Контактний водонагрівач

1. Контактний водонагрівач, що містить складений з двох частин корпус з патрубками підведення та відведення води, а також відведення продуктів згоряння, у верхній частині якого розташована контактна камера з водорозподільником, а під нею в нижній частині розташоване топкове відділення з вертикальними трубками для проходження продуктів згоряння, відбивачем над ними і топковою камерою, при цьому вертикальні трубки і топкова камера розташовані у водяній сорочці і з'єднані між собою, до того, уздовж внутрішньої поверхні корпусу топкового відділення встановлена кільцева перегородка з утворенням каналу із зазначеною поверхнею і в корпусі топкового відділення закріплений пальниковий пристрій, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що корпус топкового відділення виконаний роз'ємним з утворенням верхнього, головного, і нижнього, опорного, топкових відділень, топкова камера виконана у вигляді ковпака, у порожнині якого по осі закріплена циркуляційна вставка, вертикальні трубки розташовані навколо топкової камери і закріплені на рівні її торця з утворенням підва лини водяної сорочки верхнього топкового відділення, відбивач виконаний у вигляді шатра з двома укосами, внутрішнім і зовнішнім, і розміщений у корпусі по колу, до того навколо топкової камери, між останньою та вертикальними трубками, встановлена друга кільцева перегородка з утворенням каналу із першою перегородкою з одного боку і топковою камерою з другого, крім того, перша перегородка встановлена на підвалині водяної сорочки верхнього топкового відділення без зазору і по висоті нижче рівня води, а друга встановлена з утворенням каналу (-лів) із зазначеною підвалиною і по висоті встановлена вище рівня води, до того корпус нижнього топкового відділення також споряджений водяною сорочкою, яка з'єднана із водяною сорочкою верхнього відділення і патрубок відведення води встановлений у водяній сорочці нижнього топкового відділення, при цьому пальниковий пристрій встановлений у донній частині по осі останньої. 2. Контактний водонагрівач за п, 1, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що циркуляційна вставка виконана з конусною частиною, звуженою у бік пальникового пристрою. 3. Контактний водонагрівач за пп. 1, 2, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що конусна частина вставки виконана з отворами. 4. Контактний водонагрівач за пп. 1, 2, 3, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що відбивач прикріплений до внутрішньої поверхні корпусу по колу за допомогою зовнішнього укосу. 5. Контактний водонагрівач за пп. 1, 2, 3, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що відбивач прикріплений до внутрішньої поверхні корпусу по колу за допомогою зовнішнього укосу з утворенням каналу (-лів) із зазначеною поверхнею. 478 Корисна модель належить до теплоЭ Н К і може бути використана у системі Х 1И палення для нагрівання води. Відомий контактний водонагрівач місіть складений з двох частин корпус з атрубками підведення та відведення вои, а також відведення продуктів згоряння, верхній частині якого розташована конзктна камера з водорозподільником, а ід нею в другій частині розташоване топзве відділення з вертикальними трубками ля проходження продуктів згоряння, відивачем над ними і топковою камерою, ри цьому вертикальні трубки і топкова змера розташовані у водяній сорочці і 'єднані між собою, до того, уздовж -іутрішньої поверхні корпусу топкового віділення встановлена кільцева перегородз з утворенням каналу із зазначеною эверхнею і в корпусі закріплений паль•іковий пристрій. До того, топкова камера ає вихлопний отвір. Вертикальні трубки пя проходження продуктів згоряння розщювані над топковою камерою в нижній істині контактної камери t виконані корот 5 10 15 20 25 1МИ. Недоліком описаного водонагрівача є ;, що конструкція топкової камери обуовлює обмежене використання площі її зверхні у процесі тепломасообміну між зодуктами згоряння і водою, тому що іявність вихлопного отвору не дає можівості використати верхню стінку топко)ї камери, що призводить до недогріву )ди. Недоліком також є мала довжина »убок для проходження продуктів згоряні, що також обумовлює зменшену площу •пломасообміну. Присутність у продуктах оряння, що скидаються в атмосферу :рез патрубок їх виходу, оксиду азоту ІО(), що є токсичним домішком, який ворюється при температурі вище 2000К ядрі факела, є також недоліком. До неЇЛІКІВ відноситься і підвищена присутність .сиду вуглецю (CO) та вуглеводнів (СН). В основу корисної моделі поставлена дача створити контактний водонагрівач, якому конструкція топкового відділення безпечила б інтенсифікацію тепломаюбміну між продуктами згоряння і водою іяхом використання усієї поверхні топко• камери, збільшення довжини вертикальї гх трубок та зміни їх розташування від•сно топкової камери, а також забезпела 6 зниження присутності у продуктах оряния, що скидаються в атмосферу, окіду вуглецю (CO), вуглеводнів (СН} та ксичного оксиду азоту (NO,). ~ Для розв'язання поставленої задачі пропонований контактний водонагрівач, ЗО 35 40 45 50 55 які і відомий, містить складений з двох частин корпус з патрубками підведення та відведення води, а також відведення продуктів згоряння, у верхній частині якого розташована контактна камера з водорозподільником, а під нею Б нижній частині розташоване топкове відділення з вертикальними трубками для проходження продуктів згоряння, відбивачем над ними і топковою камерою, при цьому вертикальні трубки і топкова камера розташовані у водяній сорочці і з'єднані між собою, до того, уздовж внутрішньої поверхні корпус топкового відділення встановлена кільцева перегородка з утворенням каналу із зазначеною поверхнею і в корпусі топкового відділення закріплений пальниковий пристрій. Але на відміну від відомого, в запропонованому водонагрівачі корпус топкового відділення виконаний роз'ємним з утворенням верхнього, головного і нижнього, опорного, топкових відділень, топкова камера виконана у вигляді ковпака, у порожнині якого по осі закріплена циркуляційна вставка, вертикальні трубки розташовані навколо топкової камери і закріплені на рівні її торця з утворенням підвалини водяної сорочки верхнього топкового відділення, відбивач виконаний у вигляді шатра з двома укосами, внутрішнім і зовнішнім, і розміщений по колу, до того навколо топкової камери, між останньою та вертикальними трубками, встановлена друга кільцева перегородка з утворенням каналу із першою перегородкою з одного боку і топковою камерою з другого, крім того, перша перегородка встановлена на підвалині водяної сорочки верхнього топкового відділення без зазору і по висоті нижче рівня води, а друга встановлена з утворенням каналу (-лів) із зазначеною підвалиною і по висоті встановлена вище рівня води, до того корпус нижнього топкового відділення також споряджений водяною сорочкою, яка з'єднана із водяною сорочкою верхнього відділення і патрубок відведення води встановлений у водяній сорочці нижнього топкового відділення, при цьому пальниковий пристрій встановлений у донній частині по осі останньої. До того, циркуляційна вставка може бути виконана з конусною частиною, звуженою у бік пальникового пристрою. Крім того, на конусній частині циркуляційної вставки можуть бути виконані отвори. До того, відбивач може бути прикріплений до внутрішньої поверхні корпусу за допомогою зовнішнього укосу по колу. 478 Крім того, відбивач може бути прикріплений до внутрішньої поверхні корпусу за допомогою зовнішнього укосу з утворенням каналу (-лів) із зазначеною поверхнею. Розташування вертикальних трубок навколо топкової камери та з'єднання їх з останньою в нижній частині забезпечує можливість виконання топкової камери із закритою верхньою стінкою, тобто без отвору, у вигляді ковпака. Це дає можливість розташувати топкову камеру нижче рівня води у водяній сорочці, що забезпечує використання усієї поверхні топкової камери, збільшення площі контакту поверхні топкової камери з водою з одного боку і продуктами згоряння з другого, що, в свою чергу, інтенсифікує процес тепломасообміну між продуктами згоряння і водою. Крім того, довжина вертикальних трубок збільшується у декілька разів тому, що їх висота має бути більше висоти топкової камери. Отже збільшується площа тепломасообміну між продуктами згоряння і водою. Перша і друга кільцеві перегородки, які встановлені з утворенням каналів для проходження води, разом із відбивачем, який виконаний у вигляді шатра і розташований по колу уздовж корпусу, що обумовлює утворення отвору над топковою камерою для проходження води, забезпечують контакт води спочатку з топковою камерою, а потім з поверхнею вертикальних трубок. При цьому збільшується швидкість води, що сприяє усуненню поверхневого кипіння. Виконання топкової камери у вигляді ковпака обумовлює сферичну (або близьку до сферичної) форму внутрішньої стінки, що сприяє обтіканню продуктів згоряння, що підіймаються від факела вгору по зазначеній поверхні, рівномірному його розподілу і далі забезпечує рух повз бокову поверхню камери униз до отворів вертикальних трубок. При цьому частина високотемпературних продуктів згоряння всмоктується (ежектується) струмом паливно-повітряної суміші і порожнину циркуляційної вставки, що сприяє прогріванню паливно-повітряної суміші, отже збільшенню швидкості горіння, що обумовлює зниження присутності продуктів неповного згоряння, тобто СО та СН, у продуктах згоряння, які скидаються в атмосферу. Крім того, ежектовані продукти згоряння баластують паливно-повітряну суміш, отже, створюють умови для зниження емісії оксидів азоту (NOJ. При цьому, стіни циркуляційної вставки розігріваються від факела до температури порядку 900-1000°С, отже стають потужним джерелом інфрачервоного випромінюван 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 ня у безперервній області спектра. Таким чином, забезпечується рециркуляція продуктів згоряння і інтенсифікується теплообмін випромінюванням у топковій камері. Використання циркуляційної вставки дає змогу одержати відносно чисті продукти згоряння, які викидаються в атмосферу. Виконання відбивача у вигляді шатра 3 двома укосами, внутрішнім і зовнішнім, розташованого у корпусі по колу над вертикальними трубками, які також розміщені по колу навколо топкової камери, забезпечує захист останніх від попадання в них води І вільне проходження продуктів згоряння з топкового відділення в контактну камеру. Крім того, внутрішній укіс організує потік води, спрямований в центральну зону, в район розташування топкової камери. При закріпленні відбивача за допомогою зовнішнього укосу до внутрішньої поверхні корпусу по колу без утворення каналу із зазначеною поверхнею, над зазначеним укосом збирається вода, яка, постійно відновлюючись, тому що перетікає на внутрішній укіс, охолоджує частину корпусу над зовнішнім укосом. При закріпленні відбивача з утворенням каналу (-лів) із внутрішньою поверхнею корпусу забезпечується додатково периферійний потік, який стікає уздовж корпусу. Виконання корпусу топочного відділення роз'ємним забезпечує доступність до внутрішньої порожнини під час ремонту і монтажу. Виконання циркуляційної вставки з конусною частиною, завуженою у бік пальникового пристрою, підсилює процес всмоктування продуктів згоряння. Виконання конусної частини циркуляційної вставки з отворами забезпечує всмоктування (єжекцію) підвищеної кількості продуктів згоряння до порожнини циркуляційної вставки. На фіг. 1 зображено контактний водонагрівач, поздовжній розріз; на фіг. 2 - місце І на фіг. 1, де циркуляційна вставка виконана з конусною частиною; на фіг. З - місце І на фіг. 1, де конусна частина циркуляційної вставки виконана з отворами. Запропонований контактний водонагрівач містить складений з 2-х частин 1 та 2 корпус з патрубками'3" і відведення 4 води, а також відведення продуктів згоряння 5. У верхній частині 1 розташована контактна камера 6 з розподільник ком води 7. Під нею розміщена частина 2 з топковим відділенням, яка в свою чергу виконана роз'ємною з утворенням верхнього головного 8 і нижнього опорного 9 топкових відділень. У головному топковому відділенні 8 по осі корпусу встановле 478 на топкова камера 10, яка виконана у вигляді ковпака. В порожнині 11 останньої концентрично встановлена циркуляційна вставка 12. Навколо топкової камери 10 встановлені вертикальні трубки 13 для проходження продуктів згоряння. При цьому топкова камера 10 і трубки 13 розташовані у водяній сорочці 14 і з'єднані між собою. При цьому трубки 13 закріплені на рівні торця топкової камери з утворенням підвалини 15 водяної сорочки 14. Над трубками 13 у корпусі головного топкового відділення 8 встановлений відбивач 16 у вигляді шатра з двома укосами, зовнішнім 17 і внутрішнім 18. Відбивач 16 розміщений у корпусі 2 по колу із утворенням не менше одного (центрального) канала 19 для проходження води із контактної камери 6 до топкового відділення 8. Крім того, у водяній сорочці 14 встановлено дві кільцеві перегородки 20 і 21. Перша з них розміщена уздовж корпусу 2 т-опкового відділення 8 з утворенням каналу 22 із внутрішньою поверхнею корпусу 2. А друга перегородка (21) вс•тановлена навколо топкової камери 10 з утворенням канала 23 із перегородкою 20 і каналу 24 з топковою камерою 10. ,До того, перегородка 20 встановлена на підвалині 15 водяної сорочки 14 без зазору і по висоті - нижче рівня води, а перегородка 21, навпаки, встановлена з утворенням каналу (-лів) 25 із підвалиною 15 і по висоті - вище рівня води. Водяна сорочка 14 споряджена патрубком 26. Корпус нижнього опорного топкового відділення 9 споряджений водяною сорочкою 27, яка за допомогою патрубка 29, переливної труби 28 та патрубка 26 з'єднана з сорочкою 14 головного топкового відділення 8. Патрубок відведення води 4 встановлений у водяній сорочці *27. Пальниковий пристрій ЗО встановлений у донній частині водяної сорочки 27 нижнього відділення 9 по осі корпусу. Повітряний регістр пристрою ЗО з'єднаний із дуттьовим вентилятором 31. Циркуляційна вставка 12 може бути виконана з конусною частиною 32, звуженою у бік пальникового пристрою. Конусна частина 32 може бути виконана із отворами 33 на її поверхні. Відбивач 16 може бути прикріплений до внутрішньої поверхні корпусу 2 за допомогою зовнішнього укосу 17 по колу. Крім того, відбивач 16 може бути прикріплений до внутрішньої поверхні корпусу 2 за допомогою укосу 17 з утворенням каналу (-лів) із зазначеною поверхнею. Корпус за допомогою нижньої частини 9 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 * 55 8 топкового відділення встановлений на ногах 34. Робота запропонованого контактного водонагрівача. Водяні сорочки 14 і 27 топкового відділення наповнюються водою до певного рівня, який контролюється системою управління, вмикаються мережеві насоси та забезпечується циркуляція води через топкові відділення 8 та 9 і контактну камеру 6. Оборотна вода мережі надходить через патрубок 3 підведення води у водорозподільник 7, а далі через контактну камеру 6, зросивши її, стікає по поверхні відбивача 16 у водяну сорочку 14. Вода, яка стікає по зовнішньому укосу 17, в залежності від того, як, він закріплений, може стікати уздовж корпусу головного топкового відділення 8 у водяну сорочку 14, а може залишатись на укосі 17, поступово перетікаючи по внутрішньому укосу 18. Потік води, організований внутрішнім укосом відбивача 16, стікає в центральну частину оболонки 14 і попадає до каналу 24 між поверхнею топкової камери 10 і перегородкою 21. Потім стікає вниз і по каналу 25 переходить до каналу 23, омиває вертикальні трубки 13, піднімаючись угору, після чого огинає перегородку 20, опускається вниз по каналу 22 до патрубка 26. Потім через переливну трубу 28 та патрубок 29 надходить у водяну сорочку 27, а через патрубок відведення води 4 надходить до мережі опалення. Пальниковим пристроєм ЗО є струменево-дифузійний пальник із комбінованим сумішеутворенням. Повітря подається дуттьовим вентилятором 32. Факел горіння суміші від пальника ЗО проходить у порожнину циркуляційної вставки 12 і підіймається до верхньої стінки топкової камери 10. Продукти згоряння обтікають верхню стінку за формою сферичну (або близької до сферичної), розподіляються рівномірно по ній і повертають вниз уздовж бокової поверхні. Головна частина (більша частина) продуктів згоряння внизу порожнини 11 топкової камери 10 переходить у вертикальні трубки 13. Друга частина продуктів згоряння всмоктується (ежектується) струмом паливно-повітряної суміші факела в циркуляційну насадку 12. Головна частина продуктів згоряння проходить по трубках 13 угору під відбивач 16. Потім надходить до контактної камери 6, де відбувається тепломасообмін між продуктами згоряння і водою. Після цього охолоджені продукти згоряння проходять до патрубка відведення 5 та евакуюються до атмосфери. 478 478 Mfcue I Упорядник Техред М. Келемеш Коректор О. Обручар Замовлення 542 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101