CN111678259B - 一种水路结构及应用该结构的燃气热水器供水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水路结构及应用该结构的燃气热水器供水系统，其中水路结构包括管体，该管体内部分为流体连通的热水管道和冷水管道，其中热水管道具有流体连通的热水进口和热水出口，冷水管道具有流体连通的冷水进口和冷水出口；销轴，设于热水管道和冷水管道之间；阀片，能绕销轴转动，阀片具有相对管体轴向倾斜以连通热水管道和冷水管道或相对管体轴向垂直以阻断热水管道和冷水管道两种状态；连接件，设于冷水管道中并能朝向或远离销轴移动；连接杆，一端与连接件转动相连，另一端与阀片转动相连；驱动组件，设于冷水管道中，与连接件相连并能驱动连接件移动。阀片将热水管道和冷水管道阻断，防止热水器误开启或热水持续流入冷水管道。

Description

一种水路结构及应用该结构的燃气热水器供水系统

技术领域

本发明属于燃气热水器技术领域，具体涉及一种水路结构及应用该结构的燃气热水器供水系统。

背景技术

随着生活水平的提高，零冷水燃气热水器越来越普及，零冷水燃气热水器要实现即开即热功能，需要对管道中的水进行预热，预热需要将水管与热水器形成闭合的循环回路。目前有两种方案实现循环回路：一种是安装一根回水管；另一种在用户家距离热水器最远端用水点安装四通单向阀，将自来水冷水路与热水器出水水路连接成闭合管路，通过热水器内置的循环水泵将闭合管路内的水预加热，用户打开水龙头，管路内的热水可以很快流出，减少了等待时间。第一种方案需要对用户家里的水路进行改造，非常麻烦；而第二种方案使用普通的单向阀会产生以下问题，很多用户家水路由于没有安装回水管路，实现零冷水只能在原有管路上直接加装四通单向阀，由于管路阻力问题，会出现打开冷水水龙头出热水和打开冷水水龙头造成热水器自启动问题，影响用户体验。

针对上述第二种方案存在的问题，专利号为CN201821351412.X(公告号为CN208859893U)的中国实用新型专利公开了一种《水路连接装置和热水器系统》，其中水路连接装置包括壳体，壳体内形成第一管段、第二管段以及连通第一管段和第二管段的导向管段，所述壳体开设有连通第一管段的第一进水口和第一出水口，所述壳体还开设有连通第二管段的第二进水口和第二出水口；单向阀，所述单向阀位于所述导向管段，并沿第二管段至第一管段方向单向导通；以及调节阀，所述调节阀安装于所述第一管段内，并位于所述单向阀与第一出水口之间，调节所述调节阀于所述壳体内运动，以改变所述第一出水口的开度，从而能调节第一管段内水流的压力，防止用户在应用该热水器系统使用冷水过程中造成热水器的误开启。

又如专利号为CN201910647650.8（公开号为CN110425739A）的中国发明专利申请公开的《一种单向阀组件和热水器》所示，其中所述单向阀组件包括进水接头、出水接头和单向阀，所述单向阀包括单向阀固定端、单向阀活动端和弹性构件，其中所述单向阀固定端一端设置于所述出水接头内，另一端设置于所述进水接头内且与所述进水接头固定连接，所述单向阀活动端活动设置于所述进水接头内用于打开或者关闭所述进水接头，所述弹性构件抵接于所述单向阀固定端和所述单向阀活动端之间，通过所述单向阀固定端和所述单向阀活动端的相互配合以将所述进水接头和所述出水接头导通或者断开，其可在一定程度上减少单向阀误开启现象。

上述两个专利无论是设置调节阀调节第一出水口（即冷水出口）的开度，还是通过单向阀活动端阻断进水接头（即热水管道）和出水接头（即冷水管道），都不能完全保证使用冷水时，单向阀不会打开造成热水器误启动和热水持续流入冷水管道的问题，只是能在一定程度上降低单向阀打开的概率。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用冷水时能将热水管道和冷水管道阻断的水路结构。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用冷水时能快速将热水管道和冷水管道阻断的水路结构。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用冷水时能将热水管道和冷水管道阻断的应用上述水路结构的燃气热水器供水系统。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种水路结构，包括

管体，该管体内部分为流体连通的热水管道和冷水管道，其中热水管道具有流体连通的热水进口和热水出口，冷水管道具有流体连通的冷水进口和冷水出口；

其特征在于，还包括

销轴，沿管体径向设于热水管道和冷水管道之间；

阀片，安装在销轴上并能绕销轴转动，阀片具有相对管体轴向倾斜以连通热水管道和冷水管道或相对管体轴向垂直以阻断热水管道和冷水管道两种状态；

连接件，设于冷水管道中并能朝向或远离销轴移动；

连接杆，一端与连接件转动相连，另一端与阀片转动相连；

驱动组件，设于冷水管道中，与连接件相连并能驱动连接件移动。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：所述冷水出口对着销轴，所述连接件呈环状，所述驱动组件包括设于冷水出口中的涡轮以及第一端与涡轮相连的螺杆，所述涡轮能相对冷水出口转动，所述螺杆的第二端与连接件螺纹连接，在涡轮转动的状态下，所述连接件朝销轴的方向移动。螺杆和连接件之间相当于是丝杆螺母传动的方式，在冷水出口处有水流通过时，涡轮转动，螺杆随之转动，连接件沿螺杆轴向移动，使得阀片从倾斜状态变为相垂直状态，以将热水管道和冷水管道阻断；涡轮的好处在于冷水出口中有水流通过即能做出反应转动，最终使得阀片转动，快速将热水管道和冷水管道阻断。

在循环预热时，热水管道侧的水流会推动阀片，若阀片要从垂直状态变为倾斜状态，因涡轮和螺杆不能轴向移动，故会发生周向转动，即阀片若要偏转需克服涡轮转动的阻力，而循环预热时是靠循环泵的作用，用户家水路长度不一致，管路过长阻力过大，不易推开阀片，故所述连接件通过套设其上的套筒与连接杆相连，且连接件和套筒之间设有仅允许连接件相对于套筒单向转动从而使连接件朝远离销轴方向移动的定位结构。这样相当于是连接件转动取代涡轮的转动，因连接件的体积较涡轮小很多，故较易动作，使得阀片打开。

所述定位结构可以有多种结构形式，优选地，所述连接件为棘轮，所述棘轮的外周壁上沿周向设有至少两个棘齿，相邻两个棘齿之间形成棘齿槽，所述套筒的内周壁上设有棘爪，所述棘爪容置在棘齿槽中并与棘齿槽轴向的两端相抵，从而使得连接件和套筒保持同步轴向移动，连接件又能够相对于套筒周向转动，前述棘爪和棘齿槽共同构成定位结构。

为了保证棘爪容置在棘齿槽中，所述棘爪为弹片，一端安装在套筒的内周壁上，另一端弯折形成始终保持容置在棘齿槽中的趋势的弯折部。

为了使得阀片易于动作，所述阀片有两片并对称设置在销轴两侧，每片阀片呈半圆形并直边铰接在销轴上，对应地，所述连接杆有两个。阀片有两片，相对于一整片的方式，重量较轻，易于相对销轴发生转动。

为了保证阀片阻断热水管道和冷水管道的可靠性，所述管体内设有安装圈，所述安装圈位于阀片的朝向热水管道的一侧，两个所述阀片的周沿均能与安装圈的壁面相贴合。

为了进一步保证阀片阻断热水管道和冷水管道的可靠性，所述安装圈的朝向阀片的端面上开设有一圈凹槽，该凹槽的内侧壁面呈斜面，每一所述阀片的弧形边沿处成型有朝远离阀片方向延伸的倾斜的凸缘，该凸缘能与凹槽的内侧壁面贴合。这样阀片和安装圈之间密封性良好，二者之间不会有水漏过。

为了便于安装涡轮和螺杆，所述冷水管道中设有安装架，所述螺杆轴向穿过安装架并能相对安装架转动。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述水路结构的燃气热水器供水系统，其特征在于：包括热水器、冷水管、热水管以及同时连接所述冷水管和热水管的至少一个用水点，所述热水管一端连接所述热水器的出水侧，另一端分成一一对应连接所述用水点的至少一个热水支路，所述冷水管一端连接外部水源，另一端分两支路，第一支路连接所述热水器进水侧，第二支路再分成一一对应连接所述用水点的至少一个冷水支路，且距离所述热水器最远的用水点与管体的热水出口和冷水出口流体连通，对应该最远的用水点的热水支路和管体的热水进口流体连通，对应该最远的用水点的冷水支路和管体的冷水进口流体连通。

与现有技术相比，本发明的优点：1、本发明通过在冷水管道中设置阀片，在冷水出口打开时，阀片在连接件的作用下偏转至相对管体垂直的状态，将热水管道和冷水管道阻断，热水管道中的水不会进入冷水管道中，有效解决了打开冷水时造成热水器误开启或热水持续流入冷水管道的问题，阀片的工作可靠性高；2、在冷水出口中设置涡轮，这样冷水出口中有水流通过涡轮即能做出反应转动，最终使得阀片转动，快速将热水管道和冷水管道阻断，进一步有效解决了打开冷水时造成热水器误开启或热水持续流入冷水管道的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的水路结构的结构示意图；

图2为图1的去掉管体的分解示意图；

图3为图2中的驱动组件、阀片等的装配示意图；

图4为图3中的连接件、套筒的分解示意图；

图5为图3中的连接件、套筒的剖视图；

图6为图1的剖视图（用冷水状态）；

图7为图1的剖视图（循环预热状态）；

图8为应用图1的水路结构的供水系统的结构示意图（未循环预热时管路水流方向）；

图9为应用图1的水路结构的供水系统的结构示意图（循环预热时管路水流方向）。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1~9所示，本优选实施例的燃气热水器供水系统包括水路结构、热水器9、冷水管91、热水管92以及同时连接冷水管91和热水管92的至少一个用水点0，水路结构一般与离热水器9最远的用水点0（即水龙头）相连，水路结构包括管体1、销轴2、阀片3、驱动组件6等。

管体1内部分为热水管道11和冷水管道12，其中热水管道11具有流体连通的热水进口111和热水出口112，冷水管道12具有流体连通的冷水进口121和冷水出口122，本实施例中，管体1的一端敞口形成冷水出口122，另一端敞口形成热水出口112。

如图8、9所示，热水管92一端连接热水器9的出水侧，另一端分成一一对应连接用水点0的三个热水支路921，冷水管91一端连接外部水源，另一端分两支路，第一支路911连接热水器9进水侧，第二支路再分成一一对应连接用水点0的三个冷水支路912，且距离热水器9最远的用水点0的热水端口与管体1的热水出口112流体连通，距离热水器9最远的用水点0的冷水端口与管体1的冷水出口122流体连通，对应该最远的用水点0的热水支路921和管体1的热水进口111流体连通，对应该最远的用水点0的冷水支路912和管体1的冷水进口121流体连通。

如图8所示，当未循环预热时，热水支路921的水能从热水进口111进入，从热水出口112排出到用水点0的热水端口；冷水支路912的水能从冷水进口121进入，从冷水出口122排出到用水点0的冷水端口，但是冷水出口122打开时冷水出口122处呈负压状态，可能会造成热水进口111处的水从冷水出口122流出，造成冷水出口122流出热水以及热水器误启动，下文中的阀片3能在冷水出口122打开时将热水管道11和冷水管道12阻断，以解决这一问题。

如图6、7所示，管体1内沿其径向设有销轴2，该销轴2设于热水管道11和冷水管道12之间，冷水出口122对着销轴2，两片阀片3对称设置在销轴2两侧，每片阀片3呈半圆形，且阀片3的直边铰接在销轴2上。阀片3具有相对管体1轴向倾斜或相对管体1轴向相垂直两种状态：当阀片3相对管体1轴向倾斜时，热水管道11和冷水管道12之间处于连通状态，如图7所示；当阀片3相对管体1轴向相垂直时，热水管道11和冷水管道12被阀片3阻断，如图6所示。

管体1内设有轴线与管体1轴线平行或重合的安装圈8，安装圈8位于阀片3的朝向热水管道11的一侧。安装圈8的朝向阀片3的端面上开设有一圈凹槽81，销轴2安装在安装圈8上并位于凹槽81处，该凹槽81的内侧壁面呈斜面811，每一阀片3的弧形边沿处成型有朝远离阀片3方向延伸的倾斜的凸缘31，该凸缘31能与凹槽81的内侧壁面贴合，这样阀片3和安装圈8之间密封性良好，二者之间不会有水漏过。换言之，当阀片3相对管体1轴向相垂直时，两个阀片3的周沿能与安装圈8的端面相贴合，此时两个阀片3将热水管道11和冷水管道12阻断，如图6所示。

安装圈8的背向销轴2的一侧设有第一卡簧80，第一卡簧80与安装圈8的端面相抵以对安装圈8定位。

冷水管道12中设有连接件4，本实施例中，连接件4呈环状，连接件4外套设有套筒7，套筒7和两个阀片3之间均通过连接杆5相连，每一连接杆5的一端与套筒7转动相连，另一端与阀片3转动相连。

驱动组件6设于冷水管道12中，如图2、3、6、7所示，本实施例中，驱动组件6包括涡轮61以及螺杆62，涡轮61设于冷水出口122中并能相对冷水出口122转动，冷水管道12中设有安装架621，安装架621上设有过水孔6211，螺杆62穿过安装架621并能相对安装架621转动，螺杆62的第一端与涡轮61相连，第二端与连接件4螺纹连接。螺杆62和连接件4之间相当于是丝杆螺母传动的方式，在冷水出口122处有水流通过时，涡轮61转动，螺杆62随之转动，连接件4沿螺杆62轴向朝销轴2的方向移动，使得阀片3从倾斜状态变为相垂直状态，以将热水管道11和冷水管道12阻断。管道1中设有与安装架621的端面相抵以对安装架621定位的第二卡簧622。

当然，驱动组件6并不局限于本实施例的方式，比如可以为推杆的形式，可以推动连接件4朝向或远离阀片3移动。

在循环预热时，热水管道11侧的水流会推动阀片3，若阀片3要从相垂直状态变为倾斜状态，因涡轮61和螺杆62不能轴向移动，故阀片3从相垂直状态变为倾斜状态时涡轮61和螺杆62会发生周向转动，即阀片3若要偏转需克服涡轮61转动的阻力，而循环预热时是靠循环泵的作用，用户家水路长度不一致，管路过长阻力过大，不易推开阀片3，故连接件4设计成能相对于套筒7单向转动。相当于是连接件4转动取代涡轮61的转动，因连接件4的体积较涡轮61小很多，故较易动作，使得阀片3易于打开。

如图4、5所示，本实施例中，连接件4为棘轮，棘轮的外周壁上沿周向设有至少两个棘齿41，相邻两个棘齿41之间形成棘齿槽42，套筒7的内周壁上设有棘爪71，棘爪71容置在棘齿槽42中并与棘齿槽42轴向的两端相抵，从而使得连接件4和套筒7保持同步轴向移动，连接件4又能够相对于套筒7周向转动。前述棘爪71和棘齿槽42共同构成定位结构，该定位结构仅允许连接件4相对于套筒7单向转动从而使连接件4朝远离销轴2方向移动。

本实施例中，棘爪71为弹片，一端安装在套筒7的内周壁上，另一端弯折形成始终保持容置在棘齿槽42中的趋势的弯折部711，以保证棘爪71容置在棘齿槽42中。

本实施例的水路结构的工作过程如下：

如图6所示，当使用冷水时，冷水出口122打开，涡轮61在水流推力下带动螺杆62转动，螺杆62驱动连接件4朝销轴2方向移动（连接件4转动趋势受套筒7的棘爪71的限制，连接件4不能转动，故连接件4和套筒7同步沿螺杆62移动），阀片3在连接杆5的作用下从倾斜状态变成垂直状态，从而将热水管道11和冷水管道12阻断，避免热水从冷水出口122流出；

当使用热水时，热水出口112打开，冷水进口121侧水流压力大于热水出口112处，该压力推动阀片3阻断热水管道11和冷水管道12（阀片3关闭过程中通过连接杆5和套筒7带动连接件4移动，此时连接件4相对套筒7依然是不能转动的，此时转动的是螺杆62和涡轮61），从而避免冷水从热水出口112流出，该用热水状态下，阀片3的状态与图6中的阀片3的状态一致；

如图7所示，当循环预热时，闭合管路内水流在热水器9内置循环水泵作用下从热水进口111进入，冷水进口121流出，此时水流推动阀片3，通过连接杆5驱动连接件4和套筒7朝远离销轴2的方向移动（连接件4转动趋势与用冷水时相反，不受套筒7内棘爪71限制，可以转动），阀片3被打开，可以正常循环预热闭合管路内水流，水流路线如图9所示，从热水进口111进入热水管道11的水，从冷水进口121排出，然后经冷水支路912、第一支路911流入热水器9中，经加热后从热水管92排出，这样实现用水的即开即热。

闭合管路由热水器9、热水管92、冷水管91、水路结构共同构成。

本发明所称的“流体连通”是指两个部件或部位（以下统一分别称为第一部位、第二部位）之间的空间位置关系，即流体（气体、液体或两者的混合）能从第一部位沿着流动路径流动或／和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

Claims (7)

1.一种水路结构，包括

管体(1)，该管体(1)内部分为流体连通的热水管道(11)和冷水管道(12)，其中热水管道(11)具有流体连通的热水进口(111)和热水出口(112)，冷水管道(12)具有流体连通的冷水进口(121)和冷水出口(122)；

其特征在于，还包括

销轴(2)，沿管体(1)径向设于热水管道(11)和冷水管道(12)之间；

阀片(3)，安装在销轴(2)上并能绕销轴(2)转动，阀片(3)具有相对管体(1)轴向倾斜以连通热水管道(11)和冷水管道(12)或相对管体(1)轴向相垂直以阻断热水管道(11)和冷水管道(12)两种状态；

连接件(4)，设于冷水管道(12)中并能朝向或远离销轴(2)移动；

连接杆(5)，一端与连接件(4)转动相连，另一端与阀片(3)转动相连；

驱动组件(6)，设于冷水管道(12)中，与连接件(4)相连并能驱动连接件(4)移动；

所述冷水出口(122)对着销轴(2)，所述连接件(4)呈环状，所述驱动组件(6)包括设于冷水出口(122)中的涡轮(61)以及第一端与涡轮(61)相连的螺杆(62)，所述涡轮(61)能相对冷水出口(122)转动，所述螺杆(62)的第二端与连接件(4)螺纹连接，在涡轮(61)转动的状态下，所述连接件(4)朝销轴(2)的方向移动；

所述连接件(4)通过套设其上的套筒(7)与连接杆(5)相连，且连接件(4)和套筒(7)之间设有仅允许连接件(4)相对于套筒(7)单向转动从而使连接件(4)朝远离销轴(2)方向移动的定位结构；

所述连接件(4)为棘轮，所述棘轮的外周壁上沿周向设有至少两个棘齿(41)，相邻两个棘齿(41)之间形成棘齿槽(42)，所述套筒(7)的内周壁上设有棘爪(71)，所述棘爪(71)容置在棘齿槽(42)中并与棘齿槽(42)轴向的两端相抵，前述棘爪(71)和棘齿槽(42)共同构成所述定位结构。

2.根据权利要求1所述的水路结构，其特征在于：所述棘爪(71)为弹片，一端安装在套筒(7)的内周壁上，另一端弯折形成始终保持容置在棘齿槽(42)中的趋势的弯折部(711)。

3.根据权利要求1～2中任一权利要求所述的水路结构，其特征在于：所述阀片(3)有两片并对称设置在销轴(2)两侧，每片阀片(3)呈半圆形并直边铰接在销轴(2)上，对应地，所述连接杆(5)有两个。

4.根据权利要求3所述的水路结构，其特征在于：所述管体(1)内设有安装圈(8)，所述安装圈(8)位于阀片(3)的朝向热水管道(11)的一侧，两个所述阀片(3)的弧形边沿均能与安装圈(8)的壁面相贴合。

5.根据权利要求4所述的水路结构，其特征在于：所述安装圈(8)的朝向阀片(3)的端面上开设有一圈凹槽(81)，所述销轴(2)安装在安装圈(8)上并位于凹槽(81)处，所述凹槽(81)的内侧壁面呈斜面(811)，每一所述阀片(3)的弧形边沿处成型有朝远离阀片(3)方向延伸的倾斜的凸缘(31)，该凸缘(31)能与凹槽(81)的内侧壁面贴合。

6.根据权利要求1所述的水路结构，其特征在于：所述冷水管道(12)中设有安装架(621)，所述螺杆(62)穿过安装架(621)并能相对安装架(621)转动。

7.一种应用权利要求1～6中任一权利要求所述的水路结构的燃气热水器供水系统，其特征在于：包括热水器(9)、冷水管(91)、热水管(92)以及同时连接所述冷水管(91)和热水管(92)的至少一个用水点(0)，所述热水管(92)一端连接所述热水器(9)的出水侧，另一端分成一一对应连接所述用水点(0)的至少一个热水支路(921)，所述冷水管(91)一端连接外部水源，另一端分两支路，第一支路(911)连接所述热水器(9)进水侧，第二支路再分成一一对应连接所述用水点(0)的至少一个冷水支路(912)，且距离所述热水器(9)最远的用水点(0)与管体(1)的热水出口(112)和冷水出口(122)流体连通，对应该最远的用水点(0)的热水支路(921)，和管体(1)的热水进口(111)流体连通，对应该最远的用水点(0)的冷水支路(912)和管体(1)的冷水进口(121)流体连通。

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