Контактный водонагреватель Советский патент 1986 года по МПК F24H1/10 F24C3/06 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в аппаратах контактного типа для подогрева воды.

Целью-изобретения является повышение экономичности контактного водонагревате- ля путем повышения температуры нагреваемой воды при боковом расположении подводящего газового патрубка.

На чертеже представлен контактный водонагреватель.

Контактный водонагреватель содержит вертикальный корпус 1 с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками 2, 3 и установленным между последними оросителем 4 с насадкой 5. Насадка 5 размещена на рещетке,. примыкаю- щей к корпусу 1 и среднему участку 6 соос- но расположенной в корпусе 1 перепускной трубы с шибером 7. Верхний выходной участок 8 перепускной трубы размещен выще оросителя 4, а нижний входной 9 - имеет конфузорный профиль. Нижний конфузор- ный и средний участки 9 и 6 соответственно перепускной трубы выполнены перфорированными и образуют рещетку насадки. Угол раскрытия конфузорного участка 9 составляет 15-45°. Проходные сечения перфора- ции выполнены уменьшающимися снизу вверх пропорционально высоте насадки.

В корпусе 1 над оросителем 4 дополнительно установлены регулирующие заслонки 10, а шибер 7 размещен в выходном участке 8 перепускной трубы. Нижняя часть кор- пуса 1 снабжена влагосборником 11, в верхней части которого расположена насадка- дегазатор 12, а в нижней - патрубки 13 подвода пара с установленными над ними уголками 14. Над насадкой-дегазатором 12 установлен водораспределитель 15.

Контактный водонагреватель работает следующим образом.

В корпусе 1 через подводящий газовый патрубок 3 и перепускную трубу под насадку 5, орощаемую через ороситель 4, подают продукты сгорания природного газа. Перепускная труба секционирует контактную насадку 5, т.е. разделяет ее на две секции, что способствует более равномерному распределению газа по сечению каждой секции. Секционирование улучшает соотношение площадей сечений секций контактной насадки 5 и подводящего патрубка 3, что способствует выравниванию эпюры скоростей газа по сечению насадки 5. Равномерному распределению газа по сечению насадки 5 способ- ствует также увеличение высоты насадки 5 в местах максимальной скорости газа за счет-наклона решетки и симметричного, по отношению к секциям насадки 5 подводящего газового патрубка 3. Угол наклона решетки лежит в. диапазоне 15-45°. Умень- шение угла наклона решетки ниже 15° не дает сколько-нибудь заметного изменения высоты насадки 5 в зоне максимальной скорости газа. Увеличение угла наклона выше 45° значительно увеличивает ее высоту у стенки корпуса 1, при этом нижняя наклонная часть насадки 5 будет находиться в гидродинамической тени и, в связи с этим, плохо омываться газами. Наклон рещетки увеличивает сопротивление периферийных участков насадки 5, тем самым выравнивает скорость газа по ее сечению. Кроме того, растет полезный объем насадки 5, участвующий в теплообмене. Рассредоточенный подвод газа улучшает контакт теплообменивающихся сред в насадке 5, обеспечивает контакт воды и газа в труднодоступных точках насадки 5. В результате такога подвода газа теплооб- менивающиеся среды в насадке 5 движутся в противотоке в нижней и средней части насадки 5 и в поперечном токе в верхней части. Поперечный ток газа тормозит основной его поток, поднимающийся снизу, тем самым способствует более длительному контакту сред в насадке 5 и росту нагрева воды. Уменьшающееся по высоте пропорционально уменьшению высоты контактной насадки 5 живое сечение перфорации вызывает уменьшение по высоте и расхода газа, поступающего в насадку 5 из среднего участка 6 перепускной трубы через перфорацию. Таким самым достигается соответствие между расходом газа, поступающего в насадку 5 из среднего участка 6 перепускной трубы, и объемом насадки 5, омываемой этим газом.

В секциях насадки 5 за счет тепломассообмена происходит нагрев воды и охлаждение продуктов сгорания. Охлажденные продукты сгорания, пройдя шибер 7 и регулирующие заслонки 10, через отводящий патрубок 2 направляют в атмосферу. Вытекающая из насадки 5 нагретая вода самотеком поступает в водораспределитель 15 насадки-дегазатора 12, а затем во влагосбор- ник 11. Через установленные во влагосбор- нике 11 перфорированные патрубки 13 поступает пар, нагревающий воду до температуры насыщения. При этом из воды выделяются растворенные в ней кислород и углекислый газ. Большая часть пара конденсируется при нагреве воды, а оставшийся вы- пар проходит через насадку-дегазатор 12, нагревает воду, стекающую по поверхности насадки 5 пленками до температуры, близкой к состоянию насыщения, и в смеси с газами выносится в газовый тракт водонагревателя.

Размещенные над патрубками 13 уголки 14 способствуют дроблению и рассеву паровых пузырей по сечению водяного объема, увеличению времени и поверхности их контакта с водой, что интенсифицирует процесс теплообмена и благоприятствует условиям выделения из воды агрессивных газов.

Уменьшение сечения нижней части корпуса 1 до размеров насадки-дегазатора 12

3 12313304

дополнительно упрощает подвод воды в во-заслонки 10 обеспечивают работу устройства дораспределитель 15. Вода сюда попадаетсо 100-процентной и 50-процентной нагруз- самотеком и по наклонным стенкам нижнейкой. Перепускная труба при полностью отчасти корпуса 1 водонагревателя. Установ-крытом ши(бере 7 и закрытых заслонках 10 ленные в верхнем участке 8 перепускной, может использоваться в качестве байпасного трубы шибер 7 и в корпусе 1 регулирующиегазохода.