專利名稱：太陽能減壓給水自動控溫閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能熱水器減壓給水和出水溫度的自動控制，屬于物理技術應用領域。
太陽能熱水器已為人們所熟知。但研究已問世的各種太陽能熱水器的功能，可發現它們由于受技術和經濟的約束，其出水溫度均未能實現經濟的自動控制。因此，在應用中尚都存在著一些有待于解決和提高的實際技術問題。諸如自然循環式、強制循環式、悶曬式以及直流虹吸式等型太陽能熱水器，由于未實現出水溫度自動控制，其出水溫度必然隨著季節的轉換、環境氣溫的差異、日照時間的長短等變化而變化，而且也不能充分利用全天太陽所投射的能量。實際應用者皆知在晴朗的天氣，所提到的各種太陽能熱水器水箱中水的溫度一般在下午2時左右能達到當日的峰值，此后的太陽投射能僅在一定時間內起維持水溫的作用，人們稱為“只能利用半個太陽”;在半晴半陰的天氣，由于熱水器中儲水較多，水溫常不能達到所需的使用溫度，俗話稱為“白曬”。再者，所提到的各種太陽能熱水器所配置的浮球閥式補水裝置，雖然起到了對太陽能熱水器的減壓補水的作用，但其水箱內很容易滋生微生物，污染水質。因此，它們的應用和推廣受到了一定程度的影響和限制。
目前，能解決上述實際技術問題的技術方案是采用傳感器和電器設備使系統實現自控。《太陽能》雜志1991年第1期報道了一種定溫放水自控方案在熱水器出口處設置一電接點溫度計，通過控制器操縱熱水器進水管或出水管上的電磁閥，改變其流量，使出水溫度保持穩定。雖然其技術上是可行的，但需要價格昂貴的電器控制設備，且在實用上還存在一個電源問題如用交流電，則增添了不安全因素;突然停電或電器電子元件損壞時，系統則無法運行，可靠性差;如用直流電，則購買蓄電池或太陽能電池的費用之高，更使人望而卻步，恐怕只能在少數有濃厚興趣的單位和確有迫切要求的地方才能實施，至于在家用太陽能熱水器上，根本推廣不開。由于本發明人手頭資料有限，尚未見到更新的更可取的技術方案的報道和宣傳。
本發明的目的是提供一種太陽能減壓給水自動控溫閥，以解決現有太陽能熱水器系統中所存在的上述實際問題。
本發明是這樣實現減壓給水和自動控溫的由一與太陽能熱水器出水口相串聯的微型太陽能集熱傳熱器，將投射來的太陽能和由太陽能熱水器輸入的熱水的熱能傳遞給熱敏氣室內的工質氣體，使其因熱膨脹形成壓力大小隨熱敏氣室內工質的溫度而變化的壓力源，經連通管將壓力傳至薄膜減壓器內設置的傳感氣室，作用于出水壓力調節膜，牽動杠桿機構，改變閥塞的啟閉和開啟程度，使自來水的流量與太陽能熱水器內水所加熱到的溫度相適應。調節傳感氣室的體積，就能改變出水的溫度。與此同時，由高壓自來水管流進來的高壓水經薄膜減壓器后亦成為低壓水。從而實現本發明減壓給水和自動控溫。
附圖
為本發明太陽能減壓給水自動控溫閥的結構原理示意圖。
現結合附圖對本發明進行詳細的描述本發明是通過太陽能集熱傳熱器2上的熱水進口3和熱水出口11串接于太陽能熱水器的出水口和熱水儲存箱的進水口，薄膜減壓器8上的高壓進水口7和低壓出水口17串接于自來水管與太陽能熱水器的進水口。集熱傳熱器2首先將太陽投射能吸收并加熱與之連體的熱敏氣室12內的工質氣體，使之受熱膨脹，形成隨微型太陽能集熱傳熱器2的溫度而變化的壓力源(上述微型太陽能集熱傳熱器2和與之相連體的熱敏氣室12可以與下述傳感氣室15及薄膜調壓器8合成一個整體;也可以獨立設置成一個組件;或與太陽能熱水器合成一個整體)，膨脹的工質氣體通過連通管13進入傳感氣室15內，牽動出水壓力調節膜18，由調節膜18帶動杠桿9。當集熱傳熱器2內的溫度達到調定的溫度時，杠桿9便能首先開啟閥塞6，讓自來水由高壓進水口7進入薄膜減壓器8中減壓，再由低壓出水口17經太陽能熱水器加熱，由太陽能熱水器的熱水出口從熱水進口3輸入微型太陽能集熱傳熱器2內，充滿至熱水出口11流出，用溫度計插入溫度計插口10內，便能指示出所出熱水的溫度。通過調節旋鈕14，改變傳感氣室調整膜5的定位位置，并觀察溫度就能改變開啟閥塞6所需達到的溫度。如果太陽能熱水器內的水溫上升較快，則會導致閥塞6的開啟程度增大，此時出水的溫度仍將穩定在調定的數值上，這就實現了對太陽能熱水器的減壓給水和自動控溫。為防止環境氣溫對微型太陽能集熱傳熱器2和熱敏氣室12的不利影響，在集熱傳熱器2的上方設有透光板1，在熱敏氣室12的外部設有保溫層4。薄膜減壓器8中的傳感氣室調整膜5，出水壓力調節膜18的邊緣由螺釘16或其它方法固定密封。
本發明太陽能減壓給水自動控溫閥可實施于現有多種太陽能熱水器。現以常見的平板型自然循環式太陽能熱水器為例。該種太陽能熱水器的結構形式是保溫水箱置于集熱器的上方，由保溫水箱的上下水位口引管分別與集熱器的上出水口和下進水口相接，并在保溫水箱的同水平高度上設置一浮球閥式補水箱，串接在自來水管與集熱器的下進水口之間，以保證保溫水箱與集熱器內始終充滿水進行對流換熱。實施本發明對該種太陽能熱水器減壓給水自動控溫時，只需用本發明閥取代上述浮球閥式補水箱，將本發明閥的熱水進口3和熱水出口11分別與太陽能熱水器上出水口和保溫水箱的進水口相接，將本發明閥的高壓進水口7和低壓出水口17分別與自來水管和太陽能熱水器的進水口相接，并堵除太陽能熱水器和保溫水箱上的多余接口。調節調定旋鈕14，將傳感氣室調整膜5調定到所需出水溫度的位置上，新的系統便進入減壓給水和自動控溫的穩定運行狀態。
本發明閥的優點是1、集減壓給水和自動控溫功能為一體，結構簡單，容易制造，能廣泛用于各種太陽能熱水器，尤其適合用于家用型太陽能熱水器。2、成本低，其造價僅相當于現有太陽能熱水器系統中一只浮球閥式補水箱裝置的造價。3、以工質氣體的傳感熱膨脹來打開閥塞并調節其開啟程度，從而達到自動控溫的目的，且其工作與太陽的升落同步，能提高太陽能熱水器對全日照的利用率，消除現有太陽能熱水器使用中“只能利用半個太陽”、“白曬”的弊端。4、不消耗電能，不怕干擾，無磨損，壽命長，比現有的各種電器控制系統穩定可靠。5、水質不受污染。
權利要求
1.由微型太陽能集熱傳熱器2、熱敏氣室12、傳感氣室15、傳感氣室調整膜5、調定旋鈕14、連通管13、薄膜減壓器8等所組成的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征在于所述閥上設有微型太陽能集熱傳熱器2。
2.根據權利要求1所述的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征在于所述閥上設有熱敏氣室12。
3.根據權利要求1所述的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征在于所述閥上設有傳感氣室15。
4.根據權利要求1所述的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征在于所述閥上設有傳感氣室調整膜5。
5.根據權利要求1所述的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征在于所述閥上設有薄膜減壓器8。
6.根據權利要求1、3所述的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征在于所述傳感氣室15是由薄膜減壓器8中的出水壓力調節膜18與增設在薄膜減壓器8中的傳感氣室調整膜5所構成的。
7.根據權利要求1、3、5所述的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征在于溫度調定是通過調節調定旋鈕14改變熱敏氣室12和傳感氣室15中的有效體積而改變工質氣體的壓力，從而改變薄膜減壓器8中閥塞6的起始開啟溫度而實現的。
8.根據權利要求1、2、3、5、6、7所述的太陽能減壓給水自動控溫閥，其特征還在于所述的熱敏氣室12中的工質氣體，是通過與之連體的微型太陽能集熱傳熱器2接受太陽的幅射能和由太陽能熱水器輸入的熱水熱能膨脹產生其壓力大小與太陽能集熱傳熱器2中的溫度相應的壓力源，并由連通管13傳入傳感氣室15，牽動薄膜減壓器8中的出水壓力調節膜18啟閉閥塞6的。
全文摘要
本發明太陽能減壓給水自動控溫閥，集減壓給水和自動控溫功能為一體，溫度調定后便可自動執行。其結構簡單巧妙，容易制造，造價僅相當于現有太陽能熱水器系統中一只浮球閥式補水箱裝置的價格，能廣泛適用于各種太陽能熱水器，尤其適用于各種家用型太陽能熱水器的減壓給水和自動控溫。控制作用與日出日落同步，有助于提高太陽能熱水器對全日照的利用率。穩定可靠，不受地域或條件的影響，不消耗電能，能保證水質免受污染。
文檔編號F16K31/68GK1062197SQ9110940
公開日1992年6月24日 申請日期1991年10月1日 優先權日1991年10月1日
發明者周國平, 朱德元 申請人:周國平