RU2194223C2

RU2194223C2 - Recovery water heater

Info

Publication number: RU2194223C2
Application number: RU2001102371A
Authority: RU
Inventors: И.Б. Бирюлин; Т.Ф. Шамсудинов; А.М. Евсин
Original assignee: Бирюлин Игорь Борисович; Шамсудинов Тагир Фасхидинович; Евсин Артем Михайлович
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: heat power industry. SUBSTANCE: recovery water heater can find use in boiler rooms and at thermal power stations to reduce temperature of waste gases with production of hot water for auxiliary facilities. Described recovery water heater has vertical cylindrical body inside which gas conduit with holes, ring spray gun and discs are installed. Gas conduit is pneumatically coupled to by-pass via upper and lower flanges, has radial holes which diameters reduce along its height. Rings with inclined flat circular discs with concentric holes which diameters increase towards slope are attached to gas conduit on outside. Opposite ends of circular discs are mounted into rings placed on ring flanges attached to inner surface of body. Ring spray gun put on lid of gas conduit on gusset plates communicates hydraulically with water supply system via pipe-line. Effective heat exchange takes place in such water heater thanks to opposite flow of hot gases and cold water. EFFECT: effective recovery of heat of waste gases for water heating. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в котельных и ТЭЦ для снижения температуры уходящих газов с получением горячей воды для хозяйственных нужд. The invention relates to heat engineering and can be used in boiler rooms and thermal power plants to reduce the temperature of the flue gases to produce hot water for household needs.

Известен контактно-поверхностный водонагреватель, содержащий топку, топливосжигающие устройства, насадку основную и дополнительную, коллектор с форсунками для распыления холодной воды. Слив нагретой воды осуществляется через патрубок в бак-аккумулятор (В.А.Спейшер. Сжигание газа на электростанциях и в промышленности. М.: Энергия, 1967, стр.167, рис.9-16). Known contact-surface water heater containing a furnace, fuel burning devices, the main and additional nozzle, a manifold with nozzles for spraying cold water. Heated water is discharged through a nozzle into a storage tank (V.A.Speycher. Gas combustion at power plants and in industry. M: Energy, 1967, p. 167, Fig. 9-16).

Известный водонагреватель сложный по конструкции, использует тепло сжигаемого газа. The well-known water heater is complex in design, uses the heat of the combusted gas.

Известен утилизатор тепла, содержащий контактный водонагреватель, подключенный к газоходу котла перед дымососом, снабженный обводным газоходом, имеющим заслонку (а.с. 1128063, F 24 H 1/10, F 22 B 33/18, 1984). Known heat recovery unit containing a contact water heater connected to the gas duct of the boiler in front of the smoke exhauster, equipped with a bypass gas duct having a damper (AS 1128063, F 24 H 1/10, F 22 B 33/18, 1984).

Известный утилизатор тепла сложный по конструкции водонагревателя и его подключения к газоходам. The well-known heat recovery unit is complex in design of a water heater and its connection to the flues.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многомембранный плунжер, выполненный в виде цилиндра, плунжера и набора кольцевых мембран, соединенных жестко попарно (а.с. СССР 375430, F 16 J 1/00, F 16 J 7/00, БИ 16, 1973). The closest in technical essence to the present invention is a multi-membrane plunger made in the form of a cylinder, plunger and a set of annular membranes connected rigidly in pairs (AS USSR 375430, F 16 J 1/00, F 16 J 7/00, BI 16 , 1973).

Конструкция многомембранного плунжера не предназначена использовать горячие газы с получением горячей воды. The design of the multi-membrane plunger is not intended to use hot gases to produce hot water.

На фиг.1 представлен утилизационный водонагреватель в разрезе; на фиг.2 показана схема установки его на обводном газоходе котлоагрегата. In Fig.1 presents a recycling water heater in the context; figure 2 shows a diagram of its installation on the bypass duct of the boiler.

Сущность изобретения состоит в том, что в утилизационном водонагревателе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен газоходный ствол с отверстиями, кольцевые распылитель и диски, газоходный ствол через верхний и нижний фланцы связан пневматически с обводным газоходом, имеет радиальные отверстия, диаметры которых уменьшаются по его высоте, а снаружи прикреплены к стволу кольца с попарно установленными наклонно плоскими кольцевыми дисками, имеющими концентрические отверстия с увеличением их диаметров в сторону уклона, противоположные концы кольцевых дисков вмонтированы в кольцах, установленных на кольцевых полках, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса, причем кольцевой распылитель, установленный на крышке ствола, на косынках, гидравлически сообщен с системой водоподачи через трубопровод, а внутреннее пространство водонагревателя через отверстия в нижней части корпуса - с промежуточной емкостью и патрубком с баком-аккумулятором. The essence of the invention lies in the fact that in a recycling water heater containing a vertical cylindrical body, inside which there is a gas duct with holes, an annular atomizer and discs, the gas duct through the upper and lower flanges is pneumatically connected to the bypass duct, has radial openings, the diameters of which are reduced by its height and outside are attached to the barrel rings with pairwise mounted obliquely flat ring disks having concentric holes with an increase in their diameters in the side of the slope, the opposite ends of the annular disks are mounted in rings mounted on annular shelves attached to the inner surface of the body, the annular atomizer mounted on the barrel lid, on the scarves, hydraulically connected to the water supply system through the pipeline, and the inner space of the water heater through the holes in the bottom body parts - with an intermediate tank and a nozzle with a storage tank.

Кроме того, кольца, установленные на кольцевых полках корпуса, и пазы колец, прикрепленные к наружной поверхности ствола, имеют термостойкий пластичный материал, например термостойкую резину, а наружные и внутренние концы дисков отогнуты для лучшего попарного контакта между собой и термостойким пластичным материалом. In addition, the rings mounted on the annular shelves of the body and the grooves of the rings attached to the outer surface of the barrel have a heat-resistant plastic material, for example heat-resistant rubber, and the outer and inner ends of the disks are bent for better pairwise contact between themselves and the heat-resistant plastic material.

Утилизационный водонагреватель содержит цилиндрический металлический корпус 1, верхнюю крышку 2 с патрубком 3 и фланцем 4 и нижнюю крышку 5 с патрубком 6. В центре корпуса 1 расположен газоходный ствол 7 с радиальными отверстиями 8, диаметры которых уменьшаются по его высоте. Сверху ствол 7 закрыт крышкой 9, на которой на косынках 10 установлен кольцевой распылитель 11, сообщенный с системой водоподачи (не показана) трубопроводом 12. К наружной поверхности ствола 7 прикреплены кольца 13, пазы которых заполнены термостойким пластичным материалом, например термостойкой резиной. В кольцах 13 попарно закреплены плоские кольцевые диски 14, имеющие концентрические отверстия (не показаны), диаметры которых уменьшаются от кольца 13 при подъеме к кольцу 15 и увеличиваются при опуске (уклоне) к кольцу 15. Кольца 15 выполнены из термостойкого пластического материала, установлены на кольцевых полках 16, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса 1. В нижней части корпуса 1 образована промежуточная емкость 17, гидравлически сообщенная с пространством 18 с помощью отверстий 19, а с баком-аккумулятором (не показан) с помощью патрубка 6. Внизу ствол 7 имеет фланец 20. The recovery water heater contains a cylindrical metal case 1, a top cover 2 with a pipe 3 and a flange 4 and a lower cover 5 with a pipe 6. In the center of the body 1 there is a gas duct 7 with radial holes 8, the diameters of which decrease in height. On top of the barrel 7 is closed by a cover 9, on which an annular atomizer 11 is mounted on the scarves 10, in communication with a water supply system (not shown) by a pipe 12. The rings 13 are attached to the outer surface of the barrel 7, the grooves of which are filled with heat-resistant plastic material, for example, heat-resistant rubber. In the rings 13, flat ring disks 14 are mounted in pairs, having concentric holes (not shown), the diameters of which decrease from the ring 13 when rising to the ring 15 and increase when lowering (sloping) to the ring 15. The rings 15 are made of heat-resistant plastic material, mounted on the annular shelves 16 attached to the inner surface of the housing 1. In the lower part of the housing 1 is formed of an intermediate tank 17, hydraulically connected with the space 18 through the holes 19, and with the storage tank (not shown) using the pipe 6. At the bottom of the barrel 7 has a flange 20.

Плоские кольцевые диски 14 имеют снаружи и внутри отгибы для размещения их в кольцах 13 и 15. Удлинение, коробления дисков 14 компенсируется термостойким пластичным материалом, заполняющим кольца 13 и выполненными целиком кольца 15. Уменьшение диаметров отверстий 8 ствола 7 снизу вверх позволяет горячим газам равномерно выйти из него и встретиться с каплями (струйками) воды. Flat ring disks 14 have outside and inside bends for placing them in rings 13 and 15. Elongation, warpage of disks 14 is compensated by heat-resistant plastic material filling rings 13 and made entirely of ring 15. Reducing the diameter of the holes 8 of the barrel 7 from the bottom up allows hot gases to evenly exit from it and meet with drops (trickles) of water.

Выполнение концентричных отверстий в дисках 14 разных диаметров позволяет и принуждает воду зигзагообразно опускаться вниз, а горячим газам зигзагообразно подниматься вверх, отдавая максимально возможно свое тепло. Making concentric holes in the disks of 14 different diameters allows and forces the water to zigzag down, and hot gases to zigzag up, giving up their heat as much as possible.

Корпус 1 утилизационного водонагревателя (см. фиг.2) установлен вертикально на обводном газоходе 21 с помощью фланцев 23 и 24 под каплеуловителем 25. Основной газоход 26 горячих газов связан с дымососом 27 через заслонку 28. The housing 1 of the recycling water heater (see Fig. 2) is mounted vertically on the bypass duct 21 with the help of flanges 23 and 24 under the drip trap 25. The main hot gas duct 26 is connected to the exhaust fan 27 through the shutter 28.

Предлагаемый водонагреватель работает следующим образом. The proposed water heater operates as follows.

На основном газоходе 26 заслонку 28 ставят в вертикальное положение при включенном дымососе 27. Открывают холодную воду, которая по трубопроводу 12 поступит в кольцевой распылитель 11. Струи воды будут падать на верхний кольцевой диск 14 и стекать по нему вниз к стволу 7, к отверстиям с большими диаметрами. Покинув верхний диск 14, вода попадает на второй сверху диск и опять стечет уже в сторону внутренней поверхности корпуса 1, и цикл дальше продолжится. Горячие газы, войдя в отверстия 8, будут двигаться зигзагообразно вверх, навстречу стекающей воде, отдавая ей свое тепло. В каплеуловителе 25 газы осушаются, имея минимальную температуру, засасываются через обводной газоход 21 дымососом 27 и выбрасываются в трубу. On the main gas duct 26, the shutter 28 is placed in an upright position with the smoke exhauster 27 turned on. Open cold water, which will flow through the pipe 12 to the annular atomizer 11. Water jets will fall on the upper annular disk 14 and flow down it to the barrel 7, to the holes with large diameters. Leaving the upper disk 14, water flows to the second disk from above and again flows down towards the inner surface of the housing 1, and the cycle continues. Hot gases, entering the openings 8, will move upward in a zigzag fashion towards the flowing water, giving off its heat. In the droplet eliminator 25, the gases are dried, having a minimum temperature, are sucked in through the bypass duct 21 of the exhaust fan 27 and discharged into the pipe.

Нагретая вода через отверстия 19 попадает в емкость 17, откуда самотеком через патрубок 6 поступает в бак-аккумулятор. Heated water through the holes 19 enters the tank 17, from where it flows by gravity through the pipe 6 into the storage tank.

Встречное движение горячих газов и холодной воды, противоток, является самым эффективным способом передачи тепла, а потому предлагаемый утилизационный водонагреватель будет иметь высокий КПД. Простота устройства, продолжительный межремонтный период, изготовление деталей из дешевого материала позволят использовать водонагреватель в различных отраслях народного хозяйства страны. The oncoming movement of hot gases and cold water, counterflow, is the most effective way of transferring heat, and therefore, the proposed recycling water heater will have a high efficiency. The simplicity of the device, the long overhaul period, the manufacture of parts from cheap material will allow the use of a water heater in various sectors of the national economy.

Claims

1. A waste water heater containing a vertical cylindrical body, inside which there is a gas duct with holes, an annular atomizer and discs, characterized in that the gas duct is pneumatically connected to the bypass duct through the upper and lower flanges, has radial openings whose diameters decrease in height and outside are attached to the barrel rings with pairwise mounted obliquely flat ring disks having concentric holes with an increase in their diameters towards the slope, p the opposite ends of the annular disks are mounted in rings mounted on the annular shelves attached to the inner surface of the body, and the annular atomizer mounted on the barrel lid on the scarves is hydraulically connected to the water supply system through the pipeline, and the internal space of the water heater through the holes in the lower part of the body with an intermediate tank and a nozzle with a storage tank.

2. A water heater according to claim 1, characterized in that the rings mounted on the annular shelves of the body and the grooves of the rings attached to the outer surface of the barrel have a heat-resistant plastic material, for example, heat-resistant rubber.

3. Water heater according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the ends of the disks, external and internal, are bent for better pairwise contact between each other and heat-resistant plastic material.