专利名称：贮水式热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热水器，特别是一种贮水式热水器。
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、可靠性低的问题或者是现有敞开式热水器中存在的不能实现中央供水的问题，而提供一种结构简单、使用方便、寿命长的贮水式热水器。
技术方案本发明的目的是这种实现的一种贮水式热水器，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有防止连管内的水流向热水管的控制阀门，连管与自来水管之间接有水控膨胀装置，水控膨胀装置的内腔与供水管之间接有常闭的供水阀门，此处如果没有下面提到的设置在水控膨胀装置内腔到连管之间的通道上的可控阀门时，则因为连管与水控膨胀装置相通，所以常闭的供水阀门也可以设置在连管与供水管之间；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)；自来水管到水控膨胀装置的通道上设有进水阀门，该进水阀门的开口分为打开状态段和微开状态段；所述供水阀门、溢水阀门和进水阀门受所述水控膨胀装置的膨胀壁控制，而且在供水阀门和溢水阀门的动作切换瞬间，进水阀门处于微开状态段。常态时，进水阀门处于微开状态段或关闭状态，如果常态时进水阀门处于微开状态段，则水控膨胀装置的耐压值必须大于自来水的最大压力值，进水阀门处于打开状态段的进水流量大于微开状态段，而且，膨胀壁的复位力可以认为是恒定值，水控膨胀装置内的压力增大时，膨胀壁控制进水阀门的开口减小，反之控制进水阀门的开口增大，所以，进水阀门进入打开状态段时，水控膨胀装置内的水压被恒定在某一压力范围内。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。此处的供水阀门也可以设置在自来水管与供水管(水箱)之间，只是其水箱水压被减压恒压的效果较差，是一种变劣的技术方案。
所述贮水式热水器，其特征在于所述进水阀门由阀座、定片和动片构成，定片的通孔一侧设有漏水缝，动片上的进水槽越过定片的通孔跨入漏水缝后即为所述微开状态段，该漏水缝的截面远小于定片通孔的截面。
所述贮水式热水器，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，进水阀门、控制阀门也可以集成在该切换阀内。
所述贮水式热水器，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。
所述贮水式热水器，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膨胀壁控制，而且在截止阀的动作切换瞬间，进水阀门处于微开状态段。当然该截止阀门也可以集成在上述切换阀内。
所述贮水式热水器，其特征在于所述水控膨胀装置内腔到连管之间的通道上设有可控阀门，该可控阀门受所述膨胀壁控制。此时，常闭的供水阀门必须设置在水控膨胀装置内腔与供水管之间而不能设置在连管与供水管之间。
所述贮水式热水器，其特征在于所述水控膨胀装置靠出水孔连接连管，该出水孔与位于水控膨胀装置内腔内的滑块或摆块或与水控膨胀装置的膨胀壁相连的挡块构成所述可控阀门。即所述可控阀门可以由该出水孔和位于水控膨胀装置内腔内的滑块构成，也可以由该出水孔和位于水控膨胀装置内腔内的摆块构成，也可以由该出水孔和与水控膨胀装置的膨胀壁相连的挡块构成。
所述贮水式热水器，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。混水阀采用这种接法时，也不应该在水控膨胀装置内腔到连管之间的通道上设置可控阀门。
所述贮水式热水器，其特征在于所述水箱设有压力开关，所述致热器件是电致热器件，该压力开关控制电致热器件的电源而且是压力开关的动作状态切断电致热器件的电源。压力开关的作用是防止热水器出现异常情况时水箱发生爆炸，如热水器返回待机状态的过程中常开的溢水阀门不能复位或者是溢水通道被堵塞时，一旦电致热器件对水箱内的水进行加热，则因水的膨胀而使压力开关动作以切断电致热器件的电源；在温控器不能断开的异常情况下，压力开关的作用更为显著，因为一旦温控器在溢水通道被堵塞时不能断开电致热器件的电源，则水温可能超过摄氏100度，如果此时水箱出现爆裂，则水箱发生爆炸的可能性大大提高。
所述贮水式热水器，其特征在于所述压力开关的动作压力范围在0.0001MPa到0.3MPa之间。具体可以设定为0.0001MPa或0.0002MPa或0.0003MPa或0.0004MPa或0.0005MPa或0.0006MPa或0.0007MPa或0.0008MPa或0.0009MPa或0.001MPa或0.002MPa或0.003MPa或0.004MPa或0.005MPa或0.006MPa或0.007MPa或0.008MPa或0.009MPa或0.01MPa或0.02MPa或0.03MPa或0.04MPa或0.05MPa或0.06MPa或0.07MPa或0.08MPa或0.09MPa或0.1MPa或0.11MP或0.12MPa或0.13MPa或0.14MPa或0.15MPa或0.16MPa或0.17MPa或0.18MPa或0.19MPa或0.2MPa或0.21MP或0.22MPa或0.23MPa或0.24MPa或0.25MPa或0.26MPa或0.27MPa或0.28MPa或0.29MPa或0.3MPa。
所述贮水式热水器，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。
所述贮水式热水器，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。
所述贮水式热水器，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。进水阀门常态时处于微开状态段，限位块的作用是使水控膨胀装置具有足够的耐压值(大于自来水的最大水压)。
所述贮水式热水器，其特征在于所述水控膨胀装置内放置阻水块，阻水块与水控膨胀装置的进水口构成所述进水阀门，阻水块移动到遮挡住水控膨胀装置的进水口时，阻水块与水控膨胀装置的进水口之间的间隙构成所述进水阀门的微开状态段。
使用热水时，打开出水阀，水控膨胀装置内的压力下降，水控膨胀装置收缩，膨胀壁在复位力作用下向内移动，在膨胀壁控制进水阀门还处于微开状态段时，膨胀壁的移动使溢水阀门、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，进水阀门进入打开状态以平衡水控膨胀装置及热水器水箱的水压，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，进水阀门从打开状态进入微开状态，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)，然后，如果进水阀门是一个截止阀，则进水阀门从微开状态进入关闭状态，如果进水阀门不是一个截止阀，则膨胀壁受限位块限位，进水阀门维持在微开状态，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，但受到水控膨胀装置复位力的作用而保持有一定的内压，热水器进入待机状态——常态，水箱内的空间通过溢水阀门与溢水管相通，使水箱与大气相通而处于敞开式状态。其中进水阀门的微开状态段主要用于保证膨胀壁有足够的位移控制溢水阀、供水阀和控制阀的动作。
要实现中央供水时，如果出水阀为水龙头，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，则可以直接并联多外混水阀。
所述贮水式热水器，其特征在于所述连管上还接有常闭的泄水阀门，该泄水阀门受所述水控膨胀装置的膨胀壁控制。如果热水器从使用状态进入待机状态的过程中，因供水阀门等被杂质卡住而不能打开溢水阀门，则水控膨胀装置内压继续增大，膨胀壁控制泄水阀门打开向外泄水以保护水箱，是一辅助结构。
所述贮水式热水器，其特征在于所述泄水阀门是一个快开延时关闭阀门。如热水器从使用状态进入待机状态的过程中，供水阀门而不能打开溢水阀门，则水控膨胀装置内压继续增大，膨胀壁控制泄水阀门打开一段时间，使热水器自动进入短时的使用状态，供水阀门和进水阀门重新打开而将杂质冲走。
有益效果由于采用了本发明所述的技术方案，所述贮水式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；这种贮水式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。
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是图2中的水控膨胀装置在热水器处于使用状态时的状态示意图。
图4是图2中切换阀4内定片的外观放大图。
图5是图2中切换阀4内动片的外观放大图。
图6是本发明另一实施例的连接结构及控制原理示意图。
图7是本发明又一实施例的连接结构及控制原理示意图。
图8是本发明又一实施例的连接结构及控制原理示意图。
图9图8实施例中水控膨胀装置的内部结构放大示意图。
图10是图9中切换阀04的定片的外观放大图。
图11是图9中切换阀04的动片的外观放大图。
图12是本发明又一实施例的连接结构及控制原理示意图。
图13是与图12的水控膨胀装置的内部结构放大示意图。
图14是图13中切换阀内定片的一个结构的外观放大图。
图15是图14中代表进水槽、供水槽的虚线400、500随动片转动一角度后的示意图。
图16是本发明再一个实施例的连接结构及控制原理示意17是图16中水控膨胀装置的内部结构放大图。
图18图16中压力开关的内部结构放大图。
图中标记说明91、091、0091、水箱，911、0911、00911、热水管，921、0921、00921、出水管，92、092、0092、混水阀，901、0901、00901、连管，84、0084、泄水阀门，811、00811、自来水管，81、进水阀，90、水控膨胀装置，83、083、0083、溢水阀门，831、0831、00831、溢水管，821、0821、00821、供水管，82、082、0082、供水阀门；701、单向阻尼阀，7、阻尼座，72、动力弹簧，71、阻尼杆，711、缺口，63、弹簧座，62、弹簧，33、顶杆，2、02、支架，34、034、压力弹簧，3、03、活塞，1、01、阀体，32、032、前部，10、010、膨胀腔，11、011、出水孔，13、013、接口，12、012、进水孔，5、05、阻水块，51、051、复位弹簧，14、014、导向限位块，41、041、切换杆，4、04、切换阀，311、0311、压头，65、支管，312、0312、滑行面，31、031、控制杆，61、开关杆，64、泄水管；48、定片，482、481、483、484、485、通孔；49、动片，491、供水槽，492、进水槽；910、单向阀，920、出水阀，9011、连接处，9100、截止阀，99、热水管，099、管，009、交接处；4850、通孔，4851、漏水缝；80、水控膨胀装置，800、自来水管，020、限位块，400、500、虚线，4810、4820、4830、4840、通孔；148、定片，1481、1482、1483、通孔，149、动片，1491供水槽，990、水控膨胀装置，881、进水阀门；071、水箱，074、压力开关，0711、热水管，075、单向阀，077、送水管，070、混水阀，0700、出水管，0701、支管，0702、连管，07、自来水管，076、水控膨胀装置，072、供水阀门，0721、供水管，073、溢水阀门，0730、溢水管；061、阀体，062、切换齿轮，064、出口，063、阻水块，065、接口，068、出水孔，0672、拨头，0673、滑块，0671、控制杆，067、活塞；0061、阀体，0062、活塞，0063、弹簧，0064、行程开关，0065、推杆，0066、泄水孔，0067、接口。
具体实施例方式实施例一，见图1，所述贮水式热水器，包括水箱91、致热元件(图中未画出)、热水管911、混水阀92、溢水管831、自来水管811和供水管821，混水阀92的热水进口接热水管911、冷水进口接连管901，用混水阀92内设置在热水管911与出水管921之间的热水阀门作为控制阀门，连管901与自来水管811之间接水控膨胀装置90和进水阀81，连管901与供水管821之间接常闭的供水阀门82；供水管821与溢水管831之间接常开的溢水阀门83；水控膨胀装置90与溢水阀门83、供水阀门82、泄水阀门84、进水阀81之间的点划线，用于表示溢水阀门83、供水阀门82、泄水阀门84、进水阀81的开关杆与水控膨胀装置的膨胀壁相联(以下各实施例也一样)；实际上溢水阀门83、供水阀门82和进水阀81是集成在一个切换阀内的(见图2、图4和图5及以下的说明)，图1只是为了便于理解而将三者独立表示，是一个原理图；水控膨胀装置90的内部结构图如图2所示，由阀体1、压力弹簧34和作为膨胀壁的活塞3构成，阀体内腔与活塞之间构成膨胀腔10，阀体的出水孔11接连管901，常闭的进水阀81接在接13与自来水管811(图1)之间，膨胀腔10通过支管65接有泄水阀门84，泄水阀门的开关杆61伸入阻尼装置的阻尼杆71的缺口711内；阻水块5、进水孔12和复位弹簧51构成的进水阀门(以下定义为“进水阀门A”)设置在进水阀81到水控膨胀装置91的通道上(即图1中的进水阀81串接在自来水管811与进水阀门A之间)。
图1中的供水阀门82、溢水阀门83和进水阀81集成在图2中的切换阀4内，切换阀4设有复位弹簧(图中未画出)使其返回图2所示的常态；图4所示切换阀的定片48中的通孔481接图1中的供水管821、通孔482接图1中的溢水管831、通孔483接图1中的连管901、通孔484通过接图2中的接口13后经进水孔12与膨胀腔10相通、通孔485接图1中的自来水管811；图5中的切换阀的动片49面向定片48一侧设有进水槽492和供水槽491，动片中的进水槽492与定片中的通孔484和485构成图1中的进水阀81、供水槽491与定片中的通孔481和482构成图1中的溢水阀门83、供水槽491与定片中的通孔481和通孔483构成图1中的供水阀门82；本实施例中，动片的进水槽492与定片中的通孔484和485构成的图1中的进水阀81只具有打开状态段和关闭状态、没有微开状态段。
使用热水时，打开图1中的混水阀92，图2中膨胀腔10内的水在压力弹簧34和活塞3的作用下经出水孔11、图1中的连管901、混水阀92的冷水进口、出水管921流出，同时，与活塞相连的控制杆31(图2)下移，压头311克服切换阀4的切换杆41上的复位弹簧的力而将切换阀切换到另一工作状态(结合图4和图5时，相对于图5中的动片49顺时针转动先使进水槽492跨在通孔484和485之间——即进水阀81打开、再使供水槽491跨在通孔481和483之间——即溢水阀门83关闭而供水阀门82打开)，切换杆41端部的滚轮压在控制杆的滑行面312上(图3所示)，此时，因阻水块5位于进水孔12处，经自来水管811、进水阀81进入进水孔12内的水只能经阻水块5与进水孔12之间的微小间隙进入膨胀腔10内，其流量很小(小于混水阀92此时的出水量，即本实施例中用阻水块5与进水孔12之间的关系实现进水阀门的微开状态)，进水阀门A(即由阻水块5、进水孔12和复位弹簧51构成的进水阀门)进入还处于微开状态段，水控膨胀装置继续收缩，活塞3在压力弹簧34作用下继续向下移动直到控制杆前部32将阻水块5推向下，阻水块5与进水孔12之间的开口增大，进水阀门A(即由阻水块5、进水孔12和复位弹簧51构成的进水阀门)进入打开状态，水控膨胀装置进入减压恒压状态，如图3所示，热水器进入使用状态，自来水管811内的自来水经进水阀81(图4定片中的通孔485、图5动片中的进水槽492、图4定片中的通孔484)、接口13、进水孔12、膨胀腔10、出水孔11进入连管901后，分为两条支路，一路为经混水阀92的冷水进口进入混水阀内的冷水支路，另一路为经供水阀门82(图4中定片的通孔483、图5中动片的供水槽491、图4中定片的通孔481)、供水管821、水箱91、热水管911、混水阀92的热水进口进入混水阀92内的热水支路，冷、热水支路在混水阀内混合变成暖水后经出水管921流出；使用完热水时，关闭混水阀92，膨胀腔10内的水压上升使活塞3向上移动，控制杆的前部32与阻水块5分离，阻水块5在复位弹簧51的作用下重新将进水孔12挡住，进水孔内的水经阻水块与进水孔之间的微小间隙向膨胀腔10内供水，进水阀门A返回微开状态段，使活塞3得以继续向上移动，切换杆41前端的滚轮从控制杆上的滑行面312上滑落并在其复位弹簧作用下常态复位到图2所示状态，结合图4和图5，此时只有动片上的供水槽491跨在通孔481和482之间使供水管821与溢水管831连通(即溢水阀门83打开)，通孔483与通孔481不通(供水阀门82关闭)，通孔484和通孔485不通(进水阀81关闭)，当然，其顺序是关闭供水阀门82、打开溢水阀门83再关闭进水阀81；但是当切换阀4复位过程中，有杂质卡在定片的通孔483与动片的供水槽491之间时，切换杆41不能复位，溢水管与供水管之间还不相通，进水槽492还跨在通孔484和485之间(即进水阀81还处于打开状态)，膨胀腔10内的水压继续增大，活塞3在图2基础上继续向上移动，直到与活塞3相连的顶杆33将阻尼杆71向上顶到开关杆61越过开关杆61与稳定弹簧62构成的稳定临界线，稳定弹簧将开关杆61推向使泄水阀门84打开的状态后，膨胀腔内的水经泄水阀门84、泄水管64流出，活塞3向下移动，此时阻尼杆虽然有动力弹簧72的复作用，但，因阻尼座7上的单向阻尼阀701的作用，阻尼杆71只能缓慢向下移动而不能马上将开关杆61复位，也即泄水阀门84能延时一段时间后才被关闭，在这段延时时间内，活塞重新控制切换阀进入工作状态，将卡在通孔483与供水槽491之间的杂质冲走。本实施例中，阻水块5从图3状态返回图2状态时，如果有杂质卡在进水孔12与阻水块5之间也不会影响水控膨胀装置的功能，所以，这种结构还具有防杂质的作用。将多个混水阀的冷、热水接口分别接连管901、热水管911即可实现中央供水。本实施例中，省略了泄水阀门84和进水阀81(并非省略进水阀门)，同样可以实现本发明的目的，只是这时，水控膨胀装置90必须有足够的耐压。
实施例一中，如果将普通混水阀改为电动混水阀，并且在热水管911的通道上加设流向电动混水阀方向的单向阀，也可在出水管921上连接多个出水阀，实现中央供水。
实施例二，图6是本实施例的连接结构及控制原理示意图，实施例二与实施例一的不同之处只在于将实施例一中的混水阀改为水龙头式的出水阀920，在出水阀920与热水管99之间改用单向阀910作为控制阀门，而且连管与出水阀之间的连接处9011改用较小的管径，其余与图1的相同，而且采用图2所示结构的水控膨胀装置，切换阀内的定片和动片结构也分别采用图4和图5的结构，此处连接处9011采用较小管径的原因是，防止出水阀920打开后，连管内的水全部经出水阀流走而不能将水箱内的热水顶出，其工作原理与实施例一的大同小异。当然，如果在连接处9011与管099处加设电动感温混水阀控制水龙头的出水温度，则连接处9011可采用较大管径的管。在管099处接上多外水龙头即可实现中央供水。
实施例三，见图7，实施例三与实施例二的不同之处只在于将图6的单向阀改为图7中常闭的截止阀9100作为控制阀门，截止阀9100受水控膨胀装置内的膨胀壁控制，同理，截止阀9100也可以与溢水阀门、供水阀门等一道集成在切换阀内。其工作原理与上述实施例大同小异，在此不作多述。
实施例四，见图8的连接结构及控制原理示意图和图9的水控膨胀装置图，本实施例是从图1的实施例改变而成的，省略了图1中的进水阀81、泄水阀门84及图2中的延时阻尼机构。在水控膨胀装置内设置限位块，限位块的位置见图9所示，在阀体01上部的支架02上伸出限位块020限定活塞03的最高位置，图9中阀体01中的进水孔012、阻水块05与复位弹簧051一同构成进水阀门(定义为“进水阀门B”)，该进水阀门B的状态分为打开状态段和微开状态段。
图9中的水控膨胀装置处于待机状态，接口013接图8中的自来水管800，图8中的溢水阀门083和供水阀门082集成在图9的切换阀04内，切换阀04的定片148如图10所示(实际上是将图4中的通孔484和485删除即可)、动片149如图11所示(实际上是将图5中的进水槽492删除即可)，切换阀04的定片148中的通孔1481接图8中的供水管0821、通孔1482接图8中的溢水管0831、通孔1483接图8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8、图9、图10和图11，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的作用下向下移动，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)，此时因阻水块05还挡在进水孔012的出口，自来水只能经阻水块05与进水孔012之间的间隙进入膨胀腔010内，即由阻水块05、复位弹簧051和进水孔012构成的进水阀门(进水阀门B)还处于微开状态，所以活塞03可以继续下移，直到控制杆前部032将阻水块05向下推使阻水块05与进水孔012分离，由阻水块05、复位弹簧051和进水孔012构成的进水阀门进入打开状态并对膨胀腔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在水压作用下上移，控制杆的前部032与阻水块05分离，阻水块05完全遮挡住进水孔012，自来水继续经阻水块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，即由阻水块05、复位弹簧051和进水孔012构成的进水阀门进入微开状态，活塞03可以继续在水压作用下向上移动，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03一直上移到被限位块020限位为止(图9所示状态)，热水器重新进入待机状态，此时，虽然阻水块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。本实施例中，为了防止图11中的供水槽1491从连通通孔1481和1482切换到连通通孔1481和1483的过程中在通孔1482与供水槽1491之间卡有杂质，可以改变通孔1481、1482、1483之间的相对位置，使供水槽1491的切换过程增加过渡段，该过渡段为半跨住通孔1482、全跨住通孔1481、半跨住通孔1483，如果无杂质卡住，则动片在活塞作用下供水槽1491可以快速从通孔1481和1482滑动到通孔1481和1483之间，其中一小部分水经溢水管流出；如果有杂质卡住通孔1482与供水槽1491，则经图9中阻水块05和进水孔012进入的水可以经溢水阀门、溢水管流出，从而保证水箱不受自来水压的影响。
实施例五，图12为本实施例的连接结构及控制原理图，与实施例一的不同之处在于去除了图2水控膨胀装置内的阻水块5和复位弹簧51(见图13，其图中标记与图2中的相同)，同时，水控膨胀装置内切换阀的定片采用图14所示结构，动片结构与图5的相同。也即与实施例五相关的是图12、图13、图14和图5。
图12中的进水阀门881、溢水阀门83、供水阀门82集成在图13中的切换阀4内。
图14所示，切换阀的定片中的通孔4810接图12中的供水管821、通孔4820接图12中的溢水管831、通孔4830接图12中的连管901、通孔4840通过接图13中的接口13与膨胀腔10相通、通孔4850接图12中的自来水管811，两组虚线400、500分别代表热水器在待机状态时图5所示动片上的进水槽492和供水槽491相对于定片上各通孔的位置；图5动片中的供水槽491与图14定片中的通孔4810和4820构成溢水阀门83、图5动片中的供水槽491与图14定片中的通孔4810和通孔4830构成供水阀门82、图5动片中的进水槽492与图14定片中的通孔4840和4850构成进水阀门881；图14定片中的通孔4850左侧设有漏水缝4851，从而使图5动片中的进水槽492与图14定片中的通孔4840和4850构成的进水阀门881具有打开状态段、微开状态段和关闭状态三种状态。
图14所示为待机状态时图13中切换阀4的定片与动片的相对位置示意图，图14中代表图5进水槽492的虚线400刚好越过漏水缝4851，通孔4840与4850不相通，进水阀门881完全关闭，而代表图5供水槽491的虚线500跨在通孔4810和4820之间，溢水阀门83打开、供水阀门82关闭，此时如打开图12中的混水阀92，图13中的活塞3带动切换阀动作，动片上的进水槽和供水槽顺时针转动到图15所示状态，接自来水管的通孔4850内的水只能经较窄的漏水缝4851进入进水槽(图15中的虚线400)，而供水槽(图15中的虚线500)已经跨在通孔4810和4830之间，相当于溢水阀门83关闭、供水阀门82打开，即溢水阀门和供水阀门的动作切换瞬间进水阀门处于微开状态段，图13中的膨胀腔10内压继续下降，活塞3继续带动图15所示状态的动片顺时针转动，则代表进水槽的虚线400将跨在通孔4850和4840之间，即进水阀进入打开状态，代表供水槽的虚线500还是跨在通孔4810和4830之间，热水器进入使用状态，其水路与上述各实施例大同小异。使用完热水时，关闭混水阀92，动作过程相反，切换阀中动片逆时针返回到图15所示状态，使进水阀门881重新返回微开状态段，因图15中代表进水槽的虚线400从通孔4850处回缩并仅跨在通孔4840与漏水缝4851之间，进水阀门还处于微开状态段，动片继续逆时针转动，在代表进水槽的虚线400完全退出漏水缝4851(进水阀门关闭)之前，代表供水槽的虚线500从跨在通孔4810、4830之间(供水阀门打开、溢水阀门关闭)切换到跨在通孔4810、4820之间(供水阀门关闭、溢水阀门打开)，即返回图14所示状态，热水器返回待机状态。
图6中连接出水阀的连接处9011必须使用较小口径的管道，因为如果该连接处9011的口径过大，则可能造成经供水阀门流入水箱的水路被连接处9011短路，使自来水管内的水直接经水控膨胀装置、连管、连接处9011和出水阀流出而不经水箱，但是如果连接处9011的口径过小，则可能因为进水阀门在微开状态段时的流量大于连接处9011的流量而活塞不能向内移动，切换阀不能动作，热水器不能进入使用状态，而且连接处9011太小也容易被杂质堵塞。图16所示的实施例就是为了解决这种问题而设计的。
实施例六，见图16，连管0702和单向阀075的出口汇合后伸出热水器的外壳接混水阀070的热水进口，混水阀的冷水进口通过支管0701接自来水管，供水阀门072设在供水管0721与水控膨胀装置076之间，它与图6的不同之处还在于减少了泄水阀门而在水箱上增加了压力开关074；水控膨胀装置074的内部结构图见图17，阀体061内设有活塞067和控制供水阀门072、溢水阀门073的切换齿轮062，接口065接图16的自来水管07，出口064接图16的送水管077；从图17中可见，当活塞067位于最外位置时，活塞控制杆0671上的拨头0672将滑块0673拨到最上处使滑块远离出水孔068(出水孔068接图16中的连管0702)，当打开图16的混水阀070后，阀体061内腔的水可以经出水孔068快速流入连管0702再流经混水阀070最后从出水管0700流出，活塞067下降，控制杆0671上的齿条带动切换齿轮062转动而使集成了供水阀门072和溢水阀门073在内的切换阀动作(其动作状态与上述实施例的相同)，然后，滑块0673在自身重力作用下滑向出水孔068而挡住出水孔，此时经出口064、供水阀门、水箱、热水管、单向阀的通道已被连通，所以经接口065和阻水块063的间隙流入阀体061内的水可以经上述通道流出以保证活塞067继续下移，直到推开阻水块063，热水器进入使用状态，调节混水阀上的冷热水流量比例即可调节出水管0700流出的水的温度，关闭混水阀时，图17中阀体内腔的水压上升，活塞067向上移动，阻水块063在弹簧作用下上移复位，控制杆带动切换齿轮使切换阀也复位，最后滑块067也被拨头0672推到远离出水孔068的位置。滑块0673与出水孔068构成一个具有打开状态和微开状态的可控阀门。
图16实施例中的致热器件是电致热器件，在水箱上连接有压力开关074，其内部结构见图18，压力开关由阀体0061、活塞0062、弹簧0063和行程开关0064构成，接口0067与水箱伸出的管螺纹连接，当水箱压过高时，活塞0062向左移动，直到与活塞相连的推杆0065压下行程开关0064的开关杆断开电致热器件的电源，如果水箱内压还继续上升，则活塞0062继续向左移动到泄水孔0066处时，水箱内的水经该泄水孔流出，进一步保护水箱。因为水的膨胀系数大约为2×10-4K-1，则对于容积为40L的水箱，只要水温上升10K，则其水的体积可以增大100mL，所以，如果溢水通道被堵塞，则水的体积增大足以使压力开关动作。压力开关074的动作压力可以设定为0.0001MPa或0.0002MPa或0.0003MPa或0.0004MPa或0.0005MPa或0.0006MPa或0.0007MPa或0.0008MPa或0.0009MPa或0.001MPa或0.002MPa或0.003MPa或0.004MPa或0.005MPa或0.006MPa或0.007MPa或0.008MPa或0.009MPa或0.01MPa或0.02MPa或0.03MPa或0.04MPa或0.05MPa或0.06MPa或0.07MPa或0.08MPa或0.09MPa或0.1MPa或0.11MP或0.12MPa或0.13MPa或0.14MPa或0.15MPa或0.16MPa或0.17MPa或0.18MPa或0.19MPa或0.2MPa或0.21MP或0.22MPa或0.23MPa或0.24MPa或0.25MPa或0.26MPa或0.27MPa或0.28MPa或0.29MPa或0.3MPa。
权利要求
1.一种贮水式热水器，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有防止连管内的水流向热水管的控制阀门，连管与自来水管之间接有水控膨胀装置，水控膨胀装置的内腔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；自来水管到水控膨胀装置的通道上设有进水阀门，该进水阀门的开口分为打开状态段和微开状态段；所述供水阀门、溢水阀门和进水阀门受所述水控膨胀装置的膨胀壁控制。
2.根据权利要求1所述贮水式热水器，其特征在于所述进水阀门由阀座、定片和动片构成，定片的通孔一侧设有漏水缝，动片上的进水槽越过定片的通孔跨入漏水缝后即为所述微开状态段。
3.根据权利要求1所述贮水式热水器，其特征在于所述控制阀门是一个单向阀或者是一个受所述水控膨胀装置的膨胀壁控制的常闭的截止阀。
4.根据权利要求1所述贮水式热水器，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。
5.根据权利要求1所述贮水式热水器，其特征在于所述水控膨胀装置内腔到连管之间的通道上设有可控阀门，该可控阀门受所述膨胀壁控制。
6.根据权利要求5所述贮水式热水器，其特征在于所述水控膨胀装置靠出水孔连接连管，该出水孔与位于水控膨胀装置内腔内的滑块或摆块或与水控膨胀装置的膨胀壁相连的挡块构成所述可控阀门。
7.根据权利要求1所述贮水式热水器，其特征在于所述水箱设有压力开关，所述致热器件是电致热器件，该压力开关控制电致热器件的电源而且是压力开关的动作状态切断电致热器件的电源。
8.根据权利要求7所述贮水式热水器，其特征在于所述压力开关的动作压力范围在0.0001MPa到0.3MPa之间。
9.根据权利要求1所述贮水式热水器，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。
10.根据权利要求1所述贮水式热水器，其特征在于所述水控膨胀装置内放置阻水块，阻水块与水控膨胀装置的进水口构成所述进水阀门，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
本发明涉及一种结构简单、使用方便、安全、可靠、可延长水箱寿命的贮水式热水器，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有连管，连管与热水管出口之间接有防止连管内的水流向热水管的控制阀门，连管与自来水管之间接有水控膨胀装置，水控膨胀装置的内腔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；自来水管到水控膨胀装置的通道上设有进水阀门，该进水阀门的开口分为打开状态段和微开状态段；所述供水阀门、溢水阀门和进水阀门受所述水控膨胀装置的膨胀壁控制。
文档编号F24H9/20GK1837703SQ20061000878
公开日2006年9月27日 申请日期2006年2月11日 优先权日2005年3月27日
发明者麦广海 申请人:麦广海