专利名称：混合式贮水热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热水器，特别是一种混合式贮水热水器。
背景技术：
现有的家庭或宾馆客房用的封闭式贮水热水器供水系统中，包括水箱、供水冷水管、安全阀、出水热水管和出水阀，其中供水冷水管连接水箱与自来水管、出水热水管连接水箱与出水阀，水箱内盛有热水，该热水是被致热元件(如电热管、电磁场涡流发热体——利用电磁灶的原理、微波发生器——利用微波炉的原理对水进行加热、热泵式制热系统——制冷系统的逆向工作从空气中吸收热能、太阳能集热器)加热升温而得；常态时，自来水管、水箱、出水热水管、出水阀(或混水阀)构成一个封闭体，出水热水管可与多个出水阀(或混水阀)相接以实现中央水控；使用时打开出水阀(或混水阀)，水箱中的热水在自来水管内的水压作用下将水经出水阀压出；国家标准规定封闭式电热水器水箱的额定工作压力为0.6MPa(为我国自来水最高静水压)，安全设定的动作压力一般为0.7MPa，但当热水器加热时，因水温的升高造成水箱内压增大直到安全阀打开泄压，所以，封闭式热水器的水箱实际上长期工作在0.7MPa的高压下；因此，这种封闭式热水器的虽然可实现远距离中央水控，但是，因为水箱长期承受高温、高压，水箱用材料较厚，成本高，金属水箱在高温高压作用下极易被锈蚀，从而缩短了其寿命，所以，现有的这种热水器的缺点是水箱寿命短。而现有的敞开式热水器成本低、寿命长，但不能实现中央供水。鉴于现有热水器存在的上述问题，在2001年5月2日公告的中国专利公告CN2428724Y中，公开了一种“阀控型的低压封闭胆体电热水器”，该电热水器的胆体底壁上分别设置进水接口、出水接口及排污接口，在进水接口串连设置一个电磁阀和一个压力开关，在出水接口外设一个单向阀和电磁阀，胆体内设一个溢流管，排污接口设置一个电磁阀，通过控制电磁阀的开关状态，保证胆体始终能与大气连通，从而实现胆体在低压状态下工作，实际上是一种电磁阀控型的敞开式热水器；这种电热水器使用了多个电磁切换阀实现胆体与进、出水口、大气之间的切换(其切换动力为电磁铁)，其缺点是结构复杂、可靠性低、停电时不能使用热水，而且在关闭进水阀的瞬间，水箱同样承受自来水的压力，而且成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有封闭式贮水热水器中存在的成本高、寿命短、可靠性低的问题，而提供一种使用方便、寿命长、出水平稳的混合式贮水热水器。
技术方案本发明的目的是这种实现的一种混合式贮水热水器，包括水箱、致热元件、热水管、出水阀、自来水管和供水管，其中供水管向水箱供应冷水、热水管从水箱内引出热水，致热元件可以是电热管、电磁场涡流发热体、微波发生器、热泵式制热系统、太阳能集热器，其特征在于出水阀的进水口接有连管，连管与热水管出口之间接控制阀门，该控制阀门的作用是防止关闭出水阀后连管内的水流向热水管，连管与自来水管之间接有水控膨胀装置，连管与供水管之间接有常闭的供水阀门；水箱与溢水管之间接有常开的溢水阀门，溢水阀门和溢水管构成的溢水通道的最高点接近或高于水箱的最高点(为了便于安装，溢水阀门可以接在供水管与溢水管之间，这时供水管、溢水阀门、溢水管之间构成的溢水通道的最高点接近或高于水箱的最高点)；水控膨胀装置的进水孔接自来水管，在进水孔外侧设有阻水滑块，阻水滑块外侧设有复位弹簧，水控膨胀装置内设有齿轮，齿轮上方的顶杆正对阻水滑块内侧，齿轮下部的螺杆与水控膨胀装置内的螺纹配合，水控膨胀装置的膨胀壁上固定有控制杆，控制杆上的齿条与齿轮齿合，所述供水阀门和溢水阀门受所述控制杆控制。此处的水控膨胀装置可以是现有技术，在1995年10月4日公开的中国专利公告CN2209380Y中也公开了一种“波纹管式膨胀器”，实际上为一个膨胀装置；其中本发明所述的膨胀壁是指水控膨胀装置的其中一壁，该壁运动时使水控膨胀装置的容积产生变化。当然，因为连管与水控膨胀装置相通，所以供水阀门也可以接在供水管与水控膨胀装置的内腔之间，而当利用阻水滑块的重力作复位时，阻水滑块外侧复位弹簧可以节省，这是一般技术人员在本发明基础均可实现的。
所述混合式贮水热水器，其特征在于所述供水阀门和溢水阀门集成在同一个切换阀内。当然，控制阀门也可以集成在该切换阀内。
所述混合式贮水热水器，其特征在于所述控制阀门是一个单向阀。单向阀的动作受水压控制。
所述混合式贮水热水器，其特征在于所述控制阀门是一个常闭的截止阀，该截止阀受所述水控膨胀装置的控制杆控制。当然该截止阀门也可以集成在上述切换阀内。
所述混合式贮水热水器，其特征在于所述出水阀是一个混水阀，所述连管接混水阀的冷水进口，所述热水管的出口接混水阀的热水进口，混水阀内的热水阀门即为所述控制阀门。实际上，现有的混水阀是将控制阀门与出水阀集成在一起的，热水阀门的动作受混水阀的控制杆控制。
所述混合式贮水热水器，其特征在于所述供水阀门、溢水阀门靠复位弹簧返回常态。水控膨胀装置的膨胀壁与复位弹簧共同对供水阀门、溢水阀门实现控制。
所述混合式贮水热水器，其特征在于所述水控膨胀装置由阀体和活塞构成，活塞与阀体之间设有压力弹簧使活塞受到向内的压力，活塞与阀体内腔之间设有密封圈，该活塞即为所述膨胀壁。密封圈的截面为“U”形，而且开口向阀体内腔。
所述混合式贮水热水器，其特征在于所述水控膨胀装置上设置限定其膨胀壁最外位移的限位块。
使用热水时，打开出水阀，水控膨胀装置内的压力下降，此时，阻水滑块紧贴进水孔，自来水只能经阻水滑块与进水孔的微小间隙进入水控膨胀装置内，所以，水控膨胀装置收缩，膨胀壁在复位力作用下向内移动，控制杆运动使溢水阀门、供水阀门动作，即溢水阀门关闭、供水阀门打开(如果控制阀门是截止阀时，则同时打开截止阀)，然后，控制杆继续运动直到齿轮旋转到上部顶杆将阻水滑块顶开，水控制膨胀装置的进水孔打开足够大并平衡水控膨胀装置及热水器水箱内的水压，热水器进入使用状态，自来水管内的水经水控膨胀装置、连管、供水阀门、供水管进入水箱，使水箱内的热水流经热水管、控制阀门后与来自连管的冷水会合后经出水阀流出；使用完热水时，关闭出水阀，水控膨胀装置内的水压上升使其膨胀壁向外移动，齿轮与阻水滑块分离，阻水滑块紧贴进水孔但其两者之间的间隙还可以使自来水管内的水向水控制膨胀装置内泄水，膨胀壁继续向外移动，以带动供水阀门、溢水阀门(控制阀门)复位，即供水阀门关闭、溢水阀门打开(控制阀门关闭)，直到膨胀壁受限位块限位，热水器返回等机状态，此时，水控膨胀装置内的水压与自来水管内的水压相同，但水控膨胀装置内的水已不能与水箱相通。
要实现中央供水时，如果出水阀为水龙头或电动混水阀，则只需在连管上接上若干个水龙头即可，如果出水阀为混水阀，则可以直接并联多个混水阀。
有益效果由于采用了本发明所述的技术方案，所述混合式贮水热水器在出水阀关闭时，水箱与大气相通而与自来水管不通，只在其出水时，水箱才与自来水管相通，水箱只承受远小于0.7Mpa的动态水压，而且这个动态水压还可以被减压恒压，即使在关闭出水阀的瞬间也不会将自来水管的水压传递到水箱内，所以，水箱由原来的长期承压工作制变为短时承压工作制，而且该承压值低，可以降低水箱的耐压标准，从而降低水箱壁厚而节省成本和资源，水箱不用长期工作在高压状态，不易被锈蚀，延长水箱的使用寿命，提高其安全性能；这种混合式贮水热水器虽然在不出水时为敞开式状态，但同样可以实现中央供水，所以，不但寿命长、安全，而且使用方便、结构简单；使用齿轮与齿条配合的方式控制阻水滑块，可以使热水器的出水平稳，特别是当膨胀壁为活塞时，其效果更明显，因为活塞与阀体内腔之间存在一定的摩擦力，在活塞平衡水压时其移动不可能完全是无级的，当水控膨胀装置内的水压变化足以引起活塞移动时，反应在阻水滑块与进水孔距离上的变化可以远小于活塞的移动量，也即活塞的运动量传递到阻水滑块时被缩小了。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的连接结构及控制原理示意图。
图2是图1实施例中水控膨胀装置的内部结构放大示意图。
图3图2中切换阀04内定片的外观放大图。
图4是图2中切换阀04内动片的外观放大图。
图中标记说明091、水箱，0911、热水管，0921、出水管，092、混水阀，0901、连管，80、水控膨胀装置，800、自来水管，083、溢水阀门，0831、溢水管，0821、供水管，082、供水阀门；020、限位块，034、压力弹簧，02、支架，03、活塞，031、控制杆，0312、滑行面，0311、压头，04、切换阀，041、切换杆，4、齿条，51、螺母，5、齿轮，014、导向块，012、进水孔，05、阻水滑块，051、复位弹簧，013、接口，601、通孔，011、出水孔，010、膨胀腔，01、阀体；148、定片，1481、1482、1483、通孔，149、动片，1491供水槽。
具体实施例方式见图1，所述混合式贮水热水器，包括水箱09、电热元件(在水箱内，图中未画出)、热水管0911、混水阀092、自来水管800和供水管0821，混水阀092的冷水进水口接有连管0901，热水管0911的出口之间接混水阀092的热水进水口，热水管0911与混水阀的热水进水口之间的阀门即为控制阀门，当关闭混水阀092时连管0901与热水管0911之间不相通，防止连管内的冷水流向热水管，连管与自来水管之间接有水控膨胀装置80，连管与供水管0821之间接有常闭的供水阀门082；水箱091与溢水管0831之间接有常开的溢水阀门083。图1中的点划表示供水阀门和溢阀门受水控装置80控制。
见图2所示水控膨胀装置的内部结构示意图，包括阀体01、支架02、压力弹簧034、活塞03，阀体与活塞之间构成膨胀腔010，出水孔011接图1中的连管0901，接口013接图1中的自来水管，使进水孔012可与自来水管相通，在进水孔012外侧设有阻水滑块05，阻水滑块外侧设有复位弹簧051，膨胀腔010固定有螺母51与齿轮5下部的螺纹相配，齿轮5上方的顶杆正对阻水滑块05内侧，固定在活塞03上的控制杆031上设有齿条4与齿轮5齿合，图1中的供水阀门082和溢水阀门083集成在图2的切换阀04内。
切换阀04的定片148如图3所示、动片149如图4所示，切换阀04的定片148中的通孔1481接图1中的供水管0821、通孔1482接图1中的溢水管0831、通孔1483接图1中的连管0901，切换阀的动片149面向定片148一侧设有供水槽1491，动片中的供水槽1491与定片中的通孔1481和1482构成溢水阀门、供水槽1491与定片中的通孔1481和通孔1483构成供水阀门。
工作原理结合图1、图2、图3和图4，打开混水阀092，膨胀腔010内的水经出水孔011、连管0901、混水阀092流出，膨胀腔010内的水压下降，活塞03在压力弹簧034的作用下向右移动，控制杆031的压头0311将切换阀04的切换杆041压下，切换阀04切换动作，动片149相对于定片148顺时针转动，供水槽1491从连通通孔1481和1482的状态(溢水阀门083打开、供水阀门082关闭)切换到连通通孔1481和1483的状态(溢水阀门083关闭、供水阀门082打开)，此时因阻水滑块05还挡在进水孔012的进口处，自来水只能经阻水滑块05与进水孔012之间的间隙进入膨胀腔010内，活塞03可以继续右移，直到齿轮5上部的顶杆将阻水滑块05向上顶使阻水滑块05与进水孔012分离，自来水经阻水滑块05上的通孔601、进水孔012进入膨胀腔010内，此时，活塞03的移动对膨胀腔010内的水压起平衡稳定作用，热水器进入使用状态，经进水孔012进入膨胀腔010、连管0901内的水一路直接进入混水阀092的冷水进口，另一路经供水阀门082(即定片148上的通孔1483、动片149上的供水槽1491、定片上的通孔1481)、供水管0821进入水箱091将水箱091内的热水经热水管0911压入混水阀092的热水进口与来自混水阀冷水进口的冷水混合后变成暖水经出水管0921流出；使用完热水后，关闭混水阀092，膨胀腔010内压上升，活塞03在水压作用下左移，控制杆上的齿条带动齿轮5上的顶杆与阻水滑块05分离，阻水滑块05完全遮挡住进水孔012，自来水继续经阻水滑块05与进水孔012之间的间隙进入膨胀腔010内，只是此时的流量较小，活塞03可以继续在水压作用下向左移动，切换杆041在复位弹簧(图中未画出)作用下复位，供水阀门082关闭、溢水阀门083打开(即图11中的供水槽1491跨在通孔1481和1482之间)，活塞03一直左移到被限位块020限位为止(图2所示状态)，热水器重新进入待机状态，此时，虽然阻水滑块05与进水孔012之间有间隙，但因活塞03被限位块020限位，所以，膨胀腔010内的水也不会增加，热水器进入待机状态。将多个混水阀的冷、热水进口分别接连管0901、热水管0911即可实现中央供水。
图4中的虚线表示供水槽1491在动片149上背面。
权利要求
1.一种混合式贮水热水器，包括水箱、致热元件、热水管、出水阀、自来水管和供水管，其中供水管向水箱供应冷水、热水管从水箱内引出热水，其特征在于出水阀的进水口接有连管，连管与热水管出口之间接控制阀门，连管与自来水管之间接有水控膨胀装置，连管与供水管之间接有常闭的供水阀门；水箱与溢水管之间接有常开的溢水阀门，溢水阀门和溢水管构成的溢水通道的最高点接近或高于水箱的最高点；水控膨胀装置的进水孔接自来水管，在进水孔外侧设有阻水滑块，阻水滑块外侧设有复位弹簧，水控膨胀装置内设有齿轮，齿轮上方的顶杆正对阻水滑块内侧，齿轮下部的螺杆与水控膨胀装置内的螺纹配合，水控膨胀装置的膨胀壁上固定有控制杆，控制杆上的齿条与齿轮齿合，供水阀门和溢水阀门受所述控制杆控制。
2.根据权利要求1所述混合式贮水热水器，其特征在于所述供水阀门和溢水阀门集成在同一个切换阀内。
3.根据权利要求1所述混合式贮水热水器，其特征在于所述控制阀门是一个单向阀。
4.根据权利要求1所述混合式贮水热水器，其特征在于所述控制阀门是一个常闭的截止阀，该截止阀受所述水控膨胀装置的控制杆控制。
5.根据权利要求1所述混合式贮水热水器，其特征在于所述出水阀是一个混水阀，所述连管接混水阀的冷水进口，所述热水管的出口接混水阀的热水进口，混水阀内的热水阀门即为所述控制阀门。
6.根据权利要求1所述混合式贮水热水器，其特征在于所述供水阀门、溢水阀门靠复位弹簧返回常态。
7.根据权利要求1所述混合式贮水热水器，其特征在于所述水控膨胀装置由阀体和活塞构成，活塞与阀体之间设有压力弹簧使活塞受到向内的压力，活塞与阀体内腔之间设有密封圈，该活塞即为所述膨胀壁。
8.根据权利要求1所述混合式贮水热水器，其特征在于所述水控膨胀装置上设置限定其膨胀壁最外位移的限位块。
全文摘要
本发明涉及一种安全、可延长水箱寿命的混合式贮水热水器，包括水箱、致热元件、热水管、出水阀、自来水管和供水管，其特征在于出水阀的进水口接连管，连管与热水管之间接控制阀门，连管与自来水管之间接有水控膨胀装置，连管与供水管之间接供水阀门；水箱与溢水管之间接溢水阀门；水控膨胀装置的进水孔接自来水管，进水孔外侧设有阻水滑块，阻水滑块外侧设有复位弹簧，水控膨胀装置内设有齿轮，齿轮上方的顶杆正对阻水滑块内侧，齿轮下部与水控膨胀装置内的螺纹连接，与水控膨胀装置的膨胀壁固定的控制杆上的齿条与齿轮齿合，供水阀门和溢水阀门受所述控制杆控制。
文档编号F24H9/18GK1971164SQ20051010189
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者麦广海 申请人:麦广海