本發(fā)明涉及沖洗組件。
背景技術:
當執(zhí)行涉及熱水消耗的方法時,通常情況是,已使用的溫水流被允許流動到污水中。由此,潛在有用的熱能被浪費。在某些情況中,可以使用換熱器以回收一些熱能。
作為非限制的示例,這種換熱器例如可適用于淋浴,其中產(chǎn)生從作為初級流體的廢水到作為次級流體的冷水供給的傳熱,以便預加熱冷水供給。這是典型的灰水應用的示例。完全相同的原理例如同樣地可適用于所謂紅水的應用,即屠宰場、或涉及調(diào)溫水的沖洗的其它應用。相應地,該原理可適用于任何清洗板(scavenging plate)。
這類換熱器是本領域公知的。示例例如發(fā)現(xiàn)于都適用于淋浴應用的GB2232749A、WO2013037381、DE19608404、WO2012099476和NL1009927中。雖然這些已知的方案可以提供適當?shù)膿Q熱,但是能夠認為當進行清潔時,它們是不太適宜的。這些淋浴系統(tǒng)全部在到達具有它的水封和格柵的污水管之前提供用于廢水的擴大的接觸表面,該接觸表面不僅限制接近而且產(chǎn)生許多空間,其形成用于殘留物的可能捕集部。相應地,需要一種沖洗組件,其允許有效傳熱,同時還容易保持清潔。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術的上述局限中的一個或多個。特別地,目的是提供沖洗組件,其包括換熱部件,其中全部部件是容易接近的,并且允許容易的清潔。
另一個目的在于提供沖洗組件,雖然限于可利用的標準區(qū)域(例如淋浴的地板(flooring)),但是其提供大的傳熱表面。
為了至少解決這些目的,提供沖洗組件,其包括基座和換熱部件,基座包括提供限定上入口和下出口的包絡表面的碗形狀,下出口布置成與排水裝置連通,并且換熱部件包括限定在上壁和下壁之間的螺旋通道,螺旋通道具有沿著碗形基座的包絡表面的延伸,并且螺旋通道布置成具有次級流體的通流,其中沖洗組件配置成提供用于初級流體的螺旋通道,其在基座的包絡表面和換熱部件的下壁之間延伸,用于朝向排水裝置引導初級流體從上入口穿過其中到達下出口,由此允許在初級流體和次級流體之間換熱。
沖洗組件有益的是,具有它的上入口和下出口的碗形基座將使用提供給沖洗組件的初級流體(例如廢水)的重力流動。
通過與碗形基座配合的換熱部件,由此限定在其間的用于初級流體的通道,初級流體將主要接觸兩個主要表面:基座的包絡表面和換熱部件的下壁并且由此包含例如冷水的次級流體的螺旋通道的外壁。通過用于初級流體的通道的螺旋延伸,初級流體的停留時間以及由此用于在初級流體和次級流體之間傳熱的可利用時間可以增加。
而且,通過換熱部件的螺旋通道布置成沿著碗形基座的包絡表面延伸,螺旋通道將自動地具有相應的碗形的縱向延伸。因此,沿著換熱器板的上壁的初級流體的任何流動將沿著換熱部件的螺旋通道的上壁流動,由此提供用于與在所述螺旋通道中的次級流體傳熱的另外的接觸表面。相應地,允許初級流體與換熱板的兩個表面接觸,由此允許更有效的傳熱。這在如下情況中是有益的,沖洗組件布置在例如淋浴或艙室的設備中,因此具有基本上相應于地板面積的標準化的表面區(qū)域。
換熱部件的上壁和下壁可以通過壓制片狀金屬而提供,壁被成形和連接以限定所述螺旋通道。換熱部件的螺旋通道可以由在換熱部件的上壁和/或下壁中的壓制圖案形成。
相應地,通過這種壓制圖案,換熱部件的上壁的上表面將接收螺旋形成形的槽,其允許初級流體沿著換熱部件的上表面在螺旋路徑中流動。將理解的是,形成換熱部件的上壁和下壁的部分的通道的橫截輪廓不必是相同的。兩個壁中的一個可以是非異型的,而另一個壁可以具有構(gòu)成螺旋通道的輪廓。
基座的包絡表面可以具有螺旋槽。通過螺旋槽,停留時間以及由此可利用的傳熱時間將增加。
基座的包絡表面和換熱部件的下壁可以布置成互相接觸,由此基座的包絡表面與換熱部件的下壁一起限定在其間的螺旋通道。在基座的包絡表面和換熱部件的下壁之間的接觸可以是直接或間接的。在間接接觸的情況下,中間密封可以布置在其間。同時,接觸可以是連續(xù)的或不連續(xù)的。
沖洗組件還可以包括布置在換熱部件上方的地板。地板可以具有朝向基座的上入口的冠部。
沖洗組件還可以包括分配器,其適合于主要朝向在基座的包絡表面和換熱部件的下壁之間延伸的螺旋通道引導初級流體。
相應地,通過這種分配器,初級流體將主要被朝向限定在基座和換熱部件之間的通道引導,同時不能通過螺旋通道處理的任何過多的流將替代地沿著換熱部件的上表面流動。
在基座的包絡表面中的螺旋槽可具有底壁部分、上游側(cè)壁部分和下游側(cè)壁部分,并且其中下游側(cè)壁部分包括脊。而且,換熱部件的螺旋通道的底壁可以具有至少部分地向下延伸到基座的螺旋槽中的橫截輪廓,并且其中底壁的最低點在基座的螺旋槽的脊下方延伸。相應地,在運行期間,甚至在初級流體的低流量期間,換熱部件的底壁將浸在初級流體中。由此在初級流體和次級流體之間的接觸表面將增加,從而增強在其間的傳熱。
換熱部件可以是水力成形結(jié)構(gòu)。
沖洗組件可以是淋浴地板或清洗板。
本發(fā)明的其它目的、特征、方面和優(yōu)點將從以下詳細說明及附圖中顯現(xiàn)。
附圖說明
現(xiàn)在將例如參考所附的示意圖來描述本發(fā)明的實施例,其中
圖1公開了根據(jù)本發(fā)明的沖洗組件的第一實施例。
圖2是基座的透視圖。
圖3示意地公開了根據(jù)本發(fā)明的沖洗組件的運行。
具體實施方式
參考圖1,示出了發(fā)明的沖洗組件1的一個實施例。沖洗組件1包括基座2、換熱部件3和地板24。
在以下說明書中,將使用術語凸形和凹形。利用凸形幾何結(jié)構(gòu)表示具有背對大致水平平面的包絡表面的突出幾何結(jié)構(gòu)。相應地,利用凹形幾何結(jié)構(gòu)表示具有背對大致水平平面的包絡表面的凹進幾何結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2,公開了基座2的一個實施例?;?被公開為放置成位于地面上的單元。應理解的是,基座2可以替換地布置為在地面中的凹進部。
在公開的實施例中,基座2具有布置在四邊形框架9中的凹形碗形狀??蚣?包括大致平的頂表面10。頂表面10優(yōu)選地稍微朝向螺旋槽4傾斜,螺旋槽4沿著基座2的上包絡表面5延伸。螺旋槽4在上入口6到下出口7之間延伸。頂表面朝向螺旋槽的傾斜提供流體朝向螺旋槽4的流出(runoff)。
在公開的實施例中,頂表面10包括朝向螺旋槽4成角度地延伸的多個脊11。脊11布置成沿著螺旋槽4的最上部卷繞的延伸分配到達頂表面的流體。
基座2可以布置為同質(zhì)(homogenous)結(jié)構(gòu)或為殼體結(jié)構(gòu)。在圖1的實施例中,基座2以位于三個支撐表面8上的殼體的形式布置。
下出口7布置成連接至排水裝置33,該連接可以通過本領域眾所周知的手段進行。由于基座的凹形碗形狀,上入口布置在螺旋槽4的上周邊部分中,并且下出口7布置在基座2的下中心部分中。
作為示例,基座2可由金屬、加強復合材料、塑料或石基材料制成。螺旋槽4與脊11和頂表面10一起可以是壓制、模制或機器加工的幾何結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在特別地轉(zhuǎn)向圖1,螺旋槽4具有橫截面,其當在流動方向上看時帶有上游側(cè)壁部分12、底壁部分13和下游側(cè)壁部分14。底壁部分13具有傾斜的凹進橫截輪廓,其帶有朝向上游側(cè)壁部分12的它的最深部分。而且,下游側(cè)壁部分14形成脊15。雖然不是必需的,脊15作為隔離物保證沿著螺旋槽4被引導的初級流體沿著螺旋槽被引導,而不是取道通過漫過脊15而脫離螺旋槽4的容易的路線。而且傾斜的底壁部分13允許包含在螺旋槽4中的更大量的初級流體,并且還允許用于初級流體的增強的接觸表面。螺旋槽4優(yōu)選地具有如豎直截面圖所示的體積,其適合于處理稍微低于沖洗組件的估計的通常初級流體流的流體體積。在這種情況下,利用通常來表示在預期使用(例如淋浴)期間的通常的初級流體流動,在這種情況下流體組件是凹陷的以用于淋浴應用。本發(fā)明是,在通常流體流動期間螺旋槽4可以填充初級流體,其從上入口6朝向下出口7流動,同時與換熱部件3的下表面面接觸,如在下面進一步解釋。
換熱部件3布置在基座2的頂部上,從而直接或間接地位于其上并且界定允許其間的初級流體的第一流動的螺旋通道16。
在公開的實施例中,換熱部件3由上壁和下壁17a、17b構(gòu)成,上壁和下壁17a、17b相連以在其間限定螺旋流體密封通道18,其允許次級流體流過。上壁和下壁17a、17b每個具有螺旋的壓制圖案,由此在其間限定螺旋通道18。兩個壁的連接可以例如通過焊接、粘合或釬焊進行。
換熱部件3的螺旋通道18具有與基座2的螺旋槽4的節(jié)距相對應的節(jié)距。而且,換熱部件4的下壁17b的幾何結(jié)構(gòu)與基座2以這種方式匹配,即當換熱部件4布置在基座2上時,換熱部件3的壁17b的下表面和基座2的螺旋槽4界定從基座2的上入口6延伸到基座2的下出口7的貫穿螺旋通道16。這可以由位于基座2的螺旋槽4的脊15上的換熱部件3的下壁17b的下表面提供。
優(yōu)選的是,在換熱部件3和基座2的脊15之間存在基本上連續(xù)的接觸表面19,由此初級流體的流將沿著因此界定的螺旋通道16引導。密封(未公開)可以沿著接觸表面19被提供。換熱部件3的螺旋通道18因此具有與基座2的螺旋槽的節(jié)距相對應的節(jié)距。
在公開的實施例中,形成換熱部件3的螺旋通道16的底壁28的下壁17b具有橫截輪廓,其至少部分地向下延伸到基座2的螺旋槽4中,即底壁28的最下部點P在基座的螺旋槽4的脊15下方延伸。相應地,當螺旋通道16填充有初級流體流時,底壁28將浸在初級流體中。這甚至適用于低填充度,即在初級流體的低流量期間。
在公開的實施例中,換熱部件3的上壁17a形成螺旋槽20。螺旋槽20具有與換熱部件3的螺旋通道18和基座2的螺旋槽相同的節(jié)距。
提供換熱部件3的螺旋通道18,以允許次級流體流動通過其中。相對于在沖洗組件1中初級流體的預期流動,次級流體的流動可以形成逆流。相應地,螺旋通道18包括下入口21和上出口22。入口和出口21、22布置為通孔,其具有允許連接到次級流體源的聯(lián)接件23。次級流體例如可以是自來水。在未公開的實施例中,聯(lián)接件23可以連接到將入口和出口21、22連接到次級流體的軟管。通過為這種管提供過長的長度,在換熱部件的維修期間聯(lián)接件23不必斷開。
沖洗組件1還可以具有地板24。地板24在最容易的情況下是由片25制成,該片位于基座2的框架9的頂部上。在公開的實施例中,地板24放置成位于框架9的周邊邊界上和中心支撐26上。中心支撐26優(yōu)選地具有沿著它的底端的通孔60,以允許初級流體朝向排水裝置33流出。
地板24優(yōu)選地具有允許人站在地板頂上而不過度彎曲的結(jié)構(gòu)強度。
地板24具有孔口27以允許初級流體朝向基座2和換熱部件3朝向基座2的下出口7流出??卓?7優(yōu)選地鄰近基座2的螺旋槽4的上入口6布置,即在公開的實施例中,鄰近地板24的周邊。為了進一步有利于朝向孔口27流出,地板24可以具有朝向孔口27的冠部(未公開)。
為了便于清潔,地板24和換熱部件3優(yōu)選地是可拆卸的。在其最簡單地成形的情況下,地板24和換熱部件3布置成被升起或樞轉(zhuǎn),以由此接近基座2和與下入口7連通的排水裝置33。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3,將公開根據(jù)本發(fā)明的沖洗組件1的運行。將基于用于淋浴30的沖洗組件1進行說明。
沖洗組件1通過輸入新冷水導管29連接到淋浴30,輸入新冷水導管29連接到換熱部件3的螺旋通道18的入口21。螺旋通道18的出口22通過導管31連接到淋浴30的混合器32,通過混合器32它將與溫水W混合到希望的溫度。而且,基座2的下出口7連接到排水裝置33。
在運行期間,形成次級流體的新冷水C通過導管29供給到?jīng)_洗組件1并且通過入口21進入換熱部件3的螺旋通道18。通過冷水C的固有壓力,冷水沿著螺旋貫穿通道18朝向出口22被加壓,并且通過導管31離開沖洗組件。冷水通過導管31供給到混合器32,在此它與輸入新溫水W混合以形成調(diào)溫溫水WT。調(diào)溫溫水WT供給到?jīng)_洗地板24的淋浴30的噴頭34。這種調(diào)溫溫水WT將構(gòu)成沖洗組件1的初級流體。
調(diào)溫溫水WT將接觸地板24,在此它朝向孔口27被引導用于朝向基座2流出。通過以換熱部件3的升高邊緣形式的分配器45,調(diào)溫溫水WT將主要被引導到在基座2和換熱部件3之間形成的螺旋槽4中。沒有找到其通過螺旋槽4的線路的調(diào)溫溫水WT替代地發(fā)現(xiàn)其進入換熱部件3的上壁17a的螺旋槽20的線路。無論調(diào)溫溫水WT將采用哪個線路,它將朝向基座2的下出口7流動,并且通過排水裝置33離開基座2。在它朝向下出口7流動期間,調(diào)溫溫水WT即初級流體將與在換熱部件3的螺旋通道18中的次級流體的逆流間接接觸。由此,在為調(diào)溫溫水WT的初級流體和為冷水C的次級流體之間進行換熱。結(jié)果將是,調(diào)溫冷水CT通過導管31供給到混合器32。這種換熱將導致待供給到混合器32的冷水CT的升高溫度。由此,在冷水和溫水之間的混合比可隨溫水的可能減少量而改變。替換地,供應到混合器32的溫水W的溫度可以下降。由此總能量消耗量可以減少。
不管基座2是否具有凸形或凹形碗形狀,如下所述的這種原理是同樣可適用的。初級流體將始終從高于出口定位的入口流動,借此重力作為驅(qū)動力。并且,該原理同樣適用于淋浴之外的其它應用。沖洗組件同樣可適用于使用調(diào)溫水供應(例如通常清洗系統(tǒng))的任何沖洗系統(tǒng)中。
發(fā)明的沖洗系統(tǒng)提供對所有的表面的非常容易的接近,并且事實上不包括隱藏的點。為了清潔,地板24和換熱部件3可以簡單地升起和移除。所有的表面,不管它是否是基座2、換熱部件3或地板24,顯示為大的、平面的或稍微彎曲的表面,其可以容易擦拭。用于次級流體的螺旋通道的入口和出口優(yōu)選地可以具有快速聯(lián)接件,其允許快速和容易地安裝。
換熱部件例如可以通過水力成形而形成。這樣做的一個方式是布置兩片金屬,一個在另一個頂部上。兩個片沿著待形成的螺旋通道的預期邊界線通過例如焊接而連接。臨時的入口和出口安裝到待形成的螺旋通道的入口和出口部分。
由此形成的雙層結(jié)構(gòu)布置在限定待形成的螺旋通道的鏡面三維輪廓的模具中,并且臨時的入口和出口連接至介質(zhì)源。超高壓的適合介質(zhì)通過臨時的入口和出口供給。通過加壓介質(zhì),貫穿通道將塑性地形成由兩片的壁和焊接的邊界線界定。當已經(jīng)得到希望的橫截面時,釋放介質(zhì)的壓力并且所得的三維幾何結(jié)構(gòu)從模具移除。臨時的入口和出口被移除和替換為用于次級流體的適合的配件。
生產(chǎn)換熱部件的另一個方式是提供兩個片,每個片具有形成在其中的螺旋通道。兩個片布置成一個在另一個頂部上,然后通過焊接、粘合或釬焊進行連接以形成界定貫穿螺旋通道的邊界線。在另一替換的實施例中,換熱部件可以形成為密集螺旋地纏繞的管,其中鄰近的纏繞的外壁部分相連以由此界定螺旋槽。
如果基座替代地應該具有凸形碗形狀,則上入口將替代地布置在基座的上中心部分,其帶有向下卷繞到下周邊部分的螺旋槽。
根據(jù)以上說明,雖然已經(jīng)描述和示出了本發(fā)明的各種實施例,但是本發(fā)明不限于此,而是還可以以在下面權(quán)利要求限定的主題范圍內(nèi)的其他方式實現(xiàn)。