被动式太阳能热水器制造技术

一种被动式太阳能热水器，包含一个集热壳，具有透明盖，反光面和两端壁．内装有储水箱可以受到阳光直射和集热壳内表面反射光的加热．储水箱具有圆筒形周壁和两个端壁，两根管分别顺着储水箱纵轴线延伸，穿过并分别附装到它的两侧端壁上，并在储水箱中伸向靠近圆筒周壁的第一位置和第二位置，第一第二两位置大体上相互径向相对，上述两根管子延伸穿过集热壳的两端壁以将储水箱支撑在集热壳中．集热壳，储水箱和支架之间的相对位置可以按要求加以调定．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
此项专利技术涉及一种被动式太阳能热水器。太阳能热水系统由于其使用的经济性已进入商业性利用，因此在这一领域中进行了较多的研究开发工作。一种显着的倾向是着力于简化其结构、降低制做成本、使其安装简便及活动部件不易产生故障。最为人熟悉的非机械式太阳能热水系统是热虹吸系统。此种系统的原理是利用人们熟知的虹吸效应将太阳热量从太阳能集热器引入安装在集热器上方的隔热储水箱中。但是，有一种比之热虹吸系统更为简化的装置，就是被动式太阳能热水器，或称做闷晒式集热器、又可称为集热/储热一体系统(ICS)。两者之间的重要差别是，在被动式系统中其集热面也就是水箱的表面，因此可将集热与储水两者构成一体，所用的材料可以比热虹吸系统节省许多。这种被动式系统实质上就是在通向热水系统的冷水引入管中形成一个太阳能加热膨管。因此对于它相对于建筑物或水源的安装高度，仅须考虑现场水压是否足以使水流过太阳能热水器达到需用热水的地点即可。现有的各种被动式太阳能热水器中，其水箱安装在整体外壳中的一个固定位置;而水箱上的热水出口位置的安排，须当热水器以一定角度对着太阳时，使热水出口处于水箱的最高处，以最大限度地排出空气。如果水箱的布置使热水引出管的开口不是处于水箱的最高点，则水箱顶部滞留的空气就会增多，这样使水和水箱的接触面积减少，相应地就减少了对水的热传送效率。可见这种设计特别就那些水平式安装的水箱来说有一个问题，就是对于现场的安装倾角甚少灵活的适应性。当遇到不同纬度及不同的屋顶坡度时，这一点即便为明显。加之，如要按季节调整倾角以加大其集热能力，就更见其困难或至于不可能。目前的这项专利技术，目的在于提供一种避免上述缺陷而结构更加简单的被动式太阳能热水器。就被动式太阳能热水器这个主题，已有其他几项专利。据申请人所知在美国已有以下几项，即授于梅尔文的4，365，615号授于里利的4，409，962号;授于贝尔的4，416，257号;授予科内尔的4，355，629;授予赫奇逊的4，372，651号;以及授于罗宾斯的4，351，319号。上列专利中赫奇逊批露了一种包含多个高结构完整模块的太阳能集热器，具有流体导管及一个支撑结构。集热器围绕一水平轴线转动，配有一种适用的跟踪装置使集热器在不同时间均正对太阳以获取最大的热效率。导管固定处在抛物线形集热槽的焦点线上，如赫奇逊专利所示。科内尔专利将辐射、传导及对流所损失的热量减至最少。梅尔文的太阳能热水器包含一个热统计控制的曲柄，一个隔热的储液箱，几个储液箱及带有铰链的太阳能反射盖。当一个传感器由太阳光线所启动时，此盖即为曲柄所抬升达到预定的位置。里利系统的储水箱的上部有一个热虹吸式热流返回管，其下部有一热虹吸式冷流管。罗宾斯公布了一种辐射能追踪器，它使系统的辐射敏感部分与辐射能源保持成为一线。水箱以枢轴安装在可活动的支架上。有导管供水流动。在支架上装有反射器将入射的光线引向水箱。贝尔公布的太阳能集热器是反射器加固定水箱的型式。现在提到的本专利技术提供一种被动式太阳能热水器，它包含一个集热器壳体，上面是透明的平面，内面是曲线型的反射面和两个端壁;在集热器中装有储水箱，其位置恰可受到集热器内表面所反射的阳光的加热，且具有园柱形外壁，其曲面可从各种角度向水箱及相对的端壁反射阳光;有第一条管子沿着储水箱的纵轴穿过并附装于一侧端壁，再伸向储水箱内临近园筒形箱壁的第一位置;第二条管子沿着储水箱纵轴穿过并附装于另一侧的端壁，再伸向储水箱内临近园柱形箱壁的第二位置;上述第一和第二个位置大体上以径向处于相反的方位，第一和第二条管子又向外延伸穿过集热器外壳的两个端壁，这样将储水箱支撑在集热器壳体内;以可拆卸的结构将集热器壳体与储水箱组装于要求的相对位置。附图中将此项专利技术的各方面(仅作为示例)分别显示如下图1为此项专利技术的被动式太阳能热水器的总体图;图2为图1所示热水器的端视图;图3为图1所示太阳能热水系统所适用的储水箱的剖视图;图4为图3中沿4-4线的剖视图;图5为图1中沿5-5线剖视的细部图;图6为图1中沿6-6线的剖视图。各图中表示按照此项专利技术的一种被动式太阳能热水器。如图1及图2所示，它包含一个集热器壳体2，具有平底部分3，透明的上盖4，曲面式反射内表面6及两侧端壁8。注意从图2、5和6中可看出集热器壳体是由一种绝热性好的材料10构成，最好是一种泡沫型的合成树脂，例如聚氨脂，并有反光性的内表面6及外皮12。在集热器壳体2中有一储水箱14，其位置正可受到集热器壳体2的内表面6所反射的阳光的加热。水箱14具有圆筒形的箱壁16及相对的端壁18，储水箱14在图3中有详细表示。第一条管子20延伸在22位置穿过并装在一侧端壁18上-特见于图3及图6，第一条管20顺着储水箱14的纵轴线延伸，再伸向第一位置24，这是在储水箱14的内部靠近圆筒壁16的部位。在热水器另一端有第二条管子26伸入并装在另一侧端壁18上。它也是顺着储水箱14的纵轴线延伸并在水箱内部伸向靠近圆筒壁16的第二位置28。，上述第一和第二两位置24与28大体上以径向处在相反的方位，见图2和图3所示。储水箱14装有内部加固架30以支撑住管子20及26，加固架30在32处相互焊接，在34处与储水箱焊接，又在36处与管子焊接。在加固架30上做成开口38以容纳第一和第二两条管子20和26。如图6所特别显示，在管子20与26的外伸部分须做上符号40以指示管子在储水箱内所弯折的方向，因为储水箱内部的情况从外面是看不见的。上述对管子20与26以及加固架30的安排，保证了储水箱14由管子20与26支撑在集热器壳体中。如图1和图2所示，此加热器具有一个支架，它包含一对纵向部件42，两端各有一对支腿44，向上延伸在46处相会组接。横向上又有撑条48予以加固。又如图2所示，有几个定位圈50，它们可以在支腿上滑动，这样可以使集热器壳体2很方便地变换角度对着太阳，而不致引起水箱从其优先的位置上移位。至于如何利用定位圈50将壳体2固定位置，则可利用管子工艺中所熟知的方法。储水箱14是由管道连接牢固地装在管子20和26上，来固定它的旋转位置的。整个加热器用可拆卸的装置来固定集热器壳体2与储水箱14之间的相对位置，和两者与地面或安装面的相对位置。如图6中所示每套固定装置包括一定定位螺丝52，旋入支腿44的连接头46上的丝孔54中。旋紧定位螺丝52即可将支架的中心套压紧到管子上。如图6所示，在接头46处配有衬套56。为橡胶或氯丁橡胶制作，外面是套筒58，可为铝质，衬套56对管子20和26提供良好的磨擦配合，并可防止从管子20和26向支架44传热而损失热量。同此目的，在管子20和26延伸穿过集热器壳体2的地方，加一个垫圈60，垫圈外缘有一凹槽62用以和集热器壳体2的外皮12上制备的凸缘64相啮合。如图5所示集热器壳体2有一玻璃的上盖4，卡在卡套66里。这个卡套是利用68安在集热器壳体2上，玻璃盖与卡套之间的安装还须加上密封衬垫70。图5所示为一种较好的具体设计，从中可以看出在玻璃盖下又附加了两层塑料薄膜72(最好是聚四氟乙烯)，用花键74绷平，这样构成一个三层的体系，在其中间形成两层气垫，可提供更好的隔热性。这样的系统对于在较冷的气候条件下滞存热量是特别需要的。对这种热水器的操作极为简单。先松开支架上的定位圈50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动式太阳能热水器，包含一个集热器壳体，其上方为透明盖，里面为曲面式反射面，及两个端壁；在集热器壳体中有一储水箱，处在受到阳光直射和集热器内表面反射加热的位置，它具有园筒形的箱壁和两头的端壁；第一条管子顺着储水箱的纵轴线延伸，穿 过并附装在箱的一侧端壁上，又在储水箱内伸向靠近园筒壁的第一位置；第二条管子顺着储水箱的纵轴线延伸，穿过并附装在箱的另一侧端壁上，又在储水箱内伸向靠近园筒壁的第二位置；上述第一第二两个位置大体上处在径向上相反的方位；第一和第二两根管子 又延伸穿过集热器壳体的两个端壁，以支撑处在集热器壳体中的储水箱；用可拆卸的结构将集热器壳体、储水箱和支架组装成所需要的相对位置。

【技术特征摘要】
US 1985-5-10 733,2751.一种被动式太阳能热水器，包含一个集热器壳体，其上方为透明盖，里面为曲面式反射面，及两个端壁；在集热器壳体中有一储水箱，处在受到阳光直射和集热器内表面反射加热的位置，它具有园筒形的箱壁和两头的端壁；第一条管子顺着储水箱的纵轴线延伸，穿过并附装在箱的一侧端壁上，又在储水箱内伸向靠近园筒壁的第一位置；第二条管子顺着储水箱的纵轴线延伸，穿过并附装在箱的另一侧端壁上，又在储水箱内伸向靠近园筒壁的第二位置；上述第一第二两个位置大体上处在径向上相反的方位；第一和第二两根管子又延伸穿过集热器壳体的两个端壁，以支撑处在集热器壳体中的储水箱；用可拆卸的结构将集热器壳体、储水箱和支架组装成所需要的相对位置。2.根据权利要求1所述的被动式太阳能热水器，它包含一个支架，以支撑第一第二两根管子。3.根据权利要求2所述的被动式太阳能热水器，其支架在加热器的两端各有一对支腿，每组两条支腿大体上相互成直角组...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰利维斯理查德森，
申请(专利权)人：约翰利维斯理查德森，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]