Контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в водонагревателях, использующих тепло уходящих дымовых газов котлоагрегатов. Сущность изобретения в том, что в контактно-поверхностном утилизационном водонагревателе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками газов и воды, верхнюю и нижнюю крышки, а также горизонтальные перегородки внутри корпуса, входной патрубок для воды установлен в центре верхней крышки и соединен гидравлически с системой холодного водоснабжения, а через отверстия в крышке с корзинами, в которых размещены кольца Рашига, имеющие вертикальные боковые стенки с отверстиями заданного диаметра. Корзины установлены на горизонтальных перегородках, в которых под корзинами выполнены отверстия. Вдоль корзин сверху прикреплены к ним вертикальные пластины из эластичного материала, с наружной стороны корпуса прикреплены лазы с крышками, а между корпусом и нижней крышкой размещен диск с отверстиями с образованием емкости горячей воды. Такое выполнение водонагревателя позволит получать нагретую воду с минимальным количеством сажевых частиц из-за оседания их на кольцах Рашига и стенках корзин, что повысит качество нагретой воды. 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к водонагревателям, использующим тепло горячих уходящих газов котлоагрегатов.

Известен контактно-поверхностный утилизатор тепла уходящих газов, состоящий из газотрубного поверхностного теплообменника, включающего корпус, трубные доски с закрепленными в них газовыми трубами, центральную секцию промывки продуктов сгорания с водяным поддоном (Ю.П.Соснин, Е.Н.Бухаркин. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. - М.: Стройиздат, 1988 г., стр. 80, рис. 1.45).

Известный утилизатор тепла сложный по конструкции и металлоемок.

Известны контактные каморы насадочного типа, содержащие цилиндр, в основании которого укреплена решетка, на последнюю засыпаются керамические или стальные кольца Рашига, представляющие собой полые цилиндры, высота которых равна наружному диаметру (Ю.П.Соснин, Н.Бухаркин. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. - М.: Стройиздат, 1988 г., стр. 48, рис. 1.23).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является кожухотрубный теплообменник с подводящими и отводящими коллекторами и оребренными трубами, размещенными перпендикулярно продольной оси кожуха, причем трубы собраны в пучки, между которыми установлены поперечные перегородки для зигзагообразного движения среды в межтрубном пространстве, а коллекторы размещены внутри кожуха (А.С. СССР 397736 по кл. F 28 D 7/08, БИ 37, 1973 г., фиг.3).

Сущность изобретения в том, что контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа горячих и выхода охлажденных газов, входа холодной и выхода горячей воды, верхнюю и нижнюю крышки, а так же горизонтальные перегородки внутри корпуса, снабжен установленным в центре верхней крышки патрубком, соединенным гидравлически с системой холодного водоснабжения, а через отверстия в крышке - с корзинами, в которых размещены кольца Рашига, имеющие вертикальные боковые стенки с отверстиями 0,9 d (диаметра кольца) и отверстиями в днищах с 0,5 d (диаметра кольца). Корзины установлены на горизонтальных перегородках, прикрепленных к внутренней стенке корпуса по его высоте поочередно с той и другой стороны. В перегородках под корзинами выполнены отверстия диаметром от 1,0-1,5 d. Вдоль корзин сверху прикреплены к ним вертикальные пластины из эластичного материала, с наружной стороны корпуса прикреплены лазы с крышками напротив правых перегородок, а между корпусом и нижней крышкой размещен диск с отверстиями от 1,0-1,5 d с образованием емкости горячей воды.

Такое выполнение водонагревателя позволит получать нагретую воду с минимальным количеством сажевых частиц из-за оседания их на кольцах Рашига и стенках корзин, что повысит качество нагретой воды.

На фиг. 1 изображен предложенный водонагреватель, продольный разрез, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Водонагреватель состоит из цилиндрического корпуса 1, верхней крышки 2 и нижней крышки 3 с патрубком 4, соединенным с системой горячего водоснабжения (не показана). К внутренней стенке корпуса 1 прикреплены по высоте его горизонтальные перегородки 5 поочередно с той и другой стороны, а к наружной поверхности - лазы 6 с крышками 7. На перегородках 5 установлены металлические корзины 8, боковые стенки которых имеют округлую форму, образующие с корпусом 1 минимальный зазор а. Вертикальные передняя 9 и задняя 10 стенки корзины 8 имеют отверстия размером 0,9 d (диаметра кольца Рашига), а в днище корзины 8 выполнены отверстия 11 размером 0,5 d, расположенные в коридорном или шахматном порядке. Входной патрубок 12 прикреплен в нижней части корпуса 1 и соединен с дымоходом котлоагрегата (не показан), а выходной патрубок 13 прикреплен к верхней части корпуса 1 и соединен опускным газоходом с дымоходом котлоагрегата (не показаны). Между корпусом 1 и нижней крышкой 3 установлен диск 14, имеющий в центре отверстия 0,5 d, и сверху его вертикально как и на всех перегородках 5 прикреплены пластины 15, выполненные, например, из термостойкой резины, т.е. эластичного материала.

На крышке 7 верхнего лаза 6 установлено смотровое стекло 16, а на верхней крышке 3 установлен патрубок 17 с отверстиями 18, соединенный с системой холодного водоснабжения (не показана), стекло 19 с подсветкой 20.

Ручки 21 и 22 прикреплены к корзинам 8 и крышкам 7 соответственно.

Корзины 8 могут быть заполнены как керамическими, так и стальными кольцами Рашига. В последнем случае горячая вода будет выходить из патрубка частично обескислороженной из-за коррозии стенок корзин 8 и колец, расположенных в них.

На перегородках 5 под местом расположения корзин 8 выполнены отверстия 23 размером от 1,0-1,5 d в корридорном или шахматном порядке, так же в диске 14 выполнены отверстия 24, соединяющие наддисковое пространство с емкостью 25.

Контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель работает следующим образом.

Открывают заслонку прохода горячих газов в водонагреватель (не показана) и включают подачу холодной воды. Горячие газы проходят вертикальные дырчатые стенки корзин 8, проникают в свободные пространства в кольцах Рашига, поднимаются вверх и через патрубок 13 покидают водонагреватель, охлажденные водой. Холодная вода через патрубок 17 и отверстия 18 поступает на кольца Рашига верхней корзины 8, а затем через отверстия 21 в перегородках 5 и отверстия в днищах корзин 8 проникает через отверстия 22 диска 14 в емкость 23 уже нагретой. Величину открытия вентиля перед патрубком 17 (не показан) контролируют через смотровое стекло 16, исключая перелив воды через пластины 15.

При засорении колец Рашига, находящихся в корзинах 8, водонагреватель отключают от котлоагрегата по газу и от системы холодного водоснабжения по воде. Открывают крышки 7 лазов 6, извлекают корзины 8, промывают кольца Рашига или заменяют на новые. Ставят корзины 8 на прежнее место, закрывают крышки 7 и водонагреватель снова готов к работе.

Через патрубок 4 горячая вода из емкости 23 откачивается насосом (не показан) или самотеком перетекает в емкость сбора горячей воды (не показана).

Использование предлагаемого водонагревателя для нагрева воды за счет тепла уходящих газов от технологических печей, котлов и др. агрегатов позволит повысить их КПД на 3-5%. Полученная из водонагревателя горячая вода будет иметь минимальное количество сажевых частиц из-за оседания их на кольцах Рашига и стенках корзин, а потому может быть непосредственно использована на подпитку тепловых сетей и даже на бытовые нужды.

Формула изобретения

Контактно-поверхностный утилизационный водонагреватель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубками входа горячих и выхода охлажденных газов, входа холодной и выхода горячей воды, верхнюю и нижнюю крышки, а также горизонтальные перегородки внутри корпуса, отличающийся тем, что в центре верхней крышки установлен патрубок, соединенный гидравлически с системой холодного водоснабжения, а через отверстия в крышке - с корзинами, в которых размещены кольца Рашига, имеющие вертикальные боковые стенки с отверстиями 0,9 d (диаметра кольца) и отверстиями в днищах с 0,5 d (диаметра кольца), установлены корзины на горизонтальные перегородки, прикрепленные к внутренней стенке корпуса по высоте его поочередно с той и другой стороны, имеющие под корзинами отверстия от 1,0-1,5 d и прикрепленные сверху к ним вдоль корзин вертикальные пластины из эластичного материала, причем с наружной стороны корпуса прикреплены лазы с крышками напротив правых перегородок, а между корпусом и нижней крышкой размещен диск с отверстиями от 1,0-1,5 d с образованием емкости горячей воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2