АППАРАТ ДЛЯ НАГРЕВА ЖИДКОСТИ Российский патент 2006 года по МПК F24H1/10 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, в которых теплообмен происходит при непосредственном контакте теплоносителей без химических реакций между ними, в частности к теплообменным аппаратам, в которых один теплоноситель является жидкостью, а другой - газом или паром.

Известны аппараты для нагрева жидкости контактного типа, содержащие корпус, установленную в корпусе центральную нисходящую камеру горения с горелкой, заключенную в проточную рубашку, систему подвода жидкости с вводом и выводом для циркуляции жидкости по проточной рубашке, эрлифтную контактную камеру, расположенную с внешней стороны проточной рубашки, размещенный в полости корпуса водосборник со средством дегазации и отводным каналом, и систему дымоотвода (см., например, SU №787812, F 28 C 3/06, 1980 г.).

Наиболее близким техническим решением к заявленному является аппарат для нагрева жидкости, содержащий корпус с полостью, установленную в полости корпуса нисходящую камеру горения с горелкой и проточной рубашкой, систему подвода жидкости с вводом и выводом для циркуляции жидкости по проточной рубашке, эрлифтную контактную камеру, расположенную с внешней стороны проточной рубашки, размещенный в полости корпуса водосборник со средством дегазации и отводным каналом, и систему дымоотвода (SU №663982, F 24 H 1/10, 1979 г.).

Недостатком известного технического решения является ухудшение условий для эффективного теплообмена, обусловленное попаданием продуктов горения в циркуляционную систему потребителя вследствие циркуляции жидкости совместно с продуктами горения сначала по контуру эрлифтной контактной камеры, а затем через контур проточной рубашки в систему потребителя под избыточным давлением, способствующим повышенному растворению в жидкости газообразных продуктов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание эффективного и экономичного средства для нагрева жидкости.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности теплообмена за счет обеспечения оптимальных условий дегазации и предотвращения растворения в жидкости газообразных продуктов.

Указанный технический результат достигается аппаратом для нагрева жидкости, содержащим корпус с полостью, установленную в полости корпуса нисходящую камеру горения с горелкой и проточной рубашкой, систему подвода жидкости с вводом и выводом для циркуляции жидкости по проточной рубашке, эрлифтную контактную камеру, расположенную с внешней стороны проточной рубашки, размещенный в полости корпуса водосборник со средством дегазации и отводным каналом, и систему дымоотвода, за счет того, что эрлифтная контактная камера выполнена с барботажной перемычкой и с подвижной обечайкой над барботажной перемычкой, установленной коаксиально проточной рубашке.

А также за счет того, что камера горения расположена с возможностью вывода газообразных продуктов горения под барботажную перемычку, а вывод для циркуляции жидкости по проточной рубашке расположен над барботажной перемычкой.

А также за счет того, что средство дегазации выполнено в виде проточного лабиринта из расположенных ниже подвижной обечайки группы перемычек в отводном канале.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом с изображением принципиальной схемы устройства.

Аппарат для нагрева жидкости содержит корпус 1 с полостью 2. В полости 2 установлена нисходящая камера 3 горения с горелкой 4 (например, микродиффузионной) и проточной рубашкой 5. Для циркуляции жидкости по проточной рубашке 5 предусмотрена система подвода жидкости с вводом 6 и выводом 7, а также спираль 8. С внешней стороны проточной рубашки 5 расположена эрлифтная контактная камера 9 с барботажной перемычкой 10 и с подвижной обечайкой 11, установленной коаксиально проточной рубашке над барботажной перемычкой 10, при этом камера горения 3 расположена с возможностью вывода газообразных продуктов горения под барботажную перемычку 10, а вывод 7 для циркуляции жидкости по проточной рубашке 5 расположен над барботажной перемычкой. В полости 2 корпуса 1 имеется водосборник 12 с отводным каналом 13 и средством дегазации в зоне 14, которое может быть выполнено в виде проточного лабиринта из расположенных ниже подвижной обечайки 11 группы перемычек 15 в отводном канале 13. Вывод 7 для циркуляции жидкости по проточной рубашке 5 может быть размещен над барботажной перемычкой 10. Для удаления продуктов горения полость корпуса сообщается с дымоотводящим патрубком 16 как непосредственно, так и посредством канала 17 из зоны 14 размещения средства дегазации. Для перемещения подвижной обечайки 11 с внешней стороны корпуса 1 предусмотрено средство 18.

Аппарат для нагрева жидкости работает следующим образом.

По вводу 6 в проточную рубашку 5 подается холодная жидкость. Одновременно включается горелка 4 путем подачи воздуха и газа (или топлива) и воспламенения смеси. В камере горения 3 газ (топливо) полностью сгорает, после чего раскаленные газообразные продукты горения через камеру горения 3 выходят в пространство эрлифтной контактной камеры 9 и, проходя через барботажную перемычку 10, интенсивно перемешиваются с жидкостью, поступающей из вывода 7, предварительно нагретой в результате контакта с теплопроводной проточной рубашкой 5, при движении по спирали 8. Дополнительный нагрев смеси при контакте с теплопроводной проточной рубашкой 5 способствует фазовому разделению жидкой и газообразной составляющих в процессе подъема по эрлифтной контактной камере 9. Степень такого нагрева и фазового разделения регулируют изменением положения подвижной обечайки 11.

Выходя из эрлифтной контактной камеры 9, смесь жидкости с газообразными продуктами попадает в зону 14 полости 2, где при взаимодействии с группой перемычек 15 в отводном канале 12 происходит дегазация. Газообразные продукты горения на выходе из эрлифтной контактной камеры 9 удаляются по дымоотводящему патрубку 16, а из зоны 13 - по каналу 17. Остающаяся таким образом в отводном канале 13 нагретая жидкость, поступающая в систему с избыточным давлением, практически не содержит растворенных газообразных продуктов.

Изобретение предназначено для нагрева жидкости и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Аппарат содержит корпус с полостью, установленную в полости корпуса нисходящую камеру горения с горелкой и проточной рубашкой, систему подвода жидкости с вводом и выводом для циркуляции жидкости по проточной рубашке, эрлифтную контактную камеру, расположенную с внешней стороны проточной рубашки, размещенный в полости корпуса водосборник со средством дегазации и отводным каналом и систему дымоотвода. Эрлифтная контактная камера выполнена с барботажной перемычкой и с подвижной обечайкой над барботажной перемычкой, установленной коаксиально проточной рубашке. Изобретение обеспечивает эффективность и экономичность нагрева жидкости. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Аппарат для нагрева жидкости, содержащий корпус с полостью, установленную в полости корпуса нисходящую камеру горения с горелкой и проточной рубашкой, систему подвода жидкости с вводом и выводом для циркуляции жидкости по проточной рубашке, эрлифтную контактную камеру, расположенную с внешней стороны проточной рубашки, размещенный в полости корпуса водосборник со средством дегазации и отводным каналом, и систему дымоотвода, отличающийся тем, что эрлифтная контактная камера выполнена с барботажной перемычкой и с подвижной обечайкой над барботажной перемычкой, установленной коаксиально проточной рубашке.2. Аппарат для нагрева жидкости по п.1, отличающийся тем, что камера горения расположена с возможностью вывода газообразных продуктов горения под барботажную перемычку, а вывод для циркуляции жидкости по проточной рубашке расположен над барботажной перемычкой.3. Аппарат для нагрева жидкости по п.1, отличающийся тем, что средство дегазации выполнено в виде проточного лабиринта из расположенных ниже подвижной обечайки группы перемычек в отводном канале.