Водонагреватель

 

Использование: для отопления и горячего водоснабжения индивидуальных домов. Сущность изобретения: водонагреватель содержит водяной бак, входной и выходной патрубки, тепловую трубу с переливным устройством. Тепловая труба имеет испарительную и конденсационную камеры. Верхняя часть конденсационной камеры выполнена подвижной в виде термосифона, а нижняя снабжена сборником конденсата. При нагреве жидкости пар поступает в конденсационную камеру и растягивает термосифон, что приводит к выталкиванию из водяного бака воды через выходной патрубок в систему. После конденсации паров жидкости в конденсатной камере термосифон возвращается в исходное положение и через входной патрубок в водяной бак засасывается новая порция воды. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах децентрализованного отопления и горячего водоснабжения.

Известен конденсационный отопительный котел, имеющий цилиндрическую форму с топкой, дымогарные трубы, кожух с колпаком, подтопочное пространство, емкость сбора конденсата (заявка ФРГ N 3329985, F 24 Н 1/36, 1983г.).

Недостатком известного водонагревателя является большая удельная металлоемкость, обусловленная большой поверхностью теплообмена для достижения конденсации водяных паров из продуктов горения, а также наличием тягодутьевых устройств, необходимых для движения продуктов горения сверху вниз.

Из уровня техники в области энергетики известны также водонагреватели, содержащие водяной бак с входным и выходным патрубками, камеру сгорания, горелочное устройство, а также тепловые трубы.

По совокупности признаков наиболее близким к заявленному из известных из уровня техники водонагревателей является водонагреватель, содержащий водяной бак, камеру сгорания, газовую горелку, жаровую трубу, тепловые трубы, испарители, которые установлены в камере сгорания и соединены между собой, а конденсаторы в водяном баке [1] Известный водонагреватель по своей конструкции такой, что может работать лишь в системах отопления и горячего водоснабжения, снабженных насосом для осуществления принудительной циркуляции теплоносителя. Это усложняет систему отопления и горячего водоснабжения, делает высокими приведенные затраты на ее изготовление и эксплуатацию.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном водонагревателе тепловая труба снабжена переливным устройством периодического действия, расположенным между ее испарительной и конденсационной частями, причем последняя выполнена подвижной, а входной и выходной патрубки снабжены обратными клапанами.

Переливное устройство может быть выполнено в виде гидрозатвора, может быть снабжено клапаном, взаимосвязанным с поверхностью конденсационной части тепловой трубы, или снабжено клапаном с термочувствительным водилом, либо с пневмочувствительным водилом.

Отличие заявленного водонагревателя от известного заключается в том, что кроме нагрева воды, т.е. выполнения им своей прямой функции, он, кроме того, обеспечивает и циркуляцию воды в системе отопления и горячего водоснабжения, используя один источник тепла (газовую или жидкотопливную горелку или любое твердое топливо). Водонагреватель предлагаемой конструкции может быть использован и как насос, например, на садовом участке для полива и подогрева воды, поступающей из колодца. При этом в качестве топлива может использоваться солома, ветки и т.п.

Сущность изобретения поясняется также графическим материалом, где на фиг. 1 заявленный водонагреватель схематично изображен в разрезе, на фиг. 2 тепловая труба с переливным устройством, на фиг.3 вариант переливного устройства с термочувствительным водилом, на фиг. 4 вариант переливного устройства с клапаном.

Водонагреватель содержит водяной бак 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, камеру сгорания 4, горелочное устройство 5, тепловую трубу 6 с переливным устройством 7. Тепловая труба имеет испарительную 8 и конденсационную 9 камеры, верхняя часть конденсационной камеры выполнена в виде сильфона 10, а нижняя снабжена сборником 11 конденсата 12. Продукты сгорания из камеры сгорания по жаровым трубам 13 поступают в дымоход 14.

Переливное устройство может быть снабжено клапаном 15, взаимодействующим с термочувствительным водилом 16 или со штоком 17.

Водонагреватель работает следующим образом.

При включении горелочного устройства 5 продукты сгорания омывают стенки камеры сгорания 4 и испарительную камеру 8 термосильфона 10. Далее продукты сгорания проходят по жаровым трубам 13 и отводятся в дымоход 14. При этом происходит нагрев воды во внутренней полости водяного бака 1 и жидкости в испарительной полости 8 тепловой трубы 6. В процессе испарения жидкости повышается давление внутри термосильфона 10, что приводит к его растяжению. Последний сжимает воду внутри водяного бака 1 и выталкивает ее через выходной патрубок 3 с обратным клапаном. В течение некоторого времени пар, контактируя со стенками камеры 9, конденсируется и стекает в сборник 11 конденсата 12. При этом давление внутри термосильфона снижается, и сильфон 10 возвращается в исходное состояние. Соответственно снижается давление в водяном баке 1, и через входной патрубок 2 с обратным клапаном засасывается порция воды.

После полной конденсации жидкости внутри термосильфона ее уровень внутри сборника 11 достигает максимальной величины и через трубку переливного устройства 7 она сливается в камеру 8, после чего цикл повторяется.

Возможны несколько вариантов переливного устройства. На фиг. 3 изображено переливное устройство, трубка которого закрывается клапаном 15, взаимодействующим с термочувствительным водилом 16, а на фиг. 4 клапан 15 взаимодействует со штоком 17, закрепленном на крышке конденсационной камеры 9.

Формула изобретения

1. Водонагреватель, содержащий водяной бак с входным и выходным патрубками, камеру сгорания, горелочное устройство, тепловую трубу, испарительная часть которой расположена в камере сгорания, а конденсационная часть в водяном баке, отличающийся тем, что тепловая труба снабжена переливным устройством периодического действия, расположенным между ее испарительной и конденсационной частями, причем последняя выполнена подвижной, а входной и выходной патрубки снабжены обратными клапанами.

2. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что переливное устройство выполнено в виде гидрозатвора.

3. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что переливное устройство снабжено клапаном, взаимосвязанным с поверхностью конденсационной части тепловой трубы.

4. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что переливное устройство снабжено клапаном с термочувствительная водилом.

5. Водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что переливное устройство снабжено клапаном с пневмочувствительным водилом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4