CN1896638A - 一种热水器出水装置及使用该装置的热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热水器出水装置及使用该装置的热水器。该出水装置包括设置在保温储水箱内的浮子，浮子的上部嵌装有端口外露的排气管，并使其始终保持在保温储水箱内的水面之上，浮子的下部嵌装有端口外露的热水管，并使之始终保持在保温储水箱内的水面之下；排气管和热水管的另一端口分别与保温储水箱外的三通调节阀排气阀口和进水阀口连通，三通调节阀的另外一个出水阀口与出水管的一端连接，出水管的另一端与出水阀和上水阀并接；三通调节阀由控制机构控制切换。该热水器使用本发明所述的出水装置，具有即开即用，节约水资源，结构简单，成本低，防冻防爆，使用安全，便于制造维修等优点。

Description

一种热水器出水装置及使用该装置的热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术，具体为一种家用热水器、特别是太阳能家用热水器的出水装置及使用该装置的热水器，国际专利主分类号拟为Int.Cl⁷.F24J 2/40。

背景技术

目前，环保型设备、节约型器具是可持续发展社会的必然要求。太阳能热水器无疑是这种器具最典型的代表，因而得到了广泛的应用和发展。

为了有效地利用太阳能，太阳能热水器一般都要安装到房顶。这样，热水器的保温储水箱到出水阀之间必然要有一段较长的连接管路。而这段管路内的水因为不参与热水器内的水循环，所以是冷水。因此，太阳能热水器的用户面临两种选择：1.放掉这段管路内的冷水，等到热水来了再使用；2.先使用这段管路内的冷水，然后再使用热水。很显然，前者会造成极大的浪费，而后者会造成房顶的热水器储水箱虽然有热水，但用户还是要先用冷水。而对于许多用户而言，一次的用水量往往不超过这段管子里的水量。这就意味着太阳能热水器在不浪费水的情况下实际使用不到热水。实际上，不仅是太阳能热水器，存在这种不能“即开即有”热水的情况，其他类型的热水器，如燃气热水器、电热水器等都存在这种问题。这种“非即开即有”型热水器的症结在于热水器储水箱与出水阀门之间管路内的水已脱离热水器的热源，不参与热水器内的水循环，并且管路较长的缘故。所述太阳能热水器因为连接管路更长，因此问题更为突出。另外，在北方冬季使用太阳能热水器时，其出水管暴露在墙体之外，容易产生出水管冻裂和爆管问题，影响了太阳能热水器的推广使用。中国专利CN03280470.9和CN200420026067.4都试图解决这个问题，但其结构复杂、制造难度大、成本较高，维修困难，不便推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是设计一种新的热水器出水装置及使用该装置的热水器，它们具有结构简单、使用安全、便于维护、成本较低，节约资源等优点。

本发明解决所述热水器出水装置技术问题的技术方案是：设计一种热水器出水装置，包括设置在保温储水箱内的浮子，浮子的上部嵌装有端口外露的排气管，并使排气管的外露端口始终保持在保温储水箱内的水面之上，浮子的下部嵌装有端口外露的热水管，并使热水管的外露端口始终保持在保温储水箱内的水面之下；所述排气管和热水管的另一端口分别与保温储水箱外的三通调节阀排气阀口和进水阀口连通，三通调节阀的另外一个出水阀口与出水管的一端连接，出水管的另一端与出水阀和上水阀并接；所述的三通调节阀由控制机构控制切换。

本发明解决所述热水器技术问题的技术方案是：设计一种热水器，该热水器采用了本发明所述的热水器出水装置。

与现有技术相比，本发明的热水器出水装置及使用该装置的热水器设计了保温储水箱内的浮子，并利用浮子使新增设的排气管管口或端口始终保持在保温储水箱内的水面之上，再利用三通调节阀实现排气管、热水管和出水管之间连通或阻断的转换，可以实现热水的“即开即用”，节约了水资源，方便了用户，并具有防冻、防爆等特点；另外，本发明热水器出水装置及使用该装置的热水器的控制机构设计在保温储水箱之外，克服了现有技术放在保温储水箱内部，一旦出故障，维修比较困难的缺陷，具有结构简单、使用安全、便于维护、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明热水器出水装置一种实施例的整体结构示意图；

图2为本发明热水器出水装置的一种三通调节阀控制机构实施例的结构示意图；

图3为本发明热水器出水装置的第二种三通调节阀实施例的结构示意图；

图4为本发明图3所示三通调节阀实施例处于用水时的状态示意图；

图5为本发明图3所示三通调节阀实施例处于不用水时的状态示意图；

图6为本发明热水器出水装置的第三种三通调节阀实施例的结构示意图；

图7为本发明图6所示三通调节阀实施例处于用水时的状态示意图；

图8为本发明热水器出水装置的第四种三通调节阀控制机构实施例的结构示意图；

图9为本发明图8所示三通调节阀实施例处于用水时的状态示意图；

图10为本发明热水器出水装置的第二种三通调节阀控制机构实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图详细叙述本发明，但本发明不受实施例的限制：

本发明设计的一种热水器出水装置(参见图1，以下简称出水装置)，包括设置在保温储水箱1内的浮子2，浮子2的上部嵌装有端口外露的排气管3，并使排气管3的外露端口始终保持在保温储水箱1内的水面之上，浮子2的下部嵌装有端口外露的热水管4，并使热水管4的外露端口始终保持在保温储水箱1内的水面之下；所述排气管3和热水管4的另一端口分别与保温储水箱1外的三通调节阀5的排气阀口7和进水阀口6连通，三通调节阀5的另外一个出水阀口8与出水管16的一端连接，出水管16的另一端与出水阀17和上水阀22并接；所述的三通调节阀5由控制机构控制切换。

不难理解，本发明出水装置所述的三通调节阀5的控制机构可以有多种结构。最简单的结构就是常规三通调节阀的控制手柄。本发明设计了一种三通调节阀控制机构的实施例为电动式控制机构，其结构为(参见图1、2)：设计一个齿轮10和齿条11构成的传动副，替代普通三通调节阀5的控制手柄。在所述齿条11的一端配装一个电磁铁13，另一端与弹簧12相连；弹簧12可以是拉簧或压簧。这取决于电磁铁13产生的是吸力还是斥力。所述的齿轮10与三通调节阀5的阀门9切换轴连接。用水时，闭合电源开关15，通电线圈14缠绕的电磁铁13产生电磁感应，吸引齿条11水平移动。齿条11的水平移动将拉动与之啮合的齿轮10转动。齿轮10的转动可带动三通调节阀5的阀门9转动，完成阀门9的切换，即令三通调节阀5的进水阀口6与出水阀口8连通，使热水管4与出水管16连通，而把三通调节阀5的排气阀口7与排气管3阻断。阀门9切换后，热水可从保温储水箱1内依次经管接的热水管4、三通调节阀5和出水管16到达出水阀(或用水阀)17处，由于出水阀17处于常开状态，因此热水即开即用。不需要热水时，断开电源开关15，电磁铁13对齿条11的磁力消失，齿条11将在拉簧12的拉力作用下反向水平运动。齿条11的水平运动将拉动与之啮合的齿轮10反向转动。齿轮10的转动使得三通调节阀5的阀门9反向转动，三通调节阀5的进水(或热水)阀口6被封闭，从而热水管4被封闭，而使排气管3与出水管16连通。此时，出水管16中的热水在空气压力作用下从常开的出水阀17流出，保证了不用水时出水管16为空，以备下次用水时出水阀17可直接流出热水。在不需要热水的前提下上冷水时，电源开关15处于断开状态，三通调节阀5的进水阀口6处于封闭状态，排气阀口7和出水阀口8处于连通状态，此时只需要关闭出水阀17，打开上水阀22，冷水将沿出水管16上行至出水阀口8，水流入三通调节阀5，经排气阀口7流至排气管3，从而进入保温储水箱1内，上水完毕后，关闭上水阀22，打开出水阀17，保证出水管16为空。

本发明出水装置的三通调节阀5的另一种实施例结构是(参见图3)：所述三通调节阀5为蝶形阀，即阀门9由可相对旋转的上层扇形瓷阀18’和下层扇形瓷阀18组成，排气管3和出水管16处于常通状态。本实施例与上述实施例的三通调节阀5的各个阀口分别与所述排气管3、热水管4和出水管16的连接方式都相同，三通调节阀5的切换也由电磁铁13、套在电磁铁13上的通电线圈14和电源开关15来完成。当用水时，闭合电源开关15，通电线圈14缠绕的电磁铁13产生电磁感应，吸引齿条11水平移动。齿条11的水平移动将拉动与之啮合的齿轮10转动。齿轮10的转动可带动三通调节阀5的扇形阀门9转动，上层扇形阀门18’和下层扇形阀门18重叠(参见图4)，扇形孔20将热水管4与出水管16连通，热水可从保温储水箱1内依次经管接的热水管4、三通调节阀5和出水管16到达出水阀17处。由于出水阀17处于常开状态，因此热水可即开即用。不需要热水时，断开电源开关15，电磁铁13对齿条11的磁力消失，齿条11将在拉簧12的拉力作用下反向水平运动。齿条11的水平运动将拉动与之啮合的齿轮10反向转动。齿轮10的转动使得三通调节阀5的阀门9反向转动，使上层扇形阀门18’与下层扇形阀门18将孔20闭合(如图5所示)，热水管4和出水管16被阻断，而排气管7和出水管8仍处于连通状态。此时，出水管16中的热水在空气压力作用下从常开的出水阀17中流出，保证了不用水时出水管16为空，以备下次用水时出水阀17可直接流出热水。在不需要热水的前提下上冷水时，电源开关15处于断开状态，三通调节阀5的进水阀口6处于封闭状态，排气阀口7和出水阀口8处于连通状态，此时只需要关闭出水阀17，打开上水阀22，冷水将沿出水管16上行至出水阀口8，水流入三通调节阀5，经排气阀口7流至排气管3，从而进入保温储水箱1内。上水完毕后，关闭上水阀22，打开出水阀17，保证出水管16为空。

本发明出水装置还设计了第三种三通调节阀5的实施例。第三种三通调节阀5实施例的特征为圆柱阀，即所述三通调节阀5的阀门9为圆柱形状，且其内部开有“L”型通道(如图7所示)。安装时，圆柱阀“L”型通道的竖直部分与排气阀口7和出水阀口8连通，其水平部分可与进水阀口6接通或阻断。热水器出水装置的排气管3和出水管16处于常通状态。第三种三通调节阀5实施例与第一种实施例的三通调节阀5的各个阀口分别与所述排气管3、热水管4和出水管16的连接方式都相同，三通调节阀5的切换控制也由电磁铁13、套在电磁铁13上的通电线圈14和电源开关15来完成。当用水时，闭合电源开关15，通电线圈14缠绕的电磁铁13产生电磁感应，吸引齿条11水平移动。齿条11的水平移动将拉动与之啮合的齿轮10转动。齿轮10的转动可带动三通调节阀5的圆柱塞9转动，使“L”型通道23水平部分端口经进水阀口6与热水管4接通，竖直部分端口19经出水阀口8与出水管16连通(参见图6和图7)。此时热水可从保温储水箱1内依次经管接的热水管4、三通调节阀5和出水管16到达出水阀17处。由于出水阀17处于常开状态，因此热水即开即用。不需要热水时，断开电源开关15，电磁铁13对齿条11的磁力消失，齿条11将在拉簧12的拉力作用下反向水平运动。齿条11的水平运动将拉动与之啮合的齿轮10反向转动。齿轮10的转动使得三通调节阀5的阀门9反向转动，使圆柱阀9将热水管4阻断，而排气管3和出水管16仍处于连通状态，因此出水管16中的热水在空气压力作用下可从常开的出水阀17流出，保证了不用水时出水管为空，以备下次用水时出水阀17可直接流出热水。在不需要热水的前提下，上冷水时，电源开关15处于断开状态，三通调节阀5的进水阀口6处于封闭状态，排气阀口7和出水阀口8处于连通状态，此时只需要关闭出水阀17，打开上水阀22，冷水将沿出水管16上行至出水阀口8，水流在三通调节阀5经排气阀口7流至排气管3，从而进入保温储水箱1内，上水完毕后关闭上水阀22，打开出水阀17，保证出水管16为空。

本发明出水装置还设计了第四种三通调节阀5的实施例。第四种三通调节阀5实施例的特征为球形阀，即所述三通调节阀5的阀门9为圆球形，其内部开有“一”字型通道23(参见图8、9)。球形阀9安装在进水阀口6内，通过转动其“一”字型通道23可接通或阻断进水阀口6。球形阀“一”字型通道23的一端与进水阀口6和热水管4连通时，另一端也与出水阀口8和出水管16同时连通；相反，则两者都被同时阻断。热水器出水装置的排气管3和出水管16处于常通状态。其余结构和工作原理与前述实施例相同。

本发明三通调节阀控制机构所述的电磁铁13对齿条11还可以设计为产生排斥力，同时把拉簧相应改为压簧。无论是所述电磁铁13对齿条11产生吸引力还是排斥力，都应当与所述弹簧12(拉簧的拉力或压簧的压力)匹配适当，使齿条11移动顺畅到位，进而使齿轮10带动阀门9切换轴顺利切换，接通到位。

本发明出水装置还设计了另一种三通调节阀控制机构的结构(参见图10)。本实施例与第一种实施例的主要区别在于三通调节阀5的阀体具体结构不同，其它的如三通调节阀5的各个管口分别与所述排气管3、热水管4和出水管16的连接方式都相同，三通调节阀5的切换也由电磁铁13、套在电磁铁13上的通电线圈14和电源开关15来完成。其不同在于所述三通调节阀5的铁质手柄24穿过橡胶套25，橡胶套25固定在三通调节阀5上，并使之密封，铁质手柄24和橡胶套25之间套装弹簧12，铁质手柄24的上方安装有电磁铁13。所述的橡胶套25具有密封作用。用水时，闭合电源开关15，缠绕通电线圈14的电磁铁13产生电磁感应，吸附住三通调节阀5的铁质手柄24，使得三通调节阀5的阀门9提起，三通调节阀进水阀口6与三通调节阀出水阀口8连通，从而热水管4与出水管16连通，热水从保温储水箱1依次经热水管4、三通调节阀5、出水管16到达出水阀17处。由于出水阀17处于常开状态，此时热水即开即用。不需要热水时，断开电源开关15，电磁铁13对三通调节阀5的铁质手柄24吸引磁力消失，弹簧12向下拉动铁质手柄24，使三通调节阀阀5的阀门9向下移动，阻断进水阀口6，也即阻断热水管4与出水管16的通路，切断热水。在热水被切断的同时，排气管3与出水管16仍保持连通。此时，出水管16中的热水在空气压力作用下可从出水阀17流出，保证了不用水时出水管16为空。下次用水时，闭合电源开关15，出水阀17将可直接流出热水。在不需要热水的前提下上冷水时，电源开关15处于断开状态，三通调节阀5的进水阀口6处于封闭状态，排气阀口7和出水阀口8处于连通状态。此时只需要关闭出水阀17，打开上水阀22，冷水将沿出水管16上行至出水阀口8，水流在三通调节阀5经排气阀口7流至排气管3，从而进入保温储水箱1内。上水完毕后，关闭上水阀22，打开出水阀17，保证出水管16为空。

本发明所述三通调节阀及其控制机构并不局限于上述实施例，还可以设计或直接采用其他任意结构的三通调节阀和任意方式实现顺利切换的三通调节阀控制机构，只要三通调节阀5其中的一个阀口用来接入排气管3引入空气，另一个阀口用来接入热水管4引入热水，第三个阀口接入出水管16，而三通调节阀控制机构可以是使三通调节阀5在排气管3与出水管16连通或者是热水管4与出水管16连通之间进行顺利切换任意控制机构。实际中应用的各种三通调节阀及其控制机构，只要满足需要都可以使用。

使用本发明出水装置的热水器所述的出水阀17平时处于常开状态。三通调节阀5由遥控开关控制。其工作原理是：使用时，闭合遥控开关，控制所述控制机构指令所述三通调节阀5的阀门9，使所述的热水管4与出水管16连通，热水从保温储水箱1经热水管4、三通调节阀5、出水管16到达出水阀17处。由于所述的出水阀17处于常开状态，打开出水阀17即可直接使用到热水，实现热水的即开即用。当停止使用时，断开遥控开关，通过指令三通调节阀5的阀门9，热水管4的管路被封，排气管3与出水管16连通。此时出水管16中的热水会在空气压力的作用下从出水阀17流出，使不用水时的出水管16排空。这种设计不仅保证了再次使用热水器时，一闭合遥控开关就可有热水即时流出，而且可使得热水器的出水管16防冻、防爆，解决了热水器，特别是太阳能热水器冬季使用时出水管容易冻裂和爆管问题。这种防冻、防爆功能可以使得太阳能热水器在北方的冬天仍可放心使用。

采用本发明出水装置的热水器所述保温储水箱1内的浮子2形状结构使得热水管4的高度不会太低，又因为要求热水管4的外露端口始终遥保持在保温储水箱1内的水面之下，因此保温储水箱1中的水就不会太少。这种设计可防止因保温储水箱1中的水太少，温度太高，一旦补注凉水时，使吸收太阳能的玻璃管炸裂，保证了使用安全，提高了使用寿命。由于切换所述热水管4与排气管3的三通调节阀5安装在保温储水箱1之外，所以本发明热水器出水装置易于更换和维修，制造和使用成本均低。

本发明出水装置及使用该装置的热水器未述及之处适用于现有技术。

Claims (7)

1.一种热水器出水装置，包括设置在保温储水箱内的浮子，浮子的上部嵌装有端口外露的排气管，并使排气管的外露端口始终保持在保温储水箱内的水面之上，浮子的下部嵌装有端口外露的热水管，并使热水管的外露端口始终保持在保温储水箱内的水面之下；所述排气管和热水管的另一端口分别与保温储水箱外的三通调节阀排气阀口和进水阀口连通，三通调节阀的另外一个出水阀口与出水管的一端连接，出水管的另一端与出水阀连接；所述的三通调节阀的切换由控制机构控制。

2.根据权利要求1所述的热水器出水装置，其特征在于所述三通调节阀控制机构的结构为：设计一个齿轮和齿条构成的传动副，在所述齿条的一端配装一个电磁铁，另一端与弹簧相连；所述的齿轮与三通调节阀的阀门切换轴连接。

3.根据权利要求2所述的热水器出水装置，其特征在于所述三通调节阀为蝶形阀：即所述三通调节阀的阀门由可相对旋转的上层扇形瓷阀和下层扇形瓷阀组成。

4.根据权利要求2所述的热水器出水装置，其特征在于所述三通调节阀为圆柱阀，即所述三通调节阀的阀门为圆柱形状，且其内部开有“L”型通道；圆柱阀“L”型通道的竖直部分与排气阀口和出水阀口连通，其水平部分可与进水阀口接通或阻断。

5.根据权利要求2所述的热水器出水装置，其特征在于所述三通调节阀为球形阀，即所述三通调节阀的阀门为圆球形，其内部开有“一”字型通道；球形阀安装在进水阀口内，通过转动其“一”字型通道可接通或阻断进水阀口。

6..根据权利要求1所述的热水器出水装置，其特征在于所述三通调节阀的控制机构的结构为：三通调节阀的铁质手柄穿过橡胶套，橡胶套固定在三通调节阀上，铁质手柄和橡胶套之间套装弹簧，铁质手柄的上方安装有电磁铁；铁质手柄穿过橡胶套，橡胶套固定在三通调节阀的切换轴上，并使之密封，铁质手柄和橡胶套之间套装弹簧，铁质手柄的上方安装有电磁铁。

7.一种热水器，其特征在于该热水器使用了权利要求1-6任一项所述的热水器出水装置。

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