RU16864U1 - Контактный водонагреватель - Google Patents

Abstract

1. Контактный водонагреватель, содержащий состоящий из двух частей корпус с патрубками подвода и отвода воды, а также отвода продуктов сгорания, в верхней части которого размещена контактная камера с водораспределителем, а под ней в нижней части размещено топочное отделение с вертикальными трубками для прохождения продуктов сгорания, отбойником над ними и топочной камерой, причем вертикальные трубки и топочная камера размещены в водяной рубашке и соединены между собой, кроме того, вдоль внутренней поверхности корпуса топочного отделения установлена кольцевая перегородка с образованием канала с указанной поверхностью и в корпусе топочного отделения закреплено горелочное устройство, отличающийся тем, что корпус топочного отделения выполнен разъемным с образованием верхнего, основного, и нижнего, опорного, топочных отделений, топочная камера выполнена в виде колпака, в полости которого по оси закреплена циркуляционная вставка, вертикальные трубки размещены вокруг топочной камеры и закреплены на уровне ее торца с образованием основания водяной рубашки верхнего, основного, топочного отделения, отбойник выполнен в виде шатра с двумя откосами, внутренним и наружным, и установлен в корпусе по кольцу, при этом вокруг топочной камеры, между последней и вертикальными трубками, установлена другая кольцевая перегородка с образованием канала с первой перегородкой с одной стороны и топочной камерой с другой, кроме того, первая перегородка установлена на основании водяной рубашки верхнего, основного, топочного отделения без зазора и по высоте ниже уровня воды, а другая установлена с образованием канала(-лов) с ука

Description

КОНТАКТНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ

ГЬлезная модель относится: к теплотехнике и может быть использована в системе отопления для нагревания воды.

Известен контактный водонагреватель (Ас. СССР № 1211536, ют F24H1/10, опубл 1986 г.), который содержит состоящий из двух частей корпус с патрубками подвода и отвода воды,- а также отвода продуктов сгорания, в верхней части которого размещена контактная камера с водораспределителем, а под ней во второй части размещено топочное отделение с вертикальными трубками для прохода продуктов сгорания, отбойником над ними и топочной камерой, причем вертикальные трубки и топочная камера размещены в водяной рубашке и соединены между собой, кроме того, вдоль внутренней поверхности корпуса топочного отделения установлена кольцевая перегородка с образованием канала с указанной поверхностью и в корпусе закреплено горелочное устройство.

Цж этом топочная камера имеет выхлопное отверстие. Вертикальные трубки для прохождения продуктов сгорания размещены над топочной камерой в нижней части контактной камеры и выполнены короткими.

Недостатком описанного водонагревателя является то, что конструкция топочной камеры обусловливает ограниченное использование площади ее поверхности в процессе тепломассообмена между продуктами сгорания и водой, т.к. наличие выхлопного отверстия не дает возможности использовать верхнюю стенку топочной камеры, следствием чего является недогрев воды Недостатком также является небольшая длина трубок для прохождения продуктов сгорания, что также обусловливает уменьшение площади теплообмена Г|дасугсгвие в продуктах сгорания, сбрасываемых в атмосферу, оксида азота (МОД которьм является токсичной примесью, образующейся при температуре выше 2000°Кв ядре факела, являтеся также

200 0 t 1 S ( ---e-- у

МКИ 6F24H1/10

недостатком. К недостаткам отосится и увеличенное содержание оксида углерода (СО) и углеводородов (СН).

В основу полезной модели поставлена задача создать контактный водонагреватель, в котором конструкция топочного отделения обеспечила бы интенсификацию тешюмассобмена между продуктами сгорания и водой путем использования всей поверхности топочной камеры, увеличения длины вертикальных трубок и изменения их расположения отнскительно топочной камеры, а также обеспечила бы снижение содержания в продуктах сгорания, сбрасываемых в атмосферу, оксида углерода (ОО), углеводородов (СН) и токсичного оксида a30Ta(NQ).

Для решения поставленной задачи предложенный контактный водонагреватель, как и известный, содержит состоящий из двух частей корпус с патрубками подвода и отвода продуктов сгорания, в верхней части которого размещена контактная камера с водораспределителем, а под ней, в нижней части размещено топочное отделение с вертикальными трубками для прохождения продуктов сгорания, отбойником над ними и топочной камерой, причем вертикальные трубки и топочная камера размещены в водяной рубашке и соединены между собой, кроме того, вдоль внутренней поверхности корпуса топочного отделения установлена кольцевая перегородка с образованием канала с указанной поверхностью и в корпусе топочного отделения закреплено горелочное устройство. Однако, в отличие от известного, в предложенном водонагревателе корпус топочного отделения выполнен разъемным с образованием верхнего, основного, и нижнего, опорного, топочных отделений, топочная камера выполнена в виде колпака, в полости которого по оси закреплена циркуляционная вставка Вертикальные трубки размещены вокруг топочной камеры и закреплены на уровне ее торца с образованием основания водяной рубашки основного топочного отделения, отбойник выполнен в виде шатра с двумя откосами, внутренним и наружным, и размещен по кольцу, при этом вокруг топочной камеры, между последней и вертикальными трубками,

установлена другая, перегородка с образованием канала с первой перегородкой с одной стороны и топочной камерой с другой, кроме того, первая перегородка установлена на основании водяной рубашки основного топочного отделения без зазора и по высоте ниже уровня воды, а другая установлена с образованием канала (-лав) с указанным основанием и по высоте выше уровня воды, при этом корпус опорного топочного отделения также снабжен водяной рубашкой, соединенной с водяной рубашкой верхнего, основного, отделения и патрубок отвода воды установлен в водяной рубашке нижнего, опорного, топочного отделения, при этом горелочное устройство установлено в донной части по оси последней.

Кроме того, щфкуляционная вставка может быть выполнена с конусной частью, зауженной в сторону горелочного устройства.

Кроме того, на конусной части циркуляционной вставки могут быть выполнены отверстия.

Кроме того, отбойник может быть приклеплен к внутренней поверхности корпуса с помощью наружного откоса по кольцу.

Кроме того, отбойник может быть прикреплен к внутренней поверхности корпуса с помощью наружного откоса с образованием канала (-лов) с указанной поверхностью.

Размещение вертикальных трубок вокруг топочной камеры и соединение их с последней в нижней части обеспечивает возможность выполнения топочой камеры с закрытой верхней стенкой, т. е. без отверстия, в виде колпака Это дает возможность разместить топочную камеру ниже уровня воды в водяной рубашке, что обеспечивает использование всей поверхности топочной камеры, т.е. увеличение площади контакта поверхности топочной камеры с водой с одной стороны и продуктов сгорания с другой стороны, что интенсифицирует процесс телообмена между продуктами сгорания и водой Кроме того, длина вертикальных трубок увеличивается в несколько раз, т.к. их высота должна быть больше

высоты топочной камеры и уровня воды в водяной рубашке. Это также обусловливает увеличение площади тепломассообмена между продуктами сгорания и водой. Отбойник выполнен в виде шатра и размещен по кольцу вдоль корпуса, что обеспечивает образование отверстия над топочной камерой для прохождения воды и контакт воды сначала с поверхностью топочной камеры, а потом с поверхностью вертикальных трубок Этому способствует и вторая перегородка Цж этом обе кольцевые перегородки способствуют увеличению пути прохождения воды и площади контакта ее и с топочной камерой, и с трубками. Кроме того, увеличивается скорость воды, что дает возможность избежать поверхностного кипения. Выполнение топочной камеры в виде колпака обусловливает сферическую (или близкую к сферической) форму внутренней стенки, что способствует обтеканию продуктов сгорания, поднимающихся от факела вверх по указанной поверхности, равномерному их распределению и дальнейшее движение вдоль боковой поверхности камеры вниз к отверстиям вертикальных трубок. Цш этом часть вькюкотемпературных продуктов сгорания всасывается (эжектируется) струей топливо-воздушной смеси в полость циркуляционной вставки, что способствует прогреванию топливовоздушной смеси и увеличению скорости горения, что обуславливает снижение присутствия гфодуктов неполного сгорания, т.е. СО и СЦ в продуктах сгорания, сбрасываемых, в атмосферу. Кроме того, эжектированные продукты сгорания балластируют топливо-воздушную смесь и тем самым создают условия для снижения эмиссии оксидов азота (NQc). При этом стенки циркуляционной вставки разогреваются от факела до температуры порядка 900 - 1000°С, т.е. становятся мощным источником инфракрасного излучения в непрерывной области спектра Таким образом обеспечивается рециркуляция продуктов сгорания и игатсифицируется теплообмен излучением в топочной камере. Изюльзование циркуляционной вставки дает возможность получить относительно чистые продукты сгорания, которые сбрасываются в атмосферу. Выполнение отбойника в

виде шатра с двумя откосами, внутренним и наружным, размещенного в корпусе по кольцу над вертикальными трубками, которые также размещены по кольцу вокруг топочной камеры, обеспечивает защиту последних от попадания в них воды и свободное прохождение продуктов сгорания из топочного отделения в контактную камеру. Кроме того, внутренний откос организует поток воды, направленный в пентральную зону, в район размещения топочной камеры Цж закреплении отбойника с помощью наружного откоса к внутренней поверхности корпуса без образования канала (-лов) с этой поверхностью, над указанным откосом собирается вода, которая, постоянно обновляясь, т.к. перетекает на внутренний откос, охлаждает часть корпуса над наружным откосом. Цри закреплении отбойника с образованием канала (-лов) с внутренней поверхностью корпуса обеспечивается дополнительный периферийный поток, стекающий вдоль корпуса Выполнение корпуса топочного отделении разъемным обеспечивает доступ к внутренней полости во время ремонта и монтажа Выполнение циркуляционной вставки с конусной частью, суженной в сторону горепочного устройства, усиливает процесс всасывания продуктов сгорания. Выполнение конусной части циркуляционной вставки с отверстиями обеспечивает всасывание увеличенного количества продуктов сгорания в полость циркуляционной вставки.

Таким образом, отличительные признаки контактного водонагревателя в совокупности с известными признаками обеспечивают решение поставленной задачи.

Сущность полезной модели поясняется чертежами:

на фиг.1 изображен продольный разрез контактного водонагревателя;

на фиг.2 изображено место I фиг.1, где циркуляционная вставка выполнена с конусной частью;

Предаюженньм контакный водонагреватель содержит состоящий из 2-х частей 1 и 2 корпус с патрубками подвода 3 и отвода 4 воды, а также отвода продуктов сгорании 5. В верхней части 1 размещена контактная камера 6 с водораспределителем 7. ГЬд ней в нижней части 2 размещено топочное отделение, которое выполнено разъемным с образованием верхнего, основного, 8 и нижнего, опорного, 9 топочных отделений. В основном топочном отделении 8 по оси корпуса установлена топочная камера 10, которая выполнена в виде колпака В полости 11 последней концентрично установлена пиркуляционная вставка 12 Вокруг топочной камеры 10 установлены вертикальные трубки 13 для прохождения продуктов сгорания. Цри этом топочная камера 10 и трубки 13 размещены в водяной рубашке 14 и соединены между собой. Цж этом трубки 13 закреплены на уровне торца топочной камеры с образованием основания 15 водяной рубашки 14. Над трубками 13 в корпусе основного топочного отделения 8 установлен отбойник 16 в виде шатра с двумя откосами, наружным 17 и внутренним 18. Отбойник 16 размещен в корпусе 2 по кольцу с образованием не менее одного (центрального) канала 19 для прохождения воды из контактной камеры 6 в топочное отделение & Кроме того, в водяной рубашке 14 установлены две кольцевые перегородки 20 и 21. ГЪрвая из них (20) размещена вдоль корпуса 2 основного топочного отделения 8 с образованием канала 22 с внутренней поверхностью корпуса 2 А вторая перегородка 21 установлена вокруг топочной камеры 10 с образованием канала 23 с перегородкой 20 и канала 24 с топочной камерой 10. Причем перегородка 20 закреплена на основании 15 водяной рубашки 14 без зазора и по высоте ниже уровня воды, а перегородка 21 наоборот, установлена с образованием канала (-лов) 25 с основанием 15 и по высоте выше топочной камеры 10 и выше уровня воды Водяная рубашка 14 снабжена патрубком 26. Корпус нижнего, опорного, топочного отделения 9 снабжен также водяной рубашкой 27, которая посредством трубки 29, переливной трубки 28 и патрубка 26 соединена с рубашкой 14 основного

ТОПОЧЕЮГО отделения 8. Шгрубок отвода воды 4 установлен в водяной рубашке 27 опорного топочного отделения 9. Горелочное устройство 31 установлено в донной части водяной рубашки 27 опорного отделения 9 по оси корпуса Воздушный регистр горелочного устройства 31 соединен с дутьевым вентилятором 32.

При этом циркуляционная вставка 12 может быть выполнена с конусной частью 33, зауженной в сторону горелочного устройства 31.

Конусная часть 33 может быть также выполнена с отверстиями 34 на ее поверхности.

Отбойник 16 может быть прикреплен к внутренней поверхности корпуса 2 посредством откоса 17 по кольцу. Кроме того, отбойник 16 может быть прикреплен к внутренней поверхности корпуса 2 с помощью откоса 17 с образованием канала (-лов) с указанной поверхностью. Корпус опорной частью 9 топочного отделения установлен на ногах 35.

Работа предложенного контактного водонагревателя заключается в следующем. Водяные рубашки 14 и 27 топочного отделения наполняются водой до определенного уровня, который контролируется системой управления, включаются сетевые насосы и обеспечивается циркуляция воды через топочные отделения 8 и 9, а также контактную камеру 6. Обратная вода системы отопления подается посредством патрубка 3 подвода воды в водораспределитель 7, а далее через контактную камеру 6, оросив ее, стекает по поверхности отбойника 16 в водяную рубашку 14. Вода, стекая по наружному откосу 17, в зависимости от того, как он закреплен, может стекать вдоль корпуса 2 основного топочного отделения 8 в водяную рубашку 14, а может оставаться на откосе 17, постепенно перетекая по внутреннему откосу 18. ГЬток воды, организованный внутренним откосом отбойника 16, стекает в центральную часть водяной рубашки 14, в район размещения топочной камеры 10 и попадает в канал 24 между поверхностью камеры 10 и перегородкой 21. Стекает вниз и по каналу 25

перетекает в канал 23, омывает вертикальные трубки 13, поднимаясь вверх, после чего огибает перегородку 20 и опускается вниз по каналу 22 до патрубка 26. Затем через переливную трубу 28 и патрубок 29 попадает в водяную рубашку 27, а через патрубок отвода воды 4 идет в систему отопления. Горелочным устройством 31 является струйно-диффузионная горелка с комбинированным смесеобразованием. Воздух подается дутьевым вентилятором 32 Факел горения смеси от горелки 31 проходит в полость циркуляционной вставки 12 и поднимается к верхней стенке топочной камеры 10. Цюдукты сгорания обтекают верхнюю стенку по форме сферическую (или близкую к сферической), распределяются равномерно по ней и поворачивают вниз вдоль боковой поверхности. Основная (большая) часть продуктов сгорания внизу полости 11 топочной камеры 10 переходит в вертикальные трубки 13. Другая часть продуктов сгорания всасывается (эжектируется) струей топливо-воздушной смеси факела в циркуляционную насадку 12 Основная часть продуктов сгорания проходит по трубкам 13 вверх под отбойник 16. Затем идет в контактную камеру б, где происходит тепломассообмен между продуктами сгорания и водой. После этого охлажденные продукты сгорания проходят к патрубку отвода 5 и эвакуируются в атмосферу.

Авторы: J /f1. С. Марченко

.--- 1.И.Пятничко

Г.Н.Любчик ЛЗ. А. Пятаичко АВ.Зеря Д.В.Семенов

Claims (5)

1. Контактный водонагреватель, содержащий состоящий из двух частей корпус с патрубками подвода и отвода воды, а также отвода продуктов сгорания, в верхней части которого размещена контактная камера с водораспределителем, а под ней в нижней части размещено топочное отделение с вертикальными трубками для прохождения продуктов сгорания, отбойником над ними и топочной камерой, причем вертикальные трубки и топочная камера размещены в водяной рубашке и соединены между собой, кроме того, вдоль внутренней поверхности корпуса топочного отделения установлена кольцевая перегородка с образованием канала с указанной поверхностью и в корпусе топочного отделения закреплено горелочное устройство, отличающийся тем, что корпус топочного отделения выполнен разъемным с образованием верхнего, основного, и нижнего, опорного, топочных отделений, топочная камера выполнена в виде колпака, в полости которого по оси закреплена циркуляционная вставка, вертикальные трубки размещены вокруг топочной камеры и закреплены на уровне ее торца с образованием основания водяной рубашки верхнего, основного, топочного отделения, отбойник выполнен в виде шатра с двумя откосами, внутренним и наружным, и установлен в корпусе по кольцу, при этом вокруг топочной камеры, между последней и вертикальными трубками, установлена другая кольцевая перегородка с образованием канала с первой перегородкой с одной стороны и топочной камерой с другой, кроме того, первая перегородка установлена на основании водяной рубашки верхнего, основного, топочного отделения без зазора и по высоте ниже уровня воды, а другая установлена с образованием канала(-лов) с указанным основанием и по высоте установлена выше уровня воды, при этом корпус нижнего, опорного, топочного отделения также снабжен водяной рубашкой, соединенной с водяной рубашкой верхнего, основного, отделения и патрубок отвода воды установлен в водяной рубашке нижнего, опорного, топочного отделения, причем горелочное устройство установлено в донной части по оси последней.

2. Контактный водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что циркуляционная вставка выполнена с конусной частью, суженной в сторону горелочного устройства.

3. Контактный водонагреватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что конусная часть вставки выполнена с отверстиями.

4. Контактный водонагреватель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что отбойник прикреплен к внутренней поверхности корпуса по кольцу с помощью наружного откоса.

5. Контактный водонагреватель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что отбойник прикреплен к внутренней поверхности корпуса по кольцу с помощью наружного откоса с образованием канала(-лов) с указанной поверхностью.