Водонагревательное устройство

Полезная модель относится к электрическим водонагревательным устройствам для обеспечения питьевой водой в пассажирском вагоне.
Основным назначением представленного устройства является нагрев и раздача питьевой воды в железнодорожном пассажирском вагоне.
Известен кипятильник электрический непрерывного действия, содержащий сосуд для приготовления кипятка, соединенный с источником холодной воды, и сосуд для сбора кипятка, расположенный в верхней части сосуда, со сливным патрубком для раздачи кипятка. Сливной патрубок для раздачи кипятка вмонтирован в днище сосуда для сбора кипятка (RU № 50740 кл. Н 05 В 1/00, 3/78, A 47 J 31/54, 31/56, 2006 г).
Конструкция данного устройств не может быть применена в пассажирских вагонах для снабжения пассажиров кипяченой водой из-за того, что она не отвечает требованиям эксплуатации, в том числе не предусмотрена защита от возможных термических ожогов  стенки устройства. Кроме того, устройство может быть опрокинуто во время движения состава из-за резких торможений или разгона, на поворотах, а также в результате тряски и вибрации.
Также известен электроводонагреватель аккумуляционный бытовой (RU № 100198, кл. F24H 7/02, 20.07.2010), содержащий плоскую внутреннюю емкость, выполненную из алюминия, разделенную на два отсека и скрепленную сверху и снизу стяжками. Наружный корпус теплоизолирован от внутренней емкости пенополиуританом через кронштейны крепления верхней и нижней крышек. Нагревательный элемент с колбой ТЭНа закреплен в нижней части одного из отсеков внутренней емкости. В другом отсеке расположен кронштейн крепления термовыключателя с колбой для капилляра термовыключателя, внутри которой имеется капилляр, Труба забора горячей воды изогнута в верхней части. В нижней части наружного корпуса расположены втулка (синяя) подачи холодной воды и втулка (красная) забора горячей воды. На задней стенке наружного корпуса жестко закреплен кронштейн с квадратными отверстиями.
Данное устройство для нагрева воды может быть использовано в бытовых условиях и не приспособлено для эксплуатации в пассажирских вагонах, требующего большого объема питьевой воды, чтобы обеспечить всех пассажиров в течение продолжительного времени. Емкость плоская, т.е. для ее установки требуется большое пространство, что, в силу ограниченных пространственных условий в пассажирском вагоне, для нее трудно найти место. При этом по требованиям эксплуатации водонагревательных устройств в пассажирских вагонах должно быть соблюдены условия несанкционированного проникновения к органам управления нагревательного устройства. Кроме того, устройство должно быть простым в обслуживании в условиях движения поезда.
Проблемой полезной модели является разработка простого устройства для нагрева воды с возможностью его использования в подвижном составе пассажирского железнодорожного вагона.
Техническим результатом полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик водонагревательного устройства для возможности его использования в пассажирских железнодорожных вагонах.
Поставленная проблема и заявленный технический результат достигаются за счет того, что водонагревательное устройство, согласно полезной модели включает корпус с краном раздачи воды и крышкой. Внутри корпуса установлен бак для нагрева воды с нагревательным элементом. В нижней части корпуса под баком для нагрева воды образована ниша, в которой расположена кнопка включения нагрева воды и сливной патрубок с краном для полного слива воды, вмонтированным в донную часть бака для нагрева воды. Со стороны боковой части корпуса ниша перекрыта каплесборником, снабженным замком. В нижней части корпуса расположены крепежные элементы для жесткой фиксации устройства к верхней поверхности столешницы. В промежутке между боковыми стенками корпуса и баком для нагрева воды, а также в крышку установлен термоизоляционный материал.
Крышка снабжена клапаном для сброса давления внутри бака для нагрева воды и может быть снабжена замком, для предотвращения несанкционированного вскрытия устройства.
В качестве нагревательного элемента используют ТЭН мощностью до 2,5 кВт, на котором прикреплен баллон аварийного термостата с кнопкой аварийного сброса температуры.
На кране для раздачи воды установлена капиллярная трубка, для определения уровня воды в баке для нагрева воды.
В качестве термоизоляционного материала преимущественно используют материал К-FLEX, который отвечает требованиям, предъявляемым к материалам вагонов, а именно: горючесть (по ГОСТ 30244) –Г1 –слабо горючий, воспламеняемость (по ГОСТ 30402) – В1 – трудновоспламеняемый, распространение пламени (по ГОСТ 30444) – РП 1 – не распространяющий токсичность продуктов горения (по ГОСТ 12.1.044 – Т1 – не опасный.
Наличие ниши под баком для нагрева воды, в которой расположен блок управления для нагрева воды, которая перекрыта каплесборником, снабженным замком, обеспечивает исключение несанкционированного доступа к блоку управления нагревом воды и к крану полного слива воды, что предотвратит возможные травмы, а также поломку оборудования.
Наличие патрубка с краном для полного слива воды, необходимо для облегчения обслуживания оборудования для нагрева воды. Т.к. водонагревательное устройство, для исключения его опрокидывания во время движения состава, прикреплено к столешнице, его нельзя перевернуть для полного слива осадка и накипи, которая образуется в результате кипячения воды. Поэтому, для полного слива воды из водонагревательного бака, предусмотрен патрубок с краном, который расположен в закрытой каплесборником нише, для исключения к нему доступа посторонним лицам.
Снабжение каплесборника замком предотвращает несанкционированное проникновения к блоку управления и крану для полного слива воды и одновременно он выполняет роль дверцы для ниши.
Наличие замка на крышке водонагревательного устройства, также предотвращает несанкционированное вскрытие устройства для предотвращения ожогов и вандализма.
Полезная модель поясняется чертежами, где изображено:
Фиг.1 – водонагревательное устройство в разрезе,
Фиг.2 - общий вид устройства,
Фиг.3 – водонагревательное устройство с открытой нишей без каплесборника.
Водонагревательное устройство включает корпус 1 из нержавеющей стали с краном 2 раздачи воды и крышкой 3, в которую вмонтирован клапан 4 для сброса давления. Внутри корпуса 1 установлен бак 5 для нагрева воды также из нержавеющей стали емкостью 30 литров с нагревательным элементом 6, в качестве которого используют ТЭН (до 2,5 кВт). На ТЭНе прикреплен баллон 7 с кнопкой 8 аварийного сброса температуры. В нижней части корпуса 1 под баком 5 для нагрева воды образована ниша 9, в которой расположена кнопка 10 включения ТЭНа и сливной патрубок 11 с краном 12 для полного слива воды, вмонтированным в донную часть бака 5 для нагрева воды. Ниша 9 со стороны боковой части корпуса 1 перекрыта каплесборником 13, снабженного замком 14. Крышка 3 устройства также снабжена замком 14. В нижней части корпуса 1 расположены крепежные элементы 15, например, в виде стоек, для жесткой фиксации устройства к верхней поверхности столешницы. В промежутке между боковыми стенками корпуса 1 и баком 5 для нагрева воды, а также в крышку 3 установлен термоизоляционный материал 16, в качестве которого используют К-FLEX. На кране 2 для раздачи воды установлена капиллярная трубка 17 для определения уровня воды в баке 5 для нагрева воды.
Водонагревательное устройство работает следующим образом.
Перед началом работы снимают крышку 3 и наливают холодную питьевую воду в бак 5 для нагрева воды. Далее нажимают кнопку 10 включения ТЭНа для нагрева воды в баке 5. Рабочий термостат (на фиг. не показан) регулирует температуру нагрева и поддерживает ее в пределах от 80 до 90°С±7°. При достижении в баке 5 верхнего предела температуры термостат отключает нагрев, а при достижении минимального предела температуры, нагрев включается. Поддержание температуры в баке 5 нагрева воды осуществляется с помощью теплоизоляционного материала 16 «К-FLEX». Теплоизолирующий материал также защищает от перегрева внешнюю стенку корпуса 1 и крышки 3. По требованиям эксплуатации пассажирских вагонов температура на внешнем корпусе 1 и крышке 3 не должна быть более 60°С при температуре окружающей среды до 40°С.
При возникновении аварийной ситуации, например, при отсутствии воды в баке 5 нагрева воды или неисправном термостате, с помощью аварийной кнопки 8 сброса температуры, нагревательное устройство 6 отключают. Во избежание несанкционированного проникновения ниша 9 с кнопками 8 и 10, закрыта каплесборником 13, выполняющим роль дверцы ниши 9, снабженным замком 14, ключ от которого есть только у проводника.
По требованиям эксплуатации пассажирских вагонов периодически водонагревательное устройство моют и сливают оставшуюся в баке 5 для нагрева воды воду с образовавшейся в ней накипью и осадком. Для чего открывают нишу 9, на патрубок 11 надевают эластичную трубку (на фиг. не показано), выводят ее за пределы ниши 9, открывают кран 12 и сливают воду с осадком и образовавшейся накипью из бака 5. После полной очистки бака 5, эластичную трубку снимают, закрывают кран 12, после чего нишу 9 перекрывают каплесборником 13 и закрывают на замок 14.
Водонагревательное устройство соответствует всем требованиям для его эксплуатации в пассажирских вагонах, оно безлопастное для пассажиров, обеспечивает нагрев питьевой воды до температуры от 80 до 90°С, при этом исключаются травматические ожоги пассажиров и обслуживающего персонала, устройство надежно зафиксировано, что не позволит ему перевернуться, закрыт для пассажиров доступ к кнопкам включения и к баку нагрева. Кроме того, предусмотрено регулярное санитарное обслуживание бака нагрева воды, необходимое для поддержания санитарных норм и правил в пассажирских вагонах.
Полезная модель разработана для ее использования на железнодорожном транспорте. Устройство готово к серийному производству.