CN102434985B - 太阳能热水系统用水射流喷头 - Google Patents

Abstract

一种太阳能热水系统用水射流喷头，包括外套、内套和底座，环形的外套的底端与底座上面的边缘密封连接，在该环形外套的一侧设有冷水进口，在该环形外套内嵌入内套；在该内套的周边和轴心分别设有环形凹槽和热水腔，在该热水腔的上端设有热水进口，该环形凹槽与外套的内周面组成环形的冷水通道，在该内套和底座上设有多个上下贯通的射流器，在该内套的底端与底座之间设有热水间隙，在该射流器的中部设有与该热水间隙相通的射流器热水进口。本发明冷热水均不经混水阀而直接达到射流喷头，并直接在喷头出口处混水喷出，不会造成因冷水压力过大、热水温度过高造成混水困难；在低落差、低水压、高水温等条件下，出水流量、温度稳定，出水流速大。

Description

太阳能热水系统用水射流喷头

技术领域

本发明涉及一种水射流喷头，属于太阳能热利用领域。

背景技术

太阳能热水系统按照运行原理可分为承压式(顶水式)太阳能热水系统和非承压(落水式)太阳能热水系统。

非承压太阳能热水系统因其结构简单、成本低廉而得到市场的广泛认可。因非承压太阳能热水系统的热水供应主要依赖于储热水箱与用水点之间的落差。当非承压太阳能热水系统储热水箱和用水点之间落差较小时，由于热水压力小，而自来水压力大，造成两股混水水流压差较大，导致热水系统混水时，混水效果差，出水温度不稳定，出水流量小，严重影响洗浴舒适度。尤其是当储热水箱中热水温度较高时，上述问题更为明显。

另一个问题是，现有的太阳能热水系统所采用的包括混水阀门、出水喷头、管件等系统所需要的零部件，绝大多数都是针对承压运行的燃气热水器或电热水器设计。而混水阀门、花洒、管件的不当选择也会影响系统的混水、出水，进而影响洗浴舒适度。

目前，非承压太阳能热水系统的供水系统依然是沿用承压运行的电热水器或燃气热水器用水模式，即冷、热水由混水阀混水，混水后的热水经过软管或固定金属直管输送到淋浴喷头。而淋浴喷头的设计也是基于承压运行的电热水器或燃气热水器进行的。这种针对冷热水压差接近或基本相等的承压热水系统而言，则混水，用水效果很好。但完全照搬的应用冷、热水压差较大的非承压太阳能热水系统上，则会出现水土不服，导致以下问题：

1、热水器在同等高度下，当热水水温较低时，系统采用承压运行的电热水器或燃气热水器的节水阀门或喷头，用户用水的水点压力和出水量较小，导致用水不畅。

2、热水器在同等高度下，当热水水温偏高时，系统热水压力小导致与冷水混合后冷热不均，用户很难将用水温度调整到适宜温度，在自来水压力较小时，情况更为明显。

3、热水器在同等高度下，当热水水温过高时，系统热水压力与水量较小导致与自来水混合时产生对流，使自来水进入热水管道，继而产生负压使得热水无法流出，造成热水停滞现象。

发明内容

本发明提出了一种水射流喷头。该喷头利用水射流原理，实现非承压太阳能热水系统冷、热水在喷头处的有效混水，解决了非承压太阳能热水系统在低落差、低水压、高水温等单一或多种条件下，与高水压、高流速的自来水混水就会出现出水不畅、混水不均等问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：包括外套、内套和底座，环形的外套的底端与底座上面的边缘密封连接，在该环形外套的一侧设有冷水进口，在该环形外套内嵌入内套；在该内套的周边和轴心分别设有环形凹槽和热水腔，在该热水腔的上端设有热水进口，该环形凹槽与所述的环形外套的内周面组成环形的冷水通道，在该内套和底座上设有多个与冷水通道和该底座的下面贯通的射流器，在该内套的底端与底座之间设有热水间隙，在该射流器的中部设有与该热水间隙相通的射流器热水进口。

所述的射流器包括射流管和混水出口，混水出口设在所述的底座上，该混水出口的上端设有圆锥形扩张口；该射流管上端的进水口穿入该内套的下端内并与所述的冷水通道相通，该射流管下端的出水口设在该混水出口上端的圆锥形扩张口内，在该出水口与圆锥形扩张口之间留有所述的射流器热水进口。

所述的射流器包括射流管和混水出口，混水出口设在所述的底座上，该射流管上端的进水口穿入该内套的下端内并与所述的冷水通道相通，该射流管下端的出水口嵌入该混水出口的上端口内，在该射流管的中部设有所述的射流器热水进口。

所述的射流器由射流管构成，在该射流管的中部设有所述的射流器热水进口，该射流管上端的进水口穿入该内套的下端内并与所述的冷水通道相通，该射流管下端出水口作为所述的混水出口。

在所述的环形外套的底端与底座之间设有密封圈。

在该环形外套的下端内侧设有内凸缘，所述的内套的下端外沿安装在该内凸缘；所述的底座通过固定螺钉与内套连接。

该发明的特点在于：

1)太阳能热水系统无需混水阀、冷热水直接在喷头处每一个水射流器处混水；

2)由于热水无需经过混水阀而直接到达混水阀，热水管路管阻较小。这样在在较小落差条件下即可实现较大流量的出水；

3)冷水无需经过混水阀而直接进入射流喷头，冷水管路管阻小，这样，即使在冷水进水压力较小时，由于射流喷头冷水出口采用射流结构，冷水仍然能达到较高的流速；

4)冷热水因均无管阻，且在射流喷头处均有较大流量、由于冷水出水采用水射流结构，冷水出水速度快，而热水可以和冷水有效混合，形成较大出水量；

5)由于冷热水均不经混水阀而直接达到射流喷头，并直接在喷头出口处混水，向外喷出，因此，系统不会造成因冷水压力过大、热水温度过高造成混水困难；

6)上述特征实现的非承压太阳热水系统在低落差、低水压、高水温等一种或几种条件下，出水流量、温度稳定、出水流速大等特点。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的剖视结构示意图；

图2是图1中射流管的放大图；

图3是本发明的第二实施例的剖视结构示意图；图3是本发明的第一种

图4是图3中射流管的放大图；

图5是本发明的第三实施例的剖视结构示意图；

图6是图5中射流管的放大图；

图7是图1、图3和图5的A-A剖视图。

附图标记说明：

1密封圈、2冷水进口、3外套、4内套、5热水进口、6热水腔、7固定螺钉、8射流管进水口、9射流管、10射流管出水口、11混水出口、12射流器热水进口、13底座、14冷水通道、15热水间隙。

具体实施方式

参见图1～图7，本发明包括外套3、内套4和底座13，环形外套3的底端与底座13上面的边缘通过密封圈1密封连接，在该环形外套3的一侧设有冷水进口2，在该环形外套3内嵌入内套4；在该内套4的周边和轴心分别设有环形凹槽和热水腔6，在该热水腔6的上端设有热水进口5，该环形凹槽与所述的环形外套3的内周面组成环形的冷水通道14，在该内套4和底座13上设有多个与冷水通道14和该底座13的下面贯通的射流器，在该内套4的底端与底座13之间设有热水间隙15，在该射流器的中部设有与该热水间隙15相通的射流器热水进口12。在该环形外套3的下端内侧设有内凸缘16，所述的内套4的下端外沿安装在该内凸缘16上，并在该内套4的底端与底座13之间形成热水间隙15。所述的底座13通过固定螺钉7与内套4连接。射流器的结构举出以下三种。

参见图1、图2和图7，该实施例的射流器为分体结构，包括射流管9和混水出口11，混水出口11设在所述的底座13上，该混水出口11的上端设有圆锥形扩张口；该射流管9上端的进水口8穿入该内套4的下端并与所述的冷水通道14相通，该射流管9下端的出水口10设在上述混水出口11上端的圆锥形扩张口内，在该出水口10与圆锥形扩张口之间留有所述的射流器热水进口12。

参见图3、图4和图7，该实施例的射流器也为分体结构，包括射流管9和混水出口11，混水出口11设在所述的底座13上，该射流管9上端的进水口8穿入该内套4的下端并与所述的冷水通道14相通，该射流管9下端的出水口10嵌入该混水出口11的上端口内，在该射流管9的中部设有与所述的热水间隙15相通的射流器热水进口12。

参见图5、图6和图7，该实施例的射流器只由射流管9构成，在该射流管9的中部设有与所述的热水间隙15相通的射流器热水进口12，该射流管9上端的进水口8穿入该内套4的下端并与所述的冷水通道14相通，该射流管9下端出口10作为混水出口。

本发明的工作原理是：在使用过程中，冷水由外套3上的冷水进口2进入喷头，流向内套4内的冷水通道14下面的各个射流器，在冷水压力和射流器结构的作用下，冷水经射流器形成高速射流。此时，形成高速射流的冷水在射流器热水进口12形成负压；热水则在该负压和微压差的作用下，由热水进口5进入热水腔6，并经由热水间隙15进入射流器热水进口12，并在高速冷水射流的带动下，从混水出口11射出，形成混合合适温度的高速水射流。

本发明在使用过程中，太阳能热水系统储水箱略高于喷头位置高度200mm，则由于热水水箱到喷头之间无较大管阻，则在微落差条件下，热水仍然有较大流量自然从该喷头处流出，而冷水在自来水和射流器的作用下，形成高速射流，并带动热水，形成混水后喷出喷头。

本发明解决了热水系统热水箱和喷头之间采用普通混水阀，在低水压或低落差条件下难于混水的问题。采用了将冷热水直接在喷头出口处混水，消除了管路中各种阀门，弯头造成的管阻，以及冷热水压差过大造成的冷水倒流的问题，而冷水采用射流技术，使混水后热水能够具有较大的流速，使洗浴更为舒适。

本发明利用射流增速原理，完全脱离承压式混水、供水原理。该系统，将热水和冷水分别引导到射流混水喷头上，消除混水阀结构不合理，及连接管管径小，管阻大，以及原有淋浴喷头结构原因等造成混水困难问题。

射流混水喷喷头采用独特的射流结构，使冷水形成多路独立的高速冷水射流，并在射流周围形成负压，使储热水箱和用水点之间的落差明显增大，将储热水箱中的热水通过热水管路“吸到”负压区，并在负压区直接与高速射流冷水混水后，温度适宜、压力适度、速度适中的热水直接喷出，消除了普通喷头结构上对热水形成管阻。

由于非承压太阳能热水系统的中的热水是直接通过形成高速射流的冷水进行混水，并直接喷出淋浴喷头，因此，热水出水不存在管阻问题，也就不会出现由于冷热水压差大，出水管阻大造成的储热水箱热水倒灌的问题。出水流量、速度、温度则主要依赖于自来水冷水的压力和储热水箱内水的温度。

试验结果表明，在冷水自来水压力为3.0kg/cm²，水温25℃，热水落差0mm，水温60℃，热水管路15m，出水温度42℃条件下，热水出水量可达到9.0-5.0L/min，基本满足淋浴用水要求。而当落差为400mm时，出水流量可以达到12-9L/min，完全可以满足各种洗浴用水要求。

上述实施例中热水为上进水，而实际使用各种热水可以和冷水一样在侧面进水，均属于本发明保护的范围。本发明可以扩展到电热水器领域的应用。

Claims (6)

1.一种太阳能热水系统用水射流喷头，其特征在于，包括外套、内套和底座，环形的外套的底端与底座上面的边缘密封连接，在该环形外套的一侧设有冷水进口，在该环形外套内嵌入内套；在该内套的周边和轴心分别设有环形凹槽和热水腔，在该热水腔的上端设有热水进口，该环形凹槽与所述的环形外套的内周面组成环形的冷水通道，在该内套和底座上设有多个与冷水通道和该底座的下面贯通的射流器，在该内套的底端与底座之间设有热水间隙，在该射流器的中部设有与该热水间隙相通的射流器热水进口。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水系统用水射流喷头，其特征在于，所述的射流器包括射流管和混水出口，混水出口设在所述的底座上，该混水出口的上端设有圆锥形扩张口；该射流管上端的进水口穿入该内套的下端内并与所述的冷水通道相通，该射流管下端的出水口设在该混水出口上端的圆锥形扩张口内，在该出水口与圆锥形扩张口之间留有所述的射流器热水进口。

3.根据权利要求1所述的太阳能热水系统用水射流喷头，其特征在于，所述的射流器包括射流管和混水出口，混水出口设在所述的底座上，该射流管上端的进水口穿入该内套的下端内并与所述的冷水通道相通，该射流管下端的出水口嵌入该混水出口的上端口内，在该射流管的中部设有所述的射流器热水进口。

4.根据权利要求1所述的太阳能热水系统用水射流喷头，其特征在于，所述的射流器由射流管构成，在该射流管的中部设有所述的射流器热水进口，该射流管上端的进水口穿入该内套的下端内并与所述的冷水通道相通，该射流管下端出水口作为所述的混水出口。

5.根据权利要求1所述的太阳能热水系统用水射流喷头，其特征在于，在所述的环形外套的底端与底座之间设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的太阳能热水系统用水射流喷头，其特征在于，在该环形外套的下端内侧设有内凸缘，所述的内套的下端外沿安装在该内凸缘；所述的底座通过固定螺钉与内套连接。

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