Пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла

Номер патенту: 111610

Опубліковано: 10.11.2016

Автор: Лисак Олексій Анатолійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, який містить корпус, в якому розташований газовий канал для проходу газоподібних продуктів згоряння та співвісний йому оперізуючий рідинний канал для проходу рідини, що нагрівають, де вказані канали розділені стінкою, з внутрішньою поверхнею якої контактують ці газоподібні продукти згоряння, а із зовнішньою поверхнею контактує рідина, і цією стінкою утворюється зона передачі тепла від потоку газоподібних продуктів згоряння до рідини, який відрізняється тим, що у газовому каналі встановлений засіб спрямування потоку, який розташований співвісно газовому каналу у зоні передачі тепла, форма якого забезпечує спрямування потоку газоподібних продуктів згоряння до периферії газового каналу та розподіл цього потоку уздовж внутрішньої поверхні стінки, що розділяє обидва зазначені канали, при цьому засіб спрямування потоку виконаний у вигляді двох екранів розподілу або у вигляді ємності для проходу рідини, до того ж екрани розподілу мають вигляд поперечних перегородок, які виконані таким чином, що мають обрис, подібний обрису поперечного перерізу газового каналу у зоні передачі тепла, та утворюють щілиноподібні отвори уздовж внутрішньої поверхні газового каналу, а ємність для проходу рідини має торцеві стінки, що розташовані перпендикулярно її повздовжньої осі симетрії, та бокову стінку, яка має поперечний переріз з обрисом, що є подібним обрису поперечного перерізу газового каналу у зоні передачі тепла, завдяки чому між внутрішньою поверхнею стінки, що розділяє газовий та оперізуючий рідинний канали, та зовнішньою поверхнею ємності для проходу рідини утворений отвір для проходу газоподібних продуктів згоряння, причому внутрішній простір ємності для проходу рідини поєднаний із внутрішнім простором оперізуючого рідинного каналу перехідними трубами, які пересікають газовий канал, крім того, площа щілиноподібних отворів, утворених екранами розподілу, та площа поперечного перерізу отвору, утвореного між внутрішньою поверхнею стінки, що розділяє газовий і оперізуючий рідинний канал, та зовнішньою поверхнею ємності для проходу рідини, не менше площі вихідного отвору газового каналу, розташованого після останнього у напрямку потоку продуктів згоряння екрану розподілу або після ємності для проходу рідини у напрямку потоку продуктів згоряння.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що екрани розподілу виконані у вигляді пластин, що поєднані із внутрішньою поверхнею газового каналу перемичками, а ємність для проходу рідини виконана з подвійною боковою та подвійною торцевою стінками, яка є першою у напрямку потоку продуктів згоряння, а разом ці подвійні стінки утворюють єдиний внутрішній простір, що поєднаний із внутрішнім простором оперізуючого рідинного каналу, при цьому обидва ці внутрішні простори поєднані чотирма перехідними трубами.

3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що у зоні передачі тепла газовий канал має круглий або прямокутний поперечний переріз.

Текст

Реферат: Пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла містить корпус, в якому розташований газовий канал для проходу газоподібних продуктів згоряння та співвісний йому оперізуючий рідинний канал для проходу рідини, що нагрівають. Канали розділені стінкою, з внутрішньою поверхнею якої контактують ці газоподібні продукти згоряння, а із зовнішньою поверхнею контактує рідина, і цією стінкою утворюється зона передачі тепла від потоку газоподібних продуктів згоряння до рідини. У газовому каналі встановлений засіб спрямування потоку. Засіб спрямування потоку виконаний у вигляді двох екранів розподілу або у вигляді ємності для проходу рідини. Екрани розподілу мають вигляд поперечних перегородок, які виконані таким чином, що мають обрис, подібний обрису поперечного перерізу вищевказаного газового каналу у зоні передачі тепла, та утворюють щілиноподібні отвори уздовж внутрішньої поверхні газового каналу. Ємність для проходу рідини має торцеві стінки, що розташовані перпендикулярно її повздовжньої осі симетрії, та бокову стінку, яка має поперечний переріз з обрисом, що є подібним обрису поперечного перерізу зазначеного газового каналу у зоні передачі тепла. Внутрішній простір вказаної ємності для проходу рідини поєднаний із внутрішнім простором вищеописаного оперізуючого рідинного каналу перехідними трубами. Площа щілиноподібних отворів, утворених екранами розподілу, та площа поперечного перерізу отвору, утвореного між внутрішньою поверхнею вищевказаної стінки, що розділяє газовий і оперізуючий рідинний канал, та зовнішньою поверхнею зазначеної ємності для проходу рідини, не менше площі вихідного отвору газового каналу, розташованого після останнього у напрямку потоку продуктів згоряння екрану розподілу або після ємності для проходу рідини у напрямку потоку продуктів згоряння. UA 111610 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ПІДІГРІВАННЯ АБО ЧАСТКОВОГО ПАРОУТВОРЕННЯ РІДИНИ ЗА РАХУНОК ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ КОТЛА UA 111610 U UA 111610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель - пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла - належить до теплоенергетики, зокрема до засобів теплообміну або теплопередачі між газоподібними продуктами згоряння та рідинами, що нагрівають, через стінку, яка відділяє ці теплоносії і може бути використана як додатковий нагрівальний пристрій, що застосовують разом з котлами в системах опалення побутових, господарських, промислових та інших приміщень, а також для підігрівання води системи гарячого водопостачання. З рівня техніки відомий принцип побудови теплообмінних апаратів за так званим принципом "труба в трубі", який, зокрема, розкритий в ДCTУ EN 247:2003. Вказаний принцип передбачає таку конструкцію теплообмінних апаратів, в яких теплообмін здійснюється між двома теплоносіями, фізично відділеними один від одного стінкою. При цьому обидва теплоносія течуть у паралельних напрямках, один теплоносій тече по внутрішньому каналу, утвореному однією трубою, а другий - в оперізуючому каналі, утвореному другою трубою, розташованою співвісно навколо першої труби. Зазначений принцип теплообміну застосовується, зокрема, у головних теплообмінних частинах твердопаливних котлів, та додаткових пристроях цих котлів, таких як рекуператори чи економайзери. Такі пристрої здійснюють передачу тепла від газоподібних продуктів згоряння до рідини, де потік газоподібних продуктів згоряння переміщується через центральний канал та через стінку передає тепло рідині, що переміщується у зовнішньому, розташованому навколо, оперізуючому каналі. Також відоме застосування вищеописаного принципу, зокрема, в конструкції пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, яка розкрита в описі до патенту Російської Федерації на корисну модель № 33430, МПК: F24H 01/48, опубл. 20.10.2003. Відповідно до вказаного опису, такий пристрій врізаний в димохід котла, який є джерелом потоку газоподібних продуктів згоряння, що після теплообміну в газоході цього котла подаються в димохід. Тобто, такий пристрій є вторинним нагрівальним пристроєм, що пов'язаний з котлом і може застосовуватися як рекуператор або економайзер, для попереднього додаткового підігрівання рідини або отримання пари, що спрямовуються у цей котел, або підігрівання рідини чи отримання пари, які спрямовуються в інший контур, що не пов'язаний з котлом, від якого отримуються газоподібні продукти згоряння. Під котлом, у даному випадку, розуміється пристрій, в якому для одержання пари або нагрівання рідини під тиском понад атмосферний, що споживаються поза межами цього пристрою, використовується теплота, що виділяється при спалюванні органічного палива (ДСТУ 2369-94). Тобто, саме такий котел є джерелом потоку газоподібних продуктів згоряння, або відпрацьованих газів, що застосовуються для передачі тепла у зазначеному вторинному пристрої для підігрівання або часткового пароутворення рідини. Під економайзером, тут і надалі, розуміється пристрій, що обігрівається продуктами згоряння палива та призначений для підігрівання або часткового пароутворення рідини, що подається в котел (ГОСТ 23172-78). Під рекуператором, тут і надалі, розуміється теплообмінний пристрій поверхневого типу для використання теплоти відхідних газів, в якому теплообмін між теплоносіями здійснюється безперервно через розділяючу їх стінку. Відповідно до опису вказаного пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, цей пристрій має корпус, в якому розташований газовий канал для проходу газоподібних продуктів згоряння та водяний канал для проходу рідини, що нагрівають. При цьому, вказані канали розділені стінкою, з одною поверхнею якої контактують ці газоподібні продукти згоряння, а з другою поверхнею контактує рідина. Цією стінкою утворюється зона передачі тепла від потоку газоподібних продуктів згоряння до рідини. Зазначений рідинний канал виконаний оперізуючим та співвісним газовому каналу. Тобто, конструкція цього нагрівального пристрою цілком відтворює вищенаведену схему та реалізує принцип теплообмінника "труба в трубі". Відомий пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла є дуже простим і достатньо ефективним. Однак, воно має суттєвий недолік. Зрозуміло, що процес отримання підігрітої рідини або пари повинен мати відповідну продуктивність. Для забезпечення необхідної продуктивності, вищевказана стінка, через яку здійснюється передача тепла, а точніше - зона контакту теплоносіїв, повинна мати певну площу. Збільшення продуктивності отримання підігрітої рідини або пари, зокрема, може бути здійснене за рахунок зміни конструкції теплообмінної частини, яка передбачає збільшення поверхні контакту газоподібних продуктів згоряння та рідини. Таке збільшення поверхні контакту може бути здійснено за рахунок збільшення довжини відповідних каналів або збільшення площі поперечних перерізів цих каналів, що в багатьох випадках є неприйнятним. 1 UA 111610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомо, що передача тепла конвекцією полягає в переносі тепла шляхом переміщення самих частинок газоподібних продуктів згоряння, причому вона супроводжується теплопровідністю, тобто переданням тепла від одної частинки до іншої. При збільшенні площі вищевказаних поперечних перерізів каналів, збільшується поперечний переріз потоку газоподібних продуктів згоряння та, відповідно, збільшується відстань між частинками, що переносять тепло та розташовані у центральній частині потоку, та стінкою, через яку здійснюється передача тепла до рідини. Таким чином ефективність теплопередачі знижується, частина тепла просто втрачається разом з частинками газоподібних продуктів згоряння, що викидаються через димохід. Враховуючи зазначене, існує нагальна потреба у підвищенні ефективності передачі тепла від газоподібних продуктів згоряння через стінку до рідини без зміни поперечного перерізу теплообмінної стінки, габаритних розмірів теплообмінної частини та режиму подачі рідини і газоподібних продуктів згоряння. Задачею запропонованої корисної моделі є створення конструкції пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, в якому здійснюється передача тепла від газоподібних продуктів згоряння до рідини через стінку, з більш високою ефективністю передачі тепла без зміни поперечного перерізу теплообмінної стінки, габаритних розмірів теплообмінної частини та режиму подачі рідини і газоподібних продуктів згоряння. Найбільш близьким аналогом є пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, яке розкрите у вище зазначеному описі до патенту Російської Федерації на корисну модель № 33430. Спільними ознаками запропонованого пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла та найближчого аналога є наступні ознаки: - наявність корпусу, в якому розташований газовий канал для проходу газоподібних продуктів згоряння та співвісний йому оперізуючий рідинний канал для проходу рідини, що нагрівають; - розділення вказаних каналів стінкою, з внутрішньою поверхнею якої контактують ці газоподібні продукти згоряння, а із зовнішньою поверхнею контактує рідина; - утворення зазначеною стінкою зони передачі тепла від потоку газоподібних продуктів згоряння до рідини. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у пристрої для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, який містить корпус, в якому розташований газовий канал для проходу газоподібних продуктів згоряння та співвісний йому оперізуючий рідинний канал для проходу рідини, що нагрівають, де вказані канали розділені стінкою, з внутрішньою поверхнею якої контактують ці газоподібні продукти згоряння, а із зовнішньою поверхнею контактує рідина, і цією стінкою утворюється зона передачі тепла від потоку газоподібних продуктів згоряння до рідини, відповідно до заявленого рішення, у зазначеному газовому каналі встановлений засіб спрямування потоку, який розташований співвісно газовому каналу у вищевказаній зоні передачі тепла. Форма цього засобу спрямування потоку забезпечує спрямування потоку газоподібних продуктів згоряння до периферії газового каналу та розподіл цього потоку уздовж внутрішньої поверхні вищевказаної стінки, що розділяє обидва зазначені канали. При цьому, зазначений засіб спрямування потоку виконаний у вигляді двох екранів розподілу або у вигляді ємності для проходу рідини. Вказані екрани розподілу мають вигляд поперечних перегородок, які виконані таким чином, що мають обрис, подібний обрису поперечного перерізу вищевказаного газового каналу у зоні передачі тепла, та утворюють щілиноподібні отвори уздовж внутрішньої поверхні газового каналу. А зазначена ємність для проходу рідини має торцеві стінки, що розташовані перпендикулярно її повздовжньої осі симетрії, та бокову стінку, яка має поперечний переріз з обрисом, що є подібним обрису поперечного перерізу зазначеного газового каналу у зоні передачі тепла, завдяки чому між внутрішньою поверхнею вищевказаної стінки, що розділяє газовий та оперізуючий рідинний канал, та зовнішньою поверхнею зазначеної ємності для проходу рідини утворений отвір для проходу газоподібних продуктів згоряння. Внутрішній простір вказаної ємності для проходу рідини поєднаний із внутрішнім простором вищеописаного оперізуючого рідинного каналу перехідними трубами, які пересікають газовий канал. Крім того, площа вищевказаних щілиноподібних отворів, утворених екранами розподілу, та площа поперечного перерізу вищезазначеного отвору, утвореного між внутрішньою поверхнею вищевказаної стінки, що розділяє газовий і оперізуючий рідинний канал, та зовнішньою поверхнею зазначеної ємності для проходу рідини, не менше площі вихідного отвору газового каналу, розташованого 2 UA 111610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 після останнього у напрямку потоку продуктів згоряння екрану розподілу або після ємності для проходу рідини у напрямку потоку продуктів згоряння. В окремих випадках виконання заявленого пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, вищевказані екрани розподілу можуть бути виконані у вигляді пластин, що поєднані із внутрішньою поверхнею газового каналу перемичками А вищезазначена ємність для проходу рідини може бути виконана з подвійною боковою та подвійною торцевою стінкою, яка є першою у напрямку потоку продуктів згоряння. При цьому, разом ці подвійні стінки утворюють єдиний вищевказаний внутрішній простір, що поєднаний із внутрішнім простором оперізуючого рідинного каналу. А обидва ці внутрішні простори поєднані чотирма вищезазначеними перехідними трубами. Крім того, в окремих випадках виконання, у вищезазначеній зоні передачі тепла газовий канал може мати круглий або прямокутний поперечний переріз. Далі буде наведено причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак заявленого пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла та технічним результатом. Враховуючи те, що запропонована корисна модель може бути модифікована та мати альтернативні варіанти виконання, наведений далі опис приведено як приклад для характеристики його суті та можливості здійснення. Має бути очевидним, що наданий детальний опис не призначений для обмеження заявленого рішення наведеними окремими варіантами втілення, а навпаки, включає всі модифікації, еквіваленти та альтернативи, які підпадають під суть та обсяг патентної охорони, визначеної формулою заявленого рішення конструкції котла. Корисна модель пояснюється схематичними кресленнями (Фіг. 1 і Фіг. 2), які жодним чином не обмежують можливість її реалізації. Наведені креслення (Фіг. 1 і Фіг. 2) пояснюють суть реалізації корисної моделі за допомогою умовного матеріального об'єкту, якому властиві включені до формули ознаки. Пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла є вторинним нагрівальним пристроєм, що пов'язаний з котлом. Такий пристрій може застосовуватися як рекуператор або економайзер, для попереднього додаткового підігрівання рідини або отримання пари, що спрямовуються у цей котел, або підігрівання рідини чи отримання пари, які спрямовуються в інший контур, що не пов'язаний з котлом, від якого отримуються газоподібні продукти згоряння. Під котлом, у даному випадку, розуміється пристрій, в якому для одержання пари або нагрівання рідини під тиском понад атмосферний, що споживаються поза межами цього пристрою, використовується теплота, що виділяється при спалюванні органічного палива. Саме такий котел є джерелом потоку газоподібних продуктів згоряння, або відпрацьованих газів, що застосовуються для передачі тепла у зазначеному вторинному пристрої для підігрівання або часткового пароутворення рідини. Як в зазначеному котлі, так і у вторинному пристрої для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, про який йдеться, у якості рідини, що нагрівається (підігрівається), або з якої отримується пара, розглядається не тільки вода, а й інші рідинні теплоносії. На Фіг. і та Фіг. 2 схематично зображені основні елементи конструкції пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла в межах, достатніх для пояснення суті корисної моделі та можливості її реалізації. При цьому, котел, який є джерелом потоку газоподібних продуктів згоряння, або відпрацьованих газів, на кресленнях не показаний. На Фіг. 1 зображений пристрій, де засіб спрямування потоку виконаний у вигляді двох екранів розподілу. А на Фіг. 1 зображений пристрій, де засіб спрямування потоку виконаний у вигляді ємності для проходу рідини. На кресленнях Фіг. 1 та Фіг. 2 зображені наступні елементи: 1 - вхідний отвір газового каналу; 2 - торцева стінка корпусу; 3 - гвинтове з'єднання торцевої стінки; 4 - зовнішня стінка корпусу; 5 - термоізоляційна прокладка; 6 - зовнішня стінка оперізуючого рідинного каналу; 7 - стінка, що розділяє газовий та оперізуючий рідинний канал; 8 - засіб спрямування потоку; 9 - вихідний патрубок оперізуючого рідинного каналу; 10 - трубка для відводу конденсату; 11 - оперізуючий рідинний канал; 3 UA 111610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 12 - вихідний отвір газового каналу; 13 - вхідний патрубок оперізуючого рідинного каналу; 14 - потік газоподібних продуктів згоряння; 15 - газовий канал; 16 - отвір, що утворений засобом спрямування потоку у газовому каналі. Також на кресленні Фіг. 1 позицією 17 позначена перемичка для утримання екрану розподілу. А на кресленні Фіг. 2 позицією 18 позначений внутрішній простір ємності для проходу рідини, а позицією 19 показано перехідну трубу, що поєднує внутрішній простір ємності для проходу рідини з внутрішнім простором оперізуючого рідинного каналу. Як можна побачити з креслень (Фіг. 1 та Фіг. 2), у конкретному варіанті втілення корисної моделі, пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла має корпус із зовнішньою стінкою 4 та двома, поєднаними з нею за допомогою гвинтового з'єднання 3, торцевими стінками 2 із патрубками для поєднання із димоходом (на кресленні не показаний). У корпусі пристрою розташована стінка 7, що розділяє газовий канал 15 та оперізуючий рідинний канал 11, які розташовані співвісно та, у конкретному випадку виконання, мають подібний круглий обрис поперечного перерізу. Між зовнішньою стінкою 6 оперізуючого рідинного каналу 11 та зовнішньою стінкою 4 корпусу розташована термоізоляційна прокладка 5. Газовий канал 15 має вхідний отвір 1 та вихідний отвір 12, які переходять у фланці для поєднання з каналом димоходу. У конкретному випадку виконання, зазначені отвори 1 та 12 мають круглу форму та розташовані співвісно газовому каналу 15. Оперізуючий рідинний канал 11 має вхідний патрубок 13 та вихідний патрубок 9 для підключення трубопроводів для переміщення рідини (на кресленнях не показані). Всередині газового каналу 15, у зоні передачі тепла, що утворена стінкою 7, встановлений засіб 8 спрямування потоку, який розташований співвісно газовому каналу 15. Цей засіб 8 спрямування потоку виконаний у вигляді двох екранів розподілу (Фіг. 1) або у вигляді ємності для проходу рідини (Фіг. 2). Зазначені екрани розподілу (Фіг. 1), які утворюють засіб 8 спрямування потоку, мають вигляд поперечних перегородок, які виконані таким чином, що мають обрис, подібний обрису поперечного перерізу газового каналу 15 у зоні передачі тепла. Тобто, у конкретному варіанті виконання ці поперечні перегородки мають круглий обрис. При цьому, ці екрани розподілу утворюють щілиноподібні отвори 16 уздовж внутрішньої поверхні газового каналу 15, тобто, між засобом 8 спрямування потоку та стінкою 7. У конкретному виконанні такі екрани розподілу мають вигляд пластин (Фіг. 1), що поєднані із внутрішньою поверхнею газового каналу 15 перемичками 17 для утримання екрану розподілу, які закріплені на стінці 7. Вищевказана ємність для проходу рідини (Фіг. 2) має торцеві стінки, що розташовані перпендикулярно її повздовжньої осі симетрії, та бокову стінку, яка має поперечний переріз з обрисом, що є подібним обрису поперечного перерізу газового каналу 15 у зоні передачі тепла. Тобто, у конкретному варіанті виконання заявленого рішення, ця ємність має циліндричну бокову стінку з круглим поперечним перерізом. При цьому, між внутрішньою поверхнею вищевказаної стінки 7 та зовнішньою поверхнею цієї ємності для проходу рідини утворений отвір 16 для проходу газоподібних продуктів згоряння. Внутрішній простір 18 цієї ємності поєднаний із внутрішнім простором вищеописаного оперізуючого рідинного каналу 11 перехідними трубами 19, які пересікають газовий канал 15. Крім того, у конкретному варіанті виконання рішення конструкції пристрою, ця ємність для проходу рідини виконана з подвійною боковою та подвійною торцевою стінкою, яка є першою у напрямку потоку продуктів згоряння. А разом ці подвійні стінки утворюють єдиний вищевказаний внутрішній простір 18, що поєднаний із внутрішнім простором оперізуючого рідинного каналу 11. При цьому, обидва ці внутрішні простори поєднані чотирма перехідними трубами 19. Застосування цього пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла передбачає встановлення його в димохід. При цьому, теплообмінна частина цього пристрою, розташовується між вхідним отвором 1, що розташований з боку вищеописаного джерела потоку газоподібних продуктів згоряння, та вихідним отвором 12, що поєднаний з каналом димовидалення. Враховуючи те, що зазначена теплообмінна частина, як і сам пристрій, не повинна утворювати перешкод потоку газоподібних продуктів згоряння, площа поперечного перерізу вищезазначеної зони передачі тепла повинна бути не менше площі вихідного отвору 12 з цієї зони передачі тепла. Тому площа вищеописаних щілиноподібних отворів 16, утворених вищевказаними екранами розподілу (Фіг. 1), та площа поперечного перерізу отвору, утвореного між внутрішньою поверхнею стінки 7 і зовнішньою поверхнею вищеописаної ємності для проходу рідини (Фіг. 2), повинні бути не менше площі вихідного отвору 12 газового каналу 15. 4 UA 111610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, як зображено на кресленнях (Фіг. 1 та Фіг. 2), конкретний варіант застосування корисної моделі передбачає утворення каналів для виводу конденсату із зони передачі тепла газового каналу 15 у вигляді двох трубок 10. Враховуючи те, що описаний пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла може встановлюватися як вертикально, так і горизонтально, у конкретному випадку застосування, пристрій розташовується таким чином, щоб вищевказані трубки 10 для відводу конденсату були розташовані знизу. Як вже було зазначено вище, у конкретному випадку реалізації пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, вищеописана зона передачі тепла, сам газовий канал 15 та ряд пов'язаних елементів конструкції пристрою, зокрема отвори, мають круглий поперечний переріз. Однак, заявлена корисна модель не обмежує реалізацію конструкції пристрою зазначеним круглим поперечним перерізом, а передбачає лише подібність форми обрису відповідних елементів або їх поперечних перерізів формі поперечного перерізу газового каналу 15 у вищеописаній зоні передачі тепла. При цьому, така форма може бути круглою, квадратною або будь-якою іншою. Вищеописаний пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла працює наступним чином. При згорянні палива у вищевказаному котлі, утворюється потік газоподібних продуктів згоряння, який внаслідок тяги, що виникає в результаті різниці температур і тиску, проходить через газохід котла, віддаючи тепло теплоносію, для нагрівання якого призначений такий котел. Далі цей потік, який являє собою вже відпрацьовані гази котла, під дією тяги потрапляє в димохід, у канал якого врізаний вищеописаний пристрій, рішення конструкції якого заявляється. Зазначені відпрацьовані гази котла, тобто потік 14 газоподібних продуктів згоряння (Фіг. 1 та Фіг. 2) потрапляє на вхід 1 газового каналу 15 та зіштовхується із вищеописаним засобом 8 спрямування потоку. Вище вже було вказано, що засіб 8 спрямування потоку, у вигляді двох екранів розподілу або у вигляді ємності для проходу рідини, виконаний таким чином, що його форма забезпечує спрямування потоку 14 газоподібних продуктів згоряння до периферії газового каналу 15 та розподіл цього потоку уздовж внутрішньої поверхні стінки 7. Тому, коли потік 14 газоподібних продуктів згоряння зіштовхується з першим екраном розподілу (Фіг. 1), внаслідок вищезазначеної тяги, він вимушено огинає перший екран розподілу, проходить через щілиноподібний отвір 16 та змінює форму свого поперечного перерізу. В результаті такого перерозподілу потоку 14 газоподібних продуктів згоряння, він притискається до стінки 7 та набуває трубоподібної форми у просторі до другого щілиноподібного отвору, утвореного між другим екраном розподілу та стінкою 7. Така форма потоку 14 зберігається між першим та останнім у напрямку потоку газоподібних продуктів згоряння екранами розподілу за рахунок зазначеної тяги. Таким чином утворюється тонкий шар газоподібних продуктів згоряння, що притиснутий до стінки 7, через яку відбувається теплообмін між теплоносіями. Далі потік 14 газоподібних продуктів згоряння, під дією тяги, потрапляє у вихідний отвір 12 газового каналу 15 у систему димовидалення. Так само, коли потік 14 газоподібних продуктів згоряння зіштовхується з першою торцевою стінкою ємності для проходу рідини (Фіг. 2), внаслідок тяги, він вимушено огинає цю торцеву стінку та потрапляє в отвір 16, що утворений між внутрішньою поверхнею стінки 7 та зовнішньою поверхнею цієї ємності. При цьому, потік 14 газоподібних продуктів згоряння змінює форму свого поперечного перерізу. В результаті такого перерозподілу потоку 14 газоподібних продуктів згоряння, він притискається до стінки 7 і зовнішньої стінки ємності для проходу рідини та набуває трубоподібної форми у просторі до виходу з цього кільцеподібного отвору, що утворений між внутрішньою поверхнею стінки 7 та зовнішньою поверхнею ємності для проходу рідини. Таким чином також утворюється тонкий шар газоподібних продуктів згоряння, що притиснутий до стінки 7 та до зовнішній поверхні бокової стінки ємності для проходу рідини, через які відбувається теплообмін між теплоносіями. При цьому, газоподібні продукти згоряння також контактують з вищевказаною торцевою стінкою ємності для проходу рідини. Далі потік 14 газоподібних продуктів згоряння, під дією тяги, потрапляє у вихідний отвір 12 газового каналу 15 у систему димовидалення. При цьому, рідину спрямовують в оперізуючий канал 11 через вхідний патрубок 13, а виходить ця рідина через вихідний патрубок 9. Тобто, ця рідина проходить через внутрішній простір оперізуючого каналу 11 (Фіг. 1) або через спільний внутрішній простір, який утворений внутрішнім простором оперізуючого каналу 11 та внутрішнім простором ємності для проходу рідини за допомогою чотирьох перехідних трубок 19 (Фіг. 2). Спрямування вказаної рідини може здійснюватися природним шляхом, тобто перетіканням внаслідок утвореного тиску в системі 5 UA 111610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 назовні, або ж за допомогою насосу. Товщина, теплопровідність і площа стінки 7 та бокової і вищевказаної торцевої стінки ємності для проходу рідини впливають на швидкість підігрівання рідини або пароутворення. В результаті описаного перерозподілу потоку 14 газоподібних продуктів згоряння (Фіг. 1), товщина шару цього потоку зменшується та, відповідно, зменшується відстань між частинками, що переносять тепло та розташовані на максимальному віддаленні від стінки 7, через яку здійснюється передача тепла до рідини. Таким чином ефективність теплопередачі збільшується, що зменшує втрати тепла разом з частками газоподібних продуктів згоряння, що викидаються через систему димовидалення. Крім того, ефективність теплопередачі збільшується ще більше (Фіг. 2), внаслідок додаткової передачі тепла через бокову та вищевказану торцеву стінки ємності для проходу рідини. Як можна побачити, незалежно від розмірів екранів розподілу та, відповідно, площі щілиноподібних отворів 16, утворених між екранами розподілу та внутрішньою поверхнею стінки 7, ефективність передачі тепла від газоподібних продуктів згоряння через стінку 7 до рідини збільшується. Так само, незалежно від розміру поперечного перерізу ємності для проходу рідини та, відповідно, площі кільцеподібного отвору, утвореного між внутрішньою поверхнею стінки 7 і зовнішньою поверхнею вищеописаної ємності для проходу рідини, ефективність передачі тепла від газоподібних продуктів згоряння через стінку 7 до рідини збільшується. Збільшення ефективності передачі тепла також відбувається внаслідок додаткової передачі тепла через бокову та вищевказану торцеву стінки ємності для проходу рідини. При цьому, не вимагається зміна поперечного перерізу теплообмінної стінки 7, габаритних розмірів теплообмінної частини та режиму подачі рідини і газоподібних продуктів згоряння. Запропонована корисна модель дозволяє створити конструкцію пристрою для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, в якому здійснюється передача тепла від газоподібних продуктів згоряння до рідини через стінку, з більш високою ефективністю передачі тепла без зміни поперечного перерізу теплообмінної стінки, габаритних розмірів теплообмінної частини та режиму подачі рідини і газоподібних продуктів згоряння. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла, який містить корпус, в якому розташований газовий канал для проходу газоподібних продуктів згоряння та співвісний йому оперізуючий рідинний канал для проходу рідини, що нагрівають, де вказані канали розділені стінкою, з внутрішньою поверхнею якої контактують ці газоподібні продукти згоряння, а із зовнішньою поверхнею контактує рідина, і цією стінкою утворюється зона передачі тепла від потоку газоподібних продуктів згоряння до рідини, який відрізняється тим, що у газовому каналі встановлений засіб спрямування потоку, який розташований співвісно газовому каналу у зоні передачі тепла, форма якого забезпечує спрямування потоку газоподібних продуктів згоряння до периферії газового каналу та розподіл цього потоку уздовж внутрішньої поверхні стінки, що розділяє обидва зазначені канали, при цьому засіб спрямування потоку виконаний у вигляді двох екранів розподілу або у вигляді ємності для проходу рідини, до того ж екрани розподілу мають вигляд поперечних перегородок, які виконані таким чином, що мають обрис, подібний обрису поперечного перерізу газового каналу у зоні передачі тепла, та утворюють щілиноподібні отвори уздовж внутрішньої поверхні газового каналу, а ємність для проходу рідини має торцеві стінки, що розташовані перпендикулярно її повздовжньої осі симетрії, та бокову стінку, яка має поперечний переріз з обрисом, що є подібним обрису поперечного перерізу газового каналу у зоні передачі тепла, завдяки чому між внутрішньою поверхнею стінки, що розділяє газовий та оперізуючий рідинний канали, та зовнішньою поверхнею ємності для проходу рідини утворений отвір для проходу газоподібних продуктів згоряння, причому внутрішній простір ємності для проходу рідини поєднаний із внутрішнім простором оперізуючого рідинного каналу перехідними трубами, які пересікають газовий канал, крім того, площа щілиноподібних отворів, утворених екранами розподілу, та площа поперечного перерізу отвору, утвореного між внутрішньою поверхнею стінки, що розділяє газовий і оперізуючий рідинний канал, та зовнішньою поверхнею ємності для проходу рідини, не менше площі вихідного отвору газового каналу, розташованого після останнього у напрямку потоку продуктів згоряння екрану розподілу або після ємності для проходу рідини у напрямку потоку продуктів згоряння. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що екрани розподілу виконані у вигляді пластин, що поєднані із внутрішньою поверхнею газового каналу перемичками, а ємність для проходу рідини 6 UA 111610 U 5 виконана з подвійною боковою та подвійною торцевою стінками, яка є першою у напрямку потоку продуктів згоряння, а разом ці подвійні стінки утворюють єдиний внутрішній простір, що поєднаний із внутрішнім простором оперізуючого рідинного каналу, при цьому обидва ці внутрішні простори поєднані чотирма перехідними трубами. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що у зоні передачі тепла газовий канал має круглий або прямокутний поперечний переріз. 7 UA 111610 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: F22D 1/18

Мітки: відпрацьованих, пристрій, рідини, рахунок, часткового, підігрівання, пароутворення, котла, газів

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-111610-pristrijj-dlya-pidigrivannya-abo-chastkovogo-paroutvorennya-ridini-za-rakhunok-vidpracovanikh-gaziv-kotla.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для підігрівання або часткового пароутворення рідини за рахунок відпрацьованих газів котла</a>

Подібні патенти