Водонагреватель проточной воды на бытовой газовой плите

 

Изобретение предназначено для применения в бытовой технике, обеспечивающей подогрев проточной воды на бытовой газовой плите. Водонагреватель содержит теплоаккумулирующий кожух, во внутренней полости которого размещен водонагревающий элемент из металлической трубки, два конца которой снабжены двумя гибкими шлангами - входным для холодной воды и выходным для горячей воды, причем кожух по внутренней поверхности снабжен многослойной термостойкой теплоизоляцией с защитным покрытием, а водонагревающий элемент выполнен в виде нескольких соединенных последовательно зигзагообразных или концентрических плоскосоставленных трубчатых спиралей, расположенных в несколько ярусов один над другим в объеме кожуха, имеющего в верхней части регулирующую заслонку, при этом в нижнем ярусе плоские спирали расположены локально над горелками плиты и с наклоном к ней на угол α, который может быть от 3 до 15^o, кроме того, входной шланг одним концом подключен к концу трубчатой спирали верхнего яруса, а вторым концом соединен через эластичную муфту с патрубком смесителя кухонной мойки, при этом выходной шланг снабжен отдельным патрубком, имеющим крепежный зажим для соединения с патрубком смесителя кухонной мойки. Кроме того, водонагревающий элемент может быть выполнен из тонкостенных трубок, например, из меди, латуни, нержавеющей стали или алюминия, а каждая спираль нижнего яруса выполнена из параллельно установленных между собой прямых трубок с зазором между ними 1-5 мм, а их торцы соединены перемычками, прямолинейными или полукольцевыми, образующими последовательную трубчатую цепь. Изобретение позволяет создать безопасный компактный переносной водонагреватель, работающий на двух горелках газовой плиты. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к бытовой технике, а более конкретно к переносным устройствам, обеспечивающим подогрев проточной холодной воды на бытовой газовой плите до потребительских характеристик горячей воды, используемой на кухне для мытья посуды и овощей и в ванной комнате для бритья, стирки и наполнения ванны.

Известны устройства для подогрева холодной проточной воды, выполненные в виде стационарно укрепленного на стене аппарата, например водонагревающая газовая колонка типа "Нева". Такая газовая колонка содержит стационарно подключенный к ней трубопровод для подачи газа и стационарно подключенные трубы для подачи холодной проточной воды и отвода горячей воды. Внутри кожуха газовой колонки размещена камера сгорания, в полости которой установлена оребренная трубка - теплообменник, устройство запала и регулировки газопламенного факела, устройство автоматического отключения газа и вытяжная труба для отвода продуктов горения.

Недостатком такого известного устройства является то, что его конструкция предусмотрена только для стационарной установки с использованием в камере сгорания специальной газовой горелки, а также высокая стоимость газа для обеспечения работы такой колонки. Кроме того, такие газовые колонки не установлены в тех городских квартирах, где предусмотрено централизованное горячее водоснабжение от котельных. Однако каждый сезон, в течение месяца или двух и, как правило, в летнее время муниципальная теплотехническая служба проводит запланированные регламентные работы по ремонту котлов и теплосетей, оставляя жителей таких городских квартир без горячей воды.

Известны также и переносные водоподогреватели проточной воды, обеспечивающие ее нагрев теплоэлектронагревателями (ТЭНами), например водонагреватель проточного типа "Роlаris Omega-7".

Недостатком такого электрического водонагревателя является повышенная опасность поражения электрическим током, так как используется переменное напряжение 220 В. Кроме того, такие аппараты потребляют большую электрическую мощность (до 14 кВт/ч), что очень дорого и поэтому экономически невыгодно.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является переносной водонагреватель проточной воды для кухонной мойки и душа. Такой водонагреватель выполнен в виде водогрейного короба с отверстиями в боковых стенках и крышке. Внутри короба вдоль стенок расположены витки медной трубки, один конец которой посредством резинового шланга соединен с магистралью холодной воды, а второй конец медной трубки также выведен из короба и посредством шланга из термостойкой резины подведен к точкам водоразбора.

Недостатком такого известного устройства является то, что водонагревающий элемент выполнен в виде трубки, размещенной вдоль внутренних стенок теплоаккумулирующего кожуха, и то, что в этом кожухе отверстия выполнены как в крышке, так и в боковых стенках. Кроме того, гибкий патрубок для подвода холодной воды стационарно подключен к магистральному водопроводу, а гибкий шланг с подогретой водой также подключен к стационарной трубе.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании компактного, безопасного, переносного устройства, работающего на двух горелках бытовой газовой плиты, обеспечивающего подогрев холодной проточной воды до потребительских характеристик горячей воды без дополнительных финансовых затрат на оплату полученной горячей воды.

Такое техническое решение достигается тем, что водонагреватель проточной воды на бытовой газовой плите, выполненный из теплоаккумулирующего кожуха, во внутренней полости которого размещен водонагревающий элемент из металлической трубки, два конца которого снабжены двумя гибкими шлангами - входным для холодной воды и выходным для горячей воды, имеет в отличии от прототипа кожух, который по внешней поверхности снабжен многослойной термостойкой теплоизоляцией с защитным покрытием, а водонагревающий элемент выполнен в виде нескольких, соединенных последовательно, зигзагообразных или концентрических плоскосоставленных трубчатых спиралей, расположенных в несколько ярусов один над другим в объеме кожуха, имеющего в верхней части регулирующую заслонку, при этом в нижнем ярусе плоские спирали расположены локально над горелками плиты и с наклоном к ней на угол α = 3-15^o, кроме того, входной шланг одним концом подключен к концу трубчатой спирали верхнего яруса, а вторым концом соединен через эластичную муфту с патрубком смесителя кухонной мойки, при этом выходной шланг снабжен отдельным патрубком, имеющим крепежный зажим для соединения с патрубком смесителя кухонной мойки.

При этом водонагревающий элемент может быть выполнен из тонкостенных трубок, например, из меди, латуни, нержавеющей стали или алюминия. Каждая спираль нижнего яруса выполнена из параллельно установленных между собой прямых трубок с зазором одна от другой, равным 1-5 мм, а их торцы соединены перемычками, прямолинейными или полукольцевыми, образующими последовательную трубчатую цепь. Длина трубок каждой спирали с торцевыми перемычками может быть на 5-15% больше максимального диаметра газопламенного факела горелки. Плоскость нижнего яруса выполнена с уклоном к поверхности плиты на угол α = 5^o, а плоскость верхних ярусов имеет угол наклона к поверхности плиты β = 10^o. Уклон всех ярусов желательно иметь выполненным в одну сторону относительно длинной стороны кожуха. Трубки спиралей верхних ярусов могут быть размещены относительно трубок спиралей нижнего яруса параллельно либо перекрестно. Теплоизоляция кожуха может быть выполнена из асбестоткани с защитным покрытием из термостойкой резины. В одном из вариантов устройство выполнено трехярусным, имеющим в нижнем ярусе две зигзагообразные трубчатые спирали, а в верхних ярусах - по одной зигзагообразной спирали с перекрестным относительно спиралей нижнего яруса расположением трубок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в изометрии с местными вырывами. На фиг.2 изображен вид устройства с местными вырывами, размещенного над двумя газопламенными факелами бытовой газовой плиты. На фиг.3 изображен вид по стрелке А. На фиг.4 показано сечение Б-Б на фиг.2, где изображен верхний ярус трубчатой спирали, трубки которой выполнены перекрестно относительно трубок нижнего яруса. На фиг.5 изображена схема устройства двух зигзагообразных плоскосоставленных трубчатых спиралей нижнего яруса. На фиг.6 изображена схема устройства двух концентрических плоскосоставленных трубчатых спиралей нижнего яруса. На фиг.7 изображена часть гибкого входного шланга с эластичной муфтой. На фиг.8 изображен отдельный патрубок с крепежным зажимом. На фиг.9 изображена схема подключения устройства.

Устройство состоит из теплоаккумулирующего кожуха 1, во внутренней плоскости которого размещен водонагревающий элемент 2, выполненный из металлической трубки, один конец которой входной 3, а второй - выходной 4. Трубки соединены с гибкими шлангами, соответственно входным 5 и выходным 6. Кожух 1 до внешней поверхности снабжен многослойной теплоизоляцией 7. Водонагревающий элемент 2 выполнен в виде нескольких соединенных последовательно трубчатых спиралей, зигзагообразных 8 или концентрических 9. Трубчатые спирали элемента 2 выполнены в несколько ярусов, один над другим: нижний ярус спиралей 8, второй ярус (при необходимости) спиралей 10 и верхний ярус спиралей 11. Верхняя часть кожуха 1 имеет заслонку 12. Спирали 8 (или 9) размещены локально над промышленными горелками 13 бытовой газовой плиты 14. Стандартное расстояние между осями горелок 13 по стороне квадрата равно L. Спирали 8 (или 9) нижнего яруса относительно поверхности плиты 14 имеют наклон к одной из сторон длинных граней кожуха 1 на угол α. Второй конец гибкого входного шланга 5 соединен с эластичной муфтой 15, а второй конец выходного шланга 6 соединен с отдельным патрубком 16, который имеет крепежный зажим 17. Трубчатая зигзагообразная спираль нижнего яруса 8 имеет параллельные между собой трубки 18, которые соединены в последовательную цепь прямолинейными или полукольцевыми трубчатыми перемычками 19 с помощью твердосплавного припоя или сваркой. Длина трубок 18 с перемычками 19 каждой из двух спиралей яруса 8 имеет размер l, который на 5-15% перекрывает диаметр газопламенного факела от горелок 13.

Устройство работает следующим образом.

Водонагреватель проточной воды на бытовой газовой плите берут за рукоятки 20, переносят и устанавливают на решетку газовой плиты 14, не закрывая горелки 13. На патрубок 3 надевают входной гибкий шланг 5, например, резиновый, имеющий необходимую длину, а второй конец этого шланга 5 через эластичную муфту 15 соединяют со стандартным патрубком 21 смесителя кухонной мойки 22. На патрубок 4 надевают гибкий шланг 6, выполненный, например, из термоустойчивой резины и имеющий необходимую длину. Второй конец шланга 6 с патрубком 16 прикрепляют с помощью зажима 17 к патрубку 21 смесителя. После чего открывают вентиль холодной воды 23. Холодная вода пойдет через гибкий шланг 5, парубок 3 и поступит в трубчатую спираль 11 верхнего яруса, перейдет во второй ярус 10 и далее поступит в нижний ярус 8, а затем через патрубок 4 и гибкий шланг 6 поступит в патрубок 16 и начнет стекать в мойку 22.

Если в цепи прохождения воды нет никаких утечек, то на двух любых соседних по стороне квадрата плиты горелках 13 зажигают газ и с помощью рукояток 20 надвигают водонагреватель на газопламенные факела этих горелок. Затем приоткрывают на необходимый угол заслонку 12, которая обеспечивает достаточный расход выходящего теплого воздуха при максимальном теплоиспользовании энергии горения газа. Углы α и β необходимы для стекания конденсата в сторону от пламени.

Полезность заявленного изобретения проявляется в максимальном использовании энергии горения газа в виду применения многоярусного прогрева воды в режиме противотока. Кроме того, поскольку такой водонагреватель использует обычную бытовую плиту, то не меняется режим оплаты за газ.

Экспериментальный аппарат, выполненный по схеме заявленного изобретения, прошел эксплуатационные испытания в течение 2-х лет и показал отличное качество подогрева проточной воды.

Источник информации Паспорт на промышленный водонагревательный проточный газовый бытовой аппарат "Нева" - 3208-01.

Формула изобретения

1. Водонагреватель проточной воды на бытовой газовой плите, выполненный из теплоаккумулирующего кожуха, во внутренней полости которого размещен водонагревающий элемент из металлической трубки, два конца которой снабжены двумя гибкими шлангами - входным для холодной воды и выходным для горячей воды, отличающийся тем, что кожух по внутренней поверхности снабжен многослойной термостойкой теплоизоляцией с защитным покрытием, а водонагревающий элемент выполнен в виде нескольких соединенных последовательно зигзагообразных или концентрических плоскосоставленных трубчатых спиралей, расположенных в несколько ярусов один над другим в объеме кожуха, имеющего в верхней части регулирующую заслонку, при этом в нижнем ярусе плоские спирали расположены локально над горелками плиты и с наклоном к ней на угол α, который может быть от 3 до 15^o, кроме того, входной шланг одним концом подключен к концу трубчатой спирали верхнего яруса, а вторым концом соединен через эластичную муфту с патрубком смесителя кухонной мойки, при этом выходной шланг снабжен отдельным патрубком, имеющим крепежный зажим для соединения с патрубком смесителя кухонной мойки.

2. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что водонагревающий элемент может быть выполнен из тонкостенных трубок, например, из меди, латуни, нержавеющей стали или алюминия.

3. Водонагреватель по п. 2, отличающийся тем, что каждая спираль нижнего яруса выполнена из параллельно установленных между собой прямых трубок с зазором между ними 1-5 мм, а их торцы соединены перемычками, прямолинейными или полукольцевыми, образующими последовательную трубчатую цепь.

4. Водонагреватель по п. 3, отличающийся тем, что длина трубок каждой спирали с торцевыми перемычками может быть на 5-15% больше максимального диаметра газопламенного факела горелки.

5. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что плоскость нижнего яруса выполнена с уклоном к поверхности плиты на угол α= 5^o, а плоскости верхних ярусов имеют угол уклона к поверхности плиты β= 10^o.

6. Водонагреватель по п. 5, отличающийся тем, что уклон всех ярусов желательно иметь выполненным в одну сторону относительно длинной стороны кожуха.

7. Водонагреватель по п. 5, отличающийся тем, что трубки спиралей верхних ярусов могут быть размещены относительно трубок спиралей нижнего яруса параллельно либо перекрестно.

8. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что теплоизоляция кожуха может быть выполнена из асбестоткани с защитным покрытием из термостойкой резины.

9. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что устройство выполнено трехъярусным, имеющим в нижнем ярусе две зигзагообразные трубчатые спирали, а в верхних ярусах по одной зигзагообразной спирали с перекрестным относительно спиралей нижнего яруса расположением трубок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9