CN111928502A - 基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能热水控制技术领域，公开了基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，用于解决目前太阳能热水箱的水资源浪费及影响用户体验的问题，其包括储水箱箱体，还包括：设于所述储水箱箱体内部的引水机构、与引水机构相配合的水流主调节机构以及二次导流机构；所述引水机构设于所述储水箱箱体内部的上方，所述引水机构包括与太阳能板连接的热水进水主管，所述热水进水主管的一端分别连接主流支管、均流支管，其中主流支管设于所述储水箱箱体的内部中间位置，所述均流支管的底部连通有辅助导管，所述辅助导管的底部连接有多个引水支管。本发明通过多层引水、均流、控流的方式保证太阳能水箱冷热均衡、稳定运行，提高用户使用质量。

Description

基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备

技术领域

本发明涉及太阳能热水控制技术领域，尤其涉及一种基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备。

背景技术

太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。

太阳能热水箱是通过集热管采集的热水必须通过保温水箱储存，防止热量损失。太阳能热水器的容量是指热水器中可以使用的水容量，不包括真空管中不能使用的容量。对承压式太阳能热水器，其容量指可发生热交换的介质容量。现有的太阳能热水箱的储热匀热技术较为一般，在高温骤热的情况下，热水箱中的热水聚集在一处，用户初期放水时容易出现水流忽冷忽热，经常出现放水一段时间后缓慢由热转冷，导致水资源的浪费，也影响用户使用效果。因此，我们提出了一种基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备用于解决上述问题。

发明内容

基于背景技术存在的太阳能热水箱中的热水聚集在一处，用户初期放水时容易出现水流忽冷忽热，经常出现放水一段时间后缓慢由热转冷，导致水资源的浪费，以及影响用户体验的技术问题，本发明提出了一种基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备。

本发明的第一方面，提出了基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，包括储水箱箱体，还包括：

设于所述储水箱箱体内部的引水机构、与引水机构相配合的水流主调节机构以及二次导流机构；

所述引水机构设于所述储水箱箱体内部的上方，所述引水机构包括与太阳能板连接的热水进水主管，所述热水进水主管的一端分别连接主流支管、均流支管，其中主流支管设于所述储水箱箱体的内部中间位置，所述均流支管的底部连通有辅助导管，所述辅助导管的底部连接有多个引水支管；

所述引水机构、所述水流主调节机构、所述二次导流机构依次由上到下排布，所述水流主调节机构包括固定在所述储水箱箱体内壁上的固定外框，所述固定外框的内圈通过滑动轨道安装有活动内环，所述活动内环的一侧外边缘固定有第一驱动装置，所述活动内环的中部设有固定平台，所述固定平台的周边等间距分布有多个弹性组件，所述固定平台的内部通过弹性组件连接有多个活动面板，用于第一阶段均匀控制储水箱箱体内太阳能热水的流量；

所述二次导流机构包括支撑外框和滑动安装在支撑外框内部的调节面板，所述调节面板的周边一圈和所述支撑外框的顶部周边一圈均开设有多个相对应的调节口，且调节口与所述引水支管相配合，所述支撑外框和调节面板的中部共同连接有与所述主流支管相配合的中心出水管，所述调节面板的一侧设有带动调节面板旋转的第二驱动装置。

优选地，所述引水支管围绕所述主流支管一圈设置，所述引水支管设置于相邻活动面板之间的间隙及调节口的正上方。

优选地，所述固定平台的顶部周边开设有多个固定槽，所述弹性组件包括联动件、弹簧、连接杆和推拉片，其中弹簧固定在所述固定槽的内壁和连接杆之间，所述联动件固定在所述活动内环的内壁和连接杆之间，所述推拉片的一端与连接杆转动连接。

优选地，所述活动面板呈扇形结构，多个活动面板闭合时呈圆形结构，所述活动面板的一个拐角通过撑板转动连接在所述固定平台的内壁上，所述推拉片转动连接在所述活动面板的另一个拐角上。

优选地，所述第一驱动装置包括与所述活动内环固定连接的弧形齿条，所述弧形齿条的一侧啮合有不完全齿轮，所述不完全齿轮的中部连接有第一驱动马达。

优选地，所述调节面板为圆形结构，调节面板的外沿一圈设有圆形齿条，所述第二驱动装置包括与圆形齿条相啮合的驱动齿轮，且驱动齿轮的中部连接有第二驱动马达。

优选地，所述支撑外框为中空结构，支撑外框靠近第二驱动装置的一侧下部设有缺口，所述支撑外框上的调节口与调节面板上的调节口交错排布。

优选地，所述中心出水管的一端贯穿调节面板延伸至支撑外框的下方。

优选地，所述固定外框的内圈和所述活动内环的外圈均设有凹形滑槽，且两个所述凹形滑槽之间嵌装有多个滚珠。

本发明的第二方面，还包括控制模块和温度传感模块，所述主流支管和所述均流支管上均连接有控制阀，且控制阀与所述控制模块的输出端连接，控制模块的输入端与安装在所述储水箱箱体内壁的温度传感模块电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在太阳能水箱中设计引水机构，利用热水进水主管分支出主流支管和均流支管，方便智能控制太阳能进水管的热水流向，也能够自由切换出水的方式，使得太阳能热水能够均匀分布于热水箱中，解决目前热水箱冷热不均、放水时间长的问题，有效提高使用质量，节约水资源；

2、通过在引水机构的输出端添加相互配合的水流主调节机构和二次导流机构，利用弹性组件和多个活动面板配合运动，实现多层、精准控制水流输出的大小，进而保证太阳能水箱冷热均衡、稳定运行的目的，进一步保证使用效果。

本发明设计巧妙，具有体积小、排布合理、方便使用的等优点，通过多层引水、均流、控流的方式保证太阳能水箱冷热均衡、稳定运行，提高用户使用质量。

附图说明

图1为本发明提出的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备的侧剖图；

图2为本发明提出的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备的二次导流机构动态下的俯视图；

图3为本发明提出的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备的二次导流机构闭合下的俯视图；

图4为本发明提出的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备的第二驱动装置的细节图。

图中：1储水箱箱体、2热水进水主管、3固定外框、4活动内环、5固定平台、6活动面板、7支撑外框、8调节面板、9中心出水管、11第一驱动装置、12第二驱动装置、21主流支管、22均流支管、23辅助导管、24引水支管、41联动件、51弹簧、52连接杆、53推拉片、54撑板、81调节口、111不完全齿轮、112弧形齿条、121驱动齿轮、811圆形齿条。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例

参照图1-4，基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，包括储水箱箱体1，还包括：

设于储水箱箱体1内部的引水机构、与引水机构相配合的水流主调节机构以及二次导流机构；

引水机构设于储水箱箱体1内部的上方，用于连接输送太阳能热水的进水管，引水机构包括与太阳能板连接的热水进水主管2，热水进水主管2的一端分别连接主流支管21、均流支管22，其中主流支管21设于储水箱箱体1的内部中间位置，均流支管22的底部连通有辅助导管23，辅助导管23的底部连接有多个引水支管24，引水支管24围绕主流支管21一圈设置，引水支管24设置于相邻活动面板6之间的间隙及调节口81的正上方，便于控制热水的流量，在太阳能水箱中设计引水机构，利用热水进水主管2分支出主流支管21和均流支管22，方便智能控制太阳能进水管的热水流向，也能够自由切换出水的方式，使得太阳能热水能够均匀分布于热水箱中，解决目前热水箱冷热不均、放水时间长的问题，有效提高使用质量，节约水资源。

本实施例中，引水机构、水流主调节机构、二次导流机构依次由上到下排布，水流主调节机构包括固定在储水箱箱体1内壁上的固定外框3，固定外框3的内圈通过滑动轨道安装有活动内环4，具体为：固定外框3的内圈和活动内环4的外圈均设有凹形滑槽，且两个凹形滑槽之间嵌装有多个滚珠，保证活动内环4在固定外框3的内部顺利的圆周形滑动，活动内环4的一侧外边缘固定有第一驱动装置11，第一驱动装置11外设置防水外壳保护，固定在储水箱箱体1的内部上方，用来驱动活动内环4转动，活动内环4的中部设有固定平台5，固定平台5的周边等间距分布有多个弹性组件，固定平台5的内部通过弹性组件连接有多个活动面板6，用于第一阶段均匀控制储水箱箱体1内太阳能热水的流量，固定平台5的顶部周边开设有多个固定槽，弹性组件包括联动件41、弹簧51、连接杆52和推拉片53，其中弹簧51固定在固定槽的内壁和连接杆52之间，联动件41固定在活动内环4的内壁和连接杆52之间，推拉片53的一端与连接杆52转动连接，活动面板6呈扇形结构，多个活动面板6闭合时呈圆形结构，活动面板6的一个拐角通过撑板54转动连接在固定平台5的内壁上，推拉片53转动连接在活动面板6的另一个拐角上，第一驱动装置11包括与活动内环4固定连接的弧形齿条112，弧形齿条112的一侧啮合有不完全齿轮111，不完全齿轮111的中部连接有第一驱动马达，调节面板8为圆形结构，调节面板8的外沿一圈设有圆形齿条811，通过在引水机构的输出端添加相互配合的水流主调节机构和二次导流机构，利用弹性组件和多个活动面板6配合运动，第一驱动马达通电工作后带动不完全齿轮111和弧形齿条112依次旋转，进而使得活动内环4转动过程中带动联动件41拉动连接杆52顺时而动，同步的拽动推拉片53将活动面板6呈花瓣结构绽开，调节口81的通道打开，热水流下，实现多层、精准控制水流输出的大小，进而保证太阳能水箱冷热均衡、稳定运行的目的，进一步保证使用效果。

进一步值得说明的是，二次导流机构包括支撑外框7和滑动安装在支撑外框7内部的调节面板8，调节面板8的周边一圈和支撑外框7的顶部周边一圈均开设有多个相对应的调节口81，且调节口81与引水支管24相配合，支撑外框7为中空结构，支撑外框7靠近第二驱动装置12的一侧下部设有缺口，支撑外框7上的调节口81与调节面板8上的调节口81交错排布，在调节面板8活动时呈花瓣结构绽开，调节口81的通道打开，引水支管24内经流的热水从调节口81处流出，引水支管24与调节口81的重合面积的调节即为控制热水的流量，支撑外框7和调节面板8的中部共同连接有与主流支管21相配合的中心出水管9，中心出水管9的一端贯穿调节面板8延伸至支撑外框7的下方，便于中心部位的热水顺利流淌；

进一步值得说明的是，调节面板8的一侧设有带动调节面板8旋转的第二驱动装置12，用于第二阶段均匀控制储水箱箱体1内太阳能热水的流量，第二驱动装置12包括与圆形齿条811相啮合的驱动齿轮121，且驱动齿轮121的中部连接有第二驱动马达，第二驱动装置12外设置防水外壳保护，固定在储水箱箱体1的内部中上方，用来带动驱动齿轮121、调节面板8依次旋转，进而实现控制调节面板8上调节口81和支撑外框7顶部的调节口81在活动过程中交错，使得流出的口径可调节，二次控制热水的热量，精准调节储水箱箱体1内水温，提高用户的使用感受。

本发明另一种实施方式，还包括控制模块和温度传感模块，主流支管21和均流支管22上均连接有控制阀，且控制阀与控制模块的输出端连接，控制模块的输入端与安装在储水箱箱体1内壁的温度传感模块电性连接，用于智能控制水箱中的水流排布方式，针对一些家用较大型的太阳能水箱，当用户选择初始出水为冷水状态时，先控制均流支管22上的阀门关闭，只打开主流支管21上的阀门，控制模块还连接第一驱动马达，控制第一驱动装置11工作，调节面板8打开，使得中心出水管9与主流支管21对接后，热水从水箱的中部朝向两边散开均热，用户放水一段时间后出热水，温度较为温和；当用于选择洗澡等使用条件下，需要直接放出热水，避免不必要的水资源浪费，切换至均流支管22上的阀门打开，主流支管21上的阀门关闭，或者两个阀门同时打开，使得热水均匀在储水箱箱体1内的四周均匀流淌下来，水箱内的水温快速匀热，从引水支管24和调节口81出依次流下，能够根据用户的使用需求进行自由切换调节，提高使用体验，也节约用水。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，包括储水箱箱体（1），其特征在于，还包括：

设于所述储水箱箱体（1）内部的引水机构、与引水机构相配合的水流主调节机构以及二次导流机构；

所述引水机构设于所述储水箱箱体（1）内部的上方，所述引水机构包括与太阳能板连接的热水进水主管（2），所述热水进水主管（2）的一端分别连接主流支管（21）、均流支管（22），其中主流支管（21）设于所述储水箱箱体（1）的内部中间位置，所述均流支管（22）的底部连通有辅助导管（23），所述辅助导管（23）的底部连接有多个引水支管（24）；

所述引水机构、所述水流主调节机构、所述二次导流机构依次由上到下排布，所述水流主调节机构包括固定在所述储水箱箱体（1）内壁上的固定外框（3），所述固定外框（3）的内圈通过滑动轨道安装有活动内环（4），所述活动内环（4）的一侧外边缘固定有第一驱动装置（11），所述活动内环（4）的中部设有固定平台（5），所述固定平台（5）的周边等间距分布有多个弹性组件，所述固定平台（5）的内部通过弹性组件连接有多个活动面板（6），用于第一阶段均匀控制储水箱箱体（1）内太阳能热水的流量；

所述二次导流机构包括支撑外框（7）和滑动安装在支撑外框（7）内部的调节面板（8），所述调节面板（8）的周边一圈和所述支撑外框（7）的顶部周边一圈均开设有多个相对应的调节口（81），且调节口（81）与所述引水支管（24）相配合，所述支撑外框（7）和调节面板（8）的中部共同连接有与所述主流支管（21）相配合的中心出水管（9），所述调节面板（8）的一侧设有带动调节面板（8）旋转的第二驱动装置（12）。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述引水支管（24）围绕所述主流支管（21）一圈设置，所述引水支管（24）设置于相邻活动面板（6）之间的间隙及调节口（81）的正上方。

3.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述固定平台（5）的顶部周边开设有多个固定槽，所述弹性组件包括联动件（41）、弹簧（51）、连接杆（52）和推拉片（53），其中弹簧（51）固定在所述固定槽的内壁和连接杆（52）之间，所述联动件（41）固定在所述活动内环（4）的内壁和连接杆（52）之间，所述推拉片（53）的一端与连接杆（52）转动连接。

4.根据权利要求3所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述活动面板（6）呈扇形结构，多个活动面板（6）闭合时呈圆形结构，所述活动面板（6）的一个拐角通过撑板（54）转动连接在所述固定平台（5）的内壁上，所述推拉片（53）转动连接在所述活动面板（6）的另一个拐角上。

5.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述第一驱动装置（11）包括与所述活动内环（4）固定连接的弧形齿条（112），所述弧形齿条（112）的一侧啮合有不完全齿轮（111），所述不完全齿轮（111）的中部连接有第一驱动马达。

6.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述调节面板（8）为圆形结构，调节面板（8）的外沿一圈设有圆形齿条（811），所述第二驱动装置（12）包括与圆形齿条（811）相啮合的驱动齿轮（121），且驱动齿轮（121）的中部连接有第二驱动马达。

7.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述支撑外框（7）为中空结构，支撑外框（7）靠近第二驱动装置（12）的一侧下部设有缺口，所述支撑外框（7）上的调节口（81）与调节面板（8）上的调节口（81）交错排布。

8.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述中心出水管（9）的一端贯穿调节面板（8）延伸至支撑外框（7）的下方。

9.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，所述固定外框（3）的内圈和所述活动内环（4）的外圈均设有凹形滑槽，且两个所述凹形滑槽之间嵌装有多个滚珠。

10.根据权利要求1所述的基于太阳能系统用热水箱进水口水流均流设备，其特征在于，还包括控制模块和温度传感模块，所述主流支管（21）和所述均流支管（22）上均连接有控制阀，且控制阀与所述控制模块的输出端连接，控制模块的输入端与安装在所述储水箱箱体（1）内壁的温度传感模块电性连接。

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