ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ МАШИНЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧИХ НАПИТКОВ
WATER HEATER FOR MACHINE FOR PREPARING HOT BEVERAGES

Настоящее изобретение относится к машине для приготовления горячих напитков. Оно применимо также к водонагревателям для кофеварок.
Известные водонагреватели содержат корпус, соединенный с емкостью для жидкости. Корпус встроен в диффузор, который покрывает одну поверхность корпуса для определения объема циркулирующей жидкости. Кроме того, диффузор является нагревательным резистором для поверхности, расположенной напротив поверхности основного корпуса.
Водонагреватель этого типа оказывается полностью удовлетворительным. Однако было бы преимуществом улучшение эксплуатационных характеристик известных водонагревателей, в частности повышение их теплопроизводительности. С этой целью в соответствии с изобретением предусматривается водонагреватель для машины для приготовления горячих напитков, состоящий из диффузора, содержащего первую стенку, предназначенную для размещения в соприкосновении с нагреваемой жидкостью, и вторую стенку, размещаемую напротив первой стенки. Водонагреватель содержит, кроме того, нагревательные устройства, содержащие по крайней мере один резистор, изготовленный способом трафаретной печати или фотохимическим способом, расположенный на второй стенке диффузора, а также корпус, ограничивающий с помощью первой стенки диффузора нагреваемый объем, внутри которого находится нагреваемая жидкость. Водонагреватель отличается тем, что он скомпонован таким образом, что нагреваемый объем находится с одной и с другой стороны от нагревательных устройств.
Таким образом, самая горячая часть водонагревателя располагается в его середине, а самая холодная часть располагается по периферии водонагревателя. Следовательно, разности температур между окружающей водонагреватель средой и поверхностями водонагревателя, соприкасающимися с этой средой, ниже, чем в известных водонагревателях, в которых резистор, изготовленный способом трафаретной печати или фотохимическим способом, охватывает нагреваемый объем.
Таким образом, снижается теплообмен между водонагревателем и окружающей его средой. Следовательно, в соответствии с изобретением улучшается теплопроизводительность водонагревателя.
Кроме того, поскольку самая горячая часть водонагревателя не располагается по периферии водонагревателя, ограничивается опасность воздействия на окружающую водонагреватель среду или причинения пожара вследствие слишком высокой температуры.
Кроме того, снижается опасность ожога пользователя по сравнению с известными водонагревателями. Действительно, у известных водонагревателей имеется значительная опасность ожога, когда пользователь касается водонагревателя в то время, как резистор, изготовленный способом трафаретной печати или фотохимическим способом, еще остается включенным, или же в то время, как водонагреватель сохраняет под действием своей тепловой инерции повышенную температуру даже после отключения резистора, изготовленного способом трафаретной печати или фотохимическим способом.
Кроме того, преимуществами является то, что изобретением могут быть обеспечены, по крайней мере, некоторые из следующих характеристик:
- наличие в корпусе теплоизоляционного материала с коэффициентом теплопроводности ниже 1 Вт/м/К.
Например, может быть предусмотрен пластмассовый корпус. Таким образом, корпус служит теплоизолятором для всего водонагревателя. Таким образом, сокращается теплообмен с окружающей средой водонагревателя. Возрастает производительность водонагревателя и скорость нагрева. Такой конструкцией водонагревателя, в сочетании с теплоизоляционным материалом этого типа, обеспечивается ограничение тепловой инерции водонагревателя.
3
Таким образом, повышение температуры происходит очень быстро. Например, в водонагревателе мощностью 1800 Вт нагрев объема воды 8,5 см с 20 до 95°C может производиться менее чем за 10 с.
Коэффициент теплопроводности диффузора равен или выше 10 Вт/м/К.
Корпус и диффузор скомпонованы таким образом, что при их совместной работе образуется по крайней мере одна нагревательная камера. Таким образом, обеспечивается относительно свободная циркуляция жидкости в нагреваемом объеме.
Корпус и диффузор скомпонованы таким образом, что при их совместной работе образуется канал циркуляции жидкости. Таким образом, осуществляется направление жидкости при ее проходе через водонагреватель.
В первом варианте поверхность корпуса, сопряженная с диффузором для образования канала, достаточно гладкая, а у диффузора имеется по крайней мере одна канавка. Во втором варианте на поверхности корпуса, сопряженной с диффузором для образования канала, содержится по крайней мере одна канавка, а поверхность диффузора, предназначенная для соприкосновения с жидкостью, достаточно гладкая.
Значительная часть нагреваемого объема находится вокруг резистора, изготовленного способом трафаретной печати или фотохимическим способом. Таким образом, жидкость полностью или в значительной мере окружает резистор, изготовленный способом трафаретной печати или фотохимическим способом.
В первом варианте исполнения форма диффузора почти цилиндрическая, а корпус служит муфтой, охватывающей диффузор. С этой целью, сечение диффузора почти круглое или же многоугольное, предпочтительно квадратное.
Во втором варианте исполнения в нагревательных устройствах содержатся по крайней мере два диффузора, вторые стенки которых взаимно повернуты одна напротив другой. Диффузорами образованы две пластины, почти плоские. В устройстве содержится подставка, предназначенная для размещения диффузоров, а диффузоры располагаются с одной и с другой стороны подставки. Коэффициент теплопроводности подставки ниже или равен 1 Вт/м/К.
Подставка изготавливается из материалов, выдерживающих температуры выше 120°C и обладающих повышенной механической прочностью, таких как полисульфоны, полиамиды (ПА), полибутилентерефталаты (ПБТ) и других, армированных стекловолокном, соответствующих требованиям к изделиям, соприкасающимся с пищевыми продуктами.
Таким образом, снижается теплопередача от диффузора к подставке. Этой характеристикой обеспечивается ограничение тепловой инерции водонагревателя. Кроме того, ею обеспечивается повышение производительности и скорости нагрева жидкости.
В подставке содержатся:
по крайней мере одна центральная зона, предназначенная для размещения диффузора и
по крайней мере одна периферийная зона, расположенная по периферии от этой центральной зоны, предназначенная для размещения сосуда, образующего по крайней мере одну часть корпуса, таким образом, что внутренняя стенка сосуда располагается напротив первой стенки диффузора и образует с этим диффузором по крайней мере одну часть нагреваемого объема.
Водонагреватель содержит по крайней мере одно уплотнение, расположенное между первой стенкой диффузора и корпусом таким образом, чтобы обеспечить непроницаемость нагреваемого объема.
Это решение позволяет обойтись без устройств, предназначенных для обеспечения особой непроницаемости между диффузором и подставкой. Таким образом, нагревательные устройства, в том числе резистор, изготовленный способом трафаретной печати или фотохимическим способом, располагаются на уровне сопряжения между диффузором и подставкой. Этой характеристикой обеспечивается, таким образом, эффективная непроницаемость без использования сложных решений.
Подставка и сосуд образованы цельной деталью.
Устройство содержит съемные крепежные устройства, скомпонованные таким образом, чтобы обеспечить снятие корпуса с подставки и установку его на ней.
Таким образом, обеспечивается сборка и разборка водонагревателя, что облегчает его чистку, а также возможный ремонт. Таким образом, обеспечивают продление срока службы водонагревателя и соответствие его требованиям защиты окружающей среды.
В состав съемных крепежных устройств входят пары винт - гайка.
В состав съемных крепежных устройств входят устройства крепления корпуса к подставке клипсами. Таким образом, для сборки и разборки водонагревателя не требуется специального инструмента. Таким образом, значительно облегчаются уход за ним и его утилизация.
Подставка обладает симметрией в центральной плоскости.
Водонагреватель обладает симметрией в центральной плоскости.
Таким образом, водонагреватель не требует установки в направлении, противоположном машине, для сопряжения с которой он предназначен.
Подставка содержит две поверхности, каждая из этих поверхностей предназначена для установки диффузора и сосуда.
У водонагревателя имеются устройства для подсоединения каналов для жидкости, скомпонованные таким образом, чтобы обеспечить подачу жидкости в водонагреватель и выпуск жидкости из водонагревателя.
Водонагреватель содержит устройства для подсоединения электроаппаратуры, скомпонованные таким образом, чтобы обеспечить электроподсоединение между резистором, изготовленным способом трафаретной печати или фотохимическим способом, и источником электропитания.
Кроме того, в соответствии с изобретением предусмотрена машина в соответствии с любой из указанных выше характеристик.
Другие характеристики, являющиеся целями и преимуществами изобретения, приводятся в нижеследующем подробном описании и на прилагаемых чертежах, приводимых в качестве неограничивающих примеров, из которых:
- на фиг.1 показан вид в перспективе примера водонагревателя в соответствии с изобретением;
- на фиг.2 показан вид в разборе части водонагревателя в соответствии с примером, показанным на фиг.1;
- на фиг.3 показан вид в разборе водонагревателя в соответствии с примером, показанным на фиг.1;
- на фиг.4 показан вид в перспективе водонагревателя, показанного на фиг.1, в разрезе по центральной плоскости;
- на фиг.5 показан вид в перспективе водонагревателя, показанного на фиг.1, в разрезе по плоскости, параллельной центральной плоскости, показанному на фиг.4;
- на фиг.6 показан вид в перспективе подставки, диффузора и сосуда в соответствии с примером водонагревателя, показанным на фиг.1;
- на фиг.7 показан вид в разрезе водонагревателя, показанного на фиг.1, в разрезе по плоскости, перпендикулярной центральной плоскости, показанному на фиг.4;
- на фиг.8 показан вид в перспективе подставки и диффузора водонагревателя, в соответствии с примером исполнения, показанным на фиг.1;
- на фиг.9, 10 и 11 показаны виды в перспективе другого примера исполнения изобретения;
- на фиг.12 и 13 показаны виды в перспективе еще одного примера исполнения изобретения;
- на фиг.14 показан пример исполнения, альтернативного показанному на фиг.6;
- на фиг.15 показан пример исполнения, альтернативного показанному на фиг.7.
На фиг.1-8 показан подробный пример не ограничивающего исполнения водонагревателя в соответствии с изобретением.
Водонагреватель содержит корпус и нагревательные устройства 30, образующие вместе с корпусом нагреваемый объем 11, внутри которого происходит ток и нагрев жидкости. Более подробно, нагревательные устройства 30 содержат по крайней мере один диффузор 32, представляющий собой первую стенку 33, предназначенную для соприкосновения с нагреваемой жидкостью. Эта первая стенка 33 предназначена для соприкосновения с внутренней поверхностью 14 корпуса для определения нагреваемого объема 11.
В представленном примере нагреваемый объем 11 определяет циркуляционный канал в форме извилистой дорожки. Как видно из фиг.6 и 7, этот канал состоит из двух поперечных стенок 16, 36 и двух продольных стенок 15, 15. Первая поперечная стенка 36 крепится к первое стенке 33 диффузора, а вторая поперечная стенка 16 крепится к внутренней поверхности 14 корпуса. Боковые стенки 15, 15 крепятся к корпусу и вытянуты в направлении диффузора 32. Этот способ исполнения предпочтителен, если материал, из которого состоит диффузор, обладает высокой механической прочностью и/или высоким коэффициентом теплопроводности.
Одним из вариантов исполнения предусматривается крепление боковых стенок 15, 15 к диффузору 32. В этом варианте исполнения диффузор состоит из большего количества материала, чем в предыдущем варианте. Боковые стенки 15, 15 увеличивают поверхность соприкосновения между диффузором 32 и жидкостью. Это способствует теплообмену. Вместе с тем боковые стенки 15, 15 служат ребрами жесткости для диффузора 32. Таким образом, возрастает устойчивость последнего к давлению. Этот способ исполнения, следовательно, предпочтителен, если материал, из которого состоит диффузор, обладает относительно невысокой механической прочностью и/или невысоким коэффициентом теплопроводности. Преимущество состоит в том, что диффузор 32 изготавливается штамповкой или формовкой. Этот способ исполнения показан на фиг.14 и 15.
Нагревательные устройства 30 содержат по крайней мере один резистивный нагревательный элемент, расположенный на второй стенке 34 диффузора, и эта вторая стенка 34 расположена напротив первой стенки. Преимущество состоит в том, что этот резистивный нагревательный элемент является резистором, изготовленным способом трафаретной печати или фотохимическим способом. Электросопротивление обеспечивается слоем резистивных чернил. Он может быть, например, типа толстой пленки, обычно формируемой нанесением «толстой пленки», или типа печатной платы, изготовленной фотохимическим способом. Во избежание путаницы в дальнейшем описании речь будет идти только о трафаретной печати. При любом из способов исполнения, описанных ниже, способ трафаретной печати может быть заменен на фотохимический способ.
Резистор, изготовленный способом трафаретной печати 31, содержит по крайней мере одну дорожку, образующую рисунок на второй стенке 34, как показано на фиг.8. Резистор состоит из одной или нескольких дорожек, нанесенных способом трафаретной печати, образующих рисунок. Это может быть, например, рисунок в виде извилистой дорожки, как показано в иллюстрированном примере. Он может также образовывать спираль, или систему концентрических, или расположенных рядом окружностей, или любые иные формы.
При подаче электропитания на изготовленный способом трафаретной печати резистор 31, он производит тепло, которое передается к диффузору 32, а затем к жидкости, занимающей нагреваемый объем 11.
Изготовленным способом трафаретной печати резистором 31 может обеспечиваться теплопроизводительность от 1300 Вт до 2500 Вт, точнее, порядка 1800 Вт.
Преимущество состоит в том, что диффузор 32 обладает коэффициентом теплопроводности выше или равным 10 Вт/м/К, точнее, коэффициентом теплопроводности между 10 Вт/м/К и 400 Вт/м/К. Такой выбор диффузора 32 позволяет повысить теплопередачу между изготовленным способом трафаретной печати резистором 31 и жидкостью. Преимущественно выбирается диффузор 32, состоящий в основном из алюминия, из нержавеющей стали, из керамики, из эмалированной стали или из сплава на основе латуни. Преимущество состоит в том, что на первую стенку 33 наносится покрытие для пищевых продуктов. Функция диффузора состоит в том, что он служит подложкой для изготовленного способом трафаретной печати резистора 31, и им обеспечивается высокая тепловая диффузия между изготовленным способом трафаретной печати резистором 31 и жидкостью.
Водонагреватель скомпонован таким образом, что нагреваемый объем 11 располагается по обеим сторонам от изготовленного трафаретной печатью резистора 31. Таким образом, нагревательные устройства 30 располагаются в середине водонагревателя, а нагреваемый объем 11 располагается по периферии нагревательных устройств 30. Таким образом, разности температур между средой, окружающей водонагреватель и поверхностями водонагревателя, соприкасающимися с этой средой, менее велики, чем у известных водонагревателей, в которых изготовленный способом трафаретной печати резистор располагается вокруг нагреваемого объема. Таким образом, теплообмен между водонагревателем и окружающей его средой снижается. Практически вся тепловая энергия нагревательных устройств передается жидкости. Таким образом, повышается теплопроизводительность водонагревателя.
Корпус скомпонован таким образом, чтобы обеспечивать роль теплоизолятора с целью теплоизоляции водонагревателя от окружающей его среды. Предпочтительно его изготовление из пластмассы.
Если, как в примере исполнения, показанном на фиг.1-8, диффузор 32 имеет форму пластины, нагреваемый объем 11 располагается таким образом, что первая стенка 33 и вторая стенка 34 повернуты по отношению к нагреваемому объему 11. Таким образом получается конструкция типа «слоистая структура».
Нагревательные устройства в форме пластины могут получаться особенно просто, и они обеспечивают хорошую однородность распределения температуры.
Обычно водонагреватель содержит подставку 20, изолированную от жидкости, на которую опирается вторая стенка 34. Подставка 20 может прикрепляться к корпусу, с возможностью разборки или без нее.
В примере, показанном на фиг.1-8, водонагреватель содержит два диффузора 32, 32, в которых вторые стенки 34, 34 размещаются одна напротив другой. Каждая из этих вторых стенок 34, 34 содержит по крайней мере один резистор, изготовленный способом трафаретной печати, 31, 31. По крайней мере в периферийной части каждая из этих вторых стенок 34, 34 опирается на подставку 20. Эта опора служит для поддержки и, обычно, также для установки положения диффузора 32 на подставке 20. Таким образом, резистор, изготовленный способом трафаретной печати, 31 закрывается и охватывается нагреваемым объемом 11. Этот последний располагается по обеим сторонам от совокупности, образованной диффузорами 32, 32. Резистор, изготовленный способом трафаретной печати, 31 располагается внутри совокупности, образованной подставкой 20 и корпусом. Таким образом, снижается теплопередача между водонагревателем и окружающей его средой, и повышается теплопроизводительность водонагревателя.
В этом примере в состав подставки 20 входят по крайней мере одна центральная зона, предназначенная для размещения по крайней мере одного диффузора 32 и по крайней мере одной периферийной зоны, расположенной по периферии от центральной зоны. Преимущество состоит в том, что в центральной зоне имеется вырез 22, контур которого служит для обеспечения центровки и регулировки положения диффузора 32 с помощью простого соединения в паз. Эта особенность показана на фиг.8. Периферийная зона подставки 20 предназначена для размещения части корпуса. Таким образом, внутренняя поверхность 14 корпуса соприкасается с первой стенкой 33 диффузора таким образом, что ею, вместе с этой стенкой, определяется нагреваемый объем. Эта периферийная зона также участвует в креплении корпуса на подставке 20. Преимущество состоит в том, что она также участвует в центровке корпуса по отношению к подставке 20.
В примере, показанном на фиг.1-8, в состав корпуса входят два сосуда 10, 10, предназначенных для связи с диффузором 32 для определения нагреваемого объема. В каждом сосуде 10 имеется внешняя поверхность и внутренняя поверхность 14, контур которой опирается на периферийную зону подставки 20. Преимущество состоит в том, что каждый сосуд скомпонован таким образом, чтобы служить теплоизолятором. Предпочтительно его изготовление из пластмассы.
Водонагреватель содержит съемные крепежные устройства, скомпонованные таким образом, чтобы обеспечить снятие сосуда 10 с подставки 20 и установку его на ней. В представленном примере исполнения съемные крепежные устройства содержат пары винт 60 - гайка 61.
С этой целью внешняя поверхность каждого сосуда 10 содержит опорные зоны для установки винта со свободным доступом к его головке и опорные зоны для установки гаек, соответствующих винтам, головки которых опираются на внешнюю поверхность противоположного сосуда 10.
Преимущество состоит в том, что внешние поверхности сосудов 10, 10 содержат вырезы в форме, соответствующей гайкам, с целью образования упоров, препятствующих вращению гаек при вращении соответствующих им винтов.
Преимущество состоит в том, что внешние поверхности сосудов содержат рельефные рисунки, образующие, например, выемки 12. Этими рельефными рисунками обеспечивается увеличение поверхности соприкосновения между воздухом, окружающим водонагреватель и водонагревателем. Этими рельефными рисунками обеспечивается уменьшение зоны соприкосновения между водонагревателем и рукой пользователя. Таким образом, ограничивается опасность ожога последнего.
Нагревательные устройства 11 содержат по крайней мере один термостат 35. Этот термостат 35 служит для ограничения температуры диффузора 32. Он позволяет, таким образом, предотвратить достижение этим последним разрушительной температуры. Он позволяет также предотвратить достижение разрушительной температуры соприкасающимися с ним деталями, а именно пластмассовыми. Каждый термостат 35 вставляется с возможностью снятия в гнездо, предусмотренное в подставке или в опорных устройствах. Он входит в контакт с электроцепью, соответствующей резистору, изготовленному способом трафаретной печати 31, путем простого вдвижения диффузора 32 в опорное устройство или в подставку 20; может также быть предусмотрено использование плавкого резистора. Преимущество состоит в том, что термостат предусматривается для каждого резистора, изготовленного способом трафаретной печати. Эта особенность показана на фиг.8.
В качестве примера, водонагреватель в соответствии с описанным выше примером может обладать следующими характеристиками:
- внешняя форма почти квадратная, со стороной примерно 100 миллиметров,
- диффузор размером примерно 58 см,
- толщина водонагревателя примерно 33 мм,
- мощность примерно 1800 Вт.
Подставка изготавливается в основном из пластмассовых материалов, выдерживающих температуры выше 120°C и обладающих повышенной механической прочностью, таких как полисульфоны, полиамиды (ПА), полибутилентерефталаты (ПБТ) и других, армированных стекловолокном, соответствующих требованиям к изделиям, соприкасающимся с пищевыми продуктами.
Сосуд изготавливается в основном из пластмассовых материалов, выдерживающих температуры выше 120°C и обладающих повышенной механической прочностью, таких как полисульфоны, полиамиды (ПА), полибутилентерефталаты (ПБТ) и других, армированных стекловолокном, соответствующих требованиям к изделиям, соприкасающимся с пищевыми продуктами.
Такой водонагреватель позволяет с легкостью довести температуру воды объемом 8,6 смі с 20°C до 95°C за менее чем 10 с.
Подставка содержит устройства для подсоединения каналов для жидкости 40, 40, скомпонованные таким образом, чтобы обеспечивать подачу жидкости в нагреваемый объем и выпуск жидкости из нагреваемого объема.
Преимущество состоит в том, что подсоединение каналов для жидкости между водонагревателем и гидравлическим контуром аппарата для приготовления горячих напитков обустраивается путем подключения подсоединительных устройств водонагревателя к сопрягающимся устройствам гидравлического контура аппарата. Устройства подсоединения каналов для жидкости скомпонованы таким образом, что при соединении водонагревателя с машиной для приготовления напитков происходит подсоединение каналов для жидкости к сопрягающимся устройствам каналов для жидкости. Обычно в состав устройств подсоединения каналов для жидкости входит вставной штуцер, оснащенный по периметру кольцевыми прокладками 71. Эти вставные штуцеры предназначены для вставки в соответствующие гнезда на сопрягающихся устройствах каналов для жидкости.
Водонагреватель содержит также устройства электроподсоединения, скомпонованные таким образом, что они входят в контакт с сопрягающимися устройствами электроподсоединения машины для приготовления горячих напитков с целью подачи электропитания на водонагреватель. Эти устройства электроподсоединения включают три электрических разъема 50, 50, 50. Устройства электроподсоединения скомпонованы таким образом, что при соединении водонагревателя с машиной для приготовления напитков устройства электроподсоединения автоматически входят в контакт с сопрягающимися устройствами электроподсоединения.
Таким образом, при подсоединении водонагревателя к аппарату автоматически происходит подсоединение каналов для жидкости и устройств электроподсоединения водонагревателя к соответствующим каналам для жидкости и цепям электропитания.
Таким образом, встраивание водонагревателя в машину для приготовления напитков очень просто, поскольку для него требуется единственное действие пользователя. Изобретением также обеспечивается высокая модульность, поскольку водонагреватель легко монтируется и демонтируется. Кроме того, им гарантируется повышенная безопасность, поскольку после отсоединения от аппарата не может быть произведено подключение водонагревателя к другому источнику электропитания, чем предотвращается любая опасность поражения электротоком или непроизвольного включения резисторов, изготовленных способом трафаретной печати.
Устройства подсоединения для жидкости содержат канал подачи жидкости 41 и канал слива жидкости 41. Каналы располагаются в подставке 20. Обычно они располагаются на уровне центральной плоскости подставки 20. Одна из оконечностей каждого из этих каналов выходит за пределы водонагревателя, а вторая оконечность выходит в промежуточный канал 13, расположенный в корпусе. Одна из оконечностей каждого из промежуточных каналов 13 выходит в нагреваемый объем 11. Преимущество состоит в том, что сечение каждого промежуточного канала 13 увеличивается между каналом подачи 41 и нагревательной камерой с целью компенсации расширения жидкости вследствие повышения температуры между каналом подачи 41 и нагревательной камерой 11.
Подставка 20 обладает симметрией в центральной плоскости. Кроме того, совокупность водонагревателя обладает симметрией в той же плоскости. Может иметься также вторая плоскость симметрии, перпендикулярная центральной плоскости.
Эта симметрия позволяет ограничивать количество различных деталей и, следовательно, количество артикулов для водонагревателя. Основные части водонагревателя - подставка 20, два сосуда 10, 10, два диффузора 32, 32, к каждому из которых подсоединяется резистор, изготовленный способом трафаретной печати 31, 31, две прокладки по периферии 70, 70 и два термостата 35, 35. Этой симметрией также значительно упрощается сборка и разборка водонагревателя. Следующие детали могут произвольно располагаться как с одной, так и с другой стороны подставки 20: сосуд 10, диффузор 32, термостат 35, периферийная прокладка 70, винт 30/гайка 61. Таким образом, упрощается процесс сборки и, следовательно, значительно снижаются расходы на запасные части. Кроме того, этой симметрией обеспечивается упрощение монтажа водонагревателя на машине для приготовления напитков и его демонтажа. Действительно, любой из вставных штуцеров каналов для жидкости может подсоединяться как к входу, так и к выходу линий жидкости аппарата. Поэтому у водонагревателя нет предпочтительного направления установки на аппарате. Значительно облегчаются также уход за водонагревателем и его разборка после истечения срока службы, поскольку обеспечены легкий демонтаж и легкая замена любой детали.
Преимущество состоит в том, что циркуляционный канал содержит три параллельных прямолинейных звена в форме извилистой дорожки.
Обычно водонагреватель компонуется таким образом, чтобы при работе прямолинейные звенья циркуляционного канала были направлены, в основном, вертикально. Таким образом, при отсоединении входа или выхода водонагревателя или одновременном отсоединении входа 40 и выхода 40 от остальной части гидравлического контура машины слив происходит только из нескольких звеньев, непосредственно подсоединенных к этим входам/выходам. То есть при отсоединении входа 40 или выхода 40 канала от гидравлического контура машины объем воды, содержащийся в звене, может вытечь через это отверстие. Он замещается соответствующим объемом воздуха. Этот объем воздуха останавливается на уровне той части канала, которая связывает верхние оконечности последовательных звеньев. Таким образом, плотность воздуха препятствует опусканию этого объема воздуха по следующему звену. Преимущество этой особенности состоит в том, что даже при необходимости открытия гидравлического контура машины или хотя бы частичного отсоединения водонагревателя от контура полного слива из водонагревателя не происходит. Водонагреватель может быть полностью снят с машины без полного слива. Таким образом, при повторном подсоединении водонагревателя к машине нагревательные устройства 30 уже будут греть воду, оставшуюся в водонагревателе. Таким образом, сокращается опасность перегрева. Для получения горячей воды нет необходимости в новой заливке воды в водонагреватель.
Длина циркуляционного канала определяется расстоянием, которое проходит данный объем жидкости от входа в канал до выхода из него. Длина циркуляционного канала определяет время прохождения жидкости по водонагревателю и, следовательно, теплоту, передаваемую жидкости. Кроме того, ей определяется площадь, занимаемая каналом, и, соответственно, место, занимаемое нагреваемым объемом 11 и водонагревателем.
Преимущество состоит в том, что сечение циркуляционного канала в плоскости, почти перпендикулярной направлению течения по параллельным звеньям, изменяется от входа в циркуляционный канал до по крайней мере половины его длины.
Как видно из фиг.7, размеры поперечных стенок 16, 36 увеличиваются от входа до по крайней мере половины длины канала. Площадь сечения канала остается почти постоянной для обеспечения постоянного расхода жидкости. Таким образом, размер боковых стенок 15, 15 зависит от изменений размеров поперечных стенок 16, 36.
Поперечная стенка 36, которая образует сопряжение между циркуляционным каналом и диффузором 32, вносит значительный вклад в теплообмен между диффузором 32 и жидкостью. Таким образом, чем больше размер этой поперечной стенки 36, тем большее количество теплоты отдается жидкости.
Таким образом, передаваемое количество теплоты зависит также от разницы температур между второй стенкой 34 диффузора 32 и жидкости. Со снижением этой разницы снижается и количество передаваемой теплоты.
Таким образом, именно эта особенная конфигурация канала позволяет увеличить теплопередачу от резистора, изготовленного способом трафаретной печати, 31 к жидкости при повышении температуры этого резистора.
При не показанном на фигуре способе исполнения размер поперечных стенок увеличивается от входа в циркуляционный канал к выходу из него.
При показанном на фигуре способе исполнения особое преимущество состоит в том, что размер поперечных стенок увеличивается от входа в циркуляционный канал до середины длины последнего. Дальше середины этой длины этот размер уменьшается. Канал обладает безупречной симметрией в плоскости, так что в каком бы направлении ни монтировался водонагреватель, конфигурация циркуляционного канала остается одной и той же. В частности, любая оконечность каналов 41, 41 циркуляционного канала может подсоединяться к входу или выходу контура подачи воды машины.
В качестве варианта описанного ранее способа исполнения предусмотрено исполнение подставки 20 и сосудов 10, 10 в виде единого блока. При этом в едином блоке предусматривается отверстие для ввода нагревательных устройств 30. В этом варианте корпус содержит колпак для непроницаемого закрытия отверстия.
Далее представлены другие способы исполнения. При этих способах исполнения сохраняются все характеристики описанного выше примера водонагревателя, разница состоит только в особенностях, указанных ниже.
При способах исполнения, представленных на фиг.9-13, корпус образует непроницаемый кожух, внутри которого располагаются нагревательные устройства 30. Нагреваемый объем 11 также располагается вокруг этих последних.
Подставка 20 образует ажурную раму, в которой располагаются два диффузора 32, 32. В корпусе имеются соединительные устройства, способные к совместному действию с нагревательными устройствами 30, для обеспечения разъемного соединения с этими последними внутри корпуса. Для этой цели предусмотрены две направляющие, скомпонованные таким образом, чтобы обеспечивать направление при перемещении нагревательных устройств 30, а также установку положения последних внутри корпуса. Эти направляющие скомпонованы так, чтобы не соприкасаться с нагревательными элементами, но быть способными взаимодействовать, например, с подставкой 20.
Способ исполнения, показанный на фиг.12 и 13, представляет собой вариант предыдущего способа исполнения. В зависимости от способа исполнения нагревательные устройства 30 содержат лопатки, предназначенные для того, чтобы служить в качестве боковых стенок 15 для направления циркуляции жидкости. Кроме прочего, ими обеспечивается увеличение площади теплообмена между нагревательными элементами и жидкостью. Эти лопатки крепятся к диффузору 32, от которого они вытянуты в плоскости, практически перпендикулярной к диффузору 32.
Этим способом исполнения обеспечивается весьма значительное усиление теплообмена между нагревательными устройствами 30 и жидкостью. Нагрев последней, таким образом, ускоряется и становится более однородным.
На фиг.13 показан вариант исполнения примера, представленного на фиг.12.
В этом варианте водонагреватель содержит два профиля 18, 18. Профили 18, 18, лопатки 15, диффузор 32 и корпус скомпонованы для взаимодействия с целью определения циркуляционного канала для жидкости. Этим каналом обеспечивается определение геликоидальной спирали с вертикальной осью для направления жидкости от входа 40 в водонагреватель 1 к выходу 40 из него. Таким водонагревателем, с направлением к входу жидкости, обеспечивается оптимизация циркуляции и увеличение теплообмена.
Предпочтительно использование пластмассовых профилей. Профиль может крепиться, с возможностью отсоединения, к корпусу, к нагревательным устройствам 30 или к подставке 20.
При не показанном на фигуре способе исполнения форма корпуса цилиндрическая, а сечение - круглое или многоугольное. При этом нагревательные устройства располагаются внутри корпуса. Они практически цилиндрической формы, а их сечение практически соответствует сечению корпуса. Таким образом, корпус служит муфтой, охватывающей нагревательные устройства. Нагреваемый объем находится с обеих сторон от нагревательных устройств и вокруг резистора, изготовленного способом трафаретной печати.
Может быть предусмотрен единственный диффузор, на котором располагаются один или несколько резисторов, изготовленных способом трафаретной печати. Могут быть также предусмотрены несколько диффузоров, скомпонованных таким образом, что образуется цилиндр.
При любом способе исполнения боковые стенки могут крепиться либо к диффузору 32, либо к корпусу.
Водонагреватель в соответствии с изобретением, содержащий устройства непроницаемости, содержащие по крайней мере одну периферийную прокладку 70 для обеспечения непроницаемости нагреваемого объема 11. Обычно прокладка 70 располагается между внутренней поверхностью 14 и первой стенкой 33 диффузора 32. Она располагается по всей периферии нагреваемого объема 11. Таким образом, жидкость остается замкнутой между внутренней поверхностью 14 корпуса и первой стенкой 33 диффузора 32. Она не может, таким образом, достигать второй стенки 34 диффузора 32 и вступать в соприкосновение с резистором, изготовленным способом трафаретной печати, 31 или с устройствами электроподсоединения, обеспечивающими электропроводимость между резистором, изготовленным способом трафаретной печати, 31 и источником электропитания. Такой компоновкой устройств непроницаемости обеспечивается особенно эффективная непроницаемость, надежная и легкая в исполнении. Ею значительно облегчается монтаж устройств электроподсоединения.
Преимущество состоит в том, что для диффузора 32 в форме пластины периферийная прокладка 70 имеет форму прямоугольника или окружности, окружающей рисунок, образованный резистором, изготовленным способом трафаретной печати, 31.
Для диффузора в форме цилиндра устройства непроницаемости состоят из двух прокладок с сечением, примерно идентичным сечению диффузора, и располагающихся вдоль оси цилиндра, по обеим сторонам от резистора, изготовленного способом трафаретной печати.
Для каждого из способов исполнения, приведенных в качестве примеров, боковые стенки 15, определяющие циркуляционный канал, могут крепиться либо к диффузору 32, либо к корпусу.
Преимущество состоит в том, что в каждом из способов исполнения корпус располагается вокруг нагревательных устройств и образует эффективную защиту от повреждения этих последних и от опасности ожогов.
В водонагревателе в соответствии с изобретением используется малое количество металла. Это количество металла используется, в основном, в диффузоре и в подсоединениях. Изобретением обеспечивается также ограничение веса водонагревателя и снижение стоимости материалов и транспортировки, связанных с использованием металла. Транспортные же расходы особо важны с точки зрения защиты окружающей среды, поскольку водонагреватель предназначен для снятия с остального аппарата для направления в центр обслуживания в течение всего срока его службы.
Для каждого из способов исполнения водонагреватель скомпонован таким образом, чтобы его сборка была максимально простой. Некоторые детали устанавливаются простым вдавливанием (например, диффузор и подставка). Кроме того, могут быть предусмотрены крепления на защелках во избежание использования инструментов или операций завинчивания при креплении сосудов к подставке.
Изобретение не ограничивается описанными способами исполнения, а относится к любым соответствующим ему способам исполнения.
ЧАСТИ ИЗДЕЛИЯ
10. Сосуд
11. Нагреваемый объем
12. Выемка
13. Промежуточный канал
14. Внутренняя поверхность
15. Боковые стенки
16. Вторая поперечная стенка
18. Профиль
20. Подставка
22. Выемка
30. Нагревательные устройства
31. Резистор, изготовленный способом трафаретной печати
32. Диффузор
33. Первая стенка
34. Вторая стенка
35. Термостат
36. Первая поперечная стенка
40. Вход/выход распределительного канала
41. Канал подачи/выхода
50. Электроподсоединения
60. Винт
61. Гайки
70. Периферийная прокладка
71. Кольцевая прокладка