高保温性能的太阳能热水器制造技术

一种高保温性能的太阳能热水器，属于太阳能利用装置．本热水器由吸收太阳能并贮存热水的玻璃真空集热瓶和所附的Ｗ形太阳光反射板构成．它不用跟踪即可在四季获得高温热水或开水并保持其温度下降极慢，解决了一般太阳能热水器水温低．成本高、使用不便的问题．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能利用装置。一般的太阳能热水器的保温性能较差。为了避免这一缺点，目前多采用玻璃真空集热管为热收集器的热水器(参见美国专利3，227，153、3，981，293、3，957，029、3，983，861、4，016，860、3，960，136、4，134，391、4，409，964、4，339，484)，可以在寒冷季节使用。但这种热水器制造成本较高，结构复杂，一般都需要专门的消耗电能的水泵迫使待加热的水不断循环流动，特别是都需要另外的贮热水箱，要使用较多的保温材料，增加了成本，使该种太阳能设备的应用受到很大限制。本专利技术的目的在于保留真空绝热技术的优点，通过新颖的设计，免去附加的贮热水箱和水泵，并仍能获得温度很高的热水并很好地保持热水的温度。本专利技术的要点在于首先利用容积或直径较大口部较小形状类似于日用保温瓶胆(长度和大小不一定相同)的玻璃真空集热瓶(1)作为集热和贮存热水的部件，因而不需附设另外贮存热水的容器。但真空集热瓶(简称瓶体)因直径较大会使瓶体内水温在太阳照射时上升较慢，因此本专利技术的另一要点为在瓶体后面，加装ω形太阳光反射板(简称反光板)(2)，以增加收集能量，(参见图1)。玻璃真空集热瓶为玻璃质，由内瓶(3)和外瓶(4)构成，内瓶瓶口与外瓶瓶口熔接在一起，构成真空集热瓶的瓶口(5)，其直径小于内瓶瓶身直径。内瓶与外瓶之间的间隙为真空。待加热和已加热的水或其他液体贮于内瓶中。太阳能辐射透过外瓶照射在内瓶上，内瓶瓶壁将热传至液体。内瓶外表面可具有深色太阳能吸收涂层(6)(参见图2)，该涂层可以是深色非选择性太阳能吸收涂层(太阳幅射吸收率和10℃-100℃下热发射率均较高)，也可以是选择性太阳能吸收涂层(10℃-100℃下热发射率明显低于太阳幅射吸收率)。内瓶本身也可以由深色玻璃制成或是内瓶内表面有一深色涂层(7)，其内瓶外表面或外瓶内表面可有一太阳能选择性透过涂层(8)(太阳幅射透过率较高，常温热发射率较低。例如以氧化锡为主要成分的涂层)，内瓶外表面也可有一层选择性透过涂层。本专利技术使用时瓶口可以用瓶塞或瓶盖盖上，也可与导水管连接;瓶体的几何中轴线与地球轴线夹角一般不超过235°。上述的ω形反光板安装在瓶体背向太阳的那面，由对称或近似对称的两个曲面构成，其对称轴线与瓶体几何中轴线基本平行，曲面由瓶体向侧后向-侧向-侧前向逐渐扭转延伸，其曲率满足如下要求在曲面和瓶体的横截面(参见图3)上，曲面上任一点的切线与过该点的内瓶外表面的切线的夹角θ一般等于或稍大于或小于直角。反光板也可制成等同于或近似于渐开线曲面的形状(即属于图3中上述夹角θ在各点都等于或约等于直角的情况)，该渐开线曲面所对应的圆的直径等于瓶体内瓶外表面的直径;与该渐开线相比，反光板距瓶体稍远或较远的部分的曲率可以稍小一些，以获得较多的太阳幅射。本专利技术所要求的ω形反射板可以使该热水器在朝南(可偏东或偏西)固定放置时，不需扭转方向，就能保证来自不同方向(±90°之内)的落在反光板内表面的阳光大部分或绝大部分都被反射到内瓶上。为了固定支撑瓶体可使用压板和底板;压板和底板可以为平板形状，可带折边，也可为圆形或其他旋转曲面形状;压板均有一中心圆孔，可使瓶口从中露出而压板压在瓶体的肩部;底板上可有一凹部或环状凸起，以利于固定瓶体底部;在瓶体与压板或底板或其他零件接触的部位，可垫有柔质垫片或柔质垫圈。压板和底板可通过垂直的后板或垂直的后柱相联结;后板或后柱朝前的表面可具有反光能力或有反光层，可具有双渐开线曲面或近似渐开性曲面的形状，该渐开线曲面所对应的圆的直径与瓶体内瓶相等。压板与底板也可以通过一根以上的连杆相联结，连杆可以是竖直的，也可以是斜置的或交叉的或弯曲的;连杆可套有柔质的不易磨伤玻璃的套管。反光板可安装在压板或底板或后柱上，也可以把每一瓶体的压板、底板和反光板按照一整体制出，该整体可以是冲压、模压或一次注塑成形出来的。本专利技术所述的热水器可以是单瓶或多瓶的。单瓶的便于移动，也便于把瓶内的热水倾倒出来。单瓶的热水器的反光板可以是固定的，也可以是活动的，可以合拢于瓶体的两侧或瓶体的四周，可保护瓶体不被碰伤和便于使用。活动反光板可以是薄而富有弹性可以弯曲合拢的，也可以是由两部分或几部分铰合在一起的。每一瓶体的活动反光板可以是对称的两块，这两块反光板可以直接铰接在压板和底板上，也可以各自铰接在压板与底板之间的同一根或不同的两根连杆上，也可以铰接于后板或后柱上;其中每一块反光板也可以由前后两部分铰接而成，前部分可以向内弯折。为了使活动反光板打开时处于应有的位置，压板的后缘可以有向下的折边或凸起，底板的后缘也可以有向上的折边或凸起，可挡在反光板上缘或下缘的后面。活动反光板上还可以装有有弹性的簧片或钩，可将合拢的反光板相互卡住或卡在某根连杆上;也可在反光板上或在瓶体或连杆或压板或底板某处加装小块铁磁性物质，利用其磁力保持反光板的合拢状态。也可在反光板铰合处装一U形弹性钢丝，钢丝的两端直接或通过其他拉簧或链环挂在被铰合的反光板或其他部件上，该U形弹性钢丝或拉簧的收缩力可使反光板保持张开或合拢状态。活动反光板也可以通过下述方式铰合由反光板伸出的与转动轴垂直的带轴孔的小片与另一反光板伸出的同样带孔小片或固定转动轴的热水器其他部位(如压板或底板等)贴紧;该小片表面可垫有增加摩擦力的小垫片，转动轴穿过小片及小垫片上的孔，转动轴也可以是销钉、铆钉或螺钉;该小片可为单层或多层的，可与另一反光板的同样小片交叠装配，以增加摩擦力，使反光板保持已有的开合位置。为了使用方便，所说的单瓶热水器可以有一个把手，把手可安装在压板或底板或垂直后板或垂直后柱或连杆上，也可以直接粘在瓶体上(瓶体较小时)。可以使后柱兼作把手，此时应使后柱距瓶体有适当距离或具有必需的弯曲形状。还可以在热水器上铰接一提手。提手可为U形，也可为M形;在提手上可有一个或一个以上的倒钩或折弯，以便该热水器可悬挂起来使用;提手还可折向后方，倾斜放置时作支撑之用，此时提手应选择合用的长度。当然为了使本热水器便于倾斜放置，也可装上可以活动的U形支架，可打开或折起，该支架可铰接在底板或压板或后柱或后板上。为了便于倒水，瓶口也可以装有喇叭口，瓶口与喇叭口之间可以衬有垫圈。瓶口可以有瓶塞或能盖住整个瓶口的瓶盖。瓶塞可以用橡胶、塑料、软木等柔韧材料制成。瓶塞上可以有一导气孔或一穿过瓶塞的导气细管，该导气细管在瓶内的一端可靠近瓶体肩部的前侧，以利于排出受热时水中产生的气体或蒸汽或因膨胀而容纳不下的水。该瓶塞上也可插装一支能测出并显示最高水温的温度计，以便使用者判断瓶内的水温是否曾到达沸点，该温度计的构造及工作原理与体温计相类似。瓶口还可以加装气压塞，其构造和原理与目前国内市场上销售的普通保温瓶所用的气压塞或气压式(压气式)保温瓶所用的气压塞相同，由压盖、带软质进气口和塞头的波纹壁腔体以及导管和外罩组成。使用时将压盖压下，热水即可从导管流出。瓶体还可套装固定于一透明外壳或栅格状外壳内，光线可通过该透明外壳和栅格状外壳的孔照射到瓶体上。外壳上可以有把手或提手。外壳可方便地挂在独立的ω形反光板上或取下来，也可将轻便的ω形反光板挂在外壳上或取下来。本专利技术所述热水器也可以由两个以上瓶体和相应的反光板组成。各瓶体可以由通入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带阳光反射板的太阳能热水器，其特征在于所说的热水器由玻璃真空集热瓶体（以下简称瓶体）和ω形阳光反射板（以下简称反光板）组成；其玻璃质的瓶体由内瓶和外瓶构成，内瓶瓶口与外瓶瓶口熔接在一起，构成玻璃真空集热瓶的瓶口，其直径小于内瓶瓶身直径，内瓶外表面或内表面有深色太阳能吸收涂层或内瓶本身为深色；内瓶与外瓶之间的间隙为真空；所说热水器由单个瓶体或多个瓶体构成；使用时瓶体的几何中轴线与地球轴线夹角一般不超过２３．５°；所说的反光板装在瓶体背向太阳的那面，由对称或近似对称的两个曲面构成，其对称轴线与瓶体几何中轴线基本平行；曲面由瓶体向侧后向－－侧向－－侧前向逐渐扭转延伸，其曲率满足如下要求：在曲面和瓶体的横截面上，曲面上任一点的切线与过该点的内瓶外表面的切线的夹角θ一般等或稍大于或小于直角；使用时，反光板和瓶体可朝南或偏东偏西放置，不需改变所对方向，就可使来自不同方向（±９０°之间）的落在反光板内表面的大部分阳光都被反射到内瓶上；该种热水器的瓶体的内瓶容纳待加热或已加热的水或其他液体，兼有集热和贮存热水的功能，不需要附加另外的贮热水箱。

【技术特征摘要】
1.一种带阳光反射板的太阳能热水器，其特征在于所说的热水器由玻璃真空集热瓶体(以下简称瓶体)和ω形阳光反射板(以下简称反光板)组成；其玻璃质的瓶体由内瓶和外瓶构成，内瓶瓶口与外瓶瓶口熔接在一起，构成玻璃真空集热瓶的瓶口，其直径小于内瓶瓶身直径，内瓶外表面或内表面有深色太阳能吸收涂层或内瓶本身为深色；内瓶与外瓶之间的间隙为真空；所说热水器由单个瓶体或多个瓶体构成；使用时瓶体的几何中轴线与地球轴线夹角一般不超过23.5°；所说的反光板装在瓶体背向太阳的那面，由对称或近似对称的两个曲面构成，其对称轴线与瓶体几何中轴线基本平行；曲面由瓶体向侧后向-侧向-侧前向逐渐扭转延伸，其曲率满足如下要求在曲面和瓶体的横截面上，曲面上任一点的切线与过该点的内瓶外表面的切线的夹角θ一般等或稍大于或小于直角；使用时，反光板和瓶体可朝南或偏东偏西放置，不需改变所对方向，就可使来自不同方向(±90°之间)的落在反光板内表面的大部分阳光都被反射到内瓶上；该种热水器的瓶体的内瓶容纳待加热或已加热的水或其他液体，兼有集热和贮存热水的功能，不需要附加另外的贮热水箱。2.按照权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于该种热水器的反光板可以制成等同于或近似于渐开线曲面的形状，该渐开线曲面所对应的圆的直径等于瓶体内瓶外表面的直径;与该渐开线曲面相比，反光板距瓶体稍远以及距瓶体较远的部分的曲率可以稍小一些，以获得较多的太阳能幅射。3.按照权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于其瓶体内瓶外表面所涂或所镀或所沉积的涂层可以是深色非选择性太阳能吸收涂层(太阳幅射吸收率和10℃-100℃下热发射率均较高)，也可以是选择性太阳能吸收涂层(常温热发射率明显低于太阳幅射吸收率)。4.按照权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于其瓶体内瓶外表面可以有一层太阳能选择性透过涂层，该涂层有较高的太阳辐射透过率和较低的常温热辐射发射率，该种涂层也可涂于瓶体外瓶内表层上。5.按照权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于可以具有压板和底板;压板和底板可以为平板形状，可带折边，也可为圆形或其他旋转曲面形状;压板均有一中心圆孔，使压板可压在瓶体的肩部而瓶口露出;底板托住瓶体的底部，底板上可有一凹部或有一环状凸起，以利于固定瓶体底部;在瓶体与压板或底板接触的部位，可垫有柔质垫片、柔质垫圈。6.按照权利要求1所述的热水器，其特征在于压板与底板可以通过垂直的后板或垂直的后柱联结为一整体;后板或后柱朝前的表面可具有反光能力或有反光层，可具有双渐开线曲面或近似双渐开线曲面的形状，该渐开线曲面所对应的圆的直径与瓶体内瓶相等。7.按照权利要求1所述的热水器，其特征在于所说的压板与底板之间可以有一根或一根以上的连杆，将压板与底板联结在一起;连杆可以是竖直的，也可以是斜置的或交叉或弯曲的;连杆可套有柔质的不易磨伤玻璃的套管。8.按照权利要求1所述的热水器，其特征在于每一瓶体的压板、底板和反光板可以为一整体;该整体可以是装接而成，也可以是冲压或模压或一次注塑成形出来的。9.按照权利要求1所述的热水器，其特征在于每一瓶体所附的反光板可以是活动的，可以合拢于瓶体的两侧或瓶体的四周;该反光板可以是薄而富有弹性可以弯曲合拢的，也可以是由两部分或几部分铰合在一起的。10.按照权利要求9所述的热水器，其特征在于所说的每一瓶体所附的反光板可以为对称的两块，这两块可以直接铰接在压板和底板上，也可以各自铰接在同一根或不同的两根压板与底板之间的连杆上，也可以铰接于后板或后柱上。11.按照权利要求10所述的热水器，其特征在于每一瓶体所附的对称的两块反光板中的每一块都可以由前后两部分铰接而成，前部可向内弯折。12.按照权利要求5所述的热水器，其特征在于所说的压板的后缘可以有向下的折边或突起，可挡在反光板上缘的后面;所说的底板的后缘可以有向上的折边或突起，可挡在反光板下缘的后面。13.按照权利要求9所述的热水器，其特征在于所说的反光板可以装有有弹性的簧片或钩，可将合拢的反光板相互卡住或卡在连杆上;也可在反光板上或在瓶体或连杆或压板或底板某处加装小块铁磁性物质，利用其磁力保持反光板的合拢状态。14.按照权利要求10所述的热水器，其特征在于所说的反光板的铰合处可以有一U形弹性钢丝，该钢丝的两端直接或通过其他拉簧或链环挂在被铰合的反光板或其他部件上，该U形弹性钢丝或拉簧的收缩力可使反光板保持张开或合拢状态。15.按照权利要求10所述的热水器，其特征在于所述的反光板可以通过下述方式铰合由该反光板伸出与转动轴垂直的带轴孔的小片，该小片与另一反光板伸出的同样带孔小片或固定转动轴的热水器其他部位(如压板或底板等)贴紧;上述小片表面可垫有增加摩擦力的小垫片;转动轴穿过该小...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大中，刘二中，
申请(专利权)人：北京太阳能研究所，刘二中，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]