用于为燃气加热的器的部件产生电压的装置

申请号 CN00802261.5 申请日 2000-10-12 公开(公告)号 CN1149349C 公开(公告)日 2004-05-12
申请人 罗伯特·博施有限公司; 发明人 埃弗特·尼古拉斯·德伯尔; 贝马德斯·约翰内斯·迈耶;
摘要 提出了一种用于为燃气加热的 热 水 器 的部件产生 电压 的装置,具有一个 热交换器 (13),它被带有一个出口 阀 (18)的一条引导水的输送管路(15)穿过。在该输送管路(15)内集成了一台 涡轮 发 电机 (30)的一个涡轮, 涡轮发电机 在打开出口阀(18)时提供电压。该涡轮发电机(30)的涡轮被安置在通入输送管路(15)内的一条旁路中。
权利要求

1.用于为器的部件产生电压的装置,它具有一个热交换器, 该热交换器被带有一个出口的一条引导水的输送管路穿过,其中, 一台涡轮电机的一个涡轮被集成于该输送管路内,它在打开出口阀 时提供所述电压,所述涡轮发电机(30)的涡轮(60)被安置在通到 输送管路(15)内的一条旁路(50)中,其特征为,设置了一个管道 壳体(31)和一个发电机壳体(32),并且,旁路(50)在发电机壳 体(32)中构成。
2.如权利要求1所述的装置,其特征为,沿水流方向,涡轮发电 机(30)被安置在热交换器(13)的前面。
3.如权利要求1所述的装置,其特征为,在输送管路(15)中安 置一个节流阀(40),它被这样确定尺寸,使得在旁路(50)中,在 涡轮(60)上施加一个与出口阀(18)的位置无关的、基本上恒定的 水压。
4.如权利要求3所述的装置,其特征为,旁路(50)和节流阀(40) 这样互相协调,使得经过涡轮(60)流过一个基本上恒定的流量。
5.如权利要求1所述的装置,其特征为,在旁路(50)中,在入 流侧构成一个逐渐收缩的旁路通道(56),其具有位于涡轮(60)前 面的喷嘴缝隙(58)。
6.如权利要求5所述的装置,其特征为,喷嘴缝隙(58)具有一 个斜面(59),其方向延伸在两个相邻的涡轮叶片(66)之间。
7.如权利要求5所述的装置,其特征为,沿着流向在喷嘴缝隙(58) 的后面,在旁路(50)中构成一个通流面(61),它在径向上指向涡 轮叶片(66)的方向。
8.如权利要求1所述的装置,其特征为,在管道壳体(31)中, 在节流阀(40)的前面设置了一个旁路入口(35),并且在节流阀(40) 的后面设置了一个旁路出口(36)。
9.如权利要求1所述的装置,其特征为,管道壳体(31)被构造 得带有一个平的第一表面(38),发电机壳体(32)被构造得带有一 个另外的平的表面(39),其中这两个平的表面用作连接面,并且, 旁路(50)被加工于在发电机壳体(32)上构成的平的表面(39)内。
10.如权利要求1所述的装置,其特征为,发电机壳体(32)具 有一个室(62),在该室中一个转子(72)与涡轮(60)一起运转, 在轴向上,一个定子(71)安置在该室(62)中,并且,在定子(71) 与转子(72)之间构成一个隔离罩(90),它将可被施加水的室段(63) 与干燥的室段(64)密封地分隔开,其中在干燥的室段(64)中固定 着定子(72)。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种用于为燃气加热的器的部件产生电压的装 置。

现有技术

从US-PS 4 740 725中已知,使用一种液压式微型涡轮电机来产 生一个点燃热水器的燃气燃烧器的点火电压。其中指出其优势是,由 此可以省掉持续燃烧的点火火焰。

EP 361 333 E中另外还给出了用于房屋维修的一种上水道配件, 其中在一条流水管道中设置了受流动水冲击的一个涡轮,它驱动一台 发电机。其中该涡轮被直接安置于流水管路的水流通道中。由发电机 产生的电压用于为一个电池充电,后者为一个控制装置提供压电, 由该压电来操纵一个供水器的

发明内容

按照本发明,提出了一种用于为热水器的部件产生电压的装置, 它具有一个热交换器,该热交换器被带有一个出口阀的一条引导水的 输送管路穿过,其中,一台涡轮发电机的一个涡轮被集成于该输送管 路内,它在打开出口阀时提供所述电压,所述涡轮发电机的涡轮被安 置在通到输送管路内的一条旁路中,其中,设置了一个管道壳体和一 个发电机壳体,并且,旁路在发电机壳体中构成。
本发明的装置的优点是,与输送管路中的通流量无关,驱动涡轮 或者发电机所必需的流量基本上保持恒定不变。这样能够保证,在不 依赖于出口阀的位置的前提下,可以为热水器的用电器输送足够的电 压。
通过其它措施,能够实现本发明装置的有利的扩展构造。
按照一种有利构型,沿水流方向,涡轮发电机被安置在热交换器 的前面。
按照另一种有利构型,在输送管路中安置一个节流阀,它被这样 确定尺寸,使得在旁路中,在涡轮上施加一个与出口阀的位置无关的、 基本上恒定的水压。
按照另一种有利构型,旁路和节流阀这样互相协调,使得经过涡 轮流过一个基本上恒定的流量。
按照另一种有利构型,在旁路中,在入流侧构成一个逐渐收缩的 旁路通道,其具有位于涡轮前面的喷嘴缝隙。
按照另一种有利构型,喷嘴缝隙具有一个斜面,其方向延伸在两 个相邻的涡轮叶片之间。
按照另一种有利构型,沿着流向在喷嘴缝隙的后面,在旁路中构 成一个通流面,它在径向上指向涡轮叶片的方向。
按照另一种有利构型,在管道壳体中,在节流阀的前面设置了一 个旁路入口,并且在节流阀的后面设置了一个旁路出口。
按照另一种有利构型,管道壳体被构造得带有一个平的第一表 面,发电机壳体被构造得带有一个另外的平的表面,其中这两个平的 表面用作连接面,并且,旁路被加工于在发电机壳体上构成的平的表 面内。
按照另一种有利构型,发电机壳体具有一个室,在该室中一个转 子与涡轮一起运转,在轴向上,一个定子安置在该室中,并且,在定 子与转子之间构成一个隔离罩,它将可被施加水的室段与干燥的室段 密封地分隔开,其中在干燥的室段中固定着定子。
为了在出口阀开口比较小的情况下也能提供足够高的电压,比如 说1.5V的电压,特别有利的是,当涡轮发电机的涡轮流过所需要的流 量时,才通过一个节流阀打开输送管路。有效的方式是,节流阀在大 约250毫巴(mbar)的压下时才打开。这样可以保证,通过涡轮的 流量在大约为2至3升/分钟,这已经被证明对于产生所需的电压是有 效的。此外,通过根据压力改变节流阀的通流截面,还可以确保在旁 路中的压力基本上保持不变。为此,节流阀受到具有相应弹簧特性曲 线的一根压力弹簧的作用。为了以较低的流量来驱动涡轮,在旁路中, 在涡轮的前面,构成一个带有喷嘴缝隙的喷嘴。
本发明不仅可以应用于燃气直通加热器中,也可以使用于由燃气 燃烧器进行加热的其它热水器中。
附图说明
本发明的实施例在附图例中给出,并且在下面的说明中予以进一 步解释。
图示为:
图1  一台燃气加热的热水加热器的示意图,
图2  本发明装置的一个配件的剖面图,
图3  该配件的一个壳体的剖面图,
图4  图3中的壳体的俯视图,
图5  用于发电机的另一个壳体,
图6  图5中的壳体沿着观察方向X的视图,
图7  沿着图6中VII-VII线的剖视图的局部,以及
图8  图2中局部A的放大剖面图。

具体实施方式

图1中示意性地给出了一个由燃气加热的热水器,它带有一个燃 气燃烧器11,一个燃烧室12和一个热交换器13。燃气燃烧器11中供 入燃气25,它在燃烧室12中燃烧。热交换器13中穿过引导水的输送 管路15,它沿流动方向在热交换器13之前具有一个入口侧16(冷水 侧),而沿流动方向在热交换器的后面有一个出口侧17(热水侧), 后者具有一个出口阀18(水笼头)。
在入口侧16上,沿流向在热交换器的前面有一个附件20,它带有 一台涡轮发电机30,该涡轮发电机受到在输送管路15中流动的水的驱 动而产生一个电压。
取用热水时,打开出口阀18,此时,水流过输送管路15。随着出 口阀18的打开,由于输送管路15中的水流动,涡轮发电机30受到驱 动,它因而产生电压,向电气部件提供电流
在本实施例中,所产生的电压被用作点火电极21的点火电压,其 中,在点火电极21上产生的点火火花将燃气25点燃。所产生的电压 此外还被用于为电子控制装置22供电。该控制装置按照公知的方式, 根据水阀24的位置控制燃气阀23。此外,也可以为这里未示出的其它 控制元件和传感器供电。
图2给出了带有管道壳体31和发电机壳体32的附件20的一个剖 面。壳体件31、32例如用塑料制成。管道壳体31具有一个流入侧的 段33和一个流出侧的段34。从流入侧的段33分支出一个旁路流入口 35;从流出侧的段34则分支出一个旁路流出口36。另外,在管道壳体 31上,流入侧和流出侧还连接了输送管路15。在管道壳体31中的流 动方向通过箭头给出。
在旁路口35、36上,管道壳体31具有一个平的表面38,其中, 加工出一个用于容纳件77的带有盲孔42的凹部41(图3和8)。此 外,平的表面38上还具有孔43,用于固定发电机壳体32的固定件被 嵌入其中(图4)。为了将发电机壳体32密闭地固定在管道壳体31 上,发电机壳体32上制作出另一个平的表面39(图5),它与管道壳 体31上的平的表面38接合。
根据图2,在管道壳体31中,另外还安置有节流阀40,它具有一 个阀座44、一个阀盘45和一根阀杆46。阀杆46在导向器47中被导 向,后者通过轮辐式的距离保持元件48支撑在管道壳体31的内壁上。 逆着流向,阀盘45具有一个截锥式的帽头68,用于改善液流。阀盘 45借助于一根压力弹簧49受到弹簧力作用,其中,压力弹簧49具有 这样的弹簧特性曲线,使得节流阀40在压力达到如250毫巴时才打 开。由此保证了,即使出口阀18开口小,也能有大约2至3升/分钟 的足够水量通过旁路通道50流过。为了由涡轮发电机30产生所需的 电压,该流量是必需的。不过,前提条件是,出口阀18被相应地打开。
根据图5,旁路通道50被加工在平的表面39内,在图6中用俯视 图将其示出。旁路通道50与流入口35和流出口36相匹配地具有一个 半圆形的起始端52和一个半圆形的末尾端53。一个容纳孔55位于二 者之间,它用于后面将要描述的带有涡轮叶片66的涡轮60。旁路通道 50另外还具有一个入流通道56和一个出流通道57。入流通道56从起 始端52的开口处开始,连续地变细,直到喷嘴缝隙58处。喷嘴缝隙 58的横截面上设置了一个斜面59,该斜面59的走向在图7中给出。 之后,斜面59例如以一个20度的与涡轮叶片66之间的距离相匹 配,并且从一个涡轮叶片的头部延伸到相邻涡轮叶片的根部。这样, 喷嘴缝隙58的横截面积相当于两个相邻的涡轮叶片66之间的入口面 积的大约1.5倍。沿着流向,在喷嘴缝隙58的后面,有一个弯曲的通 流面61,它沿径向指向涡轮60的涡轮叶片66的方向。
涡轮发电机30的细节在图8中给出。发电机壳体32具有一个室 62,它包括一个转子侧的室段63和一个定子侧的室段64。带有定子 71和转子72的发电机70位于室62中。转子72是一个沿径向磁化的 永磁体73,它与涡轮60一起可转动地支承在固定的轴75上。其中, 轴75与容纳件77固定地连接在一起,后者也同样固定地安置在管道 壳体31的盲孔42中。在轴75上运转着两个轴承85,它们与涡轮60 不可相对转动地连接在一起。这样,涡轮60与转子72一起在轴75上 转动。同样可以想到,将涡轮60和转子72不可相对转动地安置在轴 75上,而轴75被可转动地支承。
定子71具有一个激磁绕组80,它带有爪极式导磁片81,这些爪 极式导磁片分别具有径向段82和轴向段83。其中,轴向段83在轴向 上延伸直到超过永磁体73,其作用是将永磁体73的磁场传导至位于磁 场以外的激磁绕组80上去。
在定子71和转子72之间安置了一个钵状隔离罩90,它具有一个 轴向段91、一个径向密封法兰92和一个另外的容纳部93。隔离罩90 将转子侧的室段63与定子侧的室段64密封地隔离开。这样使得可以 向转子侧的室段63中施加水。另外的容纳部93成形于隔离罩90内, 其作用是在定子侧容纳固定不动的轴75。这样,轴75朝着定子侧的室 段64也同样是密封的。因而,在这里的涡轮发电机30中,仅仅需要 借助于隔离罩90相对于定子71进行如上面所描述的密封。不必为转 动的件设置密封。
发电机壳体32在室62中具有一个底95,在其中加工出一个环形 的凹槽96,其中放置一个密封圈97。为了实现密封,在发电机壳体32 的室62内装进了一个套管98,它压在隔离罩90的密封法兰92上。套 管98的内壁同时还用于容纳导磁片81的轴向段83,该导磁片因而被 固定在套管98和隔离罩90之间。为了不在导磁片81中间发生磁短 路,与导磁片81相连接的构件是由非磁性材料、例如塑料制成的。
为了固定隔离罩90,室62在上部段中具有一段螺纹99,其上可 以拧上一个同样设置了螺纹的盖100。通过拧上盖100,使套管98朝 向隔离罩90的密封法兰92压紧,从而,在发电机壳体32的底95上, 产生所要求的在转子侧的室段63和定子侧的室段64之间的密封。
QQ群二维码
意见反馈