PL70953Y1 - Gazowy zasobnikowy podgrzewacz wody - Google Patents

Abstract

Kołnierz połączeniowy (1) do łączenia rurowego palnika atmosferycznego (B) o osi poziomej z komorą spalania (CC) gazowego zasobnikowego podgrzewacza wody (SG) zawiera górną część dostosowaną do obejmowania podstawy komory spalania (CC) i dolną część, zintegrowaną z częścią górną, dopasowaną do profilu górnej ścianki palnika (B), na której spoczywa część dolna, przy czym część górna i dolna kołnierza połączeniowego (1) obejmują całkowicie podstawę komory spalania (CC), tworząc ją zasadniczo zamkniętą, i są zespolone kształtowo z profilem górnej ścianki palnika (B), poprzez oparcie ich na tej górnej ściance, z zapewnieniem konstrukcyjnego przylegania, uniemożliwiając wycieki i przenikanie powietrza wtórnego do strefy spalania.

Description

PL 70 953 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem niniejszego wzoru uzytkowego jest gazowy zasobnikowy podgrzewacz wody. Wzór uzytkowy znajduje zastosowanie w dziedzinie podgrzewaczy wody, w szczególnosci aku- mulacyjnych (zasobnikowych) podgrzewaczy wody, gdzie obecnie uzywane sa zazwyczaj palniki at- mosferyczne z kolowa glowica spalania, o osi pionowej, przystosowane do wlozenia do znajdujacej sie powyzej komory spalania. Dla ulatwienia zrozumienia niniejszego wzoru uzytkowego, sa opisane ponizej glówne kompo- nenty gazowego podgrzewacza wody wedlug obecnego stanu techniki, typu, w którym ogrzewanie zma- gazynowanej wody odbywa sie przez wymiane ciepla ze spalinami wytwarzanymi przez zespól spalania. Jak pokazano schematycznie na Fig. 1, wspomniany gazowy podgrzewacz wody SG zawiera zbiornik wody S wyposazony w rure wlotowa zimnej wody (nie pokazana na rysunku), doprowadzajaca zimna wode w dolnej czesci zbiornika S i rure wylotowa AC ogrzanej wody, pobierana w górnej czesci wspomnianego zbiornika S przy temperaturze roboczej okolo 40°C. Urzadzenie spalania zawiera zespól palnika GB’, skladajacy sie z palnika B’ i zespolu zawo- rów GV’. Jak juz powiedziano powyzej, w dotychczasowych gazowych podgrzewaczach wody SG z Fig. 1 generalnie uzywany jest palnik atmosferyczny B’ uformowany przez poziomy przewód rozga- lezny, do którego wplywa mieszanka paliwowa powietrze/gaz i przez pionowa glowice spalania. Taka glowica spalania palnika B’ jest zasadniczo kolowa i wznosi sie pionowo, az do wewnatrz komory spalania CC, która przechodzi w kominowy wymiennik ciepla C, przez który przeplywaja spaliny powstajace przy spalaniu, wychodzace na zewnatrz podgrzewacza wody SG (za pomoca znanych srod- ków ciagu wymuszonego, niepokazanych na rysunku), przez okap spalin CF. Jak juz wspomniano wczesniej jedynym celem jest pokazanie glównych komponentów zespolu palnika GB’, w szczególnosci palnika B’ zwykle uzywanego w gazowych zasobnikowych podgrzewa- czach wody SG z kominowym wymiennikiem ciepla C do wymiany ciepla miedzy spalinami i plynem, który ma byc ogrzany. Z powodu nadchodzacego wejscia w zycie dyrektywy UE o produktach zwiazanych z ener- gia (ErP), dotyczacej wszystkich urzadzen do ogrzewania pomieszczen i produkcji cieplej wody na uzy- tek domowy i powiazanej z nia dyrektywy ELD o etykietach energetycznych, wspomniany palnik B’ nie bedzie w stanie spelniac wymagan dotyczacych maksymalnej ilosci tlenków azotu NOx, które mozna emitowac do srodowiska naturalnego: te dyrektywy europejskie faktycznie redukuja maksymalna war- tosc dopuszczalna do 56 mg NOx na kWh, co jest progiem nieosiagalnym dla zespolu palnika GB’ i palnika B’ opisanego powyzej, bez drastycznych i nie do zastosowania zmian funkcjonalnych, które sa szkodliwe dla ogólnej efektywnosci podgrzewacza wody SG i kosztów. Celem niniejszego wzoru uzytkowego jest eliminacja tego typu mankamentów przez zapewnienie kolnierza polaczeniowego do zastosowania w zespole palnika, dostosowanego do spelniania wymagan przepisów narzuconych przez nadchodzace dyrektywy UE i bez zasadniczej zmiany lub z drobnymi modyfikacjami pozostalych glównych komponentów gazowego zasobnikowego podgrzewacza wody. Dalszym celem jest wskazanie czlonu laczacego do uzycia dla czesci skladowych znanych juz z innych sektorów, dostosowanych tak, ze mozliwe jest ich uzycie w standardowym gazowym zasobni- kowym podgrzewaczu wody. Wedlug wzoru uzytkowego, zasobnikowy podgrzewacz wody, zawierajacy palnik bedacy ruro- wym palnikiem atmosferycznym o osi poziomej majacym sciane górna o wypuklym profilu, oraz komore spalania usytuowana nad palnikiem, w której jest umieszczona glowica spalania palnika, charakteryzuje sie tym, ze zawiera kolnierz polaczeniowy za pomoca którego palnik jest polaczony z komora spalania i który zawiera górna czesc otaczajaca podstawe komory spalania oraz dolna czesc uksztaltowana in- tegralnie z czescia górna i majaca profil odpowiadajacy wypuklemu profilowi górnej scianki palnika, przy czym czesc górna kolnierza polaczeniowego obejmuje calkowicie podstawe komory spalania, tworzac jej zamkniecie, a jego czesc dolna jest oparta na sciance górnej palnika i jest zespolona ksztaltowo z profilem górnej scianki palnika za pomoca profili koncowych, które tworza wkleslosc dopasowana do wypuklego profilu scianki górnej palnika. Czesc górna kolnierza polaczeniowego wewnatrz moze zawierac próg lub wiele progów, na któ- rych spoczywa dolna krawedz polozonej powyzej komory spalania, przy czym próg jest wykonany na poziomie nizszym niz górna krawedz czesci górnej. Czesc górna kolnierza polaczeniowego moze miec ksztalt pierscieniowy i moze otaczac pod- stawe komory spalania, która jest kolowa. PL 70 953 Y1 3 W postaci wzoru uzytkowego czesc dolna kolnierza polaczeniowego zawiera poprzeczna listwe ograniczajaca, która stanowi ogranicznik polozenia palnika. W innej postaci wzoru uzytkowego kolnierz polaczeniowy zawiera srodki mocujace, za pomoca których kolnierz polaczeniowy jest zamocowany do palnika poprzez umieszczenie srodków mocujacych w specjalnych gniazdach wykonanych w palniku. Kolnierz polaczeniowy moze takze zawierac wewnatrz dwie plaskie strefy, uksztaltowane miedzy czescia górna i czescia dolna, przy czym pierwsza strefa plaska stanowi zbiornik kondensatu wytwa- rzanego przez spaliny, a druga strefa plaska zawiera szczeline, w której sa umieszczone srodki zaplo- nowe i srodki czujnikowe palnika. W postaci wzoru uzytkowego srodki zaplonowe stanowi palnik pilotowy a srodki czujnikowe sta- nowi termopara i zapalnik piezoelektryczny, i sa one umieszczone na kolnierzu pomocniczym sprze- gnietym ze wspomniana szczelina w drugiej strefie. Niniejszy wzór uzytkowy jest przedstawiony w ponizszym opisie, zgodnie z zastrzezeniami ochronnymi i zalaczonymi rysunkami, na których: fig. 1 pokazuje przekrój gazowego zasobnikowego podgrzewacza wody, zawierajacego zespól palnika z palnikiem i zespól zaworów zgodnie z dotychcza- sowym stanem techniki, jak omówiono powyzej; fig. 2 pokazuje przekrój gazowego zasobnikowego pod- grzewacza wody wedlug wzoru uzytkowego, zawierajacego zespól palnika z palnikiem, zespól zaworów i kolnierz polaczeniowy; fig. 3.A i 3.B przedstawiaja, odpowiednio widok perspektywiczny z boku i prze- krój palnika, uzytego w podgrzewaczu wody, wedlug niniejszego wzoru uzytkowego, przystosowanego do wspólpracy z kolnierzem polaczeniowym; fig. 4.A i 4.B pokazuja odpowiednio widok perspektywiczny z góry i z boku oraz widok z góry kolnierza polaczeniowego; fig. 5 przedstawia w widoku perspektywicz- nym od dolu i z boku, podgrzewacz wody, wedlug wzoru uzytkowego, z ukazaniem zespolu palnika; fig. 6 jest szczególem Fig. 5 i pokazuje zespól palnika z palnikiem i zespolem zaworów oraz kolnierzem polaczeniowym. Cechy gazowego zasobnikowego podgrzewacza wody SG wedlug wzoru uzytkowego zostana teraz opisane w odniesieniu do Fig. 2 – Fig. 6. Nalezy zauwazyc, ze wspomniane rysunki, chociaz schematyczne, odtwarzaja elementy wzoru uzytkowego z zachowaniem proporcji ich wymiarów i orien- tacji przestrzennej, a sformulowania takie, jak „góra/dól”, „poziomy/pionowy”, „lewy/prawy” dotycza po- lozenia komponentów wzgledem ewentualnego polozenia roboczego. Fig. 2 pokazuje gazowy zasobnikowy podgrzewacz wody SG (zwany dalej w skrócie „podgrze- waczem wody SG”), wedlug wzoru uzytkowego, calkowicie podobny pod wzgledem swoich glów- nych komponentów do dotychczasowych podgrzewaczy wody z Fig. 1, z wyjatkiem zespolu pal- nika GB. Wspomniany zespól palnika GB zawiera palnik atmosferyczny B typu rurowego o przekroju kolo- wym lub jajowatym z osia pozioma, dzialajacy z powietrzem nadmiarowym dla uzyskania nadstechio- metrycznego stosunku powietrze/gaz w mieszance paliwa oraz zespól zaworów GV ze standardowymi komponentami, oprócz pewnych szczególów opisanych skrótowo ponizej. Zespól palnika GB zawiera tez kolnierz polaczeniowy 1 umieszczony miedzy jego palnikiem B i komora spalania CC podgrzewacza wody SG wedlug wzoru uzytkowego. Na Fig. 3.A i 3.B pokazano szczególowo palnik B (uzywany obecnie w podgrzewaczach z za- mknieta komora spalania) wedlug dotychczasowego stanu techniki, który zawiera rurowy korpus 2 o przekroju jajowatym (z pionowa osia glówna) i o wiekszym wymiarze w kierunku poziomym. Wspólosiowo do korpusu 2 palnika B umieszczona jest wydluzona zwezka Venturiego 2.2, do któ- rej wprowadzana jest mieszanka paliwa (wstrzykiwana przez dysze 4.21 na wlocie wspomnianej zwezki Venturiego 2.2) i pierwotne powietrze spalania, skladajace sie z powietrza atmosferycznego, przeno- szone przez to paliwo do zwezki Venturiego 2.2. Wspomniana mieszanka wpada do komory 2.1 znajdujacej sie na wylocie zwezki Venturiego 2.2, gdzie nastepuje mieszanie paliwa z pierwotnym powietrzem spalania; stad mieszanka ta prze- plywa w celu spalenia do wielu szczelin 2.3 wykonanych w wypuklej górnej sciance palnika B i roz- mieszczonych w jednym lub wielu rzedach ciagnacych sie równolegle do osi glównej wspomnianego palnika B. Przyklady palników tego typu opisano we wczesniejszych dokumentach US6261089 i EP0373157, do których odwolano sie dla bardziej dokladnych opisów. Wystarczy pamietac, ze pal- nik B, o którym mowa, jest palnikiem atmosferycznym, typu nadstechiometrycznego, dzialajacym tylko z powietrzem pierwotnym, tzn. bez dostarczania powietrza wtórnego. PL 70 953 Y1 4 Zwezka Venturiego 2.2 jest faktycznie skonfigurowana w taki sposób, ze przeplyw przesyla- nego powietrza pierwotnego i wtryskiwanego paliwa sa w stosunku nadstechiometrycznym, czyli za- pewniony jest nadmiar powietrza pierwotnego, dzieki czemu powietrze wtórne nie jest konieczne do wykonania spalania (to pozwala na mozliwie jak najwieksza redukcje wytwarzania zwiazków za- nieczyszczajacych, takich jak tlenek wegla CO i tlenki azotu NOx, z ograniczeniem tych ostat- nich do 40 mg na kWh). Jak wiadomo, aby tego typu nadstechiometryczny palnik atmosferyczny B, uzywany w podgrze- waczach z zamknieta komora spalania, byl przydatny równiez w obecnym podgrzewaczu wody SG i umozliwial uzyskanie wyników wspomnianych powyzej, konieczne jest zastosowanie odpowiednich srodków laczacych go z komora spalania CC, zeby stala sie ona zasadniczo zamknieta, bez mozliwosci przenikania powietrza wtórnego. Wspomniane srodki laczace obejmuja kolnierz polaczeniowy 1 pokazany szczególowo na Fig. 4.A i 4.B. Sam kolnierz polaczeniowy 1 (zwany dalej „kolnierzem 1”) wstawiony jest miedzy pal- nik B i lezaca powyzej komore spalania CC podgrzewacza wody SG, zapewniajac równiez srodki przej- sciowe z zespolem zaworów GV, dla prawidlowej obslugi calego zespolu palnika GB. Wspomniany kolnierz 1 ma górna czesc 1.1 w ksztalcie pierscienia (zwana dalej „czescia pier- scieniowa 1.1”), która po zmontowaniu otacza kolowa podstawe komory spalania CC i ma dolna wklesla czesc 1.2 (zwana dalej „dolna czescia wklesla 1.2”) uformowana w taki sposób, ze tworzy wkleslosc wzdluzna, pasujaca do wypuklego profilu górnej scianki palnika B. W postaci wzoru uzytkowego taka czesc pierscieniowa 1 zawiera wewnatrz jeden lub wiecej pro- gów 1.3, na których spoczywa dolna krawedz znajdujacej sie powyzej komory spalania CC. Wspomniane progi wewnetrzne 1.3 sa wykonane na nizszym poziomie niz górna krawedz wspo- mnianej czesci pierscieniowej 1.1 i w ten sposób podstawa komory spalania CC wchodzi calkowicie do czesci pierscieniowej 1.1 kolnierza polaczeniowego 1, a jej dolna krawedz spoczywa na wspomnia- nych progach wewnetrznych 1.3. Integralna ze wspomniana czescia pierscieniowa 1.1 jest dolna czesc wklesla 1.2 kolnierza 1, która zawiera profile koncowe 1.22 o ksztalcie wkleslym, dopasowanym do wypuklego profilu górnej scianki palnika B, poprzeczna listwe ograniczajaca 1.21 znajdujaca sie na jednym koncu dolnej czesci wkleslej 1.2 i dzialajaca jako srodek zatrzymujacy i ograniczajacy (za pomoca srodków mocuja- cych 1.23) palnik B na jego zamknietym koncu, oraz srodki 1.24 do mocowania wspomnianego pal- nika B do umieszczania w gniazdach 2.5 znajdujacych sie na koncu palnika B w poblizu wlotu 2.21 zwezki Venturiego 2.2. Tak uformowany kolnierz 1 jest czlonem laczacym komore spalania CC z palnikiem B, umozli- wiajacym uzycie palnika B w omawianym podgrzewaczu wody SG z zachowaniem jego wysokiej wy- dajnosci w odniesieniu do sprawnosci energetycznej i redukcji gazów zanieczyszczajacych. Wzajemne dopasowanie odpowiednich czesci skladowych podgrzewacza (czesc wklesla 1.2 kolnierza 1 dokladnie pasuje do wypuklej górnej scianki palnika B, zas czesc pierscieniowa 1.1 kolnierza 1 calkowicie obej- muje wspomniana komore spalania CC) umozliwia osiaganie pozadanych celów, uzyskanie konstruk- cyjnego przylegania, które zapobiega wyciekom i przenikaniu powietrza wtórnego do strefy spalania, tworzac faktycznie zasadniczo zamknieta komore spalania CC. Wewnatrz kolnierza polaczeniowego 1, miedzy czescia pierscieniowa 1.1 i czescia wklesla 1.2, sa uksztaltowane dwie strefy plaskie: pierwsza strefa plaska 1.5 dziala jak zbiornik zbierajacy skropliny (kondensat) wytwarzane przez spaliny, a druga strefa plaska 1.4 zawiera szczeline do umieszczania kolnierza pomocniczego 4.30 zespolu palnika GB, na którym sa umieszczone srodki zaplonowe do ini- cjowania i kontroli spalania, zawierajace palnik pilotowy 4.31 oraz srodki czujnikowe zawierajace termo- pare 4.32 i zapalnik piezoelektryczny 4.33. Fig. 6 pokazuje szczególowo zespól zaworów GV o znanej konstrukcji i czesciach skladowych, z wyjatkiem szczególnego polozenia srodków zaplonowych i srodków czujnikowych, które sa umiesz- czone na kolnierzu 1 wkladanym w szczeline drugiej strefy 1.4, omówiona powyzej. Zespól zaworów GV zawiera przewód 4.1 do doprowadzania gazu, elektrozawór 3 do odcinania gazu, rure doprowadzajaca 4.2 gazu do palnika B, konczaca sie w dyszy 4.2.1 (podtrzymywanej przez wspornik 2.4, zintegrowany z palnikiem B), która wtryskuje gaz na wlot 2.21 zwezki Venturiego 2.2, a takze wspomniany wczesniej palnik pilotowy 4.31, termopare 4.32 i zapalnik piezoelektryczny 4.33, podlaczone z kolnierzem polaczeniowym 1 za pomoca kolnierza pomocniczego 4.30, który jest sprze- gniety ze wspomniana szczelina w drugiej strefie 1.4. PL 70 953 Y1 5 Z powyzszego opisu wyraznie widac korzysci uzyskiwane dzieki kolnierzowi polaczeniowemu 1 wedlug wzoru uzytkowego. Pierwsza z nich wynika z mozliwosci uzycia palnika B, zwykle uzywanego w innego rodzaju generatorach ciepla, w standardowym gazowym zasobnikowym podgrzewaczu wody SG, kosztem zadnych lub niewielkich modyfikacji glównych czesci skladowych wspomnianego podgrzewacza wody SG. W ten sposób, podgrzewacz wody SG moze spelniac wymagania narzucone przez przyszle dy- rektywy UE, dzialajac przy wartosciach emisji NOx ponizej 56 mg NOx na kWh. Dla osób obeznanych w temacie, jasne jest, ze mozliwe sa postacie kolnierza polaczeniowego 1 opisanego powyzej, bez odchodzenia od koncepcji wzoru uzytkowego oraz jasne jest, ze w praktycznym wykonaniu wzoru uzytkowego rózne komponenty opisane powyzej moga byc zastapione przez ich tech- niczne odpowiedniki. Na przyklad, na zalaczonych rysunkach pokazano konstrukcje kolnierza polaczeniowego 1 po- siadajacego czesc górna 1.1 w ksztalcie kolowego pierscienia, poniewaz przeznaczona jest ona do po- laczenia z lezaca powyzej komora spalania CC podgrzewacza wody SG, równiez ksztaltu kolowego lecz, oczywiscie, jesli wspomniana komora spalania CC ma inny przekrój poprzeczny, górna czesc 1.1 kolnierza polaczeniowego 1 moze miec taki sam ksztalt, pozostawiajac bez zmian wszystkie inne wla- sciwosci konstrukcyjne odpowiednie dla uzyskania okreslonych celów. Podobnie, dolna czesc wklesla 1.2 moze miec inny ksztalt, jesli musi spoczywac i wspólpracowac z profilem górnej scianki palnika B, który nie ma typowego wypuklego ksztaltu pokazanego na rysunku. PL PL PL PL PL PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia ochronne 1. Zasobnikowy podgrzewacz wody, zawierajacy palnik bedacy rurowym palnikiem atmosfe- rycznym o osi poziomej majacym sciane górna o wypuklym profilu, oraz komore spalania usytuowana nad palnikiem, w której jest umieszczona glowica spalania palnika, zna- mienny tym, ze zawiera kolnierz polaczeniowy (1) za pomoca którego palnik (B) jest pola- czony z komora spalania (CC) i który zawiera górna czesc (1.1) otaczajaca podstawe ko- mory spalania (CC) oraz dolna czesc (1.2) uksztaltowana integralnie z czescia górna (1.1) i majaca profil odpowiadajacy wypuklemu profilowi górnej scianki palnika (B), przy czym czesc górna (1.1) kolnierza polaczeniowego (1) obejmuje calkowicie podstawe komory spa- lania (CC), tworzac jej zamkniecie, a jego czesc dolna (1.2) jest oparta na sciance górnej palnika (B) i jest zespolona ksztaltowo z profilem górnej scianki palnika (B) za pomoca profili koncowych (1.22), które tworza wkleslosc dopasowana do wypuklego profilu scianki górnej palnika (B).

2. Zasobnikowy podgrzewacz wody wedlug zastrzezenia 1, znamienny tym, ze czesc górna (1.1) kolnierza polaczeniowego (1) wewnatrz zawiera próg (1.3), na którym spoczywa dolna krawedz polozonej powyzej komory spalania (CC), przy czym próg (1.3) jest wyko- nany na poziomie nizszym niz górna krawedz czesci górnej (1.1).

3. Zasobnikowy podgrzewacz wody wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc górna (1.1) kolnierza polaczeniowego (1) wewnatrz zawiera wiele progów (1.3), na których spoczywa dolna krawedz polozonej powyzej komory spalania (CC), przy czym progi (1.3) sa wykonane na poziomie nizszym niz górna krawedz czesci górnej (1.1).

4. Zasobnikowy podgrzewacz wody wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze czesc górna (1.1) kolnierza polaczeniowego (1) ma ksztalt pierscieniowy i otacza podstawe ko- mory spalania (CC), która jest kolowa.

5. Zasobnikowy podgrzewacz wody wedlug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, ze czesc dolna (1.2) kolnierza polaczeniowego (1) zawiera poprzeczna listwe ogranicza- jaca (1.21), która stanowi ogranicznik polozenia palnika (B).

6. Zasobnikowy podgrzewacz wody wedlug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, ze kolnierz polaczeniowy (1) zawiera srodki mocujace (1.23, 1.24), za pomoca których kolnierz polaczeniowy (1) jest zamocowany do palnika (B) poprzez umieszczenie srodków mocujacych (1.23, 1.24) w specjalnych gniazdach (2.5) wykonanych w palniku (B).

7. Zasobnikowy podgrzewacz wody wedlug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, ze kolnierz polaczeniowy (1) zawiera wewnatrz dwie plaskie strefy, uksztaltowane miedzy czescia górna (1.1) i czescia dolna (1.2), przy czym pierwsza strefa PL 70 953 Y1 6 plaska (1.5) stanowi zbiornik kondensatu wytwarzanego przez spaliny, a druga strefa pla- ska (1.4) zawiera szczeline, w której sa umieszczone srodki zaplonowe (4.31) i srodki czuj- nikowe (4.32, 4.33) palnika (B).

8. Zasobnikowy podgrzewacz wody wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze srodki zaplonowe stanowi palnik pilotowy (4.31) a srodki czujnikowe stanowi termopara (4.32) i zapalnik pie- zoelektryczny (4.33), i sa one umieszczone na kolnierzu pomocniczym (4.30) sprzegnietym ze wspomniana szczelina w drugiej strefie (1.4). Rysunki PL 70 953 Y1 7 PL 70 953 Y1 8 PL 70 953 Y1 9 PL 70 953 Y1 10 Departament Wydawnictw UPRP PL PL PL PL PL PL PL