Контактный водонагреватель Советский патент 1992 года по МПК F28C3/06 

Т

ОтхоЪяшие газы от газоош печей

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для подогрева воды контактным способом.

Известен контактный водонагреватель 1, содержащий вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками, между которыми установлены друг под другом коническая емкость и каскад распределительных скатов, первая из которых сообщена с водорас- пределителем, размещенным над орошаемой насадкой, причем насадка выполнена в виде многослойного цилиндра, охватывающего емкость и каскад скатов л установленного с образованием кольцевого зазора со стенкой.корпуса, а водораспределитель выполнен в виде перфорированного кольца, расположенного по периферии емкости.

В известном контактном водонагревателе интенсивный тепломассообмен между водой и горячими газами происходит в насадке и степень использования рабочего объема водонагревателя сравнительно мала, что снижает эффективность подогрева воды и степень очистки газов от вредных веществ, повышает массу и габариты водонагревателя. Кроме того, велико аэродинамическое сопротивление газового тракта вследствие наличия каскада скатов и насадки, что также снижает энергетическую эффективность, повышает еесогабаритные характеристики водонагревателя,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является контактный водонагреватель 2, содержащий вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками, между которыми установлены друг над другом ороситель и распределительный скат, причем ороситель установлен с возможностью вращения вокруг оси корпуса нагревателя, а канал для прохода газа выполнен в виде щели по образующей ската.

Однако в известном контактном водонагревателе струи, вытекающие из оросителя, сохраняют доаольно долго свою целостность, а капли, на которые они распадаются, довольно крупны, что снижает интенсивность тепло- массообмена, эффективность подогрева воды и степень очистки газов от вредных веществ.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение степени очистки газов,

Поставленная цель достигается тем, что контактный водонагреватель, содержащий цилиндрический вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками, между которыми установлен распределительный конусный скат с щелевой прорезью вдоль образующей, снабжен обечайкой и трубками подвода сжатого газа, причем обечайка

размещена с зазорами между корпусом и скатом и выполнена с перфорированной верхней частью, а трубки размещены в зазоре между обечайкой и скатом у основания последнего. Выходные торцы трубок и про0 резь ската могут быть обращены в одну сторону. Водонагреватель может быть дополнительно снабжен влагоотделителем, установленным в корпусе выше ската.

Сжатый газ, поданный к основанию ска5 та, вспенивает воду без добавления каких- либо пенообразующих веществ. При пенном режиме взаимодействия газа и жидкости уменьшаются эффективные толщины диффузионных и термических сопротивле0 ний, что обусловливает интенсификацию процессов тепло- и массообмена. Горячие дымовые газы, имеющие слабый напор, выходя из щелевого канала распределительного ската по спиралеобразной траектории.

5 придают пене вращательное движение, причем равномерный подвод газа по высоте рабочего объема водонагревателя обеспечивает постоянство скорости газа по высоте зспененного слоя, Это также способствует

0 интенсивному тепло- и массообмену во всем объеме пены.

По мере подъема двухфазной среды вверх по траектории раскручивающейся спирали разрушение пены начинает преоб5 ладать над ее возобновлением, жидкость отбрасывается к стечке цилиндра, в верхней части которого нагретая жидкость проходит через проницаемую стенку цилиндра и под действием силы тяжести опускается

0 вниз по кольцевому зазору между корпусом и цилиндром. Причем недостаточно прогретая вода попадает к основанию ската и снова вспенивается сжатым газом. Поскольку наиболее прогретая вода находится в верх5 ней части водонагревателя, то подвод холодной воды целесообразно сделать в его нижней части.

Трубки подвода сжатого газа могут быть направлены таким образом, что их выход0 ные торцы и прорезь ската оказываются обращенными в одну сторону, за счет чего усиливается вращательное движение двухфазной среды и, следовательно, увеличивается время взаимодействия единицы массы

5 горячего газа с охлаждающей водой. В результате повышается эффективность подогрева воды и степень очистки газа от вредных веществ.

Влагоотделитель, установленный иа выходе из рабочего объема водонагревателя.

снижает каплеунос и тем самым повышает степень очистки газа от вредных веществ.

На чертеже показан продольный разрез контактного водонагревателя.

Контактный водонагреватель содержит корпус 1 с верхним отводящим 2 и нижним подводящим 3 газовыми патрубками, между которыми установлен распределительный скат 4 с щелевой прорезью вдоль образующей. Между скатом 4 и корпусом 1 разме- щзн проницаемый в верхней части цилиндр 5, образующий совместно с корпусом 1 кольцевой влагосборник 6. Между цилиндром 5 и основанием ската 4 размещены трубки подвода сжатого газа 7, а между ска- том 4 и отводящим патрубком 2 может быть установлен влагоотделитель 8. В нижней части водонагревателя подводящий патрубок 3. распределительный скат 4 и цилиндр 5 охвачены водораспределителем 9.

Водонагреватель работает следующим образом.

Холодная вода поступает в водораспределитель 9, в пространстве между цилиндром 5 и скатом 4 вода вспенивается сжатым газом, подводимым по трубкам 6. В процессе спиралеобразного движения газоводяной смеси вверх происходит подогрев воды горячими газами, выходящими из распределительного ската 4. За счет центробежных сил жидкость отбрасывается к стенке цилиндра 5. Часть жидкости стекает по стенкам цилиндра 5 и ската 4 обратно в водораспределитель 9. Наиболее прогретая жидкость попадает через проницаемую часть цилиндра 5 во влагосборник 6 и отводится на потребление. Газы подаются через распределительный скат 4 по всей высоте вспененного слоя воды, поддерживая вращательное движение двухфазной среды, фильтруются через пену, от дают тепло воде, очищаются от пыли и вредных примесей и, пройдя через влагоотделитель 8, уменыиа

ющий каплеунос, отводятся через патрубок 2.

Благодаря тому, что вяагоотделитель 8 и влагосборник 6 выполнены сообщающимися, возможна постоянная циркуляция воды и прогрев ее до требуемой температуры. Поскольку горячие слои воды находятся в верхней части водонагревателя, то трубопровод отбора воды целесообразно размещать выше трубопровода подвода воды.

Применение предлагаемого контактного водонагревателя позволяет повысить эффективность подогрева воды за счет интенсификации теплообмена между водой и горячим газом, обеспечить требуемый прогрев воды за счет возможной ее циркуляции в водораспределителе-влагосборни- ке. повысить степень очистки газов от пыли и вредных веществ.

Формула изобретения

1.Контактный водонагреватель, содержащий цилиндрический вертикальный корпус с верхним отводящим и нижним подводящим газовыми патрубками, между которыми установлен распределительный конусный скат с щелевой прорезью вдоль образующей,отличающийся тем.что, с целью интенсификации теплообмена аи повышения степени очистки газов, он снабжен обечайкой с трубками подвода сжатого газа, причем обечайка размещена с зазорами между корпусом и скатом и выполнена с перфорированной верхней частью, а трубки размещены в зазоре между обечайкой и скатом у основания последнего.

2.Водонагреватель по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что выходные торцы трубок и прорезь ската обращены в одну сторону.

3.Водонагреватель по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что он дополнительно снабжен влагоотделителем. установленным в корпусе выше ската.

Использование: теплоэнергетика, подогрев воды контактным способом. Сущность изобретения: в корпусе 1 установлен распределительный конусный скат 4. Обечайка 5 с перфорированной верхней частью разСжатый газ мещена с зазорами между корпусом 1 и скатом 4. Холодная вода поступает в водораспределитель 9. В пространстве между обечайкой 5 и скатом 4 вода вспенивается сжатым газом, подводимым по трубкам 7. В процессе спиралеобразного движения газоводяной смеси вверх происходит подогрев ее горячими газами, поступающими в слой через прорезь ската 4. Выходные торцы трубок 7 и прорезь ската 4 обращены в одну сторону. Часть жидкости по стенкам обечайки 5 и ската 4 стекает в водораспределитель 9, а подогретая вода через перфорированную часть обечайки 5 поступает во влаго- сборник 6. Влагоотделитель 8 способствует уменьшению каплеуноса из водонагревателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. Горячая 5оЭа Холодная Sodd