CN202195611U - 防冻太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机电产品，即一种防冻太阳能热水器，包括水箱(1)、集热管(2)和上下水管(3)，其特点是：水箱(1)附近的上下水管(3)上装有排空器(6)，排空器(6)设有进气管(8)和可开启或关闭上下水管(3)的开关阀(7)，进气管(8)的后端从开关阀(7)的后侧进入且与开关阀(7)后侧的上下水管(3)相通，前端进入水箱(1)到达水箱(1)最高水位线(11)以上且与大气相通。其有益效果是：可随时排空上下水管，避免冰冻。水箱内的进气管没有动作，可用硬质管件，不易损坏，箱内部件结构简化，便于安装维护。首次在室外设置上下水管开关，既利于排空，又可实现即开即热和定量取水，适用范围超过冰冻地区，使太阳能热水器的技术水平得到阶段性的提高。

Description

防冻太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种机械装置，即一种防冻太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器主要有设在户外的水箱、集热管、以及连接室内自来水管的上下水管等部件构成。上下水管既可向水箱供水，又可把水箱内的热水放出供人们使用。在我国北方的寒冷季节，太阳能热水器的上下水管容易出现冰冻。为了解决这个问题，人们采取了多种方法，其中常用的方法是安装排空阀。排空阀的工作原理是在上水或下水之后，把上下水管里的水放空，从而避免管内结冰。现有的排空阀可分为外置式和内置式两种，外置式排空阀装在水箱的外面，多接在上下水管进入水箱的弯折处上方，其缺点是操作比较繁琐，而且阀体容易结冰。内置式排空阀装在水箱的里面，多在上下水管的内端接出可弯折的软管，驱动软管抬起外端超过水面即可排空，放下软管外端低于水面即可放水或上水，这种阀体虽然不能结冰，但软管长期在热水中浸泡，容易老化损坏，驱动装置也比较复杂，造价较高，安装和维护也不方便。上述弊端，严重限制了排空阀的普及和推广。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种不会结冰，而且结构简单，成本低廉，使用方便，性能可靠，不易发生故障的防冻太阳能热水器。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种防冻太阳能热水器，包括水箱、集热管和上下水管，其特点是：所说的水箱附近的上下水管上装有排空器，排空器设有进气管及可开启或关闭上下水管的开关阀，进气管的后端从开关阀的后侧进入且与开关阀后侧的上下水管相通，进气管的前端进入水箱到达水箱最高水位线以上且与大气相通。操纵开关阀使上下水管开通时即可上水或下水，当上下水管关闭时，进气管进入空气，开关阀以下的上下水管即可放水排空。

所说的进气管的后端进入开关阀的后部并接通开关阀后面的上下水管，进气管的上端从开关阀的上方进入，沿上下水管内腔向上延伸，并从上下水管的上口伸出到达水箱溢流阀的上方。

所说的开关阀有管状的壳体，壳体前后两端分别设有可与上下水管连接的接头，壳体内部设有连通两端的阀孔以及一个可在驱动装置操纵下开启或关闭阀孔的阀芯，在壳体外面有一支进气管，进气管的后端从阀孔的后方进入壳体，进气管的前端从阀孔的前方进入壳体。

所说的壳体固定在底板上，底板上还固定有电机，电机轴端装有主动齿轮，主动齿轮与阀芯轴端的被动齿轮相联系。

所说的电机主动齿轮上设有开关触爪，与固定在底板上的触碰开关相配合。

所说的排空器在水箱外侧，外面设有保温层。

所说的开关阀有管状的壳体，壳体前端开口后端密闭，前端插入水箱，里面的进气管以及开关阀的阀孔、阀芯均处于水箱以内，水箱内的进气管端部高于水箱最高水位线，壳体的后端置于水箱外，其一侧接通上下水管，壳体里面设有连接阀芯的滑动轴，滑动轴的后端经密封装置穿过壳体的密闭端与驱动装置相联系。

所说的驱动装置是电机。

所说的驱动装置是人力操纵装置。

所说的驱动装置是液压装置。

本实用新型的有益效果是：可随时排空上下水管，避免冰冻。水箱内的进气管没有动作，可用硬质管件，不易损坏，箱内部件结构简化，便于安装维护。首次在室外设置上下水管开关，既利于排空，又可实现即开即热和定量取水，即使在非冰冻地区也需使用，使太阳能热水器的技术水平得到阶段性的提高。

附图说明

图1是第一种实施例的结构原理图；

图2是第二种实施例的结构原理图；

图3是第三种实施例的主视图；

图4是第三种实施例的部件排空器的右视图；

图5是第三种实施例的部件排空器的主视图；

图6是第三种实施例的部件排空器的左视图；

图7是第四种实施例的主视图；

图8是第五种实施例的主视图；

图9是第五种实施例的局部放大主视图；

图10是第六种实施例的示意图。

图中可见：水箱1，集热管2，上下水管3，放水口4，自来水管5，排空器6，开关阀7，进气管8，溢流管9，气孔10，最高水位线11，保温层12，壳体13，接头14，电机15，卡子16，底板17，阀孔18，阀芯19，被动齿轮20，主动齿轮21，开关触爪22，触碰开关23，波纹密封管24，滑动轴25，回位弹簧26，支架27，摆杆28，滑轮29，拉绳30，手摇轮31。

具体实施方式

本实用新型总的构思是：在太阳能水箱的上下水管接出一支进气管，进气管进入水箱到达水位线以上，在上下水管与进气管的接点上面上下水管设有开关，开关通时可进行上下水作业，开关闭时进气管进入空气即可排空开关以下的上下水管。为了便于理解，下面结合附图选择介绍七种实施例：

第一种实施例：如图1所示，这种太阳能热水器也有水箱(1)、集热管(2)和上下水管(3)、放水口(4)、自来水管(5)等部件，水箱(1)也设有溢流管(9)和气孔(10)，有的热水器溢流管(9)和气孔(10)是一个部件。水箱(1)内的最高水位线(11)在溢流管(9)以下。其改进是：在上下水管(3)上接有一个排空器(6)，排空器(6)设有开关阀(7)和一支进气管(8)。排空阀(7)可在电机、人力等驱动装置的操纵下做出开启或关闭上下水管(3)的动作。为了便于叙述，我们规定向着水箱的一端为前端，另一端为后端。本例中上下水管(3)是从下向上插入水箱(1)的，对于这种竖立的结构，前端就是上端，后端就是下端。进气管(8)的下端接在开关阀(7)的下面且与上下水管(3)相通，也相当于直接插入开关阀(7)下面的上下水管(3)。进气管(8)的上端进入水箱(1)，到达水箱最高水位线(11)以上。当开关阀(7)开通时，可以通过上下水管(3)上水或下水。由于上下水管端口位置低于进气管(8)上口的位置，上水时，大量的水要从上下水管(3)进入水箱(1)，但是不排除上水压力较大时，少量水流也可能通过进气管(8)进入水箱(3)。上水或下水之后，为了防止上下水管(3)内结冰，人可以操纵开关阀(7)，关闭上下水管(3)，然后打开放水口(4)，此时，空气就会从进气管(8)的上口进入开关阀(7)以下的上下水管(3)，这段水管就可以排空而不会结冰了。开关阀(7)以上的一段水管，虽然不能排空，可是，由于距离水箱(1)较近，体积也很小，便于采取保温措施。由于在水箱附近设置上下水管开关，既实现了即开即热，避免先放冷水的现象，又可替代室内的放水开关，去掉或者在用水前先打开室内开关，真正实现定量取水，在无冰季节和地区也需要使用。

第二种实施例：图2表示的太阳能热水器和第一种实施例是一样的，不同之处仅为上下水管(3)和进气管(8)是沿水平方向插进入水箱(1)的，说明这种装置的安装方式是多种多样的，但都应属于等同的技术方案。

第三种实施例：图3表示的太阳能热水器以及排空器(6)的结构原理与前两个实施例基本相同，不同的是：进气管(8)不是直接进入水箱(1)，而是通过开关阀(6)和上下水管(3)进入水箱(1)。结合图4、5、6可见，这种排空器(6)也是由开关阀(7)和进气管(8)组成，其中的开关阀(7)有一支管状壳体(13)，壳体(13)的两端分别设有与上下水管(3)相配合的接头(14)，壳体(13)内有隔板把壳体(13)的两端分开，隔板上开有可连通两端的阀孔(18)。壳体(13)的中部设有向外的凸台，凸台中部开有螺孔，里面配装一个阀芯(19)，阀芯(19)与壳体(13)内的阀孔(18)相配合，阀芯(19)外端装有被动齿轮(20)。进气管(8)下端从壳体(13)的下部插入，上端从壳体(13)的上部插入，再向上弯折，并设有螺纹接头。在壳体(13)的一侧还设有一块底板(17)，壳体(13)通过两支U型卡子(16)固定在底板(17)上面，阀芯(19)外端的被动齿轮(20)位于底板(17)的下侧。在底板(17)的上侧，还固定有一部电机(15)，电机(15)最好采用变频双向电机，电机(15)的动力输出轴穿过底板(17)并装有主动齿轮(21)，主动齿轮(21)与被动齿轮(20)相啮合或者通过变速机构相联系。此外电机还配有手动控制开关，为了便于操作，这种控制开关最好采用两个功能键的简易开关。结合图3可见，底板(17)的下侧装有两个触碰开关(23)，在主动齿轮(21)上装有两个开关触爪(22)，当控制人员按动控制开关的一个按钮时，主动齿轮(21)转动一定角度，触碰一个开关后即停止转动，电机(15)同时完成换向准备，当人员再按另一个按钮时，电机(15)反转。这样即可带动阀芯(19)进行开关动作。和前两种实施例相比，这种结构有四个优点：一是结构更加紧凑；二是便于保温，可以如图3所示将水箱的保温层(12)延伸到排空器(6)的外面，也可以将排空器(6)直接靠近水箱(1)外壁，再封堵保温层(12)，都可以防止排空器(6)结冰。三是可以把进气管(8)分段连接，安装比较方便。四是有利于这种排空器(6)的单独生产和销售。

第四种实施例：图7所示的太阳能热水器和排空器(6)与第三种实施例的结构基本相同，不同的是上下水管(3)不是从水箱(1)的下面插入，而是从水箱(1)一侧沿水平方向进入水箱(1)，两者应属于等同的技术方案。

第五种实施例：如图8、9所示，排空器(6)的结构原理与前两个实施例基本相同，不同的是：开关阀(7)的管状壳体(13)前端开口后端密闭，前端插入水箱(1)，当然既可以从下向上插入，也可以从一侧水平插入，图中例举的是水平插入的情况。壳体(13)里面的进气管(7)以及开关阀的阀孔(18)、阀芯(19)均处于水箱(1)以内，水箱内的进气管前端上扬而高于水箱(1)最高水位线(11)，壳体(13)的后端置于水箱(1)之外，在一侧向下接通上下水管(3)，壳体(13)里面设有连接阀芯(19)的滑动轴(25)，滑动轴(25)的后端经密封装置穿过壳体(13)的密闭端与电机(15)相联系。电机(15)装在壳体(13)的外端，其动力输出轴与滑动轴(25)可通过变速机构相联系，也可采用图示的曲柄连杆机构，带动滑动轴(25)进行平移，实现开关阀(7)的开关动作。图示的密封装置采用一种波纹密封管(24)，前端紧套在滑动轴(25)上，后端与壳体内壁相固结，滑动轴(25)从中通过，即可前后移动，又不会漏水。应当说明的是：这里的壳体(13)的前端可以与一段上下水管相接，也可以代替上下水管(3)，结构原理是等同的。本实施例的优点是：排空器(6)的存水部分都处于水箱(1)之内，水箱(1)之外的部分都可以排空，因此，即使水箱外不另行采取保温措施，排空器(6)也不会出现冰冻，因而是一种比较优化的方案。

第六种实施例：如图10所示，排空器(6)的驱动装置采用手工拉动装置。当然，手工拉动装置的形式也可以有许多种，这里仅例举了一种。如图所示，在滑动轴(25)上套装一支回位弹簧(26)，在排空器的壳体(13)的外端设有支架(27)，支架(27)上铰链一支摆杆(28)，摆杆(28)上端通过长孔与滑动轴(25)后端相铰链，摆杆(28)下端与拉绳(30)相拉，拉绳(30)通过支架(27)下端铰链的滑轮(29)引到室内，绕在室内的手摇轮(31)上，手摇轮(31)铰链在室内的固定物上，手摇轮(31)设有手柄，人摇动手柄，即可通过手摇轮(31)拉动拉绳(30)及摆杆(28)，迫使滑动轴(25)克服回位弹簧(26)的压力向外平移，使阀芯(18)脱离阀孔(19)而使上下水管(3)开通，随后可将室内的手摇轮(31)固定，再进行上水或放水。需要排空时，放开手摇轮(31)，滑动轴(25)在回位弹簧(26)的压力下回位，阀芯(18)封堵阀孔(19)，上下水管(3)关闭，即可进行排空作业。

应当说明的是：本例说明的手工控制装置对于前五种实施例也是可以使用的。

第七种实施例：驱动装置采用液压装置，包括油箱、油管、油泵、分配器和其他工作部件，当然也包括手工操作的液压装置。因液压装置属于常规技术，不予赘述。

Claims (10)

1.一种防冻太阳能热水器，包括水箱(1)、集热管(2)和上下水管(3)，其特征在于：所说的水箱(1)附近的上下水管(3)上装有排空器(6)，排空器(6)设有进气管(8)以及可在驱动装置控制下开启或关闭上下水管(3)的开关阀(7)，进气管(8)的后端从开关阀(7)的后侧进入且与开关阀(7)后侧的上下水管(3)相通，进气管(8)的前端进入水箱(1)到达水箱(1)最高水位线(11)以上且与大气相通。

2.根据权利要求1所述的防冻太阳能热水器，其特征在于所说的进气管(8)的后端进入开关阀(7)的后部并接通开关阀(7)后面的上下水管(3)，进气管(8)的前端从开关阀(7)的前部进入，沿上下水管(3)内腔延伸，并从上下水管(3)的端口伸出到达水箱(1)溢流阀(9)的上方。

3.根据权利要求2所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的开关阀(7)有管状的壳体(13)，壳体(13)前后两端分别设有可与上下水管(3)连接的接头(14)，壳体(13)内部设有连通两端的阀孔(18)以及一个可在驱动装置操纵下开启或关闭阀孔(18)的阀芯(19)，在壳体(13)外面有一支进气管(8)，进气管(8)的后端从阀孔(18)的后部进入壳体(13)，进气管(8)的前端从阀孔(18)的前方进入壳体(13)。

4.根据权利要求3所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的壳体(13)固定在底板(17)上，底板(17)上还固定有电机(15)，电机(15)轴端装有主动齿轮(21)，主动齿轮(21)与阀芯(19)轴端的被动齿轮(20)相联系。

5.根据权利要求4所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的电机(15)主动齿轮(21)上设有开关触爪(22)，与固定在底板(17)上的触碰开关(23)相配合。

6.根据权利要求1所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的所说的排空器(6)在水箱(1)外侧，外面设有保温层(12)。

7.根据权利要求1所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的开关阀(7)有管状的壳体(13)，壳体(13)前端开口后端密闭，前端插入水箱(1)，里面的进气管(8)以及开关阀(7)的阀孔(18)、阀芯(19)均处于水箱(1)以内，进气管(8)端部上扬高于水箱(1)最高水位线(11)，壳体(13)的后端置于水箱(1)外，在一侧接通上下水管(3)，壳体(13)里面设有连接阀芯(19)的滑动轴(25)，滑动轴(25)的后端经密封装置穿过壳体(13)的密闭端与驱动装置相联系。

8.根据权利要求1或7所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的驱动装置是电机(15)。

9.根据权利要求1或7所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的驱动装置是人力操纵装置。

10.根据权利要求1或7所述的防冻太阳能热水器，其特征在于：所说的驱动装置是液压装置。

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