CN103328905A - 兼具氮气箱和热交换器为一体的锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉，其特征在于包含套管，所述套管具备采暖水出入口和温水出入口；氮气填充箱，所述氮气填充箱安装在上述套管下半部位，并可填充氮气；弹性口袋，所述弹性口袋位于上述氮气填充箱内部，可实现采暖水流进流出，且根据上述采暖水的流进流出能实现体积上弹性变形；以及温水热交换器，所述温水热交换器装置在上述套管的上半部位，可以对上述温水的温度进行调节。

Description

兼具氮气箱和热交换器为一体的锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉，具体来说是兼具氮气填充箱和热交换器为一体的锅炉。

背景技术

家用锅炉具备阻隔大气的压力式膨胀水箱，对于采暖管道高于膨胀水箱的上行管道而言，这种结构的选用可以保障水不会漫过管道。也就是说，一旦启动锅炉，管道内部的水温提升后，体积也会随之增加，此时管道内的压力也会增加，而这些压力就会被膨胀水箱内的隔膜和氮气填充部位所吸收。

因此，介于这种阻隔了大气的结构所致，管道内部溶解氧的量会减少，进而防止了热交换器和管道的腐蚀，提升了设备的耐久度，这也是其优点。

可是，对于这种传统的家庭用锅炉而言，因为用于填充氮气的压力式膨胀水箱和热交换器是额外另行配置的，所以缺陷在于制造的单价会有一定的提升。

另外，因为传统家庭用锅炉采用的是温水，用户即便开了温水的水龙头，也不能立即流出热水，这也带来了一定的不便。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决上述问题，提供兼具可填充氮气的氮气填充箱和热交换器为一体的锅炉。

另外，因为会有一定容量的水实时保持和热交换器接触，所以用户只要打开温水的水龙头就立刻能供应热水，本发明的另一个目的在于提供这样的锅炉。

技术方案

旨在解决上述技术性问题的本发明涉及锅炉，本发明的锅炉特征在于，包含套管，所述套管具备采暖水出入口和温水出入口；氮气填充箱，所述氮气填充箱安装在上述套管下半部位，并可填充氮气；弹性口袋，所述弹性口袋位于上述氮气填充箱内部，可实现采暖水流进流出，且根据上述采暖水的流进流出能实现体积上弹性变形；另外还具有温水热交换器，所述温水热交换器装置在上述套管的上半部位，可以对上述温水的温度进行调节。

根据其中一实施例，上述的温水热交换器是在通过循环泵导入的温水上形成的强制性涡流结构。

另一方面，本发明的目的特征在于，含有第一套管；第二套管，所述第二套管由采暖水出入口和温水出入口形成，具备上述采暖水可流动空间，并与上述第一套管相互组合形成；氮气填充箱，所述氮气填充箱装配于上述第一套管内部，并可填充氮气；弹性口袋，所述弹性口袋位于上述氮气填充箱内部，可实现上述第二套管中采暖水流动，且可以根据采暖水的流进流出实现体积上弹性变形；以及温水热交换器，所述温水热交换器装配于上述第二套管内部，可实现上述温水流动。

根据其中一实施例，上述温水热交换器具备线圈，所述线圈按照螺旋形绕线卷曲多次；多个水流引导器，所述多个水流引导器位于上述线圈卷曲的温水热交换器的中心部位，其方向和上述绕线方向形成直角，呈垂直方向放置；当上述采暖水流经上述第二套管时，上述水流引导器会阻隔上述采暖水水流，在上述温水热交换器处形成涡流，提升上述温水热交换器和上述采暖水的热交换效率。

根据其中一实施例，在上述第一套管和上述第二套管之间，具有一块将两个空间分隔开来的隔板，上述隔板的表层形成一定深度的凹陷，形成多个阻隔上述采暖水水流的水室泡沫。

根据其中一实施例，上述第二套管的表面沿着内侧方向形成具备一定深度的凹陷，并形成多个阻隔上述采暖水水流的水室泡沫。

有益效果

在本发明的锅炉中，套管内部将氮气填充箱和热交换器融为一体，简化了锅炉的采暖水循环结构和整体结构，从而缩减了制作单价。

另外，因为热交换器内部含有的一定容量的水实时保持和采暖水的接触，所以只要用户一打开温水水龙头就能提供温水，无需等待的时间，这也是其优点所在。

另外，通过水流引导器和水室泡沫在温水热交换器处形成涡流，对套管内部的采暖水循环水流进行引导，进而提升了温水的热交换性能。

附图说明

图1为概要性地描绘本发明中锅炉的横截面结构的示意图。

图2为概要性地描绘采用本发明中锅炉的锅炉系统的结构示意图。

图3和图4为描绘本发明其它实施例中不同锅炉结构的图纸。

图5为描绘本发明其它实施例中不同锅炉横截面的横截面图。

图6为描绘本发明其它实施例中不同锅炉组装过程的的示例图。

具体实施方式

图1为概要性地描绘本发明锅炉（100）的内部横截面结构的示意图，图2为描绘应用本发明的锅炉（100）的锅炉系统（1）的概要性结构的示意图。

如图所示，本发明的锅炉（100）包含如下结构，套管（110）、配置在套管（110）下半部分的氮气填充箱（120）、配置在氮气填充箱（120）内部并可根据温水的流进流出实现体积上弹性变形的弹性口袋（130）、配置在套管（110）上半部分用于调节温水水温的温水热交换器（140）。

套管（110）的内部具备可收纳氮气填充箱（120）和温水热交换器（140）的空间，同时还具备可实现采暖水循环的空间；套管（110）上具备可实现采暖水流进和流出的采暖水入口（111）和采暖水出口（113）；另外，套管（110）上的氮气填充箱（120）内部还具备可填充氮气的氮气填充口（115）。

氮气填充箱（120）位于套管（110）的内部，根据温水的温度变化，可实现弹性口袋（130）的体积变化，氮气填充箱（120）由密闭性压力箱构成，并通过1～2bar的压力实现氮气的填充。

弹性口袋（130）装置在氮气填充箱（120）内部，弹性口袋（130）可实现采暖水的流进和流出，水流进口以开放的状态装置在套管（110）内部。当采暖水填充到套管（110）内部，水位上升之后，弹性口袋（130）会因为内部含有采暖水而膨胀，而当采暖水缩减后，在周围氮气的压力作用下，口袋又会实现形态上弹性的缩减。弹性口袋（130）采用橡皮材质的气球形状。

当启动锅炉（100），伴随采暖水的温度提升、体积膨胀时，膨胀的量都会被弹性口袋（130）收纳在其内部；相反地，当采暖水温度降低且体积缩减时，原先膨胀出来的采暖水就会再次溢出到弹性口袋（130）的外侧。在启动锅炉（100）时，弹性口袋（130）将会反复持续这种膨胀和收缩的过程。

热交换器（140）会实现采暖水所持有的热度和温水之间的交换，提升导入套管（110）内部的冷水的温度。为了提升热交换效率，本发明的热交换器（140）是卷成螺旋形的线圈形状，通过热交换器（140）的一端（141）导入冷水，通过热交换器（140）的另一端（143）流出借助采暖水和热交换提升了水温的温水。

此时，如图2所示，因为通过循环泵（300）强制将采暖水在热交换器（140）周围循环，从而在热交换器（140）周围形成了强制性的涡流结构，进而使得温水和采暖水的热交换效率得到了极大的提升。

具备此种结构的本发明的锅炉（100）的工作过程将参照图1和图2进行说明，启动锅炉系统（1）后，被主热交换器（140）加热的采暖水会通过套管（110）的采暖水入口（111）导入，加热过的采暖水流入到套管（110）内部，伴随水位渐渐增高，就会流入到弹性口袋（130）的内部。

通过弹性口袋（130）导入采暖水，等到采暖水的温度逐渐上升后，由于采暖水体积膨胀的缘故，弹性口袋会从如图1所示的紧缩的状态变成如图2所示的弹性膨胀的状态。

采暖水会通过采暖水出口（113）流出，经由循环泵（300）和三通阀（400），供应到暖气片或供暖处（500）。

另一方面，当采暖水在循环泵（300）的作用下在套管（110）内部形成强制循环时，因为热交换器（140）的内部实时保有一定量的水，所以在和采暖水的热交换的作用下能够保持水温，进而在用户打开温水水龙头时，能够立刻供应温水。

如上所述，本发明的锅炉在套管内部集氮气填充箱和热交换器为一体，简化了锅炉的采暖水循环结构和整体结构，从而实现了制造单价的缩减。

另外，因为存储于热交换器内部的一定容量的水会实时和采暖水接触，所以当用户打开温水水龙头时，能够立刻供应温水，无需等待的时间，这也是其优点所在。

另一方面，图4到图6是描绘本发明的另一个实施例的锅炉（100a）结构的图纸。

根据上面说明的本发明的理想实施例，锅炉（100）采用了氮气填充箱（120）和热交换器（140）上下垂直排列的结构，相反本发明的另一个实施例的锅炉（100a）则采用了将氮气填充箱（120a）和热交换器（140a）水平排列在一组套管（110a、110b）左右两侧的结构。

因此根据流入套管（110a）内部的采暖水流量的不同，会形成弹性口袋（130a）的膨胀和收缩，采暖水和热交换器（140a）在热交换后对温水进行加热。

图3和图4是描绘第一套管（110a）和第二套管（110b）内部结构的斜视图，图5是描绘本发明实施例中锅炉（100a）的横截面结构的横截面图，图6是描绘本发明实施例中锅炉（100a）的组装结构的示意图。

如图所示，本发明的另一实施例的锅炉（100a）在第一套管（110a）内部配置氮气填充箱（120a）为一体，并且在氮气填充箱（120a）内部具备弹性口袋（130a）。

另外，第二套管（110b）形成可让采暖水流动的流动空间，内部具备热交换器（140a），第二套管（110b）分别配置有可让采暖水流进流出的入口（111）和出口（113），内部采暖水可循环。

如图所示，热交换器（140a）是卷曲成线圈的形状。

此处，如图6所示，第一套管（110a）和第二套管（110b）之间具备将空间分割开来的隔板（150），隔板（150）紧密地贴合在第二套管（110b）的内侧，为了让第二套管（110b）的采暖水可以通过弹性口袋（130a）流动，在隔板（150）的表面还按照一定间隔形成多个连通球（151）。另外，在隔板（150）的表面，沿着第二套管（110b）的方向，还配备有一定深度凹陷所形成的沟渠形状的水室泡沫（153），因为水室泡沫（153）是因为凹陷一定深度所形成的，因而起到了隔断或阻挡在第二套管（110b）内部流动的采暖水的水流的作用。

另外，如图5所示，在第二套管（110b）的表面也形成多个面向内部的凹陷形成的套管水室泡沫（115），套管水室泡沫（115）也会阻隔在第二套管（110b）内部流动的采暖水的水流。

还有，在第二套管（110b）上还形成多个水流引导器（170），方向和热交换器（140a）的绕线方向相垂直，水流引导器（170）以一定间隔配备在第二套管（110b）的内部，起到了阻挡在第二套管（110b）流动的采暖水的水流的作用。

水流引导器（170）、水室泡沫（153）以及套管水室泡沫（115）会阻隔采暖水的水流，并在第二套管（110b）和热交换器（140a）处形成涡流，照此所形成的涡流会起到提升热交换器（140a）和采暖水之间热交换效率的作用。

在没有这些水流引导器（170）、水室泡沫（153）和套管水室泡沫（115）的情况下，热度会滞留在热交换器（140a）和氮气填充箱（120a）的表面，从而无法很好地形成热交换。

因此，在本发明的另一个实施例的锅炉（100a）上，水流引导器（170）和水室泡沫（153）以及套管水室泡沫（115）的几何结构会形成涡流，而因为这一涡流而滞留的热度将会被转化为能量使用。

此处将参照图6概要性地对本发明的另一个实施例的锅炉（100a）的组装结构进行说明。

首先，在第二套管（110b）的内部按照线圈的形状配置热交换器（140a），在热交换器（140b）的中心部位配置多个水流引导器（170）。

另外，还在第二套管（110b）的前面装配隔板（150），隔板（150）压入插进第二套管（110b）的内侧面，而该结合的部分进行了嵌缝，隔板（150）的外侧配置弹性口袋（130a），外侧配置第一套管（110a），将第一套管（110a）压入第二套管（110b）内部进行固定。

如此组装配置完成的锅炉在套管内部将氮气填充箱和热交换器结合为一体，简化了锅炉的采暖水循环结构和整体结构，从而缩减了制作单价，并通过涡流的形成提升了热交换的效率。

产业上的利用性

上述的本发明锅炉的实施例只是示例，只要是具备本发明所属领域惯用知识的技术人员应该都非常了解，在本发明的基础上进行更为丰富变形的或与本发明相同的其它实施例也都是可行的，因此也都应该可以理解，本发明并不只限于上面描述详尽的形式，所以本发明真正的技术保护范围将根据附加的权利要求书的技术思想来确定。另外，本发明包含了附加的权利要求书中所定义的本发明的精神和该范围内所有的变形产品、同等产品和代替产品。

Claims (6)

1.一种锅炉，其特征为，包含：

套管，所述套管由采暖水入口和温水出口形成；

氮气填充箱，所述氮气填充箱装备在上述套管的下半部分，并填充氮气；

弹性口袋，所述弹性口袋能够让采暖水流进流出、位于上述氮气填充箱内部并且根据上述采暖水的流进流出实现体积上的弹性变形；

温水热交换器，所述温水热交换器装备在上述套管的上半部分且能够实现上述温水的水温调节。

2.根据权利要求1所述的锅炉，其特征为，上述温水热交换器在通过循环泵导入的温水上形成强制的涡流结构。

3.一种锅炉，其特征为，包含：

第一套管；

第二套管，所述第二套管由采暖水入口和出口形成、具备上述采暖水可流动空间并和上述第一套管相互组装在一起；

氮气填充箱，所述氮气填充箱装备在上述第一套管内部且填充氮气；

弹性口袋，所述弹性口袋位于上述氮气填充箱的内部、能够实现上述第二套管的采暖水的流动、并且根据上述采暖水的流进流出实现体积上弹性变形；以及

温水热交换器，所述温水热交换器装备在上述第二套管的内部、能够实现上述温水流动。

4.根据权利要求3所述的锅炉，其特征为，上述温水热交换器是按照螺旋形绕线多次的线圈形状；在上述绕成线圈形状的温水热交换器的中心部位配置有多个水流引导器，且和上述绕线方向是垂直的方向，形成一个直角；在上述采暖水流经上述第二套管内部时，上述水流引导器会阻隔上述采暖水的水流，并在上述温水热交换器处形成涡流，从而提升上述温水热交换器和上述采暖水的热交换效率。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的锅炉，其特征为，在上述第一套管和第二套管之间还具备将两个空间分割开来的隔板，上述隔板的表面形成一定深度的凹陷，并且形成阻隔上述采暖水水流的水室泡沫。

6.根据权利要求5所述的锅炉，其特征为，上述第二套管的表面形成一定深度面朝内侧方向的凹陷，并形成多个阻隔上述采暖水水流的水室泡沫。

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