ТЕРМОСТАТ СО СЪЕМНЫМ СРЕДСТВОМ ФИКСАЦИИ КАЛИБРОВКИ

В настоящем техническом решении предложен термостат, оснащенный съемным на усмотрение пользователя средством фиксации калибровки.
Техническое решение относится к устройствам обеспечения эксплуатационной безопасности и регулировки температуры нагревательного прибора, в частности, электрического водонагревателя с тепловым аккумулятором, и в целом любого бытового прибора, такого как посудомоечные и стиральные машины.
В качестве источников исчерпывающего описания таких известных из уровня техники устройств (далее собирательно называемых "термостатами") следует упомянуть содержание ранее выданных патентов ЕР 0651412, ЕР 1652017 и заявки WO 2012/014025 на имя заявителя настоящей заявки.
Для краткого описания признаков термостата одного из возможных типов достаточно рассмотреть фиг. 1, на которой показан известный из уровня техники термостат.
Позицией 1' обозначен термостат в целом, содержащий защитный корпус 2', ограниченный основанием 2. 1' и крышкой 2.2'.
Позицией 3' обозначен термочувствительный элемент, проходящий наружу от основания 2.1' в сторону контролируемой среды (в частности, бака водонагревателя).
Как известно из уровня техники, такой термочувствительный элемент 3' может состоять из трубки, которая способна расширяться под действием тепла и является хорошим проводником тепла, выполняя функцию механического привода внутренних контактов термостата 1', прерывающего или восстанавливающего подачу питания на нагревательные элементы (электрические сопротивления, не показанные на чертежах) посредством известного кинематического механизма.
Вблизи такого термочувствительного элемента 3' в поддоне, предусмотренном в основании 2.1', также обычно находится исполнительный элемент (не показанный на чертежах), служащий для выполнения функции тепловой защиты и обычно состоящий из бистабильного биметаллического элемента, приспособленного вызывать размыкание контактов термостата посредством известных кинематических средств возврата при достижении заданной температуры.
Позицией 4' обозначены внешние клеммы питания всего термостата 1', через которые также обеспечивается питание необязательных вспомогательных устройств (такие как, например, индикаторные лампы или средства звуковой сигнализации), подсоединенных посредством отверстий 5' связи.
На крышке 2.2' термостата 1' находится регулировочная ручка 7', снабженная соответствующим индикатором 7.1' и служащая для первоначальной калибровки термостата 1' и последующих необязательных изменений температуры, которые желательно осуществлять.
Термостат 1' описанного выше типа является лишь одним из возможных термостатов, но с точки зрения предложенного технического решения важно, что ручка 7' для регулировки температуры обычно состоит из кольца, соединенного с находящейся под ним круглой гайкой с накаткой, вращение которой позволяет устанавливать калибровочные температуры термостата в соответствии с типом водонагревателя и конкретными потребностями рынка, на который рассчитан прибор.
Обычно калибровочные температуры соответствуют, по меньшей мере, следующим двум рабочим состояниям термостата:
состоянию стандартной температуры (далее сокращенно "T.perf"), при помощи которой устанавливают значение для достижения желаемой производительности с точки зрения горячей воды, доступной для пользователя;
состоянию максимальной безопасной температуры (далее сокращенно "Т.max"), выше которой термостат не должен действовать по соображениям безопасности: такое состояние обычно задается путем установки конечной точки перемещения, в которую упирается индикатор 7.1'.
Необязательные и последующие изменения калибровочных температур осуществляются специалистом (или реже пользователем) путем непосредственного управлением индикатором 7.1' регулировочной ручки 7.' или опосредованно путем воздействия на средство, связанное с индикатором 7.1', такое как дополнительная ручка, расположенная на панели управления водонагревателя.
Одним из примеров этого рода можно найти в заявке US 2012/0121305, в которой описана ручка управления, на которую можно воздействовать с целью изменения стандартной температуры, предварительно установленной специалистом или впоследствии измененной пользователем. В этом документе описан механизм, связанный с регулировочной ручкой и состоящий из сцепления между стопорным зубом и круговой шкалой, снабженной рядом приподнятых утолщений, при этом стопорный зуб приспособлен фиксировать шкалу, входя в зацепление с одним из утолщений.
Когда пользователь желает изменить ранее установленную температуру, он должен разъединить зуб и приподнятое утолщение шкалы, повернуть ручку в положение желаемой температуры, а затем снова зафиксировать ручку с помощью описанного выше механизма.
Вступление в силу Директивы ЕС в отношении продукции, связанной с энергопотреблением (ErP, от английского - Energy Related Products), применимой ко всем приборам для обогрева помещений и производства горячей воды для хозяйственных нужд, и Директивы ЕС по маркировке энергоэффективности оборудования (ELD, от английского - Energy Labelling Directive) отразится на только что описанной ситуации, касающейся стандартных режимов калибровки термостата 1'.
По существу, такие законодательные требования будут обязывать изготовителей снабжать свою продукцию маркировкой энергоэффективности с указанием класса эффективности, к которому относится водонагреватель, определенного согласно заводской калибровке термостата; далее такое калибровочное значение обозначается как "Т.box". Ясно, что такие законодательные требования ЕС обяжут изготовителей выбирать оптимальное калибровочное значение термостата таким образом, чтобы обеспечивать соблюдение возрастающих требований к охране окружающей среды (налагаемых новыми директивами ErP и ELD) в сочетании с требованиями к более высокой эффективности со стороны потребителей; по существу, калибровка термостат с использованием значения T.perf (при котором потребители получают наибольшее возможное количество горячей воды) отрицательно сказывается на классе энергоэффективности, а установка наименьшего калибровочного значения Т.box с целью повышения класса энергоэффективности нанесет ущерб производительности, достигаемой водонагревателем.
В основу предложенного технического решения положена задача преодоления недостатков такого рода путем создания применимого средства первоначальной и последующей калибровки термостата, приспособленного сочетать противоречащие друг другу требования к энергоэффективности и теплопроизводительности.
Другой задачей предложенного технического решения является создание средства более точной калибровки термостата.
Другой задачей предложенного технического решения является создание средства восстановления первоначальной калибровки.
Решение этих и других задач, которые станут ясны из дальнейшего описания, достигается за счет термостата по п. 1 формулы полезной модели.
Решение других задач также может достигаться за счет дополнительных признаков, охарактеризованных в зависимых пунктах формулы полезной модели.
Дополнительные признаки предложенного технического решения будут лучше поняты из описанных далее некоторых из предпочтительных вариантов осуществления, которые соответствуют формуле полезной модели и в качестве неограничивающих примеров проиллюстрированы на сопровождающих чертежах, на которых:
на фиг. 1 показан описанный выше известный из уровня техники термостат, снабженный стандартным средством калибровки;
на фиг. 2 показано изображение по частям термостата согласно первому варианту осуществления решения, который оснащен новым средством калибровки, которое описано далее;
на фиг. 3 показан проиллюстрированный на фиг. 2 собранный термостат при первой рабочей конфигурации;
на фиг. 4 показан вид в плане термостата согласно предложенному решению при второй рабочей конфигурации;
на фиг. 5 показан вид в плане термостата согласно второму варианту осуществления предложенного решения.
Далее описаны признаки предпочтительного варианта осуществления предложененого технического решения со ссылкой на чертежи, в частности, фиг. 2, 3 и 4, на которых проиллюстрированы его особенности, отличающиеся от известного уровня техники.
Позицией 7 в целом обозначена ручка регулировки температуры, приспособленная для установки калибровочных температур термостата 1.
В отличие от проиллюстрированного на фиг. 1 известного уровня техники регулировочная ручка 7 содержит два различных и, по меньшей мере, изначально, отдельных элемента, а именно:
внутреннюю втулку 7.3, которая приспособлена для соединения с находящейся под ней круглой гайкой 8 с накаткой и на которую необходимо воздействовать, как это известно из уровня техники, с целью калибровки термостата 1, и
наружное кольцо 7.2, предназначенное для соосного размещения вокруг внутренней втулки 7.3 способами, которые описаны далее.
Как было сказано, такая внутренняя втулка 7.3 является элементом, на который воздействует изготовитель с целью калибровки термостата 1 до желаемой температуры; в частности, согласно Директиве ErP значение температуры равно Т.box, которым обозначается температура, установленная в термостате 1 изготовителем и позволяющая водонагревателю достигать более высокого класса энергоэффективности (согласно Директиве ELD), чем в случае, когда калибровочное значение температуры равно T.perf или Т.max и превышает Т.box.
Обычно значением температуры Т.box является значение, позволяющее термостату 1 (или скорее водонагревателю, в котором применяется термостат) достигать минимального класса энергоэффективности, требуемого Директивой ErP, без чрезмерного отличия с точки зрения теплопроизводительности от известного из уровня техники термостата (т.е. не калиброванного согласно новому энергетическому законодательству), в котором установлена наивысшая температура T.perf.
Тем не мене, не исключено, что значение температуры Т.box является даже еще более низким, в результате чего дополнительно повышается класс энергоэффективности. В обоих случаях в результате значительного меньшего энергопотребления теплопроизводительность водонагревателя, в котором применяется термостат 1, падает, и он не способен обеспечивать доступность горячей воды в количествах, к которым привык потребитель благодаря термостатам, которые использовались до вступления в силу недавних Директив ЕС.
Преодолеть этот недостаток позволяет регулировочная ручка 7 согласно предложенному техническому решению, в частности, за счет характерной особенности наружного кольца 7.2.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления наружное кольцо 7.2, окружающее внутреннюю втулку 7.3, с которой оно соединено с возможностью вращения, предварительно приваривают к крышке 2.2 термостата 1, и по завершении калибровки термостата 1 до значения Т.box посредством внутренней втулки 7.3 соединяют его с ней известными средствами крепления, такими как лазерная сварка или склеивание (например, цианакрилатным клеем или УФ-отверждаемым клеем).
Соответственно, наружное кольцо 7.2 образует одно средство фиксации, которое обеспечивает сохранение калибровочного значения Т.box термостата 1 (с последующим присвоением класса энергоэффективности в соответствии с этой калибровкой).
Как подробнее показано на фиг. 3, наружное кольцо 7.2 содержит:
индикатор 7.1 вращения, состоящий из элемента в форме сектора окружности, и
наружное крыло 7.4 преимущественно в форме дуги окружности, концентрической оси наружного кольца 7.2 и прикрепленной к индикатору 7.1 одним или несколькими соединительными элементами 7.41 (в неограничивающем примере на прилагаемых чертежах один или несколько соединительных элементов 7.41 состоят из трех зубьев, хотя для решения задачи предложенного технического решения достаточно всего одного зуба).
Со стороны, противоположной индикатору 7.1, наружное крыло 7.4 (угловая ширина которого преимущественно равна угловой ширине дуги индикатора 7.1) прочно прикреплено к лапке 9 на крышке 2.2 термостата 1; или наружное крыло 7.4 прочно прикреплено непосредственно к крышке 2.2. Соединение наружного крыла 7.4 регулировочной ручки 7 и лапки 9 обеспечивается известными средствами крепления, такими как лазерная сварка или склеивание (например, цианакрилатным клеем или УФ-отверждаемым клеем).
Таким образом, описанное выше позволяет получить надежное средство фиксации регулировочной ручки 7 (состоящее из узла "внутренняя втулка 7.3 - наружное кольцо 7.2 с индикатором 7.1 и наружное крыло 7.4") термостата 1, калиброванного до значения температуры Т.box, при котором он отгружается изготовителем и на основании которого водонагревателю присваивается класс энергоэффективности.
Кроме того, средство фиксации способно предотвращать нежелательную случайную разрегулировку термостата 1 вследствие ударов и вибраций при транспортировке и различных манипуляций с изделием на различных этапах системы поставок.
Тем не менее, такое средство фиксации может быть легко удалено оператором (при этом "оператор" может без различия означать дистрибьютора изделия или установщика или непосредственного пользователя водонагревателя, в котором установлен такой термостат 1), если он пожелает изменить калибровочное значение Т.box, отказавшись от указанной на маркировке энергоэффективности.
По существу, соединительные элементы 7.41 сконструированы таким образом, что простое принудительное вращение регулировочной ручки 7 (которая воздействует на индикатор 7.1 непосредственно или через известные косвенные средства, связанные с индикатором 7.1, такие как дополнительная ручка на панели управления водонагревателя) позволяет оператору разорвать их и устранить соединение между индикатором 7.1 и наружным крылом 7.4, в результате чего регулировочную ручку 7 можно снова вращать с целью калибровки термостата 1 до значения температуры, отличающегося от значения Т.box.
Путем лабораторных испытаний определено, что может быть предусмотрена возможность разрыва соединения, обеспечиваемого соединительными элементами 7.41, путем приложения крутящего усилия приблизительно 0,3 Н-м, т.е. усилия, которое можно легко приложить вручную, но которого достаточно для предотвращения разрыва по непроизвольным причинам.
Этим способом оператор может изменять калибровочное значение Т.box термостата 1 путем его настройки на более высокую температуру (например, T.perf) с целью достижения наилучшей производительности с точки зрения доступной горячей воды или путем его настройки на более низкую температуру с целью дальнейшего повышения энергоэффективности.
Очевидно, что регулировочная ручка 7 по-прежнему имеет концевой ограничитель перемещения, который предотвращает превышение уровня калибровки, соответствующего значению Т.max максимальной безопасной температуры, которое нельзя превышать по соображениям безопасности.
Из приведенного выше описания ясны достигаемые преимущества предложенного технического решения, первым из которых является возможность для изготовителя фиксировать калибровку термостата 1 путем установления калибровочного значения Т.box с целью достижения класса энергоэффективности, требуемого законодательством ЕС и позволять оператору впоследствии на свое усмотрение удалять такое средство фиксации с целью изменения калибровки термостата 1 в соответствии со своими потребностями.
Второстепенным преимуществом является возможность достижения более точной калибровки термостата 1, чем в обычно используемых известных из техники системах, пример которых проиллюстрирован на фиг. 1 и в которых соединение между круглой гайкой с накаткой и регулировочная ручка 7', выполненными как одно целое, неизбежно вызывает незначительное угловое отклонение и соответствующую разрегулировку калибровочного значения, установленного с помощью круглой гайки.
Это угловое отклонение преимущественно составляет определенную долю угла поворота в зависимости от числа зубьев, которыми снабжена круглая гайка; например, поскольку накатка круглой гайки термостата, такого как показан на фиг. 1, имеет 32 зуба, угловое отклонение вследствие соединения с регулировочной ручкой 7' может достигать приблизительно 360°/32/2.
Недостаток этого рода может быть преодолен или, по меньшей мере, ослаблен, за счет описанного в предложенном техническом решении соосного соединения между наружным кольцом 7.2 и внутренней втулкой 7.3; по существу за калибровку термостата 1 отвечает только внутренняя втулка 7.3 (ранее соединенная с круглой гайкой 8 с накаткой) без какого-либо риска того, что размещение такого наружного кольца 7.2 (уже предварительно прикрепленного к крышке 2.2 термостата 1) впоследствии изменит установленную калибровку.
Специалистам в данной области техники ясно, что возможно несколько вариантов осуществления описанного выше средства фиксации, не выходящих за пределы изобретательского замысла, а также при осуществлении предложенного технического решения на практике различные описанные выше компоненты могут быть заменены их техническими эквивалентами.
Например, в варианте осуществления, проиллюстрированном на прилагаемых чертежах, показано, что соединительные элементы 7.41 между наружным крылом 7.4 индикатором 7.1 наружного кольца 7.2 состоят из трех зубьев, рассчитанных на их разрыв под действием вращательного усилия.
Тем не менее, такие соединительные элементы 7.41 могут быть заменены применимыми эквивалентными средствами (при этом их число также может отличаться от показанного на чертежах), такими как одна или несколько точек сварки или клейкие компоненты, всегда предназначенные для разрыва в результате приложение внешнего усилия, которое удаляет соединение между наружным крылом 7.4 и узлом "внутренняя втулка 7.3 - наружное кольцо 7.2 с индикатором 7.1".
Отсутствует необходимость подробно останавливаться на том, как сконструированы такие соединительные элементы; смотри, например, разрываемые соединения пластмассовых крышек для бутылок.
В случае внесения соответствующих конструктивных изменений в компоненты регулировочной ручки 7 аналогичным образом может быть предусмотрено размещение таких соединительных элементов 7.41 в любом промежуточном положении между внутренней втулкой 7.3 и крышкой 2.2, если фундаментальным условием достижения фиксации калибровки термостата 1 на уровне значения Т.box является неспособность внутренней втулки 7.3 перемещаться по завершении фазы первоначальной калибровки.
В одном из дополнительных вариантов осуществления конструкции регулировочная ручку 7 может быть выполнена в виде цельной детали, содержащей уже скомпонованные внутреннюю втулку 7.3 и наружное кольцо 7.2; хотя этим способом невозможно достигать точной калибровки, которая обеспечивается основным вариантом осуществления с использованием двух раздельных элементов, при этом всегда сохраняется преимущество возможного удаления средства фиксации впоследствии на усмотрение оператора.
В еще одном варианте осуществления регулировочная ручка 7 состоит из двух изначально раздельных элементов "внутренняя втулка 7.3" и "наружное кольцо 7.2", которые соединяются друг с другом по завершении калибровки термостата 1 на уровне значения Т.box посредством внутренней втулки 7.3, но при этом наружное кольцо 7.2 крепится к крышке 2.2 только в конце такой стадии первоначальной калибровки.
Следует также снова повторить, что конфигурация и положение индикатора 7.1, наружного крыла 7.4 и соответствующих соединительных элементов 7.41 показаны на чертежах лишь в качестве неограничивающего примера одного из предпочтительных вариантов осуществления предложенного технического решения; по существу, их формы и положения могут варьировать при условии обеспечения возможности фиксации ими внутренней втулки 7.3, а затем последующего удаления.
Наконец, возможен вариант осуществления, в котором после удаления средства фиксации посредством разрыва соединительных элементов 7.41 предусмотрены средства, облегчающие для оператора восстановление калибровки термостата 1 на уровне начальной значения Т.box, например, с помощью опознавательных элементов на регулировочной ручке 7 или на дополнительной ручке управления водонагревателя или с помощью сигналов другого типа, таких как различимый щелчок, когда достигнуто значение температуры Т.box.
В качестве неограничивающего примера, на фиг. 5 проиллюстрирован один из возможных вариантов осуществления предложенного технического решения, в котором предусмотрены упомянутые средства, облегчающие для оператора восстановление первоначальной калибровки, соответствующей значению Т.box, даже после удаления средства фиксации в результате разрыва одного или нескольких соединительных элементов 7.41. В этом примере осуществления индикатор 7.1 наружного кольца 7.2 дополнительно имеет вогнутость 7.10, приспособленную для взаимодействия с соответствующим выпуклым участком 7.40 на наружном крыле 7.4. Этим способом даже после разрыва соединительных элементов 7.41 (с последующим приданием регулировочной ручке 7 свободы вращения, хотя и в пределах заданных допусков и максимальной безопасной температуры Т.max) оператор может легко находить предварительно установленное калибровочное значение Т.box, если он желает вернуться к наиболее энергоэффективной конфигурации; по существу, соответствующие друг другу вогнутости 7.10 и выпуклый участок 7.40 служат для оператора ясным опознавательным знаком, а также сопряжением форм, которое восстанавливается, как только вогнутость 7.10 индикатора 7.1 снова совмещается с выпуклым участком 7.40 наружного крыла 7.4.