CN113587462A - 水箱及热水器 - Google Patents

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CN113587462A CN202010365275.0A CN202010365275A CN113587462A CN 113587462 A CN113587462 A CN 113587462A CN 202010365275 A CN202010365275 A CN 202010365275A CN 113587462 A CN113587462 A CN 113587462A
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李炳东
马东
王雷
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Qingdao Haier Air Conditioning Electric Co Ltd
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Abstract

本发明属于热水器技术领域，具体涉及一种水箱及热水器。本发明旨在解决现有的热水器存在的通过在储水装置中设置第一水箱和第二水箱，不能彻底解决在光照不充足的情况下利用太阳能高效的将适当水量加热至用户所需温度的问题。为此目的，在本发明的转轴同轴设置于水箱的腔室内部，活动板将腔室分隔为盛水腔和备用腔，活动板连接在转轴上并设置成转轴转动时带动活动板在腔室内滑动以改变盛水腔的容积，盛水腔在活动板的相对侧设置有进水口和出水口。如此，本发明可以实现水箱中需要加热的水量与热水器的加热能力相匹配，并且可以保证在加热的同时逐渐增加盛水腔的容积及其内部的水量，使得水箱中的水温能始终满足用户的使用需求。

Description

水箱及热水器
技术领域
本发明属于热水器技术领域，具体涉及一种水箱及热水器。
背景技术
中国专利申请文件(CN209944777U)公开了一种容积可变的太阳能热水器，其具体公开了该容积可变的太阳能热水器包括支架及固定在支架上的储水装置、太阳能集热管和交换箱。其中，太阳能集热管设置在支架的倾斜部分，储水装置设置在支架顶端。该储水装置的内部分割成第一水箱和第二水箱，第一水箱和第二水箱中分别设置有电加热装置，第一水箱和第二水箱分别通过第一阀门和第二阀门与交换箱连通，交换箱的另一侧与太阳能集热管相通。太阳能集热管将热量传递给交换箱中的水，交换箱与储水装置之间形成水循环。
现有的上述热水器只是通过在储水装置中设置第一水箱和第二水箱，以通过在光照不充足的情况下只开启一个水箱来减少所需要加热的水，来达到水温能够升到较高的温度。但是，现有的上述热水器中每个水箱中的水量依然较大，不能彻底解决在光照不充足的情况下利用太阳能高效的将适当水量加热至用户所需温度的问题。
相应地，本领域需要一种新的水箱及热水器来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的热水器存在的通过在储水装置中设置第一水箱和第二水箱，热水器中每个水箱中的水量依然较大，不能彻底解决在光照不充足的情况下利用太阳能高效的将适当水量加热至用户所需温度的问题，本发明提供了一种水箱及热水器。
首先，本发明提供了一种水箱，所述水箱的腔室中设置有活动板和转轴；所述活动板的周边与所述腔室的内壁之间设置有密封件，所述活动板将所述腔室分隔为盛水腔和备用腔，所述盛水腔在所述活动板的相对侧设置有进水口和出水口；所述转轴同轴设置于所述腔室的内部，所述转轴的一端伸出所述腔室以连接驱动装置，所述转轴的另一端与所述腔室的内壁转动连接；所述活动板连接在所述转轴上并设置成所述转轴转动时带动所述活动板在所述腔室内滑动以改变所述盛水腔的容积。
作为本发明提供的上述水箱的一种优选的技术方案，所述腔室内部设置有固定隔板；所述固定隔板的一侧边靠近所述转轴并与所述转轴平行设置，所述固定隔板的剩余周边均与所述腔室的内壁连接；所述活动板平行所述转轴设置并与所述转轴固定连接，所述活动板与所述固定隔板之间设置有柔性防水件，所述转轴带动所述活动板绕其轴线转动。
作为本发明提供的上述水箱的一种优选的技术方案，所述转轴上设置有外螺纹，所述活动板的中心螺纹孔与所述转轴通过螺纹传动连接；所述活动板与所述腔室的内壁之间设置有限位结构，所述限位结构设置为仅允许所述转轴带动所述活动板沿其轴向平移。
作为本发明提供的上述水箱的一种优选的技术方案，所述活动板呈圆盘状，所述限位结构包括所述活动板上设置的沿其自身径向伸出的限位块、所述腔室的内壁上设置的沿其自身轴向延伸的限位槽，所述限位块与所述限位槽相互配合并绕圆周间隔设置有多个；或者所述限位结构包括所述活动板、所述腔室垂直于自身轴线并相互配合的多边形截面。
作为本发明提供的上述水箱的一种优选的技术方案，所述限位结构包括所述腔室内设置的与所述转轴平行的光杆轴、所述活动板上设置的供所述光杆轴穿过的通孔。
作为本发明提供的上述水箱的一种优选的技术方案，所述水箱的顶部设置有将所述盛水腔、所述备用腔与外界连通的通气孔；或者所述盛水腔、所述备用腔内分别设置有通气管，所述通气管的一端延伸至所述腔室的顶部，所述通气管的另一端与所述水箱上的通气孔连接。
作为本发明提供的上述水箱的一种优选的技术方案，所述盛水腔中设置有水位传感器和/或温度传感器。
然后，本发明还提供了一种热水器，所述热水器包括热水主机和水箱；所述热水主机包括加热水腔，所述加热水腔上设置有进水口和出水口；所述水箱的腔室中设置有活动板和转轴；所述活动板的周边与所述腔室的内壁之间设置有密封件，所述活动板将所述腔室分隔为盛水腔和备用腔，所述盛水腔在所述活动板的相对侧设置有进水口和出水口；所述转轴同轴设置于所述腔室的内部，所述转轴的一端伸出所述腔室用于连接驱动装置，所述转轴的另一端与所述腔室的内壁转动连接；所述活动板连接在所述转轴上并设置成所述转轴转动时带动所述活动板在所述腔室内滑动以改变所述盛水腔的容积；所述加热水腔的进水口与所述盛水腔的出水口连通，所述加热水腔的出水口与所述盛水腔的进水口连通。
作为本发明提供的上述热水器的一种优选的技术方案，所述热水主机包括太阳能热水主机、热泵主机、电热水主机中的至少一种；或者所述热水主机包括太阳能热水主机和热泵主机，所述太阳能热水主机的出水口、所述热泵主机的出水口分别通过第一三通阀与所述盛水腔的进水口连通；所述太阳能热水主机的进水口、所述热泵主机的进水口分别通过第二三通阀与所述盛水腔的出水口连通。
作为本发明提供的上述热水器的一种优选的技术方案，所述热水器的控制器的信号输入端连接有设置于所述盛水腔中的水位传感器和温度传感器；所述控制器的信号输出端连接有所述驱动装置、所述第一三通阀和所述第二三通阀。
在本发明提供的一种水箱及热水器中，转轴同轴设置于水箱的腔室内部，活动板将腔室分隔为盛水腔和备用腔，活动板连接在转轴上并设置成转轴转动时带动活动板在腔室内滑动以改变盛水腔的容积，盛水腔在活动板的相对侧设置有进水口和出水口。如此，本发明可以实现水箱中需要加热的水量与热水器的加热能力相匹配，并且可以保证在加热的同时逐渐增加盛水腔的容积及其内部的水量，使得水箱中的水温能始终满足用户的使用需求。
此外，在本发明提供的一种热水器中，通过将水箱的进水口、出水口与太阳能热水主机以及热泵主机、电热水主机等其他类型的热水主机连通。如此，在热水器使用过程中，可以优先利用太阳能热水主机对水箱内的水进行加热，在太阳能热水主机的加热能力达不到用户的使用需求时，转换为使用其他类型的热水主机。本发明的热水器既能充分利用太阳能实现热水，也能保证热水器整机的加热能力不受光照因素的影响。
附图说明
下面参照附图来描述本发明的水箱及热水器。附图中：
图1为本实施例的水箱的第一个结构示意图；
图2为本实施例的水箱的第二个结构示意图；
图3为本实施例的热水器的结构示意图。
附图标记列表
1-水箱；11-盛水腔；12-备用腔；13-第一电磁阀；14-第二电磁阀；15-活动板；16-转轴；17-固定隔板；
2-太阳能热水主机；
3-热泵主机；
41-第一三通阀；42-第二三通阀。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本实施例及其附图中是以几个示例对水箱的具体结构进行示意性说明的，但非对本发明水箱具体结构的穷举，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了解决现有技术中的热水器存在的通过在储水装置中设置第一水箱和第二水箱，热水器中每个水箱中的水量依然较大，不能彻底解决在光照不充足的情况下利用太阳能高效的将适当水量加热至用户所需温度的问题。本实施例提供了一种水箱及热水器。
首先，如图1至图3所示，本实施例提供了一种水箱1，该水箱1的腔室中设置有活动板15和转轴16；活动板15的周边与腔室的内壁之间设置有密封件(图中未示出)，活动板15将腔室分隔为盛水腔11和备用腔12，盛水腔11在活动板15的相对侧设置有进水口和出水口；转轴16同轴设置于腔室的内部，转轴16的一端伸出腔室以连接驱动装置(图中未示出)，转轴16的另一端与腔室的内壁转动连接；活动板15连接在转轴16上并设置成转轴16转动时带动活动板15在腔室内滑动以改变盛水腔11的容积。
需要说明的是，可以在活动板15的周边设置橡胶密封垫等其他类型的密封件，该密封件保证活动板15相对于腔室内壁的滑动的同时，还起到活动板15的周边与腔室的内壁之间密封的作用。盛水腔11中用于盛放需要加热的水，备用腔12不盛放水。腔室的容积为盛水腔11与备用腔12的容积之和，活动板15通过滑动增大或减小盛水腔11的容积时，备用腔12的容积会相应的减小或增大。驱动转轴16转动的驱动装置可以由步进电机的主轴与减速器的动力输入轴连接组成，减速器的动力输出轴与转轴16伸出腔室的一端连接。
转轴16的另一端与腔室的内壁转动连接时，可以将转轴16的该端伸入腔室的内壁上设置的圆柱形凹槽，或者还可以在腔室的内壁的凹槽内设置轴承，转轴16的另一端与该轴承的内圈固定连接。
此外，还可以在腔室内壁的位于进水口、出水口与活动板15之间的位置设置卡块，以限制活动板15的初始位置，以保证在活动板15滑动过程中进水口、出水口始终位于盛水腔11内。
在本实施例提供的一种水箱1及热水器中，转轴16同轴设置于水箱1的腔室内部，活动板15将腔室分隔为盛水腔11和备用腔12，活动板15连接在转轴16上并设置成转轴16转动时带动活动板15在腔室内滑动以改变盛水腔11的容积，盛水腔11在活动板15的相对侧设置有进水口和出水口。如此，本实施例可以实现水箱1中需要加热的水量与热水器的加热能力相匹配，并且可以保证在加热的同时逐渐增加盛水腔11的容积及其内部的水量，使得水箱1中的水温能始终满足用户的使用需求。
作为本实施例提供的上述水箱1的一种优选的实施方式，如图1所示，腔室内部设置有固定隔板17；固定隔板17的一侧边靠近转轴16并与转轴16平行设置，固定隔板17的剩余周边均与腔室的内壁连接；活动板15平行转轴16设置并与转轴16固定连接，活动板15与固定隔板17之间设置有柔性防水件(图中未示出)，转轴16带动活动板15绕其轴线转动。
示例性地，在水箱1的该实施方式中固定隔板17固定设置在腔室中，与活动板15共同将腔室分为盛水腔11和备用腔12两部分。活动板15与固定隔板17之间设置的柔性防水件可以为防水纸、防水帆布等，以在不影响活动板15在腔室中滑动的前提下，保证活动板15在滑动过程中盛水腔11和备用腔12之间不透水。可以理解的是，该柔性防水件也可以直接连接在转轴16与腔室内壁上时，依然能实现上述目的，也应落入本发明的保护范围之内。
作为本实施例提供的上述水箱1的一种优选的实施方式，转轴16上设置有外螺纹，活动板15的中心螺纹孔与转轴16通过螺纹传动连接；活动板15与腔室的内壁之间设置有限位结构，该限位结构设置为仅允许转轴16带动活动板15沿其轴向平移。
示例性地，在该水箱1的该实施方式中利用了丝杆螺母传动原理，转轴16与活动板15之间通过螺纹传动的方式来使活动板15沿转轴16的轴向平移而不发生转动，从而实现改变盛水腔11的容积的目的。
作为丝杆螺母传动的第一种实施方式，活动板15呈圆盘状，限位结构包括活动板15上设置的沿其自身径向伸出的限位块、腔室的内壁上设置的沿其自身轴向延伸的限位槽，限位块与限位槽相互配合并绕圆周间隔设置有多个。
示例性地，该限位块的形状可以为梯形，该限位块沿背离活动板15中心的方向的宽度可以逐渐变宽也可以逐渐变窄，通过梯形设置可以减少限位块与活动板15自身之间的应力集中。可以理解的是，也可以在活动板15上设置限位槽而腔室的内壁上设置限位块，可以与前者在活动板15上设置限位块而腔室的内壁上设置限位槽达到相同的技术效果。其中，在限位块与限位槽之间也需要设置密封件，以防盛水腔11与备用腔12之间透水。
作为丝杆螺母传动的第二种实施方式，以上限位结构包括活动板15、腔室垂直于自身轴线并相互配合的多边形截面。如图2所示，动板15、腔室垂直于自身轴线的截面为矩形。此外，该活动板15还可以设置为五边形、六边形等凹多边形或凸多边形，其同样可以达到限制活动板15转动的目的。
作为丝杆螺母传动的第三种实施方式，限位结构包括腔室内设置的与转轴16平行的光杆轴、活动板15上设置的供光杆轴穿过的通孔。即通过光杆轴与活动板15上设置的通孔的配合也可以实现防止活动板15转动的限位功能。
作为本实施例提供的上述水箱1的一种优选的实施方式，水箱1的顶部设置有将盛水腔11、备用腔12与外界连通的通气孔(图中未示出)；或者盛水腔11、备用腔12内分别设置有通气管(图中未示出)，通气管的一端延伸至腔室的顶部，通气管的另一端与水箱1上的通气孔连接，这时的通气孔可以设置在水箱的任意高度位置。
可以理解的是，在盛水腔11、备用腔12的容积改变时，或者在盛水腔11中进水和出水时，盛水腔11、备用腔12中的气压会发生改变，为了避免气压对水箱1的正常工作产生影响，通过上述的通气孔来实现盛水腔11、备用腔12与外界的压力平衡。当然，还可以在通气孔上设置通气阀，当需要调节盛水腔11、备用腔12内部的气压时，将该通气阀打开，当气压不影响水箱正常工作时通气阀关闭。通气孔或通气管在腔室内的一端应该设置在水位以上，避免水箱1中的水对气压平衡的调节产生影响。
作为本实施例提供的上述水箱1的一种优选的实施方式，盛水腔11中设置有水位传感器和/或温度传感器。通过水位传感器、温度传感器反馈水箱1中的水位信息和温度信息，以便热水器对热水的过程进行自动控制，以及使用户了解水箱1内部的热水情况。
然后，本实施例还提供了一种热水器，如图1至图3所示，热水器包括热水主机和水箱1；热水主机包括加热水腔，加热水腔上设置有进水口和出水口；水箱1的腔室中设置有活动板15和转轴16；活动板15的周边与腔室的内壁之间设置有密封件，活动板15将腔室分隔为盛水腔11和备用腔12，盛水腔11在活动板15的相对侧设置有进水口和出水口；转轴16同轴设置于腔室的内部，转轴16的一端伸出腔室用于连接驱动装置，转轴16的另一端与腔室的内壁转动连接；活动板15连接在转轴16上并设置成转轴16转动时带动活动板15在腔室内滑动以改变盛水腔11的容积；加热水腔的进水口与盛水腔11的出水口连通，加热水腔的出水口与盛水腔11的进水口连通。
作为本实施例提供的上述热水器的一种优选的实施方式，热水主机包括太阳能热水主机2、热泵主机3、电热水主机中的至少一种。如图3所示，本实施例以热水主机包括太阳能热水主机2和热泵主机3为例进行说明，太阳能热水主机2的出水口、热泵主机3的出水口分别通过第一三通阀41与盛水腔11的进水口连通；太阳能热水主机2的进水口、热泵主机3的进水口分别通过第二三通阀42与盛水腔11的出水口连通。
在本实施例提供的热水器中，通过将水箱1的进水口、出水口与太阳能热水主机2以及热泵主机3、电热水主机等其他类型的热水主机连通。如此，在热水器使用过程中，可以优先利用太阳能热水主机2对水箱1内的水进行加热，在太阳能热水主机2的加热能力达不到用户的使用需求时，转换为使用热泵主机3等其他类型的热水主机。本实施例的热水器既能充分利用太阳能实现热水，也能保证热水器整机的加热能力不受光照因素的影响。
此外，还可以在水箱1的进水口上设置的第一电磁阀13、水箱1的出水口上设置的第二电磁阀14，当需要加热水箱中的水时将第一电磁阀13和第二电磁阀14打开，当不需要加热时将第一电磁阀13和第二电磁阀14关闭。
作为本实施例提供的上述热水器的一种优选的实施方式，热水器的控制器的信号输入端连接有设置于盛水腔11中的水位传感器和温度传感器；控制器的信号输出端连接有驱动装置、第一三通阀41和第二三通阀42。控制器还可以连接第一电磁阀13和第二电磁阀14。
本实施例提供的热水器中，热水器的控制器可以根据盛水腔11中的水位传感器、温度传感器反馈的水位信息和温度信息对热水器的驱动装置、第一三通阀41和第二三通阀42，以及第一电磁阀13和第二电磁阀14等其他的阀门进行控制，以实现热水器的自动控制。该控制器的信号输出端还可以对太阳能热水主机2以及热泵主机3、电热水主机等其他类型的热水主机的电源开关通信连接，以对热水主机的开启和关闭进行控制。本实施例主要针对热水器的必要结构进行说明，对热水器实现自动控制的具体方法不再进行介绍。
当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水箱，其特征在于，所述水箱的腔室中设置有活动板和转轴；
所述活动板的周边与所述腔室的内壁之间设置有密封件，所述活动板将所述腔室分隔为盛水腔和备用腔，所述盛水腔在所述活动板的相对侧设置有进水口和出水口；
所述转轴同轴设置于所述腔室的内部，所述转轴的一端伸出所述腔室以连接驱动装置，所述转轴的另一端与所述腔室的内壁转动连接；
所述活动板连接在所述转轴上并设置成所述转轴转动时带动所述活动板在所述腔室内滑动以改变所述盛水腔的容积。
2.根据权利要求1所述的水箱，其特征在于，所述腔室内部设置有固定隔板；
所述固定隔板的一侧边靠近所述转轴并与所述转轴平行设置，所述固定隔板的剩余周边均与所述腔室的内壁连接；
所述活动板平行所述转轴设置并与所述转轴固定连接，所述活动板与所述固定隔板之间设置有柔性防水件，所述转轴带动所述活动板绕其轴线转动。
3.根据权利要求1所述的水箱，其特征在于，所述转轴上设置有外螺纹，所述活动板的中心螺纹孔与所述转轴通过螺纹传动连接；
所述活动板与所述腔室的内壁之间设置有限位结构，所述限位结构设置为仅允许所述转轴带动所述活动板沿其轴向平移。
4.根据权利要求3所述的水箱，其特征在于，所述活动板呈圆盘状，所述限位结构包括所述活动板上设置的沿其自身径向伸出的限位块、所述腔室的内壁上设置的沿其自身轴向延伸的限位槽，所述限位块与所述限位槽相互配合并绕圆周间隔设置有多个；或者
所述限位结构包括所述活动板、所述腔室垂直于自身轴线并相互配合的多边形截面。
5.根据权利要求3所述的水箱，其特征在于，所述限位结构包括所述腔室内设置的与所述转轴平行的光杆轴、所述活动板上设置的供所述光杆轴穿过的通孔。
6.根据权利要求1所述的水箱，其特征在于，所述水箱的顶部设置有将所述盛水腔、所述备用腔与外界连通的通气孔；或者
所述盛水腔、所述备用腔内分别设置有通气管，所述通气管的一端延伸至所述腔室的顶部，所述通气管的另一端与所述水箱上的通气孔连接。
7.根据权利要求1所述的水箱，其特征在于，所述盛水腔中设置有水位传感器和/或温度传感器。
8.一种热水器，其特征在于，所述热水器包括热水主机和水箱；
所述热水主机包括加热水腔，所述加热水腔上设置有进水口和出水口；
所述水箱的腔室中设置有活动板和转轴；所述活动板的周边与所述腔室的内壁之间设置有密封件，所述活动板将所述腔室分隔为盛水腔和备用腔，所述盛水腔在所述活动板的相对侧设置有进水口和出水口；
所述转轴同轴设置于所述腔室的内部，所述转轴的一端伸出所述腔室用于连接驱动装置，所述转轴的另一端与所述腔室的内壁转动连接；
所述活动板连接在所述转轴上并设置成所述转轴转动时带动所述活动板在所述腔室内滑动以改变所述盛水腔的容积；
所述加热水腔的进水口与所述盛水腔的出水口连通，所述加热水腔的出水口与所述盛水腔的进水口连通。
9.根据权利要求8所述的热水器，其特征在于，所述热水主机包括太阳能热水主机、热泵主机、电热水主机中的至少一种；或者
所述热水主机包括太阳能热水主机和热泵主机，所述太阳能热水主机的出水口、所述热泵主机的出水口分别通过第一三通阀与所述盛水腔的进水口连通；所述太阳能热水主机的进水口、所述热泵主机的进水口分别通过第二三通阀与所述盛水腔的出水口连通。
10.根据权利要求9所述的热水器，其特征在于，所述热水器的控制器的信号输入端连接有设置于所述盛水腔中的水位传感器和温度传感器；
所述控制器的信号输出端连接有所述驱动装置、所述第一三通阀和所述第二三通阀。
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