КОТЕЛ, ИМЕЮЩИЙ ОБРАТНЫЙ КЛАПАН, ВСТРОЕННЫЙ В ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ВОДЫ
BOILER WITH CHECK VALVE, BUILT INTO WATER PIPELINE

Область техники
Настоящее описание относится к котлу, имеющему обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды, и более конкретно, к котлу, имеющему обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды, который выполнен с возможностью упрощения и миниатюризации конструкции водопровода посредством встраивания обводной конструкции нагревающей воды внутрь модуля водопровода, в котором обводная конструкция нагревающей воды способна предотвратить рост давления воды внутри нагревательной трубы выше заданного уровня.
Уровень техники
В общем, котел является устройством, которое нагревает нагревающую воду посредством теплоты горения горелки, подает нагретую нагревающую воду к месту, подлежащему нагреву с целью нагревания, и выполняет теплообмен между нагретой нагревающей водой и прямоточной водой, чтобы подать теплую воду.
Обычный стандартный котел выполнен включающим в себя главный теплообменник, выполненный с возможностью нагрева нагревающей воды посредством теплоты горения от горелки, циркуляционный насос, установленный в канале нагревающей воды и выполненный с возможностью принудительной циркуляции нагревающей воды, трехходовой клапан, выполненный с возможностью изменения хода нагревающей воды и подачи нагревающей воды, которая нагревается в главном теплообменнике, по выбору к месту, подлежащему нагреву, и к теплообменнику горячей воды, теплообменник горячей воды, выполненный с возможностью подачи теплой воды посредством теплообмена между нагревающей водой, нагретой в главном теплообменнике, и прямоточной водой, и расширительный резервуар, выполненный с возможностью сбора и хранения нагревающей воды, возвращающейся через место, подлежащее нагреву, и нагревающей воды, циркулирующей через теплообменник горячей воды.
Когда пользователь произвольно перекрывает нагревательную трубу, или посторонние предметы накапливаются внутри нагревательной трубы, вызывая закупоривание нагревательной трубы, в то время как котел, который выполнен как описано выше, установлен и приводится в действие в режиме нагрева или в режиме теплой воды, внутри нагревательной трубы создается повышенное давление, превосходящее допустимое давление, так что возникает повреждение компонентов котла, который включает в себя циркуляционный насос и подобное. Конфигурация для предотвращения создания повышенного давления внутри нагревательной трубы раскрыта в корейской опубликованной патентной заявке № 1998-016052, в которой конфигурация такова, что перепускное отверстие образовано на одной боковой части отводной трубы между двумя верхним и нижним открывающимися и закрывающимися отверстиями, которые выполнены внутри отводной трубы двунаправленного циркуляционного насоса, и обводная труба присоединена между перепускным отверстием и возвратной трубой нагревающей воды.
При такой конфигурации имеется преимущество, в котором создание повышенного давления внутри нагревательной трубы может быть предотвращено, тогда как имеются недостатки, в которых, поскольку обводная труба, соединяющая двунаправленный циркуляционный насос с возвратной трубой нагревающей воды, выполнена с обычно открытой конструкцией через перепускное отверстие, часть нагревающей воды, которая нагрета в режиме нагрева и режиме теплой воды, протекает в возвратную трубу нагревающей воды через обводную трубу и, таким образом, эффективность теплообмена может ухудшиться, и дополнительные расходы на изготовление могут увеличиться вследствие использования двунаправленного циркуляционного насоса, который является дорогостоящим.
При этом, теплообменник горячей воды может быть классифицирован на теплообменник с оребренными трубками, выполненный в форме, в которой множество трубок вставлены в резервуар, и теплообменник пластинчатого типа, который выполнен так, что множество пластин собраны в пакет, и нагревающая вода и прямоточная вода поочередно проходят каждый слой внутри собранных в пакет пластин, таким образом выполняя теплообмен между нагревающей водой и прямоточной водой. Теплообменник пластинчатого типа среди этих теплообменников имеет преимущество в том, что выполнен с возможностью упрощенной сборки и увеличенной производительности посредством уменьшения количества компонентов и объема по сравнению с теплообменниками с оребренными трубками.
Общая конструкция такого теплообменника пластинчатого типа, в котором множество пластин собраны в пакет, раскрыта в корейском зарегистрированном патенте № 10-1151754 и корейской опубликованной патентной заявке № 10-2003-0071249.
Обычный стандартный теплообменник пластинчатого типа согласно предшествующему уровню техники имеет конфигурацию для повышения эффективности теплообмена, и таким образом он выполнен так, что впускное отверстие нагревающей воды и выпускное отверстие нагревающей воды образованы на нижней одной стороне пластины и ее верхней другой стороне соответственно, и впускное отверстие прямоточной воды и выпускное отверстие теплой воды образованы на нижней другой стороне пластины и ее верхней одной стороне соответственно, таким образом позволяя нагревающей воде и прямоточной воде течь в виде встречного потока и выполнять теплообмен друг с другом. Однако, поскольку традиционный теплообменник пластинчатого типа выполнен так, что водопровод, в котором течет нагревающая вода, и водопровод, в котором течет прямоточная вода и/или теплая вода, соответственно образованы в диагональных положениях пластины, и таким образом отстоят дальше друг от друга, водопровод, соединенный с впускным отверстием нагревающей воды и выпускным отверстием нагревающей воды, и водопровод, соединенный с впускным отверстием прямоточной воды и выпускным отверстием теплой воды, установлены по отдельности в положениях, которые отстоят друг от друга, так что имеется проблема в том, что конструкция водопровода для нагревающей воды и конструкция водопровода для прямоточной воды и/или теплой воды являются сложными и занимают значительное пространство для установки, что вызывает сложность миниатюризации, и возникает падение давления вследствие увеличения длины трубопровода для воды, что приводит к ухудшению термического КПД.
Описание
Техническая проблема
Чтобы решить вышеописанные проблемы, задача настоящего описания состоит в обеспечении котла, имеющего обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды, который выполнен с возможностью упрощения и миниатюризации конструкции водопровода нагревающей воды посредством встраивания обводной конструкции нагревающей воды, которая способна предотвратить рост давления воды внутри нагревательной трубы выше заданного уровня, в модуль водопровода.
Другая задача настоящего описания состоит в обеспечении котла, имеющего обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды, который выполнен с возможностью улучшения производительности продукта посредством снабжения каждой из функциональных деталей водопровода котла модульным блоком, чтобы упростить сборочную конструкцию компонентов водопровода.
Еще одна задача настоящего описания состоит в обеспечении котла, имеющего обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды, который выполнен с возможностью улучшения характеристики теплообмена посредством укорачивания трубопровода, соединяющего компоненты водопровода друг с другом, чтобы уменьшить падение давления.
Техническое решение
Чтобы выполнить вышеописанные задачи, котел, имеющий обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды согласно настоящему описанию, который снабжен главным теплообменником 30, выполненным с возможностью нагрева нагревающей воды посредством теплоты горения горелки, и теплообменником 100 горячей воды, выполненным с возможностью подачи теплой воды посредством теплообмена между нагревающей водой, нагретой в главном теплообменнике 30, и прямоточной водой, включает в себя трехходовой клапан 210, выполненный с возможностью изменения хода нагревающей воды, для того чтобы по выбору подавать нагревающую воду, нагретую в главном теплообменнике 30, к месту, подлежащему нагреву, и к теплообменнику 100 горячей воды; обводную (байпасную) трубу L8, выполненную с возможностью соединения трехходового клапана 210 с возвратной трубой L3 нагревающей воды, которая соединяет место, подлежащее нагреву, с главным теплообменником 30; и обратный клапан 220, обеспеченный в трубопроводе обводной трубы L8 и выполненный с возможностью обеспечения потока текучей среды только в одном направлении от трехходового клапана 210 к возвратной трубе L3 нагревающей воды, когда создается повышенное давление, получаемое в результате перекрытия нагревательной трубы L2, присоединенной к месту, подлежащему нагреву, или нагревательной трубы L6, присоединенной к теплообменнику 100 горячей воды, в котором трехходовой клапан 210, обводная труба L8 и обратный клапан 220 встроены внутрь того же модуля водопровода.
Циркуляционный насос 20, выполненный с возможностью принудительного перемещения нагревающей воды по направлению к главному теплообменнику 30 в одном направлении, может быть обеспечен в нагревательных трубах L4 и L5, присоединенных к возвратной трубе L3 нагревающей воды.
Когда создается повышенное давление, получаемое в результате перекрытия нагревательной трубы L2, присоединенной к месту, подлежащему нагреву, или нагревательной трубы L6, присоединенной к теплообменнику 100 горячей воды, нагревающая вода, нагретая в главном теплообменнике 30, может быть подана к трехходовому клапану 210, течь в обводную трубу L8, сообщающуюся с одной стороной трехходового клапана 210, проходить обратный клапан 220 и затем течь в расширительный резервуар 10, и нагревающая вода, хранящаяся в расширительном резервуаре 10, может циркулировать и течь к главному теплообменнику 30 посредством циркуляционного насоса 20, так что создание повышенного давления внутри нагревательной трубы может быть предотвращено.
Теплообменник 100 горячей воды может быть выполнен в виде теплообменника пластинчатого типа, в котором канал (проход) P1 нагревающей воды и канал (проход) P2 прямоточной воды образованы отдельно друг от друга посредством сбора в пакет (сложения в стопу) множества пластин и, таким образом, нагревающая вода и прямоточная вода способны поочередно течь в каждом слое внутри собранных в пакет пластин, чтобы таким образом вызвать теплообмен между нагревающей водой и прямоточной водой, в котором передняя пластина 110, которая расположена на передней стороне среди множества пластин, может быть снабжена направляющей частью 110c отведения нагревающей воды, в которой выпускная труба L7 нагревающей воды выполнена с возможностью расположения вблизи впускной трубы L6 нагревающей воды, чтобы образовать канал нагревающей воды, для того чтобы позволить нагревающей воде течь во впускную трубу L6 нагревающей воды, которая образована на нижней одной стороне передней пластины 110,и позволить отводиться после прохождения канала P1 нагревающей воды, и направляющей частью 110d отведения теплой воды, в которой подающая труба L11 теплой воды выполнена с возможностью расположения вблизи впускной трубы L10 прямоточной воды, чтобы образовать канал теплой воды, для того чтобы позволить прямоточной воде течь во впускную трубу L10 прямоточной воды, которая образована на нижней другой стороне передней пластины 110, чтобы отводиться после прохождения канала P2 прямоточной воды, и в котором котел может включать в себя первый модуль 200 водопровода, имеющий одну сторону, которая съемно установлена на впускной трубе L6 нагревающей воды и выпускной трубе L7 нагревающей воды теплообменника 100 горячей воды, снабженный трехходовым клапаном 210, обводной трубой L8 и обратным клапаном 220, которые встроены в него, и выполненный с возможностью обеспечения канала, по которому нагревающая вода, которая подается из главного теплообменника 30, возвращается через место, подлежащее нагреву, или теплообменник 100 горячей воды; и второй модуль 300 водопровода, имеющий одну сторону, которая съемно установлена на впускную трубу L10 прямоточной воды и подающую трубу L11 теплой воды, и выполненный с возможностью обеспечения канала, по которому каждая из прямоточной воды и теплой воды проходит теплообменник 100 горячей воды.
Впускное отверстие 111 нагревающей воды, соединенное со впускной трубой L6 нагревающей воды, может быть образовано на нижней одной стороне передней пластины 110, выпускное отверстие 112 нагревающей воды, соединенное с выпускной трубой L7 нагревающей воды, может быть образовано на одной стороне впускного отверстия 111 нагревающей воды, и направляющая часть 110c отведения нагревающей воды может быть образована для направления нагревающей воды, которая отводится в направлении вперед по направлению к верхней другой стороне передней пластины 110, к выпускному отверстию 112 нагревающей воды.
Впускное отверстие 113 прямоточной воды, соединенное со впускной трубой L10 прямоточной воды, может быть образовано на нижней другой стороне передней пластины 110, выпускное отверстие 114 теплой воды может быть образовано на верхнем участке передней пластины 110 и соединено с подающей трубой L11 теплой воды в месте области, на которой направляющая часть 110c отведения нагревающей воды не образована, вблизи впускного отверстия 113 прямоточной воды, и направляющая часть 110d отведения теплой воды может быть образована для направления теплой воды, которая отводится в направлении вперед по направлению к верхней одной стороне передней пластины 110, к выпускному отверстию 114 теплой воды.
Плоская пластина 120 может быть собрана в пакет (сложена в стопу) сзади передней пластины 110, в которой впускное отверстие 121 нагревающей воды может быть образовано на нижней одной стороне плоской пластины 120, выпускное отверстие 122 нагревающей воды может быть образовано на верхней другой стороне плоской пластины 120, впускное отверстие 123 прямоточной воды может быть образовано на нижней другой стороне плоской пластины 120, и выпускное отверстие 124 теплой воды может быть образовано на верхней одной стороне плоской пластины 120, и периметр края каждой направляющей части 110c отведения нагревающей воды и направляющей части 110d (не 100d!?) отведения теплой воды может входить в плотный контакт с плоской пластиной 120, и внутренняя часть края может выступать в направлении вперед, чтобы образовывать выпускной канал каждой из нагревающей воды и теплой воды.
Множество первых пластин 130 и вторых пластин 140, каждая из которых образована для обеспечения пересечения выступающих частей, расположенных в диагональном направлении, в направлениях вперед и назад, могут быть поочередно собраны в пакет (сложены в стопу) сзади плоской пластины 120, таким образом поочередно образуя канал P1 нагревающей воды и канала P2 прямоточной воды, и множество первых буртиков 135 и вторых буртиков 145, которые изогнуты в противоположном направлении, могут быть соответственно образованы на множестве первых пластин 130 и вторых пластин 140, чтобы выполнить их с возможностью обеспечения потока текучей среды через перекрывающиеся зазоры между множеством первых буртиков 135 и вторых буртиков 145.
Первая пластина 150 изменения хода, выполненная с возможностью изменения хода прямоточной воды с направления назад на направление вперед, и вторая пластина 160 изменения хода, выполненная с возможностью изменения хода нагревающей воды с направления назад на направление вперед, могут быть последовательно собраны в пакет (сложены в стопу) сзади второй пластины 140, которая собрана в пакет в самом заднем положении.
Впускное отверстие 151 нагревающей воды может быть образовано на нижней одной стороне первой пластины 150 изменения хода, выпускное отверстие 152 нагревающей воды может быть образовано на верхней другой стороне первой пластины 150 изменения хода, и нижняя другая сторона и верхняя одна сторона могут быть образованы в форме, перекрытой в направлениях вперед и назад, и вся область второй пластины 150 изменения хода может быть выполнена в форме, перекрытой в направлениях вперед и назад.
Второй модуль 300 водопровода может быть снабжен датчиком 310 скорости потока, выполненным с возможностью измерения потока прямоточной воды, текущего во впускную трубу L10 прямоточной воды, трубой L12 добавления воды, выполненной с возможностью приема прямоточной воды для добавления нагревающей воды, когда нагревающей воды недостаточно, и клапаном 320 добавочной воды, обеспеченным в трубопроводе трубы L12 добавления воды и выполненным с возможностью приостановки потока прямоточной воды.
Полезные эффекты
В соответствии с котлом, имеющим обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды согласно настоящему описанию, трехходовой клапан, выполненный с возможностью изменения хода нагревающей воды согласно режиму нагрева и режиму теплой воды, канал подачи нагревающей воды и циркуляционный канал, соединенные с трехходовым клапаном, и как обводная труба, так и обратный клапан, выполненные с возможностью предотвращения создания повышенного давления внутри нагревательной трубы, встроены внутрь первого модуля водопровода, так что конструкция водопровода может быть упрощена, пространство для установки может быть уменьшено, и одновременно повреждение компонентов из-за создания повышенного давления может быть предварительно предотвращено, таким образом улучшая срок службы.
Также первый модуль водопровода, который выполнен с возможностью обеспечения канала течения нагревающей воды согласно режиму нагрева или режиму теплой воды, и обводного канала нагревающей воды, когда повышенное давление создается внутри нагревательной трубы, и второй модуль водопровода, который выполнен с возможностью обеспечения канала течения каждой из прямоточной воды и теплой воды и канала добавления нагревающей воды в режиме теплой воды, соответственно снабжены модульным блоком и выполнены с возможностью удаления из теплообменника горячей воды, так что сборочная конструкция компонентов водопровода может быть упрощена, и количество компонентов может быть уменьшено, таким образом повышая производительность.
Кроме того, направляющая часть отведения нагревающей воды и направляющая часть отведения теплой воды образованы на передней пластине теплообменника горячей воды, чтобы определить местоположение зазора между впускной трубой нагревающей воды и выпускной трубой нагревающей воды, расположенных вблизи зазора между впускной трубой прямоточной воды и подающей трубой теплой воды и, таким образом, первый модуль водопровода и второй модуль водопровода выполнены с возможностью удаления из теплообменника горячей воды, так что миниатюризация котла может быть возможна и дополнительно соединительный канал водопровода может быть укорочен, таким образом уменьшая падение давления согласно падению давления текучей среды, чтобы улучшить характеристику теплообмена.
Описание чертежей
ФИГ. 1 схематичный чертеж, изображающий конфигурацию котла, имеющего обратный клапан, встроенный в трубопровод для воды согласно настоящему описанию.
ФИГ. 2 вид в перспективе, в котором большинство частей котла согласно настоящему описанию соединены.
ФИГ. 3 вид в перспективе, изображающий отделенные модульные блоки с ФИГ. 2.
ФИГ. 4 разобранный вид в перспективе теплообменника, показанного на ФИГ. 3.
ФИГ. 5 вид спереди теплообменника.
ФИГ. 6 вид в сечении вдоль линии A-A с ФИГ. 5.
ФИГ. 7 вид в сечении вдоль линии B-B с ФИГ. 5.
ФИГ. 8 вид сверху первого модуля водопровода, показанного на ФИГ. 3.
ФИГ. 9 вид в сечении вдоль линии C-C с ФИГ. 8.
ФИГ. 10 вид в сечении вдоль линии D-D с ФИГ. 8.
ФИГ. 11 вид в сечении вдоль линии E-E с ФИГ. 8.
ФИГ. 12 разобранный вид в перспективе обратного клапана, показанного на ФИГ. 11.
ФИГ. 13 схема, изображающая канал течения нагревающей воды в режиме нагрева котла согласно настоящему описанию.
ФИГ. 14 схема, изображающая каналы течения нагревающей воды и прямоточной воды/теплой воды в режиме теплой воды котла согласно настоящему описанию.
ФИГ. 15 схема, изображающая канал течения, в котором нагревающая вода перепускается, чтобы предотвратить создание повышенного давления, когда нагревательная труба при подаче нагревающей воды или теплообменник горячей воды перекрывается в котле настоящего описания.
** Описание ссылочных позиций **
10: расширительный резервуар
20: циркуляционный насос
30: главный теплообменник
100: теплообменник горячей воды
110: передняя пластина
110a, 120a, 130a, 140a, 150a и 160a: плоские части поверхности
110b, 120b, 130b, 140b, 150b и 160b: фланцевые части
110c: направляющая часть отведения нагревающей воды
110d: направляющая часть отведения теплой воды
111, 121, 131, 141 и 151: впускные отверстия нагревающей воды
131a, 132a, 143a, 144a, 151a и 161a: выступающие части
112, 122, 132, 142 и 152: выпускные отверстия нагревающей воды
113, 123, 133 и 143: впускные отверстия прямоточной воды
114, 124, 134 и 144: выпускные отверстия теплой воды
120: плоская пластина 130: первая пластина
135 и 155: первые буртики
145 и 165: вторые буртики
140: вторая пластина
150: первая пластина изменения хода
160: вторая пластина изменения хода
200: первый модуль водопровода
201: кожух
210: трехходовой клапан
211: двигатель
212: кулачковый элемент
213: вал
214: корпус клапана
215: упругий элемент
216: седло клапана
216a и 216b: крюкообразные выступы
220: обратный клапан
221: корпусная часть
222: корпус клапана
223: упругий элемент
224: крепление
300: второй модуль водопровода
310: датчик скорости потока
320: клапан добавочной воды
L1: главная подающая труба нагревающей воды
L2: подающая труба нагревающей воды
L3: возвратная труба нагревающей воды
L4: впускная труба циркуляции нагревающей воды
L5: выпускная труба циркуляции нагревающей воды
L6: впускная труба нагревающей воды
L7: выпускная труба нагревающей воды
L8: обводная (байпасная) труба
L9: подающая труба прямоточной воды
L10: впускная труба прямоточной воды
L11: подающая труба теплой воды
L12: труба добавления воды
P1: канал (проход) нагревающей воды
P2: канал (проход) прямоточной воды
Варианты выполнения изобретения
Далее будут подробно описаны конфигурации и работа предпочтительных вариантов выполнения настоящего описания со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Ссылаясь на ФИГ. 1-3, котел согласно одному варианту выполнения настоящего описания выполнен включающим в себя расширительный резервуар 10, выполненный с возможностью хранения нагревающей воды, возвращающейся через место, подлежащее нагреву в режиме нагрева, или нагревающей воды, циркулирующей внутри котла в режиме теплой воды, циркуляционный насос 20, выполненный с возможностью принудительного перемещения нагревающей воды, отводимой из расширительного резервуара 10 в одном направлении, главный теплообменник 30, выполненный с возможностью нагрева нагревающей воды, которая течет через циркуляционный насос 20, посредством теплоты горения горелки, теплообменник 100 горячей воды, выполненный с возможностью подачи теплой воды посредством теплообмена между нагревающей водой, нагретой в главном теплообменнике 30, и прямоточной водой, первый модуль 200 водопровода, выполненный с возможностью обеспечения канала, посредством которого нагревающая вода, подаваемая из главного теплообменника 30, возвращается через место, подлежащее нагреву, или теплообменник 100 горячей воды, и обводный канал для предотвращения создания повышенного давления внутри нагревательной трубы, и второй модуль 300 водопровода, выполненный с возможностью обеспечения каналов прямоточной воды и теплой воды, проходящих теплообменник 100 горячей воды, и канал добавления нагревающей воды.
Дополнительно, ссылочная позиция 'L1', показанная на ФИГ. 1, обозначает главную подающую трубу нагревающей воды, по которой нагревающая вода, которая нагрета в главном теплообменнике 30, направляется к трехходовому клапану 210, ссылочная позиция 'L2' обозначает подающую трубу нагревающей воды, по которой нагревающая вода подается из трехходового клапана 210 к месту, подлежащему нагреву в режиме нагрева, ссылочная позиция 'L3' обозначает возвратную трубу нагревающей воды, по которой нагревающая вода, проходящая место, подлежащее нагреву, возвращается в расширительный резервуар 10, ссылочная позиция 'L4' обозначает впускную трубу циркуляции нагревающей воды, по которой нагревающая вода, отводимая из расширительного резервуара 10, подается к циркуляционному насосу 20, ссылочная позиция 'L5' обозначает выпускную трубу циркуляции нагревающей воды, по которой нагревающая вода, принудительно перемещаемая из циркуляционного насоса 20, подается в главный теплообменник 30, ссылочная позиция 'L6' обозначает впускную трубу нагревающей воды, по которой нагревающая вода подается из трехходового клапана 210 в теплообменник 100 горячей воды, ссылочная позиция 'L7' обозначает выпускную трубу нагревающей воды, по которой нагревающая вода направляется из теплообменника 100 горячей воды к возвратной трубой L3 нагревающей воды, ссылочная позиция 'L8' обозначает обводную (байпасную) трубу, по которой нагревающая вода отводится из трехходового клапана 210 в возвратную трубу L3 нагревающей воды, для того чтобы предотвратить состояние повышенного давления внутри нагревательной трубы, ссылочная позиция 'L9' обозначает подающую трубу прямоточной воды, по которой прямоточная вода течет внутри котла, ссылочная позиция 'L10' обозначает впускную трубу прямоточной воды, по которой прямоточная вода течет из датчика 310 скорости потока, который измеряет поток прямоточной воды, к теплообменнику 100 горячей воды, ссылочная позиция 'L11' обозначает подающую трубу теплой воды, по которой теплая вода, нагретая в теплообменнике 100 горячей воды, подается к месту, подлежащему нагреву, и ссылочная позиция 'L12 обозначает трубу добавления воды, по которой прямоточная вода, текущая в подающую трубу прямоточной воды L9, течет в расширительный резервуар 10.
Как показано на ФИГ. 3, в настоящем описании, первый модуль 200 водопровода и второй модуль 300 водопровода соответственно снабжены модульными блоками и съемно установлены в теплообменник 100 горячей воды, для того чтобы быть выполненными с возможностью упрощения конструкции каждого из водопровода для нагревающей воды и водопровода для прямоточной воды/теплой воды. В качестве конфигурации для описанного выше, первый модуль 200 водопровода снабжен трехходовым клапаном 210, выполненным с возможностью изменения хода нагревающей воды, для того чтобы по выбору подавать нагревающую воду, которая нагрета в главном теплообменнике 30 и затем подается по главной подающей трубе L1 нагревающей воды, к месту, подлежащему нагреву, по подающей трубе L2 нагревающей воды и к теплообменнику 100 горячей воды по впускной трубе L6 нагревающей воды, обводной трубой L8, выполненной с возможностью соединения трехходового клапана 210 с возвратной трубой L3 нагревающей воды, и обратным клапаном 220, обеспеченным на обводной трубе L8 и выполненным с возможностью обеспечения потока текучей среды только в одном направлении из трехходового клапана 210 в возвратную трубу L3 нагревающей воды, когда трубопровод подающей трубы L2 нагревающей воды, соединенный с местом, подлежащим нагреву, или трубопровод впускной трубы L6 нагревающей воды, соединенный с теплообменником 100 горячей воды, перекрыт, вызывая создание повышенного давления внутри нагревательной трубы.
Второй модуль 300 водопровода снабжен датчиком 310 скорости потока, выполненным с возможностью измерения потока прямоточной воды, который течет через подающую трубу L9 прямоточной воды в режиме теплой воды, трубой L12 добавления воды, выполненной с возможностью приема прямоточной воды для добавления нагревающей воды, когда нагревающей воды недостаточно, и клапаном 320 добавочной воды, обеспеченным на трубопроводе трубы L12 добавления воды и выполненным с возможностью приостановки потока прямоточной воды.
Ссылаясь на ФИГ. 4-7, теплообменник 100 горячей воды выполнен в виде теплообменника пластинчатого типа, в котором канал (проход) P1 нагревающей воды и канал (проход) P2 прямоточной воды образованы отдельно друг от друга посредством сбора в пакет (сложения в стопу) множества пластин 110, 120, 130-1, 140-1, 130-2, 140-2, 130-3, 140-3, 130-4, 140-4, 150 и 160 и, таким образом, нагревающая вода и прямоточная вода способны поочередно течь в каждом слое внутри собранных в пакет пластин, чтобы таким образом вызвать теплообмен между нагревающей водой и прямоточной водой. На ФИГ. 3 и 4, сплошная стрелка обозначает канал течения нагревающей воды, пунктирная стрелка обозначает канал течения каждой из прямоточной воды и теплой воды, и ФИГ. 6 и 7 показывают, что канал P1 нагревающей воды и канал P2 прямоточной воды поочередно образованы в каждом слое отстоящими друг от друга.
Ссылаясь на ФИГ. 4, множество пластин 110, 120, 130-1, 140-1, 130-2, 140-2, 130-3, 140-3, 130-4, 140-4, 150 и 160 собраны в пакет, так что плоская пластина 120 собрана в пакет сзади передней пластины 110, и первая пластина 130 (то есть 130-1, 130-2, 130-3 и 130-4) и вторая пластина 140 (то есть 140-1, 140-2, 140-3 и 140-4) поочередно собраны в пакет сзади плоской пластины 120. То есть, первая пластина 130-1, вторая пластина 140-1, первая пластина 130-2, вторая пластина 140-2, первая пластина 130-3, вторая пластина 140-3, первая пластина 130-4 и вторая пластина 140-4 последовательно собраны в пакет сзади плоской пластины 120. Однако, в настоящем варианте выполнения, приведен пример случая, когда первая пластина 130 и вторая пластина 140 выполнены в виде четырех пар пластин, но количество первых пластин 130 и вторых пластин 140, которые подлежат сбору в пакет, может быть выполнено отличным от описанного выше.
Дополнительно, первая пластина 150 изменения хода, выполненная с возможностью изменения хода теплой воды с направления назад на направление вперед, и вторая пластина 160 изменения хода, выполненная с возможностью изменения хода нагревающей воды с направления назад на направление вперед, собраны в пакет сзади первой пластины 130 и второй пластины 140.
Множество пластин 110, 120, 130-1, 140-1, 130-2, 140-2, 130-3, 140-3, 130-4, 140-4, 150 и 160 соответственно включают в себя плоские части 110a, 120a, 130a, 140a, 150a и 160a поверхности прямоугольной формы, и фланцевые части 110b, 120b, 130b, 140b, 150b и 160b, каждая из которых выступает вперед из края каждой плоской части 110a, 120a, 130a, 140a, 150a и 160a поверхности, и пластины, собранные смежно в пакет в направлениях вперед и назад, соединены сваркой между фланцевыми частями 110b, 120b, 130b, 140b, 150b и 160b и отстоят друг от друга на равные интервалы, так что образованы канал P1 нагревающей воды и канал P2 прямоточной воды, и одновременно текучая среда, текущая по каналу P1 нагревающей воды и каналу P2 прямоточной воды, перекрывается, чтобы таким образом не вытечь наружу.
Чтобы обеспечить простое крепление к или отделение теплообменника 100 горячей воды от первого модуля 200 водопровода и второго модуля 300 водопровода, каждый из которых выполнен в виде модульного блока, конструкция 110c и 110d двойного канала, то есть направляющая часть 110c отведения нагревающей воды и направляющая часть 110d отведения теплой воды, которые соответственно образуют выпускной канал нагревающей воды и выпускной канал теплой воды, образована на передней пластине 110 теплообменника 100 горячей воды.
В качестве конфигурации для описанного выше, впускное отверстие 111 нагревающей воды, соединенное с впускной трубой L6 нагревающей воды, образовано на нижней одной стороне передней пластины 110, выпускное отверстие 112 нагревающей воды, соединенное с выпускной трубой L7 нагревающей воды, образовано на одной стороне впускного отверстия 111 нагревающей воды, и направляющая часть 110c отведения нагревающей воды образована для направления нагревающей воды, которая проходит канал P1 нагревающей воды и затем отводится в направлении вперед по направлению к верхней другой стороне передней пластины 110, к выпускному отверстию 112 нагревающей воды.
Дополнительно, впускное отверстие 113 прямоточной воды, соединенное со впускной трубой L10 прямоточной воды, образовано на нижней другой стороне передней пластины 110, выпускное отверстие 114 теплой воды, соединенное с подающей трубой L11 теплой воды, образовано в месте верхнего участка передней пластины 110, которое расположено вблизи впускного отверстия 113 прямоточной воды среди областей, где направляющая часть 110c отведения нагревающей воды не образована, и направляющая часть 110d отведения теплой воды образована для направления теплой воды, которая проходит канал P2 прямоточной воды и затем отводится в направлении вперед по направлению к верхней одной стороне передней пластины 110, к выпускному отверстию 114 теплой воды.
В плоской пластине 120, собранной в пакет сзади передней пластины 110, впускное отверстие 121 нагревающей воды образовано на нижней одной стороне плоской пластины 120, выпускное отверстие 122 нагревающей воды образовано на верхней другой стороне плоской пластины 120, впускное отверстие 123 прямоточной воды образовано на нижней другой стороне плоской пластины 120, и выпускное отверстие 124 теплой воды образовано на верхней одной стороне плоской пластины 120. Край каждой из направляющей части 110c отведения нагревающей воды и направляющей части 110d (не 100d!?) отведения теплой воды прочно приварен к плоской части 120a поверхности плоской пластины 120, и внутренняя часть края каждой из направляющей части 110c отведения нагревающей воды и направляющей части 110d (не 100d!?) отведения теплой воды выступает вперед, чтобы образовать каналы отведения нагревающей воды и теплой воды.
В первой пластине 130, собранной в пакет сзади плоской пластины 120, впускное отверстие 131 нагревающей воды образовано на нижней одной стороне первой пластины 130, выпускное отверстие 132 нагревающей воды образовано на верхней другой стороне первой пластины 130, впускное отверстие 133 прямоточной воды образовано на нижней другой стороне первой пластины 130, и выпускное отверстие 134 теплой воды образовано на верхней одной стороне первой пластины 130. Дополнительно, выступающие части 131a и 132a, которые выступают вперед, чтобы соответственно входить в плотный контакт с краями впускного отверстия 121 нагревающей воды и выпускного отверстия 122 нагревающей воды плоской пластины 120, соответственно образованы на краях впускного отверстия 131 нагревающей воды и выпускного отверстия 132 нагревающей воды первой пластины 130, и множество первых буртиков 135, каждый из которых изогнут в одну сторону, образованы, чтобы выступать по направлению вперед на плоской части 130a поверхности первой пластины 130.
Во второй пластине 140, собранной в пакет сзади первой пластины 130, впускное отверстие 141 нагревающей воды образовано на нижней одной стороне второй пластины 140, выпускное отверстие 142 нагревающей воды образовано на верхней другой стороне второй пластины 140, впускное отверстие 143 прямоточной воды образовано на нижней другой стороне второй пластины 140, и выпускное отверстие 144 теплой воды образовано на верхней одной стороне второй пластины 140. Дополнительно, выступающие части 143a и 144a, которые выступают вперед, чтобы соответственно войти в плотный контакт с краями впускного отверстия 133 прямоточной воды и выпускного отверстия 134 теплой воды первой пластины 130, соответственно образованы на краях впускного отверстия 143 прямоточной воды и выпускного отверстия 144 теплой воды второй пластины 140, и множество вторых буртиков 145, каждый из которых изогнут в направлении, противоположном направлению каждого из первых буртиков 135, образованы на плоской части 140a поверхности второй пластины 140.
Канал P1 нагревающей воды и канал P2 прямоточной воды могут быть поочередно отдельно образованы в каждом слое посредством выступающих частей 131a и 132a, образованных на первой пластине 130, и выступающих частей 143a и 144a, образованных на второй пластине 140. То есть, выступающие части 131a и 132a, образованные на первой пластине 130, позволяют прямоточной воде перетекать между плоской пластиной 120 и первой пластиной 130 и препятствуют перетеканию нагревающей воды между ними, так что образуется канал P2 прямоточной воды, и выступающие части 143a и 144a, образованные на второй пластине 140, позволяют нагревающей воде перетекать между первой пластиной 130 и второй пластиной 140 и препятствуют перетеканию прямоточной воды между ними, так что образуется канал P1 нагревающей воды.
Дополнительно, когда первая пластина 130 и вторая пластина 140 перекрываются друг другом, создание турбулентности поддерживает поток текучей среды, проходящий и текущий через перекрывающиеся зазоры между первыми буртиками 135, образованными на первой пластине 130, и вторыми буртиками 145, образованными на второй пластине 140, так что эффективность теплообмена между нагревающей водой и прямоточной водой улучшается.
Первая пластина 130 и вторая пластина 140 поочередно перекрываются множество раз, впускное отверстие 151 нагревающей воды образовано на нижней одной стороне первой пластины 150 изменения хода, которая собрана в пакет сзади второй пластины 140-4, расположенной в самом заднем положении, выпускное отверстие 152 нагревающей воды образовано на верхней другой стороне первой пластины 150 изменения хода, и нижняя другая сторона и верхняя одна сторона выполнены в форме, перекрытой в направлениях вперед и назад, так что ход прямоточной воды изменяется по направлению вперед в канале P2 прямоточной воды между второй пластиной 140-4 и первой пластиной 150 изменения хода. Дополнительно, множество первых буртиков 155, каждый из которых изогнут в одну сторону и выступает вперед, образованы на плоской части 150a поверхности первой пластины 150 изменения хода.
Вся область плоской части 160a поверхности второй пластины 160 изменения хода, которая собрана в пакет сзади первой пластины 150 изменения хода, выполнена в форме, перекрытой в направлениях вперед и назад, так что ход нагревающей воды изменяется по направлению вперед в канале P1 нагревающей воды между первой пластиной 150 изменения хода и второй пластиной 160 изменения хода. Дополнительно, множество вторых буртиков 165, каждый из которых изогнут в другую сторону и выступает вперед, образованы на плоской части 160a поверхности второй пластины 160 изменения хода.
В соответствии с такой конфигурацией теплообменника 100 горячей воды, канал P1 нагревающей воды, сообщающийся из нижней одной стороны с верхней другой стороной, и канал P2 прямоточной воды, сообщающийся из нижней другой стороны с верхней одной стороной, поочередно образованы внутри множества собранных в пакет пластин 110, 120, 130-1, 140-1, 130-2, 140-2, 130-3, 140-3, 130-4, 140-4, 150 и 160, и создание турбулентности поддерживает поток текучей среды, проходящий и текущий через перекрывающиеся зазоры между первыми буртиками 135 и 155 и вторым буртиками 145 и 165, так что эффективность теплообмена между нагревающей водой и прямоточной водой может быть увеличена.
Дополнительно, передняя пластина 110 снабжена направляющей частью 110c отведения нагревающей воды, выполненной с возможностью направления нагревающей воды, которая отводится после прохождения канала P1 нагревающей воды, к выпускному отверстию 112 нагревающей воды, образованному вблизи одной стороны впускного отверстия 111 нагревающей воды, и направляющей частью 110d отведения теплой воды, выполненной с возможностью направления теплой воды, которая отводится после прохождения канала P2 прямоточной воды, к выпускному отверстию 114 теплой воды, образованному максимально вблизи впускного отверстия 113 прямоточной воды, так чтобы первый модуль 200 водопровода и второй модуль 300 водопровода, которые описаны выше, могли быть выполнены с возможностью простого крепления к или отделения от теплообменника 100 горячей воды.
Также, зазор между впускной трубой L6 нагревающей воды и выпускной трубой L7 нагревающей воды, которые соединены с теплообменником 100 горячей воды, образован узким, так что размер первого модуля 200 водопровода, который соединен со впускной трубой L6 нагревающей воды и выпускной трубой L7 нагревающей воды, может быть уменьшен.
Аналогично, зазор между впускной трубой L10 прямоточной воды и подающей трубой L11 теплой воды, которые соединены с теплообменником 100 горячей воды, также образован узким, так что размер второго модуля 300 водопровода, который соединен со впускной трубой L10 прямоточной воды и подающей трубой L11 теплой воды, также может быть уменьшен.
В этом случае, впускное отверстие 111 нагревающей воды и выпускное отверстие 112 нагревающей воды образованы на одной стороне теплообменника 100 горячей воды, и впускное отверстие 113 прямоточной воды и выпускное отверстие 114 теплой воды образованы в положениях, которые отстоят от области, в которой впускное отверстие 111 нагревающей воды и выпускное отверстие 112 нагревающей воды образованы, на его другой стороне, так чтобы первый модуль 200 водопровода и второй модуль 300 водопровода могли быть соответственно соединены с обеими сторонами теплообменника 100 горячей воды.
Далее конструкция изменения хода и обвода нагревающей воды, которая обеспечена внутри первого модуля 200 водопровода, будет описана более подробно со ссылкой на ФИГ. 8 и 12.
Первый модуль 200 водопровода снабжен трехходовым клапаном 210, выполненным с возможностью по выбору изменять ход нагревающей воды, которая течет из главной подающей трубы L1 нагревающей воды, соединенной с одной стороной кожуха 201, к подающей трубе L2 нагревающей воды, соединенной с нижней стороной кожуха 201, или к впускной трубе L6 нагревающей воды, соединенной с другой стороной кожуха 201, обводная труба L8 сообщается с боковой стенкой кожуха 201, которая расположена с одной стороны трехходового клапана 210, и обратный клапан 220 обеспечен в трубопроводе обводной трубы L8.
Как описано выше, трубопроводы, соединенные с главной подающей трубой L1 нагревающей воды, подающей трубой L2 нагревающей воды, впускной трубой L6 нагревающей воды и обводной трубой L8 встроены в кожух 201 первого модуля 200 водопровода, так что конструкция водопровода нагревающей воды может быть выполнена компактной, и дополнительно длина трубопровода водопровода может быть уменьшена по сравнению с обычной конструкцией, в которой водопроводы установлены по отдельности, и падение давления нагревающей воды может быть уменьшено, так что термический КПД котла может быть улучшен.
Трехходовой клапан 210 выполнен включающим в себя двигатель 211, кулачковый элемент 212, соединенный с вращающимся валом двигателя 211, вал 213, имеющий верхний конец, который поддерживается и возвышается посредством кулачкового элемента 212, корпус 214 клапана, соединенный с нижней внешней периферической поверхностью вала 213, упругий элемент 215, выполненный с возможностью прикладывания направленной вверх упругой силы на вал 213, чтобы сохранить состояние, в котором верхний конец вала 213 соприкасается с нижним концом кулачкового элемента 212, и седло 216 клапана, в котором образованы верхний крюкообразный выступ 216a, выполненный с возможностью зацепления верхнего конца корпуса 214 клапана, и нижний крюкообразный выступ 216b, выполненный с возможностью зацепления нижнего конца корпуса 214 клапана согласно подъему вала 213, и выполнен с возможностью по выбору изменять ход нагревающей воды, которая течет внутри кожуха 201 через главную подающую трубу L1 нагревающей воды, к подающей трубе L2 нагревающей воды и впускной трубе L6 нагревающей воды.
Обводная труба L8 образована для прохождения боковой стенки кожуха 201 в области между верхним крюкообразным выступом 216a и нижним крюкообразным выступом 216b седла 216 клапана, таким образом сообщаясь с возвратной трубой L3 нагревающей воды.
Ссылаясь на ФИГ. 11 и 12, обратный клапан 220 выполнен включающим в себя корпусную часть 221, в которой образовано впускное отверстие 221a, сообщающееся с обводной трубой L8, которая образована на боковой стенке кожуха 201, корпус 222 клапана, снабженный стержневой частью 222a и клапанной частью 222b, которые вставлены внутрь корпусной части 221, и выполнен с возможностью открытия и перекрытия канала нагревающей воды, текущей через впускное отверстие 221a, упругий элемент 223, расположенный на внешнем периметре стержневой части 222a и выполненный с возможностью обеспечения упругой силы на клапанную часть 222b в направлении перекрытия канала нагревающей воды, и крепление 224, в котором образовано углубление 224a для вставки, соединенное со стержневой частью 222a корпуса 222 клапана, и соединенное с корпусной частью 221.
В соответствии с такой конфигурацией обратного клапана 220, только когда давление нагревающей воды, текущей во впускное отверстие 221a корпусной часть 221, превышает упругую силу упругого элемента 223, вызывая создание повышенного давления внутри нагревательной трубы, корпус 222 клапана открывает канал нагревающей воды и, таким образом, нагревающая вода проходит обводную трубу L8, чтобы течь к возвратной трубе L3 нагревающей воды, тогда как, когда давление нагревающей воды равно или меньше упругой силы упругого элемента 223, корпус 222 клапана остается в состоянии перекрытия канала нагревающей воды.
Далее, каналы течения нагревающей воды и теплой воды в режиме нагрева и режиме теплой воды котла, и когда образуется повышенное давление, будут описаны со ссылкой на ФИГ. 13-15.
Ссылаясь на ФИГ. 13, в режиме нагрева, нагревающая вода, нагретая в главном теплообменнике 30, подается к трехходовому клапану 210 вдоль главной подающей трубы L1 нагревающей воды, и в этом случае трехходовой клапан 210 переводится в перекрытие впускной трубы L6 нагревающей воды и открытие подающей трубы L2 нагревающей воды, так чтобы нагревающая вода, проходящая трехходовой клапан 210, подавалась к месту, подлежащему нагреву, вдоль подающей трубы L2 нагревающей воды. Нагревающая вода, которая передает тепло во время прохождения к месту, подлежащему нагреву, течет в расширительный резервуар 10 по возвратной трубе L3 нагревающей воды, и нагревающая вода, которая хранится в расширительном резервуаре 10, подается к главному теплообменнику 30 вдоль впускной трубы L4 циркуляции нагревающей воды и выпускной трубы L5 циркуляции нагревающей воды посредством работы циркуляционного насоса 20, и циркулирует и течет после нагрева в главный теплообменник 30.
Ссылаясь на ФИГ. 14, в режиме теплой воды, нагревающая вода, нагретая в главном теплообменнике 30, подается к трехходовому клапану 210 вдоль главной подающей трубы L1 нагревающей воды, и в этом случае трехходовой клапан 210 переводится в перекрытие подающей трубы L2 нагревающей воды и открытие впускной трубы L6 нагревающей воды, так чтобы нагревающая вода, проходящая трехходовой клапан 210, подавалась к теплообменнику 100 горячей воды вдоль впускной трубы L6 нагревающей воды. Нагревающая вода, которая передает тепло прямоточной воде в теплообменнике 100 горячей воды, течет в расширительный резервуар 10 вдоль выпускной трубы L7 нагревающей воды и возвратной трубы L3 нагревающей воды, и нагревающая вода, которая хранится в расширительном резервуаре 10, подается к главному теплообменнику 30 вдоль впускной трубы L4 циркуляции нагревающей воды и выпускной трубы L5 циркуляции нагревающей воды посредством работы циркуляционного насоса 20, и циркулирует, и течет после нагрева в главный теплообменник 30.
Одновременно, прямоточная вода, которая течет по подающей трубе L9 прямоточной воды, подается в теплообменник 100 горячей воды по впускной трубе L10 прямоточной воды через датчик 310 скорости потока, и теплая вода, которая нагрета посредством приема тепла, переносимого от нагревающей воды во время прохождения теплообменника 100 горячей воды, подается к месту, которому требуется теплая вода, по подающей трубе L11 теплой воды.
Ссылаясь на ФИГ. 15, подающая труба L2 нагревающей воды, которая соединяет трехходовой клапан 210 с местом, подлежащим нагреву, перекрывается в режиме нагрева, или впускная труба L6 нагревающей воды, которая соединяет трехходовой клапан 210 с теплообменником 100 горячей воды, перекрывается в режиме теплой воды и, когда повышенное давление образуется внутри нагревательной трубы, обратный клапан 220, обеспеченный на трубопроводе обводной трубы L8, открывается, и таким образом нагревающая вода, которая подается к трехходовому клапану 210 по главной подающей трубе L1 нагревающей воды, может течь в расширительный резервуар 10 по обводной трубе L8 и возвратной трубе L3 нагревающей воды, таким образом сбрасывая повышенное давление, образованное внутри нагревательной трубы. Следовательно, повреждение других компонентов помимо циркуляционного насоса 20, которое вызывается образованием повышенного давления внутри нагревательной трубы, может быть предотвращено, чтобы улучшить срок службы.
Хотя в настоящем описании приведен пример случая, когда теплообмен между нагревающей водой и прямоточной водой выполняется в теплообменнике 100 горячей воды, теплообменник 100 горячей воды может быть применен в случае, когда теплообмен, помимо воды, выполняется между двумя различными текучими средами.
Как описано выше, настоящее описание не ограничено вышеописанными вариантами выполнения, и измененные реализации могут быть придуманы специалистами в данной области техники без отступления от технической сущности настоящего описания, как определено в пунктах прилагаемой формулы изобретения. Следовательно, такие измененные реализации подпадают под объем настоящего описания.