CN1619235A - 用于紧凑型供暖设备的组件单元 - Google Patents

Abstract

用于紧凑型供暖设备的组件单元，包含有一泵箱(24)和一空气分离设备(32，70，71，73，74，75)，其中一平板热交换器(5)在后面连接到该组件单元上，并且该泵箱(24)至少在一侧突伸到该平板热交换器(5)，且至少包含该空气分离设备(32，70，71，73，74，75)的一部分(73，74)。

Description

用于紧凑型供暖设备的组件单元

技术领域

本发明涉及一种具有如权利要求1的前序部分所述特征的用于紧凑型供暖设备的组件单元。

背景技术

按技术现状，该类型的组件单元应能简化在紧凑型供暖设备中的管道连接(Verrohrung)，或大部件的更换，并容纳大量的配件，比如，阀门、传感器及类似的元件。还应当达到，一方面具有紧凑的结构，另一方面能降低供暖设备的制造和安装费用，最后还应使保养和维修简单化。

DE 100 07 873 C1公开了一种用于紧凑型供暖设备的组件单元，该紧凑型供暖设备具有两个加热循环，即一个用于加热中央供暖系统的供暖水，另一个用于加热工业用水。在此所描述的组件单元构造得比较紧凑，基本上由三个压铸件构成，其中，第一个构成为设置在中心的泵箱，在泵箱的两侧连接有配件箱，该配件箱中的一个用来容纳一个空气分离设备。该组件单元在后面连接一个用来加热工业用水的平板热交换器。该组件单元需要有多个用于在泵箱旁边设置的空气分离设备的空腔。因此，其构件深度是通过所述组件单元的深度加上平板热交换器的深度来确定的。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是构造一种该类型的用于紧凑型供暖设备的组件单元，其能进一步减小该组件单元的大小，特别是深度。

按照本发明，此目的是通过权利要求1中所给出的特征来解决的。本发明的有益构造在从属权利要求和下面的说明中给出。

本发明的基本构想是，至少空气分离设备的一部分设置在泵箱或泵箱组件上，并且该泵箱制成为在一侧突伸到平板热交换器。通过本发明这样的设置使得泵箱可以以有益的方式使用该平板热交换器下面或旁边的空间。该用于使用的附加存在的构建空间，比如可以在泵箱区域内集成一空气分离设备，至少是待集成的该设备的一部分，这样该组件单元就能够做到紧凑并能节省占地。

优选地，该泵箱这样形成，即可以利用那里存在的未被使用的自由空间作为该泵箱的附加空间。该附加空间以有益的方式同该空气分离设备相关联地使用，并有利于引导水流或使水流变缓，在该范围内水中携带的空气被分离，并且最后通过排气阀排放到外面，而液体流却远离被释放的空气流到泵吸入口。

有益的是，该泵箱在吸入侧被制成为阶梯形，其中阶梯形的部分被设置在该平板热交换器的下面。根据本发明的简化的实施形式，可以用一套管形式的伸长部来取代该阶梯形的泵箱，优选地，在该处接入的套管通向扩大了的泵吸入口上，使得该处的流动变慢，并由此将携带的气体，尤其是空气从液体流中分离。

正是在该平板热交换器下面设置的该泵箱部分被适当地作为该空气分离设备的一部分使用，所以该处有相对较大的自由空间，能够被用来使流动变缓并使空气分离，否则该自由空间就没用了。由此，特别常用的相对较大的圆柱体，比如从DE 100 07 873 C1的现有技术中可知的设于泵旁边的配件箱上的空气分离圆柱体，能够尽可能地被取消或者将其功能部分放置于该平板热交换器下面存在的自由空间中。

另外，在所述空间中，流动速度变慢，达到了空气分离的目的，优选地，在泵箱没有制成阶梯形的部分上，典型地在该吸入口的上方，设有一在该泵箱上向上连接的空气分离室，从液体流中分离出来的空气被引导到该空气分离室中并形成空气层和水层，这样位于上层的空气便可以以公知的方式借助设于该空气分离室上端的一排气阀排放到外面。因为该空气分离室不需要与用于分离过程的现有技术一样，而是形成在该平板热交换器下面设置的箱体部分，在其中水流变缓并转弯进入，所以该空气分离室可以相对紧凑并节省空间地制成。

根据本发明的进一步结构，在该平板热交换器下面设置的阶梯形泵箱部分中的空气分离通过下面的措施促进，即在该泵箱中设置至少一个导流体，特别是在上述泵箱的部分内。优选设置两个共同作用的导流体，即一个围绕泵吸入口下面部分的下导流体，和一个围绕泵吸入口的上面部分的上导流体，两个导流体互不相碰，而是彼此以一段距离终止。优选地，该下导流体纵向延伸直到该平板热交换器的下面，而该上导流体则制得比较短并具有较小的半径，使得该上导流体的侧端终止于由该下导流体围成的空间中。两个导流体都直接延伸到箱体后壁的前面，这样两个导流体使流体受到强制引导，并进行180°的转向。由此，两个导流体能非常有效地使携带于液体流中的气泡向上排挤到该空气分离室，而不会到达泵的吸入口。

在本发明的有益结构中，在该平板热交换器下面延伸的阶梯形的泵箱部分被用来连接到一旁路导管，该旁路导管也可以设置在该平板热交换器的下面，并且可以通过用于该泵箱的工具中的抽出芯制成。同样有益的是连接吸入侧导管，该旁路导管和吸入侧导管优选这样设置，即它们分别被横向引导到该平板热交换器下面的分离的侧面，这样两个导管接口在工具中不使用熔芯就能制成。

下面通过结合附图描述的具体实施例，对本发明做进一步的解释。

附图说明

图1是带有根据本发明的组件单元的紧凑型供暖设备的简化接线图；

图2是一个完全组装的组件单元的右上方和前方的透视图；

图3是根据图2的组件单元的右下方和后方的透视图；

图4是根据图2的组件单元的示意图，该组件单元没有泵体并带有向前开口的尚未装配的插件空腔；

图5是根据图2的带有取下来的平板热交换器的组件单元的左上方和后方的透视图；

图6是在位于插入方向的平面中阀门侧面的配件箱的截面图；

图7是组件单元的前视图，该组件单元取下了泵体，向前开口并且具有尚未装配的插件空腔；

图8是污物分离器侧面的配件箱的右上方和后方的透视图；

图9是根据图8的污物分离器侧面的配件箱的局部剖视图；

图10是位于吸入口后面的泵箱部分被局部剖开的透视图；以及

图11是通过与转动轮轴垂直的泵箱并且直接在吸入口前面的流动方向观察的后视剖面图。

其中，附图标记说明如下：

1-燃烧器                2-初始热交换器

3-热交换器，暖气片      4-泵

5-平板热交换器          6-流量计

7-压力和温度传感器      8-伺服电机

9-3/2-换向阀            10-补偿容器

11-热存储器             12-恒温器阀

13-旁路导管             14-阀门

15-安全阀               16-单向阀

17-单向阀               18-导管

19-供暖顺流接口         20-供暖回流接口

21-工业用水注入接口     22-热工业用水接口

23-组件单元             24-泵箱组件

25-左配件箱             26-右配件箱

27-横向                 28-转动轮轴

29-泵箱的插件空腔       30-电动机

31-压力套管             32-空气分离器

33-吸入口               34-吸入管道

35-管道                 36-插件空腔

37-热存储器接口         38-热存储器接口

39-隔板                 40-导管(供暖回流)

41-连接管               42-连接管

43-管道                 44-容纳口

45-压力/温度传感器      46-污物分离器

47-罩                   48-插件空腔

49-插件配件             50-杆

51-杠杆                 52-嵌入式配件

53-插件空腔             54-螺杆

56-轴环                 57-管道

58-连接管             59-热交换器的连接管(上面)

60-热交换器的连接管(下面)

61-横向管道           62-管道

63-旁路导管的管道     64-旁路导管的横向管道

65-接线盒             66-补偿容器的接口

70-空气分离室         71-排气阀

72-板                 73-上导流体

74-下导流体           75-阶梯形腔体部分

具体实施方式

借助图1所示的紧凑型供暖设备是一个气体热源，典型地，该设备是一种墙式安装的紧凑装置，用以为带有暖气片的室内暖气提供热量以及生成工业用水/热水。燃烧器1加热初始热交换器2，该初始热交换器2里被加热的水被引到热交换器3中，热交换器3一般是一个或多个用于房间供热的暖气片。冷却了的水重新从热交换器3流向初始热交换器2，借助安装在热交换器2、3的冷却侧的循环泵4来循环水。

为了加热工业用水，安装有一个平板热交换器5，在该平板热交换器5中，来自供水管网的冷的工业用水被加热。因为只是在引水的情况下才对工业用水进行加热，所以安装有相应的传感元件，尤其是流量计6以及压力和温度传感器7，根据它们的输出信号来控制伺服电机8，该伺服电机8控制一个3/2-换向阀9，为了加热工业用水，使从初始热交换器2流出的带有热量的液体流转向流入平板热交换器5，而不是流向热交换器3。

图1的示意图并不要求非常完备，在该紧凑型供暖设备内还安装有补偿容器10以及热存储器11，该热存储器11串接在平板热交换器5和初始热交换器2之间的冷却侧。

在图1中示意性地用3示出的热交换器(暖气片)，与当今在热水供暖设备中的一样，通常都安装有一个恒温器阀12，该恒温器阀12借助流通阻力来控制水的循环流动，以至在不需要供暖时关闭。对于关闭的情形，在该紧凑型供暖设备中还装有一个带有阀门14的旁路导管13，通过阀门14可以有效地调节旁路导管13的流量截面。通过该旁路导管13，在恒温器阀12完全关闭的情况下，确保有一个封闭的循环流动。

另外，在泵4的吸入侧装有一个过压阀形式的安全阀15及通过一导管18彼此连在一起的两个单向阀16、17。

除了在图中未示出的用于该紧凑型供暖设备的导电和导气接口外，该供暖设备总共还有4个插接件形式的导管接口，即一个供暖顺流接口19及一个供暖回流接口20，另外还设有一个工业用水注入接口21及一个从设备引出来的热工业用水接口22。

在图1中以虚线框起来的部分是该紧凑型供暖设备，其由组件单元23构成，该组件单元23的结构将借助图2至9分别地进行描述。

组件单元23基本上是由三个压铸件组成，即一个包含泵箱的中心泵箱组件24、一个从前方看在左侧安装位置处的配件箱25以及一个位于右侧的配件箱26。组件24、25和26是由塑料制成的压铸件，并且这样设计，即可以不采用熔芯而是采用相比而言更有利成本制造的工具进行制造，该工具采用抽出芯工作。组件24至26沿泵的转动轮轴28的横向27互相装入到一起，并且通过后面连接的平板热交换器5在其位置上形状匹配地固定。

泵箱组件24设有一基本的泵箱和一个向前开口的插件空腔29，该插件空腔29是用来容纳泵转动轮的，并与在前面连接的电动机30的法兰连接。该泵箱设有一个在斜右上方伸出的压力套管31，该压力套管31的自由端形成为螺纹接口，用来连接通向初始热交换器2的管道。一个空气分离器32连接到泵箱的吸入侧或者一体形成在泵箱组件24中，在该空气分离器32中装入一个常用的空气分离阀。

泵向后伸出的吸入口33通过在横向27伸展的吸入管道34同配件箱26管连接，进入到该配件箱中。吸入管道34位于配件箱26中，进一步向右延伸并接入从斜后方到前上方延伸的管道35中，该管道35基本上形成为圆柱形，具有平行于转动轮轴28的圆柱形轴，并转向到向前开口的插件空腔36，该插件空腔36作为一个用于其他接口或管道以及容纳配件的中心连接基础。

两个用于连接热存储器11的向右伸出的导管接口37和38的管道被接入到右配件箱26的插件空腔36。为了实现上述串接，一个隔板39从前面压入到插件空腔36中，因为不需要同插件空腔36完全密封，该隔板39可用一个简单的金属片或一个塑料部件构成。在没有安装热存储器11的情况下，不必安装隔板39，而将接口37和38通过封闭帽封住，以使这些接口不起作用。

导管40从下面接入到插件空腔36中，在该导管40的末端装有一个供暖回流接口20。

插件空腔36的底部，不仅向管道35开孔，而且在左上方范围(见图7)还接入一个后面的管道，该管道直线地延伸至下连接管41，该连接管41用于连接平板热交换器5。连接管41同位于其旁边的连接管42一起构成为连接管对。连接管41将热交换器5的热水循环与泵4的吸入侧连接。与此相反，上面的连接管42将热交换器5的引导热水的工业用水接口与一个垂直向下延伸的管道43连接，管道43接入到热工业用水接口22中。

在插件空腔36的后端附近，向上设有一个用于补偿容器10的接口66。

在插件空腔36中，还接入一个从上前方倾斜伸出的容纳口44，该容纳口44在末端上设有卡口式接口的一部分，一压力和温度传感器45作为插件被装入其中，该压力和温度传感器45与卡口式接口的其他部分一起安装。

插件空腔36本身用于容纳一个污物分离器46，装入到插件空腔36中的是一个筛网类型的污物分离器，并这样进行布置，即从接口20，也就是从暖气回流出来的水在到达泵的吸入管道34之前，必须通过污物分离器，该污物分离器46具有匹配的外形，并且为了清洗的目的可以向前抽出。

该插件空腔36在前面设有一个卡口式接口，由此不用工具就可以放入一个相应的罩将插件空腔36封闭，必要时还可以将其拆卸。不言而喻的是，在需要的位置上安装作为密封件使用的相应的O形圈。

在所述的实施形式中，一个过压阀形式的安全阀15被装进罩47内。这样罩47就构成了安全阀15的部分。

不但在向下延伸至供暖回流接口的管道40上，而且还在连接管42上各连接有横向管道，这些管道可以借助单向阀16和17连接。这些管道通过导管18相互连接，该导管18被制成为一个分立的组件。单向阀16不但可以基于水平套管而通过导管18和打开的阀门17装入到设备中，而且还可以在去除导管18之后拆卸该设备。导管18这样安装，即可以不用工具而用手装拆下来，这样导管18就可以按需要拆下来或装上去。

从前面看连接在泵箱组件24左侧的配件箱25同样具有一个基本上是圆柱形的或者构成为成阶梯形的圆柱形的插件空腔48，该插件空腔48的长轴平行于转动轮轴28设置。该插件空腔48是用来容纳3/2-换向阀9的，该换向阀9以插入配件的形式构成，可以从前面装入到插件空腔48中，并可借助一卡口式接口密封锁紧。该可以锁紧插件空腔48的卡口式接口，同用在插件空腔29的完全一样，以便可以使用相同的密封罩。

在图6中可最清楚地看到，插件配件49有两个密封位置，每处都由一个密封物密封。密封物设置在同转动轮轴28平行的杆50上，密封物被调节和安排成总是对着流动的方向密封，其中当杆50向一个方向移动时，一个密封物将在其密封位置上运动，而另一个密封物则从其密封位置移出，或者反向以倒过来的方式运行。

杆50是通过杠杆51控制的，杠杆51可摆动地被安装在嵌入式配件52中，嵌入式配件52被装入到向上开口的插件空腔53中，该插件空腔53设有一个通向插件空腔48的穿孔。这样，杠杆51的一端可以接触到带有密封物的杆50，而另一端可以接触到螺杆54，该螺杆54通过电动机8每次在旋转设定或多或少之后被向外伸出。嵌入式配件52包括杠杆51、螺杆54以及电动机8，并且是在装入一弹性和密封的轴环56的情形下，从上方插进到插件空腔53中的。该轴环密封杠杆51的套管，而不会阻碍杠杆51的运动。此外，嵌入式配件52附加地通过O形圈和插件空腔53密封。

在阀门9的一个侧面，即用于供暖顺流的向下接入到接口19上的管道57与插件空腔48的前部区域连接。横过插件空腔48侧面的左侧，即在插件配件49的密封位置中间的区域连接一个管道，该管道接到一个对中设置的连接管58中，该连接管58用来连接从初始热交换器2出来的导管。该侧面接口58被设置在左侧或设置在通过压力套管31构成的接口的右侧是非常有利的，因为在组件安装时，从上面过来的管道能够很容易地连接到初始热交换器2或者从初始热交换器2进行连接，因为管道跳过了横向27的整个长度，因此可以很好地布置，即从接口来或到接口去的路程是可移动的。

插件空腔48在底部还有一个通孔，通向一个基本上是同轴延伸的后侧的管道上，该管道接入到用于平板热交换器5的一个连接管59上。下方的连接管59同上方的连接管60属于一对，连接管60通过一个横向管道61同一个垂直向下延伸的管道62相连接，该管道62连接到工业用水注入接口21上。通过这样的管道安排，按照阀门9的操作位置，导管接口58或者同用于平板热交换器5的下面的接口59管连接，或者同供暖顺流接口19管连接。插件空腔48在此构成了一个几乎所有在泵该侧引导的管道的连接基础。

一个平行于转动轮轴28的向后延伸的管道63连接到垂直于接口19的向后延伸的管道上，管道63和横向延伸接入到管道63区域上的，并在方向27上延伸的管道64构成了旁路导管13。横向管道64接到泵箱的后下方区域，即接到吸入腔体内，其从图5中可明显地看到。

一个弹簧加载的阀门14从后面安装到管道63中，通过该阀门14，旁路导管13的工作截面将依赖于压力而变化。在直立的引向接口21的管道62上，向前设有一个用于另一压力-温度传感器45的容纳件，该容纳件和传感器以与右配件箱26相同的方式构成。该压力/温度传感器45从前面装入，并突出到直立安装于后侧的引向工业用水注入接口21的管道62中。因此，该压力传感器形成与所述的在管道62中构成为输入阻碍部件的流量计6相连接，并且与在接线盒65中布置的相应的数字式电气系统相连接。

为了实现组件单元的电连接，设置该接线盒65，该接线盒65放置在电动机30的腔体上，并由此附加到泵箱组件24上。

组件24、25和26的机械连接一方面是通过管道连接(见图3)(34，64)，另一方面是通过在该处并未详细描述的借助螺栓固定的连接板条来实现的。在管道连接中，在装入O形圈的情形下实现插接，O形圈起到了密封连接的作用，而在垂直于插入方向插入的U形卡箍则起到了机械锁定的作用。

上述的接口或连接管部分构成为插接件、螺纹接口或法兰形式的套管。所有上述的结构形式只是一个用来解释的范例，根据要求可以进行相应地匹配、替换或修改。

尤其如图2所示，上述组件单元是非常紧凑的，并且从侧面测量基本与设于后方的平板热交换器排在一列上，使得整个单元可以装入到该紧凑型供暖设备底板的垂直支柱之间，因此整个设备的结构深度能够被缩小。另外，所有主要的组件和配件都可以从该组件单元的前面或上面构成的自由空间装拆，这样便可以不用拆卸组件单元就可以更换和保养组件和配件。但是，由于在水平平面上设有形成到固定水管的连接的接口19至22，所以组件单元本身的更换，特别是在使用中心锁紧金属板时，只需很少的劳动消耗，其只需松开侧面的连接导管，当打开锁紧金属板之后，整个组件单元便可向上拿起，然后向前抽出。通过相反的过程可实现组装。

泵箱组件24的结构，特别是后面部分中的结构，由图10和图11单独地给出，而图3和图5给出了组装后的状态。这些描述清楚地显示了，实际上泵箱后面被制成为阶梯形，并延伸至平板热交换器5的下面，在该处，右面(从前面看)的吸入管道34和左面的用于旁路导管13的横向管道64相连接。在其后面突出于热交换器5的泵箱部分75设于吸入腔前方，并构成为空气分离装置的部分，实际的分离器32紧靠上侧连接，并由一个空气分离室70和一个向上连接的排气阀71组成。

通过板72从压力空腔分离出的泵的吸入空腔连接到吸入口33中，一个从板72开始向后延伸至箱壁的上导流体73在板72约超过190°的上部区域围绕该吸入口33。在向下的一段距离处，该吸入口由下导流体74所围绕，下导流体74侧面搭接上导流体73的下端部一段距离，同样突伸到泵箱组件24的后侧箱壁，特别地如图10所示，一直伸到设于平板热交换器5下方的阶梯形腔体部分75中。导流体73和74这样安排，即在图11中描述的从吸入管道34输入的流体必须走箭头表示的路径，即围绕下导流体74侧面以约180°的方向变换进行流动，用以在之后再以大于90°的方向变换输入到吸入口33中。在该阶梯形腔体部分75的区域内，通过横截面的变大实现流动变慢，其一方面有利于空气的分离过程，另一方面借助向上的自由空间进行约180°的转向又有利于空气从流体中向上分离。通过这些措施便可以实现，几乎没有气泡的水流流进吸入口，并且被携带的空气在吸入空腔中向上升起，并被收集在空气分离室70中，然后以公知的方式，通过排气阀71排放到周围环境中。

在图10中可以看到，旁路管道64也接到吸入腔体的下侧，即下导流物74的下面。

Claims (12)

1.用于紧凑型供暖设备的组件单元，包含有一泵箱(24)和一空气分离设备(32，70，71，73，74，75)，其中一平板热交换器(5)在后面连接到该组件单元(23)上，其特征在于，该泵箱(24)至少在一侧突伸到该平板热交换器(5)，并且至少包含该空气分离设备(32，70，71，73，74，75)的一部分。

2.根据权利要求1所述的组件单元，其特征在于，该泵箱(24)延伸到该平板热交换器(5)的下面。

3.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，该泵箱(24)在其延伸的范围内，以套管的形式制成。

4.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，该泵箱(24)在吸入侧被制成为阶梯形，其中阶梯形的部分(75)设置在该平板热交换器(5)的下面。

5.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，该阶梯形的设于该平板热交换器下面的泵箱(24)的部分(75)形成该空气分离设备(32，70，71，73，74，75)的一部分。

6.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，设有一排气阀(71)，该排气阀(71)被布置在一连接到该泵箱(24)上的空气分离室(70)中，其中该空气分离室(70)连接到该泵箱(24)没有制成为阶梯形的部分上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，在该泵箱(24)内安装有至少一个导流体(73)，该导流体(73)优选包围泵吸入口(33)的下面部分，并且一直突伸到安装在该平板热交换器(5)下面的该阶梯形的泵箱部分(75)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，在该泵箱(24)内安装有一导流体(74)，该导流体(74)包围泵吸入口(33)的上面部分。

9.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，该上导流体(74)向下延伸并终止于由该下导流体(73)围成的空间中。

10.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，吸入侧导管(34)接入到延伸至该平板热交换器(5)下面的该泵箱(24)的部分(75)中。

11.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，一旁路导管(64)接入到延伸至该平板热交换器(5)下面的该泵箱(24)的部分(75)中。

12.根据上述权利要求中任一项所述的组件单元，其特征在于，该旁路导管(64)和该吸入侧导管(34)平行于该平板热交换器(5)延伸，并且接入到该泵箱(24)彼此分离的侧面上。

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