专利名称：自动控制式太阳能热水器水箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可自动控制水位高低，又可将联接在水箱上的管道中的存水排空的自动控制式太阳能热水器水箱。
公知的太阳能热水器水箱一般没有完整的自动控制装置，只是一个带保温层的贮水容器，出水接口和进水接口都直接安装在水箱上，使用时与支架和集热真空管一起组成太阳能热水器，安装在室外屋顶上，而将出水和进水的控制机构安装在室内，手动控制出水和进水，最新出现的几种只用于自动控制水位高度的技术方案，由于都是采用一次关闭的结构型式，使用中常出故障，造成溢水或水箱超压，特别是无法将联接在水箱上的管道中的存水排空，这样从水箱上接入室内的管道中就常有存水，每次用热水时都是先排出存在管道中的冷水，然后才出热水，不但使用不便，而且到了冬季容易冻裂管道，为了解决这一问题最新出现了将出水管道和进水管道都做成“n”形，利用虹吸原理进行管道排空的技术方案，但由于使用不可靠而难以推广，而最新出现的几种功能相对完善的采用电器元件控制的技术方案，有的将装置安装在水箱外面，防冻效果不好，有的将装置安装在水箱内，长期受热水影响，元件容易老化，特别是由于电器元件易受潮湿和高温、低温等因素的影响，使用寿命太短，再加上需使用电源而带来的成本增高和安装不便等因素的影响，也难以推广应用。
本发明的目的是提供一种自动控制式的太阳能热水器水箱，内部有贮水室和专门的安装自动控制器的控制室，不但有良好的防冻功能，而且不受热水和紫外线的影响，特别是控制室内安装的自动控制器，内部装有水气转换机构和控制贮水箱内水位高度的二次关闭式控水机构，可在需要排空时，自动关闭贮水室的出水和进水管路，而将进出水管与大气导通，从管道上部输进空气，方便的将管道内的存水排空，而在需用热水时，又可自动关闭气路，将进出水管与贮水室导通，热水一开就来，并可自动控制贮水室内的水位高度，保证水箱不溢水、不超压，整个系统完全不用电，工作可靠，使用方便。
本发明的目的是这样实现的将太阳能热水器的保温水箱制成贮水室和控制室两个部分，在控制室内安装一套自动控制器，出水接口和进水接口都安装在控制室的壳体上，然后经过自动控制器再与贮水室联接，出水接口上联接的出水管和进水接口上联接的进水管接入室内后，再联接在室内的控制管路上，组成一套完整的自动控制系统。自动控制器可在用水时，将出水接口和进水接口分别与安装在贮水室上的出水接头和进水接头导通，而在用水完毕，需要排空时，又可自动关闭出水接头和进水接头，而将出水接口和进水接口与直通大气的进气管导通，这样只要开通出水管和进水管的下部接口，管道中的存水就顺利的向下排空。自动控制器由上部总成和下部总成两部分组成，上部总成控制出水管路的水气转换，下部总成由感压机构、二次关闭机构和水气转换机构叠集安装而成，使用中可控制进水管路的水气转换，同时还可在贮水室中的水位下降后，向贮水室补水，当水位到达设定高度时，又可自动将进水管路关闭，防止贮水室溢水或超压，使整个系统工作可靠，使用方便。
本发明的优点是在带有保温层的水箱内制作的控制室为自动控制器提供了良好的工作空间，避免了外界不良因素的影响。控制室内安装的自动控制器可方便可靠的排空管道的存水，不但使用热水方便，而且可防止管道冻裂，并且还可以防止水箱溢水或超压，节约了用水，使用中不需要电源还降低了成本。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是本发明的正面剖视结构2是本发明的侧面剖视结构3是自动控制器的上部总成的构造4是自动控制器的下部总成的构造5是一个实施例处于排空状态的结构中 1.控制室 2.总进气管 3.出水接头 4.上部总成 5.隔壁 6.保温层 7.贮水室 8.水箱 9.下部总成 10.进水接口 11.上三通 12.进水接头 13.横管 14.托架 15.过水管 16.上进气管 17.下进气管 18.联接水管 19.出水接口 20.边孔胶碗 21.上托板 22.推杆 23.过水接头 24.中体 25.下托板 26.水动胶碗 27.下盖 28.螺帽 29.螺丝 30.中室 31.边孔 32.进气弹簧33.上盖 34.顶杆 35.开关孔 36.开关架 37.开关室 38.弹簧托架 39.节流孔 40.供水孔 41.分流座 42.止下弹簧 43.止下胶碗 44.单向孔 45.过水孔 46.底座 47.下夹板 48.进气孔 49.进气胶碗 50.螺帽 51.进气座 52.下部接口 53.中心管 54.感压孔 55.开关胶碗 56.开关弹簧 57.堵头 58.螺丝 59.上夹板60.感压胶碗 61.调压弹簧 62.调压螺丝 63.顶盖 64.出水管65.支架 66.热水接口 67.混水阀 68.喷头接口 69.水桶 70.带软管喷头 71.冷水接口 72.下三通 73.手动开关 74.自来水管75.手柄 76.进水管 77.集热真空管 78.集热真空管安装孔 79.排气管自动控制式太阳能热水器水箱8，外壳带有保温层6和若干个集热真空管安装孔78以及排气管79，可与支架65和集热真空管77共同组成太阳能热水器，图1和图2所示其构造由贮水室7和内部装有自动控制器的控制室1共同组成，控制室1的上方装有总进气管2，控制室1的外壁上装有出水接口19和进水接口10，在控制室1和贮水室7之间的隔壁5的上方装有出水接头3，下方装有带横管13的进水接头12，横管13的另一端头伸进贮水室7内，依靠托架14固定在贮水室7的下方的内壁上，自动控制器由上部总成4和下部总成9共同组成，图3所示上部总成4的构造主要由顺序安装的上托板21、上盖33、进气弹簧32、带边孔31的边孔胶碗20，带有过水接头23、中室30和上进气管16的中体24、带推杆22的水动胶碗26、下盖27和下托板25共同组成，并且在上托板21与下托板25之间用螺丝29和螺帽28拉紧固定，下部总成9安装在进水接头12上，图4所示下部总成9的构造由三部分组成，上部是由带调压螺丝62的顶盖63、调压弹簧61、感压胶碗60和带有感压孔54、开关孔35和开关室37的开关架36组成的感压机构，中部是由带顶杆34的堵头57、开关弹簧56、弹簧托架38和带节流孔39的开关胶碗55组成的二次关闭机构，下部是由带有供水孔40、感压孔54、下部接口52和中心管53的分流座41、止下弹簧42、带单向孔44的止下胶碗43、带有过水孔45和下进气管17的进气座51、带进气孔48的进气胶碗49和底座46组成的水气转换机构，三套机构叠集安装在上夹板59与下夹板47之间，用螺丝58和螺帽50拉紧固定，上部总成4的顶部安装在出水接头3上，并且经过管15与出水接口19联接，下部总成的下部接口52安装在进水接头12上，并且其下部经上三通11与进水接口10联接，上三通11的中部接口经联接水管18与上部总成4联接，上部总成4的上进气管16和下部总成9的下进气管17都与控制室1上方的总进气管2联接。
本发明在供水状态时，自来水经上三通11和联接水管18进入上部总成4，在水压作用下，水动胶碗26向上关闭中室30的底部端口，阻止上进气管16中的空气进入中室30，与此同时，水动胶碗26上的推杆22也向上将边孔胶碗20顶起，贮水室7中的热水经出水接头3进入上部总成4后，就从边孔胶碗20的边孔31中进入中室30，然后从过水接头23中流出，再经过水管15进入出水接口19向外输出。随着热水不断的向外输出，贮水室7内的水位逐渐下降，导致横管13中的水压也逐渐下降，这一下降的水压变化情况传导进入安装在进水接头12上的下部总成9之后，可经感压孔54作用在感压胶碗60上，使得水压对感压胶碗60产生的向上的作用力逐渐减小，当这一作用力小于调压弹簧61对感压胶碗60的压力时，感压胶碗60就在调压弹簧61的作用下压迫顶杆34，使堵头57下降，导至开关孔35处于开通状态，这时经进水接口10进入的自来水，在经上三通11的侧面接口向上部总成4供水的同时，还经上三通11的上部接口进入下部总成9，并且在下部总成9的底部又分成两路，一路作用在进气胶碗49上，使进气胶碗49向上将进气孔48关闭，另一路经过水孔45向上顶起止下胶碗43，从单向孔44中向上进入供水孔40中，然后其绝大部分的流量向上顶起开关胶碗55经中心管53输进横管13，再从横管13中输出到贮水室7的底部，使得贮水室7中的水位上升，补充因为输出热水而下降的水位高度，还有极小一部分流量的自来水经开关胶碗55上的节流孔39进入开关室37，再从开关孔35中输出后经感压孔54从下部接口52的内壁和中心管53的外壁之间输入横管13，再进入贮水室7中，维持上水过程的进行。在此过程中，如果进水流量大于从上部总成4中输出的热水流量，贮水室7中的水位就会逐渐上升，可使横管13中的水压逐渐增高，导致对感压胶碗60产生的向上的作用力逐渐增大。当水位上升到设定高度时，水压对感压胶碗60产生的作用力可超过调压弹簧61的压力，感压胶碗60的中心就上升，开关室37中的开关弹簧56就推动堵头57向上将开关孔堵死，实现该机构的第一次关闭，导致开关室37成为密闭的空间，从节流孔39中流进的自来水所产生的压力，就使开关胶碗55向下将供水孔40堵死，实现该机构的第二次关闭，完全阻断进水接口10向贮水室7中供水，防止贮水室7溢水或超压。在使用完毕需要排空时，可关闭自来水管，使自来水对上部总成4和下部总成9产生的作用力同时消失，在上部总成4中，进气弹簧32压迫边孔胶碗20下降堵死中室30的上部端口，阻断热水流出，同时还压迫推杆22向下，推动水动胶碗26也向下，使中室30的下端口与上进气管16导通，这样上进气管16中的空气就经中室30和过水接头23进入过水管15和出水接口19，促使与进水接口19联接的出水管64中的存水向下排出，与此同时，在下部总成9中，由于自来水作用力的消失，进气胶碗49中心下沉，使得进气孔48与下进气管17导通，空气从下部总成9的底部进入上三通11和进水接口10，促使与进水接口10联接的进水管76中的存水向下排出，与此同时，止下弹簧42也压迫止下胶碗43下降使单向孔44关闭，阻断贮水室7与进水接口10之间的通道，完成水气转换动作。等到下次需用热水时，只需向进水接口10中输进自来水，使上部总成4和下部总成9都处于供水状态，就可以重复上述过程，从出水接口19中输出热水。
图5所示是本发明一个实施例处于排空状态的结构图，是与支架65和集热真空管77共同组成的太阳能热水器与出水管64、进水管76、混水阀67、下三通72、手动开关73和带软管喷头70共同组成的自动控制系统，安装时出水管64上端安装在出水接口19上，下端安装在混水阀67的热水接口66上，进水管76上端安装在进水接口10上，下端经过下三通72安装在混水阀67的冷水接口71上，下三通72的另一个接口经手动开关73联接在自来水管74上，喷头软管70联接在混水阀67的喷头接口68上，使用时打开手动开关73，抬起手柄75，喷头70就可以出水，上下转动混水阀67手柄75的角度，可控制从喷头70输出的冷热水比例，压下手柄75可使喷头70不排空停水，当用水完毕需要排空管道中的存水时，就抬起手柄75拧到中间位置，使混水阀67的冷热水通道都与喷头70导通，然后将喷头70放进水桶69里，最后关闭手动开关73，使得本系统进入排空状态，出水管64和进水管76里的存水都经混水阀67从喷头70里流进水桶，完成管道排空过程。
权利要求
1.一种自动控制式太阳能热水器水箱，外壳带有保温层6和若干个集热真空管安装孔78以及排气管79，可与支架65和集热真空管77共同组成太阳能热水器。其特征是由贮水室7和内部装有自动控制器的控制室1共同组成，和在控制室1的上方装有总进气管2，控制室1的外壁上装有出水接口19和进水接口10，在控制室1与贮水室7之间的隔壁5的上方装有出水接头3，下方装有带横管13的进水接头12，横管13的另一端头伸进贮水室7内，依靠托架14固定在贮水室7下方的内壁上。
2.根据权利要求1所述的自动控制式太阳能热水器水箱，其特征是自动控制器由上部总成4和下部总成9共同组成，上部总成4主要由顺序安装的上托板21、上盖33、进气弹簧32、带边孔31的边孔胶碗20、带有过水接头23、中室30和上进气管16的中体24、带推杆22的水动胶碗26、下盖27和下托板25共同组成，并且在上托板21与下托板25之间用螺丝29和螺帽28拉紧固定，下部总成9的上部是由带调压螺丝62的顶盖63、调压弹簧61、感压胶碗60和带有感压孔54、开关孔35和开关室37的开关架36组成的感压机构，中部是由带顶杆34的堵头57、开关弹簧56、弹簧托架38和带有节流孔39的开关胶碗55组成的二次关闭机构，下部是由带有供水孔40、感压孔54、下部接口52和中心管53的分流座41、止下弹簧42、带单向孔44的止下胶碗43、带有过水孔45和下进气管17的进气座51、带进气孔48的进气胶碗49和底座46组成的水气转换机构，三套机构叠集安装在上夹板59与下夹板47之间，用螺丝58和螺帽50拉紧固定。
3.根据权利要求1或2所述的自动控制式太阳能热水器水箱，其特征是上部总成4的顶部安装在出水接头3上，并且经过水管15与出水接口19联接，下部总成9的下部接口52安装在进水接头12上，并且其下部经上通11与进水接头10联接，上三通11的中部接口经联接水管18与上部总成4联接，上部总成4的上进气管和下部总成9的下进气管17都与控制室1上方的总进气管2相联接。
4.根据权利要求1或2或3所述的自动控制式太阳能热水器水箱，其特征是该水箱8与支架65和集热真空管77共同组成的太阳能热水器可与出水管64、进水管76、混水阀67、下三通72，手动开关73和带软管喷头70共同组成自动控制系统和出水管64上端安装在出水接口19上，下端安装在混水阀67的热水接头66上，进水管76上端安装在进水接头10上，下端经过下三通72安装在混水阀67的冷水接口71上，下三通72的另一个接口经手动开关73联接在自来水管路74上以及喷头软管70联接在混水阀67的喷头接口上。
全文摘要
一种自动控制式太阳能热水器水箱，主要由贮水室和内部装有自动控制器的控制室组成。可在需要排空时自动关闭贮水室的出水和进水管路，而将进出水管与大气导通，方便的排空进出水管内的存水，有效的防止管道冻裂，而在需用热水时，又可自动关闭气路，将进出水管与贮水室导通，热水一开就来，并且还可以自动控制贮水室内的水位，防止溢水或超压，工作可靠，并且不用电源。
文档编号F24J2/46GK101017034SQ200610041779
公开日2007年8月15日 申请日期2006年2月10日 优先权日2006年2月10日
发明者王心言 申请人:王心言