PL222900B1

PL222900B1 - Opalany wymiennik ciepła

Info

Publication number: PL222900B1
Application number: PL402413A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Siemieńczuk; Krzysztof Szczepański; Ariel Tomicki
Original assignee: Aic Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2016-09-30
Also published as: EP2943729B1; PL2943729T3; EP2943729A1; ES2728174T3; TR201907499T4; WO2014109654A1; PL402413A1

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222900 (13) B1 (51) Int.Cl.

(21) Num^{er z}gł^oszeni^a: ⁴⁰²⁴¹³ F24H 1/28 (2006.01)

F24H 8/00 (2006.01) F28D 7/16 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 10.01.2013 (54)

Opalany wymiennik ciepła (73) Uprawniony z patentu:

AIC SPÓŁKA AKCYJNA, Gdynia, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:

21.07.2014 BUP 15/14 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

30.09.2016 WUP 09/16 (72) Twórca(y) wynalazku:

TOMASZ SIEMIEŃCZUK, Gdańsk, PL KRZYSZTOF SZCZEPAŃSKI, Tczew, PL ARIEL TOMICKI, Kowale, PL (74) Pełnomocnik:

rzecz. pat. Grażyna Pomianek

PL 222 900 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest opalany wymiennik ciepła mający zastosowanie zwłaszcza do podgrzewania wody użytkowej lub pitnej.

Znany jest z dokumentu patentowego NL43790C opalany wymiennik ciepła posiadający płaszcz zewnętrzny, króciec wlotowy wody w dolnej części a wylotowy w górnej części, oraz komorę spalania zamkniętą od dołu dennicą z otworem na palnik, połączoną poprzez rury dla przepływu spalin z kanałem odprowadzania spalin do komina. Rury te usytuowane są w komorze przepływu wody, wokół ściany bocznej komory spalania i połączone są z kanałem odprowadzania spalin poprzez dno sitowe komory przepływu wody.

Znany jest z europejskiego zgłoszenia patentowego EP 2 246 641 podgrzewacz wody posiadający płaszcz zewnętrzny o kształcie walcowym z wypukłą górną pokrywą oraz osiowo usytuowaną komorą spalania zamkniętą od dołu dennicą z osiowym otworem na palnik a od góry posiadającą łukowate sklepienie połączone z jej boczną walcową ścianą poprzez poziomy pierścień sitowy z którym połączone są rury dla przepływu spalin usytuowane pionowo wokół walcowej ściany bocznej komory spalania. Pomiędzy płaszczem zewnętrznym a ścianami komory spalania znajduje się komora przepływu wody, do której zimna woda dostarczana jest przez króciec usytuowany w dolnej walcowej części płaszcza zewnętrznego a gorąca woda odbierana jest przez króciec usytuowalny osiowo w jego pokrywie górnej. Powstałe spaliny w komorze spalania kierowane są do rur poprzez łukowate sklepienie komory spalania.

W znanym rozwiązaniu według wyżej przywołanego zgłoszenia patentowego na powierzchni pierścienia sitowego od strony komory przepływu wody, na skutek panującej tam wysokiej temperatury, tworzą się pęcherze pary wodnej, które utrudniają omywanie tej powierzchni przez wodę a zatem utrudniają wymianę ciepła. Zwiększenie wydajności cieplnej można uzyskać w wyniku zwiększenia ilości rur dla przepływu spalin, co wiąże się ze zwiększeniem przekroju poprzecznego podgrzewacza, które jest niekorzystne ze względów użytkowych.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanych wyżej problemów i zwiększenie intensywności wymiany ciepła.

Opalany wymiennik ciepła posiadający płaszcz zewnętrzny, króciec wlotowy wody w dolnej części a wylotowy w górnej części, oraz komorę spalania zamkniętą od dołu dennicą z otworem na palnik, połączoną poprzez rury dla przepływu spalin z kanałem odprowadzania spalin do komina, przy czym rury dla przepływu spalin usytuowane są w komorze przepływu wody, wokół ściany bocznej komory spalania i połączone są komorą spalania poprzez otwory wykonane w górnej części ściany bocznej komory spalania a z kanałem odprowadzania spalin do komina poprzez dno sitowe komory przepływu wody, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pod dennicą komory spalania usytuowany jest pierścieniowy dystrybutor wody, zaopatrzony na bocznej zewnętrznej cylindrycznej powierzchni w otwory doprowadzające wodę do komory przepływu wody.

Korzystnie rury dla przepływu spalin mają kształt zbliżony do odwróconej litery „L”, połączonej krótszym ramieniem z komorą spalania oraz mają przetłoczenia.

Otwory łączące rury dla przepływu spalin z komorą spalania, wykonane są na tej samej wysokości ściany bocznej komory spalania albo na różnych wysokościach.

Otwory w dnie sitowym komory przepływu wody, łączące rury dla przepływu spalin z kanałem odprowadzenia spalin do komina, ułożone są w co najmniej jeden pierścień.

Ściana boczna komory spalania ma kształt cylindryczny albo konieczny zwężający się ku górze lub ku dołowi.

Korzystnie dennica komory spalania zaopatrzona jest w co najmniej jedną rurkę drenażową, odprowadzającą skropliny z komory spalania i wówczas korzystnie dennica komory spalania posiada spadek/spadki w kierunku rurki/rurek drenażowej.

Króciec wlotowy wody znajduje się w ścianie bocznej płaszcza zewnętrznego albo w dnie dystrybutora wody.

Korzystnie przekrój poprzeczny komory przepływu wody w górnej części zmniejsza się w kierunku otworu wylotowego wody.

Przykłady realizacji wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój osiowy wymiennika z cylindryczną komorą spalania, fig. 2 - przekrój osiowy wymiennika z koniczną komorą spalania, fig. 3 - przekrój osiowy dystrybutora wody z zasilaniem bocznym, fig. 4 - przekrój osiowy dystrybutora wody z zasilaniem dolnym, fig. 5. Fig. 6 - przekrój osiowy dystrybutora wody

PL 222 900 B1 z uwidocznionymi bocznymi otworami wylotowymi, o różnym kształcie, fig. 7, fig. 8, fig. 9 - przekrój osiowy dna komory spalania z różnie ukształtowanym spadkiem, fig. 10, fig. 11 - dno sitowe komory przepływu wody z różną konfiguracją otworów dla rur przepływu spalin.

Opalany wymiennik ciepła przedstawione na fig. 1, posiada płaszcz zewnętrzny 1 o kształcie cylindrycznym z wypukłą pokrywą 2, w której centralnie usytuowany jest króciec wylotowy 3 gorącej wody, a w części dolnej bocznej ściany płaszcza zewnętrznego 1 znajduje się króciec wlotowy 4 wody zimnej. Wewnątrz płaszcza zewnętrznego 1 usytuowany jest współosiowo cylindryczny płaszcz wewnętrzny 5 z wypukłą pokrywą 6, stanowiący ścianę komory spalania 7 znajdującą się w jego wnętrzu, zamkniętą od dołu dennicą 8 z otworem 9 na palnik. Wokół płaszcza wewnętrznego 5, usytuowane są promieniście rury 10 dla przepływu spalin powstałych w komorze spalania 7. Rury 10 mają kształt zbliżony do odwróconej litery „L” i połączone są krótszym ramieniem z komorą spalania 7 poprzez otwory 11 wykonane w górnej części ściany bocznej komory spalania 7 a dłuższym ramieniem z kanałem 12 odprowadzania spalin do komina poprzez dno sitowe 13 komory 14 przepływu wody. Otwory 11 wykonane są w dwóch rzędach na dwóch różnych wysokościach ściany komory spalania 7. Rury 10 dla przepływni spalin, połączone z niżej położonymi otworami 11 mają krótsze oba ramiona i usytuowane są bliżej płaszcza wewnętrznego 5 niż rury 10 połączone z wyżej położonymi otworami 11. Rury 10 ułożone są pionowo i połączone z otworami 19 w dnie sitowym 13 ułożonymi w dwa pierścienie, co pokazano na fig. 11. W celu zwiększenia turbulencji przepływu gazu, rury 10 posiadają przetłoczenia 15. Pod dennicą 8 komory spalania 7 znajduje się pierścieniowy dystrybutor 16 wody, zaopatrzony na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej w otwory 17, przez które zimna woda wpływa do komory 14 przepływu wody i równomiernie się w niej rozpływa, zapewniając intensywną wymianę ciepła. Otwory 17 mogą mieć kształt owalny, co pokazano na fig. 3, 5, 7, 8 albo inny, na przykład prostokątny, co pokazano na fig. 6. Pomiędzy płaszczem zewnętrznym 1 z wypukłą pokrywą 2 a płaszczem wewnętrznym 5 z wypukłą pokrywą 6, stanowiącym ścianę komory spalania 7 i ścianą boczną dystrybutora wody 16, utworzona jest komora 14 przepływu wody zamknięta od dołu, dnem sitowym 13. Zimna woda do dystrybutora wody 16 dostarczana jest przez króciec wlotowy 4 usytuowany w bocznej ścianie płaszcza zewnętrznego 1, co pokazano na fig. 1, 3, 5, 6, 7, 8, albo przez króciec wlotowy usytuowany w dnie dystrybutora 16 wody, co pokazano na fig. 4. W celu odprowadzenia skroplin z komory spalania 7, w dennicy 8 umieszczone są rurki drenażowe 18, przy czym dennica 8 posiada spadek dośrodkowy w kierunku rurek 18, co pokazano na fig. 7, albo spadek odśrodkowy w kierunku rurek 18, co pokazano na fig. 8, albo spadek jednostronny w kierunku rurek 18, co pokazano na fig. 9.

W celu zwiększenia prędkości przepływu wody zmniejsza się przekrój poprzeczny komory 14 przepływu wody między pokrywą 2 płaszcza zewnętrznego 1 a pokrywą 6 płaszcza wewnętrznego 5 w kierunku króćca wylotowego 3 gorącej wody, co pokazano na fig. 1 i fig. 2.

W innym przykładzie wykonania wynalazku, w wymienniku opisanym w przykładach wyżej, płaszcz wewnętrzny 5 może mieć kształt koniczny, zwężający się ku górze, co przedstawiono na fig. 2, a rury 10 połączone są z otworami 19 w dnie sitowym 13 komory 14 przepływu wody, ułożonymi w jeden pierścień, co pokazano na fig. 11. Jeszcze w innym przykładzie wykonania, płaszcz wewnętrzny 5 może mieć kształt koniczny, rozszerzający się ku górze.

Spaliny powstałe w komorze spalania 7 przepływają rurami 10 do kanału 12 odprowadzania spalin do komina. Zimna woda doprowadzana jest króćcem 4 do komory 14 przepływu wody i przepływa w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu spalin omywając nagrzany od spalin płaszcz wewnętrzny 5, rury 10 przepływu spalin, pokrywę 6 płaszcza wewnętrznego 5 i po nagrzaniu do zadanej temperatury odbierana jest przez króciec 3. W celu zapewnienia równomiernego rozpływu zimnej wody w komorze 14, wodę doprowadza się do komory 14 poprzez dystrybutor 16 wody. Skropliny powstałe w komorze spalania 7 odprowadzane są poprzez rurki drenażowe 18.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Opalany wymiennik ciepła posiadający płaszcz zewnętrzny, króciec wlotowy wody w dolnej części a wylotowy w górnej części, oraz komorę spalania zamkniętą od dołu dennicą z otworem na palnik, połączoną poprzez rury dla przepływu spalin z kanałem odprowadzania spalin do komina, przy czym rury dla przepływu spalin usytuowane są w komorze przepływy wody, wokół ściany bocznej komory spalania i połączone są z komorą spalania poprzez otwory wykonane w górnej części ściany

PL 222 900 B1 bocznej komorę spalania a z kanałem odprowadzania spalin do komina poprzez dno sitowe komory przepływu wody, znamienny tym, że pod dennicą (8) komory spalania (7) usytuowany jest pierścieniowy dystrybutor (16) wody, zaopatrzony na bocznej zewnętrznej cylindrycznej powierzchni w otwory (17) doprowadzające wodę do komory (14) przepływu wody.

2. Wymiennik według zastrz. 1, znamienne tym, że rury (10) dla przepływu spalin mają kształt zbliżony do odwróconej litery „L”, połączonej krótszym ramieniem z komorą spalania (7).

3. Wymiennik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że rury (10) dla przepływu spalin mają przetłoczenia (15).

4. Wymiennik według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że otwory (11) łączące rury (10) dla przepływu spalin z komorą spalania (7), wykonane są na tej samej wysokości ściany bocznej komory spalania (7).

5. Wymiennik według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że otwory (11) łączące rury (10) dla przepływu spalin z komorą spalania (7), wykonane są na różnych wysokościach ściany bocznej komory spalania (7).

6. Wymiennik według zastrz. 1 do 5, znamienny tym, że otwory (19) w dnie sitowym (13) łączące rury (10) dla przepływu spalin z kanałem (12) odprowadzenia spalin do komina, ułożone są w co najmniej jeden pierścień.

7. Wymiennik według zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że ściana boczna komory spalania (7) ma kształt cylindryczny.

8. Wymiennik według zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że ściana boczna komory spalania (7) ma kształt koniczny zwężający się ku górze lub ku dołowi.

9. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że dennica (8) komory spalania (7) zaopatrzona jest w co najmniej jedną rurkę drenażową (19), odprowadzającą skropliny z komory spalania (7).

10. Wymiennik według zastrz. 9, znamienny tym, że dennica (8) komory spalania (7) posiada spadek/spadki w kierunku rurki/rurek drenażowej (19).

11. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że króciec wlotowy (4) wody znajduje się w ścianie bocznej płaszcza zewnętrznego (1).

12. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że króciec wlotowy (4) wody znajduje się w dnie dystrybutora (16) wody.

13. Wymiennik według zastrz. 1, znamienny tym, że przekrój poprzeczny komory (14) przepływu wody w górnej części zmniejsza się w kierunku otworu wylotowego (3) wody.