CN1110657C - 双膜热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的热水器具有冷水输入管(2)的节流装置(34)，当冷水流动时，节流装置在输入管(2)内产生一压力差，第一壳(15)和第二壳(16)分别通过第一和第二可移位元件(19，20)将两个壳划分成一冷水室(40)和一热水室(41)，以及一上游室(42)和一下游室(43)。当热水器运转时，每一可移位元件承受一与输入冷水中有关的压力差。第一和第二可移位元件使用整体材料以形成一单独的双元件。

Description

双膜热水器

本发明涉及一种热水器。

本发明具体涉及卫生设备用热水器。

这种热水器通常包括：

一与冷水回路连接的冷水输入管；

一与热水回路连接的热水输出管；

一放置在冷水回路和热水回路之间的热交换器；

一将热量传送到热交换器的流体燃料燃烧器；以及

一第一壳，通过第一可移位元件将其划分成一冷水室和一热水室，冷水室承受冷水输入管内的压力，热水室承受热水输出管内的压力，该第一元件可在冷水室和热水室之间存在的压力差作用下产生移位。

当使用者由这种热水器汲取热水时，所述第一壳冷水室盛满了冷水。当汲取热水后，热水器停止运转，燃烧器即熄火，热水器内早先已被加热的水则通过热水器的各构成元件的热损失而使水过热。

在热水器停止运行阶段，为了降低热交换器内水的平均温度，并使水的过热降低，蓄积在冷水室内的冷水在热水汲取过程中被排出到冷水回路内，而热交换器内的热水则被转移到第一壳的热水室内。由此，热交换器内的热水即被冷水取而代之。

尽管如此，该第一壳涉及冷水回路和热水回路，故当发生部件老化时就不得不替换整个壳，包括不必要替换的零件在内。

本发明的目在于解决上述缺陷，提供一种热水器，可使在汲取热水过程中进入燃烧器的流体燃料与馈给的热水量成比例。

为此，根据本发明，上述类型的热水器，其特征主要在于该种热水器包括：

冷水输入管的节流装置，使在冷水流动时，在冷水输入管内引起一压力差。

一第二壳，通过一第二可移位元件，将其划分成一上游室和一下游室，上游室承受一在所述节流装置上游的冷水输入管内的压力，下游室承受在所述节流装置下游的冷水输入管内的压力，该第二元件可以在所述上游室和下游室之间存在的一压力差作用下产生移位，以及

一流体燃料供给源提供一定量的燃料，燃料借助于该可移位元件的位移而从动于流经冷水输入管的冷水；以及

所述第一可移位元件和第二可移位元件取自整体材料以形成一单独的双元件。

本发明的热水器不仅可以减少水的过热，并可降低热交换器的平均温度，而且还可以使进入燃烧的流体燃料从动于流经热交换器的水，这样，由于双元件的存在而有助于维护保养。

本发明的热水器还可能具有下述的一个或多个特征：

具有一可变形薄膜的双元件；

两个呈圆柱形的壳以及可形变薄膜，可变形薄膜包括两个大直径相切的盘；

两个盘包含固定在每一壳中间高度的径向边缘，每一盘具有适应于壳尺寸的半径，两个盘是各自设置在壳内的，并靠近所述壳的壁；

两个盘是对向(逆向平行)安装的，因此，冷水室和上游室可同时装满，而热水室和下游室可同时放空，反之亦然，这有助于放空；

一两个盘的大直径处于同一水平面上；

第一壳的盘通过弹性恢复装置在冷水输入管压力的反作用下加载(压紧)；

冷水室与下游室相连而热水室与热水输出管相连；

热水器供给卫生设备用热水，流体燃料为气体，气体供给源借助一杆从动于流过的水，杆的第一端与气体供给源的阻塞装置连接，其另一端与所述第二可移位元件连接；

热水器包括两个面对面安装的半壳，它们基本上分别设置在第一壳和第二壳的一半部分上。两圆盘的径向边缘形成两个半壳之间的密封接合，以及一取自靠近两个壳径向边缘相切区域的材料以形成的一挖空的瓣，以便确保冷水室和上游室液体联通通路的密封性，径向边缘还包括一凸缘，它用于嵌进设置在两半壳之一的凹槽。

密封装置取自两个盘之一的材料所形成径向边缘和/或凸缘以便确保下游室与节流装置流体联络通路的密封性。

本发明的实施例将参照附图在下面予以说明，其中：

图1为按照本发明的热水器处于汲取热水位置的纵向剖视图；

图2是图1所示的热水器在汲取热水后处于停止位置时的纵向剖视图；

图3是图1和2所示的与热水器结合的双元件立体图。

图1和2所示的热水器1，就已有技术来说，包括一与冷水回路3连接的冷水输入管2，一与热水回路5连接的热水输出管4，一放置在所述冷水回路3和热水回路5之间的热交换器6，以及一将热量传递到热交换器6的流体燃料燃烧器7。

这里所用的流体燃料，可以是例如天然气，当使用者汲取热水时，天然气燃烧形成火焰8，其热量用于加热置于燃烧器7上方的热交换器6内的环流水。

天然气借助于流体燃料供给源10，按箭头F的方向被传送给燃烧器7，流体燃料供给源10由放置在燃烧器7以及在面对面的两个上半壳12和两个下半壳13之间的一壳体11所构成。

这两个半壳构成一封闭匣，冷水输入管2放置在下半壳13内；一方面，从冷水输入管开始延伸冷水回路3，另一方面，热水输出管4与热水回路连接。

两个半壳12和13的每一个内布置有面对面的第一壳15和第二壳16的一半。因此，这两个壳是并排布置的。

第一个壳呈圆柱体状，第一壳15例如具有一呈椭圆状的横截面，而第二壳16具有一大致呈矩形的横截面。

在和分离两个半壳12和13的接合面17同样高的水平上，布置有一在第一个壳15，16内部形成可变形薄膜的双元件18。

尤其是如同图3所示的双元件18，它是由第一元件19和第二元件20构成的，并分别采取第一盘21和第二盘22的形状。

这两个盘21和22是对向(逆向平行)安装的，并根据其各自的大直径而相切，这样的安装，使得在进行维护操作时有助于壳15和16的排空，但作为变型，两个盘也可以是同相安装而不是对相安装。两个盘使用可塑材料模塑成整体，并各自具有一半径使得它们通过变形分别贴合在第一壳15的上壁25和下壁26，以及第二壳16的上壁27和下壁28上。

在两个盘的大直径水平上，每一个盘21和22具有一基本上呈环形的径向边缘29和30。这两个盘在和它们的径向边缘29，30同样高的水平上相切，径向边缘29，30处于大致是一水平面的同一平面上，并构成两个半壳12，13的密封接合。

为了改善盘整体的密封性，每一径向边缘29和30具有一凸缘31和32，所述凸缘大致垂直于由所述径向边缘限定的平面，并分别用于嵌进在壳15和16周围的半壳12中。

布置在冷水输入管2内的具有该管截面的节流装置34，用于在汲取热水过程中当冷水流动时产生一压力差。该节流装置34例如采用由一收敛段36，一颈段37和一扩散段38构成的文氏管35形式。

第一可移位元件19和第二可移位元件20分别将第一壳划分成第一室40和第二室41，并将第二壳16划分成第一室42和第二室43。

在与分离两个所述壳15和16区域处同样高的水平上，第一壳15的第一室40通过一布置在两个半壳12和13内的管44与第二壳16的第二室42连接。第一壳15的第二室41通过布置在半壳13内的管45与热水输出管4相连。

第二壳16的第一室42通过一管46与冷水输入管2联通，管46通向处于文氏管35上游的冷水输入管2。第二壳16的第二室43通过一管47与冷水输入管2联通，管47通向文氏管颈段37。

密封装置48使用由盘22的材料形成的径向边缘32，此装置取环49的形状，其内径基本上等于管47的直径。该环处于接合平面17内，可确保两个半壳12，13和管47之间的密封性，作为变型，可替代取自径向边缘32的材料，即环49可镶嵌在径向边缘32上。

第一壳15的第一室40称为冷水室，该第一壳的第二室41称为热水室，而第二壳16的第一室称为上游室，第二室43称为下游室。

人们理解上游室42和冷水室40承受冷水输入管2的压力。同样，热水室41承受热水输出管4的压力，而下游室43承受文氏管35颈段37的压力。

在汲取热水的过程中，冷水按箭头方向F1进入冷水输入管2，文氏管35的存在使得在管46和47之间引起一压力差，管46和47分别通向第二壳16的上游室42和下游室43。此压力差促使第二可移位元件20按该外壳的壁27或上壁的方向变形。因此，冷水充满壳16的大部分体积。

当水已经在冷水回路3、热交换器6和热水回路5中环流时，热水在热水输出管4的水平上按照箭头F2的方向排出，排出的热水相对于进入冷水输入管2而言承受到一压头损失。在那里，热水室41的压力比在冷水室40的压力更低，而冷水室40承受来自上游室42的冷水压力。由此，第一可移位元件19承受一压力差，使第一可移位元件19沿第一壳15的壁26或下壁的方向变形。

第一可移位元件19通过与第一壳15内所支配的压力差起反作用的弹性恢复装置50而加压；此装置采取压缩弹簧的形式。在汲取热水位置时，第一可移位元件19沿压缩弹簧方向变形。

为了确保在第一壳15和第二壳16之间的分离区域水平上的两个半壳12和13之间的密封性，双元件18具有一用来自径向边缘29和30材料加工成的挖空瓣51，挖空瓣51处于径向边缘的相切区的水平上。作为变型，瓣51采取铰接形式放置在径向边缘29和30附近。

流体燃料供给源10的壳体11包括一底座55，一设置在底座内的进气口56，并从进气口起始延伸气体燃烧器7的供气管57。

底座55固定在与第二壳16同一水平面上的第一半壳12上，而第二可移位元件20则在第二壳内移位。

闭塞装置58被布置在进气管57内，此闭塞装置58包括一阀59，它通过一弹簧61的加压而靠在一阀座60上，此压缩弹簧一方面靠在进气管57的凸肩62上，另一方面靠在阀59上。

流体燃料供给源的壳体11的底座55包括一轴向孔径65，它通向布置在第一半壳12内的且与其面对面的孔径66，并通向第二壳16的下游室43壁27的中间。

这些孔径65和66装有一可移动杆67，其第一端68被固定在阀59上，其第二端被固定在可移位的第二元件20上或靠在此元件上。此杆最好由一端接一端地安装的两个部分67a和67b构成，且在孔径65和66内具有自由行程。由此，杆67将第二可移位元件20的运动传递到阀59上。当此可移位元件20沿壁27的方向变形时，阀59被抬起，使气体通过进气管57而进入燃烧器。相反，当可移位元件20沿第二壳16的壁28的方向变形时，杆67借助于压缩弹簧61的推力导致阀59靠在阀座60上。这样就完全停止了燃烧器7的气体馈给。阀可处于完全开启和完全闭合的两个位置之间的所有中间位置，从而可调节进入燃烧器的气体馈给量。

流体燃料供给源10的壳体11还包括一个配水和气旋钮70以及一用于停止或起动热水器1的点火系统71总成。这些元件在本说明书中不作为本发明的一部分。

现参阅图1和2说明热水器1的功能。

图1表示汲取热水过程时的燃烧器状态。

冷水根据箭头F1的方向进入冷水输入管2。由文氏管(如前所述)建立的压力差导致第二可移位元件20沿第二壳16的壁27的方向移位，而压力损失导致第一可移位元件19在与压缩弹簧相反作用下沿第一壳15壁26的方向移动。按用户所要求的水流量，在每一个壳中建立了或多或少的大压差，第二壳16的上游室42以及第一壳15的冷水室分别具有一等于这些壳容量的全部或部分的容量。

进给冷水量越多，在第二壳16内的文氏管建立的压降就越高，由此第二可移位元件20沿此壳下游室43的壁27方向的移位量就越大。这样就导致杆67的移位量更大，因此，阀59的开口变得更大。反之，与进给冷水量越少，压力差就越低，导致第二可移位元件20的位移越低，从而阀59的开口越小。馈给燃烧器7的气体量借助于第二可移位元件20的移动使其从动于穿过冷水回路3的冷水量。

当使用者停止汲取热水时，热水器1处图2所示的状态，输入的冷水量为零，文氏管35不再在第二壳16内建立压力差。

阀59通过压缩弹簧61被推动到阀座60上，从而阀塞进入燃烧器7的气体，热水室41和下游室43基本上占有两个壳15和16的所有容积，可移位元件19和20分别被推向第一壳15的上壁25和第二壳16的下壁28。

该两可移位元件19和20的移动分别导致原先盛装在两个壳内的冷水被排出。由此，大部分冷水在冷水回路3内环流，并排出在燃烧器7工作时且正好在停止汲水前早先已在热交换器6内加热的水。这些热水量穿过热水回路5被送到第一壳15的热水室41内。

由此降低了热交换器的平均温度，并减低了水的过热程度，这样安排的半壳13在维修过程时便于从热水器1中取出，还可以看到用整体材料制成的两个可移位元件19和20，从而可方便地更换。

Claims (11)

1.一种热水器，包括：

一与冷水回路(3)连接的冷水输出管(2)；

一与热水回路(5)连接的热水输出管(4)；

一放置在冷水回路(3)和热水回路(5)之间的热交换器(6)；

一将热量传递到热交换器(6)的流体燃料燃烧器(7)；

一第一壳(15)，通过一第一可移位元件(19)将其划分成一冷水室(40)和一热水室(41)，冷水室(40)承受冷水输入管(2)的压力，热水室(41)承受热水输出管(4)的压力，所述第一元件(19)由于在冷水室(40)和热水室(41)之间存在的压力差而可移位；

其特征在于，所述热水器(1)还包括：

一冷水输入管(2)的节流装置(34)，使得在冷水流动过程中，引起一在冷水输入管(2)内的压力差；

一第二壳(16)，通过一第二可移位元件(20)将其划分成一上游室(42)和一下游室(43)，上游室(42)承受一在所述节流装置(34)上游的冷水输入管(2)的压力，下游室承受一在所述节流装置(34)下游的冷水输入管(2)的压力，所述第二元件(20)由于在所述上游室(42)和下游室(43)存在的压力差而可移位；以及

一流体燃料供给源(10)，其所馈给的燃料流量借助于所述第二可移位元件(20)的位移，而第二可移位元件(20)的位移从动于流经冷水输入管(2)的冷水；以及

其中，所述第一可移位元件(19)和第二可移位元件(20)是用整体材料制成的一单独的双元件。

2.按权利要求1的热水器，其特征在于，所述双元件含有一可变形薄膜。

3.按权利要求2的热水器，其特征在于，所述两个壳(15，16)呈柱体状，而可变形薄膜(18)含有两个大直径相切的盘(21，22)。

4.按权利要求3的热水器，其特征在于，所述两个盘(21，22)含有固定在每一壳(15，16)半高度上的径向边缘(29，30)，所述两个盘各自具有适应于壳(15，16)尺寸的半径，两个盘分别放置在所述壳内，并靠近所述壳(15，16)的壁(25，26，27，28)。

5.按权利要求3或4的热水器，其特征在于，所述两个盘(21，22)是对向安装的，因此，冷水室(40)和上游室(42)是同时装满的，而热水室(41)和下游室(43)可同时放空的，反之亦然。

6.按权利要求3的热水器，其特征在于，所述两个盘(21，22)的大直径处于同一平面上。

7.按权利要求3的热水器，其特征在于，所述第一壳(15)的盘(21)通过弹性恢复装置(50)与在冷水输入管(2)的压力的相反作用下而加压。

8.按权利要求1的热水器，其特征在于，所述冷水室(40)和上游室(42)连接，而热水室(41)与热水输出管(4)连接。

9.按权利要求1的热水器，其特征在于，为卫生设备供给热水，流体燃料是天然气，其中气体供给源(10)借助于杆(67)而从动于流过的冷水，杆的一端(68)与气体供给源(10)的闭塞装置(58)连接，其另一端(69)与所述第二可移位元件(20)连接。

10.按权利要求4的热水器，其特征在于，包括两个面对面地安装的半壳(12，13)，它们基本上分别设置在第一壳和第二壳(15，16)的一半部分，两个盘(21，22)的径向边缘(29，30)在两个半壳(12，13)之间形成密封接合，其中，挖空的瓣(51)用来靠近两个壳(15，16)径向边缘(29，30)相切区域的材料形成，以便确保冷水室(40)和上游室(42)联通通路的密封性，径向边缘(29，30)还包括一凸缘(31，32)，它用于嵌进设置在两个半壳(12，13)之一(12)内的凹槽内。

11.按权利要求4的热水器，其特征在于，所述密封装置(48)用来自两个盘(21，22)之一的盘(22)的材料形成径向边缘(30)和/或凸缘(32)，并确保下游室(43)和节流装置(34)之间流体联通的通路(47)。

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