CN2145349Y - 热水器自动控温装置 - Google Patents

Abstract

本装置为改进型热水器，特别是一种热水器自动 控温装置，在一锥形密闭容器中装填有高热胀系数、 低熔点及不易外渗等特性的固态物质(如石蜡)，并于 锥形容器底端添置一水量调节机构及一瓦斯调节机 构，二机构在均匀密闭管道中嵌设一组活塞体、作动 杆、传力板及弹簧，高温将促使容器内的物质熔化，并 产生膨胀压力，藉助于一倒Y形传力杆顶持上述二 机构的活塞体，使节流孔开启、关闭冷水及瓦斯管路， 实现自动调节冷水及瓦斯流量。

Description

一种热水器自动控温装置，是利用热水进水管之高温熔化一锥形密闭容器内具有高热胀系数特性之物质（如石蜡），并借由该物质熔化后所产生的压力推顶容器下端之水量调节机构及瓦斯调节机构内的活塞体。利用挖设于活塞体适当位置之节流孔开启、关闭冷水及瓦斯管路，实现自动调节冷水及瓦斯流量，而水量调节机构下端又添设有一调节螺栓，可配合气候的变化或水龙头的装设位置而旋紧或旋松该螺栓，调整活塞体的位移距离，使水温控制在最适当之范围内，并节省瓦斯。

冬天洗澡时，因使用莲蓬头必须不断调整冷、热水水龙头，以取得适当的水温，在调整过程中所流失的水造成浪费，而洗澡过程中，莲蓬头亦必须多次启、闭，时常会有冷、热失调的情形，使人体皮肤极不舒服；有浴缸（脸盆）者则改将洗澡水注入浴缸中，以取得适当的水温，但如此方式则容易产生用水不足或过多的弊端，形成无谓的困扰与浪费，加上热水不旋紧后，仍有热水残存在水中，这些热水与自来水中含量过高的漂白粉或余氯混合之后，对热水钢管的锈蚀力颇大，因此洗澡时偶尔会有淡褐色铁锈水流出。目前所知使用木柴或油、煤之热水器均以火焰大小控制热水温度，而电热水器则以恒温器控制水温，但二者均无法将水温控制在适合人体42℃以内，且恒温器价格过高，不符经济效益。本装置鉴于习用热水器的缺点，研制出一种热水器自动控温装置，不仅功能更佳，且可适用于传统使用木柴、油、煤等燃料热水器及电热水器。

装置之主要目的，在于一种热水器自动控温装置，利用热水出水管之高温熔化一锥形密闭容器内具有高热胀系数特性之物质，并借由该物质熔化后所产生的膨胀压力推顶容器下端之水量调节机构及瓦斯调节机构内的活塞体、利用挖设于活塞体适当位置之节流孔开启、关闭冷水及瓦斯管路，实现自动调节冷水及瓦斯流量。

本装置之另一目的，是在水量调节机构密闭管道底端添置一调整螺栓，可配合气候的变化或水龙头的装设位置而旋紧或旋松该调整螺栓，调整活塞体的位移距离，使水温控制在最适当的范围内，并节省瓦斯。

本装置之再一目的，是热水出水管在锥形容器外缘环绕数圈，由于热水进水管的管径较小且行径长，总阻力较冷水管大，当水龙头出水量降低至某一程度或完全停止出水时，冷水即不再流入火焰加热区，而冷水则继续流入出水管，可将残存在出水管内的热水排出，避免出水管受到锈蚀，延长其使用寿命。

装置之具体结构、特征与功效，详见图纸及其说明。

图1：热水器内部结构示意图。

图2：装置之结构剖视图。

图3：石蜡熔化膨胀所产生的压力将水量调节机构及瓦斯调节机构之活塞体逐渐往下顶持之示意图。

图4：水量调节机构及瓦斯调节机构之活塞体开启、关闭冷水进水管及瓦斯管之示意图。

图5：配合气候变化或水龙头装设位置 旋紧或旋松调整螺栓示意图。

图6：本装置使用于传统热水器之结构剖视图。

图号：

1：锥形密闭容器 2：密闭管道 3：密闭管道

4：进水管 5：火焰加热区 6：热水进水管

7：冷水进水管 8：出水管 9：活塞

10：倒Y形传力杆 11：活塞体 11′：活塞体

12：作动杆 12′：作动杆 13：传力板

13′：传力板 14：弹簧 14′：弹簧

15：调整螺栓 16：节流孔 16′节流孔

从图1中可以很清楚看到，本装置热水器自动控温装置，是在热水器炉体内添置一锥形密闭容器（1），密闭容器（1）底端又有两个密闭管道（2、3）连通，密闭管道（2、3）内分别设置有水量调整机构及瓦斯调机构：进入热水器炉体内之进水管（4）分为两条管道，一条管道将冷水送往火焰加热区（5），加热区（5）另端为热水进水管（6），延伸至密闭容器（1）后，在容器（1）下端约三分之二部份外缘环绕数圈，使进水管（6）壁与容器（1）贴紧，另一条管道则为冷水进水管（7），直接延伸至容器（1），并在容器（1）上端约三分之一部份环绕一圈，再往下延伸，穿过水量调节机构之密闭管道（2），与热水进水管（6）会合成一接 水龙头之出水管（8）；锥形密闭容器（1）内装填有具高热胀系数、熔点低及不易外渗等特性的固态物质，例如石蜡（ParaffinWax，热胀系数1631，熔点为27.8℃－34.0℃），且容器（1）下端设有一具密封功用之活塞（9），活（9）下缘联接有一倒Y形传力杆（10），与容器（1）下端连通且互相平行之密闭管道（2，3）内均设有一组活塞（11，11′）、作动杆（12，12′）、传力板（13，13′）及弹簧（14，14′）（请参阅图2），活塞体（11，11′）顶缘受到倒Y形传力杆（10）顶持，底缘则受到作动杆（12，12′）顶持，传力板（13，13′）系置于作动杆（12，12′）与弹簧（14，14′）之间，使弹簧（14，14′）得 以借由传力板（13，13′）及作动杆（12，12′）往上顶持活塞体（11，11′），水量调节机构之弹簧（14）底缘又添设一调整螺栓（15），水量调节机构之活塞体（11）上端及瓦斯调节机构之活塞体（14′）下端相对位置均设有两侧相通之节流孔（16，16′），前者之节流孔（16）与冷水进水管（7）之管径相同，后者之节流孔（16′）则与瓦斯管（未显示）之管径相同；平常不关热水时，水量调节机构之活塞体节流孔（16）位于冷水进水管（7）的管径范围外，活塞体（11）将进水管（7）密闭，瓦斯调节机构之活塞体节流孔（16′）则与瓦斯管相重合，完全开放。

本装置之特点在于借由密闭容器（1）与水量调节机构之互动关系，将水龙头出水水温控制在最适合人体之37℃－42℃，可避免不断调整冷、热水水龙头出水量的困扰。洗澡时先将冷、热水水龙头旋开，冷水进水管（7）受到活塞体（11）的阻塞，因此起初只有冷水自热水进水管（6）流出，待冷水经火焰加热区（5）加热，水温逐渐升高，而环绕在密闭容器（1）下端三分之二面积的管道亦逐渐将热量导入容器（1）内，容器（1）热度达到27.8℃以上时，石蜡即开始熔化，且体积随之膨胀，膨胀所产生的压力向下推压活塞（9），并经由倒Y形传力杆（10）同时顶持两个密闭管道（2，3）的活塞体（11，11′），促使活塞体（11，11′）往下位移，水量调节机构的节流孔（16）慢慢呈现于冷水进水管（7）内径，让进水管（7）开启一个缝隙，让冷水流出，与热水中和，瓦斯调节机构的节流孔（16′）则慢慢脱离瓦斯管孔径范围，以活塞体（11′）上端实心部分阻塞瓦斯管（如图3所示）；随着热水进水管（6）内的水温逐渐升高，石蜡的体积膨胀到最大，并将活塞体（11，11′）顶持到下死点，此时水量调节机构之节流孔（16）

与冷水进水管（7）内径重合，瓦斯调节机构的活塞体（11’）则完全封闭瓦斯管内径（如图4所示）。热水进水管（6）内之水温愈高，密闭容器（1）内所产生的膨胀压力也愈大，冷水进水孔（7）的冷水流量亦随着增大，因此冷、热水能自动调和，使水温恒常控制在适合人体的37℃－42℃，可免除不断调整水龙头调温的不便，且避免水源的浪费；而在冷水进水管（7）内径逐渐关启的同时，瓦斯管内也逐渐关闭，热水水温愈高，瓦斯流量就愈小，因此本装置同时也具有节省瓦斯的功效。沐浴完毕将水龙头关闭后，热水进水管（6）内的热水逐渐冷却，密闭容器（1）内的石蜡也慢慢凝固、缩小体积，传力板（13，13’）下缘的弹簧（14，14’）亦缓缓将活塞体（11，11’）往上顶持弹簧（14，14’）完全伸展后，水量机构之活塞体（11）又将冷水进水管（7）内径完全封闭，瓦斯调节机构的节流孔（16’）则与瓦斯管内径重合（请参阅图2）。

值得一提的是，当天气变冷或水龙头装设的位置离热水器炉体较远时，可将水量调节机构底端的调节螺栓（15）旋紧（请参阅图5）缩短活塞体（11）的位移距离，使节流孔（16）无法完 全关启冷气进水管（7）的内径，减少注入出水管（8）的冷水量，作为代偿热水行走于进水管（6）时所流失之量热；反之，当夏天的冷水水温较高或水龙头的安装位置离热水器炉体较近时，可将调整螺栓（15）旋紧，增长活塞体（11）的位移距离，使节流孔（16）得以完全开放冷水进水管（7）之内径，增加注入出水管（8）的冷水量，抵消因冷、热温差数据缩小的效应，可供厂商及消费者安装热水器时，视水龙头与炉体之间的距离远近调节之用。

再者，由于热水进水管（6）的管径较小且行径长（请再参阅图1）加上在锥形密闭容器（1）外缘圈绕数圈。是以总阻力较冷水进水管（7）大，当水龙头出水量降低某至一程度或完全停止出水时，冷水即不再流入火焰加热区（5），而冷水则继续经由进水管（7）流入出水管（8），可将残存在出水管（8）内的热水排出，避免出水管（8）内受到锈蚀，延长水管的寿命。

本装置若欲使用于传统燃烧煤、油、木柴等燃料的热水器时，只需在制造过程中去除瓦斯调节机 构及密闭管道（3）的结构，并将倒Y形传力杆（10）改换“1”字形即可（请参阅图6所示），作动流程与前述热水器相同。

综上论述，本装置热水器自动控温装置系于一锥形密闭容器内装填具有高热胀系数、低熔点及不易外渗等特性的固态物质，并于锥形容器底端添置一水量调节机构及一瓦期调节机构，利用该固态物质熔化后所产生的膨胀压力与二机构间的互动关系，实现自动调节冷水及瓦斯流量，使水温控制在最适当之范围内，并节省瓦斯，适用于传统及较现代之热水器，具新颖、实用与生产价值。

Claims (2)

1、一种热水器自动控温装置，主要包括有：

一锥形密闭容器，设于火焰加热区下方，上端外缘约三分之一面积环绕有一圈冷水进水管，下端外缘约三分之二面积则环绕数圈热水进水管，底端与两个互相平行之密闭管道连通，二密闭管又分别与冷水进水管及瓦斯管垂直连通；

一水量调节机构，嵌设于和冷水进水管连通之密闭管道内缘；

一瓦斯调节机构，嵌设于和瓦斯管连通之密闭管道内缘。

其特征在于：锥形密闭容器内装填具有高热胀系数、低熔点及不易外渗特性之固态物质(如石蜡)，且下端设有一具密封功用之活塞，活塞下缘设有一倒Y形传力杆，水量调节机构与瓦斯调节机构均分别由一组活塞体、作动杆、传力板及弹簧等元件所构成，活塞体顶缘受到倒Y形传力杆顶持时，底缘则受到作动杆顶持，传力板系置于作动杆与弹簧之间，使弹簧得以藉由传力板及作动杆向上顶持活塞体，水量调节机构之活塞体上端及瓦斯节机构之活塞体下端相对位置又设有两侧相通之节流孔，当热水流经圈绕在密闭容器外缘的进水管时，高温将促使容器内的固态物质熔化，体积并随之膨胀，所产生的膨胀压力向下推顶，藉由倒Y形传力杆同时顶持前述二机构之活塞体，利用二活塞体上、下端之节流孔开启、关闭冷水进水管及瓦斯管，实现自动调节冷水及瓦斯量。

2、如权利要求1所述热水器自动控温装置，其特征在于所述的之水量调节机构之密闭管道底缘设有一调整螺栓，可配合气候的变化或水龙头的装设位置而旋紧或旋松该螺栓，调整活塞体的位移距离，使出水管之水温控制在最适当之范围内。

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