用于流体加热器的压力补偿和混合设备的制作方法

用于流体加热器的压力补偿和混合设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于流体加热器的压力补偿和混合设备，该压力补偿和混合设备具有混合单元和压力补偿单元，其中该混合单元用于混合被导入该混合单元中的流体，并且其中，所述压力补偿单元用于使流体中的压力均匀化。所述混合单元和所述压力补偿单元结合在使得紧凑的结构的壳体中。通过所述混合单元，实现了被流体加热器加热的水的温度的特定的均匀化。
【专利说明】用于流体加热器的压力补偿和混合设备

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流体加热器以及压力补偿和混合设备。

【背景技术】
[0002]流体加热器例如被称为连续流加热器并且用于对水的加热，这用于卫生目的(例如，淋浴器、浴盆、洗涤槽或洗手盆)。典型地，流体加热器具有热源(例如气体燃烧器或电加热装置)和热交换器。流体(例如，来自供水干线或来自储存罐的水)流过该热交换器，其中水在流过该热交换器的同时被加热。
[0003]根据水和热需求，流体加热器或流体加热器中的热源连续地或-以较小的热需求-按照循环方式来操作。仅在由于用户的需求而给出热需求时接通电加热装置或燃烧器。典型地，通过流开关来控制热需求(热水需求)。
[0004]在流体加热器的操作期间，会发生在龙头连接处的出口温度的波动。在输出的持续时间内，这些波动造成的结果是或多或少强烈地偏离在设备处预定的设定温度。在该过程中，特别地，出口温度峰值对于使用者是不舒服的，这是因为接触太热的水会造成烫伤。此外，短时间内太低的温度对于使用者至少是不方便的。
[0005]出口温度的波动一方面可能因流体加热器的使用者本身而引起，例如因淋浴期间水通过量的量的变化而引起，或者另一方面可能因不能受使用者影响的基础设备和系统状况而引起，例如因气体燃烧器处的波动的气体压力而引起。
[0006]如果在淋浴期间短期地断开水或者如果强烈地减少通过量，则中间分别存储在热交换器或热传送器中的过量的热被引入水中。因此，如果不再发生水的通过量，那么被气体燃烧器或电加热装置引入热交换器中的热量也被传送至水中。这造成热水温度在设定温度以上的快速且短期上冲，从而达到不希望的温度峰值。
[0007]如果在淋浴停止之后重新打开龙头，则花费给定时间偏移量才能使气体燃烧器将需要的热量传送至热交换器从而传送至水。该时间偏移量由点火并起动燃烧器所需要的时间而产生以及由对燃烧器的元件的加热而产生。根据通过量的量和时间偏移量，这导致水温相对于设定温度的下冲。得到的惊人的冷水也被使用者体验为不方便的。
[0008]流体加热器多用在固定设施中(例如浴室中)。然而流体加热器还可以用在作为例如拖车、房车或船的移动区域中。移动应用中流体加热器系统的操作需要对波动材料和/或操作流的特殊考虑，这是因为在移动应用中中央供应系统(例如供气系统、供电系统、供水系统)通常必须为多个使用者服务。这会造成龙头连接处热水温度的另外波动，这是使用者不期望的并因此体验为不方便的。
[0009]根据US8，276，548B2已知用于移动应用的连续流加热器。
[0010]在DE-G-9101643中，描述了一种具有缓冲存储器的水加热设施，其用于使出口处水温均匀化。
[0011]移动应用的另外问题是，在大多数情况下可得到的空间非常有限。因此不能容易地将用于使温度均匀化的可能的缓冲或补偿储蓄器置于不足的可得到的空间中。
[0012]此外，特别地，在小系统中，在加热期间，会出现如下问题:水压随着不断加热而上升，使得水经由释压阀溢出。尤其在有限水保留在移动应用中的情况下，这种水损失是特别有害的。


【发明内容】

[0013]本发明解决该问题以提供一种以保持方式操作资源并且能够输出具有尽可能恒定的温度和压力的水的流体加热器。
[0014]在本发明中通过具有独立权利要求的特征的用于流体加热器的压力补偿和混合设备以及具有所述压力补偿和混合设备的流体加热器来解决该问题。在从属权利要求中给出了有利实施方式。
[0015]用于流体加热器的压力补偿和混合设备具有混合单元和压力补偿单元，其中所述混合单元用于混合被导入所述混合单元中的流体，所述压力补偿单元用于限制所述流体中的压力上升，并且其中所述混合单元和所述压力补偿单元结合在容器单元中。
[0016]通过使用混合单元可以混合被流体加热器加热的流体，从而特别地混合水。通过该过程可以实现:较热流体与较冷流体混合，使得总温度更均匀化。
[0017]如果在流体加热器的断开期间经由热交换器将热引入热交换器中的剩余的水中，使得生成了不期望的温度峰值，则该方面对于上述问题是特别有益的。在借助混合单元在系统中仍存在的过热水与较冷水的后续混合使得能够降低温度峰值，这至少增强了舒适。
[0018]压力补偿单元能够限制流体中的压力，以便于避免流体加热器的部件或整个供水设施的部件的损害。在水的强烈加热的情况下以及在设施的冻结的情况下会需要压力限制。
[0019]通过将混合单元和压力补偿单元结合在公共容器单元中，实现了尤其紧凑的结构，这对于作为例如房车的移动设施中的使用特别有益。典型地，压力补偿单元设置为在空间上与流体加热器分隔开。通过将该压力补偿单元与流体加热器的混合单元结合，能够最优地使用可得到的空间。
[0020]为此，混合单元和压力补偿单元可以具有公共流体接收导引壳体。混合单元和压力补偿单元然后也位于同时也导引流体或水的壳体内。
[0021]混合单元可以具有流体接收混合容积，同时压力补偿单元具有空气接收压力补偿容积。为此，混合容积和压力补偿容积可以彼此直接邻接，其中，该混合容积和该压力补偿容积至少部分地通过公共分隔壁而彼此分隔开。然后，该混合容积和该压力补偿容积布置成直接挨着彼此，并从而至少部分地仅通过分隔壁而彼此分隔开。借此可以实现尤其紧凑的结构。
[0022]压力补偿单元可以被混合单元至少部分地包围。在反转变型中，混合单元可以被压力补偿单元至少部分地包围。因此，一个单元可以至少部分地包围相应的另一个单元以便于实现紧凑的结构。
[0023]特别地，混合容积和压力补偿容积可以布置成水平地挨着彼此。
[0024]压力补偿单元可以至少部分地布置在混合单元内部。在另外的变型中，混合单元至少部分地布置在压力补偿单元内部同样是可能的。
[0025]混合单元包括具有至少一个入口和至少一个出口的混合容积。为此，混合单元可以具有用于接收混合容积的混合容器，其中该混合容器具有入口和出口。在混合容积或混合容器中发生实际的混合过程，其中流体通过入口进入而通过出口出去。如将在下面详述的，可以通过混合容积或混合容器的适当设计一其在混合容积内部支持混合过程一来实现特别有效的流。
[0026]在变型中，可以在混合容积上设置更多入口和/或更多出口。该选择取决于相应的条件和需要，且取决于尺寸设定。
[0027]混合容积或包围混合容积的混合容器可以具有基本上(部分地)旋转对称例如圆柱或椭圆的基础本体，其中，主要地，混合容积的内轮廓的设计是基本的。因此混合容积的内轮廓应当尽可能均匀化地形成，或者应当具有平滑过渡的统一曲率以便于允许畅通无阻的流动-如将在下面详述的。
[0028]混合容器的主轴或中心轴或旋转轴线可以竖直地布置然而还可以水平地布置。
[0029]混合单元可以为漩涡混合单元并且具有漩涡生成单元，该漩涡生成单元用于生成流体在所述混合容积中的涡流。因此借助漩涡生成单元实现了:在混合容积中流动的流体形成产生该流体的特别有效的混合的涡流。
[0030]可以以各种方式来形成漩涡生成单元，例如，漩涡生成单元可以具有布置在混合容积中的翼轮。漩涡生成单元同样可以包括这样的装置，该装置在入口和出口处导引或重定向流体流，使得得到涡流。
[0031]在一种实施方式中，可以形成漩涡生成单元，使得入口沿切向地布置在混合容积或混合容器处，使得通过入口进入的流体沿切向地流入混合容积中。另一方面，出口可以沿轴向地布置在混合容积中，使得通过出口出去的流体沿轴向地流出混合容积。为此，出口可以布置在混合容积的内轮廓的中间轴线、主轴线或旋转轴线上，然而还可以布置成与该轴线偏置。对于基本上圆柱形混合容积，出口从而可以布置在圆柱的旋转轴线上或者还可以相对于该旋转轴线移位。然后出口的轴线与旋转轴线平行或共轴。
[0032]特别地，出口可以设置在混合容积的顶侧，并且可以从混合容积中竖直向上引出流体，同时入口设置在混合容积的上部区域中，与例如旋转对称的基础本体的侧向侧成切向。
[0033]在变型中，出口可以设置在混合容积的底侧，并且可以从混合容积中向下引出流体，同时入口设置在混合容积的下部区域中且位于包围混合容积的混合容器的侧向侧。该变型具有以下优点:在系统未被使用时能够使流体经由入口或出口出去。不需要另外的流体出口。此外，出口在操作期间被频繁冲洗而因此不会关闭。
[0034]出口还可以进一步经由提取管线延伸入混合容积的内部，使得流体从混合容积中改变到出口中的实际提取位置可以在与出口穿过混合容器的壁离开该混合容器的位置不同的区中。因此，例如在出口布置在混合容积的底侧的情况下，如果提取管线相应地被向上弓I入混合容积内部，则提取位置还可以位于混合容积的上部区域中。
[0035]通过混合容积的入口和出口的该布置，可以实现混合容积内部的特定流体流，其允许流体在混合容积中的有利混合。例如，已示出了穿过切向入口流入的流体在混合容积内部执行螺线流、旋风流或涡流，使得实现有效的混合。穿过入口流入到混合容积的上部分中的流体首先执行沿着混合容积的内轮廓从上部区域到混合容积的下部区域(反转区)的外部螺线流。在反转区中，该流的直径从外部流向内部流减小，然后该内部流也在混合容积的内区中沿螺线向上流动至出口。
[0036]在另外的实施方式中，例如在更多的入口和/或出口的情况下或者在混合容积的水平对准的主轴线的情况下，同样可以形成螺线流、旋风流或涡流，其然后相应地被对准，即例如沿着水平漩涡轴线。
[0037]在另外的实施方式中，混合单元为喷射混合单元，其中入口布置在混合容积的一侧并且出口布置在混合容积的同一侧。然后，入口和出口可以相对于彼此共轴地布置，使得入口环形地包围出口或者出口环形地包围入口。使用喷射混合单元同样可以实现流体在混合容积中的有效混合。
[0038]在进一步的发展中，入口和出口可以在喷射混合单元的混合容积的顶侧或底侧布置在一起。
[0039]压力补偿单元可以具有带有至少一个开口的室，该室用于接收压力补偿容积。所述开口可以设置在室的下部区域中，使得压力补偿容积能够作为空气容积包括在室的在开口上方的上部区域中，其中室经由开口与混合容积直接连接。混合容积或混合容器和压力补偿容积彼此连接，使得可以通过室中的压力补偿容积来补偿混合容积中流体压力的变化。室中容纳的压力补偿容积或该压力补偿容积中包括的空气容积在流体压力上升的情况下被压缩，这产生压力峰值的降低。当空气容积膨胀时，流体的压力会再次上升。
[0040]接收压力补偿容积的室可以具有基本上旋转对称，例如圆柱或圆顶状基础本体，其中所述室可以布置在混合容积内部。可替代地，所述室可以具有包围混合容积的环形结构。
[0041]为此，适当的是将室和混合容积相对于彼此同心地布置，这意味着他们部分(quasi)插入彼此，以便于实现期望的紧凑结构。
[0042]在变型中，压力补偿单元可以具有两个室，其中内室布置在混合容积的内部而外室至少部分地在外部包围混合容积。通过提供两个室并因此还提供两个压力补偿容积，可以实现充分大的容积以便于实现有效的压力补偿。
[0043]一方面具有混合容积的混合容器以及另一方面具有空气或压力补偿容积的室可以具有基本上旋转对称的基础本体。该基础本体可例如对应于具有圆形布局的圆柱。同样，还可以选择椭圆布局、方形布局、矩形布局还或者其他有角度的布局。无角度的布局(针对圆柱的圆形或椭圆形)具有以下优点:尤其地，混合容器的相对连续的内部形状可以实现为使得可以形成期望的涡流或旋风流。
[0044]根据实施方式，此外用于混合容器和室的不同基础形状可以彼此合并，例如用于混合容器的圆形圆柱与用于室或立方体状容器的椭圆圆柱可以彼此合并。
[0045]流体加热器可以使用上述的压力补偿和混合单元，其中流体加热器具有:热源，该热源用于生成热；热交换器，该热交换器用于将热传送至流过热交换器的流体；以及导引单元，该导引单元用于将流体从热交换器导引至压力补偿和混合单元。
[0046]压力补偿和混合单元可以结合到流体加热器中，并且可以布置成尽可能靠近热交换器以便于节省可得到的空间。
[0047]在该结构中，导引单元可以形成为用于将流体从热交换器导引至在混合容积处的入口。
[0048]流体加热器可以例如作为连续流加热器对从供水系统(蓄水器、公用水干线等)供应的水和应当用于例如卫生用途而使用的水进行加热。同样，流体加热器还可以用于在不提取流体的情况下例如使用加热电路有规律地加热循环流体。

【专利附图】

【附图说明】
[0049]下面基于示例参照附图进一步详述了本发明的这些和其他的优点和特征。其中:
[0050]图1示出了压力补偿和混合设备的示例的横截面视图；
[0051]图2示出了图1的压力补偿和混合设备的侧视图；
[0052]图3a和3b示出了流体加热器的结构的示例的示意图；
[0053]图4示出了图1和图2的压力补偿和混合设备的示意性结构；
[0054]图5示出了压力补偿和混合设备的另外的实施方式的示意图；
[0055]图6示出了图4的结构的示例的侧视图和顶视图；
[0056]图7示出了另外的实施方式的示意性侧视图和顶视图；
[0057]图8示出了图7的实施方式的变型；
[0058]图9示出了另外的实施方式的示意图；
[0059]图10示出了图1和图2的压力补偿和混合设备的混合容积中的旋风流原理；
[0060]图1la和Ilb示出了混合容积中的旋风流的另外的示例；以及
[0061]图12示出了压力补偿和混合设备中的混合容积内的流动和混合原理的另外的示例。

【具体实施方式】
[0062]可以以不同方式来实现本发明的压力补偿和混合设备。图1和图2中示出了【具体实施方式】的截面视图和侧视图。该实施方式特别适合于移动应用，例如拖车、房车或船。
[0063]压力补偿和混合设备具有容器单元1，该容器单元I中布置了用于混合单元和压力补偿单元的部件。所示出的示例的容器单元I包括基本上三个部件，即上部分2、下部分3和底部分4。部分2、3、4被拧、挤或粘在一起等等，使得可以在各个接合表面处实现密封互连。
[0064]上部分2和下部分3的内轮廓基本上旋转对称并且在很大程度上近似圆柱。在上部分2的上端处的前侧和在下部分3的下端处的前侧大体上也为旋转对称-不管较小偏差-并且每个均近似半球的内轮廓。
[0065]上部分2和下部分3形成混合容器5，该混合容器5形成或包围混合容积5a，在该混合容积5a中可以混合流体，即特别地水，如将在下面所说明的。
[0066]在混合容器5的内部插入了圆顶状壁6，该圆顶状壁6形成属于压力补偿单元的室7。能够从图1中看出，圆顶状壁6从下部分3的下端向上延伸并形成室7，该室7上侧被封闭。
[0067]在室7的下端处或在下部分3的下端处设置了多个开口 8，混合容器5通过该多个开口 8与室7直接地连接。因此，水可以穿过开口 8在混合容器5与室7之间来回流动。
[0068]当用水填充混合容器5时，水因此还经由开口 8进入室7并在其中上升。然而，在室7中水上方形成了封闭空气容积7a，该封闭空气容积7a的压力随着上升的水(参照水位线7b)而上升，直到压力比平衡为止。
[0069]如果系统中压力进一步上升，则室7中的水会进一步上升并且会进一步降低室7中封闭的空气容积。相反，如果系统中压力下降，则室7中水位也将下降并且空气容积被扩大。图1示出了在水压高且因此空气容积7a小的状态下的水位线7b。
[0070]通过该过程，可以实现整个系统的压力补偿。特别地，可以降低、补偿并均匀化由于外部影响，诸如波动的供水压力(对水的强烈加热并从而封闭系统中的容积膨胀)而生成的压力峰值。
[0071]只有达到对系统造成威胁的极限压力时才必须启动系统中通常存在的释压阀。可以通过室7中的压力补偿单元来补偿通过供应水、加热水并排放水在操作期间生成的正常的压力波动。
[0072]如例如根据现有技术已知的，在室7中容纳的水与水上方封闭的空气容积之间可以布置膜。然而，如已在实践中证明的，这样的膜不是必要的。
[0073]经由管道15和入口 9实现将例如热交换器(图3中的热交换器14b)中的被加热的水供应至混合容器5中，该入口 9布置在上部分2处的混合容器5的上部区域中。
[0074]经由出口 10实现对水的排放，该出口 10形成在混合容积5的上侧并从而形成在上部分2上。出口 10允许在轴向方向上排放水，即沿着或平行于混合容器5的主轴线，这里为竖直向上地排放水。
[0075]在未示出的变型中，出口 10经由提取管线进一步延伸到混合容器5的内部，使得水从混合容器5中变化到出口 10中的实际提取位置进一步向下定位，与混合容器5的壁分隔开。
[0076]直接地邻接出口 10设置有T形件11，可以通过该T形件11在水平方向上传送从混合容器5排放的水。在T形件11处还可以应用释压阀或安全阀(图2的右侧)以便于释放系统内的危险的过压。
[0077]入口 9和出口 10的布置允许特殊形状的流，该特殊形状的流允许水在混合容器5中的有效混合并从而允许例如使从出口 10排放的水的温度均匀化。
[0078]如从图1和图2可以看出的，入口 9沿切向地布置在上部分2的壁处，使得水沿切向地流入到混合容器5中。由于基本上旋转对称的混合容器5的内侧的曲率，所以水生成螺线或螺旋流，该流沿螺线向下移动至下部分3，同时绕着混合容器5的中间轴线或主轴线旋转。在该过程中，该流沿着上部分2和下部分3的内侧或内壁流动。
[0079]在下部分3的下端处，该流保持其漩涡并因此保持其圆形流动方向，然而沿竖直方向返回，使得形成了混合容器5内部的圆顶状壁6的外侧的螺线向上的流，直到水流经由混合容器5的出口 10离开端处为止。
[0080]以后基于图10示出了混合容积5a或混合容器5中形成的流动路径。
[0081]如果不会设置圆顶状壁6或室7，则也会形成所述流，即在混合容器5内部水首先螺线向下并然后又螺线向上的螺线流。从而，通过入口 9和出口 10的布置结合混合容器5的统一内轮廓单独实现了所述流。
[0082]在这方面，不必要的是，混合容器5具有确切的旋转对称从而例如圆柱形或球形的内轮廓，如图1和图2所示。同样，例如该内轮廓可以类似椭圆布局。仅必要的是，能够实现围绕中间轴线旋转的流。
[0083]还可以将以该方式形成的流描述为“旋风状”。然而，与例如真空吸尘器过滤器中的旋风状“空气”流相比，在本情况下使用该流，实现了穿过入口流入的水与混合容器5中已经容纳的水的尤其有效的混合。
[0084]下部分3的底侧被底部分4封闭，连接部12、13位于底部分4上，可以在需要时将来自混合容器5的水经由该连接部12、13排放到例如排水装置或环境中。该措施用作例如防霜冻以便于避免混合容器5中水的冻结。
[0085]水由于其自身的重量而流动至底部分4中的最低点，并且可以经由连接部12、13从该最低点被排放至排水装置。
[0086]连接部12或13可以通向安全排放阀，可以在冻结的情况下经由该安全排放阀自动地排放水。
[0087]图3示出了用于卫生系统的可以用作例如恒定流加热器的流体加热器14的主要结构的两个变型。
[0088]在图3a)中，流体加热器14具有用于生成热的热源14a例如气体燃烧器，该热经由热交换器14b被传送至流过流体加热器14的流体，即特别地为水中。水经由管道15被直接地导引至容器单元I中，该容器单元I容纳或形成了压力补偿和混合设备。
[0089]在图3b)的实施方式中，容器单元I布置成远离具有热交换器14b和热源14a的实际流体加热器14。在该布置中，可以沿着管道15设置图中未示出的其他的部件。
[0090]流体加热器14作为连续流加热器特别适合于移动应用，从而例如适合于房车、拖车或船。为此，可以对来自公用干线或储蓄罐的水提供借助热源14a和热交换器14b进行的加热，以及借助具有压力补偿和混合设备的容器单元I相对于其温度以及其压力进行的均匀化。
[0091]图4示出了图1的设备的主要结构的示意图，其中在容器单元I内部布置了实现压力补偿的混合容积5a或混合容器5和室7。
[0092]图5中示出了该结构的变型，根据该变型，具有压力补偿容积的室7未布置在混合容积5a(混合容器5)内部(如例如图1和图4所示)，而布置成挨着该混合容积5a。此外在该情况下，可能且适当的是，混合容积5a或混合容器5中的容积和室7中的容积彼此直接地连接，使得水可以在容积之间来回流动。
[0093]还借助图6示出了图1的设备的主要结构，其中，在图6的上部分中示出了设备的示意性横截面侧视图而在下部分中示出了横截面顶视图。箭头示出了用于混合容器5与室7之间的补偿的水的流动的可能性。
[0094]图7示出了图6的实施方式的变型，针对该变型，交换了混合容器5与混合容积5a的位置和室7的位置。因此，混合容器5布置在室7内部，该室7包围混合容器5。此外在该情况下，箭头示出了混合容器5与室7之间的可能的补偿流动。
[0095]室7-由于其朝向其顶部被完全封闭-基本上仅被空气(空气容积7a)填充。在环形室7 (水位线7b)中只略向上升的水仅仅位于来自混合容器5或混合容积5a的水所流入的下部分中。
[0096]通过该布置实现了:室7中容纳的空气容积7a表现出相对于水容纳混合容器5的一定的隔离效果。这一方面对于保持混合容器5中容纳的被加热的水的温度是有利的。另一方面，由于该隔离作用，室7中的空气容积7a还可以增强防霜冻。
[0097]图8示出了图7的实施方式的变型。
[0098]在封闭容器(混合容器5)中形成了混合容积5a。在上部区域中设置了形成壁6的管状输入。进入混合容积5a中的入口 9近似地布置在壁6的下边缘的高度处，而出口10-对于上述一些实施方式的情况亦是如此-形成在混合容器5的上部前端处。
[0099]由于除了入口 9和出口 10之外混合容器5被全部封闭的事实，所以可以形成空气容积7a的向下敞开的室7围绕壁6形成在外部。即，当第一次用水填充混合容器5时，混合容器5中容纳的空气首先被移位并特别地通过出口 10被排出。然而，由于该空气的一部分-受管状壁6阻碍-不能流向出口 10，所以该空气的一部分保留在环形室7中。该空气垫用作用于流体中后续压力补偿的空气容积7a。水位线7b表示剩余的空气容积7a与混合容器5的剩余部分中的水之间的界面。
[0100]图9示出了与图6和图8的实施方式的组合对应的实施方式。这里，在混合容器5或混合容积5a内部布置了室7/1。混合容器5本身被第二外室7/2包围。
[0101]在该方式下，图6和图7的实施方式的积极效果可以彼此组合。一方面，使用空气垫和外室7/2的隔离作用来很大程度上保持混合容器5中的水温。另一方面，内室7/1的布置可以支持混合容器5内部从而混合容积5a内部的有利的旋风流。
[0102]在图4以及图6、图8和图9所示的变型中，混合容器5和室7每个均相对于彼此同心布置。如果混合容器5和室7的基础形状不是圆柱形而是例如椭圆形的，那么也应当将布置理解为“同心”，这在以上含义下应当也与旋转对称的内轮廓相对应。
[0103]在这里示出的所有变型中，可以保持混合容器5和混合容积5a上的切向入口 9和轴向出口 10的布置以便于获得螺线旋风流。
[0104]混合容器5或混合容积5a中的水在热交换器14b下游的混合已被证明是非常有利的。如以上已经论述的，存在如下问题:当借助气体燃烧器或电加热装置来对热交换器14b进行加热时，如果例如由于使用者停止了龙头连接上的水流而已经停止了水流，那么热还会经由热交换器14b引入到热交换器14b内部容纳的水中。热还可以来自存储在热交换器14b中的材料(对于大部分金属)。同样，还可以例如通过仅在一定时间偏移量下关闭的气体燃烧器而引入热。
[0105]特别地，在较小流体加热器14并因此还在较小尺寸的热交换器14b的情况下，热交换器14b中容纳相对少的水，使得少量过剩热已能够产生对水的强烈加热。在该情况下，20开尔文的温度升高并不是不常见的。对于例如想要提取热水以用于淋浴的使用者，这样的突然温度变化会是非常不方便的。
[0106]然而，借助布置在热交换器14b下游的压力补偿和混合设备，特别地借助混合容器5，可以在重新起动时将从热交换器14b经由入口流入混合容器5中的热水与混合容器5中已容纳的相当冷的水混合，并可以以该方式获得温度均匀化，其中在出口处仅具有适度的温度升高。
[0107]在混合单元中，即在混合容器5和混合容积5a中，使用流体流的机械能来获得流入热水容积流与流出前较冷的容器水的多次混合。该混合由混合容器5内部的流入容积流与流出容积流之间的时间和/或空间偏移量产生。
[0108]测量证明了:已对于小容积的例如I至2公升的混合容器5—其在该方面构成缓冲容器，可以实现使出口温度非常有效地均匀化。温度上升总计例如仅最大为I开尔文(而不是20开尔文)，并因此未被使用者接受为烦扰。
[0109]不管小尺寸的混合容器5而针对有效温度均匀化的状况为:混合容器5中的水在入口 9与出口 10之间被非常有效地混合。目前为止应当拉平不可避免的温度梯度，使得出口 10处的温度仅进行较小变化。可以通过下面描述的旋风混合器(图10、图11)或喷射混合器(图12)来实现该混合。
[0110]通过图10的旋风混合器示意性地示出了所谓的旋风流或涡流。
[0111]如上文已经描述的，被流体加热器或热交换器14加热的水经由侧向偏移并因此基本上切向布置的入口 9流入，并执行在混合容积5a和混合容器5中在其内壁上从顶部向底部竖直延伸的螺线涡流。在到达混合容器5的底部之后，竖直方向被反转，并且在混合容器5内部螺线地(旋风流或涡流)发生从底部向顶部的具有较小半径的流，直到水经由出口 10被排放为止。
[0112]在图10中示出的实施方式中，入口 9和出口 10布置在混合容器5的上部区域中。在其他的变型中，其他的实施方式也是可以的。
[0113]例如，图11示出了分别具有多个入口和出口(图1la)和具有水平布置下的混合容器5 (图1lb)的实施方式。
[0114]根据图11a)，将布置两个入口 9和两个出口 10，即在上部区域中和在下部区域中分别布置一个入口和一个出口。因此，入口 9a和出口 1a设置在混合容积5a的上部区域中，而另外的入口 9b和另外的出口 1b布置在下部区域中。在该情况下，在混合容器5中形成了两个旋风流，这两个旋风流在其如图1la所示再次分隔开之前在混合容器5的中间彼此相遇。
[0115]在图1lb)中示出的另外的变型中，混合容器5还可以布置成使得其主轴线或中心轴线基本上水平地延伸。然后，旋风流因此而形成并沿着水平主方向进行下去。
[0116]在另外的未示出变型中，入口 9和出口 10还可以设置在混合容器5的下部区域中，使得螺线旋风流首先向上并然后又向下延伸。
[0117]图12示出了图10的旋风混合器的替代方案。
[0118]在该情况下，入口 9和出口 10相对于彼此同心地布置在混合容器上，使得产生水的仅轴向流入和仅轴向流出。
[0119]特别地，水经由中心布置的入口 9被引入混合容器5和混合容积5a。出口 10可以例如环形地包围入口 9，使得还可以以期望方式沿轴向地排放水。
[0120]此外使用该混合器可以实现水在混合容器中并从而在混合容积5a中的有效混八口 ο
【权利要求】
1.一种用于流体加热器的压力补偿和混合设备，具有: -混合单元和压力补偿单元，其中 -所述混合单元用于混合被导入所述混合单元中的流体； -所述压力补偿单元用于限制流体中的压力上升；并且其中 -所述混合单元和所述压力补偿单元结合在容器单元中。
2.根据权利要求1所述的压力补偿和混合设备，其特征在于，所述混合单元和所述压力补偿单元具有接收和导引流体的公共壳体。
3.根据权利要求1或2所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述混合单元具有流体接收混合容积； -所述压力补偿单元具有空气接收压力补偿容积；以及 -所述混合容积和所述压力补偿容积彼此邻接并且至少部分地通过公共分隔壁而彼此分隔开。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述压力补偿单元被所述混合单元至少部分地封闭；或者 -所述混合单元被所述压力补偿单元至少部分地封闭。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述压力补偿单元至少部分地布置在所述混合单元的内部；或者 -所述混合单元至少部分地布置在所述压力补偿单元的内部。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述混合单元包括所述混合容积；并且 -所述混合单元和所述混合容积具有入口和出口。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于，所述混合单元为漩涡混合单元并且具有漩涡生成单元，所述漩涡生成单元用于在所述混合容积中生成流体的涡流。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于，所述漩涡混合单元包括以下特征: -所述入口沿切向地布置在所述混合容积上，使得通过所述入口进入的流体沿切向地流入所述混合容积中；以及 -所述出口沿轴向地布置在所述混合容积上，使得通过所述出口出去的流体沿轴向地流出所述混合容积。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述出口设置在所述混合容积的顶侧，并且从所述混合容积中竖直向上引出流体；和/或 -所述入口设置在所述混合容积的上部区域中且位于包围所述混合容积的混合容器的侧向表面上。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述出口设置在所述混合容积的底侧上，并且从所述混合容积向下引出流体；和/或 -所述入口设置在所述混合容积的下部区域中且位于包围所述混合容积的混合容器的侧向表面上。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于，所述混合容积中的流体沿着流体的流动路径的相当大的一部分执行选自下组中的流:涡流、螺旋流、螺线流，旋风流。
12.根据权利要求1至6中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述混合单元为喷射混合单元； -所述入口布置在所述混合容积的一侧； -所述出口布置在所述混合容积的相同侧；以及 -所述入口和所述出口相对于彼此共轴地布置，使得所述入口沿环形地包围所述出口或者所述出口沿环形地包围所述入口。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述压力补偿单元具有带有至少一个开口的室，所述室用于接收所述压力补偿容积； -所述开口设置在所述室的下部区域中，使得所述压力补偿容积能够作为空气容积包括在所述室的上部区域中且在所述开口上方；以及 -所述室具有经由所述开口与所述混合容积的直接连接。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于， -所述室布置在所述混合容积的内部。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于，所述室和所述混合容积相对于彼此同心地布置。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备，其特征在于，所述压力补偿单元具有两个室，其中内室布置在所述混合容积的内部，而外室在外部至少部分地包围所述混合容积。
17.一种具有根据前述权利要求中的任一项所述的压力补偿和混合设备的流体加热器，具有: -热源，所述热源用于产生热； -热交换器，所述热交换器用于将热传送至流过所述热交换器的流体；以及 -导引单元，所述导引单元用于将流体从所述热交换器导引至所述压力补偿和混合设备。
18.根据权利要求17所述的流体加热器，其特征在于，所述导引单元形成为用于将流体从所述热交换器导引至在所述混合容积处的入口。
【文档编号】F24D17/00GK104279612SQ201410325744
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】彼得·威克尔迈尔, 约翰内斯·莱金 申请人:特鲁玛杰拉特技术有限公司