本发明涉及一种热水器，特别是适用于太阳能、炉灶热能、燃气及电能的多能源自动热水器。

家用热水器，如太阳能热水器、燃气热水器、电热水器等均能满足一定的需要，但燃气热水器的点火、调温，太阳能热水器的加水及水温控制，贮水式电热水器的预热、加水和出水温度的调节都要求使用者必须具有一定的操作知识，而且不能供应开水，老幼使用也容易出现危险。因此，这些热水器普及应用存在一定的困难。

为了降低操作难度，现在也有部分自动燃气热水器，自动电热水器供应，使用者确定方便了许多。但这些热水器仅适用于单一能源，当家庭使用另一种能源更为方便或经济时，只得配备另一种热水器，要喝开水，还须配备电暖瓶、电水壶等大功率电器，这样就会降低单合热水器的利用率，增加投资费用，达不到节约的目的。

本发明的目的是提供一种以廉价的太阳能或生活余热为主能源，也能同时应用各式炉灶热能、燃气热能、电能等多种能源，备有开水箱，且便于老幼使用的多能源自动热水器，做到方便与节约并重。

本发明是这样实现的：用太阳能集热器、炉灶集热器吸收廉价的太阳能或生活余热，并在各集热器中安装可调温自动加水阀，以便在集热器受热后能自动流出恒温热水注入室内的高位热水箱。在热水箱内设一最低水位开关，当太阳能集热器或者炉灶集热器供给的热水不足时，能接通燃烧器的控制电路，开启燃气灶的电点火器、气路电磁阀或燃气集热器中的水路电磁阀，由装有可调温自动加水阀的炉灶集热器或燃气集热器吸收燃气热能后向热水箱注入恒温热水，保证热水箱内不断水。热水箱内的热水一方面作为洗用热水接入选通阀的热水口，另一方面还作为开水箱的水源。在开水箱的下部装一个热开水触动开关和一个凉开水触动开关，这样，用茶杯触动开关即能取到所需要的热开水或凉开水。从开水箱引出一根热开水管与选通阀的热开水口相接，转动选通阀可以使热水或热开水两者之一接入可调温冷热水自动混合阀。热水或热开水经与冷水混合后变为温水接入喷头或水龙头。 在喷头上设一开关，推动开关或拧动水龙头即可进行盥洗或淋浴。

本发明改变了以往家用太阳能热水器之水箱设在室外并通过自然对流循环加热和手动加水的方式，只要根据季节特点，适当调节自动加水阀的加水温度，即能提高集热器的效率，并使其最大限度地利用太阳能。自动点火炉灶及集热器的组合，也改进了普通燃气热水器需手工点火及调节水温、气量等不便之处，更适宜老幼使用，特别是配备了开水箱能减低家庭的总投资。无论是温水或凉热开水都保持有一定的水位，随时可以取用，所以很是方便。此外，开水箱的水源是取自热水箱内被太阳能或生活余热加热后的热水，节能效果也相当好。

附图的说明如下：

图1是本发明的安装示意图。

图2是本发明太阳能集热器吸热腔的装配图。

图3是图2的A-A剖面图。

图4是本发明炉灶集热器的装配图。

图5是本发明利用生活余热的埋入式炉灶集热器的侧视图。

图6是本发明利用生活余热的锅底式炉灶集热器的主视图。

图7是本发明利用生活余热的锅底式炉灶集热器的俯视图。

图8是本发明燃气集热器的装配图。

图9是本发明热水箱的装配图。

图10是本发明开水箱的装配图。

图11是本发明开水箱的另一种装配图。

图12是本发明的电气原理图。

图13是本发明水位开关的装配图。

图14是本发明可调温自动加水阀的装配图。

图15是本发明选通阀的装配图。

图16是本发明可调温冷热水自动混合阀的装配图。

图17是图16的B-B剖面图。

图18是本发明可关断喷头的装配图。

图19是图18的K向视图。

图20是本发明触动开关的装配图。

下面根据附图详细说明依据本发明提出的具体结构及工作情况。

天气晴朗时，置于室外的太阳能集热器〔1〕被阳光照射加热，当吸热腔达到一定温度后，其内的可调温自动加水阀即自动开启，冷水由自来水管〔2〕经引水管〔3〕进入太阳能集热器，随时调节的加水阀使吸热腔内部水温始终保持恒定温度，直到太阳能集热器内吸热腔的水位达到一定位置时，热水即通过虹吸作用从水管〔4〕流入室内的热水箱〔5〕，当出现阴雨天气，太阳能集热器不能供水，利用生活余热的炉灶集热器的供水又不足，热水箱水位低于规定位置时，热水箱的水位检测开关即能控制电路自动接通电点火电路，开启炉灶的气路电磁阀或自动燃气集热器的水路电磁阀，引燃燃烧器（图中未画出），加热炉灶集热器或自动燃气集热器〔6〕，冷水即由引水管〔7〕通过可调温自动加水阀进入炉灶集热器，自动加水阀能随时调节开启量，使集热器内部水温始终稳定在调定温度，在冷水进入炉灶集热器的同时，调定温度的热水即由引水管〔8〕注入热水箱，保证热水箱内有一定量的热水储备。热水箱内的热水经引水管〔8〕后分为两个分支，一个分支〔9〕接入开水箱〔10〕，作为开水箱的进水管，另一个分支〔11〕和开水箱的热开水引出管〔12〕分别接入选通阀〔13〕的两个进水口。这样，热水箱内热水突然用尽时，可以转动选通阀使开水箱内的热开水进入选通阀，以应急需。热水或热开水两者之一由选通阀选择后，通过引水管〔14〕接入可调温冷热水自动混合阀〔15〕的热水进口，由可调温冷热水自动混合阀转换成可以盥洗或淋浴的温水，再经引水管〔16〕从可关断喷头〔17〕集中流出或分散喷出，以满足不同的需要。

太阳能集热器〔1〕有一吸热腔〔18〕，吸热腔的上部装有可调温自动加水阀〔19〕，其感温管〔20〕的位置稍低于虹吸出水管的吸入端〔21〕，以使感温管始终浸没在吸热腔的水中，准确控制吸热腔内的水温。为了产生虹吸效果，从吸热腔靠近加水阀一侧的顶角〔22〕引出一根气管〔23〕，并将其引至吸热腔外底部，减少热损失。虹吸管的最高点〔24〕应低于顶角一段距离，以不使热水从气管溢出。吸热腔由两层金属板密封而成，并尽可能做得间距小 些，以便有阳光照射时尽快产生热水流入热水箱。在感温管以下部分吸热腔最好取为0.5～5毫米，当阳光照射到构成吸热腔的吸热板时，吸热板连同吸热腔内的水被加热，当水温升至调定温度，其内的自动加水阀可自动开启并自动调整加水量，使吸热腔内水温稳定不变的情况下，水位不断上升，直至升到虹吸管的最高点以上，虹吸管即开始产生虹吸，在短时间内将吸热腔上部的热水吸到热水箱，直至使吸热腔内的水位低于虹吸管的吸入端。

炉灶集热器〔6〕有一个可调温自动加水阀〔25〕装在集热腔〔26〕的顶部，整个集热腔由两层成形的金属板组合而成，并将其间距做得尽量小些，以便在受热后能尽快流出热水，集热腔的侧壁部分间距最好在0.5～5毫米。整个集热腔的形状可以是圆柱形也可以是圆锥形或矩形，在集热腔的侧壁制出足够多的小孔〔27〕，使炉灶燃烧产生的烟气能从小孔中通过。在集热腔的外部没一隔热罩〔28〕，并在罩顶部制出排气孔〔29〕，使废烟气从该孔排出。隔热罩内表面与集热腔的侧孔及其外表面〔30〕构成的排烟通道，能使废烟气的余热得到充分利用。当炉灶开始燃烧加热后，自动加水阀即能在集热腔达到其调定温度时自动开启并随时控制加水量，使集热腔内水温始终稳定在调定温度，集热腔上部和加水阀相对的一侧所设的出水口〔31〕能在加水阀加水的同时流出恒温热水注入到热水箱。

炉灶集热器〔6〕也可以制成利用生活余热的埋入式，安装在柴灶中。集热腔〔32〕由两层金属板密封成环带状，当柴灶点火使用后，环带状集热腔内之水即被加热，热水通过对流进入联接在环带上并高于环带的换热腔〔33〕，同时换热腔内较低温度的水进入集热腔，这样不断交换使热腔内之水温不断升高，当达到装在换热腔一侧的可调温自动加水阀〔34〕的调定温度时，加水阀即自动开启加水，并使换热腔内水温稳定在调定温度。同时恒温热水通过换热腔上部的出水管〔35〕注入热水箱。换热腔与集热腔的容积尽量小些，集热腔环带的厚度最好为0.5～5毫米，以便能使集热器快速出水。

炉灶集热器〔6〕还可以制成利用生活余热的锅底式，作为锅的支架。具有锅底形状的环状集热腔〔36〕由两层成形金属板密封而 成，两金属板的间距尽可能小些，最好取为0.5～5毫米，以便能使集热器快速出水。集热器对锅的支承是由集热器内侧的凸形加强筋〔37〕完成的，加强筋的另一个作用是使锅底与集热器之间留有烟道便于废气排出。加强筋分上下两组，并相互错开，以使燃烧产生的烟气流经更多的集热器吸热表面〔38〕，充分利用烟气的余热。在集热器的上部边沿联接一个稍高于集热腔的换热腔〔39〕，在其一端装一个可调温自动加水阀〔40〕，另一端设一个出水口〔41〕，当炉灶用于做饭或炒菜时，集热腔与换热腔不断产生对流并使水温升高，当换热腔中水温升至调定温度时加水阀自动开启，自动调整的冷水进入量正好使换热腔内水温保持在调定温度。在加水阀加水的同时，等量的恒温热水通过出水口注入到热水箱中。集热腔下部的保温材料〔42〕可以减少热量的散发。

炉灶集热器〔6〕也可以改为燃气集热器，在自动燃气集热器的管板式换热器〔43〕的上部装一个仅能容纳较少水的恒温室〔44〕，恒温室的一端安装一个可调温自动加水阀〔45〕，另一端是出水管〔46〕、当电磁阀〔47〕得电开启后，电点火电路工作，水气联动开关〔48〕即在水压作用下使气路开通，燃气即被点燃，换热器管道内的水被加热后经恒温室流出，当进入恒温室的水温超过调定温度时，可调温自动加水阀即开启加水，使冷水由通道〔49〕直接进入恒温室与热水混合，直到恒温室内的水温降低到调定温度，自动加水阀才自行关闭。从出水管注入热水箱的热水始终是调定温度的恒温热水。

太阳能集热器〔1〕或炉灶集热器〔6〕流出的热水通过装在胶塞〔50〕上的进出水管〔51〕注入热水箱的盛水容器即多个并联的倒置保温瓶胆〔52〕内，由于进出水时，需从瓶胆中排出或从外部向瓶胆中补充空气，故在胶塞上装一根通到瓶胆顶部的进出气管〔53〕，为了能在使用一段时间后，可以方便地清除瓶胆内水垢和沉淀物，胶塞上还装了一根排污管〔54〕，各瓶胆胶塞上的进出水管是相互连通的，排污管相互连通并用螺塞〔55〕截流。为了对倒置瓶胆内的水位进行控制，在进出水管上连接一根圆柱形玻璃水位控 制管〔56〕，并在与进出水管高度相对应的稍高位置安装一个水位检测开关〔57〕，当水箱内水位低于这一位置时，检测开关就能通过电气控制电路接通电点火电路、气路电磁阀或水路电磁阀（图中未画出），引燃燃烧器（图中未画出），使炉灶集热器或燃气集热器快速供水，水位控制管的顶部装有漏斗〔58〕并与装在胶塞上的排污管及螺塞共同组成清洁系统，不用拆卸热水箱就能从漏斗中加入清洗剂，拧下螺塞即能排尽清洗后的污物。

开水箱〔10〕内的热开水储存在倒置的保温瓶胆〔59〕内，凉开水储存在易于散热的金属筒〔60〕内。热开水或凉开水是由中部装有可调温自动加水阀〔61〕、下部装有电加热器〔62〕的电开水器供给的，为了提高热效率和减少电开水器对凉开水筒的传热，在电开水器的外壳裹上保温材料〔63〕，或将外壳改为较小的保温瓶胆，电开水器的上部有一根出水管〔64〕接通热开水放水管〔65〕，将可调温自动加水阀的加水温度调整至水的沸点，当接通电源后，电开水器内水温很快上升直至沸腾，加水阀向电开水器内加水，热开水即由出水管〔64〕通过热开水放水管〔65〕的上部进入瓶胆或通过出水管〔66〕进入金属筒作为凉开水，出水管〔66〕位于加水阀感温管的上方，其中部是段圆柱形玻璃管并装有失水检测开关〔67〕，当电加热器内无水即水位低于失水检测开关〔67〕时，此开关即通过电气控制电路切断电加热器的电源，避免电加热器发生干烧而损坏。开水箱的满水位检测开关〔68〕装在顶部带有漏斗〔69〕的圆柱形玻璃水位控制管〔70〕上，其位置稍低于瓶胆内的气管〔71〕，以免在满水位时热开水从气管中溢出。当瓶胆内水位达到满水位即满水位检测开关的安装高度时，满水位检测开关即能通过电气控制电路切断电加热器的电源，开水器停止工作。当水位稍低于满水位时，满水位检测开关立即通过电气控制电路接通加热电源，使电开水器重新工作。这样，就使得开水器在取用开水前始终处于满水位，可随时取用。热开水放水管〔65〕和冷开水放水管〔72〕分别连接开水箱下部的两个触动开关〔73〕，取用开水时，只需用杯沿触动开关即能得到热开水或凉开水。在瓶胆开口部的胶塞 〔74〕以及金属筒、电开水器的最低部分设排污管〔75〕和螺塞〔76〕，以与漏斗共同组成排污系统，当开水箱工作一段时间而产生沉淀物或水垢时，可以从漏斗加入清洗剂进行清洗，拧下3个螺塞即能排尽清洗后的所有污物。也可用多个瓶胆增加热开水储量。

如果需要，开水箱〔10〕也可以制成仅供应凉开水的形式。即用大金属桶〔77〕代替倒置的保温瓶和金属筒，以便储存更多的凉开水，此时水位控制管〔70〕连接至金属桶的最低处〔79〕，并在金属桶靠近漏斗〔69〕的顶角设一通气管〔80〕，水源改为由金属桶的上部经热交换器〔81〕后再接入可调温自动加水阀〔61〕。这样，水源能吸收开水的部分热量，一方面自身温度有所升高，具有节能效果，另一方面又能使开水的温度得到降低。

热水器的电气控制分为二个部分：虚线包围的部分为热水箱的电气控制电路，余下的是控制部分的电源及开水箱的电气控制电路。控制部分的电源由电容〔82〕、稳压管〔83〕、二个二极管〔84〕、电阻〔85〕、电容〔86〕共同构成的电路产生。由发光管〔87〕、光敏管〔88〕及滑套在玻璃管〔56〕上的开关座〔89〕构成热水箱的最低水位检测开关〔57〕，当热水箱内的水位低于最低水位检测开关的安装位置时，发光管的光线通过中空的玻璃管照射到光敏管上，其强度不足以使光敏管导通，三极管〔90〕的基极处于高电位而饱和导通，继电器〔91〕的触发电路被接通而输出控制电源。燃气灶的气路电磁阀或自动燃气集热器的水路电磁阀〔78〕开启，同时，电源每个周期的一个半波通过二极管〔92〕、限流电阻〔93〕、变压器〔94〕的初级线圈及二极管〔95〕构成对电容〔96〕的充电回路，另一个半波则通过二极管〔97〕、分压电阻〔98〕和分压电阻〔99〕、二极管〔100〕组成的触发回路使可控硅〔101〕的触发极得电而被触发导通，使电容〔96〕通过可控硅〔101〕及变压器的初级线圈构成的回路放电，这样，变压器的初级线圈上就在电源的每个周期都有一次电压升高和降低的振荡，使匝数远多于初级的次级线圈感应产生几十千伏的高压，在点火电极〔102〕和引火板〔103〕间就产生连续的点火火花，引燃气体。 气体燃烧后，火焰的亮度使光敏管〔104〕导通，可控硅〔101〕的触发极即由于光敏管的导通而转变为低电位，可控硅〔101〕截止点火停止。一旦火焰熄灭，则光敏管就会截止而立即使可控硅再次触发导通，重新点火。当热水箱内的水位高于最低水位检测开关的安装位置时，发光管的光线被玻璃管及其内部的水组成的凸透镜聚光而使光敏管导通，三极管由于基极转变为低电位而截止，继电器失去触发回路也就使其输出开关开路，切断电点火电路及电磁阀的电源，炉灶集热器或自动燃气集热器停止工作。

开水箱内的电加热器〔62〕是否通电工作决定于可控硅〔105〕的导道或截止。发光管〔106〕、光敏管〔107〕构成失水检测开关〔67〕，由发光管〔109〕与光敏管〔110〕构成满水位检测开关〔68〕，当玻璃管〔66〕中无水时，发光管〔106〕的光线通过玻璃管照射到光敏管〔107〕上，但其强度不足以使其导通，三极管〔111〕的基极相当于悬空而使三极管截止，继电器〔112〕因触发回路开路而不导通，使可控硅的触发电极开路，可控硅〔105〕截止，切断电加热器的电源，使其不因空烧而损坏。当加热器浸没在水中即玻璃管〔66〕中有水时，发光管〔106〕的光线经由玻璃管和水组成的凸透镜聚光照射到光敏管〔107〕上，其强度足以使光敏管导通。这时若开水箱未达到满水位，即玻璃水位控制管〔70〕上装有满水位检测开关〔68〕的位置无水，因发光管〔109〕未经聚光的光线不足以使光敏管〔110〕导通，三极管〔111〕基极处于高电位而饱和导通，继电器〔112〕触发回路形成使输出开关接通，可控硅〔105〕即被触发导通，电加热器得电工作。若玻璃水位控制管〔70〕上装有满水位检测开关〔68〕的位置有水即开水箱达到满水位，发光管〔109〕的光线被聚光后照射到光敏管〔110〕上使其导通，三极管〔111〕因基极转变为低电位而截止，继电器因触发回路开路而关断输出开关，可控硅〔105〕的触发电路被开路而截止。电加热器的电源被切断，电开水器停止工作。

电阻〔113〕、〔114〕、〔115〕、〔116〕、〔117〕、〔118〕分别为 发光管、光敏管和继电器的限流电阻。电阻〔119〕、电位器〔120〕、电阻〔121〕及电容〔122〕构成可控硅〔105〕的触发回路，调整电位器〔120〕可以改变可控硅〔105〕的导通角，使输出电压发生改变，从而改变电加热器的输出功率，以满足相应的要求。电阻〔123〕、电容〔124〕构成可控硅〔105〕的保护电路，电容〔125〕、电感〔126〕构成的低通滤波器是为了抑制可控硅的射频干扰。电阻〔127〕、氖泡〔128〕构成功率指示器，将氖泡装在开水器外壳即可以观察开水器的工作情况。当加热器为全功率工作时，氖泡最暗，为零功率即加热器不工作时，氖泡最亮。

可调温自动加水阀座〔129〕，其感温管〔130〕升入集热腔〔131〕，当集热腔内水温达到调定温度时，感温管内的液体膨胀量足以使感温管头部的波纹管〔132〕伸长并通过调节螺钉〔133〕而顶开与调节螺钉螺纹连接的阀芯〔134〕，冷水即经冷水口〔135〕、阀口〔136〕及螺塞〔137〕上的小孔进入集热腔。当加热功率稳定不变时，冷水的进入量因液体膨胀量未改变而保持恒定，当加热停止而集热腔内的水温稍低于调定温度时，感温管头部的波纹管随液体一起收缩，阀芯受弹簧〔138〕的作用复位，阀门停止加水。转杆〔139〕头部的扁形螺丝刀与调节螺钉尾部的凹槽间所留的间隙〔140〕是为了阀芯开启时调节螺钉位置的改变不使装在转杆上的旋钮〔141〕的位置发生变动。转动旋钮即能通过转杆带动螺钉相对阀芯转动，使螺钉头部端面与波纹管的距离发生改变，即改变顶开阀门时波纹管的伸长量。而波纹管的伸长量是由液体的温度决定的，故转动旋钮即可调节加水温度。

选通阀的阀体〔142〕上有一个热水接口〔143〕及一个热开水接口〔144〕，阀体与阀芯〔145〕的接合面制成圆锥形，以便能更好地配合，与热水接口及热开水接口相对应的阀芯上的热水进口〔146〕及热开水进口〔147〕相互成180°，并都与出水口〔148〕相通。转动阀芯上的旋钮〔149〕，可以选择热水或热开水的一种从出水口流出（图示位置流出的是热水），也可以从图示位置转动90°而关断热水和热开水，再转90°流出的则是热开水。螺母〔150〕可以防止阀 芯被拉出阀体产生危险。

可调温冷热水自动混合阀由一个冷热水自动混合阀及温水阀组成。当热水从热水口〔151〕进入混合腔〔152〕时，置于混合腔内带有波纹管〔153〕的感温管〔154〕被热水加热，其内介质立即膨胀，引起波纹管伸长，由于感温管不带波纹管的一端受与混合阀体〔156〕用螺纹连接的温水阀体〔157〕及螺母〔158〕、螺杆〔159〕、槽形螺母〔160〕的限制，所以感温管伸长到一定量时，只能顶开冷水阀芯〔161〕，开启冷水阀。带孔支承件〔162〕能保证感温管始终处于冷热水自动混合阀的轴心位置。因槽形螺母〔160〕被销钉〔163〕限止，所以转动固定于螺杆〔159〕上的手柄〔164〕，即可改变槽形螺母所处的位置，也就是改变感温管与冷水阀芯及槽形螺母间的间隙，使感温管顶开冷水阀芯的长度发生变化，从而改变冷水阀芯开启时，混合腔内的水温，即出水口〔165〕的出水温度。套在螺杆〔159〕与温水阀芯〔166〕间的胶塞〔167〕，使螺杆转动时能带动温水阀芯旋转，以便对正或错开温水阀芯上的横孔〔168〕与温水阀体上的出水口〔165〕，实现对温水的开启或关断。在温水阀体上制出四分之一凸块〔169〕，温水阀芯上制出与凸块〔169〕等高的二分之一或四分之一（图中为二分之一）凸块〔170〕，使温水阀芯与温水阀体只能相对转动90°或180°，这样在调节温水温度的过程中，就不会经常关断温水。弹簧〔171〕的作用是使温水阀芯〔166〕始终与温水阀体〔157〕保持良好的配合，阻止温水的渗漏。温水阀芯上或温水阀体上的凸块还与螺母〔158〕共同限制螺杆〔159〕的轴间移动，使其仅能转动。在冷水阀体的冷水口〔172〕一侧装上螺塞〔173〕及弹簧〔174〕可以使冷水阀芯不受感温管的顶力时迅速关断冷水阀。

带有选择水流形式及关断装置的手把式可关断喷头，便于在淋浴过种中随手控制水流形式或关断水流，而不必在放置喷头后再去关阀门。紧配在外壳〔175〕圆柱形内部的阀体〔176〕，阀芯〔177〕上有一个进水环〔178〕，有一个分散出水环〔179〕和一个集中出水环〔180〕，进出水环与阀芯中部的流道〔181〕相互连通。当向箭头 方向推动固定在阀芯上的开关〔182〕时，阀门开启，水流从出水环〔180〕通过固定于阀体上的螺母〔183〕内腔及软管〔184〕集中流出，继续推动开关则出水环与螺母内腔〔180〕被阀体隔断，而使出水环〔179〕与阀体上的出水孔〔185〕相通，水流从喷头内腔经分流板〔186〕分散喷出，在喷头外壳的滑槽〔187〕的两侧分别有一个集中水流定位槽〔188〕和一个分散喷出定位槽〔189〕，以便转入开关使水流形式固定，免得用手指长时间按住开关。当需要关断水流时，只要用手指将开关从定位槽中拨出，阀芯即由弹簧〔190〕向箭头反方向推动复位而使阀门关断。

取用冷热开水的阀门做成顶开式的触动开关，是为了使用的方便，且比传统转阀或球阀更符合卫生要求，可以避免交叉感染。开关座〔191〕通过螺母〔192〕固定在开水器外壳〔193〕的底部，使用时，用茶杯或水壶顶在固定于阀芯〔194〕上的圆环〔195〕，使弹簧〔196〕压缩即可开启开关使水流经连接件〔197〕及阀芯上的通道〔198〕流入茶杯或水壶。用毕只要移走茶杯或水壶，弹簧即能使阀芯复位切断水流。当然，开关也可装在外壳的侧部，此时阀芯出水的一端应制成弯头的形式并让弯头朝下，以使水往杯中流。