26.03.2004 04075948.2
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej
Polskiej
(97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono:
05.09.2007 Europejski Biuletyn Patentowy 2007/36 EP 1462040 B1
A47J31/36 A47J31/46 A47J27/21
(2006.01) (2006.01) (2006.01)
(54) Tytuł wynalazku:
Instalacja do przygotowywania gorącej wody
(30) Pierwszeństwo:
NL20031023023 26.03.2003
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
29.09.2004 Europejski Biuletyn Patentowy 2004/40
(45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono:
31.01.2008 Wiadomości Urzędu Patentowego 01/2008
(73) Uprawniony z patentu:
Bravilor Holding B.V., Heerhugowaard, NL
(72) Twórca (y) wynalazku:
Roet Frank Petrus Nicolaas, Opdam, NL
Verhoeven Romanus Eduard, Heerhugowaard, NL
Van Steenderen - De Kok Johannes Jacobus, Heerhugowaard, NL
PL/EP 1462040 T3
(74) Pełnomocnik:
Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.
rzecz. pat. Szafruga Anna 00-950 Warszawa skr. poczt. 335
Uwaga:
W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
Opis
Dziedzina techniki
Wynalazek odnosi się do instalacji do przygotowywania gorącej wody, zgodnie z preambułą zastrzeżenia 1.
Stan techniki 5
Taka instalacja jest znana z europejskiej publikacji patentowej EP 0 232 460 A, w której rura odpowietrzająca jest połączona z rurą wody gorącej. Ponadto, taka instalacja jest znana ze szwajcarskiej publikacji patentowej CH 689 607 A, w której rura odpowietrzająca ma 10
postać zaworu odpowietrzającego, który również jest połączony z rurą wody gorącej. Instalacja tego typu jest również opisana w EP 0 771 542. W tej instalacji, pompa jest zainstalowana na rurze wody zimnej między zbiornikiem wody zimnej a urządzeniem ogrzewającym. Jednakże opisywany 15
wynalazek nie jest ograniczony do tego i obejmuje również instalacje, w którym pompa została zainstalowana w rurze wody gorącej, między urządzeniem ogrzewającym a punktem czerpania.
Problem, który powstaje w takiej instalacji, polega na 20
występowaniu pęcherzyków pary i pęcherzyków powietrza w różnych komponentach instalacji. Pęcherzyki te mogą zakłócać przepływ wody przez instalację, a zatem, na przykład, mają poważny, negatywny wpływ na działania układów pomiarowych, które działają na bazie 25
niezakłóconego, jednorodnego przepływu wody. Ogólnie mówiąc, na działanie pompy będą miały również wpływ pęcherzyki pary lub pęcherzyki powietrza w wodzie. Pompa w konsekwencji nie będzie dostarczała jednorodnego strumienia
wody, co ma negatywny wpływ na możliwość wykonywania pomiarów w procesie pompowania.
Pęcherzyki pary i pęcherzyki powietrza mogą dostawać się do wody w różny sposób.
Urządzenie ogrzewające stanowi pierwsze źródło 5
pęcherzyków pary. W wielu przypadkach, które są rozważane tutaj, jest ogrzewanie przepływowe, w którym zimna woda jest wprowadzana poprzez zbiornik, który ma złącze zasilania i złącze odprowadzania, w zbiorniku jest zainstalowany (zwykle elektryczny) element grzejny. Woda w 10
zbiorniku jest utrzymywana blisko punktu wrzenia za pomocą elementu grzejnego sterowanego przez termostat. Oczywiście, w pobliżu elementu będzie występowało zjawisko wrzenia i będą formowały się formowały się pęcherzyki powietrza oraz pęcherzyki pary.
15
W innych przypadkach, których to dotyczy, jest wymiennik ciepła ze zbiornikiem, który zawiera gorącą wodę, która jest utrzymywana w wymaganej temperaturze za pomocą elementu grzejnego sterowanego przez termostat. Rura, na przykład, zwinięta spiralnie, przez którą wprowadzana jest 20
zimna woda, również biegnie przez zbiornik. Jeśli rozmiary są odpowiednio dobrane, to zimna woda wpływająca do złącza wejściowego, będzie ogrzewana w wymienniku ciepła do wysokiej temperatury, która może być bliska punktu wrzenia.
W wyniku zapoczątkowanego procesu wrzenia będą formować 25
się pęcherzyki powietrza i pary, z całą pewnością, blisko złącza wyjściowego, przy czym pęcherzyki te są chwytane przez płynącą wodę lub przywierają do ścianki rury i hamują przepływ w tym miejscu.
Pompa stanowi drugie źródło pęcherzyków powietrza.
30
Ogólnie mówiąc, pewna ilość gazu będzie rozpuszczała się w wodzie. W wyniku turbulentnych ruchów wody w pompie, niektóre gazy mogą być uwalniane i mogą tworzyć pęcherzyki powietrza, w wyniku czego działanie pompy ulega
pogorszeniu. Te pęcherzyki powietrza są również chwytane przez płynącą wodę. Kiedy przepływ zamiera, to pęcherzyki powietrza i pary usytuowane w rurach mogą osadzać się na ściance rury, a zatem mogą zakłócać dalszy przepływ wody.
Zbiornik zimnej wody jest następnym źródłem pęcherzyków 5
powietrza. Świeża woda z rury zasilającej jest wprowadzana do tego zbiornika w celu utrzymywania wymaganego poziomu wody w zbiorniku. To wprowadzanie świeżej wody często wywołuje turbulencje, w wyniku których powietrze może być więzione w wodzie, co może następnie prowadzić do 10
występowania problemów wskazanych powyżej w innych częściach instalacji.
Celem wynalazku jest zatem zapobieganie występowaniu wspomnianych powyżej niedogodności.
15
Krótki opis wynalazku
W celu osiągnięcia tego celu, dostarczana jest teraz instalacja typu opisanego w pierwszym akapicie, mająca cechy opisane w zastrzeżeniu 1. Przez usunięcie pęcherzyków 20
pary i pęcherzyków powietrza przez rurę odpowietrzającą (rurę odpowietrzającą) unika się wspomnianych powyżej niedogodności. Każda rura odpowietrzająca biegnie do góry do poziomu położonego nad najwyższym poziomem wody w instalacji i biegnie w dół od tego punktu. W rezultacie, 25
wszelka wilgoć, która powstała w rurze odpowietrzającej w wyniku kondensacji, nie jest chwytana przez strumień wody, gdzie mogłaby zakłócać wszelkie pomiary przepływu wody, ale jest usuwana na zewnątrz przez odcinek biegnący w dół.
Ponadto, biegnący w dół odcinek rury odpowietrzającej ma 30
wylot nad zbiornikiem zimnej wody. W tym przypadku kondensat będzie służyć jako woda zasilająca, gromadząca się na powierzchni wody w zbiorniku zimnej wody i nie
będzie docierać w sposób niekontrolowany do różnych miejsc w instalacji.
Z zasady, są dwa miejsca, gdzie pompa może być umieszczona w układzie, tj. między zbiornikiem zimnej wody a urządzeniem ogrzewającym albo między urządzeniem 5
ogrzewającym a punktem czerpania.
Pierwszy korzystny przykład wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że pompa jest zainstalowana na rurze zimnej wody i tym, że, patrząc w kierunku przepływu wody, rura odpowietrzająca jest połączona z rurą zimnej 10
wody za pompą i przed urządzeniem ogrzewającym.
Pęcherzyki, które powstały w pompie lub które mogą już być w wodzie, są usuwane z wody przez tę rurę odpowietrzającą.
W dalszym rozwinięciu pierwszego przykładu wykonania, dodatkowa rura odpowietrzająca jest połączona z rurą 15
gorącej wody. Pęcherzyki pary i pęcherzyki powietrza, które powstały w urządzeniu ogrzewającym, są usuwane przez następną rurę odpowietrzającą.
Drugi przykład wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że pompa jest zainstalowana w rurze wody gorącej i że, 20
patrząc w kierunku przepływu wody, rura odpowietrzająca jest połączona z rurą gorącej wody za urządzeniem ogrzewającym i przed pompą.
W dalszym rozwinięciu drugiego przykładu wykonania, dodatkowa rura odpowietrzająca jest połączona z rurą 25
gorącej wody za pompą. Pęcherzyki pary i pęcherzyki powietrza, które powstały w pompie, są usuwane przez tę dodatkową rurę odpowietrzającą.
Opis figur 30
Wynalazek zostanie teraz omówiony dokładniej w odniesieniu do dołączonych rysunków, na których:
Figura 1 pokazuje instalację ze stanu techniki,
Figura 2 pokazuje pierwszy schematyczny przykład wykonania instalacji według wynalazku,
Figura 3 pokazuje drugi schematyczny przykład wykonania instalacji według wynalazku, zaś
Figura 4 pokazuje trzeci bardziej szczegółowy przykład 5
wykonania instalacji według wynalazku.
Opis szczegółowy
Figura 1 pokazuje instalację ze stanu techniki.
10
Instalacja ta jest wyposażona w zbiornik zimnej wody 10, urządzenia ogrzewające 11, rurę zimnej wody 12 między zbiornikiem zimnej wody 10 a urządzeniem ogrzewającym 11, punkt czerpania 13, służący do czerpania gorącej wody, rurę gorącej wody 14 między urządzeniem ogrzewającym 11 a 15
punktem czerpania 13 i pompę 15. Pompa 15 zapewnia przepływ wody ze zbiornika zimnej wody 10 przez rurę zimnej wody 12, urządzenie ogrzewające 11 i rurę gorącej wody 14 do punktu czerpania 13.
Urządzenie ogrzewające 11 jest napełnione cieczą 20
(ogólnie wodą), która jest utrzymywana w z góry określonej temperaturze (tuż poniżej 100 stopni C) przez elektryczny element grzejny 17. Element ten jest uaktywniany w znany sposób za pomocą sterownika 21 na podstawie sygnałów z termostatu (nie pokazany). Przyjmuje się, że jest to znane 25
specjalistom w danej dziedzinie.
Poziom wody w zbiorniku 10 może, na przykład, być kontrolowany przez czujnik poziomu 18, który daje sygnał do sterownika 19, który steruje zaworem 20, który umożliwia przepływ wody z rury zasilającej do zbiornika, jak tylko 30
woda opadnie poniżej poziomu czujnika. Różne aspekty są również uważane za oczywiste dla specjalistów w danej dziedzinie i nie wymagające dalszych wyjaśnień.
Ponadto, miernik przepływu 22, przy pomocy którego mierzona jest ilość wody przepływającej, jest zainstalowany w rurze zimnej wody. Na podstawie sygnałów z tego miernika przepływu, sterownik 21 będzie sterować pracą pompy w taki sposób, że po włączeniu pompy, z góry określona ilość 5
gorącej wody jest dostarczana poprzez punkt czerpania 13, po czym pompa jest wyłączana.
Jak już wskazano powyżej, pęcherzyki pary i pęcherzyki powietrza, które mają negatywny wpływ na pracę pompy, mogą być tworzone w różnych miejscach tej instalacji, przy czym 10
pęcherzyki mają negatywny wpływ na działania miernika przepływu 22 i mogą hamować jednorodny przepływ wody, ponieważ pęcherzyki te mogą przywierać do ścian rur.
Wynalazek proponuje teraz usuwanie tych pęcherzyków pary i pęcherzyków powietrza przez rury odpowietrzające.
15
Instalacja przystosowana do tego celu, zgodnie z wynalazkiem, jest pokazana schematycznie na Figurze 2.
Instalacja na Figurze 2 jest wyposażona w te same komponenty jak na Figurze 1 i są one wskazywane przez te same oznaczniki liczbowe. Komponenty 10 – 22 nie wymagają 20
zatem ponownego omawiania. Zgodnie z wynalazkiem, została dodana rura odpowietrzająca 23, która jest podłączona za pompą 15, ale w żadnym przypadku nie przed miernikiem przepływu 22. Pęcherzyki powietrza, które powstały w pompie 15 albo ewentualnie były już obecne w rurze 12 przed pompą, 25
są usuwane przez rurę odpowietrzającą do atmosfery. W wyniku tego, spokojny strumień wody bez pęcherzyków jest wprowadzany do miernika przepływu, dzięki czemu ten miernik przepływu może dobrze działać i może generować dokładny sygnał. Rura odpowietrzająca jest, na przykład, 30
podłączona w wysoko położonym punkcie rury zimnej wody 12 między pompą 15 a miernikiem przepływu 22, w szczególności w punkcie położonym najwyżej przyjmując, że większość
pęcherzyków powietrza i pary będzie gromadziło się w tym miejscu.
Ponadto, według wynalazku, druga rura odpowietrzająca 24 jest połączona z rurą gorącej wody, na przykład blisko złącza wyjściowego urządzenia ogrzewającego 11. Pęcherzyki 5
powietrza i pęcherzyki pary, które zostały wytworzone w urządzeniu ogrzewającym, są usuwane przez rurę 24 do atmosfery. W rezultacie spokojny strumień wody, bez pęcherzyków i bez rozpylania, jest dostarczany do użytkownika poprzez punkt czerpania.
10
Rury odpowietrzające mogą być również używane z powodzeniem w przykładzie wykonania, w którym pompa znajduje się za urządzeniem ogrzewającym, w celu usuwania pęcherzyków pary i pęcherzyków powietrza z instalacji.
Figura 3 pokazuje to schematycznie.
15
Figura 3 pokazuje schematycznie drugi przykład wykonania instalacji według wynalazku. Instalacja ta jest wyposażona w zbiornik zimnej wody 30, urządzenie ogrzewające 31, rurę zimnej wody 32 między zbiornikiem zimnej wody 30 a urządzeniem ogrzewającym 31, punkt 20
czerpania 33, służący do czerpania gorącej wody, rurę gorącej wody 34 między urządzeniem ogrzewającym 31 a punktem czerpania 33 oraz pompę 35. W tym przypadku, pompa 35 jest zainstalowana w rurze gorącej wody 34.
W tym przypadku, urządzenie ogrzewające jest typu 25
przepływowego. Urządzenie jest wyposażone w kocioł 36 ze złączem wejściowym, z którym połączona jest rura zimnej wody 32 i złączem wyjściowym, do którego dołączona jest rura gorącej wody 34. W urządzeniu ogrzewającym mieści się element grzejny 37, który jest termostatycznie zasilany 30
przez sterownik 38 i który znajduje sie w bezpośrednim kontakcie z wodą, przepływającą nad nim.
Zawór 41, czujnik poziomu 42 i sterownik 43 spełniają te same funkcje jak analogiczne komponenty 18, 19 i 20, opisane powyżej, a zatem nie wymagają dalszego omawiania.
W tym przykładzie wykonania rury odpowietrzające 39 i 40 są zainstalowane w rurze gorącej wody 34, a w 5
szczególności tuż za urządzeniem ogrzewającym 31 i tuż za pompą 35 ,odpowiednio. W pewnych przypadkach rura 40 może być opcjonalnie pominięta wówczas, gdy pęcherzyki powietrza i / lub pęcherzyki pary w rurze gorącej wody za pompą są uważane za mniej istotne, ponieważ nie mogą już wpływać na 10
działanie instalacji.
Na Figurze 3 nie ma miernika przepływu. Stwierdzono, że w wyniku zastosowania środków według wynalazku uzyskiwany jest tak jednorodny strumień wody w instalacji, że wystarczy uaktywniać pompę 35 przez z góry określony czas, 15
aby dostarczać z góry określoną ilość gorącej wody poprzez urządzenie do czerpania 33.
Na koniec, Figura 4 pokazuje przykład wykonania typu z pompą na rurze zimnej wody i z innymi dodatkowymi zwiększającymi praktyczność detalami.
20
Instalacja jest wyposażona w zbiornik zimnej wody 50, urządzenie ogrzewające 51 typu przepływowego, rurę zimnej wody 52 między zbiornikiem zimnej wody 50 a urządzeniem ogrzewającym 51, punkt czerpania 53 służący do czerpania gorącej wody, rurę gorącej wody 54 między urządzeniem 25
ogrzewającym 51 a punktem czerpania 53 oraz pompę 55 poruszaną za pomocą silnika 68. W tym przypadku pompa 55 jest zainstalowana na rurze zimnej wody 52. W urządzeniu ogrzewającym 51 woda przepływa nad elementem grzejnym 57 i jest ogrzewana. Temperatura jest kontrolowana przez 30
sterownik 58 na podstawie sygnałów z czujnika temperatury 64.
Woda w zbiorniku 50 jest utrzymywana na wymaganym poziomie za pomocą zaworu 61 połączonego z rurą 62
dostarczającą wodę przy czym zawór 61 jest otwierany i zamykany przez sterownik 58 na podstawie sygnałów z pływaka 63. Ponownie przyjmuje się, że sposób pracy komponentów 61, 62 i 63 jest znany. Jest również rura przelewowa 65 w zbiorniku 50, przy czym rura przelewowa 65 jest 5
przeznaczona do działania tylko w sytuacjach awaryjnych.
Instalacja jest wyposażona w pierwszą rurę odpowietrzającą 59, która jest połączona z rurą zimnej wody 52 w miejscu usytuowanym poniżej pompy 55 i korzystnie w pobliżu najwyższego punktu rury 52. Rura 59 biegnie do góry 10
do poziomu, który jest nad najwyższym poziomem, który woda może osiągnąć w instalacji. Z tego poziomu rura wygina się i dalej biegnie w dół przez pewien odcinek. Na figurze odcinek skierowany w dół jest wskazywany jako 66. W ten sposób uzyskuje się to, że wszelkie kondensacje, 15
występujące w rurze odpowietrzającej, których można oczekiwać w szczególności w stosunkowo zimnym odcinku 66 biegnącym w dół, nie spłyną z powrotem do rury 52. W celu utrzymywania czystości instalacji, skierowany w dół odcinek 66 jest usytuowany nad zbiornikiem 50, w którym gromadzona 20
jest skondensowana woda.
Instalacja jest ponadto wyposażona w drugą rurę odpowietrzającą 60, której funkcja stanie się teraz oczywista po powyższym opisie. Rura ta również biegnie do góry do wysoko położonego poziomu, który jest usytuowany 25
nad najwyższym poziomem, jaki może zostać osiągnięty przez wodę w instalacji, a następnie posiada odcinek 67, biegnący w dół. Odcinek 67 jest skierowany w stronę zbiornika 50.
Rura 60 jest korzystnie połączona z rurą gorącej wody 54 w najwyższym punkcie tej ostatniej.
30
Oddzielny miernik przepływu nie jest stosowany w instalacji według Figury 4, ponieważ, ze względu na rury odpowietrzające, uzyskuje się tak spokojny przepływ wody przez różne rury, że uaktywnianie pompy przez z góry
określony czas jest wystarczające do dostarczania z góry określonej ilości gorącej wody. Miernik przepływu jest komponentem stosunkowo drogim, który jest podatny na uszkodzenie i który jest zatem zbędny dzięki środkom zastosowanym zgodnie z wynalazkiem.
5
Bravilor Holding B.V.
Pełnomocnik:
36P21446PL00 EP 1 462 040 B1
Zastrzeżenia patentowe
1. Instalacja do przygotowywania gorącej wody, zawierająca:
zbiornik zimnej wody (50), urządzenie ogrzewające (51),
rurę zimnej wody (52) między zbiornikiem zimnej wody (50) a urządzeniem ogrzewającym (51), punkt czerpania (53), służący do czerpania gorącej wody,
rurę gorącej wody (54) między urządzeniem ogrzewającym (51) a punktem czerpania (53),
pompę (55) do wywoływania przepływu wody od zbiornika zimnej wody (50) przez rurę zimnej wody (52), urządzenie ogrzewające (51) i rurę gorącej wody (54) do punktu czerpania (53),
w której rura odpowietrzająca (59, 60) jest połączona z przynajmniej jedną ze wspomnianych rur, znamienna tym, że każda rura odpowietrzająca (59, 60) biegnie do góry do poziomu położonego nad najwyższym poziomem wody w instalacji i biegnie w dół od tego punktu i tym, że
odcinek rury odpowietrzającej biegnący w dół (66, 67) ma wylot nad zbiornikiem zimnej wody (50).
2. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pompa (55) jest zainstalowana w rurze zimnej wody (52) i tym, że, patrząc w kierunku przepływu wody, rura odpowietrzająca (59) jest połączona z rurą zimnej wody (52) za pompą (55) i przed urządzeniem ogrzewającym (51).
3. Instalacja według zastrz. 2, znamienna tym, że dodatkowa rura odpowietrzająca (60) jest połączona z rurą gorącej wody (54).
4. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że pompa (35, 55) jest zainstalowana w rurze gorącej wody (34, 54) i
tym, że, patrząc w kierunku przepływu wody, rura odpowietrzająca (39) jest połączona z rurą gorącej wody (34, 54) za urządzeniem ogrzewającym (31, 51) i przed pompą (55).
5. Instalacja według zastrz. 4, znamienna tym, że dodatkowa rura odpowietrzająca (40) jest połączona z rurą wody gorącej (34, 54) za pompą (35, 55).
6. Instalacja według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że zbiornik zimnej wody (50) jest połączony przy pomocy sterowanego zaworu (61) z rurą doprowadzającą zimną wodę (62) i tym, że poziom wody w zbiorniku zimnej wody (50) jest mierzony przez miernik poziomu (63), który generuje sygnał do otwarcia zaworu (61), kiedy poziom spadnie poniżej ustalonego poziomu i generuje sygnał aby zamknąć zawór (61), kiedy ustalony poziom zostaje przekroczony.
Bravilor Holding B.V.
Pełnomocnik:
