Контактный водонагреватель Советский патент 1989 года по МПК F28C3/06 

315

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплообмеиных аппаратах контактного типа.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена,

На чертеже условно изображена конструкция контактного водонагревателя.

Водонагреватель содержит камеру 1 сгорания с выходным соплом 2, подключенную на входе через входной диффузор 3 к патрубку 4 подвода воды, камеру 5 смешения с патрубками 6 и 7 подвода топлива и воздуха соответственно, причем камера 5 установлена внутри патрубка 4 и соосно последнему и снабжена выходным диффузорным насадком 8, размещенным с радиальным зазором в зоне входного диффузора 3, а угол раскрытия насадка 8 камеры 5 превышает угол раскрытия входного диффузора 3, поворотные лопатки 9, установленные по периметру в радиальном зазоре в зоне кромки насадка 8, и поворотное устройство 10 лопаток 9, расположенное на внешней поверхности входного диффузора 3. Водонагреватель может быть также снабжен устройством 11 управления арматурой, установленной на магистралях подвода воды, топлива и воздуха, а также управления поворотным устройством 10 на основании выбранного режима и выходных параметров среды.

Контактный водонагреватель работает следующим образом.

После подачи топлива и воздуха через патрубки 6 и 7 соответственно, воспламенения смеси при помощи воспламенителя (не показан), расположенного на выходе топливной смеси из насадка 8, вода поступает через патрубок в зазор между насадком 8 и диффузором 3, где происходит как увеличение скорости истечения воды, так и изменение вектора скорости. Вода направляется вдоль образующей поверхности диффузора 3 и образует водяную рубашку, стабилизирующуюся центробежными силами, возникающими при обтекании водой поверхности диффузора 3. Вода переходит с диффузора 3 на внутреннюю поверхность камеры 1, в этом месте происходит интенсивный нагрев воды за счет излучения фронта пламени и за счет контактного отбора тепла от поверхности камерь 1 , нагреваемой за

64А

счет излучения, непоглощенного водой.

8сопле 2 происходит взаимодействие воды с высокотемпературной газово. воздушной смесью и ее испарение (при необходимости). При повороте лопаток

9относительно оси с помощью устройства 10 вода начинает двигаться по спирали, в результате чего время на0 хождения воды в зоне нагрева увели- 4}:вается, соответственно увеличивается и температура на выходе. Управление выходной температурой может быть осуществлено следующим образом. При

5 малом расходе топливной смеси, малом расходе воды и нейтральном положении лопаток 9 на выходе получаем низкую температуру, при увеличении угла установки лопаток 9 температура на вы0 ходе увеличивается, С увеличением расхода воды температура падает, в этом случае для поддержания температуры необходимо увеличить расход топливной смеси. Поворотные лопатки 95 не только позволяют увеличить время нахождения воды в зоне нагрева, но и позволяют обеспечить стабилизацию слоя воды на поверхности камеры 1 таким образом, чтобы на ней не обра0 зовывалось сухих зон,

Формула изобретения

1. Контактный водонагреватель, со, держащий камеру сгорания с выходным соплом, подключенную через входной диффузор к патрубку подвода воды, а также камеру смешения с патрубками подвода топлива и воздуха, о т л и -, 0 чающийся, тем,что, с целью интенсификации теплообмена, камера смешения установлена внутри патрубка подвода воды и соосно последнему и снабжена Выходным диффузорным насад45 ком, размещенным с радиальным зазором в зоне входного диффузора, причем угол раскрытия диффузорного насадка камеры смешения превышает угол раскрытия входного диффузора,

50 2. Водонагреватель по п, 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен поворотными лопатками, установленными по периметру в радиальном зазоре в зоне кромки

55 выходного диффузорного насадка и снабженными поворотным устройством, расположенным на внешней поверхности входного диффузора.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в теплообменных аппаратах контактного типа. Целью изобретения является интенсификация теплообмена. Это достигается путем установки камеры 5 смешения внутри патрубка 4 подвода воды и соосно с ним. Камера 5 имеет выходной диффузионный насадок 8, размещенный с радиальным зазором в зоне входного диффузора 3, причем угол раскрытия насадка 8 превышает угол раскрытия диффузора 3. В радиальном зазоре по периметру в зоне кромки насадка 8 установлены поворотные лопатки 9 с поворотным устройством 10 на внешней поверхности входного диффузора 3. Это позволяет образовать движущийся слой воды (водяную рубашку) в камере 1 сгорания, закрученный по спирали лопатками 9, при этом степень нагрева воды зависит от угла поворота лопаток 9. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.