具备混合了开放型和密闭型的膨胀水箱的燃气锅炉

技术领域

本发明涉及一种具备混合了开放型和密闭型的膨胀水箱的燃气 锅炉，更详细地，所涉及具备混合了开放型和密闭型的膨胀水箱的燃 气锅炉，在锅炉内补充水时，采取开放型结构，使之与自来水压无关 而形成顺畅的水的补充，补充完水之后，在锅炉运转的状态下，即使 转换成为密闭型结构，通过调节使膨胀水箱内部维持适当的压力，从 而使采暖水能够顺畅地流动，使锅炉能够稳定地运转。

背景技术

通常，燃气锅炉有大气开放型燃气锅炉和大气阻断型燃气锅炉。

图1为示出以往的大气开放型锅炉结构的概略图。

大气开放型锅炉包括：使采暖水循环的循环泵10；主热交换器 20，其将燃烧器21的热能传递给通过上述循环泵10压送的热水；三 通阀30，其在采暖运转时，向采暖管道（需要采暖处）供给热水， 在使用热水时，向热水热交换器40侧供给热水；热水热交换器40， 其在使用热水时，加热自来水从而供给热水；以及膨胀水箱50，其 在内部储存有采暖循环水，并根据采暖水的温度变化吸收压力变化。

未说明符号61为采暖水供给管，62为采暖循环水管，63为自来 水管，64为热水管。

上述膨胀水箱50设置有水位传感器51，以检测内部的采暖水是 否在规定的水位范围内，同时形成有溢流管52，当内部的采暖水超 过一定水位时使之能够向外部溢流，从而成为采暖水开放于大气中的 结构。

如上所述的大气开放型锅炉具有结构简单，价格低廉的优点，但 因采暖水循环系统开放于大气中，不能将锅炉设置在低于采暖管道 （需要采暖处）的位置，存在位置受到限制的问题，此外，采暖水暴 露在空气中，会吸入氧气，存在有可能会在采暖管道内产生腐蚀的担 忧。

图2为示出以往大气阻断型锅炉结构的概略图。

大气阻断型锅炉在具备循环泵10、主热交换器20、燃烧器21、 三通阀30、热水热交换器40这一点上与大气开放型锅炉基本相同， 但在膨胀水箱70是与大气阻断的密闭型和追加设置了蒸汽水分离器 71、超压安全阀72和压力表73这一点上与大气开放型相区别。

上述膨胀水箱70为与外部空气阻断的密闭型结构，内部设置有 橡胶板70a，将上述橡胶板70a置于中间，形成有在内部收容了气体 （比如氮气）的气体储存部70b和收容了采暖水的采暖水储存部70c。 上述橡胶板70a随着施加的压力而变形，从而能够吸收采暖水的压力 变化。

如上所述的大气阻断型锅炉，与大气开放型锅炉不同，具有不受 锅炉设置位置的限制、采暖水循环系统与大气被阻断、从而可以防止 采暖水吸入氧气的优点，但同时具有结构复杂、价格昂贵的缺点，特 别是存在需要蒸汽水分离器，即便有蒸汽水分离器，管道内的空气也 难以除去的问题。

此外，大气阻断型锅炉，如果膨胀水箱内的压力处于大气压以下， 将造成真空，即使启动循环泵10，也无法正常地循环采暖水，此时， 要在中断循环泵10的运转后，自动或手动地补充水。

但是，大气阻断型锅炉存在以下问题，即，由于其形成为在补充 水时膨胀水箱与热水管道也与大气阻断的结构，因所补充的自来水压 与膨胀水箱内部的压力差，需要将自来水压调至适当范围，因此存在 不能形成顺畅的水的补充，在水的补充上需要很多时间的问题。

此外，大气阻断型锅炉根据情况会存在，当膨胀水箱内部的压力 不维持在适当的水平而过度上升时，不仅采暖水管道系统会破损，而 且锅炉的运转状态也会不稳定的问题。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明为解决如上所述的问题所做的发明，旨在提供具备混合了 开放型和密闭型的膨胀水箱的燃气锅炉，其与锅炉内补充水时所补充 的自来水压的高低无关，能够顺畅地形成水的补充。

此外，旨在提供具备混合了开放型和密闭型的膨胀水箱的燃气锅 炉，其在锅炉的运转状态下，随着采暖水体积的膨胀，防止膨胀水箱 内部的压力过度上升，能够使锅炉稳定地运转。

（二）技术方案

用于实现如上所述目的的本发明的具备混合了开放型和密闭型 的膨胀水箱的燃气锅炉，具备内部储存有采暖循环水、用于吸收采暖 水的压力变化的膨胀水箱，其特征在于，上述燃气锅炉包括：水位传 感器，用于检测上述膨胀水箱内部的采暖水是否在规定的水位范围 内；空气阀，其设置在上述膨胀水箱的一侧，随着上述膨胀水箱内部 的水位变化，形成与大气相通的排气口的开闭；以及超压安全阀，其 设置在上述膨胀水箱的上部，用于将膨胀水箱内部的压力维持在一定 压力以下。

此时，在上述燃气锅炉的采暖水流路上设置有采暖水补充部，进 一步包括控制部，其以上述水位传感器中所检测的采暖水的水位为基 准，控制在采暖水补充部中的采暖水的供给。

此外，上述水位传感器由从上述膨胀水箱的上部向下延长的短轴 导电体和长轴导电体构成，以限制储存在膨胀水箱内部的采暖水的适 当的水位的上限和下限，上述控制部可以构成为：设定成在补充采暖 水时，在上述热水补充部形成采暖水的供给直至上述水位传感器的长 轴导电体的下端检测到采暖水为止。

并且，连接上述空气阀和上述膨胀水箱的连接管可以构成为位于 上述长轴导电体下端刚好上侧的高度上。

此外，上述空气阀的排气口可以构成为位于上述短轴导电体的下 端和上述长轴导电体的下端之间的高度上。

（三）有益效果

根据本发明的具备混合了开放型和密闭型的膨胀水箱的燃气锅 炉，当在锅炉内补充水时，使膨胀水箱通过空气阀的排气口开放于大 气，从而具有与所补充的自来水压的高低无关，使水的补充能够顺畅 地形成的效果。

此外，根据本发明，在水的补充完成后，在锅炉处于运转的状态 下，空气阀的排气口被堵住，膨胀水箱向密闭型转换，因而采暖水与 空气的接触被阻断，从而防止采暖管道的腐蚀问题，同时通过设置在 膨胀水箱上部的超压安全阀，将膨胀水箱内部的气压维持到适当的水 平，使采暖水顺着采暖水流路能够顺畅地流动，具有能够使锅炉稳定 运转的效果。

附图说明

图1为示出以往的大气开放型燃气锅炉结构的概略图。

图2为示出以往的大气阻断型燃气锅炉结构的概略图。

图3为示出根据本发明的具备混合了开放型和密闭型的膨胀水 箱的燃气锅炉结构的概略图。

图4为根据本发明的燃气锅炉补充水时的膨胀水箱的状态图，（a） 为刚中断水的补充后的状态图，（b）为中断水的补充后经过一定时间 后的状态图。

图5为根据本发明的燃气锅炉运转开始后的膨胀水箱的状态图。

图6为示出在根据本发明的燃气锅炉中，随着采暖水温度上升， 在膨胀水箱中吸收体积膨胀时的状态图。

图7为示出在根据本发明的燃气锅炉中，当膨胀水箱内部的气压 处于超压状态时，通过超压安全阀压缩空气向外部排出时的状态图。

【标记说明】

10：循环泵            20：主热交换器

21：燃烧器            30：三通阀

40：热水热交换器      50、70、100：膨胀水箱

51、110：水位传感器   52：溢流管

61：采暖水供给管      62：采暖循环水管

63：自来水管          64：热水管

71：蒸汽水分离器      72、130：超压安全阀

73：压力表            110a:短轴导电体

110b:长轴导电体       120：空气阀

121：连接管           122：空气阀主体

123：抄网             124：排气口盖子

125：排气口           140：采暖水补充部

141：补充水阀         142：补充水供给管

具体实施方式

下面参照附图，对本发明优选的实施例的结构及作用，进行如下 详细说明。这里，对与以往技术相同的构成部件使用相同的附图标记。

图3为示出根据本发明的具备混合了开放型和密闭型的膨胀水 箱的燃气锅炉结构的概略图。

本发明的燃气锅炉与以往的燃气锅炉同样具备以下部件：使采暖 水循环的循环泵10；主热交换器20，其将燃烧器21的热能传递给通 过上述循环泵10压送的采暖水；三通阀30，在采暖运转时，向采暖 管道（需要采暖处）供给采暖水，在使用热水时，向热水热交换器 40侧供给采暖水；热水热交换器40，其在使用热水时，加热自来水 从而供给热水；采暖水供给管61；采暖循环水管62；自来水管63； 热水管64。

本发明的特征在于，在储存有采暖水的膨胀水箱100中，与水位 传感器110一起设置有空气阀120和超压安全阀130，在采暖水流路 上设置有采暖水补充部140。

上述采暖水补充部140在自来水管63的流路上设置了补充水阀 141，并且由连接上述补充水阀141和采暖循环水管62的补充水供给 管142构成。

上述水位传感器110用于检测储存在膨胀水箱100内部的采暖水 的水位，为了限制采暖水适当水位的上限和下限，由从膨胀水箱100 的上部向下延长的短轴导电体110a和长轴导电体110b构成。上述短 轴导电体110a和长轴导电体110b将与采暖水接触时所产生的电信号 传递到控制部（未示于图），控制部控制上述补充水阀141的运转使 得燃气锅炉内部的采暖水能够维持适当量。

上述空气阀120设置在膨胀水箱100的一侧并与连接管121连 通，随着膨胀水箱100内部的水位变化，开闭与大气相通的排气口 125，从而在燃气锅炉内补充水时，使膨胀水箱100采取大气开放型 结构，在补充完水后，在燃气锅炉运转的状态下，起到将膨胀水箱 100向大气阻断型结构转换的作用。

上述空气阀120由以下部件构成：空气阀主体122，其与上述连 接管121连通；抄网123，一旦采暖水进入内部，产生浮力，就浮于 水面上；排气口盖子124，其结合在上述抄网123的上部；排气口125， 其设置在空气阀主体122的上部，用于将空气向外部排出。

上述连接管121设置在水位传感器110的长轴导电体110b的下 端110b-1刚好上侧的高度上，以便顺畅地补充水。

上述空气阀120的排气口125被设置成位于水位传感器110的短 轴导电体110a的下端110a-1与长轴导电体110b的下端110b-1之间 的高度上，以便在燃气锅炉运转时，使膨胀水箱100能够从大气开放 型转换成与大气阻断的密闭型结构。

上述超压安全阀130被设置在膨胀水箱100的上部，以防止膨胀 水箱100内部的气压超过容许压力以上而过度地上升，其以随着膨胀 水箱100内部的气压上升，可以从膨胀水箱100向其外部排出空气， 但构成为外部的空气不能进入膨胀水箱100内部的止回阀的方式。

下面，参照图4~图7说明构成为如上述结构的本发明的作用。

图4为在根据本发明的燃气锅炉中补充水时的膨胀水箱的状态 图，（a）为刚补充完水时的状态图，（b）为中断补充水后经过一定时 间之后的状态图。

由于最初在燃气锅炉内补充采暖水或在使用过程中燃气锅炉内 的采暖水流量不足，膨胀水箱100内的采暖水水位低于水位传感器 110的长轴导电体110b的下端110b-1，则上述水位传感器110检测该 情况并向控制部传送信号，控制部停止燃气锅炉的运转的同时，使补 充水阀141开放，从而向膨胀水箱100的内部形成水的补充。

随着水的补充的进行，膨胀水箱100内部的水位逐渐上升，如图 4的（a）所示，水位传感器110的长轴导电体110b的下端110b-1将 接触到采暖水，当燃气锅炉处于能够正常运转的状态时，上述水位传 感器110检测该情况并向控制部传送信号，随着控制部控制补充水阀 141使其被阻断，从而向燃气锅炉内部的水的补充被中断。

如上所述，在向燃气锅炉中补充水的过程中，膨胀水箱100内部 的空气通过连接管121和空气阀120的排气口125，处于开放于大气 的状态，所以膨胀水箱100内部的压力和外部的大气压变得相同，从 而燃气锅炉内的水的补充与补充的自来水压的高低无关可以形成顺 畅的水的补充。

另一面，上述补充水阀141被阻断，从而在水的补充中断后经过 一定时间，如图4的（b）所示，由于上述补充的水由补充水阀141 流入膨胀水箱100的时间差，膨胀水箱100内部的水位会稍微再上升 一些。

如上所述，随着膨胀水箱100内部的水位上升，抄网123和排气 口盖子124向上侧移动，堵住空气阀120的排气口125，因此膨胀水 箱100处于与大气阻断的状态。即，在水的补充进行完毕，在燃气锅 炉可以正常运转的状态下，膨胀水箱100由开放型向密闭型结构转 换。

此时，膨胀水箱100内部的气压处于略高于大气压的压力状态， 所以当燃气锅炉处于运转状态时，满足采暖水随着采暖水流路能够顺 畅流动的条件。

此外，随着膨胀水箱100转换成密闭型，也可以将燃气锅炉设置 在比采暖管道低的位置，从而在设置位置上不受到限制，采暖水与大 气被阻断，从而可以解决采暖管道内的腐蚀问题。

图5为根据本发明的燃气锅炉开始运转后的膨胀水箱的状态图， 图6为示出在根据本发明的燃气锅炉中，在膨胀水箱中吸收随采暖水 的温度上升的体积膨胀的状态图。

当燃气锅炉开始运转时，膨胀水箱100内部的水位，如图5所示， 将处于水位传感器110的短轴导电体110a的下端110a-1与长轴导电 体110b的下端110b-1之间。

随着燃气锅炉运转时间的持续，采暖水在沿采暖水流路循环的过 程中，将吸收燃烧器的燃烧热，从而采暖水的温度将逐渐升高，随着 采暖水的体积膨胀，如图6所示，膨胀水箱100内部的水位将进一步 上升。当采暖水的水位上升到水位传感器110的短轴导电体110a的 下端110a-1再往上一点时，膨胀水箱110内部的空气将吸收这种采 暖水的体积膨胀，逐渐处于被压缩的状态。

图7为示出根据本发明的燃气锅炉中膨胀水箱内部的气压处在 超压状态时，通过超压安全阀，压缩空气向外部排出时的状态图。

膨胀水箱100内部的压力如果超过膨胀水箱100内部的空气所能 吸收的范围，则如图所示，通过压缩的气压，超压安全阀130被开放， 膨胀水箱100内的气压被自动地调节到一定范围以下。由此，可以防 止在膨胀水箱100内部形成过大的压力时所引起的燃气锅炉管道系 统的破损问题，与以往的大气阻断型锅炉结构相比，在稳定的压力下 能够使锅炉运转。