Нагреватель жидкостного теплоносителя

Нагреватель жидкостного теплоносителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нагревателям жидкостного теплоносителя, в частности к котлам для преобразования тепла продуктов горения и выхлопных газов в тепло жидкостного теплоносителя, и может быть использовано для утилизации тепла, а также для нагрева воды за счет энергии выхлопных газов двигателя.

Известен отопительный жаротрубный котел, содержащий цилиндрический корпус с размещенной внутри него цилиндрической глухой жаровой камерой, два хода дымогарных труб большего и меньшего диаметра относительно друг друга (см. патент RU 2241902, кл. F22B 7/12, опубликован 10.12.2004).

Недостатком известного котла является низкий КПД по передаче тепловой энергии за счет незначительной площади теплоотбора, а также сложность монтажа и ремонта конструкции при выходе ее из строя.

Техническим результатом изобретения является увеличение КПД по передаче тепловой энергии, а также обеспечение свободного доступа к деталям нагревателя жидкостного теплоносителя и возможность быстрой замены его частей при выходе нагревателя из строя.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что нагреватель жидкостного теплоносителя содержит полый корпус для подачи теплоносителя и расположенную внутри него жаровую трубу, на внутренней поверхности которой расположен винтовой выступ, при этом корпус состоит из двух частей, а труба состоит из двух полутруб, каждая из которых закреплена на соответствующей части корпуса, на внутренней поверхности каждой из полутруб расположены полувитки указанного винтового выступа с возможностью стыковки их при соединении частей корпуса и полутруб.

Кроме того, корпус состоит из идентичных частей, а труба состоит из идентичных полутруб, при этом части корпуса каждая могут быть выполнены в виде полутруб большего диаметра, чем полутрубы жаровой трубы, либо в виде кожуха П-образного сечения.

Кроме того, винтовой выступ может быть выполнен полым с возможностью подачи через него теплоносителя, либо иметь в сечении прямоугольник, соединенный с трубой своей более короткой стороной.

Кроме того, жаровая труба может быть выполнена с жаропрочной футеровкой на входной части.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан предложенный нагреватель, осевой разрез в развернутом виде.

На фиг.2 - то же, поперечный разрез.

Нагреватель жидкостного теплоносителя описан ниже на примере котла-утилизатора, который содержит корпус, состоящий из двух идентичных частей 1 и 2, внутри которого расположена жаровая труба, состоящая из двух идентичных полутруб 3 и 4, закрепленных на соответствующих частях 1 и 2 корпуса. На внутренней поверхности жаровой трубы расположен винтовой выступ 5 таким образом, что при разъединении частей 1,2 корпуса с полутрубами 3 и 4 винтовой выступ 5 делится вдоль оси трубы на две части, образуя полувитки 6, расположенные на внутренних поверхностях соответствующих полутруб 3 и 4 так, что обеспечивается возможность их стыковки при соединении частей 1 и 2 корпуса с полутрубами 3 и 4. При соединении частей 1 и 2 корпуса образуется закрытая полость 7 для подачи теплоносителя, охватывающая всю наружную поверхность жаровой трубы.

Винтовой выступ 5 обеспечивает максимальный отбор тепла потока исходящих газов, входящего через установленный относительно его начала в полутрубе 3 (4) колодец 8, выполняющий функции места для горелки или входа выхлопных газов от ДВС. Винтовой выступ 5 может быть выполнен полым с возможностью подачи через него теплоносителя. Кроме того, колодец 8, установленный в полутрубе 4 (3) относительно конца винтового выступа 5, выполняет функцию выхлопной части котла для исходящих газов.

В случае выполнения винтового выступа 5 полым жаровая труба на входной своей части в зоне расположения колодца 8 выполнена с жаропрочной футеровкой (не показана).

Части 1 и 2 корпуса выполнены в виде полутруб большего диаметра, чем полутрубы 3 и 4 жаровой трубы, либо в виде кожуха П-образного сечения каждая.

Работает устройство следующим образом.

В зависимости от того, используется ли нагреватель в качестве утилизатора или теплообменника, исходящий поток газов от ДВС или горелки соответственно поступает через колодец 8 в жаровую трубу и направляется по поверхности винтового выступа 5, исключая прямоточный проход. За счет увеличения длины прохода исходящих газов и большой площади винтового выступа 5 обеспечивается максимальный отбор тепла потока исходящих газов для преобразования его в тепло жидкостного теплоносителя, расположенного внутри полости 7 корпуса. После прохода потока газов через жаровую трубу обеспечивается их выхлоп через выполненный в жаровой трубе относительно конца винтового выступа 5 колодец 8.

Нагреватель жидкостного теплоносителя можно использовать в следующих вариантах.

1. В качестве водогрейного котла-утилизатора, при использовании энергии тепла отработанных от ДВС газов.

2. В качестве парового котла. При установке котла под углом или вертикально с расположением входной части выше выходной, за счет расположения максимальной температурной зоны в верхней части котла обеспечивается максимальный КПД по передаче тепловой энергии теплоносителю благодаря естественной циркуляции жидкостного теплоносителя.

3. Также его можно использовать как теплообменник при использовании в качестве источника тепловой энергии установленной в зоне расположения колодца 8 горелки (не показана).

4. Кроме того, возможен вариант использования нагревателя как жидкостного теплообменника, где в жаровую часть вместо потока газов подают горячую жидкость.

Таким образом, благодаря такому выполнению нагревателя жидкостного теплоносителя обеспечивается:

- максимальный КПД по передаче тепловой энергии теплоносителю;

- минимальное сопротивление потока газов относительно конструкции жаровой трубы за счет тангенциального прохода газов;

- максимальная возможность доступа ко всем деталям нагревателя, малое время работ по ремонту жаровой трубы, а также возможность быстрой замены частей нагревателя при выходе его из строя;

- возможность применения нагревателя в качестве как водогрейного, так и парового котла;

- возможность использования в качестве источника тепла, подаваемого в жаровую трубу, горелки, энергии отработанных от ДВС газов либо горячей жидкости.

1. Нагреватель жидкостного теплоносителя, содержащий полый корпус для подачи теплоносителя и расположенную внутри него жаровую трубу, отличающийся тем, что на внутренней поверхности трубы расположен винтовой выступ, при этом корпус состоит из двух частей, а труба состоит из двух полутруб, каждая из которых закреплена на соответствующей части корпуса, на внутренней поверхности каждой из полутруб расположены полувитки указанного винтового выступа с возможностью стыковки их при соединении частей корпуса и полутруб.

2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что полутрубы выполнены идентичными.

3. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что винтовой выступ выполнен полым с возможностью подачи через него теплоносителя.

4. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что винтовой выступ имеет в сечении прямоугольник, соединенный с трубой своей более короткой стороной.

5. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что части корпуса выполнены идентичными.

6. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что части корпуса выполнены в виде полутруб большего диаметра, чем полутрубы жаровой трубы.

7. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что части корпуса выполнены каждая в виде кожуха П-образного сечения.

8. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что жаровая труба выполнена с жаропрочной футеровкой на входной части.