CN101611272A - 具有活动内分隔机构的热水箱 - Google Patents
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Abstract
一种能优化利用热水的具有双隔室的热水箱，所述的热水箱有一个把水箱分隔成两个隔室的活动分隔机构。所述的分隔机构能把热水保留在第一隔室内而把冷水保留在第二隔室内，其中热水隔室的尺寸根据实际的热水量调节。所述的分隔机构由绝热材料制成因而第二隔室内的冷水不会影响第一隔室内热水的温度。所述的分隔机构能自由移动因而第一和第二隔室的尺寸分别增大或减小并且其中沿所述分隔机构内外缘的密封装置能防止热水和冷水混合。
Description
技术领域
[0001]本发明大体上涉及热水箱，具体来说涉及能够优化利用热水的热水箱。
背景技术
[0002]近年来热水箱技术少有进展。水箱加热通常靠煤气、石油、电或太阳电池板。所述水箱基本上是用绝热材料制成的盛水的容器并且还用来加热水。虽然水箱通常是圆柱状的，但并不局限于一种特定形式。大多数加热装置是长方形的或椭圆形的并且位于沿着水箱中柱线的位置上，将加热装置设置在中心是为了能够均匀地加热水箱中的水。
[0003]这些年来，产生了各种各样的附件补足了热水箱的特征，这些附件包括定时器开始和停止加热水作为节能的特点和湿度报警器以便检测水泄漏并关闭水箱的入口。
[0004]图1，展示了现有技术中一种热水箱100的等距示意图。所述的水箱包括一个外保护套110、一个来自太阳能集热器的热水进水管120、一个通往太阳能集热器的热水出水管130、一个来自水管的冷水进水管140和一个通往住宅的热水出水管150。所述的水箱100可以有或没有太阳能加热系统，但是可以包括任何一种上面提到的加热方式。
[0005]使用水箱里贮存的热水会造成水箱中的热水流出同时冷水或者至少是环境温度的水流入水箱。作为结果，热水和冷水混合使整个水箱内水的温度降低。在一个相对短的时间内有大量热水流出并且有大量冷水流入的情况下，热水箱及时提供热水的功效实质上降低了。
[0006]因此，如果有一种既能避免上述问题又能提供水箱中热水的最佳利用的热水箱将会是非常有利的。
发明内容
[0007]本发明的一个主要目的是提供一种具有活动分隔机构的热水箱，所述的分隔机构把水箱的内部分隔成两个隔室。所述分隔机构能把热水保留在第一隔室而冷水保留在第二隔室。所述的分隔机构是用隔热材料制成因此在所述第二隔室内的冷水不会影响在所述第一隔室内的热水的温度。此外，所述的分隔机构能活动因此所述第一和第二隔室的尺寸能分别增大或减小。
[0008]明确地，当热水流出所述的第一隔室时，所述的分隔机构朝第一隔室移动从而减小所述第一隔室的尺寸，第一隔室内热水的温度得到保持。同样地，当冷水从所述的第二隔室流出时，热水和冷水之间没有发生热交换。当处于静态，没有水从水箱流入或流出时，水箱中的水通过加热装置加热并由于趋热现象流进容纳热水的所述第一隔室。所述的第一隔室扩大因此使分隔机构进一步向所述的第二隔室移动。
附图说明
[0009]根据本文随后参看附图借助于实例且仅出于本发明的说明性论述的目的而对实施例的描述，将更清楚地理解本发明的标的物，附图中
[0010]图1是现有技术中一种热水箱的等距示意图；
[0011]图2是本发明热水箱的侧面等距剖视图；
[0012]图3是本发明一些实施方式中热水箱的一个方向的横截面；以及
[0013]图4A和图4B是本发明一些实施方式中热水箱的横截面。
[0014]上述附图连同描述内容一起使所属领域的技术人员了解可如何在实践中实施本发明。此外，在认为适当时，各图中的附图标记可重复用于指示附图中相应或类似的元件。
具体实施方式
[0015]本发明是一种用于优化利用热水具有双隔室的热水箱，所述的热水箱具有一个能把水箱分隔成两个隔室的活动的分隔机构。所述的分隔机构能把热水保留在第一隔室而把冷水保留在第二隔室，其中所述热水隔室的尺寸根据实际的热水量调节。所述的分隔机构由绝热材料制成因此所述第二隔室的冷水不会影响所述第一隔室的热水的温度。所述分隔机构能自由的活动因此第一隔室和第二隔室的尺寸能分别增大或减小并且其中沿分隔机构内外缘的密封方式能够防止热水和冷水混合。
结构
[0016]图2是本发明具有活动内分隔机构的热水箱的剖视示意图。与现有的水箱相似，本发明公开了水箱200。所述的水箱包括一个外保护套110，一层热绝缘材料205，内保护套260(以下称“内层”)，一个来自太阳能集热器的热水进水管120，一个通往太阳能集热器的热水出水管130、一个来自水管的冷水进水管140和一个通往住宅的热水出水管150。除这些组件之外，还可以包括：由绝热材料制成的分隔机构210，一根基本沿水箱200中轴线设置的管子220，所述的管子220环绕整个加热装置230并有一个顶部开口225。所述的分隔机构210在其基本上中心部位有一个孔并且进一步包括密封装置240，所述的密封装置附于所述分隔机构210的内外缘。
所述的分隔机构210基本上水平布置，这样所述管子就刚好能穿过所述分隔机构上的孔。
[0017]所述分隔机构210因而能垂直地自由移动，所述分隔机构120内外缘的密封装置240能够沿管子的外面和水箱200的内面自由滑动并与管子和水箱200分别有微小摩擦。密封装置240安置的位置既能提供最佳的密封又能使上部隔室的水和下部隔室的水不发生混合。
[0018]所述的分隔机构可由高绝热性能的任何聚合物或其它材料制成。根据本发明的一些实施方式，所述的分隔机构由一种比重基本上比环境温度(摄氏5到35度之间)时水的比重高而又比接近沸点时(高于摄氏95度)水的比重低的材料制成。因此，所述的分隔机构在任何时候均能漂浮在较低温度的水之上。
[0019]根据本发明的一些实施方式，所述的水箱200进一步包括一个水平布置的壁250，所述的壁250上开有多个供水通过的开口255。所述的壁250安装于管子220的下半部并且基本靠近水箱200的下部。所述的壁250形成所述分隔机构210的一个下部的障碍物，当所述的分隔机构低于某个点时它就会被所述的壁250卡住从而防止分隔机构继续向下移动。
[0020]图3展示了附于所述分隔机构内外缘的密封装置240的进一步细节。当所述的分隔机构向上和向下移动时所述的密封装置240仍保持密封性。根据本发明的一些实施方式，所述的密封装置240由具有密封性能的橡胶，乳胶或任何聚合物制成。所述的密封装置240可以由数条或一条密封材料组成。
[0021]根据本发明的一些实施方式，所述密封装置240的表面有凸出的点或颗粒，这种结构使所述的密封装置一方面具有低摩擦另一方面移动时还能有效密封。
[0022]根据本发明的一些实施方式，所述的密封装置由超高密度毛刷带组成，所述的超高密度毛刷带能防止水通过并且当分别沿着水箱的内壁和管子的外壁移动时能有一个低的摩擦力。
[0023]根据本发明的一些实施方式，所述的管子和安装于其上的壁也可以安装在现在的水箱里。这样就能使现有的水箱得以升级。
操作
[0024]通常，水箱内分隔机构的操作通过以下步骤：当热水流出所述的第一隔室时，所述的分隔机构向所述的第一隔室移动因此减小第一隔室的尺寸从而使第一隔室中热水的温度得到保持。同样地，当冷水从第二隔室流出时，热水和冷水之间没有发生混合。当处于静态，没有水从水箱流入或流出时，水箱中的水通过加热装置加热并由于趋热现象流进容纳热水的所述第一隔室。所述的第一隔室扩大因此使分隔机构进一步向所述的第二隔室移动。
[0025]图4A和图4B是本发明水箱的横截面示意图。在图4A中隔室的上部充满了热水。当通过位于水箱顶部的出水管150排出热水时，温度较低的水通过位于水箱底部的进水管140进入水箱。上述操作导致分隔机构210向上移动并因此减小充满热水的上部隔室的尺寸。两个隔室之间的分隔得到保持，隔室内的水没有发生混合从而用户感觉不到到达热水的温度有任何降低，当然，如果所有的热水都用完了，冷水会进入出水管150。但是，只要隔室上部仍然有热水，所述热水的温度就不会降低。
[0026]图4B展示了水箱200的充满了冷水(或环境温度的水)的下部隔室。加热管子中的水会造成水向上流动即从管子向隔室上部流动，这种流动会使分隔机构210向下移动。这是因为当隔室上部的温度升高时产生的压力会使分隔机构210向下移动。另外，当分隔机构210是由一种比重比热水(大约高于摄氏95度)的比重高而又比冷水(大约低于摄氏35度)的比重低的材料制成的情况下，分隔机构210浮在温度较低的水之上，分隔机构210的精确位置是根据水箱100内的热水量来动态确定。
[0027]根据本发明的一些实施方式，所述的水箱进一步包括一个位于管子内的水泵。所述的水泵是为了促进当隔室上部的热水量在增加时向上循环水的流通以便帮助所述分隔机构的向下运动而设置的。
[0028]根据本发明的另一实施方式，所述水箱进一步包括加热传感器和把所述分隔机构210向上和向下移动的装置。所述把分隔机构210向上和向下移动的装置可以是电驱动或其它驱动方式。当所述的传感器检测到上部隔室内的热水量增加时，所述的驱动方式把所述的分隔机构210向下移动。同样地，当所述的传感器检测到上部隔室内的热水量减少时，所述的驱动方式把所述的分隔机构210向上移动。
[0029]在上述描述中，一种实施方式只是本发明的一个例子或实现方式。“一种实施方式”，“一个实施方式”，“一些实施方式”这些不同的称谓并不必然都指同一个实施方式。
[0030]虽然本发明的不同特征可通过一个实施方式的上下文描述出来，这些特征同样可以通过单独的或合适的结合反映出来。相反地，虽然本发明可以通过这里描述的单独的实施方式的上下文得以明确，本发明同样可能通过一种实施方式得以实施。
[0031]本说明书中提及的“一些实施方式”，“一个实施方式”，“一种实施方式”或“其它实施方式”中所指的在实施方式中描述的一个特定特征，结构或特点至少包含在一些实施方式中，但并不必然包含在本发明的所在实施方式中。
[0032]不言自明，本文中所用的措词和术语并不能理解为限制而只是为描述的目的。本发明的原理和所教导的使用方法结合说明书，附图和实施例能得到更好的理解。
[0033]不言自明，本文中所描述的细节并不能理解为对本发明应用的限制。进一步，显而易见，本发明可以通过不同的方式实现或实施并且本发明也可通过本说明书以下所列的实施方式之外的方法实现。
[0034]不言自明，“包含”，“包括”，“组成”等词语和它们的语法变体并不排除增加一个或多个组件、特征、步骤或它们的整体或集合，这些词语可以解释为特定的组件、特征、步骤或它们的整体。
[0035]如果说明书或权利要求指“一个增加的组件”，它并不排除会有多于一个的增加组件。不言自明，权利要求书和说明书中所指的“一个”或“一种”组件，它们并不能理解为只有一个组件。
[0036]不言自明，当说明书中提到“可能”，“可以”包含一个组件、特征、结构或特点，上述特定的组件、特征、结构或特点并不一定包含在内。
[0037]本发明的方法可以通过手动自动或两者的结合选定的步骤或任务得以实施。所用词语“方法”可是指已知的方式、方法、技术和程序或通过发展将为本领域的技术人员所知的方式、方法、技术和程序。
[0038]权利要求书和说明书中提到的描述、例子、方法和材料不能理解为限制只用于说明目的。
[0039]本发明所用技术和科学词语的含义均是相关领域技术人员理解的通常含义，除非这些词语另有定义。
[0040]本发明可用与本发明中描述等同或类似的方法或材料通过试验或实践实施。
[0041]任何公开，包括专利、专利申请和文章，本说明书中引用或提到的内容均全部包含在本说明书中，它们的公开程度与单独的公开具有相同的明确性。另外，本发明中的一些实施方式的描述的标记的引用或符号并不能理解为是对这些标记作为本发明的现有技术的承认。
[0042]虽然本发明已经通过有限数目的实施方式得到了描述，但是这些并不能理解为对本发明保护范围的限制，而是对一些实施方式的例证。本领域的技术人员通过其它可能的变化、修改和应用仍在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围不应局限于本说明书已经描述的内容，而应根据权利要求书及其等同物来确定。所以，不言自明，对本发明的替代、修改和变换均应包括在所附权利要求书的范围和精神内。
Claims (12)
1.一种优化控制水的温度的热水箱，所述水箱包括：
一个水箱；
至少一个进入所述水箱底部的进水管；
至少一个从所述水箱顶部伸出的出水管；
位于所述水箱内的加热装置；
一个沿着水箱中轴线布置的基本垂直的管子和置于所述管子内的加热装置；
一个有一个孔穿过的分隔机构和附于所述分隔机构及所述孔的轮廓的密封装置；
其中所述分隔机构基本上水平布置，并且其中所述的管子穿过所述的孔而所述的分隔机构把所述的水箱分成一个上部隔室和一个下部隔室；
并且其中经过所述的出水管排出所述水箱中的热的液体会导致所述的分隔机构向上移动因而减小容纳热液的所述上部隔室的尺寸；
并且其中加热所述上部隔室的液体会导致所述分隔机构向下移动从而增加所述上部隔室的尺寸。
2.根据权利要求1所述的热水箱进一步包括从太阳能加热系统进入水箱顶部的第二根进水管和从水箱底部通往太阳能加热系统的第二个出口。
3.根据权利要求1所述的热水箱，进一步包括一个基本上水平放置的壁，所述的壁上开有多个能让水通过的开口，其中所述的壁附于所述管子的下端和所述水箱的内壁，并且其中所述的壁能防止所述的分隔机构卡在所述水箱的下端。
4.根据权利要求1所述的热水箱，其中所述的分隔机构是中空的。
5.根据权利要求1所述的热水箱，其中所述分隔机构是用绝热聚合物制成。
6.根据权利要求1所述的热水箱，其中所述分隔机构是由一种比重比大约摄氏95度水的比重高而又比低于大约摄氏35度水的比重低的材料制成。
7.根据权利要求1所述的热水箱，其中所述密封装置由以下材料中的至少一种制成：橡胶，乳胶，聚合物。
8.根据权利要求1所述的热水箱，其中所述密封装置由至少一根超高密度毛刷带制成。
9.根据权利要求1所述的热水箱，其中所述密封装置的表面是以下的至少一种：突出的点，突出的颗粒，凹槽。
10.根据权利要求1所述的热水箱，进一步包括至少一个热传感器和连接于所述至少一个热传感器上的向上与向下移动所述分隔机构的驱动装置；
其中当所述的传感器检测到上部隔室内的热水量增加时，所述的驱动装置向下移动所述的分隔机构；
并且其中当所述的传感器检测到上部隔室内的热水量减少时，所述驱动装置向上移动所述分隔机构。
11.根据权利要求10所述的热水箱，其中所述向上与向下移动所述分隔机构的驱动装置是电驱动器。
12.根据权利要求1所述的热水箱，进一步包括一个位于所述管子内的用于促进热水向上部隔室流通的水泵。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20091223 |
|
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |