РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК ДЛЯ ГАЗОВОГО ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ
EXPANSION TANK FOR GAS WATER HEATER

Область техники
Настоящее изобретение относится к расширительному баку для газового водонагревателя и, более конкретно, к расширительному баку для газового водонагревателя, который может быть легко изготовлен с низкими затратами благодаря его простой внутренней конструкции и может иметь высокое сопротивление давлению и высокую коррозионную стойкость при изменении давления обогревающей воды.
Уровень техники
Обычно газовые водонагреватели подразделяются на газовые водонагреватели открытого типа и газовые водонагреватели закрытого типа. Газовые водонагреватели открытого типа имеют такую конструкцию, что обогревающая вода в расширительном баке открыта для воздействия внешней среды, а газовые водонагреватели закрытого типа имеют такую конструкцию, что обогревающая вода в расширительном баке изолирована от воздействия внешней среды.
На фиг.1 схематично иллюстрируется обычный газовый водонагреватель, включающий в себя расширительный бак открытого типа.
Обычный газовый водонагреватель открытого типа включает в себя циркуляционный насос 10, который обеспечивает циркуляцию обогревающей воды, основной теплообменник 20, который передает тепловую энергию от горелки 21 к обогревающей воде, перемещаемой с помощью циркуляционного насоса 10, трехходовой клапан 30, подающий обогревающую воду в обогревающий трубопровод, который необходимо нагревать при выполнении операции обогрева, и подает обогревающую воду к теплообменнику 40 для горячей воды при выполнении операции подачи горячей воды, теплообменник 40 для горячей воды, который нагревает холодную воду и подает горячую воду при выполнении операции подачи горячей воды, и расширительный бак 50, в котором хранится возвратная обогревающая вода и который поглощает изменения давления при изменении температуры обогревающей воды.
Ссылочная позиция 61 обозначает трубу для подачи обогревающей воды, ссылочная позиция 62 обозначает трубу для возвратной обогревающей воды, ссылочная позиция 63 обозначает трубу для холодной воды, и ссылочная позиция 64 обозначает трубу для горячей воды.
Расширительный бак 50, который имеет такую конструкцию, что обогревающая вода открыта для воздействия внешней среды, включает в себя датчик 51 уровня для обнаружения того, находится ли уровень обогревающей воды в расширительном баке в пределах заданного диапазона, и переливную трубу 52, расположенную сбоку в верхней части расширительного бака 50, которая обеспечивает возможность вытекания обогревающей воды наружу в том случае, если уровень обогревающей воды превысит заданный уровень.
Обычный газовый водонагреватель открытого типа может быть легко изготовлен с низкими затратами благодаря его простой конструкции. Однако так как система циркуляции обогревающей воды открыта для воздействия внешней среды и, следовательно, не может располагаться ниже обогревающего трубопровода, который необходимо нагревать, имеются ограничения для места установки системы циркуляции обогревающей воды. Кроме того, так как обогревающая вода открыта для воздействия внешней среды и вследствие этого в расширительный бак 50 поступает кислород, существует риск коррозии для обогревающего трубопровода.
На фиг.2 схематически иллюстрируется обычный газовый водонагреватель, включающий в себя расширительный бак закрытого типа.
Обычный газовый водонагреватель закрытого типа, как и обычный газовый водонагреватель открытого типа, включает в себя циркуляционный насос 10, основной теплообменник 20, горелку 21, трехходовой клапан 30 и теплообменник 40 для горячей воды и отличается от обычного газового водонагревателя открытого типа тем, что расширительный бак 70 закрыт от воздействия внешней среды, и обычный газовый водонагреватель закрытого типа дополнительно включает в себя сепаратор 71 воды и газа, предохранительный клапан 72 избыточного давления, и систему 73 давления.
Расширительный бак 70, который имеет такую конструкцию, что обогревающая вода защищена от воздействия наружного воздуха, включает в себя резиновую пластину 70а и блок 70b для хранения газа, который заполнен газом (например, азотом), и блок 70с для хранения обогревающей воды, в котором хранится обогревающая вода, причем блок 70b для хранения газа и блок 70с для хранения обогревающей воды выполнены таким образом, что между ними располагается резиновая пластина 70а. Резиновая пластина 70а поглощает изменение давления обогревающей воды посредством ее деформирования в соответствии с прилагаемым к ней давлением.
Обычный газовый водонагреватель закрытого типа не имеет ограничений для места его установки в отличие от обычного газового водонагревателя открытого типа и может предотвращать попадание кислорода в обогревающую воду благодаря тому, что циркуляционная система для обогревающей воды закрыта от воздействия внешней среды. Однако так как для поглощения изменения давления обогревающей воды используется давление газа, заполняющего блок 70b для хранения газа, качество функционирования обычного газового водонагревателя закрытого типа может ухудшаться, когда он работает в течение длительного времени. Так как обычный газовый водонагреватель закрытого типа включает в себя сложную конструкцию для заполнения его газом, он не может быть легко изготовлен с низкими затратами. Так как обычный газовый водонагреватель закрытого типа изготавливается из стали, он подвержен риску коррозии.
Так как расширительный бак 50 открытого типа имеет недостатки, такие как ограничения для места установки и риск коррозии трубопровода для обогревающей воды, а расширительный бак 70 закрытого типа имеет недостатки, такие как сложная конструкция, сложность изготовления и высокие затраты на изготовление, существует потребность в расширительном баке, который может преодолеть недостатки обычных расширительных баков 50 и 70.
Сущность изобретения
Техническая проблема
Целью настоящего изобретения является создание расширительного бака для газового водонагревателя, который может быть легко изготовлен с низкими затратами благодаря его простой внутренней конструкции и который может иметь высокое сопротивление давлению и высокую коррозионную стойкость при изменении давления обогревающей воды.
Техническое решение
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается расширительный бак для газового водонагревателя, включающий в себя корпус, имеющий верхнюю часть и нижнюю часть, которые являются открытыми, и включающий в себя решетчатый блок для приема обогревающей воды, разделенный на отделения посредством множества диафрагм, принимающий обогревающую воду и выполненный за одно целое с множеством диафрагм; и верхнюю внутреннюю крышку и нижнюю внутреннюю крышку, которые соединены с корпусом, чтобы закрыть верхнюю часть и нижнюю часть корпуса.
Верхняя внешняя крышка может быть прикреплена к внутренней части верхней внутренней крышки, и нижняя внешняя крышка может быть прикреплена к нижней части нижней внутренней крышки.
Решетчатый блок для приема обогревающей жидкости может иметь такую форму, что наружная поверхность корпусной части, разделенной на отделения множеством диафрагм, изогнута наружу.
Корпус, включая решетчатый блок для приема обогревающей воды, верхнюю внутреннюю крышку и нижнюю внутреннюю крышку, изготовлены из пластикового материала, а верхняя внешняя крышка и нижняя внешняя крышка могут быть изготовлены из стали.
Выступающие наружу фланцы, располагающиеся по вертикали один на другом, могут быть образованы на краевой части верхнего конца корпуса, нижнем конце верхней внутренней крышки и нижнем конце верхней внешней крышки; выступающие наружу фланцы, располагающиеся по вертикали один на другом, могут быть образованы на краевой части нижнего конца корпуса, верхнем конце нижней внутренней крышки и верхнем конце верхней внутренней крышки; и множество болтов могут проходить с одинаковыми интервалами через фланцы от фланцев, образованных на верхней внешней крышке, к фланцам, образованным на нижней внешней крышке, и на концы множества винтов могут быть навинчены гайки.
Верхняя поддерживающая пластина и нижняя поддерживающая пластина, расположенные горизонтально, могут быть обеспечены соответственно в верхней части и нижней части корпуса, и на верхнем конце и нижнем конце решетчатого блока для приема обогревающей воды могут быть образованы фланцы, которые могут быть плотно вставлены в отверстия, образованные в верхней поддерживающей пластине и нижней поддерживающей пластине.
Верхняя поддерживающая пластина и нижняя поддерживающая пластина могут быть изготовлены из пластикового материала.
Верхняя поддерживающая пластина может включать в себя верхние средства сообщения, которые располагаются в позиции, смещенной на заданное расстояние в направлении вниз от верхнего конца корпуса, и размещаются между верхней поддерживающей пластиной и верхней внутренней крышкой, и нижняя поддерживающая пластина может включать в себя нижние средства сообщения, которые располагаются в позиции, смещенной на заданное расстояние в направлении вверх от нижнего конца корпуса, и размещаются между нижней поддерживающей пластиной и нижней внутренней крышкой, причем отделения решетчатого блока для приема обогревающей воды сообщаются друг с другом посредством верхних средств сообщения и нижних средств сообщения.
Выступающие элементы, плотно прилегающие при соединении к внутренней окружной поверхности корпуса, могут быть соответственно образованы на нижнем конце верхней внутренней крышки и верхнем конце нижней внутренней крышки, и уплотнительные кольца могут быть размещены между наружными окружными поверхностями выступающих элементов и внутренней окружной поверхностью корпуса.
Верхняя внутренняя крышка и верхняя внешняя крышка могут быть изогнуты в направлении вверх, и нижняя внутренняя крышка и нижняя внешняя крышка могут быть изогнуты в направлении вниз.
Расширительный бак может дополнительно включать в себя сепаратор газ/вода, датчик уровня воды и предохранительный клапан избыточного давления, которые размещаются на корпусе.
Полезные эффекты
Так как в расширительном баке для газового водонагревателя согласно настоящему изобретению корпус, верхняя и нижняя внутренние крышки, контактирующие с обогревающей водой, изготовлены из пластикового материала, может быть улучшена коррозионная стойкость. За счет того что верхняя и нижняя внешние крышки изготовлены из стали, корпус, верхняя и нижняя внутренние крышки и верхняя и нижняя внешние крышки соединяются друг с другом с помощью болтов и гаек и решетчатый блок для приема обогревающей воды, изготовленный из пластикового материала, размещен в корпусе, обеспечивается возможность выдерживать быстрое изменение давления обогревающей воды и повреждения вследствие расширения могут быть предотвращены.
Кроме того, в том случае, когда расширительный бак включает в себя сепаратор газ/вода, датчик уровня воды и предохранительный клапан избыточного давления, то, так как расширительный бак имеет открытую конфигурацию, когда уровень обогревающей воды равен или меньше заданного уровня, и изменяет конфигурацию на закрытую, когда уровень обогревающей воды превышает заданный уровень, возможно исключить риск коррозии обогревающего трубопровода, вызываемой проникновением в расширительный бак кислорода из внешней среды. Также так как обеспечивается обнаружение уровня воды в расширительном баке, может быть легко определено, необходимо ли пополнить обогревающую воду. За счет того что давление регулируется до подходящей величины, используя предохранительный клапан избыточного давления, когда давление в расширительном баке быстро увеличивается, повреждение расширительного бака может быть предотвращено.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематический вид, иллюстрирующий обычный газовый водонагреватель, включающий в себя расширительный бак открытого типа.
Фиг.2 - схематический вид, иллюстрирующий обычный газовый водонагреватель, включающий в себя расширительный бак закрытого типа.
Фиг.3 - вид спереди, иллюстрирующий расширительный бак для газового водонагревателя согласно варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг.4 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей, иллюстрирующий расширительный бак на фиг.3.
Фиг.5 - вид в перспективе, иллюстрирующий решетчатый блок для приема обогревающей воды, размещенный в корпусе расширительного бака на фиг.4.
Фиг.6 - вид в разрезе по линии А-А корпуса расширительного бака на фиг.4.
Фиг.7 - вид в разрезе по линии В-В корпуса расширительного бака на фиг.4.
Фиг.8 - вид спереди, иллюстрирующий расширительный бак для газового водонагревателя согласно другому варианту воплощения настоящего изобретения.
Описание ссылочных позиций
10 циркуляционный насос
20 основной теплообменник
21 горелка
30 трехходовой клапан
40 теплообменник для горячей воды
50, 70, 100, 200 расширительный бак
51 датчик уровня воды
52 переливная труба
61 труба для подачи обогревающей воды
62 труба для возвратной обогревающей воды
63 труба для холодной воды
64 труба для горячей воды
70а резиновая пластина
70b блок для хранения газа
70с блок для хранения обогревающей воды
71 сепаратор газ/вода
72 предохранительный клапан избыточного давления
73 система давления
110 корпус
111, 113, 121, 131, 141, 151 фланец
112, 114, 122, 132, 142, 152 соединительное отверстие
115 решетчатый блок для приема обогревающей воды
115а корпусная часть
115b, 115с фланец
115d, 115е, 115f, 115g диафрагма
116 верхняя поддерживающая пластина
117 нижняя поддерживающая пластина
118 верхние средства сообщения
119 нижние средства сообщения
120 верхняя внутренняя крышка
124, 144 выступающий элемент
125, 145 уплотнительное кольцо
130 верхняя внешняя крышка
140 нижняя внутренняя крышка
150 нижняя внешняя крышка
161 болт
162 гайка
210 сепаратор газ/вода
220 датчик уровня воды
230 предохранительный клапан избыточного давления
Описание вариантов воплощения изобретения
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны примеры вариантов воплощения изобретения.
На фиг.3 представлен вид спереди, иллюстрирующий расширительный бак 100 для газового водонагревателя согласно варианту воплощения настоящего изобретения. На фиг.4 представлен вид в перспективе с пространственным разделением деталей расширительного бака на фиг.3. На фиг.5 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды, размещенный в корпусе 110 расширительного бака 100 на фиг.4. На фиг.6 представлен вид в разрезе по линии А-А корпуса 110 расширительного бака 100 на фиг.4. На фиг.7 представлен вид в разрезе по линии В-В корпуса 110 расширительного бака 100 на фиг.4.
Обращаясь к фиг.3, расширительный бак 100 включает в себя корпус 110, имеющий цилиндрическую форму, включающий в себя размещенный в нем решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды, верхнюю внутреннюю крышку 120, соединенную с корпусом 110 таким образом, чтобы закрывать верхнюю часть корпуса 110, верхнюю внешнюю крышку 130, соединенную с верхней внутренней крышкой 120 таким образом, что она плотно прилегает к верхней части верхней внутренней крышки 120, нижнюю внутреннюю крышку 140, соединенную с корпусом 110 таким образом, чтобы закрывать нижнюю часть корпуса 110, и нижнюю внешнюю крышку 150, соединенную с нижней внутренней крышкой 140 таким образом, что она плотно прилегает к нижней части нижней внутренней крышки 140, и включающую в себя входную трубу 171 для возвратной обогревающей воды и выходную трубу 172 для возвратной обогревающей воды. Соединение перечисленных элементов друг с другом осуществляется с помощью болтов 161 и гаек 162.
Так как корпус 110, включая решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды, верхнюю внутреннюю крышку 120 и нижнюю внутреннюю крышку 140, изготовлены из пластикового материала, даже в том случае, когда корпус 110, верхняя внутренняя крышка 120 и нижняя внутренняя крышка 140 контактируют с обогревающей водой, которая хранится в расширительном баке 100, здесь отсутствует риск коррозии.
Однако если все элементы расширительного бака 100 будут изготовлены из пластикового материала, то при увеличении давления обогревающей воды, содержащейся в расширительном баке 100, расширительный бак 100 может не выдержать давления воды и может быть поврежден. Поэтому для увеличения сопротивляемости расширительного бака 100 к воздействию давления воды верхняя внешняя крышка 130 и нижняя внешняя крышка 150, которые не контактируют с обогревающей водой, изготовлены из стали.
Далее будет описана более подробно со ссылкой на фиг.4 структура соединений расширительного бака 100.
Корпус 110 имеет цилиндрическую форму, и верхняя и нижняя части корпуса 110 являются открытыми. Как показано на фиг.5-7, решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды, имеющий решетчатую форму, чтобы выдерживать увеличение давления обогревающей воды путем распределения давления, размещен в корпусе 110, и выступающие наружу фланцы 111 и 113 образуют краевые части верхнего и нижнего конца корпуса 110.
Верхняя внутренняя крышка 120 и нижняя внутренняя крышка 140 имеют одинаковую форму и симметричным образом присоединены к верхней и нижней частям корпуса 110 соответственно. Верхняя внешняя крышка 130 и нижняя внешняя крышка 150 имеют одинаковую форму и симметричным образом присоединены к верхней части верхней внутренней крышки 120 и нижней части нижней внутренней крышки 140 соответственно.
Верхняя внутренняя крышка 120 и верхняя внешняя крышка 130 имеют «шляпообразную» форму, в которой образуется пустое пространство, и изогнуты в направлении вверх. Нижняя внутренняя крышка 140 и нижняя внешняя крышка 150 изогнуты в направлении вниз, симметрично верхней внутренней крышке 120 и верхней внешней крышке 130.
Выступающие наружу фланцы 121 и 131 образованы на краевой части нижнего конца верхней внутренней крышки 120 и нижнего конца верхней внешней крышки 130. Фланец 121 верхней внутренней крышки 120 и фланец 131 верхней внешней крышки 130 последовательно располагаются один на другом на фланце 111, образованном на верхнем конце корпуса 110.
Аналогичным образом выступающие наружу фланцы 141 и 151 образованы на краевой части верхнего конца нижней внутренней крышки 140 и верхнего конца нижней внешней крышки 150. Фланец 141 нижней внутренней крышки 140 и фланец 151 нижней внешней крышки 150 последовательно располагаются один на другом под фланцем 113, образованным на нижнем конце корпуса 110.
Выступающий элемент 124, который выступает в направлении вниз, образован на нижнем конце верхней внутренней крышки 120 и плотно прилегает к внутренней окружной поверхности верхней части корпуса 110. Выступающий элемент 144, который выступает в направлении вверх, образован на верхнем конце нижней внутренней крышки 140 и плотно прилегает к внутренней окружной поверхности нижней части корпуса 110.
Уплотнительные кольца 125 и 145 размещаются на наружных окружных поверхностях выступающих элементов 124 и 144, чтобы обеспечить герметичное уплотнение между наружными окружными поверхностями выступающих элементов 124 и 144 и внутренней окружной поверхностью корпуса 110.
Множество соединительных отверстий 132, 122, 112, 114, 142 и 152 образованы с равными интервалами во фланцах 131, 121, 111, 113, 141 и 151 соответственно, болты 161 последовательно вставлены в соединительные отверстия 132, 122, 112, 114, 142 и 152, и на концы болтов 161 навинчены гайки 162 таким образом, что верхняя внутренняя крышка 120 и верхняя внешняя крышка 130 соединены с верхней частью корпуса 110, и нижняя внутренняя крышка 140 и нижняя внешняя крышка 150 соединены с нижней частью корпуса 110.
Далее будет описана внутренняя структура корпуса 110, со ссылкой на фиг.5-7.
В корпусе 110 размещен решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды, в котором внутреннее пространство корпусной части 115а разделено на отделения множеством диафрагм 115d, 115е, 115f и 115g, чтобы выдерживать увеличение давления обогревающей воды путем распределения давления обогревающей воды. Выступающие наружу фланцы 115b и 115с соответственно образованы на верхнем конце и нижнем конце корпусной части 115а.
Так как решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды изготовлен из пластикового материала и наружная поверхность корпусной части 115а имеет изогнутую наружу форму, давление принимаемой в отделениях обогревающей воды, распределяемое диафрагмами 115d, 115е, 115f и 115g, может быть равномерно распределено наружу.
В верхней части и нижней части корпуса 110 обеспечены расположенные горизонтально верхняя поддерживающая пластина 116 и нижняя поддерживающая пластина 117, изготовленные из пластикового материала, и боковые поверхности верхней поддерживающей пластины 116 и нижней поддерживающей пластины 117 прикреплены к внутренней окружной поверхности корпуса 110. В верхней поддерживающей пластине 116 и нижней поддерживающей пластине 117 образованы отверстия, размеры которых соответствуют форме фланцев 115b и 115с, образованных на верхнем конце и нижнем конце решетчатого блока 115 для приема обогревающей воды, и фланцы 115b и 115с решетчатого блока 115 для приема обогревающей воды плотно вставлены в эти отверстия.
Так как верхняя поддерживающая пластина 116 и нижняя поддерживающая пластина 117 располагаются горизонтально в корпусе 110 и решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды располагается между ними и соединен с ними в вертикальном направлении и тем самым корпус 110, верхняя поддерживающая пластина 116, нижняя поддерживающая пластина 117 и решетчатый блок 115 для приема воды, размещенный в корпусе, каждый из которых изготовлен из пластикового материала, взаимно поддерживают друг друга, обеспечивается возможность выдерживать давление обогревающей воды, хранящейся в корпусе 110.
Верхняя поддерживающая пластина 116 располагается в позиции, смещенной на заданное расстояние в направлении вниз от верхнего конца корпуса 110, и нижняя поддерживающая пластина 117 располагается в позиции, смещенной на заданное расстояние в направлении вверх от нижнего конца корпуса 110.
Соответственно, когда расширительный бак 100 собран, верхние средства 118 сообщения образуются между верхней поддерживающей пластиной 116 и верхней внутренней крышкой 120, и нижние средства 119 сообщения образуются между нижней поддерживающей пластиной 117 и нижней внутренней крышкой 140 и тем самым решетчатый блок 115 для приема обогревающей воды сообщается с верхними средствами 118 сообщения и нижними средствами 119 сообщения в корпусе 110.
Также за счет образования верхних средств 118 сообщения и нижних средств 119 сообщения обеспечиваются пространства, в которые вставляются, прилегая к внутренней окружной поверхности корпуса 110, выступающие элементы 124 и 144, образованные на нижнем конце верхней внутренней крышки 120 и верхнем конце нижней внутренней крышки 140.
Хотя корпусная часть 115а решетчатого блока 115 для приема обогревающей воды имеет наружную поверхность, которая выглядит подобно множеству пересекающихся друг с другом выпуклых цилиндрических элементов, это не ограничивает настоящее изобретение. Корпусная часть 115а может иметь любую другую форму при условии обеспечения возможности разделения ее внутреннего пространства диафрагмами, чтобы выдерживать давление воды и распределять давление воды. Также понятно, что количество отделений не ограничивается показанным на фиг.5 и может быть другим.
На фиг.8 представлен вид спереди, иллюстрирующий расширительный бак 200 для газового водонагревателя согласно другому варианту воплощения настоящего изобретения. Расширительный бак 200 кроме корпуса 110 расширительного бака 100 включает в себя сепаратор 210 газ/вода, датчик 220 уровня воды, предохранительный клапан 230 избыточного давления.
Сепаратор 210 газ/вода для предотвращения коррозии обогревающего трубопровода путем вывода заключенного в обогревающей воде воздуха наружу из расширительного бака 200 выполнен таким образом, что вентиляционное отверстие, сообщающееся с воздухом, открывается и закрывается в соответствии с изменением уровня воды в расширительном баке 200.
Соответственно, когда уровень обогревающей воды в расширительном баке 200 равен или меньше заданного, расширительный бак 200 имеет открытую конфигурацию, а когда уровень обогревающей воды в расширительном баке 200 превышает заданный, расширительный бак 200 переходит в закрытую конфигурацию.
Датчик 220 уровня воды обеспечивает возможность определения необходимости пополнения обогревающей воды посредством того, что он позволяет пользователю легко узнавать уровень обогревающей воды, хранящейся в расширительном баке 200.
Когда температура обогревающей воды увеличивается и в результате быстро увеличивается давление в расширительном баке 200, предохранительный клапан 230 избыточного давления автоматически открывается. Предохранительный клапан 230 избыточного давления может располагаться на боковой стороне верхней части корпуса 110 и может поддерживать давление в расширительном баке 200 на подходящем уровне или меньше этого уровня путем выпуска наружу воздуха, сжимаемого в расширительном баке 200.
Согласно настоящему варианту воплощения изменением давления в расширительном баке 200 можно управлять, используя сепаратор 210 газ/вода и предохранительный клапан 230 избыточного давления, и может быть легко определена необходимость пополнения обогревающей воды, используя датчик 220 уровня воды.