专利名称：太阳能热水器上下水管虹压排空装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能热水器配件。
背景技术：
现有的防冻式太阳能热水器，普遍存在制造或维修成本高、操作烦琐、先出冷水、 故障率高、维修困难等诸多问题。虽然现在市面上有很多新技术已解决了以上所说的部分 问题，但始终没有一种设计真正能令厂家或用户满意。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构合理，工作效果好的太阳能热水器上下水管 虹压排空装置。本实用新型的技术解决方案是一种太阳能热水器上下水管虹压排空装置，其特征是包括储水箱，储水箱底部设 置排污阀，储水箱上部设置排气溢流孔，储水箱中设置储水箱上水管，储水箱上水管的上部 设置出水口、顶部设置第一单向阻液阀，储水箱上水管的底部与气压调节箱相通，气压调节 箱下部与第二单向阻液阀相通，第二单向阻液阀上方设置开关浮球，开关浮球通过连接杆 与液流式定时器连接，液流式定时器位于储水箱上水管的出水口下方，储水箱上水管的出 水口处设置浮球控制阀；所述液流式定时器包括水容器，水容器的底部设置出水小孔；气 压调节箱的上部与下方的上下水管相通，上下水管与进水管连接处设置控制上下水管上、 下部相通或上下水管上部与进水管相通的三通阀，上下水管的下部伸入过渡水箱的下部， 过渡水箱上部设置排空加压器，过渡水箱底部出水口与下部水管相通，下部水管的上部接 有伸入过渡水箱上部的排空管，在下部水管的排空管下方部位设置水阀，在过渡水箱中、过 渡水箱底部出水口处设置下浮球，下浮球通过软绳与上浮球连接，在水阀的下方设置第三 单向阻液阀，下部水管的下端通过向上的用水管与用水装置连接，且下部水管的下端与排 空阀连接，过渡水箱的高度高于用水管及用水装置的高度。储水箱底部设置排污阀的位置，呈向下突出的形式。液流式定时器的水容器上部设置倾斜式滤网，且水容器的底部出水小孔工作过程 中始终位于储水箱排气溢流孔的上方。气压调节箱的容积为上下水管与过渡水箱总容积之和的十分之一。过渡水箱中的上浮球大于下浮球。本实用新型结构合理，所有结构没有任何复杂的工艺要求，具有制造简单、成本不 高、故障率低、维修简便、操作简单、直接出热水等优点。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。[0013]图2是虹压原理图。
具体实施方式
虹压的名词解释如图2所示，所谓“虹压”，是将水管一头做成η型弯的管口安装在盛液体的容器底 部，而另一管口从容器底部向下伸出容器外。对于此装置，当下管口处阀门打开时液体能自 动流出；而当液体流完后关闭阀门再从容器上方加入液体时，液体即不能流出且η型弯的 最高点至阀门之间会一直处于无液体状态。一种太阳能热水器上下水管虹压排空装置，包括储水箱27，储水箱底部设置排污 阀25，储水箱上部设置排气溢流孔沈，储水箱中设置储水箱上水管观，储水箱上水管的上 部设置出水口 2、顶部设置单向阻液阀3，储水箱上水管的底部与气压调节箱8相通，气压调 节箱下部与单向阻液阀7相通，单向阻液阀7上方设置开关浮球5，开关浮球通过连接杆与 液流式定时器4连接，液流式定时器位于储水箱上水管的出水口 2下方，储水箱上水管的出 水口处设置浮球控制阀1 ；所述液流式定时器包括水容器，水容器的底部设置出水小孔；气 压调节箱8的上部与下方的上下水管9相通，上下水管与进水管连接处设置控制上下水管 上、下部相通或上下水管上部与进水管相通的三通阀10，上下水管的下部伸入过渡水箱13 的下部，过渡水箱上部设置排空加压器11，过渡水箱底部出水口 15与下部水管四相通，下 部水管的上部接有伸入过渡水箱上部的排空管30，排空管30上端为上出水口 12，在下部水 管的排空管下方部位设置水阀16，在过渡水箱中、过渡水箱底部出水口处设置下浮球134， 下浮球通过软绳133与上浮球131连接，在水阀的下方设置单向阻液阀17，下部水管的下端 通过向上的用水管31与用水装置22连接，且下部水管的下端与排空阀(水阀)18连接，过 渡水箱的高度高于用水管及用水装置的高度。储水箱底部设置排污阀的位置，呈向下突出的形式。液流式定时器的水容器上部 设置倾斜式滤网，且水容器的底部出水小孔工作过程中始终位于储水箱排气溢流孔的上 方。气压调节箱的容积为上下水管与过渡水箱总容积之和的十分之一。过渡水箱中的上浮 球大于下浮球。本实用新型的工作原理说明如下将储水箱下方排污阀25处的部分箱底做得向外凸出些，以便能尽量将热水用完； 极限水位控制浮球1的作用是在储水箱加水至最高水位时，自动关闭储水箱进水口 2，从而 杜绝因忘记关闭上水三通阀10而出现不停加水的现象；单向阻液阀3、7、17、19均是上方有 一倒漏斗型开口，中间一浮球，底部为网状结构。当水向上流动时，因浮球受浮力作用将上 口封住，从而使得水不能向上流出；当水向下流动时浮球下落，水或空气便能从上口进入。 对于单向阻液阀3、7、17、19，前两个的密封要求无需太高，后两个密封性要好；液流式定时 器4的原理是在向液流式定时器4中加水时使得液流式定时器4与开关浮球5的总重量增 大，开关浮球5下沉。停止加水后，通过液流式定时器4下方小孔流出水，又能使得液流式 定时器4与开关浮球5的总重量减小，最终开关浮球5上浮。底部小孔的大小要使得液流 式定时器4中装满的水流完需十分钟左右的时间。液流式定时器4下沉时，底部的小孔仍 要高过排气溢流孔26，以确保液流式定时器4中的水能彻底流尽；液流式定时器4上方要 倾斜一定角度加一层滤网，滤网是防止液流式定时器4下方的小孔被堵，倾斜是防止滤网本身被堵。开关浮球5与液流式定时器4的总重量要尽量轻，开关浮球5的体积大小要能 保证在液流式定时器4中无水时能迅速上浮，而当液流式定时器4中约有四分之一左右水 时又能迅速下沉；储水箱出水口 6的斜口要尽量小些，从而增加开关浮球5下方的触水面。 开关浮球5与储水箱出水口 6之间的密封性要稍差些，防止开关浮球5被吸住而不易上浮。 单向阻液阀7浮球直径尽量小，其平均密度需在0.8至0. 9g/cm3之间，下方网状结构的孔要 尽量大，从而保证水向下流动时更畅快；气压调节箱8的容积约为上下水管与过渡水箱13 总容积之和的十分之一左右，在上下水管9排空状态下，可通过气压调节箱8内水面高低变 化调节管中气压，从而可防止因管中空气热胀冷缩导致储水箱中水流进上下水管9中；上 下水管9的安装尽量垂直，不能出现U型弯；三通阀10只有两种状态，一种是上口与下口 连通，右口被关闭，另一种是右口与上口连通，下口被关闭；排空加压器11的原理类似打气 筒，在上下两密封弹片111、113的作用下，向下挤压排空加压器11时空气从113进入过渡 水箱13内，当松开排空加压器11时自动恢复原状，空气从密封弹片111进入排空加压器11 内。这样反复挤压可使得过渡水箱13中气压增大；过渡水箱上出水口 12的作用详见后面 的操作过程；过渡水箱13的外部要加保温层132进行防冻，并将过渡水箱13安装在住宅内 高度超过室内所有水管及淋浴喷头的较高位置，从而保证尽量用完过渡水箱13内及所有 水管中的热水。过渡水箱13的容积大约相当于五米长水管的容积即可。过渡水箱13中的 两个浮球，上浮球131大些，下浮球134小些，两浮球之间用软绳133连接。下浮球134下 面的过渡水箱下出水口 15与下浮球134接触的部分密封性要好。在过渡水箱进水口 14向 过渡水箱13中进水时，起初是因下浮球134较小且压在下出水口 15上，下浮球134下方受 水面小不能上浮。随着过渡水箱13中水位的不断上升，在上浮球131受到浮力后会拉动下 浮球134，下浮球134随之上浮，水便从下出水口 15流出。而后下浮球134只有在过渡水 箱13中的水全部流尽后，才会再次下落堵在下出水口 15上；过渡水箱进水口 14离过渡水 箱13底部距离在1. 5cm左右，防止上下水管9管壁上的水积在过渡水箱13底部使得上下 水管9下端出口 14被冻结；水阀16、18为普通的水阀；混水阀20用于调节淋浴喷头22的 水温。21及23均为自来水进水口。操作方法及原理一、上冷水转动三通阀10使三通阀10的右口与上口相通，冷水便从单向阀M进入，然后经 过三通阀10转弯沿上下水管9上行，上行至上下水管9的最高处时拐弯向右再向下进入气 压调节箱8后向右。此时由于单向阻液阀7中浮球处于上浮状态，水不能由出水口 6流出， 因此改由单向阻液阀7左侧的水管上行。当水被压到单向阻液阀3时，又因单向阻液阀3中 浮球受到水的浮力作用而将单向阻液阀3的出口关闭，水便又改道向右再向下最终从出水 口 2流出。水流出后，首先流入液流式定时器4中，此时由于开关浮球5受到液流式定时器 4的重力加大而立即下沉封住出水口 6。在不断地加水过程中，出水口 2流出的水不停地补 充液流式定时器4中因底部小孔流失的部分水，剩余的水便直接溢入储水箱中；当水加到 需要量时，转动三通阀10使三通阀10的下口与上口相通。停止加水后，液流式定时器4中 的水便因从底部小孔缓慢流出，几分钟后开关浮球5受到的浮力将大于液流式定时器4和 开关浮球5的总重量，开关浮球5便自动上浮，从而打开出水口 6。二、排空[0024]无论春夏秋冬，在上完水后，或在短时间内不再用热水时最好进行排空操作。这样 做，不仅能保证冬天防冻，而且可以使得下次用热水时淋浴喷头22不再先出冷水了。1.上冷水后排空在刚加完冷水后，立即依次打开水阀18、16，此时上下水管9中的水会经进水口 14 直接流入过渡水箱13中，在此过程中由于短时间内出水口 6处于关闭状态，储水箱中的水 不能由出水口 6流进水管内，又由于空气可从出水口 2或单向阻液阀3进入，在上下水管9 中水流入过渡水箱13的初期，又因过渡水箱13中的下浮球134堵在下出水口 15上而不能 上浮，过渡水箱13上方的空气便通过出水口 12向下经水阀16后最终从单向阻液阀17、水 阀18或单向阻液阀19排出。水位不断上涨后，过渡水箱13中的上浮球131拉动下浮球 134，下出水口 15被打开，此时水便从下出水口 15向下流出。这样，上下水管9和过渡水 箱13中的水很快从水阀18流完。排空后立即关闭水阀16和18，几分钟以后，开关浮球5自动上浮，出水口 6被打 开。在出水口 6被打开后，由于储水箱中水压的作用，会有很少的水从出水口 6进入然后经 7流入气压调节箱8中。在气压调节箱8中水位不断上升过程中，气压调节箱8中水面上方 气压随之增加，最终会使气压调节箱8中水面压力与上下水管9中气压自动维持到一个平 衡点，水也就不能流出了(虹压原理)。2.用热水后排空为了节水，可根据水管长度，提前一段时间进行操作。首先暂时关闭混水阀20(只 要操作速度快，也可以不关闭)，然后迅速挤压排空加压器11使过渡水箱13上方的气压迅 速增大，此时由于过渡水箱13中水位比进水口 14高，过渡水箱13中的热水由进水口 14挤 压进入上下水管9中，最终由出水口 2流入液流式定时器4中，液流式定时器4中会瞬间充 满水，从而使开关浮球5堵住出水口 6 (如果管道中的水不需要用，接下来的操作就直接参 照上冷水后的排空方法排空)。此后我们只要在两到三分钟内迅速用完管中剩水再立即关 闭水阀16。关闭水阀16后，因住宅内有水管高度低于淋浴喷头，在管中会剩余部分热水不 能用完。在这种情况下，我们再打开水阀18，此时由于单向阻液阀17和单向阻液阀19进气 原理，便能很快排空水管中剩余的水，排空完毕后关闭水阀18即可。三、用热水打开水阀16，此时由于单向阻液阀17和单向阻液阀19在无水时小球处于下落状 态，管道中的气压迅速下降，在储水箱水压作用下，储水箱中的热水会将单向阻液阀7中浮 球向下推动，热水便迅速从出水口 6进入，经单向阻液阀7、气压调节箱8转而向下流过上下 水管9、三通阀10后进入过渡水箱13，当过渡水箱13中水位上升到一定高度后，过渡水箱 13中的上浮球131拉动下浮球134使下出水口 15打开，此时水便从下出水口 15经水阀16 流入水阀16下面的水管中，最终单向阻液阀17、19中的小球在受到水的浮力后自动关闭出 气口。这样所有水管一会儿就充满了热水。随后只要打开混水阀20即可使用热水了。本设计各部件故障情况分析如下就水箱中的部件来说，浮球控制阀1、出水口 2、开关浮球5、出水口 6和气压调节 箱8根本没有损坏的可能；另外，虽然开关浮球5、出水口 6和单向阻液阀7长期浸泡在热 水中，即使今后开关浮球5、出水口 6和单向阻液阀7因水垢而出现漏气或漏水，也不会影响 设备的正常工作；而单向阻液阀3和液流式定时器4因处在水面之上，也就没了产生水垢的条件。对于液流式定时器4上的斜网设计，由于网存在过滤作用，在水流入液流式定时器4 的过程中，水中的固体颗粒首先会被上方的网过滤掉。即使偶尔有固体杂质一时停留在过 滤网上，也会因网存在一定坡度而最终被水沿斜坡冲入储水箱中。而对于住宅内的部件，由 于技术要求也不高，故障率也非常低。当然即使以后出现故障，由于部件在住宅内，维修起 来也是非常方便的。冻结情况分析在水管排空后，除了会因上下水管9的管壁上极少量的水会流入过渡水箱13底部 外，储水箱外围的所有管道或部件均处于无水状态，也就是说除了过渡水箱13底部可能会 冻结外，其余部件是永远不可能冻结的。当然，即使过渡水箱13底部的水冻结，将来也不会影响使用热水。因进水口 14离 过渡水箱13底部有一定距离，上下水管9管壁上的水非常少，流入过渡水箱13后水面高度 仍在进水口 14以下，进水口 14也就不可能被冻住。当用户下次使用热水时，热水会先从进 水口 14流入过渡水箱13，这些流下的热水一般情况下能直接将这些极少量的冰解冻。即使 不能立即解冻，此时，热水会先经出水口 12再流经水阀16，最后由淋浴喷头流出。随着热水 连续不断流动，用不了多久过渡水箱13中的冰也就自动解冻，最终热水又改从出水口 15流 出ο自动控制其实，我们只要加装一套简单的电子控制模块，使其按要求依次、定时开关住宅内 的三通阀10、水阀16及水阀18三个阀门的开关及排空加压器11的自动操作，就能很轻易 地实现自动化操作了。图中还有单向阀M的作用是防止自来水压低时出现倒流现象。
权利要求1.一种太阳能热水器上下水管虹压排空装置，其特征是包括储水箱，储水箱底部设 置排污阀，储水箱上部设置排气溢流孔，储水箱中设置储水箱上水管，储水箱上水管的上部 设置出水口、顶部设置第一单向阻液阀，储水箱上水管的底部与气压调节箱相通，气压调节 箱下部与第二单向阻液阀相通，第二单向阻液阀上方设置开关浮球，开关浮球通过连接杆 与液流式定时器连接，液流式定时器位于储水箱上水管的出水口下方，储水箱上水管的出 水口处设置浮球控制阀；所述液流式定时器包括水容器，水容器的底部设置出水小孔；气 压调节箱的上部与下方的上下水管相通，上下水管与进水管连接处设置控制上下水管上、 下部相通或上下水管上部与进水管相通的三通阀，上下水管的下部伸入过渡水箱的下部， 过渡水箱上部设置排空加压器，过渡水箱底部出水口与下部水管相通，下部水管的上部接 有伸入过渡水箱上部的排空管，在下部水管的排空管下方部位设S水阀，在过渡水箱中、过 渡水箱底部出水口处设置下浮球，下浮球通过软绳与上浮球连接，在水阀的下方设置第三 单向阻液阀，下部水管的下端通过向上的用水管与用水装置连接，且下部水管的下端与排 空阀连接，过渡水箱的高度高于用水管及用水装置的高度。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器上下水管虹压排空装置，其特征是储水箱底 部设置排污阀的位置，呈向下突出的形式。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水器上下水管虹压排空装置，其特征是液流式定 时器的水容器上部设置倾斜式滤网，且水容器的底部出水小孔工作过程中始终位于储水箱 排气溢流孔的上方。
4.根据权利要求1、2或3所述的太阳能热水器上下水管虹压排空装置，其特征是气 压调节箱的容积为上下水管与过渡水箱总容积之和的十分之一。
5.根据权利要求1、2或3所述的太阳能热水器上下水管虹压排空装置，其特征是过 渡水箱中的上浮球大于下浮球。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能热水器上下水管虹压排空装置，包括储水箱、虹压装置、过渡水箱。本实用新型结构合理，所有结构没有任何复杂的工艺要求，具有制造简单、成本不高、故障率低、维修简便、操作简单、直接出热水等优点。
文档编号F24J2/46GK201935450SQ201120037660
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者张维龙, 张羽翔, 贾楚 申请人:张维龙, 张羽翔, 贾楚