АКВАВЕНДИНГОВЫЙ АППАРАТ С ВНУТРЕННИМ НИЖНИМ АКВАРЕЗЕРВУАРОМ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к аквавендинговым аппаратам (автоматам продажи питьевой воды), предназначенным для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха в широком диапазоне изменения этих температур, причем к таким аппаратам, которые подключают к водопроводной сети, а питьевую воду получают путем соответствующей обработки водопроводной воды (фильтрация, разделение на пермеат и концентрат, модификация и обеззараживание пермеата) и временного накопления полученной питьевой воды (модифицированного пермеата) в накопительно-проточном акварезервуаре, расположенном в нижней части корпуса аквавендингового аппарата для придания гравитационной устойчивости этому аппарату за счет низкого расположения его центра масс.
Уровень техники
Известен аквавендинговый аппарат с внутренним нижним акварезервуаром, содержащий корпус, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда с внутренней горизонтальной перегородкой, образующей в корпусе технический отсек, в котором расположены технические средства, обеспечивающие продажу и выдачу воды из акварезервуара в тару покупателя воды посредством лицевой панели аквавендингового аппарата, так что указанная перегородка образует в корпусе технический отсек, ограниченный по вертикали указанной перегородкой и крышкой корпуса, и внутренний нижний акварезервуар, ограниченный по вертикали указанной перегородкой и днищем корпуса (см. описание полезной модели по патенту RU 199126 U1, МПК G07F 13/00, опубликовано 17.08.2020 в Бюл. №23, патентообладатель: Вяткин В.В.).
Признаки известного аквавендингового аппарата с внутренним нижним акварезервуаром, совпадающие с признаками заявленного для патентования технического решения, заключаются в наличии корпуса, акварезервуара, расположенного в корпусе в его нижней части, а также расположенных в корпусе выше акварезервуара технических средств, обеспечивающих продажу и выдачу воды из акварезервуара в тару покупателя воды посредством лицевой панели аквавендингового аппарата.
Причина, препятствующая получению в известном аквавендинговом аппарате с внутренним нижним акварезервуаром технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования техническим решением, заключается в отсутствии средств нагревания воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата, вследствие чего использование такого аппарата на улице при минусовых температурах окружающего воздуха не представляется возможным.
Известен аквавендинговый аппарат с внутренним нижним акварезервуаром (прототип), который содержит термоизолированный корпус с дверью, выполняющей функцию лицевой панели аквавендингового аппарата, расположенные в этом корпусе акварезервуар для питьевой воды, гидравлически связанные с этим акварезервуаром средства подготовки питьевой воды из водопроводной воды и выдачи питьевой воды в тару покупателя питьевой воды из этого акварезервуара, а также вентилятор и расположенный в акварезервуаре источник ультрафиолетового излучения. При этом акварезервуар выполнен из металла без термоизоляции и расположен ниже указанных средств подготовки питьевой воды из водопроводной воды и выдачи питьевой воды в тару покупателя питьевой воды из этого акварезервуара на расстоянии от днища корпуса аквавендингового аппарата, так что между днищем корпуса аквавендингового аппарата и плоскостью расположения днища акварезервуара образовано функциональное пространство, в котором установлен указанный вентилятор, а боковые стенки акварезервуара сопряжены с охватывающими их боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата, так что между охватывающими боковыми стенками корпуса аквавендингового аппарата и охватываемыми боковыми стенками акварезервуара образованы боковые зазоры для прохождения воздуха, нагнетаемого указанным вентилятором (см. описание полезной модели по патенту RU 209444 U1, МПК G07F13/00, опубликовано 16.03.2022 в Бюл. №8, патентообладатель: Вяткин В.В.).
Признаки известного аквавендингового аппарата с внутренним нижним акварезервуаром (прототипа), совпадающие с признаками заявленного для патентования технического решения, заключаются в том, что известный аквавендинговый аппарат содержит термоизолированный корпус, источник ультрафиолетового излучения, расположенный в акварезервуаре, средства подготовки питьевой воды из водопроводной воды и выдачи питьевой воды в тару покупателя питьевой воды из акварезервуара в процессе аквавендинга, расположенные в корпусе и гидравлически связанные с акварезервуаром, а также расположенный в корпусе вентилятор, при этом акварезервуар выполнен из металла без термоизоляции и расположен в нижней части корпуса на расстоянии от днища корпуса с образованием нижнего горизонтального и боковых вертикальных продухов, обеспечивающих возможность кругового обдува акварезервуара указанным вентилятором.
Причина, препятствующая получению в известном аквавендинговом аппарате с внутренним нижним акварезервуаром (прототипе) технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования техническим решением, заключается в использовании для нагревания воздуха внутри корпуса аквавендингового аппарата только тепловой энергии воды, находящейся в акварезервуаре, дополненной тепловой энергией источника ультрафиолетового излучения, вследствие чего использование такого аппарата на улице при отрицательных температурах окружающего воздуха в широком диапазоне возможных изменений этих отрицательных температур технически затруднено из-за недостаточности тепловой энергии воды.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное для патентования техническое решение, заключается в необходимости расширения диапазона допустимых изменений отрицательных температур окружающего воздуха, при которых гарантированно сохраняется работоспособность аквавендингового аппарата при минимальном потреблении электроэнергии для обогрева аппарата.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат, опосредствующий решение указанной технической проблемы, и его каузальная связь с признаками формулы, заключаются в следующем.
В заявленном для патентования техническом решении гарантированно обеспечивается минимально необходимая положительная температура внутреннего воздуха корпуса аквавендингового аппарата при изменении отрицательной температуры наружного (окружающего) воздуха в широком диапазоне изменений этой температуры. Это достигается за счет использования трех источников тепловой энергии, один из которых является автоматически регулируемым по сигналу обратной связи от датчика температуры (регулируемый источник, а именно, регулируемый электронагреватель) и два - нерегулируемыми источниками, к которым относится, прежде всего, питьевая вода, всегда находящаяся в акварезервуаре и при этом систематически обновляемая в процессе работы аппарата, а также постоянно работающий источник ультрафиолетового излучения, находящийся в этой воде. При этом указанные нерегулируемые источники являются, образно говоря, «даровыми», так как за их использование для целей нагревания внутреннего воздуха собственник аппарата ничего не платит; ведь он уже заплатил за их использование в связи с их прямым назначением, и сверх того более не должен. А должен только за электроэнергию для электронагревателя, который благодаря использованию указанных нерегулируемых источников и благодаря использованию сигналов обратной связи от датчика температуры включается лишь спорадически и лишь на некоторое время, необходимое и достаточное для дополнительного нагревания внутреннего воздуха корпуса аквавендингового аппарата до минимально необходимой положительной температуры. Таким образом, с одной стороны, сам факт использования электронагревателя гарантирует обеспечение положительной температуры внутреннего воздуха в широком диапазоне изменения отрицательных температур наружного воздуха, когда тепловой энергии воды и источника ультрафиолетового излучения будет недостаточно, а с другой стороны, именно регулируемость (двухпозиционная) электронагревателя по сигналам обратной связи от датчика температуры позволяет использовать электронагреватель спорадически и только в качестве источника некоторой добавки тепловой энергии к той, которую внутренний воздух получает от воды и источника ультрафиолетового излучения через эту воду. При таких обстоятельствах достигается существенная минимизация потребления электроэнергии, предназначенной специально для нагревания внутреннего воздуха корпуса, при одновременном гарантировании положительной температуры внутреннего воздуха корпуса аквавендингового аппарата. Что же касается расположения электронагревателя выше акварезервуара, а именно в средней части корпуса, то такое расположение обусловлено тем, что, во-первых, нижняя часть корпуса занята акварезервуаром, который там находится для обеспечения гравитационной устойчивости аппарата за счет понижения его центра тяжести, а также тем, что, во-вторых, такое расположение электронагревателя наилучшим образом способствует уменьшению разницы температур внутреннего воздуха в разных частях корпуса, что упрощает обеспечение искомой термостабилизации.
Достигается технический результат тем, что аквавендинговый аппарат с внутренним нижним акварезервуаром содержит термоизолированный корпус, источник ультрафиолетового излучения, расположенный в акварезервуаре, средства подготовки питьевой воды из водопроводной воды и выдачи питьевой воды в тару покупателя питьевой воды из акварезервуара в процессе аквавендинга, расположенные в корпусе и гидравлически связанные с акварезервуаром, а также расположенные в корпусе вентилятор и электронагреватель, при этом акварезервуар выполнен из металла без термоизоляции и расположен в нижней части корпуса на расстоянии от днища корпуса с образованием нижнего горизонтального и боковых вертикальных продухов, обеспечивающих возможность кругового обдува акварезервуара указанным вентилятором, а электронагреватель расположен в корпусе аквавендингового аппарата и выполнен с возможностью его двухпози-ционного регулирования по сигналам обратной связи от датчика температуры, также расположенного в этом корпусе.
Достигается технический результат также тем, что указанные электронагреватель и датчик температуры расположены в средней части корпуса аквавендингового аппарата.
Краткое описание чертежей
На прилагаемой фигуре (без номера) приведено схематическое изображение сечения аквавендингового аппарата плоскостью, перпендикулярной лицевой панели 2 и днищу 3 корпуса 1 аквавендингового аппарата.
Осуществление полезной модели
Аквавендинговый аппарат содержит термоизолированный корпус 1, представляющий собой полый прямоугольный параллелепипед с боковыми панелями, одна из которых является лицевой панелью 2 аквавендингового аппарата. Корпус 1 также содержит днище 3. При этом лицевая панель 2 выполнена в виде двери, на которой установлена камера 4 налива воды в тару 5 покупателя воды, расположенная в средней части корпуса 1, а также элементы пользовательского интерфейса (не показаны).
В нижней части корпуса 1 установлен акварезервуар 6 для питьевой воды, выполненный из металла без термоизоляции. При этом акварезервуар 6 представляет собой полый прямоугольный параллелепипед с боковыми панелями 7 и днищем 8. В нем (акварезервуаре 6) в области его днища 8 расположен источник 9 ультрафиолетового излучения для обеззараживания воды (это основное назначение источника 9), а в днище 8 установлен выходной патрубок 10 для подачи воды из акварезервуара 6 в камеру налива 4 посредством насоса 11, включенного в разрыв трубопровода 12. В крышке акварезервуара 6 установлено окно 13 с ультрафиолетовым фильтром для визуального безопасного контроля внутреннего пространства акварезервуара 6, а также фильтр 14 для аэродинамического незагрязняюще-го взаимодействия внутреннего воздушного пространства акварезервуара 6 с окружающим акварезервуар воздухом. Кроме того, акварезервуар 6 установлен в корпусе 1 в его нижней части с опиранием на днище 3 корпуса посредством опор 15 с образованием нижнего горизонтального продуха 16 (пространство между днищем 3 корпуса 1 и днищем 8 акварезервуара 6) и вертикальных боковых продухов 17 и 18 (пространства между боковыми панелями корпуса 1 и соответствующими боковыми панелями акварезервуара 6, при этом на прилагаемой фигуре показано два боковых продуха, но их может быть четыре по количеству боковых панелей).
В средней части корпуса 1 (выше акварезервуара 6) установлены горизонтально ориентированный вентилятор 19, электронагреватель 20 (они при этом могут представлять собой единый тепловентилятор с раздельным питанием) и датчик температуры 21 (т.е. первичный преобразователь температуры в электрический сигнал). При этом электронагреватель 20 выполнен с возможностью его двухпозиционного регулирования по сигналам обратной связи от датчика температуры 21 благодаря тому, что электронагреватель 20 и датчик температуры 21 включены в контур автоматического двухпозиционного регулирования температуры при помощи регулятора (контроллера).
Кроме того, в корпусе 1 в его средней части или выше (т.е. выше указанных вентилятора, электронагревателя и датчика температуры) расположены средства подготовки питьевой воды из водопроводной воды (фильтры, мембрана и др.), гидравлически связанные, с одной стороны, с внешним источником водопроводной воды, а с другой стороны - с акварезервуаром 6, а также средства управления всей работой аквавендингового аппарата (не показано).
Работа аквавендингового аппарата заключается в следующем.
Вода из водопровода, которая имеет определенную положительную температуру, обеспеченную поставщиком водопроводной воды, проходит в рамках аквавендингового аппарата через средства очистки, дезинфекции и кондиционирования воды (фильтры, мембрана и др.) и, становясь тем самым питьевой, поступает в акварезервуар 6, в котором расположен источник 9 ультрафиолетового излучения. При этом основной функцией источника 9 является дезинфекция питьевой воды, находящейся в акварезервуаре 6. По мере продажи питьевой воды, которая под управлением контроллера (не показан) забирается из акварезервуара 6 и при помощи насоса 11 по трубопроводу 12 подается в камеру 4 и, соответственно, в тару 5 покупателя воды, происходят компенсирующие эти заборы воды новые поступления воды в акварезервуар 6, полученной из водопроводной воды, имеющей всегда положительную температуру. Благодаря такому более или менее регулярному обновлению питьевой воды в акварезервуаре 6 вода в нем всегда есть и при этом всегда имеет положительную температуру, заданную положительной температурой водопроводной воды. Более того, постоянно работающий источник ультрафиолетового излучения 9 дополнительно подогревает воду в акварезервуаре 6. При этом вентилятор 19 включен постоянно и тем самым осуществляется круговой обдув акварезервуара 6 через аэродинамически последовательно «включенные» продухи 16, 17 и 18 (на фиг. движение обдувающего воздуха показано штриховыми волнистыми стрелками). Вследствие этого через стенку акварезервуара 6 происходит передача тепловой энергии воды этому обдувающему акварезервуар воздуху. При таких обстоятельствах воздух внутри корпуса 1 получает от акварезервуара 6 «даровую» тепловую энергию воды акварезервуара 6. Однако ее (этой «даровой» тепловой энергии) при значительных вариациях отрицательных температур окружающего аппарат воздуха может не хватить для устойчивого поддержания положительной температуры воздуха внутри корпуса 1. Тогда на помощь приходит электронагреватель 20, который по сигналу датчика 21 автоматически при помощи контроллера включается на минимально необходимое время, с тем чтобы «подтянуть» температуру воздуха внутри корпуса 1 до минимально необходимого положительного уровня. Таким образом, электронагреватель 20 выполняет лишь добавочную функцию, что позволяет существенно снизить расход электроэнергии для обеспечения минимально необходимой положительной температуры воздуха внутри корпуса 1 аквавендингового аппарата.