使用复合材料构造的锅炉制造技术

本发明专利技术涉及由聚合物基体复合材料组成的锅炉领域。该锅炉由以从内部到外部的顺序的如下两层构成：由热塑性或弹性基体材料组成的第一层（４），和由众多合成材料的长丝或条组成的第二层（５），该长丝或条由通过成网状或熔融而凝聚的树脂覆盖。将该第一层构造成单一体和设计成直接与水接触并且将该第二层也构造成单一体和设计成用于产生该锅炉的结构抵抗力。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特别用于水加热器的聚合物基体复合材料锅炉。传统地用于水加热器的金属锅炉的第一个缺点在于在该锅炉内表面上发生的电解腐蚀。为抵抗发生的该电解腐蚀，采用保护系统，如应用合适的内覆层或特殊的代价或外施电流阳极。传统金属锅炉的进一步缺点是在生产阶段期间由于使用化学物质以制备金属表面而引起的负面环境影响。进一步的缺点在于传统金属锅炉的短工作寿命。当选择材料时，到目前为止提出的用于制造水加热器用合成材料锅炉的设计，一般倾向于优选具有特定机械特性和特定结构加强形式的材料。国际专利申请PCT/IT97/00186，例如，检验了由其它工业聚合物改性的合金聚合物材料的使用，这是由于该材料具有积极的耐机械应力特性，这也是由于增强剂的加入。国际专利申请PCT/EP98/07982，提出了达到水加热器用锅炉的相当耐机械性能特性的方式，该锅炉由合成材料组成，含有结构增强肋。在这两个专利技术中，都指出通过焊接或使用粘合剂，将两个或众多组件结合在一起而制造使用的锅炉。这些方案，它们在结构上较弱，要求合适的改装以保证由于在特定条件中，在锅炉内部，在加热过程期间或当水贮存在该锅炉中时产生的压力，制品的功能条件并不产生对于使用者潜在危险的状态。专利技术概述本专利技术的第一个目的是使得可以制造作为单一体，而没有结构上弱设计的由合成聚合物材料构成的锅炉。在本专利技术中被讨论的锅炉的第二个目的是生产成本应当相似于具有同等容积但由金属组成的锅炉。进一步的目的在于组件可以容易地回收和保证至少十年的工作寿命。此外，达到该目的而具有在生产阶段期间对环境的最少可能影响，和与在市场上可得的其它水加热器相比，在生产阶段期间和当装配有锅炉的水加热器处于使用时两者的能量消耗非常低。在本专利技术中讨论的特别用于水加热器的锅炉，它装配有加热元件和该加热元件优选，但不仅限于电类型，并且该锅炉是完全由聚合物基体复合材料组成的类型，其特征在于以从该锅炉内部到外部的顺序，它由先后布置的两个如下层构成-热塑性或弹性基体材料的第一层，该层制造成单一体和该层的特征使得它适于与水接触；-由缠绕在第一层周围的众多长丝或合成条组成的第二层，该长丝或条由通过成网状(reticulation)或熔融而凝聚的树脂覆盖；将该第二层制造为单一体和设计成用于产生锅炉的结构抵抗力；该第一层和第二层仅可以在该锅炉已经破坏之后才彼此分离，该破坏使得允许该锅炉在它的工作寿命结束时可被回收。这些和其它特征会更好地出现在按照本专利技术优选实施方案以非限制性实施例形式提供的描述和附图中，其中附图说明图1显示装配入电水加热器的锅炉；图2，不按比例地图示锅炉的一截面；参见图1，数字1用于表示水加热器，其中装配锅炉2。在锅炉2内部是电类型的加热元件3。在图2中，数字4指示与热水或要被加热的水直接接触的第一层和数字5表示在第一层外侧的第二层。第一层4由热塑性基体材料组成，热塑性基体材料由如下物质组成聚烯烃、均聚物、共聚物、金属茂树脂(metalocenic resin)或PET-基树脂、或PPE/PPO-基树脂，或甚至其它相容性聚合物材料或已经变成相容性的那些，半结晶的那些或非晶的那些的混合物。第一层4也可以由弹性基体材料组成，弹性体基体材料由如下物质组成PB-或PIB-基树脂或甚至与其它相容性聚合物或已经变成相容性的那些，半结晶的那些或非结晶的那些的混合物。两个层4和5，两者都为单一体，可以彼此完全分离。将包含锅炉2的水加热器1的层6缠绕在该锅炉的外侧和设计成用于提供该锅炉的保温，层6可以从该第二层5的外表面分离。在本专利技术中讨论的锅炉的第一个优点在于第二层，它设计成用于提供该锅炉的必须结构抵抗力，至少保证由特定安全标准要求的当受热时，在70℃下不小于30巴的破裂值和从1-8巴，大于20,000的机械疲劳循环数值。第二个优点在于本专利技术锅炉的工业成本基本等同于具有相同容积但完全由金属组成的锅炉的工业成本。进一步的优点在于当碾碎时单一组件，或在本专利技术中讨论的整个锅炉可以容易地回收。进一步的优点在于在生产阶段期间对环境的低影响，和与目前在市场上可得的其它产品的能量消耗相比，在生产阶段期间和该锅炉处于使用时两者的能量消耗非常低。其它进一步的优点在于设备的体轻和不需要设计任何元件以对抗锅炉内表面的腐蚀。最后，本专利技术的锅炉具有的进一步优点在于热生产水平，以及它的机械性能水平，不低于金属锅炉的那些。进一步的实施方案，未示出，设想在该聚合物材料锅炉的外部应用由众多合成材料的长丝或条组成的层，该长丝或条由通过成网状或熔融而凝聚的树脂覆盖，该锅炉特别用于水加热器，装配有加热元件和它优选，但不仅限于为电的，和特征在于它由两个或多个元件组装而成，所述元件通过焊接、粘合剂、或另一种方法装配在一起。当完全组装时将该覆盖物施加到所述组成元件上。所述层和在所述两个或多个元件完全组装之后产生的锅炉以这样的方式装配在一起，使得允许它们完全分离。在本说明书中，已经具体提到水加热器，在它的内部装配本专利技术的锅炉，然而，该锅炉也自然地可有利地用于不是水加热器的应用领域。权利要求1.一种特别用于水加热器的完全由聚合物基体复合材料构成的类型的锅炉(2)，装配有优选，但不仅限于电类型的加热元件(3)，其中该锅炉由从该锅炉内部到外部顺序先后布置的两个如下层组成-热塑性或弹性基体材料的第一层(4)，该层制造为单一体和该层的特征使得它适于与用于卫生目的的水接触；-由缠绕在第一层(4)周围的众多长丝或合成条组成的第二层(5)，该长丝或条由通过成网状或熔融而凝聚的树脂覆盖；将该第二层制造为单一体和设计成用于产生锅炉(2)的结构抵抗力；该第一层和第二层仅可以在该锅炉已经破坏之后彼此分离，该破坏使得允许该锅炉在它的工作寿命结束时可被回收。2.根据权利要求1的锅炉，其中第一层(4)可由其生产的热塑性基体材料由如下物质构成聚烯烃、均聚物、共聚物、金属茂树脂或PET-基树脂、或PPE/PPO-基树脂或甚至，其它相容性聚合物材料或已经变成相容性的那些，半结晶的那些或非晶的那些的混合物；该可能热塑性基体材料的选择依赖于要向第一层(4)提供的抵抗力，特别是耐热性。3.根据权利要求1的锅炉，其中第一层(4)可由其生产的弹性材料由如下物质组成PB-或PIB-基树脂或甚至，其它相容性聚合物材料或已经变成相容性的那些，半结晶的那些或非结晶的那些的混合物；该可能热塑性基体材料的选择依赖于要向第一层(4)提供的抵抗力，特别是耐热性。4.根据权利要求1，2和3的锅炉，其中与水直接接触的第一层(4)的材料具有对于热膨胀和由于水压力的环机械翘曲的高抵抗力水平。5.根据权利要求1的锅炉，其中第二层(5)的长丝或条可由玻璃纤维、碳或甚至织物类型构成。6.根据权利要求1和5的锅炉，其中由第二层(5)的合成材料的长丝或条组成的树脂覆盖物由预浸渍构成；用于该预浸渍的该树脂可以是热固性种类或具有合适熔点的热塑性基体种类，该树脂的选择依赖于要向第二层(5)提供的耐机械性和耐热性两者。7.根据权利要求1，5和6的锅炉，其中众多合成材料的长丝或条根据对锅炉(2)要求的最终性能水平的最合适技术，设计和厚度而应用；为了举例的目的，依赖于该技术，设计和厚度，该锅炉可达到，当受热时，在70℃下38巴的破裂值和在1-6巴下由于不恒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特别用于水加热器的完全由聚合物基体复合材料构成的类型的锅炉（２），装配有优选，但不仅限于电类型的加热元件（３），其中该锅炉由从该锅炉内部到外部顺序先后布置的两个如下层组成：－热塑性或弹性基体材料的第一层（４），该层制造为单一体和该层 的特征使得它适于与用于卫生目的的水接触；－由缠绕在第一层（４）周围的众多长丝或合成条组成的第二层（５），该长丝或条由通过成网状或熔融而凝聚的树脂覆盖；将该第二层制造为单一体和设计成用于产生锅炉（２）的结构抵抗力；该第一层和第二层仅可以在 该锅炉已经破坏之后彼此分离，该破坏使得允许该锅炉在它的工作寿命结束时可被回收。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L拉蒂尼，
申请(专利权)人：梅洛尼热卫生设备股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]