專利名稱：包括一板式熱交換器和一用于已加熱水的儲(chǔ)存容器的熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱水器。
熱水，特別是清潔水，通常是通過使冷水經(jīng)過一熱交換器而獲得的，處于一第二管路中的熱流體供應(yīng)到該熱交換器。對(duì)于家用用途，龍頭處的溫度應(yīng)在55至60℃之間保持恒定。在許多應(yīng)用中，需要直接根據(jù)避免不必要的儲(chǔ)存所需的水流來加熱水。但一些儲(chǔ)存，即熱交換器和通向龍頭的管道中的水量是不可避免的。為了獲得高效的熱交換，能并夠在儲(chǔ)存量最小的情況下供應(yīng)大量的加熱水流，通常的作法是用板式熱交換器來進(jìn)行熱交換。這種系統(tǒng)中固有的一個(gè)問題是，如果在一段時(shí)間內(nèi)熱水流出而后在一短時(shí)間內(nèi)不流動(dòng)，新的熱水流會(huì)使第一股水的溫度遠(yuǎn)大于所需的溫度。在高于60℃的溫度下供應(yīng)的熱水如果用來沖洗嬰兒則是危險(xiǎn)的。高水溫是由于熱交換器中加熱水的流體的溫度必須比流出的水的溫度高10-20℃。當(dāng)經(jīng)過熱交換器的水流停止時(shí)，交換器中存在的清潔水將被加熱到交換器中加熱流體的溫度。為安全起見，可在熱交換器與龍頭之間設(shè)置一熱水儲(chǔ)存容器。交換器與龍頭之間的長(zhǎng)管可構(gòu)成這種容器。但設(shè)置這種管路可能不實(shí)際，并且不是所需要的，因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí)間不用熱水后輸送到龍頭的第一股水將會(huì)更冷。
因此，需要提供一種熱水器，該熱水器容積小，但仍能在較長(zhǎng)時(shí)間流出而后短時(shí)間停止之后重新流出時(shí)，防止熱水到達(dá)峰值溫度。熱水器除了容積小之外，還應(yīng)當(dāng)具有小的外部尺寸。在多數(shù)情況下，使用球形容器是不可能的，而其它形狀會(huì)由于可能產(chǎn)生的相對(duì)較高的水壓而變形。由于成本原因，使用重壁的容器是禁止的。
根據(jù)本發(fā)明的熱水器包括一板式熱交換器，該板式熱交換器與一儲(chǔ)存容器聯(lián)接，該儲(chǔ)存容器具有一外部限定壁和一用于排放已加熱水的出口孔，其特征在于，該儲(chǔ)存容器的內(nèi)部設(shè)有可將上述壁的相對(duì)部分相互聯(lián)接起來的加強(qiáng)裝置，上述加強(qiáng)裝置能夠在相互垂直的三個(gè)方向上傳遞力。
這種加強(qiáng)裝置使得容器可設(shè)計(jì)成幾乎任何所需形狀和尺寸，還能夠使用非常薄的容器壁。
優(yōu)選地，容器可設(shè)計(jì)成在相互垂直的兩個(gè)方向上具有與熱交換器相同的外部形狀和尺寸-能夠?qū)⑵渥鳛榘迨綗峤粨Q器的延伸來安裝。
加強(qiáng)裝置可有利地設(shè)計(jì)成疊層板，該疊層板上設(shè)有隆起和凹陷，并通過釬焊、低溫焊或膠粘而相互聯(lián)接在一起，上述板設(shè)有已加熱水可流過的孔。這將使容器中經(jīng)過的水流完全混合。用于避免溫度峰值所需的容積將會(huì)很小，結(jié)構(gòu)剛性很大，且即使發(fā)生顯著的內(nèi)部壓力變化也能抵抗變形。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，容器中的板可具有與熱水從中流出的熱交換器相同的尺寸和形狀。這會(huì)降低加工和制造成本。
容器可設(shè)計(jì)成常規(guī)的雙管路液體至液體板式熱交換器，其中僅使用一個(gè)管路。如果其中至少一個(gè)板成形為兩管路之間的聯(lián)接件，則可有利地使用兩個(gè)管路通道。
最優(yōu)選地，容器可設(shè)計(jì)成供應(yīng)將儲(chǔ)存在容器中的熱水的板式熱交換器的一個(gè)整體部分。
本發(fā)明將結(jié)合附圖得到更詳細(xì)的描述，其中

圖1表示本發(fā)明的基本原理，是一穿過本發(fā)明的熱水器的垂直剖面，該剖面沿圖3中的I-I線剖開。
圖2是從圖1中箭頭II-II方向觀察的，圖1中所示熱水器中板式熱交換器部分的右手側(cè)端面視圖。
圖3是從圖1中箭頭III-III方向觀察的，圖1的左手側(cè)端面視圖。
圖4是沿圖3中IV-IV線剖開的垂直剖面圖。
圖5是沿圖7中V-V線的剖面，示出本發(fā)明熱水器的一個(gè)實(shí)施例，其中用于熱水的容器已經(jīng)與板式熱交換器成一體。
圖6是沿圖7中VI-VI線的剖面圖。
圖7是從圖5中箭頭VII-VII方向觀察的，圖5中裝置的左手側(cè)端面視圖。
圖8是從圖5中箭頭VIII-VIII方向觀察的，圖5中所示裝置的右手側(cè)端面視圖。
圖9和10示出沿圖7中IX-IX和X-X線剖開的剖面圖。
圖11是圖5至10中所示熱水器的分解透視圖，表示裝置的工作原理。
圖12是本發(fā)明另一實(shí)施例的垂直剖面圖，該剖面跟隨圖14中的XII-XII線。
圖13是沿圖14中線XIII-XIII剖開相同裝置的剖面圖。
圖14是從圖12中箭頭XIV-XIV方向觀察的，圖12中所示裝置的左手側(cè)端面視圖。
圖15是從圖12中箭頭XV-XV方向觀察的，圖12中裝置的右手側(cè)端面視圖。
圖16是沿圖14中線XVI-XVI的剖面圖。
圖17是沿圖14中線XVI-XVI的剖面圖。
圖18是圖12至17中所示的熱水器的分解透視圖，表示裝置的工作原理。
圖1-4表示本發(fā)明的基本原理。圖1中，一熱交換器用箭頭1表示，并通過一管3聯(lián)接到一儲(chǔ)存容器2上。熱交換器1是公知的雙管路板型，具有一用于將加熱的流體-在實(shí)際情況下是一清潔的水流-的入口4。加熱后的水經(jīng)管3離開熱交換器1。加熱是通過與一具有圖3和4中所示的入口5和出口6的熱水管路進(jìn)行熱交換而完成的。儲(chǔ)存容器2具有一外部限制壁2，其上設(shè)有一由一閥8控制的出口管7。板式熱交換器1中通向清潔水管路的入口4例如聯(lián)接到城市水廠系統(tǒng)。熱水管路包括一與熱交換器1的入口5和出口6聯(lián)接的鍋爐-未圖示。
在系統(tǒng)操作過程中-即通過打開閥8而放出清潔水的過程中-冷清潔水通過入口4進(jìn)入熱交換器1并在例如從10℃加熱到55℃后輸送到容器2中。同時(shí)加熱熱水流可在80℃的溫度下進(jìn)入熱交換器1的入口5而在65℃的溫度下離開出口6。在停止放出熱清潔水一段時(shí)間如幾分鐘，而后很快重新開始的情況下，在沒有清潔水流的時(shí)間段內(nèi)盛放在熱交換器1中的清潔水將在一可能高達(dá)70℃的溫度下離開熱交換器。如果直接用來沖洗人類-特別是小孩，這將是有害的。因此，在熱交換器1和閥8之間設(shè)置容器2。容器2的容積應(yīng)足夠大，以容納避免溫度峰值所必須數(shù)量的清潔水。通過將容器2成形為具有與熱交換器1相同寬度和高度的箱體，現(xiàn)有的空間可得到最經(jīng)濟(jì)的利用。由于內(nèi)部壓力的巨大變化，箱形容器將不利地變形，除非有一非常厚的壁。從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，這是不可能的。根據(jù)本發(fā)明，容器2的壁2可以非常薄，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的箱形容器2的相對(duì)的壁部已經(jīng)用多個(gè)拉桿9、10和11相互聯(lián)接的。上述桿能夠沿相互垂直的三個(gè)方向傳遞力。
加強(qiáng)容器壁2的一種有利的替換方法是以與制造板式熱交換器的傳統(tǒng)方式相似的方式為容器2設(shè)置內(nèi)部疊層板，該內(nèi)部疊層板上設(shè)有隆起和凹陷的壓印圖案，并釬焊、低溫焊或粘結(jié)在一起。容器2最好在兩個(gè)方向上具有與熱交換器1相同的外部尺寸，因而可制造成熱交換器1的延伸。
圖5至10中示出這種類型熱水器的一實(shí)施例，圖11中示出流動(dòng)原理。圖5至10中所示的熱水器是一整體的熱交換器1和容器2。圖5是沿圖7中線V-V的剖面，還是沿圖5中箭頭VII-VII方向觀察的圖5的左手端視圖。圖5的剖面示出通過入口4進(jìn)入熱交換器部分1中并在成對(duì)的熱交換板12之間向下流到一總管空間3中的清潔水流，該總管空間3在容器部件2的底部與一對(duì)應(yīng)的總管空間3聯(lián)接。清潔水現(xiàn)在在成對(duì)的板13之間穿過并通過設(shè)有閥8的出口7離開容器部件2。一分隔板14防止清潔水流直接從入口4流到出口7。
圖6是穿過用于熱交換器1加熱介質(zhì)的入口5和出口6的剖面，上述剖面沿圖7中的VI-VI線剖開，顯示了加熱介質(zhì)的管路，加熱介質(zhì)通過入口5進(jìn)入，在成對(duì)的板12之間向上流動(dòng)，并通過出口6離開交換器1。板14通過防止加熱介質(zhì)進(jìn)入容器2中的中空空間15中而將熱交換器1與容器2隔開。
作為沿圖7中線IX-IX和X-X的剖面，圖9和10示出用于加熱介質(zhì)的出口6，用于清潔水的入口4和出口7，以及用于加熱介質(zhì)的入口5。還示出了中空空間15。
圖11示出如何用一端板17、一些板12、12、12和分隔板14制成根據(jù)圖5-10的熱交換器1的部件，以及如何用分隔板14、一些板13、13、13和一端板18制成容器部件2。端板17設(shè)有一用于冷清潔水的入口4、用于加熱介質(zhì)的入口5和用于加熱介質(zhì)的出口6。端板17和第一熱交換板12之間的空間沒有使用，一環(huán)19用作清潔水流動(dòng)的通道。第一熱交換板12與疊層中后面的板12之間的空間阻止清潔水通過，但允許通過入口5進(jìn)入交換器1的加熱介質(zhì)通過。清潔水在板12與相鄰板12之間向下流動(dòng)，通過出口總管部件3離開交換器，通過一總管部件3進(jìn)入容器。板12與12之間以及板12與14之間的空間開放，使通過出口6離開熱交換器的加熱介質(zhì)向上流動(dòng)。圖11中，所示熱交換器設(shè)有在板式熱交換器中很傳統(tǒng)的魚骨形圖案。
圖5-11中所示的熱水器容器部件2的板同樣設(shè)有這種圖案，但它們不具備熱交換功能。但是，即使在容器2內(nèi)部的板上設(shè)置相同的魚骨圖案也是有利的-部分是因?yàn)閿?shù)量較少的不同類型的板更經(jīng)濟(jì)，部分是因?yàn)楫?dāng)設(shè)有圖案的板釬焊在一起時(shí)在容器2中容易獲得在相互垂直的三個(gè)方向上的加強(qiáng)效果。
離開交換器部件1并在3處進(jìn)入容器2中的熱清潔水的第一部分21現(xiàn)在在一位于分隔板14與容器2的第一板13之間的通道中向上流動(dòng)，而熱清潔水的第二部分22在板13與13之間-即容器部件2的板之間的每個(gè)通道中向上流動(dòng)。清潔水的上述第二部分22在通過出口7離開容器部件2之前與水流21會(huì)合。容器部件2中的其余通道-即板13與13之間的通道以及板13與18之間的通道阻止任何介質(zhì)進(jìn)入。因此熱水器的熱交換部件1作為普通的雙水流板式熱交換器工作，而容器部件2用作已加熱清潔水流的分配器，在通過出口7離開容器2之前將其分割并重新會(huì)合。這將確保避免溫度峰值，并以這樣一種方式操作，使得永久不流動(dòng)的清潔水沒有聚積的危險(xiǎn)。
熱水器的容器部件2的另一個(gè)改進(jìn)由圖12至18中的實(shí)施例表示。這里，目標(biāo)是用容器2的整個(gè)容積分割離開熱交換器1的清潔水流。
熱交換器1與上面描述并在圖5至11中圖示的相同，但容器部件2中的一端板30被設(shè)計(jì)成與相鄰板13一起形成通道31和32，如下面將說明的，通道31和32聯(lián)接在其底部和頂部穿過容器的成對(duì)的總管通道。在3處進(jìn)入容器部件2的清潔水在由容器部件2中的板形成的每個(gè)通道之間向上移動(dòng)。但如圖16和18中所示，通道31同樣允許一清潔水流通過容器部件2中的其余通道向上流動(dòng)。穿過容器部件2的向上的清潔水流在平行的總管3和3 中會(huì)合-見圖17-并最終在通過出口7離開容器2之前借助于通道32重新會(huì)合。
從圖18中可以看到，在總管部件3處進(jìn)入容器部件2的熱清潔水流將被分割成一第一流33和一第二流34。如圖17中所示，第一流33在容器部件2中的分隔板14與第一板13之間向上流動(dòng)。它直接通過總管3穿過容器2繼續(xù)前進(jìn)到出口7。第二流34繼續(xù)穿過總管3，但一水流部分35分支出來并在板13與13之間向上流動(dòng)。這里它將到達(dá)總管3并會(huì)合第一流33。第二流34中的其余部分穿過通道31并通過總管3朝熱交換器1方向返回-見圖16-并通過其余通道即板13-13以及13-13之間的通道穿過容器部件2向上流動(dòng)到達(dá)總管3。從總管3 流出的清潔水通過通道32離開容器2到達(dá)出口7。
可以理解，為清楚起見，圖11和18中沒有用相應(yīng)的圖5-10和圖11-17中所示的板的數(shù)字表示。
還可以理解，雖然是最昂貴的一種，圖11-18中的熱水器可能是最優(yōu)選的，因?yàn)橄鄬?duì)于其制造成本來講具有最佳的性能。
權(quán)利要求
1.一種熱水器(1，2)，包括一板式熱交換器(1)，該板式熱交換器(1)與一儲(chǔ)存容器(2)聯(lián)接，該儲(chǔ)存容器(2)設(shè)有一外部限定壁(2)和一用于排放已加熱水的出口孔(7)，其特征在于，該容器(2)的內(nèi)部設(shè)有可將該壁(2)的相對(duì)部分相互聯(lián)接起來的加強(qiáng)裝置(9-11，圖1；13-13，圖5-18)，該加強(qiáng)裝置能夠在相互垂直的三個(gè)方向上傳遞力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱水器，其特征在于，該儲(chǔ)存容器在兩個(gè)垂直方向上的外部形狀和尺寸基本與聯(lián)接到容器(2)上的熱交換器(1)的對(duì)應(yīng)的形狀和尺寸相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的熱水器，其特征在于，儲(chǔ)存容器(2)中的上述加強(qiáng)裝置是一些疊層板(13-13，圖11和18)，這些疊層板上設(shè)有隆起和凹陷，并通過釬焊、低溫焊或膠粘而相互聯(lián)接在一起，上述板設(shè)有形成已加熱水可流過的通道(3，3，3，3)孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的熱水器，其特征在于，儲(chǔ)存容器(2)設(shè)計(jì)成其中僅使用一個(gè)管路的常規(guī)雙管路液體至液體板式熱交換器(圖5-11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的熱水器，其特征在于，它設(shè)計(jì)成一常規(guī)的雙管路液體至液體板式熱交換器，只是一端板(30，圖16-18)成形為在兩管路之間提供聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4-6中的一項(xiàng)的熱水器，其特征在于，儲(chǔ)存容器(2)與供應(yīng)熱水的板式熱交換器(1)成一整體(圖5-18)。
全文摘要
一種用于避免所輸送水的峰值溫度的熱水器，包括一板式熱交換器(1)，該板式熱交換器(1)與一儲(chǔ)存容器(2)聯(lián)接，該儲(chǔ)存容器(2)設(shè)有聯(lián)接容器(2)的外壁(2)的相對(duì)部分的內(nèi)部加強(qiáng)裝置(9－11，圖1；13－13，圖5－18)。即使設(shè)置薄儲(chǔ)存容器壁，也能夠使用箱形熱水器，而沒有由于水壓變化導(dǎo)致變形的危險(xiǎn)。該加強(qiáng)裝置可包括疊層的互相聯(lián)接板(13－13)，如具有與聯(lián)接到容器(2)上的板式熱交換器中所使用的板(12－12)相同的形式。
文檔編號(hào)F24D3/08GK1425120SQ0081849
公開日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2000年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月15日
發(fā)明者本特－奧韋·塞伊納, 拉爾斯·福格爾貝里, 芒努斯·福爾克利德, 佩爾·里斯勒, 斯文·安德松, 托馬斯·達(dá)爾貝里 申請(qǐng)人:Swep國(guó)際股份公司