Умывальник
Полезная модель, относящаяся к санитарно-техническому оборудованию, предназначена для мытья рук, умывания и мытья посуды в отсутствии централизованного водоснабжения, но при наличии однофазной электрической сети (на дачах, в гаражах, в придорожных пунктах питания, в сельской местности, в медицинских учреждениях). Умывальник содержит несущую стойку, на которой размещены съемный таз для сбора используемой воды, наливной бак для чистой воды и водоразборный трубопровод, закрепленный над тазом, управляемый от ножного привода электронасос, подающий горячую воду с регулировкой требуемой температуры в водоразборный трубопровод, ТЭН, установленный внутри бака вблизи его дна и жидкостной терморегулятор с датчиком температуры, закрепленным выше ТЭНа. Над ТЭНом и датчиком температуры горизонтально установлена герметичная теплоизоляционная перегородка, разделяющая бак на две части: верхнюю, для хранения запаса холодной воды, и нижнюю, для нагрева используемой воды и поддержания ее заданной температуры. Обе части бака соединены двумя трубками: первая - для подачи холодной воды в зону нагрева ниже ТЭНа, а вторая - для устранения воздушной пробки в нижней части бака. Трубка для выпуска горячей воды, соединенная с входным штуцером электронасоса, закреплена в дне бака, а открытым концом размещена непосредственно под перегородкой. Снаружи бака ниже перегородки внешняя термоизоляция. Умывальник позволяет сократить расход электроэнергии на нагрев и поддержание заданной температуры используемой воды при ее рациональном использовании. Для защиты ТЭНа от перегрева в случае включения без воды на его поверхности намотана капиллярная трубка, соединяющая датчик температуры с терморегулятором. 1 ил., 2 з.п. ф-лы.
Полезная модель относится к санитарно-техническому оборудованию, предназначена для мытья рук, умывания, мытья посуды водой, нагретой до требуемой температуры, в условиях отсутствия централизованного водоснабжения. Может быть использована в бытовых помещениях, учебных и медицинских учреждениях, торговых точках, гостиницах, пунктах питания, в садовых домах и гаражах, подключенных к электросети.
Известен аналог заявляемого технического решения, умывальник «Уличный», выпускаемый производственной фирмой ООО «Метлес», Российская Федерация, (http://metles.ru). Умывальник состоит из несущей стойки, на которой установлены съемный таз для сбора использованной воды и наливной бак для чистой воды с водоразборным трубопроводом с выпускным краном.
Умывальник используют следующим образом.
Бак наполняют чистой водой, открывают выпускной кран и используют воду непрерывно по назначению, затем выпускной кран закрывают. Использованную воду собирают в таз для дальнейшей утилизации.
Общими признаками заявляемого технического решения и аналога являются: умывальник, содержащий несущую стойку с установленными на ней съемным тазом для сбора использованной воды, наливной бак для чистой воды и водозаборный трубопровод.
В конструкции аналога отсутствует нагрев используемой воды и устройство дозированного расхода воды.
В качестве аналога также выбран электронагреватель для горячего водоснабжения, например для умывания, описанный в патенте на изобретение RU 
2116580, МПК F24H 1/20, опубликован 27.07.1998 г., содержащий верхний и нижний баки, соединенные двумя трубам, при этом нижний бак дополнительно снабжен трубой выпуска воды с краном и нагревательным элементом, например ТЭНом, расположенным в нижней части полости бака. Водозаборный трубопровод закреплен в дне нижнего бака таким образом, что его входной конец расположен непосредственно под верхом этого бака. Выходной конец первой соединительной трубы заведен в нижнюю часть полости нижнего бака в зону нагревательного элемента, а вторая соединительная труба содержит вентиль и соединяет дно верхнего и крышку нижнего бака.
Электроводонагреватель используют следующим образом.
Открывают вентиль второй соединительной трубы для предотвращения образования воздушной пробки в нижнем баке и заполняют оба бака холодной водой. Для нагрева воды включают нагреватель, происходит нагрев воды до заданной терморегулятором температуры, после чего нагрев воды прекращается. Нагретая вода поднимается, накапливается в верхней части нижнего бака и подается в трубу выпуска воды после открытия крана для использования. По мере расхода нагретой воды в нижний бак поступает холодная вода из верхнего бака в зону нагревательного элемента, которая, не смешиваясь с предварительно нагретой водой, нагревается до заданной терморегулятором температуры, поднимаясь в верхнюю часть нижнего бака.
Общими признаками заявляемого технического решения и аналога являются: нагревательный элемент (ТЭН), установленный нижней части полости нижнего бака, водозаборный трубопровод, входной конец которого расположен под верхом нижнего бака, выходной конец первой соединительной трубы заведен в нижнюю часть полости нижнего бака в зону нагревательного элемента.
Недостатками данного аналога являются его высокая материалоемкость и отсутствие термоизоляции нижнего бака, приводящее к повышенным затратам электроэнергии для длительного поддержания заданной температуры используемой воды.
В качестве прототипа полезной модели выбран умывальник «Мойдодыр» в комплекте с электроводонагревателем с экспресснагревом ЭВБОЭ-15/1,25 «Дачный Н», приведенным в свидетельстве на полезную модель 79225, МПК Н05В 1/00, выпускаемый ОАО «Псковский электротехнический заводы (http://elterm-pskov.ru.).
Умывальник содержит несущую стойку, на которой установлена раковина, соединенная с емкостью для сбора использованной воды, наливной бак с устройством дозированного расхода воды, выход которого расположен над раковиной, трубку выпуска воды из бака, соединенную с устройством дозированного расхода воды. В баке размещен дополнительный резервуар, открытый снизу для поступления воды, в котором установлены ТЭН и датчик терморегулятора, а входное отверстие трубки выпуска воды расположено непосредственно под верхом дополнительного резервуара.
Умывальник используют следующим образом. Бак полностью заполняют холодной водой и подключают ТЭН к электрической сети. ТЭН нагревает воду, находящуюся в дополнительном резервуаре, до установленной температуры срабатывания терморегулятора, который отключает ТЭН от электрической сети. Нагретая вода, забираемая через трубку выпуска воды из зоны наибольшего нагрева, подается в устройство дозированного расхода воды, обеспечивающее расход 0,5 литра в минуту. При этом в зону ТЭНа подается холодная вода из бака через открытую нижнюю часть дополнительного резервуара, охлаждая датчик терморегулятора. Терморегулятор подключает ТЭН к электрической сети и процесс нагрева воды возобновляется. Скорость нагрева воды в дополнительном резервуаре соответствует скорости разбора нагретой воды, поэтому температура вытекающей воды остается практически постоянной при использовании всего объема воды.
Общими признаками заявляемого технического решения и прототипа являются: умывальник, содержащий несущую стойку с установленной на ней раковиной, наливной бак для чистой воды, кран с устройством дозированного расхода воды, выход которого расположен над раковиной, трубка выпуска воды из бака, соединенная с устройством дозированного расхода воды, дополнительный резервуар, установленный внутри полости бака, с ТЭНом и датчиком терморегулятора, входное отверстие трубки выпуска воды расположено непосредственно под верхом дополнительного резервуара.
Недостатком данного устройства является высокая теплопроводность поверхности дополнительного резервуара, вследствие чего происходит значительный нагрев всего объема воды, находящейся в баке. Это повышает расход электроэнергии особенно при длительном поддержании заданной температуры воды в «ждущем)) режиме без ее использования. Кроме того, возможное образование воздушной пробки в полости дополнительного резервуара (дренажная трубка не предусмотрена) может провести к выходу из строя ТЭНа, а для устранения воздушной пробки требуется предварительно открыть выпускной кран.
Значительным недостатком данного устройства является также отсутствие тепловой защиты ТЭНа при его несанкционированном включении без воды, например перед первым использованием.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является экономия электроэнергии при длительном поддержании рабочей температуры используемой воды. Это достигается тем, что дополнительный резервуар выполнен в виде нижней части наливного бака, отделенной от верхней его большей части горизонтальной герметичной теплоизоляционной перегородкой, например из твердого пенопласта, образуя над ТЭНом замкнутый объем воды, достаточный для разового использования. В перегородке, установлена трубка, соединяющая верх дополнительного резервуара с верхней частью бака выше уровня заполнения водой. Вокруг наружной поверхности бака, ниже перегородки, закреплена внешняя теплоизоляция.
Суть полезной модели поясняется чертежом на фиг., где представлен разрез предлагаемого умывальника.
Умывальник содержит стойку 1 с установленным на ней тазом 2 для сбора использованной воды, наливной бак 3 для чистой воды открытый сверху. Отверстие для налива воды наливного бока в рабочем положении закрыто тазом 2. В стойке закреплен водоразборный трубопровод 4 с выходной трубкой 5, расположенной над тазом. Вблизи дна бака 3 установлен ТЭН 6 и, над ним, датчик терморегулятора 7. Трубка выпуска воды 8 закреплена в дне бака 3 таким образом, что ее входное отверстие расположено непосредственно под горизонтальной герметичной теплоизоляционной перегородкой 9, выполненной из твердого пенопласта. Перегородка 9 разделяет полость бака 3 на верхнюю большую часть, предназначенную для хранения холодной воды, и нижнюю, с объемом, достаточным для разового использования, примерно 4 литра. Трубка выпуска воды 8 подключена к входному штуцеру электронасоса 10, выходной штуцер которого подключен к трубопроводу 4. В перегородке 9 закреплены две трубки 11, 12. Верхний конец трубки 11 заведен в верхнюю часть полости бака, непосредственно над перегородкой, а нижний конец этой трубки размещен под ТЭНом. Трубка 11 предназначена для подачи холодной воды в нижнюю часть бака. Трубка 12 соединяет верх нижней части бака с его верхней частью выше уровня заполнения водой 13. Вокруг наружной поверхности бака, ниже перегородки, закреплена внешняя теплоизоляция 14. Электронасос 10 подключен к электрической сети посредством концевого выключателя 15, например, с ножным приводом. Капиллярная трубка жидкостного терморегулятора плотно намотана на поверхность ТЭНа, выполняя защиту ТЭНа от перегрева в отсутствии воды.
Работает заявляемое устройство следующим образом. Снимают таз со стойки 1 таз 2, заливают чистую воду в верхнюю часть бака 3. Вода по трубке 11 заполняет нижнюю часть полости бака, воздух из которой удаляется по тру6ке 12. Затем доливают воду в бак 3 до отметки верхнего уровня и устанавливают таз 2 в рабочее положение. При этом таз 2 закрывает заливное отверстие бака 3. Подготовка к работе завершена.
Для использования умывальника включают сетевой выключатель (на чертеже не показан) подавая напряжение на выключатель электронасоса и терморегулятор (на чертеже не показан), поворотом ручки терморегулятора устанавливают требуемую температуру используемой воды, подключая ТЭН к электросети. Через короткий промежуток времени (примерно 4 минуты) используемая вода нагревается до заданной температуры, а терморегулятор отключает ТЭН от электросети. Нагретая вода может длительно находиться в умывальнике без подогрева, поскольку изолирована от холодной воды перегородкой, а от наружного воздуха внешней теплоизоляцией. Для поддержания температуры воды ТЭН периодически кратковременно включается терморегулятором. Для использования воды нажимают ногой на привод концевого выключателя 15, включая электронасос 10, подающий нагретую воду через трубопровод 4 в выходную трубку 5. Электронасос создает расход воды до 2-х литров в минуту, что достаточно для комфортного умывания. Дозировка расхода нагретой воды осуществляется выключением концевого выключателя.
В процессе расходования нагретой воды холодная вода из верхней части бака поступает через трубку 11 нижнюю часть бака, в зону расположения ТЭНа, не смешиваясь с нагретой водой. Затем цикл нагрева воды повторяется.
В случае включения ТЭНа без воды (например, перед первым использованием умывальника) происходит нагрев его поверхности до 120-150 град. С, приводящее к расширению рабочей жидкости терморегулятора в капиллярной трубке, намотанной вокруг поверхности ТЭНа и отключению. Попеременное включение и отключение ТЭНа не приводит к выходу его из строя, а ограничение его температуры устраняет пожароопасность умывальника. В данном исполнении капиллярная трубка, соединяющая датчик температуры с терморегулятором, сама является дополнительным датчиком температуры, но в другом, значительно более высоком температурном диапазоне. При наличии воды в баке капиллярная трубка, намотанная вокруг поверхности ТЭНа, практически не изменяет заданную температурную характеристику терморегулятора.
Изготовлен и прошел испытания макетный образец заявляемого умывальника. Основные его характеристики следующие:
- суммарный объем бака - 14 литров;
- объем нижней части бака - 4 литра;
- объем нагреваемой воды (над ТЭНом) - 3 литра;
- установленная мощность ТЭН - 1 кВт;
- время нагрева используемой воды от 15 до 45 град. С - 4 минуты;
- напряжение сети - 220 В;
- масса умывальника (сухая) - 6 кг;
- средняя мощность потребления электроэнергии при длительном поддержании температуры воды, нагретой до 45 град. С при окружающей температуре 17 град. С, не более - 20 Вт.
По мнению заявителя, предлагаемое техническое решение, обладающее новизной и промышленной применимостью, может быть защищено патентом на полезную модель.
1. Умывальник, содержащий несущую стойку с установленными на ней съемным тазом для сбора использованной воды, наливным баком для чистой воды, трубопроводом с устройством дозированного расхода воды, выходная трубка которого расположена над тазом, трубку выпуска воды, соединенную с устройством дозированного расхода воды, дополнительный резервуар без дна внутри полости бака, с ТЭНом внизу дополнительного резервуара и датчиком жидкостного терморегулятора над ТЭНом, причем входное отверстие трубки выпуска воды расположено непосредственно под верхом дополнительного резервуара, соединительную трубку, верхний конец которой заведен в верхнюю часть полости бака, а ее выходной конец - в зону расположения ТЭНа, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии при длительном поддержании заданной температуры используемой воды, дополнительный резервуар выполнен в виде нижней части наливного бака, отделенной от верхней его большей части горизонтальной герметичной теплоизоляционной перегородкой, например из твердого пенопласта, образуя над ТЭНом замкнутый объем воды, достаточный для разового использования, в перегородке установлена дополнительная трубка, соединяющая верх нижней части бака с верхней частью бака выше уровня заполнения водой, а вокруг наружной поверхности бака, ниже перегородки, закреплена внешняя термоизоляция.
2. Умывальник по п.1, отличающийся тем, что устройство дозированного расхода воды выполнено в виде электронасоса, подключенного к электрической сети, например посредством концевого выключателя с ножным приводом.
3. Умывальник по п.1, отличающийся тем, что на поверхность ТЭНа плотно намотана капиллярная трубка жидкостного терморегулятора.
