RU2204768C1

RU2204768C1 - Running water heater on gas cooker

Info

Publication number: RU2204768C1
Application number: RU2001126680/06A
Authority: RU
Inventors: ков Н.В. Земл; Н.В. Земляков; ков О.В. Земл; О.В. Земляков; Н.Б. Горбачев
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: domestic appliances for heating running water on gas cooker. SUBSTANCE: portable water heater operating on two burners of gas cooker has heat accumulating casing accommodating water heating element made of metal tube with its both ends provided with two flexible hoses, one for cold water admission and other, for hot water outlet, inner surface of casing being covered with multilayer heat-resistant heat insulation which is coated with protective material; water heating element is made in the form of a few zigzag-shaped or concentric tubular coils disposed in tandem in several tiers, one on top of other, within casing that has control valve in its top part; planar coils of bottom tier are locally disposed above cooker burners and tilted to cooker through angle α which may be from 3 to 15 deg; in addition admission hose is joined on one end through flexible sleeve to kitchen-sink mixer nozzle and outlet hose is provided with separate nozzle that has clamp for joining to kitchen-sink mixer nozzle. In addition water heating element may be made of thin-walled copper, brass, stainless-steel, or aluminum tubes; each coil of bottom tier is made of parallel straight tubes spaced 1-5 mm apart and their ends are joined together with aid of rectilinear or semicircular tie plates to form tubular series circuit. EFFECT: enhanced safety, reduced space requirement of water heater. 9 cl, 9 dwg

Description

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. The invention relates to household appliances, and more particularly to portable devices that provide heating cold water on a domestic gas stove to consumer characteristics of hot water used in the kitchen for washing dishes and vegetables and in the bathroom for shaving, washing and filling the bath.

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. Known devices for heating cold running water, made in the form of a permanently fixed apparatus on the wall, for example, a water-heating geyser of the Neva type. Such a geyser comprises a stationary pipe for supplying gas and permanently connected pipes for supplying cold running water and draining hot water. Inside the casing of the gas column there is a combustion chamber in the cavity of which a finned tube is installed - a heat exchanger, a fuse and gas flame adjustment device, an automatic gas shut-off device and an exhaust pipe for exhausting combustion products.

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. The disadvantage of this known device is that its design is provided only for stationary installation using a special gas burner in the combustion chamber, as well as the high cost of gas to ensure the operation of such a column. In addition, such geysers are not installed in those city apartments where centralized hot water supply from boiler rooms is provided. However, every season, for a month or two and, as a rule, in the summer, the municipal heat engineering service carries out scheduled maintenance work on the repair of boilers and heating systems, leaving residents of such city apartments without hot water.

Известны также и переносные водоподогреватели проточной воды, обеспечивающие ее нагрев теплоэлектронагревателями (ТЭНами), например водонагреватель проточного типа "Роlаris Omega-7". Portable running water heaters are also known, which ensure their heating by heat electric heaters (TENs), for example, a flow type water heater "Polaris 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. The disadvantage of such an electric water heater is the increased danger of electric shock, since an alternating voltage of 220 V. is used. In addition, such devices consume large electric power (up to 14 kW / h), which is very expensive and therefore economically disadvantageous.

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. The closest technical solution adopted for the prototype is a portable running water heater for a kitchen sink and shower. Such a water heater is made in the form of a water box with holes in the side walls and the lid. Inside the box along the walls there are coils of a copper tube, one end of which is connected to the cold water line by means of a rubber hose, and the second end of the copper tube is also brought out of the box and brought to the points of tapping via a hose made of heat-resistant rubber.

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. A disadvantage of such a known device is that the water-heating element is made in the form of a tube placed along the inner walls of the heat storage casing, and that the holes in this casing are made both in the lid and in the side walls. In addition, a flexible pipe for supplying cold water is permanently connected to the main water supply, and a flexible hose with heated water is also connected to the stationary pipe.

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. The problem to which the invention is directed, is to create a compact, safe, portable device that runs on two burners of a household gas stove, which provides heating of cold running water to consumer characteristics of hot water without additional financial costs for paying for the received hot water.

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.This technical solution is achieved by the fact that the running water heater on the household gas stove, made of a heat storage casing, in the inner cavity of which there is a water heating element made of a metal tube, the two ends of which are equipped with two flexible hoses - one for cold water and one for hot water, has in contrast to the prototype, the casing, which is provided on the external surface with multilayer heat-resistant thermal insulation with a protective coating, and the water heating element is made in the form of several, with single sequentially zigzag or concentric planar tubular spirals arranged in several tiers one above the other in the volume of the casing having a control flap in the upper part, while in the lower tier flat spirals are located locally above the burners of the stove and tilted to it at an angle α = 3 -15 ^o , in addition, the inlet hose is connected at one end to the end of the tubular spiral of the upper tier, and the other end is connected through an elastic sleeve to the nozzle of the kitchen sink mixer, while the outlet hose is equipped with a separate nozzle having a mounting clip for connection to the nozzle of the kitchen sink mixer.

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.In this case, the water heating element can be made of thin-walled tubes, for example, of copper, brass, stainless steel or aluminum. Each spiral of the lower tier is made of parallel tubes parallel to each other with a gap of 1-5 mm from each other, and their ends are connected by jumpers, rectilinear or half-rings, forming a sequential tubular chain. The length of the tubes of each spiral with end bridges can be 5-15% more than the maximum diameter of the gas flame of the burner. The plane of the lower tier is made with a slope to the surface of the plate at an angle α = 5 ^o , and the plane of the upper tiers has an angle of inclination to the surface of the plate β = 10 ^o . The slope of all tiers is desirable to be made in one direction relative to the long side of the casing. The tubes of the spirals of the upper tiers can be placed relative to the tubes of the spirals of the lower tier in parallel or crosswise. The thermal insulation of the casing can be made of asbestos fabric with a protective coating of heat-resistant rubber. In one embodiment, the device is made in three tiers, having two zigzag tubular spirals in the lower tier, and one zigzag spiral in the upper tiers with the tubes arranged crosswise relative to the lower tier spirals.

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. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the device in isometry with local breakouts. Figure 2 shows a view of a device with local breakouts located above two gas-flame torches of a household gas stove. Figure 3 shows a view along arrow A. Figure 4 shows a section bB in figure 2, which shows the upper tier of the tubular spiral, the tubes of which are made cross-relative to the tubes of the lower tier. Figure 5 shows a diagram of the device of two zigzag plane-structured tubular spirals of the lower tier. Figure 6 shows a diagram of the device of two concentric planar tubular spirals of the lower tier. Figure 7 shows part of a flexible inlet hose with an elastic sleeve. On Fig depicts a separate pipe with a mounting clip. Figure 9 shows the connection diagram of the device.

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. The device consists of a heat storage casing 1, in the inner plane of which is placed a water heating element 2 made of a metal tube, one end of which is input 3 and the other is output 4. Tubes are connected to flexible hoses, respectively, input 5 and output 6. Casing 1 to the external the surface is provided with multilayer thermal insulation 7. The water heating element 2 is made in the form of several tubular spirals connected in series, zigzag 8 or concentric 9. The tubular spirals of element 2 are made in several There are several tiers, one above the other: the lower tier of the spirals 8, the second tier (if necessary) of the spirals 10 and the upper tier of the spirals 11. The upper part of the casing 1 has a shutter 12. Spirals 8 (or 9) are located locally above the industrial burners 13 of the household gas stove 14 The standard distance between the axes of the burners 13 on the side of the square is L. The spirals 8 (or 9) of the lower tier relative to the surface of the stove 14 have an angle α to one of the sides of the long faces of the casing 1. The second end of the flexible inlet hose 5 is connected to an elastic sleeve 15, and the second end of the output hose 6 is connected to a separate pipe 16, which has a fastening clip 17. The tubular zigzag spiral of the lower tier 8 has parallel pipes 18 that are connected in a straight line by a straight line or semicircular tubular jumpers 19 using carbide solder or welding. The length of the tubes 18 with jumpers 19 of each of the two spirals of the tier 8 has a size l, which 5-15% overlaps the diameter of the gas flame from the burners 13.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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. The running water heater on a domestic gas stove is taken by the handles 20, transferred and installed on the grate of the gas stove 14 without closing the burner 13. An inlet flexible hose 5, for example, a rubber one having the required length, is put on the pipe 3, and the second end of this hose 5 through an elastic sleeve 15 is connected to a standard pipe 21 of the kitchen sink mixer 22. A flexible hose 6 is put on the pipe 4, for example, made of heat-resistant rubber and having the required length. The second end of the hose 6 with the pipe 16 is attached using a clamp 17 to the pipe 21 of the mixer. Then open the cold water valve 23. Cold water will go through the flexible hose 5, pipe 3 and enter the tubular spiral 11 of the upper tier, go into the second tier 10 and then enter the lower tier 8, and then through the pipe 4 and the flexible hose 6 will in the pipe 16 and will begin to drain into the sink 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. If there are no leaks in the water passage, then on any two burners 13 adjacent to the side of the square of the stove, gas is ignited and, using the handles 20, the heater is pushed onto the gas-flame torches of these burners. Then, the shutter 12 is opened at the required angle, which provides a sufficient flow rate of the outgoing warm air with maximum heat use of the gas combustion energy. Angles α and β are necessary for condensate to drain away from the flame.

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. The usefulness of the claimed invention is manifested in the maximum use of the energy of gas combustion in view of the use of multi-tiered heating of water in countercurrent mode. In addition, since such a water heater uses an ordinary household stove, the mode of payment for gas does not change.

Экспериментальный аппарат, выполненный по схеме заявленного изобретения, прошел эксплуатационные испытания в течение 2-х лет и показал отличное качество подогрева проточной воды. The experimental apparatus, made according to the scheme of the claimed invention, passed operational tests for 2 years and showed excellent quality of heating running water.

Источник информации
Паспорт на промышленный водонагревательный проточный газовый бытовой аппарат "Нева" - 3208-01.Sourse of information
Passport for industrial water heating flowing gas household appliance "Neva" - 3208-01.

Claims

1. A running water heater on a domestic gas stove, made of a heat storage casing, in the inner cavity of which is a water heating element made of a metal tube, the two ends of which are equipped with two flexible hoses - one for cold water and one for hot water, characterized in that the casing the inner surface is provided with multilayer heat-resistant thermal insulation with a protective coating, and the water heating element is made in the form of several zigzag or concentric connected in series flat stacked tubular spirals located in several tiers one above the other in the volume of the casing having a control flap in the upper part, while in the lower tier flat spirals are located locally above the burners of the stove and with an angle of α that can be from 3 to 15 ^o , in addition, the inlet hose is connected at one end to the end of the tubular spiral of the upper tier, and the other end is connected through an elastic sleeve to the nozzle of the kitchen sink mixer, while the outlet hose is equipped with a separate nozzle having fasteners Clamp for connecting to the nozzle of the kitchen sink mixer.

2. A water heater according to claim 1, characterized in that the water heating element can be made of thin-walled tubes, for example, copper, brass, stainless steel or aluminum.

3. The water heater according to claim 2, characterized in that each spiral of the lower tier is made of parallel tubes parallel to each other with a gap of 1-5 mm between them, and their ends are connected by jumpers, rectilinear or half-rings, forming a sequential tubular chain.

4. A water heater according to claim 3, characterized in that the length of the tubes of each spiral with end bridges can be 5-15% greater than the maximum diameter of the gas flame of the burner.

5. The water heater according to claim 1, characterized in that the plane of the lower tier is made with a slope to the surface of the plate at an angle α = 5 ^o , and the planes of the upper tiers have a slope angle to the surface of the plate β = 10 ^o .

6. The water heater according to claim 5, characterized in that the inclination of all tiers is preferably made in one direction relative to the long side of the casing.

7. The water heater according to claim 5, characterized in that the tubes of the spirals of the upper tiers can be placed parallel to or crosswise relative to the tubes of the spirals of the lower tier.

8. The water heater according to claim 1, characterized in that the thermal insulation of the casing can be made of asbestos fabric with a protective coating of heat-resistant rubber.

9. The water heater according to claim 1, characterized in that the device is made in three tiers, having two zigzag tubular spirals in the lower tier, and one zigzag spiral in the upper tiers with the tubes arranged in a cross-relative to the lower tier spirals.