Контактно-поверхневий водонагрівач
Номер патенту: 109096
Опубліковано: 10.08.2016
Автори: Колєватов Сергій Гелійович, Пазюк Олександр Іванович, Циганок Олександр Іванович, Штанько Олексій Ігорович
Формула / Реферат
1. Контактно-поверхневий водонагрівач, що містить вертикально розташований корпус з водозбірником і патрубками підведення і відведення води і відведення газів, камеру згоряння, оснащену пальниковим пристроєм, розташованим в нижній частині камери згоряння, вибуховий клапан, розміщену над камерою згоряння контактну камеру, краплевідбивач, димар і теплообмінну насадку, який відрізняється тим, що камера згоряння виконана у вигляді еліптичного циліндра, розташованого горизонтально.
2. Контактно-поверхневий водонагрівач за п. 1, який відрізняється тим, що вода для нагріву подається двома потоками: у форсунки для зрошення насадки в камері поверхнево контактного теплообміну та у форсунки водо-охолоджувального газового розподільника.
3. Контактно-поверхневий водонагрівач за п. 1, який відрізняється тим, що газовий потік частково надходить уздовж контактної камери, частково тангенціально спрямовано уздовж бічної поверхні захисного екрана і поверхні води.
Текст
Реферат: Контактно-поверхневий водонагрівач містить вертикально розташований корпус з водозбірником і патрубками підведення і відведення води і відведення газів, камеру згоряння, оснащену пальниковим пристроєм, розташованим в нижній частині камери згоряння, вибуховий клапан, розміщену над камерою згоряння контактну камеру, краплевідбивач, димар і теплообмінну насадку. Камера згоряння виконана у вигляді еліптичного циліндра, розташованого горизонтально. UA 109096 U (12) UA 109096 U UA 109096 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для нагрівання рідини і може використовуватись в теплоенергетиці, зокрема в системах теплопостачання. Відомий контактно-поверхневий газовий водонагрівач [Патент України № 53994А, F24H 1/10], який містить корпус з водозбірником, в його нижній частині встановлено горизонтально циліндричну камеру згоряння, яка має всередині циліндричну водяну ємність, з'єднану з торців з водозбірником, в кільцевому каналі, який створено циліндричною поверхнею камери згоряння та циліндричною поверхнею водяної ємності, розташовані вертикальні трубні ряди, які разом з поверхнею камери згоряння та поверхнею циліндричної водяної ємності утворюють теплообмінну поверхню камери згоряння, до якої тангенціально приєднаний пальниковий пристрій, з'єднаний з системами газопостачання, патрубок виходу продуктів згоряння і вибуховий клапан, розміщену над камерою згоряння циліндричну контактну камеру з сепаратором краплевиносу, патрубок підводу води та теплообмінну насадку, патрубки відводу продуктів згоряння і зливу води розташовані, відповідно, у верхній та нижній частинах корпусу. Теплообмінна насадка виконана у вигляді газо-водорозподільної решітки, встановленої перпендикулярно повздовжній осі контактної камери і оснащеної переливним пристроєм. Виконання водонагрівача таким чином дозволяє інтенсифікувати теплообмін у нижній частині водонагрівача, більш ніж в 2 рази подовжити час контакту продуктів згоряння з теплообмінною поверхнею, створити всеоб'ємний циркуляційний контур та швидке змішування холодної та гарячої води, рівномірно розподілити потік продуктів згоряння по об'єму каналу камери згоряння, зменшити теплове навантажування на контактну камеру, зменшити її висоту і, як наслідок, габарити водонагрівача. Однак, розташування горизонтально циліндричної камери згоряння не має змогу рівномірно розподілити продукти згоряння всередині камери згоряння, водовідбійник також нерівномірно розподіляє продукти згоряння і не має достатньої конвективної поверхні, що значно підвищує температуру продуктів згоряння до моменту їх прямого контакту з водою і потребує збільшеної контактної камери, отже все це робить конструкцію громіздкою. Також відомий контактно-поверхневий нагрівач [Патент України № 23630, F24H 1/10], що містить вертикально розташований корпус з водозбірником і патрубками підведення і відведення води і відведення газів, камеру згоряння, оснащену пальниковим пристроєм, розташованим в нижній частині камери згоряння, вибуховий клапан, розміщений над камерою згоряння, контакту камеру, краплевідбивач, димар і теплообмінну насадку, згідно з корисною моделлю, камера згоряння виконана у вигляді вертикально розташованої закритої з верху ємності, співвідношення довжини до ширини якої складає не менше 3:1, при цьому горловина камери згоряння розташована біля однієї з торцевих стінок, контактна камера виконана у вигляді ємності, що у перерізі повторює форму камери згоряння і встановлена над нею, а димар розташований в корпусі біля торцевої стінки, протилежної горловині камери згоряння. Недоліками є вібрація стінок топки внаслідок імпульсного спалювання газу, нерівномірний розподіл газового потоку продуктів згорання та висока швидкість струменево-крапельного водяного потоку, що скорочує час контакту з продуктами згорання та зменшує тепло-масообмін. В основу корисної моделі поставлена задача розробки конструкції водонагрівача, яка дозволяє уникнути цих недоліків, а також знизити температуру продуктів згоряння, в зоні інтенсивного пароутворення в нижніх шарах контактної насадки і збільшити зону конденсації водяної пари. Поставлена задача вирішена тим, що у водонагрівачі, який містить вертикально розташований корпус з водозбірником і патрубками підведення і відведення води і відведення газів; камеру згоряння, оснащену пальниковим пристроєм, розташованим в нижній частині камери згоряння, вибуховий клапан, розміщену над камерою згоряння контактну камеру, краплевідбивач, димар і теплообмінну насадку - камера згоряння виконана у вигляді еліптичного циліндра, розташованого горизонтально, вода для нагріву подається двома потоками: у форсунки для зрошення насадки в камері поверхнево контактного теплообміну та у форсунки водо-охолоджувального газового розподільника, газовий потік частково надходить уздовж контактної камери, частково тангенціально спрямовано уздовж бічної поверхні захисного екрана і поверхні води. Для виключення вібрації стінок камери згоряння (топки) внаслідок імпульсного спалювання газу, камера згоряння виконана у вигляді еліптичного циліндра з привареними тангенціально у вертикальній площині ребрами, які підсилюють жорсткість бічної поверхні топки, що створює турбулентний потік води, який омиває топку з метою зменшення плівкового нагріву та збільшує площу конвективного нагріву води, який омиває топку вище температури "мокрого термометра". Газовий розподільник направляє газовий потік частково уздовж контактної камери та частково тангенціально спрямовано уздовж бічної поверхні захисного екрана і поверхні води. 1 UA 109096 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Вода, що подається, розділена на два потоки - одна частина надходить у форсунки для зрошення насадки в камері поверхнево-контактного теплообміну, а інша частина води надходить в водо-охолоджувальний газовий розподільник, розташований по центру топки. На кресленні (фіг. 1) представлений контактно-поверхневий водонагрівач. Водонагрівач містить корпус 1, в нижній частині якого по центру розташована камера згоряння 2, в передній нижній частині якої є місце установки пальникового пристрою 3. В верхній частині камери згоряння розташовано газовий розподільник 4 з патрубком подачі води 5а. Між корпусом 1 та камерою згоряння 2 циркулює вода. В нижній частині корпусу 1 розташовано патрубок 6 для відводу гарячої води. В верхній частині корпусу 1 в контактній камері 7 розташовані патрубок подачі води 5б, теплообмінна насадка 8, наповнена нержавіючою стружкою, краплевідбивач 9, захисний екран 10, вибуховий клапан 11 та димар 12. На Фіг. 2 представлений газовий розподільник. В нижній частині контактної камери 7 на газоході 13 встановлено газовий розподільник 4, у корпусі якого розміщені форсунки для розприскування води у газовий потік 14 та по всьому об'єму 15, що подається по патрубкам подачі води 5а. Працює водонагрівач таким чином. Горючий газ згоряє в камері згоряння, перетворюється в продукти згоряння, які проходять через горловину камери згоряння і потрапляють до газового розподільника. По торцевій і верхній частині газового розподільника розташовані форсунки для подачі води безпосередньо в топкові гази, відбиваючись від сітки насадки і бічних поверхонь захисного екрана, струмені води розпорошуються на дрібнодисперсну фракцію (дрібні каплі), що різко збільшує площу і швидкість прямого тепло-масообміну безпосередньо в контактній камері, і знижує температуру парогазової суміші до надходження в камеру, заповнену поверхневоконтактним наповнювачем. Дрібні каплі падають вниз, назустріч газовому потоку продуктів згоряння, при безпосередньому контакті з якими краплі води нагріваються і падають до збірного бака на поверхню води. Холодна або схолодніла вода частково подається на краплерозбризкувач, з якого вода у струменево-крапельній фазі потрапляє на теплообмінну насадку, де вона нагрівається продуктами згоряння. На цій стадії нагріву води відбувається конденсація пароподібної фази води, присутньої в продуктах згоряння. Потім вода у вигляді окремих крапель та струменя потрапляє поміж корпусом водонагрівача та камерою згоряння, де вона догрівається за рахунок теплообміну через конвективну поверхню камери згорання і виходить з камери через патрубок відводу гарячої води і далі до споживача. Розподіл водяного потоку знижує швидкість газів у поверхнево контактній камері, наповнювач рівномірно зрошується, знижуючи товщину водяної плівки на поверхні наповнювача, що дозволяє повною мірою використовувати приховану теплоту конденсації водяної пари. Після цього в краплинному та струменевому вигляді, проходячи контактну камеру, нагріта вода надходить у ємність, де розташована занурена у воду топка, рухаючись у протитоці відбувається деаерація вод. Після цього вода надходить споживачеві. Охолоджені топкові гази, пройшовши контактну насадку через димову трубу, виводяться назовні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Контактно-поверхневий водонагрівач, що містить вертикально розташований корпус з водозбірником і патрубками підведення і відведення води і відведення газів, камеру згоряння, оснащену пальниковим пристроєм, розташованим в нижній частині камери згоряння, вибуховий клапан, розміщену над камерою згоряння контактну камеру, краплевідбивач, димар і теплообмінну насадку, який відрізняється тим, що камера згоряння виконана у вигляді еліптичного циліндра, розташованого горизонтально. 2. Контактно-поверхневий водонагрівач за п. 1, який відрізняється тим, що вода для нагріву подається двома потоками: у форсунки для зрошення насадки в камері поверхнево контактного теплообміну та у форсунки водо-охолоджувального газового розподільника. 3. Контактно-поверхневий водонагрівач за п. 1, який відрізняється тим, що газовий потік частково надходить уздовж контактної камери, частково тангенціально спрямовано уздовж бічної поверхні захисного екрана і поверхні води. 2 UA 109096 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 3
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: F24H 1/10
Мітки: контактно-поверхневий, водонагрівач
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-109096-kontaktno-poverkhnevijj-vodonagrivach.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Контактно-поверхневий водонагрівач</a>
Попередній патент: Безконтактний вимірювач крутного моменту і частоти обертання вала
Наступний патент: Спосіб визначення обсягу оперативного втручання при варикозному ураженні двох сафенних басейнів
Випадковий патент: Автономний термоелектричний прилад для гіпотермії головного мозку людини