Контактно-поверхностный водонагреватель

Авторы патента:

F24H1/10 - водонагреватели с непрерывным потоком воды, т.е. нагреватели, в которых тепло генерируется только при течении воды, например при прямом контакте воды с нагревающим теплоносителем (F24H 1/50 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2492395:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды с использованием газа без разделительной между ними поверхности нагрева. Контактно-поверхностный водонагреватель содержит наружные и внутренние трубы в виде дуг, крышки, гофрированный патрубок, спирали с повышенной шероховатостью поверхностей и газовую горелку, установленную с торца нижней наружной трубы. Внутри наружных труб, соединенных крышкой, размещены сообщенные между собой трубы подачи холодной воды от патрубка, соединенного с системой водоснабжения - верхняя, вертикальная и нижняя. Справа к верхней трубе с торца прикреплена крышка, имеющая внутри гофрированный угловой патрубок, закрепленный во фланце трубы, через отверстия в ней пневматически сообщен с трубой, крышкой и дымовой трубой. Снаружи в нижней части горизонтальной трубы жестко установлена емкость, сообщенная через щель с трубой, которая гидравлически через патрубок сообщена с расходной емкостью, установленной под водонагревателем. В предложенном водонагревателе обеспечивается компактность и увеличивается эффективность нагрева воды. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды с использованием газа без разделительной поверхности нагрева между ними.

Известен контактно-поверхностный водонагреватель, содержащий корпус с контактной камерой, над которой установлен водораспределитель, подключенный к трубопроводу подвода сетевой воды с регулирующей арматурой, и размещенные внутри корпуса надтопочный диск, радиационная топочная камера и установленная над ней кольцевая водопитательная емкость, причем емкость сообщена через переливные трубы эрлифтным устройством с перагивным порогом, техническим результатом которого является повышение качества деаэрации и повышение надежности в нем, переливной порог эрлифтного устройства расположен выше уровня воды в водопитательной емкости и снабжен регулятором расхода сетевой воды (А.С. №918705, СССР).

Известный водонагреватель сложен по конструкции, имеет большее сопротивление движению газа и жидкости.

Известно устройство для закручивания потока, содержащего на внутренней поверхности трубопровода спиралевидный участок с повышенным гидравлическим сопротивлением, выполненный в виде полосы с шероховатостью большей, чем шероховатость внутренней поверхности трубопровода (А.С. №1560844, СССР).

Известное устройство для закручивания потока газа будет способствовать взаимной встрече с передачей тепла частиц газа и капелек воды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является теплообменник типа «труба в трубе», содержащий наружные трубы, выполненные с изменяющейся площадью поперечного сечения, уменьшающейся в направлении движения нагреваемой трубы в межтрубном пространстве, а ребра внутренней трубы имеют высоту, увеличивающуюся обратно пропорционально шагу ребер в направлении уменьшения поперечного сечения наружной трубы. (А.С. №397737, СССР).

Известный теплообменник предназначен для нагрева вязких жидкостей, использование в нем горячей газовой смеси не предусмотрено.

Технический результат заключается в осуществлении компактности, уменьшении металлоемкости конструкции, увеличении эффективности в работе. Все это обеспечивается за счет того, что контактно-поверхностный водонагреватель, содержащий наружные и внутренние трубы в виде дуг, крышки, гофрированного патрубка, спирали с повышенной шероховатостью и газовую горелку, согласно изобретению нижняя наружная труба имеет поперечное сечение, уменьшающееся в направлении газовой горелки, установленной с торца трубы. Внутри наружных труб, соединенные крышкой, размещены сообщающиеся между собой трубы подачи холодной воды от патрубка, соединенного с системой водоснабжения. Верхняя горизонтальная труба имеет в верхней части два ряда параллельных отверстий, вертикальная труба имеет отверстия, выполненные в ней по спирали вверх, нижняя горизонтальная труба имеет также два ряда параллельных отверстий, обращенных к верхней поверхности трубы. Справа к верхней трубе с торца прикреплена крышка, имеющая внутри гофрированный угловой патрубок, закрепленный во фланце труб, через отверстия в ней пневматически сообщен с трубой, крышкой и дымовой трубой. Снаружи, в нижней части горизонтальной трубы жестко установлена емкость, сообщенная через щель с трубой, которая гидравлически через патрубок сообщена с расходной емкостью, установленной под водонагревателем.

На чертеже (фиг.1) схематически изображен контактно-поверхностный водонагреватель.

Водонагреватель содержит наружные трубы 1 и 2 в виде дуг, нижняя из которых имеет поперечное сечение, уменьшающееся в направлении к газовой горелке 3, установленной с торца трубы 2. Внутри труб 1 и 2, соединенных крышкой 4, размещены сообщенные между собой трубы подачи холодной воды от патрубка 5, сообщенного с системой водоснабжения. Верхняя горизонтальная труба 6 имеет в верхней части два ряда параллельных отверстий 7. Вертикальная труба 8 имеет отверстия 9, выполненные в ней по спирали вверх, нижняя и горизонтальные трубы 10 имеют также два ряда параллельных отверстий 11, обращенные к верхней поверхности трубы 2. Справа к трубе 1, с торца, прикреплена крышка 12, имеющая внутри гофрированный угловой патрубок 13, закрепленный во фланце трубы 1 через отверстия 14 и пневматически сообщен с трубой 1 крышкой 12 и дымовой трубой 15. Внизу крышки 12 присоединены вентиль 16 для периодического удаления скопившейся смеси влаги и сажи. Снаружи, в нижней части трубы 2 жестко установлена емкость 17, сообщенная через щель (не показано) с трубой 2. Емкость 17 гидравлически через патрубок 18 сообщена с расходной емкостью 19, установленной под водонагревателем 19 через вентиль 20 с атмосферой. Слева расходной емкости 19 установлен вентиль 21, сообщенный с системой горячего водоснабжения (не показано). Внутри труб 1 и 2 выполнены спирали 22 и 23 с шероховатостью большей, чем сами трубы.

Водонагреватель работает следующим образом.

Подлежащая нагреву вода подается по трубопроводу холодного водоснабжения (не показано) к патрубку 5 и далее в трубы 6, 8 и 10. Включается в работу газовая горелка 3 и производится прогрев наружных и внутренних труб водонагревателя. Наличие в трубах 1 и 2 спиралей 21 и 22 заставляет газовый поток при его движении завихряться и тем самым с большей вероятностью встретиться с водяными каплями или пленочным слоем воды. Вода струйками через отверстия 7 и 11 в верхних частях труб ударяется в их потолки и тонким пленочным слоем стекает в нижнюю часть труб. Из трубы 8 вода вырывается веером вниз и встречается с горячим газовым потоком, проходящим через трубы 2 и 1, нагревается и стекает в емкость 17 и далее в расходную емкость 19 на разбор потребителю. В период эксплуатации водонагревателя в нижней части крышки 12 и внизу емкости 17 скапливается шлам, в виде влажных сажевых включений, которые периодически удаляются через вентили 16 и 20. Наличие спиралей 22 и 23, выполненных на внутренних поверхностях труб 1 и 2, с повышенной шероховатостью, позволяет интенсифицировать процесс теплообмена между частицами горячего газа и частицами капелек воды и ее пленкой, спускающей вниз по внутренним поверхностям труб, доведя КПД до 85-90%. Диаметры отверстий во внутренних водораспределительных трубах увеличиваются по ходу движения холодной воды по ним.

Предлагаемый водонагреватель компактен по конструкции, эффективен, прост в эксплуатации и ремонте, долговечен, не требует усиленной наружной теплоизоляции.

Контактно-поверхностный водонагреватель, содержащий наружные и внутренние трубы в виде дуг, крышки, гофрированный патрубок, спирали с повышенной шероховатостью поверхностей и газовую горелку, отличающийся тем, что нижняя наружная труба имеет поперечное сечение, уменьшающееся в направлении газовой горелки, установленной с торца трубы, внутри наружных труб, соединенных крышкой, размещены сообщенные между собой трубы подачи холодной воды от патрубка, соединенного с системой водоснабжения, верхняя горизонтальная труба имеет в верхней части два параллельных отверстия, вертикальная труба имеет отверстия, выполненные по спирали вверх, нижняя горизонтальная труба имеет также два ряда параллельных отверстий, обращенных к верхней поверхности трубы, справа к верхней трубе с торца прикреплена крышка, имеющая внутри гофрированный угловой патрубок, закрепленный во фланце трубы через отверстия в ней и пневматически соединенный с трубой, крышкой и дымовой трубой, снаружи в нижней части горизонтальной трубы жестко установлена емкость, сообщенная через щель с трубой, которая гидравлически через патрубок сообщена с расходной емкостью, установленной под водонагревателем.

Изобретение относится к области эффективных теплогенерирующих устройств. .

Способ получения тепловой энергии из электрической и устройство для его осуществления кутэр петрова // 2455579

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к электронагревательным приборам для нагрева жидкой среды в бытовых и промышленных аппаратах и оборудовании различного назначения.

Устройство для кипячения воды // 2422074

Изобретение относится к устройству для кипячения воды. .

Утилизационный водонагреватель // 2403508

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных и на тепловых станциях. .

Газовый водонагреватель // 2391608

Изобретение относится к теплоэнергетике и используется в бытовых условиях. .

Котел водогрейный поверхностно-контактный газовый и способ его работы // 2358207

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции газовых поверхностно-контактных котлов, и может быть использовано при подогреве воды в системах теплоснабжения для получения равномерного и симметричного поля температур нагреваемой воды по всему сечению поверхности нагрева без соприкосновения холодного и горячего потоков, а также эффективного регулирования расходом топлива температуры нагрева воды.

Способ утилизации тепла низконапорных потоков и установка для его реализации // 2355952

Газовый отопительный модуль // 2353862

Изобретение относится к технике нагрева воды и получения пара, а именно к паровым и водогрейным котлам. .

Контактный водонагреватель // 2338965

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для автономного снабжения горячей водой и отоплением рассредоточенных жилых и производственных объектов.

Экономайзер-золоуловитель // 2325595

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в квартальных, районных котельных и на тепловых электростанциях для снижения температуры уходящих газов, с получением горячей воды для хозяйственных нужд, а так же снижения твердых выбросов из дымовой трубы.

Электродный нагреватель жидкости // 2494580

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам электронного нагрева жидких сред. У электродного нагревателя, состоящего из корпуса, внутри которого размещен полый цилиндр, открытый с верхнего конца и герметично прикрепленный своим основанием ко дну корпуса и установленный с зазором между свои верхним торцом и крышкой корпуса нагревателя, причем во внутрь цилиндра погружены нагревательные элементы, каждый из которых выполнен в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов, причем внутренние электроды изготовлены сплошными с тоководами, а наружные электроды имеют сквозные отверстия, межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секции горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а трубы подачи и выхода теплоносителя расположены в нижней части корпуса нагревателя, по изобретению трубы подачи и выхода нагретого теплоносителя из нагревателя соединены трубой, на которой установлен кран с блоком управления для подачи горячего теплоносителя на вход в электродный нагреватель. Электродный нагреватель позволяет уменьшить или увеличить потребление электроэнергии нагревателем и повысить его надежность и оперативность работы для нагревания теплоносителя до необходимы параметров. 1 ил.

Газовый водонагреватель // 2503893

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева воды для бытовых и производственных нужд. Газовый водонагреватель содержит цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный ствол с отверстиями с верхней и нижней крышками, огневую камеру и газовую горелку, мембраны, витую пластину, водораспределитель и водосборную жидкость. Внутри корпуса, в центре концентрично установлены ствол, стакан с днищем, мембраны закреплены с одной стороны в кольцах, прикрепленные снаружи ствола, а свободные концы их прикреплены к стакану. Газовая горелка установлена внизу ствола, а огневая камера в верхней его части, через отверстия в стволе и отверстия в мембранах сообщена пневматически с газоходом, прикрепленным в верхней части корпуса. В нижней части корпуса размещена водосборная емкость со спускным и переливным клапанами. Такой водонагреватель более экономичен, прост и надежен в эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Контактный теплоутилизатор // 2509267

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для конденсации паров, охлаждения газов водой, нагревания воды газами, охлаждения воды воздухом, мокрой очистки газов. Контактный утилизатор содержит входной патрубок горячих газов; штуцер для отвода нагретой воды; переливной патрубок; корпус; люк; слои кольцевых насадок, уложенные рядами; слой насадок, загруженный навалом; каплеулавливающий насадочный слой; взрывной клапан, патрубок для отвода охлажденных газов, водораспределитель. Насадка теплоутилизатора выполнена в виде щелевых трубок из полимерного материала. Такое выполнение позволит уменьшить материалоемкость, увеличить поверхность теплообмена и надежность конструкции, обеспечит возможность фильтрования воды. 3 ил.

Газовый отопительный модуль // 2521698

Изобретение относится к технике нагрева воды, т.е. к установкам децентрализованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых, производственных и общественных зданий. Газовый отопительный модуль состоит из металлического корпуса, заполняемого водой. Внутри указанного корпуса расположен U-образный теплогенерирующий элемент с газогорелочным блоком. Газовый отопительный модуль состоит также из системы подвода газа и воздуха, дымохода, расширительного бака, патрубков для воды, слива воды в случае ремонта. Конвективная часть U-образного теплогенерирующего элемента выполнена из двух газоходов прямоугольного сечения. К двум противоположным боковым стенкам каждого из газоходов приварены стальные цилиндрические шипы в шахматном расположении поперек движения дымовых газов. При сборке газоходов противоположно установленные ряды шипов образуют сдвоенные ряды. Технический результат: повышение энергетической эффективности, уменьшение массогабаритных характеристик, повышение прочности и надежности конструкции, повышение эффективности теплообмена в конвективной части теплогенерирующего элемента. 2 ил.

Контактный водонагреватель // 2522716

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды на технологические нужды и отопление производственных объектов. Контактный водонагреватель содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого расположена контактная камера, над ней установлен водораспределитель, подключенный к трубопроводу подвода холодной воды, топку и газовую горелку. В средней части корпуса, топке, размещены центральная стойка с перфорированными дисками, закрепленная нижней частью в крестовине, прикрепленная к козырьку, жестко прикрепленному по образующей внутри корпуса под углом α (40÷45). По краям козырька закреплены стойки с перфорированными дисками, закрепленные поярусно. Верхние концы стоек закреплены между собой дугами жесткости, расположенными под насадкой. В нижней части корпуса размещена емкость горячей воды, справа установлена газовая горелка, слева патрубок, гидравлически связанный с потребителем, и датчик уровня, электрически связанный с регулирующим клапаном входа воды в корпус. Такое выполнение повышает эффективность работы водонагревателя. 2 ил.

Контактно-поверхностный водонагреватель // 2522755

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды для целей отопления и горячего водоснабжения. Контактно-поверхностный водонагреватель содержит цилиндрический корпус с контактной камерой, над которой установлен водораспределитель, подключенный к трубопроводу подвода сетевой воды с регулирующей арматурой, и размещенные внутри корпуса надтопочный диск, радиационную топочную камеру и установленную вокруг нее кольцевую водонагревательную емкость с центральной жаровой трубой, состоящую из двух сферических поверхностей, соединенных втулкой. Радиальные дымогарные трубки, расположенные горизонтально в сферических поверхностях, объединены вертикальной дымогарной трубой, расположенной в центральной жаровой трубе. В водонагревательной емкости установлен водонагревательный змеевик с входным и выходным патрубками, расположенный в средней части корпуса. Такое выполнение водонагревателя позволит увеличить поверхность нагрева и расширить его функциональные возможности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Нагреватель морской воды // 2531105

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водонагревателях для нагрева воды, содержащей соли, например для нагрева морской воды. Нагреватель воды включает в себя: внутренний корпус, открывающийся снизу и нагревающийся горелкой, внешний корпус, включающий выход для слива морской воды, которая поступает через трубу подачи снаружи, вдоль поверхности внутренней стены внутреннего корпуса, и, по меньшей мере, один наконечник для распыления морской воды, которая поступает через отводную трубу, соединенную с трубой подачи морской воды, которую необходимо отвести. Внешний корпус предназначен для хранения нагретой морской воды на постоянном уровне; труба, подсоединенная к верхней секции внешнего корпуса таким образом, чтобы выводить пары и использованный газ, создающийся при нагреве воды; вентилятор для подачи воздуха извне для возгорания через трубу, соединенную с возгораемой частью горелки; и регулятор уровня воды для унифицированной регулировки уровня морской воды, сохраняемой во внешнем корпусе. Такое выполнение нагревателя позволит снизить расход топлива и расходы на обслуживание. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ нагрева жидкости и нагреватель жидкости на его основе // 2533591

Группа изобретений относится к области теплоэнергетики, а именно к способам и установкам для нагрева жидкости, преимущественно воды, для технологического или коммунально-бытового теплоснабжения, и может найти применение в различных областях народного хозяйства. Изобретение включает нагрев жидкости в контактном теплообменнике греющей газообразной средой, последующее отделение нагреваемой жидкости от греющей газообразной среды, сжатие отделенной нагреваемой жидкости до давления, превышающего давление насыщения, при требуемой конечной температуре нагрева жидкости, на величину запаса на невскипание и гидравлические потери, и окончательный нагрев жидкости, после ее сжатия, греющей газообразной средой, после отделения от нее нагреваемой жидкости, через разделительную твердую теплообменную стенку с последующим отводом нагретой жидкости потребителю. Технический результат - обеспечение повышения температуры нагрева жидкости без сжатия газообразной среды при использовании контактного теплообмена между греющей и нагреваемой средами в зоне высокой температуры газообразной среды. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Контактный теплообменник кочетова с активной насадкой // 2537108

Изобретение относится к контактным теплообменным аппаратам. В контактном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е. по конической поверхности, вершина которой направлена в сторону втулки большего диаметра. Технический результат - повышение производительности процесса смесительного теплообмена в аппарате. 2 ил.

Смесительный теплообменник кочетова // 2538991

Изобретение относится к смесительным теплообменным аппаратам. В смесительном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра соосно ей расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра соосно ей расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е. по конической поверхности, вершина которой направлена в сторону втулки большего диаметра. Технический результат - повышение производительности процесса смесительного теплообмена в аппарате. 2 ил.