Контактный водонагреватель Советский патент 1992 года по МПК F24H1/10 F28C3/06 

j Изобретение относится к теплообмен- ным аппаратам с непосредственным контактом теплообменивающихся сред и может быть использовано для утилизации тепла технологических газов.

Известен контактно-поверхностный водонагреватель с контактной камерой на- садочного типа. Контактная камера представляет собой цилиндр, в сновании которого укреплена решетка, на которую за- сыпаны керамические кольца Рашига. Над насадкой монтируется водораспределительный коллектор, через который подается вода, нагреваемая горячими газами, движущимися противотоком 1.

Недостатком такой конструкции является низкая эффективность работы насадки, вызванная неравномерностью смачивания ее средних слоев, что обусловлено хаотичным расположением колец.

Известен контактный водонагреватель, содержащий вертикальный корпус с нижним подводящим и верхним отводящим патрубками и установленными между последними оросителем с насадкой, разме- щенной на наклонной кольцевой решетке, соединенной краями с корпусом и центральной перепускной трубой 2.

Недостатком такого водонагревателя является низкая эффективность работы на- садки ввиду отсутствия противоточно-попе- речного движения теплообменивающихся сред по всему объему насадки.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена путем увеличения времени контакта между средами.

Указанная цель достигается тем, что контактный водонагреватель, содержащий вертикальный корпус с нижним подводящим и верхним отводящим патрубками и установленными между последними оросителем с насадкой, размещенной на наклонной кольцевой решетке, соединенной краями с корпусом и центральной перепускной трубкой, снабжен водяной рубашкой, выполненной в виде винтового змеевика, образованного цилиндрической поверхностью, скрепленной с внутренней стенкой корпуса, а насадка выполнена из колец Рашига, размещенных слоями по концентри- ческим винтовым линиям, со смещением в соседних слоях в шахматном порядке, при этом продольные оси колец расположены под углом к вертикальной оси корпуса. Угол расположения продольных осей колец Ра- шига составляет 75-90°.

Сущность изобретения состоит в том, что размещение насадки слоями по концентрическим винтовым линиям со смещением в соседних слоях в шахматном порядке, а

также наклон продольных осей колец насадки под углом к вертикальной оси корпуса способствуют противоточно-поперечному движению теплообменивающихся сред, что способствует их более длительному контакту, повышая тем самым эффективность теплообмена.

На фиг.1 схематично изображен водонагреватель, вертикальный разрез; на фиг.2-узел I на фиг. 1; на фиг.3-разрез А-А на фиг.2,

Контактный водонагреватель содержит вертикальный корпус 1 с нижним подводящим 2 и верхним отводящим 3 патрубками, между которыми установлены ороситель 4 и насадка 5, состоящая из колец Рашига 6. Насадка 5 расположена в пространстве, образованном внешней поверхностью водяной рубашки 7, центральной перепускной трубой 8 и кольцевой решеткой 9, при этом труба 8 и решетка 9 перфорированы.

Кольца Рашига 6 в насадке 5 уложены слоями по концентрическим винтовым линиям со смещением колец 6 в соседних по высоте слоях в шахматном порядке. Продольные оси колец 6 направлены от стенки корпуса 1 к его центру сверху вниз под углом « 75-90° к вертикальной оси водонагревателя. Такой угол наклона осей колец 6 к направлению основного газового потока соответствует наибольшему коэффициенту теплоотдачи, что благоприятно влияет на процесс теплообмена.

Наружный контур спирали насадки 5 ограничен водяной рубашкой 7, представляющей собой половину трубы, разрезанной вдоль продольной оси. Рубашка 7 закреплена на внутренней стенке корпуса 1 по винтовой линии и служит для охлаждения наружных стенок корпуса 1. Кроме того, рубашка 7 создает условия для укладки колец 6 по винтовой линии. Подвод воды к рубашке 7 производится через патрубок 10, отвод воды осуществляется через ороситель 4.

В корпусе 1 над оросителем 4 установлены заслонки 11, регулирующие количество проходящих газов. В нижней части корпуса 1 под насадкой 5 расположена радиационная камера 12, образующая с корпусом 1 кольцевой влагосборник 13, отвод воды из которого осуществляется через патрубок 14, снабженный гидрозатвором 15. Для предотвращения попадания воды в радиационную камеру служит диск 16, а для предотвращения выноса капель из насадоч- ной камеры - насадка 17. Препускная труба снабжена шибером 18.

Водонагреватель работает следующим образом.

Отработанные технологические газы поступают из радиационной камеры 12 к насадке 5, расположенной в корпусе 1, через перфорации перепускной трубы 8 и кольцевой решетки 9. Наличие перфораций способствует равномерному распределению газа по сечению насадки 5 и обеспечивает контакт воды и газа в труднодоступных участках насадки.

Проходя насадку 5 через зазоры между кольцами 6, а также через отверстия колец 6, технологические газы охлаждаются, отдавая свое тепло насадке и воде. Затем они проходят проходят регулирующие заслонки 11 и отводятся в атмосферу. Нагретая вода вытекает из насадки 5 в кольцевой влаго- сборник 13, дополнительно подогревается от стенки радиационной камеры 12 и, минуя гидрозатвор 15, через патрубок 14 поступает к потребителю.

Предлагаемая конструкция водонагревателя обеспечивает интенсивный теплообмен благодаря создаваемому в насадке противоточно-поперечному движению теп- лообменивающихся сред, способствующе- му более длительному контакту последних.

Формула изобретения

1.Контактный водонагреватель, содержащий вертикальный корпус с нижним подводящим и верхним отводящим патрубками и установленными между последними оросителем с насадкой, размещенной на наклонной кольцевой решетке, соединенной краями с корпусом и центральной перепускной трубой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена путем увеличения времени контакта между средами, он снабжен водяной рубашкой, выполненной в виде винтового змеевика, образованного цилиндрической поверхностью, скрепленной с внутренней стенкой корпуса, а насадка выполнена из колец Рашига, размещенных слоями по концентрическим винтовым линиям со смещением в соседних слоях в шахматном порядке, при этом продольные оси колец расположены под углом к вертикальной оси корпуса.

2.Водонагреватель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что угол расположения продольных осей колец Рашига составляет 75-90°.

Использование: энергетика, теплообмен, аппараты непосредственного контакта 10 теплообменивающихся сред. Сущность изобретения: корпус 1 снабжен водяной рубашкой 7, размещенной на внутренней его стенке. Насадка 5 из колец 6 Рашига размещена слоями по концентрическим винтовым линиям со смещением в соседних слоях в шахматном порядке. Продольные оси колец расположены под углом к вертикальной оси корпуса 1, составляющим 75-90°. Технологические газы, проходя через зазоры между кольцами бив отверстиях последних, отдают тепло насадке 5 и стекающей по насадке воде. Рубашка 7 способствует охлаждению стенки корпуса 1. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 7 (Л С 4 Os СЛ О СО Os

1