一種內(nèi)加熱的直立儲水式熱水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于熱水器制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種熱水器，特別涉及一種內(nèi)加熱的直立儲水式熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]儲水式熱水器由于技術(shù)成熟、安全性能高，目前被中國家庭廣泛使用。這種熱水器具有下端進(jìn)水、上端出水、膽內(nèi)恒壓的特點(diǎn)。如中國專利文獻(xiàn)公開的名為“儲水式電熱水器”、公開號為“CN102261730A”的專利。
[0003]參照圖1，圖1中所顯示的為目前儲水式熱水器的大致結(jié)構(gòu)，主要由殼體和分布在殼體內(nèi)部的各種元器件組成。殼體可分為外殼、發(fā)泡層、內(nèi)膽鋼板和搪瓷層，內(nèi)部元器件可包括加熱管和陽極棒等，通常位于殼體上開設(shè)有進(jìn)水口和出水口，或包括泄壓口。
[0004]加熱時(shí):水隨著溫度的升高，密度會變小，逐漸向上層運(yùn)動，隨之溫度較低的水補(bǔ)充，直至全部加熱為熱水。
[0005]用水時(shí):由于水源水壓，冷水進(jìn)入熱水器內(nèi)膽的同時(shí)，將位于熱水器上層的熱水從出水口頂出，完成出水動作。
[0006]應(yīng)用的原理為:冷水的密度較大，熱水的密度較小，冷水從下方進(jìn)入可以避免與熱水混合，同樣的也最大程度降低了對流情況的發(fā)生，熱交換的方式主要為熱傳遞和熱輻射。
[0007]上述這種熱水器的缺點(diǎn)在于，即便在進(jìn)水口處采用了良好的緩流泄壓裝置，降低冷水進(jìn)入膽內(nèi)的沖擊速度以避免冷水高速進(jìn)入膽內(nèi)而引起強(qiáng)水流漩渦的目的，但事實(shí)上熱水的利用率也通常不足80%，特別在冬天使用，利用率會更低，按每年每個家庭洗浴平均用電1400度計(jì)算，共有大約280度電被浪費(fèi)掉。
[0008]因此，有必要提供改進(jìn)的技術(shù)方案，來解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種內(nèi)加熱的直立儲水式熱水器，實(shí)現(xiàn)冷熱水膽內(nèi)分離，有效提高熱水利用率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，涉及一種內(nèi)加熱的直立儲水式熱水器，包括水箱體和位于所述水箱體內(nèi)部的熱水裝置，其中所述水箱體包括:
[0010]水膽，包括周壁和分別密封扣合在周壁兩側(cè)的上蓋以及下蓋，水膽呈各處截面形狀大小相等的桶狀；
[0011]活動隔板，設(shè)置于水膽內(nèi)部并與周壁內(nèi)壁密封滑動配合，將水膽分為空間上下分布的熱水膽室和冷水膽室，上蓋位于熱水膽室，下蓋位于冷水膽室；
[0012]進(jìn)水口，開設(shè)于冷水膽室；
[0013]出水口，開設(shè)于熱水膽室；
[0014]所述熱水裝置為一加熱器，加熱器設(shè)置于熱水膽室內(nèi)部。
[0015]利用設(shè)置在水膽內(nèi)部的活動隔板，實(shí)現(xiàn)冷熱水分離目的。具體實(shí)現(xiàn)方法可以概述為:活動隔板外周緣緊貼水膽周壁內(nèi)表面，可以避免位于其上下部的熱水和冷水相互混合，而又由于不與水膽固定的活動隔板可以自由移動，因此保證了熱水膽室和冷水膽室的體積可變。當(dāng)位于空間下方的冷水膽室充入冷水時(shí)，壓力迫使活動隔板上升，進(jìn)而壓縮上方的熱水膽室，熱水膽室內(nèi)的熱水受壓從出水口排出，完成整個出水過程。
[0016]本發(fā)明還給出了一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，該方案是基于上述基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，加設(shè)連通裝置，以保證在非用水時(shí)活動隔板亦可移動。具體結(jié)構(gòu)描述為將該連通裝置設(shè)計(jì)成為一根連通熱水膽室和冷水膽室的連通水管，位于連通水管上安設(shè)有水閥；熱水膽室上開設(shè)有第一連通孔，冷水膽室上開設(shè)有第二連通孔，連通水管的一端與第一連通孔連接，另一端與第二連通孔連接，活動隔板的密度大于1000千克每立方米。當(dāng)然，可以對本設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，即將第一連通孔開設(shè)在上蓋上，第二連通孔開設(shè)在下蓋上。由于連通水管可以外置在水膽外部，換而言之水閥亦位于水膽外部，無論在控制和維修方面均具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性，水閥設(shè)計(jì)成定時(shí)控制、即時(shí)控制以及遙感控制或手動控制均十分方便，而連通水管可以直接設(shè)置在水膽外部，亦或根據(jù)具體外觀設(shè)計(jì)要求將其預(yù)埋至起保護(hù)水膽作用的熱水器外殼中。本次提供的設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)一種功能，該功能是利用連通水管連通熱水膽室和冷水膽室，使得兩者在特定情況下可以進(jìn)行水體交換，水體交換的目的在于平衡兩膽室之間的壓力，從而使得活動隔板在熱水器外部不提供水壓的情況下亦可以發(fā)生位置移動。設(shè)計(jì)方案中指出，活動隔板的密度大于1000千克每立方米，而1000千克每立方米為純水在4°C時(shí)的密度值，因此可見當(dāng)水閥打開的情況下活動隔板可以自動下沉，從而使得位于活動隔板上部的熱水膽室體積變大，下部的冷水膽室體積變小。整個工作過程如下，活動隔板位于大致靠近下蓋的水膽最底部，此時(shí)熱水膽室體積最大，加熱器工作使得熱水膽室內(nèi)的水體水溫達(dá)到可用溫度后停止加熱，冷水源開啟并開始將冷水通入冷水膽室內(nèi)，隨著冷水的逐漸通入，活動隔板上升，熱水膽室內(nèi)的熱水從出水口流出；當(dāng)需要停止熱水流出動作時(shí)，停止冷水的通入即可，活動隔板懸停于水膽中間或頂部位置，此時(shí)開啟水閥，使連通水管打開，活動隔板由于自身重力下沉，冷水膽室內(nèi)的水體通過連通水管進(jìn)入熱水膽室內(nèi)，直至活動隔板回歸初始或理想位置時(shí)關(guān)閉水閥。
[0017]本發(fā)明還提供了與上述優(yōu)選方案宗旨相同的并列優(yōu)選方案，內(nèi)加熱的直立儲水式熱水器還包括第一三通閥門和第二三通閥門，第一三通閥門包括第一甲路口、第一乙路口和第一丙路口，第二三通閥門包括第二甲路口、第二乙路口和第二丙路口；其中第一甲路口與出水口連接，第二甲路口與進(jìn)水口連接，第一丙路口和第二丙路口相連接;通過調(diào)節(jié)第一三通閥門和第二三通閥門可獲得兩種狀態(tài):第一種狀態(tài)為當(dāng)?shù)谝槐房陉P(guān)閉、第一甲路口連通第一乙路口時(shí)，第二丙路口關(guān)閉、第二甲路口連通第二乙路口；第二種狀態(tài)為當(dāng)?shù)谝灰衣房陉P(guān)閉、第一甲路口連通第一丙路口時(shí)，第二乙路口關(guān)閉、第二甲路口連通第二丙路口。第一種狀態(tài)設(shè)備處于用水階段，冷水由第二乙路口經(jīng)第二甲路口通過進(jìn)水口進(jìn)入冷水膽室，熱水從熱水膽室通過出水口經(jīng)第一甲路口由第一乙路口排出；而第二種狀態(tài)設(shè)備處于活動隔板重置階段，熱水膽室通過出水口、第一甲路口、第一丙路口、第二丙路口、第二甲路口和進(jìn)水口與冷水膽室相連通，活動隔板自由下落回歸初始位置，其中活動隔板的密度大于1000千克每立方米。此種設(shè)計(jì)方法僅調(diào)節(jié)閥門即可完成用水狀態(tài)和重置狀態(tài)的切換，并且減少了上蓋和下蓋上的開孔數(shù)量，使得設(shè)備更加穩(wěn)定、裝配更為簡單。
[0018]本發(fā)明還提供了與上述兩種優(yōu)選方案宗旨相同的第二并列優(yōu)選方案，內(nèi)加熱的直立儲水式熱水器還包括一四通閥門，四通閥門包括接出水口路口、用水路口、接進(jìn)水口路口和水源路口，接出水口路口與出水口連接，接進(jìn)水口路口與進(jìn)水口連接，通過調(diào)節(jié)四通閥門可獲得兩種狀態(tài):第一種狀態(tài)為接出水口路口連通用水路口、水源路口連通接進(jìn)水口路口；第二種狀態(tài)為接出水口路口連通接進(jìn)水口路口、用水路口連通水源路口，其中活動隔板的密度大于1000千克每立方米。此種設(shè)計(jì)方案僅包括一個調(diào)節(jié)閥門，更大程度上降低了操作難度，提高了客戶可用度。
[0019]用戶在使用熱水器時(shí)，不僅可能具有隨意控制活動隔板位置的需求而且還可能會具有知曉活動隔板具體位置的需求。本優(yōu)選方案以上述基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案、優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案、并列優(yōu)選方案和第二并列優(yōu)選方案中的一項(xiàng)作為基礎(chǔ)，提出了一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具體為內(nèi)加熱的直立儲水式熱水器還包括一超聲波測距系統(tǒng)，超聲波測距系統(tǒng)包括一安裝在下蓋內(nèi)側(cè)朝向活動隔板的超聲波探頭，超聲波探頭內(nèi)置有控制電路，控制電路還與一設(shè)置在水膽外部的顯示器相連接。超聲波探頭探測活動隔板的具體位置，并將所得結(jié)果顯示在顯示器上以供用戶實(shí)時(shí)知曉活動隔板具體位置情況。
[0020]另外，本發(fā)明還提供了另外五種以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案、優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案、并列優(yōu)選方案和第二并列優(yōu)選方案中的一項(xiàng)作為基礎(chǔ)的優(yōu)選技術(shù)方案:
[0021]第一種優(yōu)選的技術(shù)方案的目的是為了獲得熱水膽室的最大化有效使用體積。方法是合理安排加熱器的安裝位置。具體的為內(nèi)設(shè)的加熱器設(shè)置于遠(yuǎn)離活動隔板的上蓋上或其附近，從而使活動隔板向上移動的距離最大化。熱水膽室的大小直接影響整個熱水器的熱水儲量，