RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 184734 (21) Numer zgłoszenia: 321981 (22) Data zgłoszenia: 05.09.1997 B1 (51) IntCl7 F24H 1/16 @ Elektryczny przepływowy podgrzewacz wody (43) Zgłoszenie ogłoszono: 22.06.1998 BUP 13/98 (73) Uprawniony z patentu: Goliński Zbigniew, Mieszków, PL (72) Twórcy wynalazku: Zbigniew Goliński, Mieszków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.12.2002 WUP 12/02 (74) Pełnomocnik: Więckowski Leszek PL 184734 B1 1. Elektryczny przepływowy podgrzewacz wody posiadający zespół grzejny sterowany układem elektronicznym oraz układ dopływu wody zimnej i odbioru wody ciepłej wraz z systemem zabezpieczeń, znamienny tym, że zespół grzejny (1) umieszczony nad blokiem (5) wodnym i połączony z nim poprzez przewód (2) zasilania wodą zimną i przewód (3) odbioru wody ciepłej, składa się z szeregu współosiowo umieszczonych przewodów (7) rurowych, usytuowanych jeden nad drugim i stykających się wzajemnie, przy czym na całej długości przewodów (7), w ich wewnętrznym płaszczu (8) umieszczony jest wkład grzewczy (9), którego zewnętrzny płaszcz (11) posiada spiralnie nawinięty przewód (12), a ponadto blok (5) posiada wgłębienie (17) do osadzania na osi (18) turbinki (15) z parzystą ilością łopatek (16), na których osadzone są jednobiegunowe magnesy (19,20), a także w korpusie bloku (5) znajdują się kanały (24, 25) doprowadzenia wody zimnej i kanał (26) odbioru wody ciepłej. Fig. 1
Elektryczny przepływowy podgrzewacz wody Zastrzeżenia patentowe 1. Elektryczny przepływowy podgrzewacz wody posiadający zespół grzejny sterowany układem elektronicznym oraz układ dopływu wody zimnej i odbioru wody ciepłej wraz z systemem zabezpieczeń, znamienny tym, że zespół grzejny (1) umieszczony nad blokiem (5) wodnym i połączony z nim poprzez przewód (2) zasilania wodą zimną i przewód (3) odbioru wody ciepłej, składa się z szeregu współosiowo umieszczonych przewodów (7) rurowych, usytuowanych jeden nad drugim i stykających się wzajemnie, przy czym na całej długości przewodów (7), w ich wewnętrznym płaszczu (8) umieszczony jest wkład grzewczy (9), którego zewnętrzny płaszcz (11) posiada spiralnie nawinięty przewód (12), a ponadto blok (5) posiada wgłębienie (17) do osadzania na osi (18) turbinki (15) z parzystą ilością łopatek (16), na których osadzone sąjednobiegunowe magnesy (19,20), a także w korpusie bloku (5) znajdują się kanały (24,25) doprowadzenia wody zimnej i kanał (26) odbioru wody ciepłej. 2. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że wielkość skoku przewodu (12) zawiera się w przedziale od 5 mm do 25 mm, korzystnie 15 mm. 3. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że wkład grzewczy (9) zakończony jest występem (13). 4. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że końcówki przewodu (7) zespołu grzewczego (1) są rozkalibrowane w jednej płaszczyźnie. 5. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że w końcówkach przewodu (7) umieszczony jest wkład grzewczy (9) oraz przewód (2) zasilania wodą zimną lub przewód (3) odbioru wody ciepłej. 6. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica zewnętrzna przewodu (12) po nawinięciu na wkład grzewczy (9) jest maksymalnie zbliżona do średnicy wewnętrznej przewodu (7). 7. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znam ienny tym, że kanały (24,25) połączone są z wgłębieniem (17) bloku (5). 8. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że na blok (5) nakładana jest pokrywa (22). 9. Elektryczny przepływowy podgrzewacz według zastrz. 1, znamienny tym, że w średnicy rozmieszczenia magnesów (19,20) umieszczony jest na pokrywie (22) halotron (35). * * * Przedmiotem wynalazku jest elektryczny przepływowy podgrzewacz wody, zawierający zespół grzejny sterowany układem elektronicznym oraz układ dopływu wody zimnej i odbioru wody ciepłej wraz z systemem odpowiednich zabezpieczeń. Znane są i stosowane układy podgrzewania wody, wśród których wyróżnia się akumulacyjne, izolowane termicznie elektryczne podgrzewacze ze zbiornikiem do przechowywania wody gorącej oraz układy nagrzewające wodę jedynie w czasie jej poboru, zwane przepływowymi. Wśród przepływowych wyróżnia się urządzenia, w których zespół grzałki, załączanej podczas przepływu jest zanurzony w wodzie oraz takie gdzie element grzejny oraz układ podawania wody są od siebie całkowicie rozdzielone oraz odpowiednio zabezpieczone. Konstrukcja układów z grzałką zanurzoną w wodzie wykorzystuje przepływ wody na zasadzie syfonu, przy czym przepływ odbywa się w ten sposób, iż napływająca woda zimna doprowadzana jest do urządzenia od dołu, natomiast pobierana woda ciepła, wypychana przez wodę zimną, przelewa się górą i jest kierowana w stronę zaworu czerpalnego.
184 734 3 Grzałka w tego rodzaju urządzeniach jest usytuowana centralnie i wykonana najczęściej w formie spirali nawiniętej obwodowo na cylindryczny element z nieprzewodzącego materiału. Przedstawicielem drugiego rodzaju rozwiązań, działających na zasadzie ogrzewania wody podczas jej przepływu jest urządzenie przedstawione w opisie zgłoszeniowym o numerze 312769. Zgodnie z powyższym opisem hydrauliczny grzejnik przepływowy ma na tylnej ścianie urządzenia osadzony element grzejny, przez który przepływa woda, ogrzewając się przy tym. Ponadto w górnej części urządzenia umieszczony jest zacisk przyłączeniowy, natomiast pod nim odpowiednio bezpiecznik temperatury oraz różnicowy przełącznik ciśnieniowy, załączający układ prądowy grzałek. Zasadniczy zespół urządzenia - wężownica grzejna jest na całej swej długości połączona ze stanowiącąprzewód wodny wężownicąza pomocą lutowania twardego. Wężownica wodna jest przy tym zwinięta w kształt spirali, przy czym między dwoma sąsiednimi odcinkami poprowadzona jest wężownica grzejna. Dopływ i odpływ wężownicy wodnej są prowadzone poprzez otwory w obudowie podłączonej do domowej instalacji wodnej. Zgodnie z wynalazkiem przepływowy podgrzewacz wody posiada zespół grzejny umieszczony nad blokiem wodnym i połączony z nim poprzez przewód zasilania wody zimnej i przewód odbioru wody ciepłej. Zespół grzejny składa się z szeregu współosiowo umieszczonych przewodów rurowych, usytuowanych jeden nad drugim i stykających się wzajemnie. Na całej długości przewodów zespołu grzejnego, w ich wewnętrznym płaszczu umieszczony jest wkład grzewczy, którego zewnętrzny płaszcz posiada spiralnie nawinięty przewód. Zewnętrzna średnica przewodu po nawinięciu na wkład grzewczy jest maksymalnie zbliżona do średnicy wewnętrznej przewodu. Wielkość skoku przewodu zawiera się w przedziale od 5 mm do 25 mm, korzystnie 15 mm. Wkład grzewczy zakończony jest występem do podłączenia z instalacją elektryczną. Ponadto końcówki przewodów zespołu grzejnego są rozkalibrowane w jednej płaszczyźnie w celu osadzenia w nich wkładu grzewczego oraz przewodu zasilania zimną wodą lub przewodu odbioru wody ciepłej. Blok wodny, w kształcie płytki prostopadłościennej, posiada wgłębienie do osadzania w nim na osi turbinki z parzystą ilością łopatek, na których umieszczone są jednobiegunowe magnesy. W średnicy rozmieszczenia magnesów, na pokrywie bloku umieszczony jest halotron. W korpusie bloku znajdują się kanały doprowadzenia wody zimnej, przechodzące przez wgłębienie oraz kanał odbioru wody ciepłej. Na blok wodny nakładana jest pokrywa wraz z uszczelnieniem. Rozwiązanie według wynalazku odznacza się prostą i tanią w produkcji konstrukcją, przy zapewnieniu wysokich walorów eksploatacyjnych. Zastosowany układ grzejny umożliwia uzyskanie żądanych temperatur przy zastosowaniu niewielkiej powierzchni wkładu grzewczego. Element spiralnie nawiniętego przewodu na wkład grzewczy zapewnia wirowy przepływ ogrzewanej wody, zapewniając dokładne jej wymieszanie i korzystny, minimalizujący straty odbiór ciepła od elementu grzewczego. Uzyskana w ten sposób droga przepływu wody jest przeciętnie trzykrotnie dłuższa niż w układach dotychczas stosowanych z pełnym przekrojem przepływającej wody. Ponadto blok wodny z umieszczoną w jego wgłębieniu turbinkąi układ magnesów umieszczonych na łopatkach, zapewnia precyzyjne sterowanie układu elektronicznego załączającego układ grzewczy. Wynalazek został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podgrzewacz wody w widoku z czoła, po zdjęciu pokrywy, w stanie nie podłączonym do instalacji wodnej, fig. 2 ukazuje podgrzewacz w widoku z boku, po zdjęciu pokrywy, fig. 3 pokazuje przekrój poprzeczny bloku wodnego, fig. 4 przedstawia częściowy przekrój ukazujący zakończenie jednego z przewodów zespołu grzejnego, natomiast na fig. 5 pokazano fragment wkładu grzejnego w przekroju wzdłużnym z nawiniętym spiralnie przewodem miedzianym, umieszczonym w przewodzie rurowym.
4 184 734 Elektryczny przepływowy podgrzewacz wody posiada zespół grzejny 1 połączony przewodem 2 zasilania wodą zimną i przewodem 3 odbioru wody ciepłej i nakrętki 4a i 4b z blokiem 5 wodnym. Blok 5 wodny, w kształcie płytki prostopadłościennej, mocowany jest na podstawie 6 służącej również do osadzania zamykającej pokrywy, nie pokazanej na rysunku. Zespół grzejny 1 wykonany jest z szeregu współosiowo umieszczonych przewodów 7 rurowych miedzianych, ułożonych jeden nad drugim i stykających się wzajemnie. Ilość zastosowanych przewodów 7 w podgrzewaczu związana jest z mocą urządzenia i żądanym zapotrzebowaniem ciepłej wody. Na całej długości przewodów 7, w ich wewnętrznym płaszczu 8, umieszczony jest wkład grzewczy 9, który stanowi drut oporowy 10 w koszulce z materiału żaroodpornego, zamknięty płaszczem 11 miedzianym. Zewnętrzna powierzchnia płaszcza 11 zaopatrzona jest na całej długości przewodów 7 w spiralnie umieszczony przewód 12 miedziany, w kilku miejscach trwale połączony z płaszczem 11. Zewnętrzna średnica przewodu 12 po nawinięciu jest maksymalnie zbliżona do wewnętrznej średnicy przewodu 7. Natomiast wielkość skoku przewodu 12 zawiera się w przedziale od 5 mm do 25 mm, przy czym korzystnie wielkość skoku dla osiągnięcia optymalnej temperatury podgrzewanej wody, potwierdzona doświadczalnie wynosi 15 mm. Wkład grzewczy 9 zakończony jest występem 13 drutu oporowego umożliwiającym podłączenie do napięcia sieciowego 220 V. Zakończenia zespołu grzejnego 1 rozwiązane są w ten sposób, że końcówka przewodu 7 jest rozkalibrowana w jednej płaszczyźnie w celu skutecznego osadzenia wkładu grzewczego 9 wraz z przewodami 2 lub 3 odpowiednio dopływu wody zimnej i odbioru wody ciepłej. Szczelność tak powstałego węzła została skutecznie rozwiązana lutowiem 14 twardym. Centralny element bloku 5 wodnego stanowi turbinka 15 zaopatrzona w parzystą ilość łopatek 16, w ilości korzystnie osiem. Turbinka 15 umieszczona jest w nieprzelotowym wgłębieniu 17 o średnicy odpowiadającej średnicy zewnętrznej łopatek 16 i osadzona na osi 18. Na ramionach łopatek 16 umieszczone są jednobiegunowe magnesy 19 i 20 o naprzemiennie zmiennych wartościach biegunów. W zewnętrznym, względem wgłębienia 17, rowku bloku 5 osadzona jest uszczelka 21 w kształcie litery: O, dociskana pokrywą 22 poprzez wkręty 23, zapewniając szczelność połączenia. Korzystnym jest, aby pokrywa 22 była wykonana z materiału przezroczystego np. plexy. W kadłubie bloku 5 znajdują się przelotowe kanały, z których kanał 24 służy do podawania wody zimnej do wgłębienia 17 i poprzez kanał 25 do przewodu 2 a następnie do przewodów 7 elementu grzejnego 1. Kanał 26 służy natomiast do odbioru wody ciepłej z elementu grzejnego 1 i kierowania do zaworu czerpalnego. Podłączenie baterii wodnej z blokiem 5 jest realizowane poprzez króćce 27 i 28 przyłączeniowe. Ponadto blok 5 zawiera otwór 29 do umieszczania zespołu filtrującego i oczyszczającego wodę dopływającą kanałem 24, zaślepiony korkiem 30. Do jednej ze ścian bloku 5 przytwierdzony jest moduł 33 elektronicznego sterowania całym układem przepływowego podgrzewacza wody. Do powyższego modułu 33 doprowadzone są również przewody z czujnika rezystorowego temperatury 34, umieszczonego w górnym punkcie zespołu grzejnego 1 na powierzchni przewodu 7. Ponadto do modułu 33 skierowane są cztery przewody halotronu 35 umieszczonego na powierzchni pokrywy 22 w średnicy magnesów 19 i 20.
184 734 Fig. 2.
184 734 Fig.3
184 734 Fig. 4 Fig. 5
184 734 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP, Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.