CN110686096B - 旁通恒温调节阀及包含其的燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旁通恒温调节阀及包含其的燃气热水器。该旁通恒温调节阀包括：壳体和设于壳体内部的阀座、记忆合金弹簧、弹性件、阀芯、柔性密封件；壳体设有冷水入口、热水入口、热水出口；阀座相对于壳体固定；阀芯为中空的筒形构件，阀芯的第一端通过柔性密封件与冷水入口连接阀芯的第二端面对阀座设置；记忆合金弹簧偏压阀芯以使得阀芯朝向第一方向运动；弹性件偏压阀芯以使得阀芯朝向第二方向运动。该旁通恒温调节阀采用了记忆合金弹簧，可以根据流经的热水的温度调节冷水的进水量，从而调节流出的混合水的温度，避免流出的混合水的温度过高或过低。该燃气热水器可以调节出水温度，防止出水温度骤升或骤降。

Description

旁通恒温调节阀及包含其的燃气热水器

技术领域

本发明涉及机械制造领域，特别涉及一种旁通恒温调节阀及包含其的燃气热水器。

背景技术

现有的燃气热水器的出水温度是依靠调节加热幅度来调节的，用户方面如果需要再度调节出水温度，只能够通过水龙头的混水阀进行调节，但是燃气热水器的加热幅度的调节具有滞后性，用户在调低热水供应时，燃气热水器内部也会相应地减少加热幅度即减少火力以避免水温上升，但是换热器不可能迅速降温，因此，仍然会导致短时间内燃气热水器的出水温度迅速升高，容易烫伤用户，同样地，用户在调高热水供应时，燃气热水器内部会相应地提高加热幅度即加大火力以避免水温下降，但是换热器不可能迅速升温，因此，仍然会导致短时间内燃气热水器的出水温度迅速降低，容易冻着用户。

现有的燃气热水器在用户调节出水量时，会出现水温忽冷忽热的问题，导致用户的使用体验极差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种旁通恒温调节阀及包含其的燃气热水器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种旁通恒温调节阀，其包括：壳体和设于壳体内部的阀座、记忆合金弹簧、弹性件、阀芯、柔性密封件；

壳体设有冷水入口、热水入口、热水出口；

阀座相对于壳体固定；

阀芯为中空的筒形构件，阀芯的第一端通过柔性密封件与冷水入口连接以使得冷水仅能够从阀芯的内部通过，阀芯的第二端面对阀座设置；

记忆合金弹簧偏压阀芯以使得阀芯朝向第一方向运动；

弹性件偏压阀芯以使得阀芯朝向第二方向运动；

其中，第一方向为阀芯远离阀座的方向，第二方向与第一方向相反。

优选地，阀座为柱形结构，阀座的靠近阀芯的端部削尖。

优选地，记忆合金弹簧套设于阀座。

优选地，壳体包括热水管道和连接于热水管道的冷水管道，记忆合金弹簧设于热水管道内。

优选地，阀芯的外周表面设有一抵接部，记忆合金弹簧和弹性体均抵接于抵接部。

优选地，柔性密封件为皮膜。

优选地，壳体包括热水管道和连接于热水管道的冷水管道，冷水管道的内壁设有一环形突出部，柔性密封件的一端连接于环形突出部，柔性密封件的另一端连接于阀芯的第一端。

优选地，阀芯的外周表面设有一抵接部，弹性件的一端抵接于抵接部，弹性件的另一端抵接于环形突出部。

优选地，弹性件为弹簧。

一种燃气热水器，该燃气热水器的出水管道中设有如上的旁通恒温调节阀。

本发明的积极进步效果在于：该旁通恒温调节阀采用了记忆合金弹簧，可以根据流经的热水的温度调节冷水的进水量，从而调节流出的混合水的温度，避免流出的混合水的温度过高或过低。该燃气热水器可以调节出水温度，防止出水温度骤升或骤降。

附图说明

图1为根据本发明的优选实施例的燃气热水器的结构示意图。

图2为根据本发明的优选实施例的燃气热水器的另一结构示意图。

图3为根据本发明的优选实施例的旁通恒温调节阀的立体结构示意图。

图4为根据本发明的优选实施例的旁通恒温调节阀的剖视结构示意图。

附图标记说明：

旁通恒温调节阀 100

壳体 110

热水管道 111

冷水管道 112

热水入口 113

热水出口 114

冷水入口 115

阀座 120

凸环 121

记忆合金弹簧 130

弹性件 140

阀芯 150

抵接部 151

柔性密封件 160

环形突出部 170

燃气热水器 200

进气接头 201

进水接头 202

出水接头 203

比例阀总成 204

水量阀组件 205

风机组件 206

燃烧室盒 208

电控器总成 209

换热器组件 210

集气罩组件 211

进水管道 301

出水管道 302

第一方向 X

第二方向 Y

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。

如图1-2所示，燃气热水器200包括：进气接头201、进水接头202、出水接头203、比例阀总成204、水量阀组件205、风机组件206、燃气分配器100、燃烧室盒208、电控器总成209、换热器组件210、集气罩组件211。

比例阀总成204用于控制燃气的通断和燃气流量的大小，水量阀组件205用于检测水流量信号并传递给电控器总成209，风机组件206用于控制进风量，燃气分配器100用于对燃气流量进行分配调节，电控器总成209用于检测信号并输出控制信号对整机进行控制，换热器组件210用于吸收烟气的热量将其中的冷水加热成热水，集气罩组件211用于排出烟气。

冷水从进水接头202进入并流经换热器组件210，从出水接头203流出。燃气从进气接头201进入，经过比例阀总成204，进入燃气分配室，经由燃气分配室的喷嘴123喷出到燃烧室盒208内部，同时风机组件206向燃烧室盒208内部输送空气，在燃烧室盒208内部，燃气和空气混合并燃烧，产生的烟气向上流动并流经换热器组件210，最后烟气从集气罩组件211流出。

燃气热水器200还包括：进水管道301和出水管道302，冷水流经进水管道301在燃气热水器200内被加热，最后经由出水管道302流出并供应给用户。

出水管道302中设有旁通恒温调节阀100,该旁通恒温调节阀100分别连通于出水管道302和进水管道301。

如图3-4所示，旁通恒温调节阀100包括：壳体110和设于壳体110内部的阀座120、记忆合金弹簧130、弹性件140、阀芯150、柔性密封件160。

壳体110包括热水管道111和连接于热水管道111的冷水管道112。壳体110设有冷水入口115、热水入口113、热水出口114。冷水入口115设于冷水管道112，热水入口113和热水出口114分别设于热水管道111的两端，冷水管道112和热水管道111形成一个三通结构。

进水管道301连接于冷水入口115，热水管道111连接于出水管道302中。

阀座120相对于壳体110固定。

在本实施例中，阀座120为柱形结构，阀座120的靠近阀芯150的端部削尖。通过端部削尖，阀座120与阀芯150形成套接结构，阀座120与阀芯150之间的间隙形成冷水的流道。但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据需要选择其他形式的阀座120。

热水管道111的管壁开设一开口，阀座120通过该开口与热水管道111的管壁固定，优选地，阀座120通过螺旋等方式与管壁固定，但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员可以根据需要选用激光焊接，粘接等手段将阀座120固定于管壁，或者不借助上述开口进行固定。

阀座120的外周表面设有凸环121，该凸环121用于限定记忆合金弹簧130的位置。本领域的技术人员应当理解的是，凸环121并不是必须的，也可以不设置该凸环121，而采用其他方式限定记忆合金弹簧130的位置。

在本实施例中，记忆合金弹簧130的大部分设于热水管道111内，这样热水直接接触记忆合金弹簧130，记忆合金弹簧130可以根据直接接触的热水水温，调节自身的形变，从而调节阀芯150和阀座120之间的开口大小。但是本发明并不局限此，通过合理的布局和适当的调整，可以将记忆合金弹簧130的全部都设于热水管道111内，也可以使得记忆合金弹簧130的大部分都设于冷水管道112内，这并不影响记忆合金弹簧130的功能。

记忆合金弹簧130套设于阀座120。但是本发明并不局限于此，记忆合金弹簧130也可以是环绕阀座120设置的多个弹簧。

记忆合金弹簧130的材料选取普通SMA，普通SMA主要包括Ni-Ti基、Cu基、Fe基、Ag基、Au基、Co基SMA等，其中Ni-Ti基SMA性能最好，应用最广。例如AgCd,AuCd,CuAlNi,CuAuZn,CuSn,CuZn,InTi,NiAl,TiNi,FePt,FePd,MnCu等均可以在100℃以下的温度下发生马氏体相变，从而使得制成的弹簧发生形变。

在本实施例中记忆合金弹簧130优选采用可以在-50-100℃环境下发生形变(恢复)的材质，例如TiNi。

在本实施例中，弹性件140为弹簧，但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据需要选取其他构件作为弹性件。

阀芯150为中空的筒形构件，阀芯150的第一端通过柔性密封件160与冷水入口115连接以使得冷水仅能够从阀芯150的内部通过，阀芯150的第二端面对阀座120设置。

记忆合金弹簧130偏压阀芯150以使得阀芯150朝向第一方向X运动。

弹性件140偏压阀芯150以使得阀芯150朝向第二方向Y运动。

第一方向X为阀芯150远离阀座120的方向，第二方向Y与第一方向X相反。

阀芯150的外周表面设有一抵接部151，记忆合金弹簧130和弹性体均抵接于抵接部151。在本实施例中，通过抵接部151和凸环121将记忆合金弹簧130限定在其间。在本实施例中，抵接部151为环状结构，但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据需要将抵接部151设定为其他形状或结构。

在本实施例中，柔性密封件160为皮膜。但是本发明并不局限于此，本领域的技术人员也可以根据需要，选取其他构件作为柔性密封件160，只要其是柔性可变形，以给阀芯150提供移动空间，并且可以实现密封。

冷水管道112的内壁设有一环形突出部170，柔性密封件160的一端连接于环形突出部170，柔性密封件160的另一端连接于阀芯150的第一端。虽然图中未示意，但是一般通过一环形扣件将柔性密封件160与环形突出部170固定，柔性密封件160通过卡箍或其他方式与阀芯150连接。

弹性件140的一端抵接于抵接部151，弹性件140的另一端抵接于环形突出部170。通过抵接部151与环形突出部170将弹性件140限定于其间。

以下简要说明旁通恒温调节阀100的工作方式。

当热水从热水入口113进入，热水接触记忆合金弹簧130，记忆合金弹簧130根据热水的温度进行形变(恢复)，如果热水的温度高于设定值(弹性件140的弹力)，则记忆合金弹簧130的恢复量变大，推动阀芯150朝向第一方向运动，阀芯150和阀座120之间的开口变大，冷水进入量变大，与热水混合使得从热水出口114流出的热水的水温不至于过高，或者维持原有温度。同样地，如果热水的温度低于设定值(弹性件140的弹力)，则记忆合金弹簧130的恢复量变小，弹性件140推动阀芯150朝向第二方向运动，从而阀芯150和阀座120之间的开口变小，冷水进入量变小，与热水混合的冷水变小，使得从热水出口114流出的热水的水温不至于过低，维持原有温度。

对于燃气热水器来说，当用户调低热水用量时，相应地，燃气热水器也会调节其自身的火力，以免对较少的水用同样的火力加热导致水温升高。但是这种火力调节是有滞后性的，由于该滞后性，换热器对冷水的加热还是会使得流到出水管道的水温升高(高于原有温度)，这时，旁通恒温调节阀100起作用，引入更多的冷水，使得流出出水管道的水温不会过高，或维持原有温度。同样地，当用户调高热水用量时，相应地，燃气热水器也会调节其自身的火力，以便对较多的水用同样的火力加热导致水温降低。但是这种火力调节是有滞后性的，由于该滞后性，换热器对冷水的加热还是会使得流到出水管道的水温降低(低于原有温度)，这时，旁通恒温调节阀100起作用，减少冷水引入，使得流出出水管道的水温不会过低，或维持原有温度。

燃气热水器的温度设定、火力调节、水温设定、冷水引入量、阀芯150和阀座120之间的开口大小，弹性件140的弹力大小均可以根据实际需要设定并通过本领域的技术人员的经验或现有的技术公式得出，在此不再一一赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，除非文中另有说明。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旁通恒温调节阀，其特征在于，其包括：壳体和设于壳体内部的阀座、记忆合金弹簧、弹性件、阀芯、柔性密封件；

所述壳体包括热水管道和连接于所述热水管道的冷水管道，所述壳体设有冷水入口、热水入口、热水出口；所述冷水入口设于所述冷水管道，所述热水入口和所述热水出口分别设于所述热水管道的两端，所述冷水管道和所述热水管道形成一个三通结构；

所述阀座相对于所述壳体固定；

所述阀芯为中空的筒形构件，所述阀芯的第一端通过所述柔性密封件与所述冷水入口连接以使得冷水仅能够从所述阀芯的内部通过，所述阀芯的第二端面对所述阀座设置；

所述记忆合金弹簧偏压所述阀芯以使得所述阀芯朝向第一方向运动；

所述弹性件偏压所述阀芯以使得所述阀芯朝向第二方向运动；

其中，所述第一方向为所述阀芯远离所述阀座的方向，所述第二方向与所述第一方向相反。

2.如权利要求1所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述阀座为柱形结构，所述阀座的靠近所述阀芯的端部削尖。

3.如权利要求2所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述记忆合金弹簧套设于所述阀座。

4.如权利要求1所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述记忆合金弹簧设于所述热水管道内。

5.如权利要求1所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述阀芯的外周表面设有一抵接部，所述记忆合金弹簧和所述弹性体均抵接于所述抵接部。

6.如权利要求1所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述柔性密封件为皮膜。

7.如权利要求6所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述冷水管道的内壁设有一环形突出部，所述柔性密封件的一端连接于所述环形突出部，所述柔性密封件的另一端连接于所述阀芯的第一端。

8.如权利要求7所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述阀芯的外周表面设有一抵接部，所述弹性件的一端抵接于所述抵接部，所述弹性件的另一端抵接于所述环形突出部。

9.如权利要求1所述的旁通恒温调节阀，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

10.一种燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器的出水管道中设有如权利要求1-9中任一项所述的旁通恒温调节阀。

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