片轮(也可称旋翼、采样器、传感器，以下同，不再说明，可以混用)的正向转动而增加，又会随叶片轮的反向转动而减少的计数显示装置，就能计量太阳能热水器储水箱中的实际存储水量。
常见常用的旋翼式水表，其旋翼始终与其计数显示器啮合在一起，具有正转时，数值增加，反转时数值减少的功能，只是其被接入在只有正转的回路内，因此也就只有正向增加的计数的功能，而没有反向的减少计数的功能，但这种水表不能简单用在本太阳能热水器专用水表的回路内，因为当相同的水量经过该水表时，其增加与减少的数值是不同的。只要生产厂家能够生产出在这种情况下，其增加与减少的数值相等时，才能作为太阳能热水器专用水表。
计数器的数值只随叶片轮的正向转动而增加，而不随叶片轮的反向转动而变化的计数显示装置就能计量太阳能热水器自按装到抄表时的总的用水量。
以上两种计数显示装置被各厂家采用为各自的计数显示器。
我的发明之一，是提出将上述两种不同的计数显示装置有机地统一起来，安装在一起，由一套叶片轮同时推动以上两种不同的计数显示装置，而组成最简单的机械式太阳能热水器专用水表，使该水表具有权利要求1的特征功能，至于其内部如何具体的布置、安装、联接，由该生产者设计、生产。
我的发明之二是为权利要求3的简单数字式和权利要求4的多功能智能型太阳能热水器专用水表设计各种功能，以满足太阳能热水器用户对该表的功能需求。
我的发明之三是提出多材质、多量程、多功能、多用途、多形状的太阳能全系列热水器专用水表，以满足不同阶层不同消费人群、场所的自由选择使用。如扩展到用于进入和使用时共用一根管段的储液器中使用如高位水塔中，游泳池等的总用液量和储液器中实际储存液量。
实施方案1、简单机械式太阳能热水器专用水表由于目前太阳能热水器在家庭中使用的多，所以可先生产出家庭用的专用水表，在取得一定市场，一定效益后，根据实际情况再生产工厂用的专用水表。
1.1量程、精度家庭用的存水量量程为0.999米3即可，因为到现在为止，尚未见储水箱容积有大于0.999米3的太阳能热水器水箱，进水量的量程、精度可由生产厂家决定。
由于太阳能热水器一般其上水(进水，冷水)、用水(热水)都是使用同一根水管，只要将该专用水表⑦按装在进水管后，用(热)水管前即可，如附图2所示。
1.2计量水量1.2.1储水箱内存水量计数、显示(如自该水表，热水器第一次安装时起算)如在第一次上水时，该热水器上水0.200米3，则该表正向转动，数值增加，就显示0.200米3水量；第一天用了0.150米3水，该表反向转动，数值减小。则该水表箱中还剩有0.050米3水，该表应显示0.050米3水。如第二天再上水0.200米3水，则该表就应该显示0.050(昨天剩水)+0.200(第二天新进水量)＝0.250米3，即该存水量在进水时，数值增加，用水时数值减少，始终显示水箱中的存水量。由于本水表安装在附图2-⑦的位置上，在上水时，水就由进水总管→④进水总阀→⑤热水总阀→⑥增压泵(如水压较高，无需增压泵时即为该管段)→⑦本水表→⑧太阳能热水器，如本水表⑦中水的流动方向由下(进水总管来)向上(到热水器⑧去)，此时转动的叶片轮的方向定为正向旋转，计数器数值增加；而当使用热水器中热水时，热水由热水器⑧→⑦本水表→热水用水总管⑨去供洗澡等用，在本水表⑦中热水的流动方向由上向下，转动的叶片轮的转向正好与上水时的方向相反，为反向旋转，只要计数显示器数值也跟着叶片轮同时转动，就使数值减小。常用的旋翼式水表基本上都是这种结构，只是常用的水表总是接在水只有单向流动的位置上，而现在将该种结构的表接入到本专用表的位置上。但应标定正向、反向计量时其计量显示的数值相等也就是说存水量的计数显示器只要始终与转动的叶片轮啮合在一起，只要其上水的数值等于用光后(即自水箱中没有水时上水到一定的量，到这些水变成热水用光后)的数值。
1.2.2进水量显示在每一次上水时，由于在本水表⑦中水的流动方向由下向上，正向转动，则进水量计数显示器数值应增加，如上举例第一次上水0.200米3，则该计数显示器数值就应该是0.200米3。而当在用热水时，由于此时水在本水表中⑦的流动方向是由上向下，而水表中转动的叶片轮正在反向转动，而该计数显示器此时不应该动作计数，在整个热水使用过程中，始终保持数值不动，也就是此时用热水时计数显示器不应该与反转的叶片轮啮合在一起即可。采取一定的措施，解决这一问题在仪表仪器行业中是很方便的事情，就象大家骑坐过的自行车就是一个这样的很好的例子人们在自行车骑行踏动踏脚时，只有正向踏动才带动后轮使自行车前行，而反向踏动时，自行车是无法倒行的。
1.3理论上讲，进入到太阳能热水器水箱中的水量总是大于热水器水箱中通过热水管道使用的水量，原因是a、进入的水量如在使用人不注意时，可能会在水箱储满水后通过溢流管流出；b、水箱中的水随时随地都会有所蒸发；c、水管接头间可能会有渗漏水。因此在存量水计数显示器上应安装“清零”装置，以消除计量误差，即当在热水管道中用水到再也放不出热水时，而存量计数显示器数值不是零时就可启动该“清零”装置，消除误差。但如果考虑到a、机械式水表安装该装置比较麻烦(数字式水表的“清零”是很容易做到的)而且计数显示器又是在水系统内；b、该计量只是让人看看的，不牵涉买卖利益关系；c、误差量不是太大，误差率不会太高，加上用户在使用上本水表时为用户提供了方便，如溢出水的几率大大降低，甚至对于认真的用户，可能会完全消灭这溢出现象，这样也可以不设这“清零”装置。
1.4由于本水表是专用于计量太阳能热水器中的水量的，因此应注意1.4.1水表所用的材料应能在热水器相应温度下长久使用(最高温度为100℃吧，虽然暂时还未见100℃的太阳能热水器，但是随着技术的进步，群众的需求，也可能会有100℃的太阳能开水器吧！)。
1.4.2由于有些单位声称，其太阳能热水器中的热水是可以淘米做饭的，因此其中与水接触的材料应该清洁卫生、无毒害的。
1.4.3做工应该较为精致，不能象以前的一般水表一样粗、笨、黑、大、丑陋。因为现代家庭一般都将卫生间、厨房间进行了装修，该专用水表为了方便看清水量，不会装在暗藏隐蔽处。要是能设计生产出有观赏价值的艺术品也可能会有一定的市场。
1.4.4其显示值宜用一列式数字显示，且其字形较大(单字不小于8mm(高)×5mm(宽)，能够让任何人都能去一眼就读出数字(因为家庭中察看这表的很可能是老人)。
2、简单数字式太阳能热水器。
2.1该热水器的采样器(或者称传感器)仍采用转动的叶片轮(旋翼)，但其计数显示器就采用数字式的了。而联接叶片轮与数字式显示器的装置可以由生产者自己选定。如可以采用转动的叶片轮切割装在水系统中的霍尔元件，或者选用光电转换器等(由生产厂家选择使用)，将霍尔元件、光电转换器的有关元器件进行合理的安装组合，而将采样信号传送到数字式计数显示器的相关部分去，从而完成采样与转换的任务。
2.2其计数显示方面的功能可从本说明书第5项中选用或由生产者根据自己的情况增减。从而达到权利要求3的简单数字式太阳能热水器专用水表的作用。其功能应该优于简单机械式太阳能热水器专用水表，比如自动上水，停水功能是一定要有的，日历、时、分、秒功能也应该有。但也应该考虑其价格是较低的，以使普通人能够选用购买。
3、多功能智能型数字式太阳能热水器专用水表本水表的使用对象为追求完美的人士，价格低廉并不是较为注重的选择(当然任何一种实用装置，如果采取离奇的高价总是不可取的，尽可能地价格低一些，是产品生产者始终不能忘记应该铭记的一条注意事项)。
3.1采样器、计数显示器都采用数字式元器件，如采样器可以采用根据法拉第电磁感应定律制成的电磁流量传感器，也可以由生产者根据自己的条件和水平选用其他原理和型式的装置，而计数显示装置就更要生产者自己设计、选购和生产了。
3.2其功能可由生产者根据自己的条件和水平参考本说明第5项中各种功能并加以增删。应该尽可能多地、完全地利用到设计生产时为止可以采用的技术而制造出各种功能。
4全系列太阳能热水器专用水表4.1多量程不同的需要，其量程的范围是不同的，因此不同的量程也是需要的。
4.2多功能不同的人群会需要不同的功能，不同的功能合理的选择和组合是应该考虑的。
4.3多材质有人想要漂亮点，价格高些也愿意选择的，可以选择不锈钢、白铜……4.4多用途如有人想计量高位水塔中的存水量，游泳池中的存水量……又有上水与用水共用管段的，也可以考虑。
4.5……5、数字式专用水表的功能设计
5.1太阳能热水器专用水表的特有功能总是应该有的。
5.1.1储水箱中存水量显示。
5.1.2太阳能热水器自装置水表后起的总用水量显示。
5.1.3“清零”功能5.1.4每天上水量显示、记录5.1.5每天用水量显示、记录5.2年、月、日、时、分、秒、星期、农历、节气、节日等万年历功能显示。
5.3进水压力、温度功能显示、记录。
5.4用水温度显示、记录、用水时平均水温显示、记录。
5.5室温显示、记录5.6室内湿度显示、记录(室内湿度是一项较有用的一个参数，与人的舒适度有很大的关系，一般也无直接显示湿度的表计，只能根据干、湿度计不同的数值换算和查表，给人们带来很大的不便，现在提出这一参数的直接显示，不知现时是否可以做到，可以做到成为该表中的一项参数，可以进入民用。)5.7根据5.7.1以自来水的进水温度；5.7.2以使用地的环境温度为参考值的每次、天使用的热水取自太阳的热量的显示、记录。
5.8按用途分类相应使用水量的显示、记录。
如设定十个数字键，每一个数字代表一种用途
按下某数字，就代表某种用途用水，还可以设定密码，按动相应的密码才可以在某用途下用水，如按动“0”键，就表示厨房中公共用水。
按键“9”表示排空水量的显示、记录。表示在每次启用时起到水箱中的热水流到了水表时起不能用的冷水量，即“排空水量”。
5.9自动上水功能(当有自动上水功能时，要将热水器用水总阀⑤改成电磁阀⑤’。自动上水时，启电磁阀⑤’，启增压泵⑥；结束时，关增压泵⑥，关电磁阀⑤’)根据各种因素设定自动上水功能。
5.9.1定时功能(夜间水压高、电价低)可以由使用者选用设定在某个时间自动上水(可以启、停双定时；可以单定时启动，或是水满则“停”、或是设定定量时“停”)5.9.2定量功能(如在冬天某一天，只要0.100米3水就够用，则进满0.100米3水后就“停”)本功能可与5.9.1相结合。
5.9.3定温功能(如在冬天太阳较弱，不能晒热整箱水，可以在夜间先少量地上一点水，如果太阳好，就可以多上点水。可以设定一个上、下限温度，当热水晒到上限温度时，启动上水，上水后，水温下降到下限温度时停止，当然如果水箱满了，则应自动停止)。
5.9.4……。
5.10以上各种显示、记录后的统计、打印功能，可以将上述各量记录在某类存储器内，到需要时可以联接到电脑；或是取出其中的存储器将数据打印出来，供查看、分析。
5.11该水表平时显示或是不显示，或是常显万年历，还是其他，可以供使用者设定选用。
5.12数字式水表肯定做成分体式的，一次元件接在管路中，二次元件(计数、显示器)接在方便、显眼处，而且应考虑可在不同地方的操控(如1、厨房；2、浴室)还应该考虑防水、防潮。
5.13应考虑将压力、温度、湿度采样器和阀门，增压泵有机地组合在一起的型式，以尽可能给用户带来方便、节约支出和减少安装空间、时间……5.14有线、无线、网络、电话远传、通讯、控制功能。虽然本表一般只为方便、数据只供家庭方便参考使用，而无买卖功能，牵涉多方利益关系(但是也不是绝对无此应用的可能，如建公共的太阳能热水站时，或者成批成批地安装太阳能热水器时，其进水量就可能牵扯涉买卖关系了)，但这些功能如在设计生产时一并加入，增加成本不会太大，有了这些功能，可备不时之需，也可传入家庭电脑，供查看、分析、控制之用。也可供电话查询、操控之用。
5.15各项不同的报警功能，根据音响，可区分报警原因。
5.15.1故障电磁阀不动、增压泵不动、断水、出水管阻塞……5.15.2自动启动5.15.3自动关闭如可以用音响的长短，区分以下情况(参见附表)，也可以选用语音或其他方法，当然，最好是语音直接报警，报警时间10秒左右即可(或者可由使用者选择)，但应有储存(包括报警原因及报警时间)。以备主人因故外出未听见报警时，在每次动作时可以查看。
5.15.2及5.15.3两项也可以不报警，这样可减少噪声。
5.16故障自诊断功能，有了这功能，万一发生故障，就可查看处理，而不需再去东查西拆，大费手脚。
附表
图1，说明书摘要附图。
其中①旋翼，为一叶片轮，其随水在水表中的流动而转动，也可称采样器，传感器；②进水量计数显示器；当水在水表中正向流动时，数值增加，当水在水表中反向流动时，其数值保持不动；③存水量计数显示器当水在水表中正向流动时，数值增加，当水在水表中反向流动时，其数值减小。
图2，太阳能热水器专用水表按装位置图，其中④用户进水总阀⑤热水器用水总阀；⑤’为热水器自动上水时用电磁阀⑥增压泵(当自来水压较高，无需增压泵时，即为该管段)⑦太阳能热水器专用水表，一般水表图例均为一单向箭头，我在这里创造了一个双向箭头的水表，以比较符合实际情况；⑧太阳能热水器⑨热水用水总管⑩冷水用水总管图3，简单机械式太阳能热水器专用水表面板示例图。
权利要求
1.太阳能热水器专用水表涉及一种水表，特指为太阳能热水器专门设计生产的水表，其特征是能够随时计量显示太阳能热水器中的实际存水量；由于生产成本不是增加很多，生产厂家可以生产出既能随时计量显示太阳能热水器中的实际存水量，又能象普通水表一样，计量显示经该表流进太阳能热水器中的总用水量的双计量功能的太阳能热水器专用水表，由于仅计量显示实际存水量的单计量功能较双计量功能简单得多，以下仅叙述双计量功能的太阳能热水器专用水表。
2.根据权利要求1生产出简单机械式太阳能热水器专用水表，基特征是采用旋翼作水量采样器，带动齿轮啮合推动二套不同的机械式计数显示器组合而达到权利要求1的特征的。
3.根据权利要求1生产出简单数字式太阳能热水器专用水表，其特征是其采样器仍采用权利要求2中简单机械式太阳能热水器专用水表中的旋翼，其计数显示器就采用数字式电子元器件了，并设计、生产出相应的实用功能，以满足消费者的需要。
4.根据权利要求1生产出智能型太阳能热水器专用水表，其特征是其采样器、计数显示器均采用数字式电子元器件，利用到各生产时段的一切先进、可用的技术，设计生产出一切可以使用的各种实用功能，以满足追求完美人士的各种需求。
5.根据权利要求1逐步设计出多量程、多功能、多用途、多材质、多形状的全系列太阳能热水器专用水表。
全文摘要
本发明涉及一种专供太阳能热水器使用的水表，该水表不但与普通水表一样，随时显示流经该水表所用水的总用量，更能随时显示太阳能热水器储水箱中的实际存水量，为使用者提供方便。其技术方案是由同一件水量采样器(1)分别带动一组正向计数，显示装置(2)和另一组既能正向计数、显示，又能反向计数，显示的装置(3)，则装置(2)显示总用水量，装置(3)显示的是实际存水量。
文档编号F24J2/46GK1664512SQ20051003817
公开日2005年9月7日 申请日期2005年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者唐金龙 申请人:唐金龙