БОЙЛЕР ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ С ФУНКЦИЕЙ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ
HOT WATER BOILER WITH DEPOSIT PREVENTION FUNCTION

Область применения
Настоящее изобретение относится к бойлерам для горячей воды с функцией предотвращения образования отложений, и в частности, к таким бойлерам для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений, где бойлер способен предотвращать образование отложений без применения присадок, либо ультразвуковых приборов.
Известный уровень техники
В целом, газовые бойлеры используются для нагрева, с использованием газа в качестве топлива и воды в качестве теплоносителя. В частности, бойлеры для снабжения горячей водой работают по принципу, когда нагреваемая вода циркулирует по внутренней части, используя трехходовой клапан, и оснащены горелкой для нагрева воды путем косвенного теплообмена таким образом, чтобы люди могли пользоваться горячей водой. Такие газовые бойлеры относятся к бойлерам непрерывного нагрева и бойлерам горячей воды. В отличие от бойлеров непрерывного нагрева, использующих горелку для нагрева воды по требованию, бойлеры для хранения горячей воды хранят горячую воду отдельно в резервуаре для горячей воды, чтобы горячая вода могла своевременно использоваться по требованию.
На фиг. 1 показан бойлер для хранения горячей воды известного уровня техники. Относящийся к фиг. 1, бойлер для хранения горячей воды известного уровня техники включает в себя средства теплообмена 14, оснащенные пучками трубок 14а, внутри корпуса 12, горелку 16, выпускающую пламя в средство теплообмена 14, всасывающее устройство 18, подающее воздух в горелку 16, и выпускающее рабочий газ, который производит горелка 16. Вода из внешнего источника снабжения входит в контакт с пучком трубок 14а внутри корпуса для преобразования в горячую воду с помощью теплообмена. Получаемая подобным образом горячая вода подается в трубу для горячей воды (не показана) с помощью циркуляционного насоса (не показан), либо подобного механизма.
Поскольку теплообмен проводится с помощью подачи воды, которая соприкасается с пучком трубок 14а, либо горелкой 16, отложения, собирающиеся в пучке трубок 14а, либо горелке 16, могут снизить эффективность теплообмена пучка трубок 14а, либо горелки 16. Отложения появляются вследствие таких содержащихся в воде примесей, как кварц, кальций (Са), либо магний (Mg). Поскольку теплопроводность таких примесей значительно ниже теплопроводности материала пучка трубок 14а, либо горелки 16, такого, как медь (Сu) или сталь, отложения, образующиеся на пучке трубок 14а, либо горелке 16, вследствие таких примесей, могут снизить эффективность теплообмена пучка трубок 14а, либо горелки 16, что создает проблемы. В частности, поскольку отложения легко образуются в среде с высокой температурой, отложения легче образуются на или вокруг горелки 16.
Стандартные методы минимизации влияния отложений могут включать в себя метод ввода присадки для снижения реакции отложений, метод удаления отложений и так далее. Тем не менее, такие методы требуют расходные присадки для регулярного применения, применение ультразвукового прибора, либо усложнение трубопровода для оборудования теплообмена, что достаточно проблематично.
Кроме того, существует другой метод снижения внутренней температуры горелки 16 для снижения отложений. Однако, при снижении внутренней температуры горелки 16, эффективность теплообмена также падает, что приводит к возникновению проблемы.
Раскрытие сущности изобретения Техническая задача
Таким образом, настоящее изобретение создавалось со ссылкой на вышеуказанные проблемы, возникающие в известном уровне техники, и задачей настоящего изобретения является создание бойлера для горячей воды с функцией предотвращения образования отложений без применения присадок, либо ультразвукового прибора, путем снижения окружающей температуры горелки без изменения внутренней температуры горелки.
Техническое решение
Для выполнения поставленной задачи, настоящее изобретение для предоставления бойлера для хранения горячей воды может включать в себя: корпус с определенным пространством внутри, куда подается вода, при этом корпус включает в себя камеру сгорания в верхней части своего внутреннего пространства; горелку, выпускающую пламя в камеру сгорания; множество трубок, расположенных во внутреннем пространстве, при этом верхние торцы целозамкнуто подсоединены к нижней поверхности камеры сгорания, а нижние торцы вытянуты до нижней части внутреннего пространства; отсасывающий механизм в нижней части корпуса, целозамкнуто подсоединенный к нижним торцам трубок; а также трубку впрыска, расположенную внутри корпуса, напротив нижней поверхности камеры сгорания, с множеством отверстий для впрыска по направлению нижней поверхности камеры сгорания. Вода, подаваемая в трубку впрыска, распыляется через множество отверстий для впрыска по направлению нижней поверхности камеры сгорания.
В бойлере для горячей воды трубка впрыска может включать в себя: множество концентрических С-образных подводящих трубок различного радиуса; соединительную трубку, соединяющую торцы пары соседних подводящих трубок среди множества подводящих трубок, за исключением одного торца крайней подводящей трубки и одного торца самой дальней подводящей трубки среди множества подводящих трубок; а также впускную трубку, подключенную к одному торцу самой дальней подводящей трубки, либо самой дальней подводящей трубке среди множества подводящих трубок. Множество отверстий для впрыска может быть расположено в верхних частях подводящих трубок и соединительной трубке по продольному направлению. Вода, подаваемая через впускную трубу, может подаваться на множество подводящих трубок и соединительную трубу, а затем распыляться через множество отверстий для впрыска по направлению нижней поверхности камеры сгорания.
В бойлере для хранения горячей воды, самая дальняя подводящая трубка среди множества подводящих трубок, может располагаться напротив центра нижней поверхности камеры сгорания, а самая дальняя к внешнему диаметру подводящая трубка среди множества подводящих трубок может располагаться напротив внешней окружности нижней поверхности камеры сгорания.
В бойлере для хранения горячей воды, трубка впрыска может включать в себя: подводящую трубку с множеством отверстий для впрыска в верхней части продольно; а также впускную трубу, подключенную к одному ил другому торцу подводящей трубки. Вода, подаваемая через впускную трубу из внешнего источника, может проходить через подводящую трубку, а затем распыляться через отверстия для впрыска по направлению нижней поверхности камеры сгорания.
Бойлер для хранения горячей воды в дальнейшем может включать в себя устройство управления, управляющее интенсивностью подачи воды, подаваемой в трубку впрыска.
Бойлер для хранения горячей воды дополнительно может включать в себя плоскую перегородку, отделяющую верхнюю и нижнюю части внутреннего пространства друг от друга, с направляющим отверстием в перегородке. Пространство может разделяться на верхнее и нижнее с помощью перегородки. Вода может входить в нижнюю часть через направляющее отверстие до выпуска наружу.
В бойлере для хранения горячей воды множество трубок может располагаться по радиусу пространства, направляющее отверстие может располагаться в центральной части перегородки, а множество отверстий для трубок может быть в выполнено в перегородке, чтобы множество трубок проходило через них, множество отверстий для трубок располагается по радиусу вокруг направляющего отверстия.
В бойлере для хранения горячей воды, трубка впрыска может располагаться над перегородкой.
В бойлере для хранения горячей воды, внешний контур камеры сгорания может быть меньше внутреннего контура корпуса, чтобы направляющая находилась в пространстве между внешним и внутренним контурами, при этом спиральная направляющая расположена на внешнем контуре камеры сгорания, либо внутреннем контуре корпуса. Направляющая обеспечивает циркуляцию по внешнему контуру камеры сгорания вдоль спиральной направляющей. Когда вода, подаваемая в пространство, нагревается за счет теплообмена с множеством трубок, горячая вода может направляться в направляющую часть до выпуска из корпуса бойлера.
Преимущества
Настоящее изобретение предназначено для снижения температуры нижней части камеры сгорания с помощью распыления воды низкой температуры на нижнюю часть камеры сгорания с помощью трубки впрыска, таким образом, снижая образование отложений.
Поскольку у трубки впрыска есть множество подводящих трубок, вода может равномерно распыляться по всей площади с центральной части и до дальних областей нижней части камеры сгорания, таким образом, быстро снижая температуру всей площади нижней части камеры сгорания. Соответственно, это может в дальнейшем снизить образование отложений на нижней части камеры сгорания.
Кроме того, вода с низкой температурой сталкивается с нижней частью во время прохождения через направляющее отверстие перегородки, таким образом, распределяясь по верхнему пространству. Соответственно, это может снизить температуру нижней части и, таким образом, снизить образование отложений.
Более того, поскольку вода подается на высокой скорости из нижней части в верхнюю через направляющее отверстие перегородки, вода сильно ударяется в нижнюю часть, таким образом, предотвращая образование отложений на дне.
Кроме того, поскольку направляющая часть обеспечивает циркуляцию на внешнем контуре боковой стенки вдоль спиральной направляющей, нагретая в трубках горячая вода циркулирует по внешнему контуру боковой стенки по направляющей части. Это может увеличить время контакта горячей воды с боковой стенкой, таким образом, увеличивая эффективность теплообмена камеры сгорания.
Описание чертежей
Фиг. 1 показывает бойлер хранения горячей воды соответствующего уровня техники;
Фиг. 2 показывает бойлер хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 схематически изображает внутреннюю часть корпуса бойлера для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 схематически изображает бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, где перегородка и труба распыления отделены от бойлера;
Фиг. 5 схематически изображает бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, где перегородка и труба распыления прикреплены к бойлеру;
Фиг. 6 вид сверху, изображающий бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, где перегородка и труба распыления прикреплены к бойлеру; и
Фиг. 7 схематически изображает бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, где изображены потоки рабочего газа и воды в бойлере.
Описание позиций на чертежах
1000: Бойлер
100: Корпус
110: Корпус
112: Внутренне Пространство
112а: Верхняя часть
112b: Нижняя часть
114: Нижняя крышка
116: Верхняя крышка
120: Впускное отверстие для подачи воды
130: Выпускное отверстие для горячей воды
140: Подача впрыскиваемой воды
200: Камера сгорания
210: Нижняя часть
220: Боковая стенка
222: Спиральная направляющая
230: Спиральная направляющая
300: Горелка
310: Подача воздуха
400: Трубка
500: Трубка распыления
510: Подводящая трубка
520: Соединительная труба
525: Отверстие распыления
530: Впускная труба
600: Перегородка
602: Направляющее отверстие
604: Отверстие прохождения трубы
700: Механизм выпуска
710: Выпускная труба
Описание наилучшего варианта изобретения
Ниже в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения более детально будет описан бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений.
ФИГ. 2 изображает бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, а ФИГ. 3 схематически изображает внутреннюю часть корпуса бойлера для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
Относительно ФИГ. 2 и 3, бойлер для хранения горячей воды 1000 с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения включает в себя корпус 100, камеру сгорания 200, горелку 300, пучок трубок 400, трубку распыления 500, перегородку 600, и выпускной механизм 700.
Корпус 100 включает в себя в основном цилиндрический корпус 110, ограничивающий пространство 112 (см. ФИГ. 7), нижняя крышка 114 закрывает открытую нижнюю часть корпуса 110, верхняя крышка 116, закрывающая открытую верхнюю часть корпуса 110. Впускное отверстие для подачи воды 120 находится в боковой нижней части корпуса 110, обеспечивая возможность поступления воды в корпус 110, а выпускное отверстие для горячей воды 130 находится в боковой верхней части корпуса 110. Вода подается в корпус 110 через впускное отверстие для подачи воды 120 для нагрева при прохождении через трубки 400, что будет описано далее. Горячую воду получают путем нагрева подаваемой воды, и она выпускается через выпускное отверстие для горячей воды 130. Горячая вода, выпускаемая из корпуса 100, используется в качестве воды для купания, нагрева, и так далее.
Форма камера сгорания 200 преимущественно цилиндрическая, при этом камера находится в верхней части внутри корпуса 110 таким образом, что там образуется независимое пустое пространство. Камера сгорания 200 включает в себя нижнюю часть 210, расположенную в нижней части и в боковых стенках 220, выдаваясь вертикально вверх, вдоль внешней нижней части 210. Внешняя окружность боковой стенки 220 должна быть меньше внутренней окружности корпуса 110, чтобы пустое пространство, т.е. направляющая часть 230 (см. ФИГ. 7), находилось между внешней окружностью боковой стенки 220 и внутренней окружности корпуса 110. Когда вода, подаваемая в корпус 110, преобразуется в горячую воду путем нагрева в трубках 400, горячая вода направляется через направляющую часть 230, до того, как будет выпущена из корпуса 110. Спиральная направляющая 222 находится между внешней окружностью боковой стенки 220 и внутренней окружностью корпуса 110, чтобы направляющая часть 230 циркулировала по внешней окружности боковой стенки 220 вдоль спиральной направляющей 222. Поскольку направляющая часть 230 должна циркулировать по внешней окружности боковой стенки 220 вдоль спиральной направляющей 222, горячая вода, нагретая от труб 400, циркулирует по внешнему отверстию боковой стенки 220, вдоль направляющей части 230. Такое расположение может увеличить время, в течение которого горячая вода соприкасается с боковой стенкой 220, таким образом, увеличивая эффективность теплообмена камеры сгорания 200.
Горелка 300 устанавливается на верхней поверхности верхней крышки 116 для того, чтобы выпускать пламя в камеру сгорания 200. Горелка 300 имеет типичную конфигурацию для соответствующей смеси топлива, такого, как газ, с воздухом и горения смеси для образования пламени. Когда горелка 300 выпускает пламя в боковую стенку 220, образуется горячий рабочий газ. Горелка 300 оснащена устройством подачи воздуха 310 для подачи окружающего воздуха в горелку 300.
Каждая из трубок 400 имеет форму полого цилиндра. Каждая из трубок 400 подсоединяется к нижней части 210, чтобы один торец выдавался в нижнюю часть 210, и подсоединялся к нижней крышке 114, а другой торец вдавался в нижнюю крышку 114. Пучок трубок 400, состоящий из множества трубок, может располагаться по радиусу внутри корпуса 110. Когда горячий рабочий газ, произведенный внутри камеры сгорания 200, попадает в трубки 400, трубки 400 нагреваются до высокой температуры от тепла рабочего газа. После прохождения через трубки 400, рабочий газ выпускается через выпускной механизм 700.
Выпускной механизм 700 располагается на нижней поверхности нижней крышки 114 для выпуска рабочего газа, выпускного газа, и т.д. из трубок 400. Выпускной газ сбрасывается через выпускную трубку 710.
На ФИГ. 4 схематически изображен бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, где перегородка и трубка распыления отделены от бойлера, на ФИГ. 5 схематически изображен бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, где перегородка и трубка распыления прикреплены к бойлеру, и ФИГ. 6 является видом сверху, отображающим бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, где перегородка и трубка распыления прикреплены к бойлеру.
Что касается ФИГ. 4-6, нижняя часть 210 камеры сгорания 200 подсоединена к горелке 300. Благодаря данной конфигурации, нижняя часть 210 камеры сгорания 200 остается горячей, при постепенном понижении температуры по направлению к нижней крышке 114. Благодаря свойству кальция в воде производить больше отложений при более высокой температуре, отложения производятся кальцием на горячей нижней крышке 114. Для решения данной проблемы, настоящее изобретение снижает температуру нижней части 210 камеры сгорания 200, используя перегородку 600 и трубку распыления 500 для эффективного снижения образования отложений.
Например, перегородка 600 располагается в продольной центральной части внутри корпуса 110 для отделения верхней и нижней частей пространства 112 корпуса 110 друг от друга. Следовательно, в пространстве 112 есть нижняя часть 112b и верхняя часть 112а, разделенные перегородкой 600. В частности, нижняя часть 112b расположена над перегородкой 600, в то время, как верхняя часть 112а расположена ниже перегородки 600. Направляющее отверстие 602 располагается в перегородке 600. Направляющее отверстие 602 может располагаться в центральной части перегородки 600. Кроме того, перегородка 600 оснащена множеством отверстий для прохода трубок 604 в местах, соответствующих трубкам 400, чтобы трубки 400 проходили через отверстия 604. Множество отверстий для прохода трубок 604 может располагаться по радиусу вокруг направляющего отверстия 602. Направляющее отверстие 602 может оснащаться фильтром (не показано) для удаления различных примесей, содержащихся в воде.
Поскольку верхняя часть 112а располагается дальше от горелки 300, чем нижняя часть 112b, температура воды в верхней части 112а ниже температуры воды в нижней части 112b. Вода с низкой температурой в верхней части 112а ударяется о нижнюю часть 210 при прохождении через направляющее отверстие 602, таким образом, расширяясь в нижней части 112b. Это может соответственно снизить температуру нижней части 210, а, следовательно, снижая образование отложений.
Трубка для распыления 500 располагается над перегородкой 600, напротив нижней части 210 камеры сгорания 200, и создана для распыления воды в направлении нижней части 210. Трубка распыления 500 включает в себя множество С-образных концентрических подводящих трубок 510 различного радиуса, соединительную трубку 520, соединяющую торцы пары соседних подводящих трубок 510 среди множества подводящих трубок 510, за исключением одного торца самой дальней с внешней стороны подводящей трубки 510 и одного торца самой дальней с внутренней стороны подводящей трубки 510, а также впускной трубы 530, подсоединенной к одному торцу самой дальней подводящей трубке 510, либо самой дальней с внутренней стороны подводящей трубке 510, среди множества подводящих трубок 510. Оба торца подводящих трубок 510 расположены рядом друг другу, друг напротив друга. Соединительная труба 520 предназначена для соединения расположенных друг напротив друга торцов пары подводящих трубок 510. Когда присутствуют три и более подводящие трубки 510, предоставляется множество соединительных трубок 520 для соединения одного торца каждой подводящей трубки 510 из множества к другому торцу соответствующей трубки из множества подводящих трубок 510.
Кроме того, множество отверстий для распыления 525 расположено в верхних частях подводящих трубок 510 и соединительной трубе 520 в продольном направлении. Поскольку впускная трубка 530 подключена к подаче впрыскиваемой воды 140, вода, которая подается во впускную трубу 530 через подачу впрыскиваемой воды 140 из внешнего источника, подается е подводящим трубкам 510 и соединительной трубе 520 до распыления по направлению к нижней части 210 камеры сгорания 200 через отверстия для распыления 525. Поскольку трубка для распыления 500 распыляет воду низкой температуры в направлении нижней части 210 камеры сгорания 200, как описано выше, температура нижней части 210 камеры сгорания 200, может снизиться, таким образом, снижая образование отложений.
Кроме того, самая дальняя внутренняя подводящая трубка 510 из множества подводящих трубок 510 располагается напротив центра нижней части 210 камеры сгорания 200, в то время, как самая дальняя подводящая трубка 510 среди множества подводящих трубок 510 располагается напротив дальней нижней части 210 камеры сгорания 200. Поскольку имеется множество подводящих трубок 510, как описано выше, подводящие трубки 510 могут равномерно распылять воду над всей площадью от центра для внешних границ, и соответственно, быстро снижая температуру по всей площади нижней части 210 камеры сгорания 200. Это может еще сильнее снизить образование отложений в нижней части 210 камеры сгорания 200.
Кроме того, подача впрыскиваемой воды 140 может в дальнейшем включать в себя устройство управления (не показано), которое будет управлять интенсивностью подачи воды, подаваемой во впускную трубу 530. Устройство управления может быть стандартной конфигурации управления количеством подаваемой воды, включая регулятор потока, двигатель, контроллер и прочее.
В некоторых случаях, трубка для распыления 500 может быть скручена спиралью. В таком случае, трубка для распыления 500 включает в себя подводящую трубку с множеством отверстий для распыления, расположенную в верхней части в продольном направлении и впускную трубу, подсоединенную к одному ил другому торцу подводящей трубки.
Вода, подаваемая через впускную трубу из внешнего источника, проходит через подводящую трубку, а затем распыляется через отверстия в направлении нижней части 210 камеры сгорания 200.
ФИГ. 7 схематически изображает бойлер для хранения горячей воды с функцией предотвращения образования отложений в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, таким образом, чтобы показаны потоки рабочего газа и воды в бойлере.
Относительно чертежа, когда горелка 300 воспламеняется, пламя выпускается в камеру сгорания 200, таким образом, производя горячий рабочий газ внутри камеры сгорания 200. Рабочий газ нагревает камеру сгорания 200, проходит через множество трубок 400, чтобы разогреть трубки 400, а затем выпускается через выпускной механизм 700.
После подачи в нижнюю часть 112а внутри корпуса 110 через впускное отверстие для подачи воды 120, вода нагревается с помощью трубок 400. После этого, вода подается в верхнюю часть 112b на большой скорости, которая увеличивается при прохождении через направляющее отверстие 602 перегородки 600, до того, как удариться в нижнюю часть 210 камеры сгорания 200. Когда вода, входящая в нижнюю часть 112а, проходит через направляющее отверстие 602, т.е., более узкое место, из нижней части 112а, т.е., более широкой части, скорость воды увеличивается. Следовательно, вода, скорость которой увеличилась во время прохождения из нижней части 112а в верхнюю часть 112b, ударяется в нижнюю часть 210 на большой скорости, а затем перемещается в управляющую часть 230, таким образом, чтобы в нижней части 210 не образовывалось отложений 210.
Кроме того, после прохождения через нижнюю часть 210, вода циркулирует по внешней окружности камеры сгорания 200, вдоль управляющей части 230, во время этого процесса вода преобразуется в горячую воду с помощью теплообмена. Горячая вода, полученная вышеописанным способом, выпускается через выпускное отверстие для горячей воды 130.