Контактний водонагрівач

УКРАЇНА (19) U A (11)51969 (із) А (51)6F24H1/1O МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД видається під відповідальність власника патенту (54) КОНТАКТНИЙ ВОДОНАГРІВАЧ (21)2001118064 (22)26 11 2001 (24)16 12 2002 (46) 16 12 2002, Бюл № 12, 2002 р (72) Сало Вячеслав Павлович, Синявський Руслан Васильович, Байденко Руслан Васильович, Сліпченко Володимир Георгійович, Цимбаленко Володимир Миколайович, Нікіфоренко Сергій Федорович, Голуб Володимир Іванович, Рибак Михайло Анатолієвич (73) Сало Вячеслав Павлович, Синявський Руслан Васильович, Байденко Руслан Васильович, Сліпченко Володимир Георгійович, Цимбаленко Володимир Миколайович, Нікіфоренко Сергій Федорович, Голуб Володимир Іванович, Рибак Михайло Анатолієвич 57) 1 Контактний водонагрівач, який містить вертикальний корпус з водозбірником в його нижній частині, встановлену у просторі водозбірника топку, оснащену пальниковим пристроєм, з'єднаним з системами газо- та повітропостачання, патрубком виходу продуктів згоряння і вибуховим клапаном, розміщену над топкою контактну камеру із сепаратором краплевиносу, патрубком підводу води та теплообмінною насадкою, патрубки відводу парогазової суміші і зливу води, розташовані, ВІДПОВІДНО, у верхній та нижній частинах корпусу, який відрізняється тим, що патрубок виходу продуктів згоряння виконаний у вигляді газорозподільного пристрою, який містить трубчасті елементи, які мають прилеглі одна до одної на виході з топки вертикальні ділянки, круто зігнуті, обернено U-подібні відводи протилежних КІНЦІВ розташовані симетрично відносно поздовжньої осі топки, виконаної у вигляді жарової труби, яка встановлена перпендикулярно до поздовжньої осі корпусу 2 Контактний водонагрівач за п 1, який відрізняється тим, що теплообмінна насадка виконана у вигляді барботажних решіток, встановлених перпендикулярно поздовжній осі корпусу і оснащених переливними пристроями Винахід відноситься до пристроїв для нагрівання рідини і може бути використаний в теплоенергетиці, зокрема, в системах гарячого водопостачання Відомий контактний водонагрівач КВН ( ТУУ 16289882 001-97) , який містить корпус з патрубками підводу води на нагрівання, відводу парогазової суміші і нагрітої води, розміщені в корпусі камеру згоряння з розташованим в ній занурювальним пальником,, з'єднаним з системами поворота газопостачання, і контактну камеру, у якій закріплені барботажні решітки Парогазова суміш, яка утворюється при проходженні продуктів згоряння через воду, підіймається уверх, контактуючи з холодною водою, що надходить зверху через патрубок підводу води на нагрівання, з утворенням на барботажних решітках пінного шару, де активно проходять процеси тепломасообміну Але відомий водонагрівач потребує значного занурення пальника в воду для досягнення потрібного тепломасообміну, що обумовлює великий гідравлічний опір і потребує підвищення потужності повітродувки у системі повітропостачання Крім того, сопло пальника перебуває в досить жорстких умовах експлуатації, що потребує виконання його з високолегованої жаростійкої сталі, а інтенсивне відкладення солей на поверхні сопла потребує зупинок установки для чистки чи зміни сопла Відомий також контактний водонагрівач (Соснин Ю П , Бухаркин Е Н Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели - М , Стройиздат, 1988- стр 69), який містить вертикальний корпус з водозбірником в його нижній частині, встановлену у просторі водозбірника топку, оснащену пальниковим пристроєм, з'єднаним з системами газо- та повітропостачання, патрубком виходу продуктів згоряння і вибуховим клапаном, розміщену над топкою контактну камеру з сепаратором краплевиносу, патрубком підводу води та теплообмінною насадкою, патрубки відводу парогазової суміші (ПГС) і зливу води, розташовані, ВІДПОВІДНО, у верхній та нижній частинах корпусу У відомому пристрої поліпшуються умови експлуатації сопла пальникового пристрою, яке не контак (О ю 51969 тує з ПГС, знижений порівняно з вищезгаданим водонагрівачем гідравлічний опір Але висока температура продуктів згоряння на виході з топки (1200 - 1500°С) обумовлює високі вимоги до матеріалу патрубка виходу продуктів згоряння Крім того в відомому пристрої теплообмінна насадка являє собою шари зі стружки та кілець Рашига, що робить теплообмін у контактній камері не досить ефективним за рахунок високої теплопоглинаючої властивості стружки Таким чином, в основу винаходу поставлена задача розробки такого контактного водонагрівача, який за рахунок нового виконання патрубка виходу продуктів згоряння дозволив би знизити вимоги до матеріалу патрубка, а також підвищити ефективність теплообміну Поставлена задача вирішена тим, що у контактному водонагрівачеві, який містить вертикальний корпус з водозбірником в його нижній частині, встановлену у просторі водозбірника топку, оснащену пальниковим пристроєм, з'єднаним з системами газо- та повітропостачання, патрубком виходу продуктів згоряння і вибуховим клапаном, розміщену над топкою контактну камеру з сепаратором краплевиносу, патрубком підводу води та теплообмінною насадкою, патрубки відводу парогазової суміші і зливу води, розташовані, ВІДПОВІДНО, у верхній та нижній частинах корпусу, згідно винаходу, патрубок виходу продуктів згоряння виконаний у вигляді газорозподільного пристрою, який містить трубчасті елементи, що мають прилеглі одна до одної вертикальні ділянки на виході з топки, круто зігнуті, обернено U - подібні, відводи протилежних КІНЦІВ і розташовані симетрично відносно поздовжньої осі топки, виконаної у вигляді жарової труби, яка встановлена перпендикулярно до поздовжньої осі корпусу відносно поздовжньої осі топки, виконаної у вигляді жарової труби, найкраще СПІВВІДНОСИТЬСЯ З витягнутою конструкцією топки і сприяє рівномірному розподіленню продуктів згоряння в об'ємі водозбірника, що сприяє ефективному теплообміну Виконання топки у вигляді жарової труби поліпшує експлуатаційні умови, зменшує габарити установки Підвищення ефективності теплообміну досягається також виконанням теплообмінної насадки у вигляді барботажних решіток, які встановлені перпендикулярно поздовжній осі корпуса і оснащені переливними пристроями При контакті води, що надходить на верхню барботажну решітку через патрубок підводу води, а нижче - через переливний пристрій, з високотемпературною ПГС на барботажній решітці утворюється пінний шар, розвинена поверхня якого сприяє ефективному теплообміну На фіг 1 представлений контактний водонагрівач (загальний вигляд), на фіг 2-газорозподільний пристрій контактного водонагрівача Контактний водонагрівач складається з вертикального корпусу 1 з водозбірником 2, у якому встановлена топка 3 у вигляді жарової труби, оснащена пальниковим пристроєм, з'єднаним з системами газо- та повітропостачання (не показано), і патрубком виходу продуктів згоряння, виконаним у вигляді газорозподільного пристрою 4, який складається з трубчастих елементів 5, кінцівками яких є круто зігнуті відводи 6, у контактній камері 7 розміщені барботажні решітки 8, оснащені переливними пристроями 9, сепаратор краплевиносу 10, патрубок підводу води 11, зверху корпус має патрубок відводу парогазової суміші 12, патрубок зливу води 13 розміщений у нижній частині водозбірника, топка оснащена вибуховим клапаном 14 і закріплена на стійках 15 Доцільно також, щоб теплообмінна насадка була виконана у вигляді барботажних решіток, встановлених перпендикулярно поздовжній осі корпусу і оснащених переливними пристроями Виконання патрубка виходу продуктів згоряння у вигляді газорозподільного пристрою, що складається з трубчастих елементів, які мають прилеглі одна до одної на виході з топки вертикальні ділянки, обернено U - подібні відводи протилежних КІНЦІВ та розташовані симетрично відносно поздовжньої осі топки у вигляді жарової труби, дозволяє відмовитись від використання надтопочного диска, при цьому вода з контактної камери попадає безпосередньо на поверхню газорозподільного пристрою, затримуючись у МІСТІ розходження трубчастих елементів, завдяки наявності круто зігнутих ВІДВОДІВ Цим досягається ефективне охолодження газорозподільного пристрою, завдяки чому поліпшуються умови експлуатації патрубка виходу продуктів згоряння і з'являється можливість виготовляти його з більш поширених і дешевих металів 3 іншого боку, круто зігнуті, обернено U - подібні, відводи трубчастих елементів газорозподільного пристрою направляють до водозбірника продукти згоряння, де останні барботують через воду, віддаючи їй своє тепло, таким чином підвищуючи ефективність теплообміну Розташування трубчастих елементів симетрично Контактний водонагрівач працює наступним чином Вода на нагрів подається до контактної камери 7 корпусу 1 через патрубок підводу води 11, розтікається по барботажним решіткам 8, де взаємодіє з утворенням пінного шару з високотемпературною ПГС, яка утворюється при проходженні продуктів згоряння через водозбірник 2, до якого продукти згоряння надходять через газорозподільний пристрій 4 з трубчастих елементів 5 з круто зігнутими відводами 6 Пара утворюється також при прямому контакті води, що надходить зверху, з поверхнею газорозподільного пристрою 4 3 решітки на решітку і далі до водозбірника 2 вода стікає, ВІДПОВІДНО, через переливні пристрої 9 У сепараторі краплевиносу 10, розташованому у верхній частині корпусу, з ПГС конденсується вода Охолоджені продукти згоряння через патрубок відводу парогазової суміші 12 викидаються назовні У водозбірнику 2 вода контактує з високотемпературними продуктами згоряння і омиває розігріту поверхню топки 3 у вигляді жарової труби, яка встановлена на стійках 15, при цьому нагрівається до кінцевої температури, і відводиться до системи теплопостачання через патрубок зливу води 13 Топка для безпечного використання оснащена вибуховим клапаном 14 Таким чином, представлена конструкція контактного водонагрівача за рахунок нового виконання 51969 патрубка для виходу продуктів згоряння, забезпечує його інтенсивне охолодження, що дозволяє відмовитись від використання на його виготовлення дефіцитних металів високої вартості і підвищиW ти ефективність теплообміну у водозбірнику, а за рахунок нового виконання теплообмінної насадки і в контактній камері, підвищуючи теплопродуктивність установки в цілому /2 Фіг 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71