RU224806U1 - Нагреватель воды для бассейна - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к портативным переносным автономным изделиям, работающим на твёрдом топливе и предназначенным для нагрева жидкостей. Нагреватель воды для бассейна, имеющий корпус цилиндрической формы, камеру сгорания топлива, дверцу камеры сгорания, теплообменник, зольник, дымовую трубу, дверцу камеры сгорания, расположенную на верхней части корпуса, вертикальную камеру сгорания топлива, спиральный змеевик, имеющий вход и выход, проходящие сквозь корпус, витки змеевика прикреплены к стальной арматуре, зольник, отличающийся тем, что корпус выполнен из стали толщиной от 0,6 до 5 мм, расстояние между витками спирального змеевика минимум 5 мм, зольник образован расположением в нижней части корпуса колосников на расстоянии не менее 125 мм от нижней точки корпуса нагревателя, нижняя часть корпуса нагревателя воды имеет отверстие размером не более 70 мм на 150 мм.

Description

Область техники, к которой относится изобретение.

Полезная модель относится к портативным переносным автономным изделиям, работающим на твёрдом топливе и предназначенным для нагрева жидкостей.

Уровень техники.

В мире известно множество водотрубных котлов, водонагревателей и иных согревающих воду устройств. Каждое из этих устройств имеет своё назначение и область применение.

Известны промышленные котлы, различной конструкции, предназначенные для нагрева воды для многоквартирных домов, производственных промышленных помещений, офисных зданий, развлекательных центров. Такие котлы, как правило, характеризуются большой мощностью, необходимостью специализированного обслуживания, необходимостью постоянного пополнения запасов топлива.

Известны мобильные котельные установки или печи нагрева воды, работающие на твёрдом топливе.

В патенте на изобретение RU 2 757 478 C1, с датой приоритета 21.04.2020г. раскрыта печь для купели внутренняя с вертикальной загрузкой, включающая патрубок дымохода, воздушный канал, крышку загрузочного канала, ножки, корпус. Корпус печи имеет сквозные циркуляционные каналы. В верхней части печь имеет выступающий вверх над конструктивными элементами печи вертикальный загрузочный канал со съемным воздушным каналом во внутреннем конструкционном пространстве. Воздушный канал оснащен держателями П-образного сечения, один конец которых закреплен на стенке воздушного канала, а другой конец – закреплен на стенке корпуса печи, которая образует вертикальный загрузочный канал. Патрубок дымохода имеет опоры, которые одним концом закреплены на боковой поверхности патрубка дымохода, а другим концом - на стенках корпуса печи, которые образуют вертикальный загрузочный канал.

Недостатком данного изобретения является необходимость погружать печь в ёмкость с водой для её нагрева, неравномерный нагрев воды, т.к. вся горячая пода будет подниматься вверх, а холодная будет оказываться внизу. А если учитывать сквозные циркуляционные каналы, через которые предполагается движение воды, то необходимо учесть, что такие каналы находятся на определённом расстоянии от пола, такое расстояние предположительно не менее 50 см. Эти каналы только увеличивают площадь нагрева воды. При таких данных вода, располагающаяся в непосредственной близости к печи будет нагреваться больше, чем вода, находящаяся в другом краю ёмкости. Поэтому в ёмкости с водой будет отсутствовать циркуляция воды.

Известна полезная модель по патенту RU151925U1 с датой приоритета 24.09.2014г., в которой раскрыт жаротрубный водогрейный котел горизонтальный цилиндрический корпус с фронтальной дверью, в которой установлена горелка, размещенные внутри корпуса водяной объем с патрубками входа и выхода теплоносителя, камеру сгорания в виде жаровой трубы, заглушенной с противоположного горелке торца, и дымогарные трубы, сообщенные с камерой сгорания посредством поворотной камеры, образованной углублением в двери, причем последняя выполнена с внутренней полостью, сообщенной с водяным объемом корпуса посредством двух трубок: водозаборной и водоотводящей, отличающийся тем, что внутренняя полость двери разделена вертикальной перегородкой на два объема, сообщенных между собой посредством отверстия, выполненного в нижней части упомянутой перегородки, первый объем в верхней своей части сообщен с водозаборной трубкой, второй конец которой врезан в патрубок входа теплоносителя, а второй объем сообщен с водоотводящей трубкой, второй конец которой врезан в патрубок выхода теплоносителя, при этом концы упомянутых трубок, размещенные внутри соответствующих патрубков, обращены своим выходным отверстием в направлении свободного конца патрубка.

Недостатком данной полезной модели является сложность конструкции, невозможность использовать твёрдое топливо (котёл предположительно предназначен для использования газа), отсутствие мобильности.

Известно изобретение по патенту RU2007145651A, с датой конвенционного приоритета 14.06.2005г. в котором водогрейный котёл с двойным теплообменом, состоящий из различных частей, а именно:

- блок теплообмена, имеющий камеру для горячей воды, ограниченную цилиндрическим наружным корпусом и содержащую внутри горячую воду, жаровые трубки, проходящие через камеру для горячей воды, и впускное отверстие и выпускное отверстие, выполненные в наружном корпусе для обеспечения сообщения камеры для горячей воды с внешней средой;

- топку, прикрепленную к нижнему концу блока теплообмена и имеющую камеру для теплообменной воды, ограниченную цилиндрическим наружным корпусом, с горелкой, прикрепленной к топке через посадочное отверстие для горелки, выполненное в заданном положении в боковой стенке топки;

- вытяжной колпак, прикрепленный к верхнему концу блока теплообмена и имеющий газовый канал, через который топочный газ из жаровых трубок выпускается наружу;

- и теплообменный змеевик, установленный в камере для горячей воды блока теплообмена и имеющий впускной конец и выпускной конец, присоединенные соответственно к выпускному отверстию и впускному отверстию камеры теплообменной воды топки через циркуляционную трубу, с обеспечением передачи тепла между теплообменной водой и горячей водой в камере для горячей воды при циркуляции теплообменной воды в теплообменном змеевике.

Недостатками данного изобретении являются сложность и многосоставность конструкции, невозможность использовать твёрдое топливо (котёл предположительно предназначен для использования газа), отсутствие мобильности.

Известна полезная модель по патенту RU218743U1 с датой приоритета 10.02.2023г., в которой раскрыта печь проточного нагрева воды, содержащая корпус, циркуляционную и топочную камеры, патрубки для подвода и отвода воды, а также патрубок отвода продуктов горения, отличающаяся тем, что циркуляционная камера, формирующая внутреннюю полость топочной камеры для сжигания твердого топлива, выполнена в виде спирали, сформированной из трубы для прокачки воды и закрепленной в полости корпуса печи, по меньшей мере, на трех вертикально смонтированных на внутренней поверхности корпуса стойках, в нижней части корпуса, над отверстием для создания тяги, смонтирован колосник, а в верхней части корпуса - рядом с патрубком для отвода продуктов горения выполнено технологическое отверстие с дверцей для загрузки твердого топлива на колосник.

К недостаткам данной полезной модели можно отнести недостаточную прочность корпуса печи и отсутствие оптимальных размеров отверстия в нижней части печи, служащего для усиления тяги - поддувала.

Прототипом заявленного изобретения является полезная модель по патенту RU218743U1 с датой приоритета 10.02.2023г., имеющая общие признаки в виде цилиндрического корпуса, топочной камеры для сгорания твёрдого топлива, выполненной в виде спирали, сформированной из трубы и закреплённой в полости корпуса печи, патрубков для подвода и отвода воды, а также патрубок отвода продуктов горения, в нижней части корпуса, над отверстием для создания тяги, имеется смонтированный колосник, а в верхней части корпуса - рядом с патрубком для отвода продуктов горения выполнено технологическое отверстие с дверцей для загрузки твердого топлива на колосник.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленная полезная модель является устранение недостатков аналогов и прототипа, создание мобильного, компактного нагревательного устройства для нагрева воды в уличных бассейнах любых типов, купелях, летнем душе и иных ёмкостях с водой, у которых объём не более 16 м3, работающего на твёрдом топливе, с вертикальной камерой горения и вертикальной загрузкой и способного нагревать воду при любых температурах, как плюсовых, так и минусовых, с повышенной длительностью горения топлива и неприхотливого к качеству топлива, а также увеличение прочностных характеристик корпуса изделия с одновременным созданием оптимальной тяги для сгорания топлива, повышающей эффективность сжигания топлива.

Технический результат, достигаемый при реализации, заявленной полезной модели состоит в возможности создания типоряда мобильных и компактных изделий, с вертикальной камерой горения и вертикальной загрузкой топлива, работающий на твёрдом топливе и позволяющих нагревать воду бассейне или иной ёмкости при любых температурах, как плюсовых, так и минусовых, с повышенной длительностью горения топлива и неприхотливого к качеству топлива, а также с повышенной прочностью корпуса изделия.

Раскрытие сущности полезной модели.

Техническая проблема решена созданием нагревателя воды для бассейна цилиндрической формы, имеющего вертикальную камеру сгорания топлива с вертикальной загрузкой топлива. Корпус выполнен из стали толщиной от 0,6 до 5мм. Конкретный размер толщины стенки корпуса выбирается исходя из размера нагревателя. Такой диапазон размера стенки корпуса позволяет обеспечить наиболее эффективное сочетание огнестойких характеристик и мобильности нагревателя, т.к. при толщине стенки менее 0,6мм стенки прогорают после нескольких использований нагревателя, к тому же такой толщине корпус становится мягким. При толщине стенки более 5 мм, нагреватель перестаёт быть мобильным в силу чрезмерно увеличенного веса. Внутри корпуса параллельно стенкам установлено теплообменное устройство в виде спирального змеевика, изготовленного из трубы диаметром от 16 до 48 мм и толщиной стенки от 1,5 до 4мм. Размер диаметра трубы и толщины стенки определяется исходя из размеров нагревателя. Котёл имеет в нижней части корпуса входную трубу, являющуюся нижним концом теплообменника, куда подключается подача воды из бассейна или иной ёмкости, которая может быть, как гладкой, так и иметь резьбу внутреннюю или наружную. Входная труба проходит сквозь корпус печки. В верхней части корпуса котёл имеет выходную трубу, являющуюся верхним концом теплообменника, куда подключается водоотводящий шланг, из которого подогретая вода поступает обратно в бассейн. Выходная труба проходит сквозь корпус печки. Каждый виток спирального змеевика прикреплён к стальной арматуре с помощью сварки. Для одного змеевика используется от 3 до 12 арматур. Такое решение позволяет крепко зафиксировать все витки змеевика и предотвратить их смещение относительно друг друга и деформацию при взаимодействии с огнём. Количество арматур выбирается исходя из размеров нагревателя. Между витками змеевика имеется расстояние минимум 5 мм. Такое расстояние позволяет огню от сгорающего топлива беспрепятственно огибать максимальное количество площади змеевика, что в свою очередь повышает скорость нагрева жидкости в змеевике. При меньшем расстоянии пламя огня в меньшей степени проникает между витков и охватывает меньшую площадь трубы змеевика.

Верхняя часть корпуса нагревателя содержит дверцу топки и дымовую трубу. Нижняя часть корпуса нагревателя имеет только колосник в виде решётки, через который ссыпается зола и через которые поступает необходимое количество воздуха для горения топлива. Такое устройство колосника позволяет сочетать в себе зольник и поддувало.

Вертикальная камера сгорания топлива с вертикальной загрузкой топлива позволяет использовать принцип нижнего горения, согласно которого топливо сгорает снизу вверх, при этом изначально сжигается нижний слой, постепенно нагревается и сжигается верхний слой. Благодаря этому явлению допускается использование дров с влажностью до 42%, которые кладутся в верхней части котла.

Дымовой канал в нагревателе встроен в верхнюю часть корпуса и имеет непосредственную связь с камерой сгорания, т.е. не имеет дополнительных преград в виде изгибов или задвижек, (но при желании заказчика может дополнительно комплектоваться шибером или задвижкой) затрудняющих и замедляющих движение дыма и воздуха по этому каналу. Нижняя часть корпуса нагревателя воды имеет только колосники в виде решётки, расположенной на расстоянии не менее 125 мм от нижней точки корпуса нагревателя. При расположении колосниковой решётки на расстоянии менее чем 125 мм от нижней точки корпуса нагревателя, поток воздуха проходящий через колосниковую решётку уменьшается одновременно уменьшая горение топлива, что приводит к менее эффективному сгоранию. На колосниках которых располагается топливо, сквозь колосники ссыпаются остатки продуктов сгорания и происходит подача воздуха. Нижняя часть корпуса нагревателя воды имеет отверстие размером не более 70 мм на 150 мм, расположенное ниже колосников. Через это отверстие происходит дополнительное поступление воздуха в камеру сгорания. За счёт такого расположения дымового канала, колосников и наличия в нижней части корпуса отверстия происходит естественный приток воздуха в камеру сгорания топлива, усиливающийся дымовым каналом, создающим дополнительную тягу. При увеличении размеров упомянутого отверстия, поток воздуха становится чрезмерно большим, что приводит к быстрому сгоранию топлива и уменьшению времени сохранения тепла в нагревателе.

По бокам корпуса нагревателя воды прикреплены 2 ручки для перемещения нагревателя. Место крепления ручек может меняться в зависимости от потребностей, в частности для уменьшения занимаемого пространства при перевозке или для улучшения стопирования. Например, ручки можно сделать высотой не более высоты дымохода, прикрепить к верхней части корпуса нагревателя – на одной плоскости с дымоходом. Такое решение позволяет располагать несколько нагревателей вплотную друг к другу или ставить один нагреватель на другой.

Также нагреватель воды для бассейна выполнен со следующим соотношением параметров:

- типоразмер с условным обозначением «S»: высота нагревателя воды, включая дымоход 800 мм, диаметр печи с ручками по бокам 500 мм, длина принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметр печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, вес 37 кг, толщина стенки корпуса 0,8 мм, диаметр трубы змеевика 27 мм, длина змеевика 1200 мм, диаметр змеевика 400 мм, высота змеевика 600 мм, толщина стенки трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщина стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм;

- второй типоразмер с условным обозначением «M»: высота нагревателя воды, включая дымоход 900 мм, диаметр печи с ручками по бокам 500 мм, длина принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметр печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, вес 40 кг, толщина стенки корпуса 0,8 мм, диаметр трубы змеевика 27 мм, длина змеевика 1600 мм, диаметр змеевика 400 мм, высота змеевика 700 мм, толщина стенки трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщина стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм;

- третий типоразмер с условным обозначением «L»: высота нагревателя воды, включая дымоход 1000 мм, диаметр печи с ручками по бокам 500 мм, длина принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметр печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, вес 44 кг, толщина стенки корпуса 0,8 мм, диаметр трубы змеевика 27 мм, длина змеевика 1800 мм, диаметр змеевика 400 мм, высота змеевика 800 мм, толщина стенки трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщина стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм.

Таким образом, получен мобильный компактный нагреватель воды в бассейне или иной ёмкости, с вертикальной камерой горения и вертикальной загрузкой топлива, работающий на твёрдом топливе и способный нагревать воду при любых температурах, как плюсовых, так и минусовых, с повышенной длительностью горения топлива и неприхотливого к качеству топлива, а также с повышенной прочностью корпуса изделия.

Осуществление полезной модели.

Нагреватель воды для бассейна, имеющий цилиндрический корпус, зольник находящийся в нижней части корпуса, имеющий дверцу топки и дымовую трубу расположенные в верхней части корпуса, содержащий внутри корпуса змеевик с входом и выходом наружу, устанавливается перед бассейном на расстоянии не ближе чем 4 метров от бассейна, устанавливается насос для циркуляции воды. Далее, перед началом использования водонагревателя и бассейна выполняется подключение проточных водяных шлангов следующим образом: к нижнему выходу из бассейна (канала) стыкуется водяной патрубок, второй конец патрубка соединить с насосом, который обеспечивает забор воды из бассейна. Второй выход, который обеспечивает выход воды из насоса, соединяется с нижней трубой дровяного водонагревателя. Насос, устанавливается не большой мощности, способного перекачать не более 4500 литров воды в 1 час. При использовании насоса с большей мощностью нагрев воды в бассейне будет происходить дольше по сравнению с указанной мощностью, т.к. вода, проходя через спиральный змеевик, не будет успевать нагреваться.

Далее устанавливается ещё один патрубок, который должен соединять верхнюю трубу дровяного водонагревателя и верхнего входа в техническое отверстие бассейна и так же зафиксировать техническими хомутами. Далее происходит залив воды в бассейн. Когда вода заполнит на половину сам бассейн, можно включать насос. Когда вода начнёт поступать в бассейн уже через верхний выход воды, можно разжигать нагревателя воды.

После разжигания нагревателя воды начнёт происходить постепенное нагревание воды в бассейне. Время нагрева воды в бассейне в зависимости от объема и размера печи, в среднем +10°С за 4 часа.

Пример 1. При нагреве воды в бассейне с объёмом 7 кубических литров воды включительно, используется нагреватель воды в бассейне с высотой дымохода, составляющей 800 мм, диаметром печи с ручками по бокам 500 мм, длиной принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметром печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, весом 37 кг, толщиной стенок корпуса 0,8 мм, диаметром трубы змеевика 27 мм, длиной змеевика 1200 мм, диаметром змеевика 400 мм, высотой змеевика 600 мм, толщиной стенки трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщиной стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм.

Пример 2. При нагреве воды в бассейне с объёмом от 8 до 12 кубических литров воды включительно, используется нагреватель воды в бассейне с высотой дымохода 900 мм, диаметром печи с ручками по бокам 500 мм, длиной принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметром печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, весом 40 кг, толщиной стенки корпуса 0,8 мм, диаметром трубы змеевика 27 мм, длиной змеевика 1600 мм, диаметром змеевика 400 мм, высотой змеевика 700 мм, толщиной стенок труб змеевика из черного металла 2,8 мм, толщиной стенок труб змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм.

Пример 3. При нагреве воды в бассейне с объёмом от 13 до 16 кубических литров воды включительно, используется нагреватель воды с высотой дымохода 1000 мм, диаметром печи с ручками по бокам 500 мм, длиной принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметром печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, весом 44 кг, толщиной стенок корпуса 0,8 мм, диаметром трубы змеевика 27 мм, длиной змеевика 1800 мм, диаметром змеевика 400 мм, высотой змеевика 800 мм, толщиной стенок трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщиной стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм.

Следует учесть, что допустимо изменение типоразмеров нагревателя воды, и создание нагревателя с иными размерами и иной компоновкой конструктивных элементов, например, иным расположением ручек. Но при этом сущность полезной модели остаётся прежней.

Claims (6)

1. Нагреватель воды для бассейна, имеющий корпус цилиндрической формы, камеру сгорания топлива, дверцу камеры сгорания, теплообменник, зольник, дымовую трубу, дверцу камеры сгорания, расположенную на верхней части корпуса, вертикальную камеру сгорания топлива, спиральный змеевик, имеющий вход и выход, проходящие сквозь корпус, витки змеевика прикреплены к стальной арматуре, зольник, отличающийся тем, что корпус выполнен из стали толщиной от 0,6 до 5 мм, расстояние между витками спирального змеевика минимум 5 мм, зольник образован расположением в нижней части корпуса колосников на расстоянии не менее 125 мм от нижней точки корпуса нагревателя, нижняя часть корпуса нагревателя воды имеет отверстие размером не более 70 мм на 150 мм.

2. Нагреватель воды для бассейна по п. 1, отличающийся тем, что по бокам корпуса нагревателя воды прикреплены 2 ручки для перемещения.

3. Нагреватель воды для бассейна по п. 1, отличающийся тем, что ручки для перемещения расположены на верхней части корпуса нагревателя.

4. Нагреватель воды для бассейна по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен со следующим соотношением параметров: дымоход высотой 800 мм, диаметр печи с ручками по бокам 500 мм, длина принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметр печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, вес 37 кг, толщина стенки корпуса 0,8 мм, диаметр трубы змеевика 27 мм, длина змеевика 1200 мм, диаметр змеевика 400 мм, высота змеевика 600 мм, толщина стенки трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщина стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм.

5. Нагреватель воды для бассейна по п.1, отличающийся тем, что он выполнен со следующим соотношением параметров: дымоход высотой 900 мм, диаметр печи с ручками по бокам 500 мм, длина принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметр печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, вес 40 кг, толщина стенки корпуса 0,8 мм, диаметр трубы змеевика 27 мм, длина змеевика 1600 мм, диаметр змеевика 400 мм, высота змеевика 700 мм, толщина стенки трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщина стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм.

6. Нагреватель воды для бассейна по п.1, отличающийся тем, что он выполнен со следующим соотношением параметров: дымоход высотой 1000 мм, диаметр печи с ручками по бокам 500 мм, длина принимающей и отводящей воду трубок (вход и выход) 250 мм, диаметр печи без ручек по бокам 430 – 440 мм, вес 44 кг, толщина стенки корпуса 0,8 мм, диаметр трубы змеевика 27 мм, длина змеевика 1800 мм, диаметр змеевика 400 мм, высота змеевика 800 мм, толщина стенки трубы змеевика из черного металла 2,8 мм, толщина стенки трубы змеевика из нержавеющей стали 2,5 мм.