专利名称：新型家用太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到太阳能利用采用多种无机材料经复合加工制成的太阳能热水器。
现有的各种金属结构的太阳能热水器，无论是循环式和闷晒式，加工制造复杂，镀锌铁板容易腐蚀，一般寿命为2～3年左右，采用有色金属的价格昂贵，难于普及。
现有的塑料结构的热水器，其主要缺点在于在露天环境中，极易老化，成本也较高，使用寿命短，难于推广。
中国专利局公开的CN1040261A(申请号为89101018.1)名为非金属太阳能热水器。其主要采用陶瓷、玻璃或混凝土作为导热材料兼壳体，制成扁形密封容器，这种热水器在吸热面作为导热材料，而在非吸热面又无保温措施，加上上述几种材料导热性能均比金属材料差，因此这种结构形式的太阳能热水器，热利用效率极低。另外由单纯、陶瓷玻璃或混凝土制成的壳体脆性大，难于运输安装及使用，一旦碎裂会导致不良后果，尤其是陶瓷和玻璃做成的壳体，用烧制成型，成本极高，成品率低。
本发明的目的在于，提供一种由新型复合材料制成的太阳能热水器及生产方法，它是由多种廉价无机材料复合成一种低成本、高寿命、重量轻、强度大、热效率高、耐压、密封性能好，加工成型方便，安装使用、维护方便，生产工艺简单，生产设备投资少，便于广泛推广使用的太阳能热水器。
本发明的详细说明如下1.热水器壳体部分主要采用多层抗碱玻璃纤维网加上多层冷拔钢丝网增强水泥砂浆，或氯氧镁水泥为主的砂浆，也可由单独玻纤网，或者钢丝网增强水泥砂浆，但效果不如两种纤维交替增强为好。壳体成型主要是逐层布网、布浆，最后通过壳体内外模模压定形，壳体厚度一般最薄可制成4～10毫米。纤维网层间距最好在1.5～2毫米左右。如壳体厚10毫米，即需要5～6层网(其中三分之二为玻纤网，三分之一为钢丝网较为合适)，其中抗碱玻纤网也可由普通中碱玻纤网，通过已有的被覆耐碱层的方法，处理后所取代，或采用高弹性模量的有机纤维网代替，冷拔钢丝网也可由冷轧钢板网或其它金属网代替。壳体内表面可涂上黑色的吸热涂料，壳体背面可粘有无机保温材料，如玻璃棉，矿棉，也可采用聚苯乙烯发泡板或其它有机发泡板材作保温材料。保温材料表面可涂上氯丁胶，丁苯胶乳等防水涂料，防止保温材料受潮后降低热效率。壳体上并预留出进、出水口等，用同种材料预制的管子，用水泥联接固定。也可用塑料管、金属管等。
2.吸热部分主要采用双层平板玻璃作透光兼保温层。在南方，有些地区也可采用单层平板玻璃，忽略其散热系数。双层平板玻璃之间，隔有双面胶粘剂的弹性垫片，如使用硬质纸垫，石棉垫，塑料垫等，也可采用已有的双层真空玻璃板。壳体内表面涂有黑色吸热涂料，也可在壳体内投放黑色颗粒状材料作吸热材料，如黑色陶粒涂黑处理的砂粒，发黑处理过的金属粒子或者由上述粒子用树脂粘合成不规则粗糙表面的板块，放在壳体内与导热介质(水)直接接触。
3.组合部分双层玻璃可镶入壳体边缘的台阶中，玻璃与台阶之间接触面的密封，采用双面都带有粘接剂的弹性垫圈。该垫圈可以用双面不干胶带包裹在橡胶，海棉，毛毡等垫圈外制成。该垫圈一方面起到密封作用，另一方面能便于拆卸，如清除水垢增涂吸热涂料。为了能承受水压作用，在平板玻璃与壳体之间可设有多个金属夹具。可以用螺丝调节松紧的夹具(类似乒乓球网架的夹架原理)，也可用弹簧钢板制成的搭扣，装卸很方便。热水器支架可采用金属材料焊制而成。
4.热水器的功能结构，可以做成闷晒式及循环式。单只热水器的采光面积一般在1～3平方米为宜。大小不经济，太大运输安装不方便。如为了获得较多的热水量，可采用多个热水器串联的方式。如采用循环式，在制作壳体时，在内部预制成迷宫式通道。如闷晒式，则需要适当加深壳体深度，以保持有足够的充水量。
由于采用了上述结构材料，该热水器有很高的抗冲击强度和刚度，在露天环境中可长期使用，寿命长达二十年以上，材料价格低廉，极易获得，材料价格仅为金属热水器的30%，由于壳体采用一次成型，密封耐压性能好，超薄壁壳体重量轻，便于运输安装，产品制作工艺简单，设备投资少，保温吸热性能好，克服了金属、塑料太阳能热水器许多不可避免的缺点，适合于广大城乡居民普及利用太阳能。
本发明是通过以下实施例和附图
给出的。
图一.热水器装配结构示图。
图二.循环式热水器迷宫通道分布示图。
图三.双层玻璃制作中衬垫分布示图。
图四.密封圈的结构示图。
壳体(4)的制作最好采用五目至二十目网孔的抗碱玻纤网三至四层，2.5目左右的冷拔钢丝网一至二层，配制好的水泥砂浆，水泥标号最好不低于500号，然后将所述的玻纤网与钢丝网交替逐层铺入壳体外模中，在每层网之间喷涂上1.5毫米的水泥砂浆，也可由手工涂布。外模可由金属板制成，也可由水泥砌成。成型时外模内表面应涂上脱模剂。布料结束，将壳体内芯压实，布料层外模与内芯的间隙，即为壳体的厚度，压实时必需在芯模上带有震动，使料坯中的料浆添充密实，定形达到初凝后，拔出芯模养护三天后，脱去外模并将预制的进口管(6)，出口管(10)用水泥浇制在壳体上预留出的相应孔上，继续养护。如采用循环式，壳体内部可预制出迷宫式隔条(8)，隔条分布方式如示图二所示，以便延长水流路程，充分吸收热能。如采用闷晒式，可不必设置隔条，但壳体深度要适当深些，以利于存放足够的水，壳体内表面可涂上国内已有的黑色吸热涂料，最好采用丙烯酸类或聚胺酯类树脂，或在壳体内安放一块由黑色陶瓷粒子经树脂粘结的吸热板(7)，黑色陶瓷粒子粒径平均在4毫米左右为好，壳体外面粘贴一层15毫米厚的聚苯乙烯发泡板，作保温层(5)，保护层外面涂上一防水层，可用防水氯丁油膏或胶乳类涂料。
双层玻璃(1)的制作，可将两块5毫米厚的平板玻璃，通过双面涂有不干胶的硬质纸垫片(11)和垫圈(12)按图三的分布方式，垫在两层玻璃中间。垫的厚度可为3毫米左右。
密封垫圈(3)的制作可将双面不干胶带(13)包裹在泡沫橡胶或毛毡制成的垫圈外表。安装时，将密封圈放入壳体边缘的台阶中，与台阶的侧面和底面压紧，保证粘贴良好，然后将双层玻璃放入密封圈上压平，保证玻璃与垫圈之间粘贴良好。为了能压紧玻璃板及承受自来水压力，周边设有弹簧钢板制成的搭扣(2)，在搭扣与玻璃接触的一面，垫有与玻璃板边长相同长度的胶木板条，以增加搭扣与玻璃板的接触面，改善应力集中现象。
热水器支架(9)可采用金属材料焊制而成。
水流循环方式也可采用与已有的贮箱式电热淋浴器进出水原理相同。在进水管道上，装有截止阀及安全阀，在出水管道上，装有出水调节阀。如是闷晒式热水器，在出水管道上装有水温调节三通阀，以启闭冷水通道，达到调节由热水器提供的过热的水温。这种带喷啉头在内的组合式进出口调节器，目前市场已有出售。如是循环式热水器，可将出水管道经出水调节阀直接通向贮水箱中。
权利要求
1.一种由无机材料制成的太阳能热水器，其特征在于有一个采用多层耐碱玻璃纤维网与多层金属丝网增强水泥或氯氧镁水泥制成的超薄壁的壳体，
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于有一个作为闷晒式热水器的大容量壳体，
3.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于有一个作为循环式热水器的带有迷宫式通道的壳体，
4.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于有一个作为透光保温吸热面的双层玻璃板，
5.根据权利要求4所述的太阳能热水器，其特征在于双层玻璃板与壳体之间有一个双面不干胶带复合弹性垫圈制成的密封圈，
6.根据权利要求4所述的太阳能热水器，其特征在于有多个压紧玻璃板与壳体并能拆卸方便的弹性钢板制成的搭扣，
7.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于壳体内壁涂有黑色吸热涂料，
8.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于壳体内部放有黑色吸热粒子或由树脂粘结这些粒子做成的吸热板，黑色粒子可以是陶瓷粒子，涂黑砂粒或发黑处理过的金属粒子。
全文摘要
一种由多层玻璃纤维网与多层金属丝网增强的水泥或氯氧镁水泥制成的超薄型太阳能热水器，其特点与传统的太阳能热水器相比，在于不会锈蚀，使用寿命在二十年以上，成本低廉，仅为金属的30％，重量轻，强度高，抗冲击韧性好，密封耐压性能好，吸热效率高，运输安装、使用维护方便，产品制造工艺简单，产品原材料价廉易获得，生产设备投资少，克服了传统的金属、塑料太阳能热水器存在的不可避免的缺点，适合于广大城乡居民普及利用太阳能源。
文档编号F24J2/04GK1068412SQ9110744
公开日1993年1月27日 申请日期1991年7月8日 优先权日1991年7月8日
发明者王仲辰 申请人:王仲辰