Водонагреватель Советский патент 1961 года по МПК F24H1/10 F24H9/18 

Известны контактные водонагреватели с камерой сгорания, горелками, горизонтальным цилиндром с размещенными в нем конфузором и диффузором, и со скруббером, нредусматривающие две стуиени нагревания воды. Известны и другие контактные водонагреватели со ступенчатым нагреванием воды.

Недостатком известных водонагревателей является то, что в них нг осуществляется отделение воды, нагретой до более низкой темнературы в верхней части вертикального кожуха, чем в нижней его частиВодонагреватель, выполненный согласно изобрегению, лишен этого недостатка. Сущность изобретения заключается в разделении вертикального кожуха по высоте рассекателем на две части. В верхней часги кожуха предусмотрен водосборник, из которого вода для дальнейшего нагревания до более высокой температуры поступает в горизонтальный цилиндр.

Таким образом в предложенном водонагревателе осуществляется многозвенное нагревание воды в газовом контактном водонагревателе.

На фиг. 1 изображена схема предложенного водонагревателя; на фиг. 2 - то же, второй вариант.

Водонагреватель состоит из следующих основных частей: камеры сгорания /, снабженной одной или несколькими форсунками (или горелка ми) 2; первой зоны контактной камеры, представляющей собой полый цилиндр 3, в котором размещена труба Вентури. состоящая из плавного сужения (конфузора) 4 и плавного расширения (диффузора) 5; 2-й и 3-й зон контактной камеры, представляющих собой вертикальный газоход 6, разделенный по высоте на две части рассекателем 7; водосборным устройством для верхней части (3-й зоны) контактной камеры 8; канлеуловителя 9, выполняемого, например, из колец Ращчга; вентилятора 10 с электродвигателем //; выхлопной трубы 12; сборного бака горячей воды 75; обходных газоходов 14 и 15 с запорными устройствами J6 и 17- ряда трубопроводов: /5 -для подачи газа к форсункам (горелкам) 2; 19 - для подачи холодной воды в первую зону контактной камеры (непосредственно через форсунки или через во№ 142749- 2 дяную рубашку, образуемую между полым цилиндром 5 и трубой 4, 5;

20- для поДйчи воды через форсунки во 2-ю зону контактной камеры,

21- для х.олрдной воды в 3-ю зону контактной камеры; 22 - для перепуска 3-|й зоны контактной камеры в первую) через водяную рубадлку отверстий в трубе 4 5 или непосредственно в трубу 4, 5; 23 - для отвода воды из водонагревателя в сборный бак 13; 24 -для воды потребителям; 25 - переливного и дренажного и запОрно-регулирующих устройств на трубопроводах соответствующего назначения.

В оговоренных ниже случаях водонагреватель может быть дополнен: трубопроводами 27 и 28 - для подачи в первую или вторую зону контактной камеры (или в обе эти зоны) воды, предварительно подогретой в различных установках за счет вторичных энергоресурсов; 29 - для возможности перепуска воды из 3-й зоны контактной камеры во 2-ю; кольцевыми перфорированными дисками 30 (с отверстиями для пропуска газа и воды), или засыпкой из мелких кусковых материало;з или пучками вертикально расположенных труб, размещаемых во 2-й .и 3-й зонах контактной камеры, в пространствах «а и «б (см. фиг. 2), а так.же насосом 31 на перепускном трубопроводе 22.

Контрольно-измерительные приборы, предохранительные устройства, средства автоматики и вспомогательные устройства на чертежах условно не показаны.

Принцип действия водонагревателя состоит в следующем.

Под действием .разрежения, создаваемого вентилятором 10, продукты сгорания газа из камеры сгорания / поступают в трубу 4 и 5.

Перпендикулярно или под некоторым углом к потоку продуктов сгорания, в размельченном виде или в виде отдельных струй в трубы 4 VI 5 по трубопроводу 19 вводится холодная вода и по перепускному трубопроводу 22 через ряд отверстий в трубах 4 и 5 - вода, предварительно подогретая в 3-й зоне контактной камеры.

При выходе с большой скоростью из горловины (самой узкой части) трубы 4 VI 5 продукты сгорания дробят струи (или капли) воды в мельчайшие частицы с весьма большой суммарной поверхностью.

В этих условиях, при высокой степени турбулентного перемешивания, происходит интенсивный тепло- и Maccoo6ivfeH между продуктами сгорания и каплями воды, в сочетании с поверхностным теплообменом между продуктами сгорания и водой, циркулирующей в пространстве, ограниченном трубами 4 и 5 и полым цилиндром 3.

За счет испарения (и нагревания) воды и последующей конденсации, температура продуктов сгорания в диффузоре 5 может быть сниженаПри выходе из диффузора 5 продукты сгорания (газы) последовательно поступают во 2-ю и 3-ю зоны контактной камеры, где, проходя

через распыленную воду, подаваемую по трубопроводам 20 и 21, а li необходимых случаях и по трубопроводам 27 и 29 (через ряд форсунок), дополнительно охлаждаются, нагревая воду, и с температурой близкой к температуре холодной воды в сети водопровода, после осушки в каплеуловителе 9, вентилятором 10 через трубу 12 выбрасываются в атмосферу.

Вода, подогретая в 1-й и 2-й ступенях контактной камеры, собирается в нижнюю ,асть газохода 6, откуда по трубопроводу 23 подается в бак 13, из которого в зависимости от высоты расположения этого бака над уровнем водоразбора, самотеком, по трубопроводу 24 или пол напором, создаваемым насосом (на чертеже не показан) направляется к потребителю.

При наличии воды, предварительно подогретой до относительно низкой температуры в различных тепловых установках за счет вторичных энергоресурсов, последняя подается или в первую зону контактной камеры по трубопроводу 28 или во вторую зону по трубопроводу 27 или в обе указанные зоны в зависимости от конкр -тпых условий.

Подобным же образом, в зависимости от конкретных условий перепуск воды из 3-й зоны может осуществляться или в первую зону по трубопроводу 22 или во вторую зону по трубопроводу 29 или в обе эти зоны самотеком или под напором, создаваемым насосом 3J. При этом перед насосом 31 может устанавливаться бачок для разрыва струи (на чертеже условно не показан).

В пределах 2-й и 3-й зон контактной камеры нагрев воды может осуществляться в смещивающих теплообменниках не только форсуночного типа (как показано на фиг. 1), но и в теплообменниках каскадного, насадочного или пленочного типов.

В этих случаях:

а)в вертикальном газоходе 6, в пространстве а и б (см. фиг. 2) дополнительно размещаются, соответственно, или перфорированные диски 30, или засыпка из мелких кусковых материалов (кольца Ращига или др.), или вертикально расположенные трубки;

б)вода во вторую зону контактной камеры во всех случаях, оговоренных выще в п. а, по трубопроводу 27 подается сверху, а трубопроводы 20 и 29 аннулируются (см. фиг. 2).

В некоторых случаях в камере сгорания газа / могут быть размещены экраны для получения высокотемпературного теплоносителя в виде воды или пара.

В зависимости от состава и давления газа камера сгорания / может иметь разнообразные конструктивные решения и оборудоваться форсунками или горелками 2 различных типов.

Предмет изобретения

Водонагреватель с контактной камерой, состоящей из горизонтального цилиндра с размещенными в нем конфузором и диффузором и вертикального цилиндрического кожуха, отличающийся тем, что, с целью отделения воды, нагретой до более низкой температуры в верхней части вертикального кожуха, чем в нижней его части, вертикальный кожух разделен по высоте рассекателем на две части и в верхней части предусмотрен водосборник, из которого вода для нагревания до более высокой температуры поступает в горизонтальный цилиндр.

3 № 142749