專利名稱：一種太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)部貯水的全玻璃真空管太陽能熱水器，尤其是一種抗凍全玻璃真空管太陽能熱水器。
現(xiàn)有內(nèi)部貯水的全玻璃真空管太陽能熱水器之所以可在冬季使用，并不是因?yàn)槠溆锌箖鲂阅埽且驗(yàn)椴Ａд婵展艿谋匦阅芎枚屹A水量較大，使真空管內(nèi)水的溫度不宜下降，更不宜全部完成結(jié)凍。也就是說，現(xiàn)有玻璃真空管的貯水量的大小，是根據(jù)該真空管內(nèi)的水在冬季是否能完成結(jié)凍所設(shè)定。由于現(xiàn)有玻璃真空管的貯水量均較大，使得玻璃真空管的熱容量大，從而使玻璃真空管內(nèi)的水溫度上升緩慢，并使現(xiàn)有玻璃真空管在使用時(shí)所產(chǎn)生的熱水得不到充分利用，另外現(xiàn)有玻璃真空管在其真空度受到破壞時(shí)則很容易被凍裂。
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種具有抗凍性能的而且玻璃真空管內(nèi)貯水量小的全玻璃真空管太陽能熱水器。
本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思是通過在現(xiàn)有太陽能熱水器的玻璃真空管內(nèi)設(shè)置柱形管，并控制內(nèi)部設(shè)有柱形管的玻璃真空管上部貯水空間的形狀，還通過控制柱形管的固定裝置在玻璃真空管內(nèi)的位置，使得在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管上部因不受光照而解凍慢的冰，在受到其下部的膨脹應(yīng)力時(shí)可向水箱方向移動(dòng)，從而使得由內(nèi)部設(shè)有柱形管的玻璃真空管具有抗凍性能。由于內(nèi)部設(shè)有柱形管的玻璃真空管具有了抗凍性能，因此通過控制柱形管的外經(jīng)和玻璃真空管內(nèi)經(jīng)的差，則可使得內(nèi)部設(shè)有柱形管的玻璃真空管貯水量小，從而達(dá)到由柱形管和玻璃真空管所組成的太陽能熱水器不僅具有抗凍性能而且具有升溫快的優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的發(fā)明目的，本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案如下一種太陽能熱水器，它由水箱、支架、數(shù)個(gè)內(nèi)部貯水的下端封閉上端開口的玻璃真空管和設(shè)在玻璃真空管內(nèi)的柱形管組成，玻璃真空管的上端與水箱相連通，柱形管的外徑小于玻璃真空管內(nèi)經(jīng)，柱形管的長度與玻璃真空管相等，內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管，其上部貯水空間呈上截面積不小于下截面積的環(huán)行直柱形狀，使得在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管上部的冰，在受到其下部的膨脹應(yīng)力時(shí)可向水箱方向移動(dòng)。因?yàn)楫?dāng)內(nèi)部水已全部結(jié)凍后的內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管，在解凍時(shí)由于內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管上部尤其是上端部不受光照，因此上部冰的解凍速度慢于其下部的解凍速度，所以當(dāng)內(nèi)部水已全部結(jié)凍后的內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管在解凍到其上部的冰還未全部解凍，內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管又進(jìn)結(jié)凍狀態(tài)時(shí)，即進(jìn)入二次結(jié)凍狀態(tài)時(shí)，則內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管的上部，會(huì)因水的結(jié)凍厚度薄而先完成結(jié)凍，由于內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管上部的貯水空間呈上截面積不小于下截面積的環(huán)行直柱形狀，所以內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管中的水在二次結(jié)凍所產(chǎn)生的膨脹，能夠?qū)⑵渖喜肯韧瓿山Y(jié)凍的冰推向水箱，從而使內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管的上部在二次結(jié)凍時(shí)具有抗凍性能。內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管上部貯水空間呈上截面積不小于下截面積的環(huán)行直柱形狀的部分，該部分的長度不小于玻璃真空管長度的1/20，使得在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管上部解凍慢的冰，均在貯水空間呈上截面積不小于下截面積環(huán)行直柱形狀的部分內(nèi)。在柱形管與玻璃真空管內(nèi)壁之間設(shè)有定位裝置，定位裝置為設(shè)在柱形管壁上的玻璃凸臺(tái)或?yàn)椴讳P鋼卡子，以固定柱形管在玻璃真空管中的位置，定位裝置設(shè)在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管貯水空間的中部和下部，也就是說在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管上部尤其是上端部，不設(shè)有能阻擋冰向水箱移動(dòng)的定位裝置。從柱形管下端面到玻璃真空管內(nèi)底端面的距離d3和玻璃真空管內(nèi)徑d1以及柱形管外徑d2，符合公式d3＜2(d1-d2)/2。從而保證內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管內(nèi)的水在首次結(jié)凍時(shí)是按照自下而上的順序結(jié)凍，因?yàn)槿鬱3較大將使內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管在結(jié)凍時(shí)，因其下端水的結(jié)凍厚度大而不首先完成結(jié)凍，而其上部的水因結(jié)凍厚度小則能先完成結(jié)凍，從而使內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管下端的水在完成結(jié)凍過程中對(duì)內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管產(chǎn)生破壞性膨脹應(yīng)力。控制玻璃真空管內(nèi)徑d1與柱形管外徑d2符合公式1.5毫米＜d1-d2＜14毫米，使得由柱形管與玻璃真空管所組成的內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管貯水量少。
為了使太陽能熱水器具有更好的瞬時(shí)加熱性能，并且保證內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管內(nèi)的水能夠滿足循環(huán)要求，玻璃真空管內(nèi)壁的直徑d1與兩端封閉的玻璃管外壁的外徑d2附和公式4毫米＜d1-d2＜10毫米，從柱形管下端面到玻璃真空管內(nèi)底端面的距離d3符合公式d3=(d1-d2)/2。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的由內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管組成的太陽能熱水器作進(jìn)一步描述


圖1是本實(shí)用新型提出的太陽能熱水器的側(cè)剖面視示意圖。
圖2是垂直于內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管軸線的截面示意圖。
圖3是定位裝置全部為玻璃凸臺(tái)的內(nèi)設(shè)柱形管玻璃真空管太陽能熱水器側(cè)剖面示意圖。
參見
圖1、圖2，一種太陽能熱水器，它由水箱[1]、支架[2]、數(shù)個(gè)內(nèi)部貯水的下端封閉上端開口的玻璃真空管[3]和設(shè)在玻璃真空管[3]內(nèi)的柱形管[4]組成，玻璃真空管的上端與水箱相連通，在柱形管與玻璃真空管內(nèi)壁之間設(shè)有定位裝置，柱形管[3]為兩端封閉的玻璃圓柱形管，柱形管的外徑小于玻璃真空管內(nèi)經(jīng)，其長度與玻璃真空管相等，內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管，其上部貯水空間呈上截面積不小于下截面積的環(huán)形直柱形狀，該部分的長度不小于玻璃真空管長度的1/20，也就是說玻璃真空管的上部呈上截面不小于下截面的直柱形狀，而柱形管的上部呈上截面不大于下截面的直柱形狀。從柱形管下端面到玻璃真空管內(nèi)底端面的距離d3、玻璃真空管內(nèi)徑d1、和柱形管外徑d2符合公式d3＜2(d1-d2)/2,d1和d2符合公式1.5毫米＜d1-d2＜14毫米，為了使太陽能熱水器具有更好的瞬時(shí)加熱性能，并且保證內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管內(nèi)的水能夠滿足循環(huán)要求，d1、d2、d3符合公式d3=(d1-d2)/2,d1和d2附和公式4毫米＜d1-d2＜10毫米。固定柱形管的定位裝置設(shè)在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管貯水空間的中部和下部，設(shè)在貯水空間中部的定位裝置為三個(gè)設(shè)在柱形管壁上互成120度角的玻璃凸臺(tái)[5]，三個(gè)互成120度角玻璃凸臺(tái)[5]的外接圓直經(jīng)不大于玻璃真空管的內(nèi)經(jīng)。設(shè)在貯水空間下部的定位裝置為一個(gè)設(shè)在柱形管下端面與玻璃真空管內(nèi)底端面之間的不銹鋼卡子[6]，不銹鋼卡子[6]為有三個(gè)相互呈120度張角的呈彎曲片狀的三抓不銹鋼彈簧卡子，柱形管被不銹鋼卡子[6]固定在玻璃真空管中。
參見圖3，設(shè)在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管貯水空間的定位裝置還可為其它結(jié)構(gòu)，如固定柱形管的定位裝置全部為玻璃凸臺(tái)，即設(shè)在貯水空間下部的定位裝置為設(shè)在柱形管側(cè)壁下部上的三個(gè)互成120度角的玻璃凸臺(tái)[5]和一個(gè)設(shè)在柱形管下端面上的下玻璃凸臺(tái)[7]，設(shè)在柱形管壁側(cè)壁下部上的三個(gè)上互成120度角的玻璃凸臺(tái)[5]，其外接圓直經(jīng)不大于玻璃真空管的內(nèi)經(jīng)，柱形管的重量不小于該管在水中的浮力，使柱形管在玻璃真空管中不會(huì)上浮。
上述抗凍太陽能熱水器具有水溫度上升快，瞬時(shí)加熱性能好，制作簡單，抗凍性能可靠而且抗凍性能與玻璃真空管真空度和貯水量無關(guān)，可使玻璃真空管在使用時(shí)所產(chǎn)生的熱水能夠得到充分利用等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型所提出的抗凍太陽能熱水器不僅適于于小口經(jīng)的內(nèi)部貯水的玻璃真空管，尤其適用于大口經(jīng)的內(nèi)部貯水的玻璃真空管，而且還適用于現(xiàn)有玻璃真空管呈水平方向方置的太陽能熱水器，使玻璃真空管呈水平方向放置的太陽能熱水器在結(jié)凍時(shí)，可保證從玻璃真空管的下端部開始結(jié)凍，并逐步結(jié)凍至水箱，從而有利于玻璃真空管呈水平方向放置的太陽能熱水器具有抗凍性能。
權(quán)利要求1.一種太陽能熱水器，它由水箱[1]、支架[2]、數(shù)個(gè)內(nèi)部貯水的下端封閉上端開口的玻璃真空管[3]和設(shè)在玻璃真空管[3]內(nèi)的柱形管[4]組成，玻璃真空管的上端與水箱相連通，在柱形管與玻璃真空管內(nèi)壁之間設(shè)有定位裝置，柱形管[4]為兩端封閉的玻璃圓柱形管，柱形管的外徑小于玻璃真空管內(nèi)經(jīng)，其長度與玻璃真空管相等，定位裝置為設(shè)在柱形管壁上的玻璃凸臺(tái)[5]或?yàn)椴讳P鋼卡子[6]，其特征在于內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管，其上部貯水空間呈上截面積不小于下截面積的環(huán)行直柱形狀，該部分的長度不小于玻璃真空管長度的1/20，定位裝置設(shè)在內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管貯水空間的中部和下部，從柱形管下端面到玻璃真空管內(nèi)底端面的距離d3、玻璃真空管內(nèi)徑d1和柱形管外徑d2符合公式d3＜2(d1-d2)/2,d1和d2符合公式1.5毫米＜d1-d2＜14毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于d1、d2、d3符合公式d3=(d1-d2)/2,d1和d2附和公式4毫米＜d1-d2＜10毫米。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種由水箱(1)、數(shù)個(gè)玻璃真空管(2)、設(shè)在玻璃真空管內(nèi)兩端封閉為玻璃的柱形管(4)和柱形管的固定狀置組成的具有抗凍性能的太陽能熱水器。通過控制柱形管的固定狀置在玻璃真空管中的位置,控制內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管貯水空間的形狀,不僅使得該太陽能熱水器在首次結(jié)凍和在二次結(jié)凍時(shí)均具有抗凍性能,而且使內(nèi)設(shè)柱形管的玻璃真空管貯水量小。本太陽能熱水器具有抗凍性能與玻璃真空管真空度和貯水量無關(guān),瞬時(shí)加熱性能好和熱水利用率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/05GK2318577SQ98210220
公開日1999年5月12日 申請(qǐng)日期1998年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月5日
發(fā)明者位紹建 申請(qǐng)人:位紹建