[go: up one dir, main page]

RU2762474C1 - Generator for receiving hot or superheated water - Google Patents

Generator for receiving hot or superheated water Download PDF

Info

Publication number
RU2762474C1
RU2762474C1 RU2021124059A RU2021124059A RU2762474C1 RU 2762474 C1 RU2762474 C1 RU 2762474C1 RU 2021124059 A RU2021124059 A RU 2021124059A RU 2021124059 A RU2021124059 A RU 2021124059A RU 2762474 C1 RU2762474 C1 RU 2762474C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coil
section
generator
cylindrical body
hot air
Prior art date
Application number
RU2021124059A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Пряничников
Александр Владимирович Пряничников
Ольга Николаевна Пряничникова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Аква-ПиРо-Альянс»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «Аква-ПиРо-Альянс» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Аква-ПиРо-Альянс»
Priority to RU2021124059A priority Critical patent/RU2762474C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762474C1 publication Critical patent/RU2762474C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C2/00Fire prevention or containment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/16Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heat engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of heat engineering and can be used in generators for fire extinguishing. The generator for producing hot or overheated water contains a cylindrical body horizontally mounted on supports with two end walls. The first end wall has an opening for hot air supply. Inside the cylinder, formed by the fourth section of the coil, there are turbulators of the hot air flow in the form of truncated cones. On the inner surface of the thrust cone, the fifth section of the coil is located, connected to the outlet pipe.EFFECT: invention provides the possibility of reducing the overall dimensions of the generator to obtain hot or overheated water while maintaining the technical characteristics, including the reliability and durability of the generator.2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам нагрева для получения горячей или перегретой воды, в частности используемым в установках пожаротушения, размещаемых стационарно либо с возможностью перемещения на прицепных транспортных средствах или непосредственно на автомобильных шасси. Также предлагаемое устройство может широко применяться для ликвидации аварийных ситуаций в коммунальном хозяйстве городов, на промышленных объектах и в технологических процессах сельского хозяйства.The invention relates to heating means for obtaining hot or overheated water, in particular used in fire extinguishing installations, stationary or movable on trailed vehicles or directly on a car chassis. Also, the proposed device can be widely used to eliminate emergencies in the municipal services of cities, at industrial facilities and in the technological processes of agriculture.

В конкретном описании используется термин «перегретая вода», под которым подразумевается вода, находящаяся в генераторе при повышенном давлении при температуре выше 1150°С. Поданная из генератора перегретая вода в критическом сечении распылителя за 10-4–10-9 секунды после взрывного вскипания, происходящего из-за резкого изменения давления среды нахождения, образует струю парокапельной смеси – смеси капель воды и пара в метастабильном состоянии. In the specific description, the term "superheated water" is used, which means water that is in the generator at an elevated pressure at a temperature above 1150 ° C. Superheated water supplied from the generator in the critical section of the atomizer within 10-4-10-9 seconds after explosive boiling, which occurs due to a sharp change in the pressure of the environment, forms a jet of vapor-droplet mixture - a mixture of water and vapor drops in a metastable state.

Парокапельная смесь не содержит воздуха, так как состоит из пара и капель воды. Пар, попадая в зону высокой температуры, расширяется, разбавляя и вытесняя воздух, уменьшая содержание кислорода в зоне горения. Следствие резкого понижения кислорода в свою очередь приводит к быстрому, эффективному, без повторного возгорания, тушению очага пожара. Капли воды, попадая в зону горения, вскипают, интенсивно охлаждая горящий объект или вещество и увеличивают объем пара. Кроме того, пар обладает ингибирующими свойствами. Поэтому при применении перегретой воды в процессе тушения огня используются все механизмы прекращения пламенного горения.The vapor-droplet mixture does not contain air, as it consists of steam and water droplets. Steam, entering the high temperature zone, expands, diluting and displacing the air, reducing the oxygen content in the combustion zone. The consequence of a sharp decrease in oxygen, in turn, leads to a quick, effective, extinguishing of the fire without re-ignition. Water droplets, falling into the combustion zone, boil, intensely cooling the burning object or substance and increase the volume of steam. In addition, steam has inhibitory properties. Therefore, when using superheated water in the process of extinguishing a fire, all mechanisms for stopping the flame combustion are used.

Известен генератор для получения горячей или перегретой воды, описанный в патенте РФ №2345807, (приор. 06.07.2007, опубл. 10.02.2009). Согласно изобретению, генератор содержит цилиндрический корпус, с одной стороны которого расположено горелочное устройство, а с другой дымоход и змеевик с входным и выходным патрубками, расположенный внутри корпуса и имеющий плоские спирали. Змеевик с входным и выходным патрубками состоит из двух участков, первый из которых расположен со стороны горелочного устройства и выполнен в виде цилиндрической спирали, расположенной коаксиально корпусу по его внутренней стенке, а второй участок змеевика выполнен в виде плоских спиралей, соосных корпусу и расположенных попарно с чередованием в каждой паре правой и левой намоток спиралей, при этом второй участок змеевика расположен в корпусе со стороны дымохода, а выходной патрубок соединен с первой частью змеевика.Known generator for producing hot or overheated water, described in the patent of the Russian Federation No. 2345807, (Prior 06.07.2007, publ. 10.02.2009). According to the invention, the generator comprises a cylindrical body, on one side of which there is a burner device, and on the other side, a chimney and a coil with inlet and outlet nozzles located inside the body and having flat spirals. The coil with inlet and outlet nozzles consists of two sections, the first of which is located on the side of the burner device and is made in the form of a cylindrical spiral located coaxially to the body along its inner wall, and the second section of the coil is made in the form of flat spirals coaxial with the body and arranged in pairs with alternating in each pair of right and left windings of the spirals, while the second section of the coil is located in the housing from the side of the chimney, and the outlet pipe is connected to the first part of the coil.

Недостатком генератора является его относительно большая длина, которая составляет не менее 3-х метров. Для установки такого длинного генератора необходим автомобиль с длинным кузовом, что ограничивает маневренность автомобиля, зачастую препятствует доставку оборудования, например к месту пожара.The disadvantage of the generator is its relatively long length, which is at least 3 meters. To install such a long generator, a vehicle with a long body is required, which limits the vehicle's maneuverability and often prevents the delivery of equipment, for example, to a fire site.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является «Генератор для получения горячей или перегретой воды» описанный в патенте РФ №2700492 (приор. 26.11.2018, опубл. 17.09.2019). Согласно патенту, генератор для получения горячей или перегретой воды содержит горизонтально устанавливаемый цилиндрический корпус с торцевой стенкой и расположенными с противоположной стороны от торцевой стенки отверстием для подачи горячего воздуха и входным и выходным патрубками змеевика. Также генератор содержит выхлопное отверстие и опоры. При этом внутри цилиндрического корпуса вплотную к отверстию для подачи горячего воздуха расположен цилиндр. Змеевик со входным и выходным патрубками состоит из трех участков. Первый участок выполнен в виде цилиндрической спирали, расположенной коаксиально цилиндру по его внутренней стенке. Второй участок змеевика выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу и расположенных попарно с чередованием в каждой паре правой и левой намотки спиралей. Второй участок змеевика расположен в корпусе со стороны торцевой стенки. Третий участок змеевика выполнен в виде цилиндрической спирали, расположенной коаксиально цилиндрическому корпусу по его внутренней стенке. При этом выхлопное отверстие выполнено в верхней части цилиндрического корпуса вблизи отверстия для подачи горячего воздуха. Сам корпус расположен на опорах.The closest analogue, chosen as a prototype, is the "Generator for producing hot or overheated water" described in RF patent No. 2700492 (prior. 11/26/2018, publ. 09/17/2019). According to the patent, a generator for producing hot or overheated water comprises a horizontally installed cylindrical body with an end wall and an opening for hot air supply and inlet and outlet pipes of the coil located on the opposite side from the end wall. The generator also contains an exhaust outlet and supports. In this case, a cylinder is located inside the cylindrical body close to the opening for supplying hot air. The coil with inlet and outlet pipes consists of three sections. The first section is made in the form of a cylindrical spiral located coaxially to the cylinder along its inner wall. The second section of the coil is made in the form of flat spirals coaxial to the cylindrical body and arranged in pairs with alternating right and left winding of spirals in each pair. The second section of the coil is located in the body from the side of the end wall. The third section of the coil is made in the form of a cylindrical spiral located coaxially to the cylindrical body along its inner wall. In this case, the exhaust hole is made in the upper part of the cylindrical body near the hot air supply hole. The body itself is located on supports.

Недостатком генератора, описанного в патенте, является недостаточная энергетическая эффективность при нагреве воды из-за того, что в конструкции для теплообмена не используется максимально возможная поверхность змеевика, а также не оптимально используется подаваемый горячий воздух. Поэтому тепловая энергия, полученная в процессе сжигания топлива, не используется максимально.The disadvantage of the generator described in the patent is insufficient energy efficiency when heating water due to the fact that the design does not use the maximum possible coil surface for heat exchange, and also does not optimally use the supplied hot air. Therefore, the thermal energy obtained in the process of fuel combustion is not used to the maximum.

Задачей, поставленной перед настоящим изобретением, является повышение энергоэффективности за счет увеличения площади поверхности нагрева змеевика. При этом техническим результатом, который достигается в заявленном изобретении, является возможность уменьшения габаритных размеров генератора для получения горячей или перегретой воды при сохранении технических характеристик, в том числе надежности и долговечности работы генератора.The challenge posed to the present invention is to improve energy efficiency by increasing the heating surface area of the coil. In this case, the technical result, which is achieved in the claimed invention, is the possibility of reducing the overall dimensions of the generator to obtain hot or overheated water while maintaining the technical characteristics, including the reliability and durability of the generator.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что генератор для получения горячей или перегретой воды содержит горизонтально устанавливаемый на опоры цилиндрический корпус с двумя торцевыми стенками. В первой торцевой стенке выполнено отверстие для подачи горячего воздуха. На второй торцевой стенке установлен рассекатель потока горячего воздуха, имеющий форму конуса, вершина которого обращена в сторону отверстия для горячего воздуха. Генератор снабжен выхлопным отверстием. Внутри цилиндрического корпуса расположен змеевик со входным патрубком для подачи холодной воды и выходным патрубком для вывода горячей воды. Змеевик состоит из пяти участков. Второй участок имеет форму цилиндра, расположенного соосно цилиндрическому корпусу рядом с его внутренней стенкой, и выполнен в виде спиральных витков. Третий участок змеевика выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу и расположенных попарно с чередованием в каждой паре правой и левой намотки спиралей. Третий участок змеевика расположен в корпусе со стороны торцевой стенки. Четвертый участок змеевика выполнен в виде цилиндрической спирали, расположенной соосно цилиндрическому корпусу. При этом первый участок змеевика, соединенный со входным патрубком, выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу и расположенных на первой торцевой стенке. Витки змеевика на втором и на четвертом участке выполнены вплотную друг к другу. Внутри цилиндра, образуемого четвертым участком змеевика, установлены турбулизаторы потока горячего воздуха в виде усеченных конусов. Вплотную к первой торцевой стенке установлен упорный конус для направления теплового потока внутрь корпуса генератора, сопряженный с отверстием для подачи теплового потока. На внутренней поверхности упорного конуса расположен пятый участок змеевика, соединенный с выходным патрубком.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the generator for producing hot or overheated water contains a cylindrical body horizontally mounted on supports with two end walls. The first end wall has an opening for supplying hot air. On the second end wall there is a hot air flow divider in the form of a cone, the top of which is directed towards the hot air hole. The generator is equipped with an exhaust port. Inside the cylindrical body there is a coil with an inlet for cold water supply and an outlet for hot water. The coil consists of five sections. The second section has the shape of a cylinder, located coaxially to the cylindrical body next to its inner wall, and is made in the form of spiral turns. The third section of the coil is made in the form of flat spirals coaxial to the cylindrical body and arranged in pairs with alternating right and left winding of spirals in each pair. The third section of the coil is located in the body from the side of the end wall. The fourth section of the coil is made in the form of a cylindrical spiral located coaxially with the cylindrical body. In this case, the first section of the coil connected to the inlet pipe is made in the form of flat spirals coaxial with the cylindrical body and located on the first end wall. The coil turns in the second and fourth sections are made close to each other. Inside the cylinder, formed by the fourth section of the coil, there are turbulators of the hot air flow in the form of truncated cones. A stop cone is installed close to the first end wall for directing the heat flux into the generator housing, which is mated with the hole for supplying the heat flux. On the inner surface of the thrust cone, the fifth section of the coil is located, connected to the outlet pipe.

В частном случае стенки соседних витков спиралей змеевика, расположенных на втором и четвертом участках снабжены герметизирующей проволокой.In a particular case, the walls of adjacent turns of the coil spirals located in the second and fourth sections are equipped with a sealing wire.

Выполнение первого участка змеевика, соединенного со входным патрубком в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу и расположенных на первой торцевой стенке увеличивает площадь передачи энергии теплового потока нагреваемой в змеевике воде, а также является тепловой защитой первой торцевой стенки генератора, повышающей надежность и долговечность работы генератора.The implementation of the first section of the coil connected to the inlet pipe in the form of flat spirals, coaxial to the cylindrical body and located on the first end wall increases the area of energy transfer of the heat flow to the water heated in the coil, and also serves as thermal protection of the first end wall of the generator, which increases the reliability and durability of the generator ...

Витки змеевика на втором участке выполнены вплотную друг к другу как для увеличения площади передачи тепловой энергии нагреваемой в змеевике воде, так и для тепловой защиты корпуса генератора, повышая надежность и долговечность работы генератора. На втором участке также предпочтительно использование герметизирующей проволоки между стенками соседних витков спиралей змеевика.The coil turns in the second section are made close to each other both to increase the area of transfer of thermal energy to the water heated in the coil, and for thermal protection of the generator body, increasing the reliability and durability of the generator. In the second section, it is also preferable to use a sealing wire between the walls of adjacent turns of the coil spirals.

То, что витки змеевика на четвертом участке выполнены вплотную друг к другу позволяет изолировать тепловые потоки, идущие внутри и снаружи цилиндра, образуемого змеевиком на четвертом участке. Применение герметизирующей проволоки повышает надежность изоляции тепловых потоков на четвертом участке змеевика. The fact that the turns of the coil in the fourth section are made close to each other makes it possible to isolate the heat flows going inside and outside the cylinder formed by the coil in the fourth section. The use of a sealing wire increases the reliability of insulation of heat fluxes in the fourth section of the coil.

Применение турбулизаторов потока горячего воздуха в виде усеченных конусов различного диаметра позволяет преобразовать ламинарный тепловой поток в турбулентный, что значительно увеличивает нагрев находящейся в змеевике воды.The use of hot air flow turbulators in the form of truncated cones of various diameters makes it possible to transform the laminar heat flow into a turbulent one, which significantly increases the heating of the water in the coil.

Установка упорного конуса вплотную к первой торцевой стенке корпуса генератора и сопряженным с отверстием для подачи теплового потока позволяет направить тепловой поток внутрь корпуса генератора, при этом расположение на внутренней поверхности пятого участка змеевика увеличивает площадь передачи тепловой энергии от теплового потока нагреваемой в змеевике воде.Installing a thrust cone close to the first end wall of the generator housing and coupled with the hole for supplying the heat flow allows the heat flow to be directed into the generator housing, while the location on the inner surface of the fifth section of the coil increases the area of thermal energy transfer from the heat flow to the water heated in the coil.

Таким образом, все существенные признаки формулы изобретения направлены на повышение энергоэффективности генератора, в том числе за счет увеличения площади поверхности нагрева змеевика. Thus, all the essential features of the claims are aimed at increasing the energy efficiency of the generator, including by increasing the heating surface area of the coil.

При этом возникает возможность уменьшения габаритных размеров генератора для получения горячей или перегретой воды при сохранении технических характеристик, в том числе надежности и долговечности работы, что позволяет достигнуть указанный технический результат.In this case, it becomes possible to reduce the overall dimensions of the generator to obtain hot or overheated water while maintaining the technical characteristics, including the reliability and durability of operation, which makes it possible to achieve the specified technical result.

Следует отметить, что уменьшение габаритных размеров генератора позволяет его устанавливать не только на шасси большегрузных автомобилей, но и на шасси небольших автомобилей, а также на прицепные устройства. Это увеличивает маневренность и значительно облегчает доставку оборудования, например для пожаротушения к местам чрезвычайных ситуаций, в том числе надежности и долговечности работы.It should be noted that the reduction in the overall dimensions of the generator allows it to be installed not only on the chassis of heavy vehicles, but also on the chassis of small vehicles, as well as on towing devices. This increases maneuverability and greatly facilitates the delivery of equipment, for example, for fire extinguishing to emergency sites, including reliability and durability of work.

В последующем заявляемое изобретение поясняется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемым чертежом, на котором схематично изображен общий вид генератора.In the following, the claimed invention is illustrated by a detailed description of a specific, but not limiting present solution, an example of its implementation and the attached drawing, which schematically shows a general view of the generator.

Генератор для получения горячей или перегретой воды содержит горизонтально устанавливаемый цилиндрический корпус 1 с первой торцевой стенкой 2, в которой выполнено отверстие 3 для подачи горячего воздуха, второй торцевой стенкой 4, входным патрубком 5 и выходным патрубком 6 змеевика 7. Также генератор содержит выхлопное отверстие 8 и опоры 9.The generator for receiving hot or overheated water contains a horizontally installed cylindrical body 1 with a first end wall 2, in which an opening 3 is made for supplying hot air, a second end wall 4, an inlet 5 and an outlet 6 of the coil 7. The generator also contains an exhaust hole 8 and supports 9.

Вплотную к первой торцевой стенке 2 установлен упорный конус 10 сопряженный с отверстием 3 для подачи теплового потока для направления теплового потока внутрь корпуса 1 генератора.Close to the first end wall 2, a thrust cone 10 is installed, mating with the hole 3 for supplying a heat flux to direct the heat flux into the generator casing 1.

На внутренней стороне второй торцевой стенки 4 корпуса 1 генератора в описываемой конструкции установлен рассекатель 11 потока горячего воздуха. Рассекатель 11 имеет форму конуса, вершина которого обращена в сторону отверстия 3 для подачи горячего воздуха.On the inner side of the second end wall 4 of the generator housing 1 in the described structure, a splitter 11 of the hot air flow is installed. The splitter 11 has the shape of a cone, the apex of which is directed towards the opening 3 for supplying hot air.

Змеевик 7 расположен внутри цилиндрического корпуса 1 генератора и соединен со входным патрубком 5 для подачи холодной воды и выходным патрубком 6 для вывода горячей воды.The coil 7 is located inside the cylindrical housing 1 of the generator and is connected to the inlet 5 for supplying cold water and the outlet 6 for removing hot water.

Змеевик 7 состоит из пяти участков.Coil 7 consists of five sections.

Первый участок 12 змеевика 7 соединен со входным патрубком 5. Первый участок 12 змеевика 7 выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу 1 и расположенных на первой торцевой стенке 2.The first section 12 of the coil 7 is connected to the inlet 5. The first section 12 of the coil 7 is made in the form of flat spirals coaxial to the cylindrical body 1 and located on the first end wall 2.

Второй участок 13 змеевика 7 выполнен в виде цилиндрической спирали, расположенной соосно цилиндрическому корпусу 1 и рядом с его внутренней стенкой. Витки змеевика 7 на втором участке 13 выполнены вплотную друг к другу. Стенки соседних витков спиралей змеевика 7, расположенных на втором участке 13 снабжены герметизирующей проволокой 14, как это показано на виде А прилагаемого чертежа.The second section 13 of the coil 7 is made in the form of a cylindrical spiral located coaxially with the cylindrical body 1 and next to its inner wall. The turns of the coil 7 in the second section 13 are made close to each other. The walls of adjacent turns of the coils of the coil 7 located in the second section 13 are provided with a sealing wire 14, as shown in view A of the attached drawing.

Третий участок 15 змеевика 7 выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу 1 и расположенных попарно с чередованием в каждой паре правой и левой намотки спиралей. Третий участок 15 змеевика 7 расположен в корпусе 1 со стороны второй торцевой стенки 4.The third section 15 of the coil 7 is made in the form of flat spirals, coaxial to the cylindrical body 1 and arranged in pairs with alternation in each pair of right and left winding spirals. The third section 15 of the coil 7 is located in the housing 1 from the side of the second end wall 4.

Четвертый участок 16 змеевика 7 имеет форму цилиндра, расположенного соосно цилиндрическому корпусу 1, и выполнен в виде спиральных витков. Витки змеевика 7 на четвертом участке 16 выполнены вплотную друг к другу. Стенки соседних витков спиралей змеевика 7, расположенных на четвертом участке 16 снабжены герметизирующей проволокой 14, как это показано на виде А прилагаемого чертежа.The fourth section 16 of the coil 7 has the shape of a cylinder, located coaxially with the cylindrical body 1, and is made in the form of spiral turns. The turns of the coil 7 in the fourth section 16 are made close to each other. The walls of adjacent turns of the coils of the coil 7 located in the fourth section 16 are provided with a sealing wire 14, as shown in view A of the attached drawing.

Пятый участок 17 змеевика 7 соединен с выходным патрубком 6, и расположен на внутренней поверхности упорного конуса 10.The fifth section 17 of the coil 7 is connected to the outlet 6, and is located on the inner surface of the stop cone 10.

Внутри цилиндра, образуемого вторым участком 13 змеевика 7, установлены турбулизаторы 18 потока горячего воздуха. Турбулизаторы 18 имеют форму усеченных конусов.Inside the cylinder formed by the second section 13 of the coil 7, turbulators 18 of the hot air flow are installed. The turbulators 18 are in the form of truncated cones.

Для описания работы генератора для получения горячей или перегретой воды на представленном чертеже схематично указана горелочное устройство 19 с регулируемым наддувом воздуха, которое в конструкцию заявляемого изобретения не входит.To describe the operation of the generator for producing hot or overheated water, the shown drawing schematically indicates a burner device 19 with controlled air injection, which is not included in the design of the claimed invention.

Для нагрева воды до 374°С возможно использование транспортируемых горелочных устройств, с мощностью до 6 МВт, и стационарных горелочных устройств, с мощностью до 20 МВт в зависимости от мощности генератора. To heat water up to 374 ° C, it is possible to use transported burners with a capacity of up to 6 MW, and stationary burners with a capacity of up to 20 MW, depending on the power of the generator.

При этом горелочные устройства могут работать на различных видах топлива, например жидком или газообразном.In this case, the burners can operate on various types of fuel, for example, liquid or gaseous.

Работа генератора осуществляется следующим образом. The generator works as follows.

Вода через входной патрубок 5 нагнетается насосом в змеевик 7. Для нагрева воды до 2300°С с обеспечением давления больше давления насыщенных паров используют насосы общего применения с давлением до 50 МПа. Для нагрева воды до 3740°С, используют насосы целевого применения с давлением до 22,1 МПа. При этом расход воды будет составлять от 0,3 до 6 л/с.Water through the inlet pipe 5 is pumped into the coil 7 by a pump. To heat water up to 2300 ° C with a pressure higher than the saturated vapor pressure, general-purpose pumps with a pressure of up to 50 MPa are used. To heat water up to 3740 ° C, pumps are used for targeted applications with pressures up to 22.1 MPa. In this case, the water consumption will be from 0.3 to 6 l / s.

Горячий воздух в виде факела пламени, создаваемого горелочным устройством 19 и обеспеченного необходимым подпором воздуха, через отверстие 3 для подачи горячего воздуха и направляемый упорным конусом 10 попадает внутрь корпуса 1 генератора. Проходя через упорный конус 10 горячий воздух греет воду в змеевике 7 на его пятом участке 17.Hot air in the form of a flame created by the burner device 19 and provided with the necessary air pressure through the opening 3 for hot air supply and guided by the stop cone 10 enters the generator body 1. Passing through the stop cone 10, hot air heats the water in the coil 7 in its fifth section 17.

Затем горячий воздух попадает в объем, ограниченный цилиндром, образованным спиральной навивкой змеевика 7 на четвертом участке 16. Внутри цилиндрического четвертого участка 16 расположены турбулизаторы 18, выполненные виде усеченных конусов различного диаметра. Турбулизаторы 18 обеспечивают преобразование ламинарного теплового потока в турбулентный, что значительно увеличивает нагрев находящейся в змеевике 7 воды.Then hot air enters the volume bounded by the cylinder formed by the spiral winding of the coil 7 in the fourth section 16. Inside the fourth cylindrical section 16 turbulators 18 are located, made in the form of truncated cones of various diameters. The turbulators 18 ensure the transformation of the laminar heat flow into a turbulent one, which significantly increases the heating of the water in the coil 7.

Выполнение стенок соседних витков четвертого участка 16 змеевика 7 вплотную друг к другу с герметизирующей проволокой 14, как это показано на виде А, не позволяет горячему воздуху переходить во второй объем генератора.Making the walls of adjacent turns of the fourth section 16 of the coil 7 close to each other with the sealing wire 14, as shown in view A, does not allow hot air to pass into the second volume of the generator.

Далее горячий воздух попадает на вторую торцевую стенку 4 и на рассекатель 11. Движение горячего воздуха меняет движение на противоположное, попадая во второй объем, в котором размещен третий участок 15 змеевика 7. Третий участок 15 змеевика 7 выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу 1 и расположенных попарно с чередованием в каждой паре правой и левой намотки спиралей. Ряды спиралей с фиксированным зазором между витками размещены таким образом, чтобы последующая спираль имела противоположную направленность. Этим достигается то, что проекция площади спиралей полностью перекрывали проход второго объема и обеспечивает достижение максимальной эффективности теплообмена.Next, hot air enters the second end wall 4 and the divider 11. The movement of hot air reverses the movement, entering the second volume, in which the third section 15 of the coil 7 is located. The third section 15 of the coil 7 is made in the form of flat spirals coaxial to the cylindrical body 1 and arranged in pairs with alternation in each pair of right and left winding spirals. Rows of spirals with a fixed gap between the turns are placed so that the subsequent spiral has the opposite direction. This ensures that the projection of the area of the spirals completely overlapped the passage of the second volume and ensures maximum efficiency of heat transfer.

Далее горячий воздух нагревает второй участок 13 змеевика 7, расположенный коаксиально цилиндрическому корпусу 1 по его внутренней стенке и внешнюю поверхность четвертого участка 16 змеевика 7. Next, hot air heats the second section 13 of the coil 7, located coaxially to the cylindrical body 1 along its inner wall and the outer surface of the fourth section 16 of the coil 7.

Стенки соседних витков второго участка 13 змеевика 7 выполнены вплотную друг к другу с герметизирующей проволокой 14, как это показано на виде Б, что позволяет изолировать внутреннюю стенку цилиндрическую корпуса 1 от прямого нагрева горячим воздухом, повышая теплообмен воды, находящейся в змеевике 7 с горячим воздухом.The walls of adjacent turns of the second section 13 of the coil 7 are made close to each other with a sealing wire 14, as shown in view B, which makes it possible to isolate the inner wall of the cylindrical body 1 from direct heating by hot air, increasing the heat exchange of water in the coil 7 with hot air ...

На последнем участке движения горячего воздуха он нагревает первый участок 12 змеевика 7, соединенный со входным патрубком 5. Первый участок 12 змеевика 7 выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу 1 и расположенных на первой торцевой стенке 2.In the last section of hot air movement, it heats the first section 12 of the coil 7, connected to the inlet 5. The first section 12 of the coil 7 is made in the form of flat spirals coaxial with the cylindrical body 1 and located on the first end wall 2.

Затем отработанный горячий воздух в виде газов выводится через выхлопное отверстие 8 в атмосферу.Then, the hot exhaust air in the form of gases is discharged through the exhaust port 8 into the atmosphere.

Таким образом, вода, движущаяся по змеевику 7, подвергается интенсивному разогреву. В условиях закрытой системы змеевика 7 вода может нагреваться выше температуры 115°С. На выходе выходного патрубка 6 генератора получается горячая или перегретая вода.Thus, the water moving along the coil 7 undergoes intense heating. In a closed system of coil 7, the water can be heated above 115 ° C. Hot or overheated water is obtained at the outlet of the outlet 6 of the generator.

Предложенный генератор для получения горячей или перегретой воды из-за повышения его энергоэффективности за счет увеличения площади поверхности нагрева змеевика и введения в конструкцию турбулизаторов позволяет уменьшить его габаритные размеры при сохранении технических характеристик, в том числе надежности и долговечности работы.The proposed generator for obtaining hot or overheated water due to an increase in its energy efficiency due to an increase in the heating surface of the coil and the introduction of turbulators into the design makes it possible to reduce its overall dimensions while maintaining technical characteristics, including reliability and durability of operation.

Это обеспечивает его повышенную мобильность по сравнению с аналогами, в том числе дает возможность устанавливать генератор не только на шасси большегрузных автомобилей, но и на шасси небольших автомобилей, а также на прицепные устройства, что увеличивает маневренность и значительно облегчает доставку оборудования, например для пожаротушения к местам чрезвычайных ситуаций.This provides its increased mobility in comparison with analogues, including the ability to install the generator not only on the chassis of heavy vehicles, but also on the chassis of small vehicles, as well as on towing devices, which increases maneuverability and greatly facilitates the delivery of equipment, for example, for fire extinguishing to places of emergency.

Следует отметить, что генератор возможно использовать в контейнерном исполнении, что повышает универсализацию его применения, позволяет использовать генератор на стационарной основе на промышленных объектах и в технологических процессах сельского хозяйства, а также для подготовки горячей воды, например для хозяйственных нужд.It should be noted that the generator can be used in a container design, which increases the versatility of its application, allows the generator to be used on a stationary basis at industrial facilities and in agricultural technological processes, as well as for the preparation of hot water, for example, for household needs.

Claims (2)

1. Генератор для получения горячей или перегретой воды, содержащий горизонтально устанавливаемый на опоры цилиндрический корпус с двумя торцевыми стенками, в первой торцевой стенке выполнено отверстие для подачи горячего воздуха, на второй торцевой стенке установлен рассекатель потока горячего воздуха, имеющий форму конуса, вершина которого обращена в сторону отверстия для горячего воздуха, и с выхлопным отверстием, при этом внутри цилиндрического корпуса расположен змеевик со входным патрубком для подачи холодной воды и выходным патрубком для вывода горячей воды, змеевик состоит из пяти участков, второй участок имеет форму цилиндра, расположенного соосно цилиндрическому корпусу рядом с его внутренней стенкой, и выполнен в виде спиральных витков, третий участок змеевика выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу и расположенных попарно с чередованием в каждой паре правой и левой намоток спиралей, при этом третий участок змеевика расположен в корпусе со стороны торцевой стенки, четвертый участок змеевика выполнен в виде цилиндрической спирали, расположенной соосно цилиндрическому корпусу, отличающийся тем, что первый участок змеевика, соединенный со входным патрубком, выполнен в виде плоских спиралей, соосных цилиндрическому корпусу и расположенных на первой торцевой стенке, витки змеевика на втором и на четвертом участках выполнены вплотную друг к другу, и внутри четвертого участка змеевика установлены турбулизаторы потока горячего воздуха в виде усеченных конусов, а вплотную к первой торцевой стенке установлен упорный конус для направления теплового потока внутрь корпуса генератора, сопряженный с отверстием для подачи теплового потока, на внутренней поверхности которого расположен пятый участок змеевика, соединенный с выходным патрубком.1. A generator for producing hot or overheated water, containing a cylindrical body horizontally mounted on supports with two end walls, an opening for hot air supply is made in the first end wall, a hot air flow divider is installed on the second end wall, having the shape of a cone, the top of which is turned towards the hot air hole, and with the exhaust hole, while inside the cylindrical body there is a coil with an inlet for cold water supply and an outlet for hot water outlet, the coil consists of five sections, the second section has the shape of a cylinder, located coaxially with the cylindrical body next to its inner wall, and is made in the form of spiral turns, the third section of the coil is made in the form of flat spirals, coaxial to the cylindrical body and arranged in pairs with alternation in each pair of right and left windings of spirals, while the third section of the coil is located in the body from the side end wall, the fourth section of the coil is made in the form of a cylindrical spiral located coaxially with the cylindrical body, characterized in that the first section of the coil connected to the inlet pipe is made in the form of flat spirals coaxial to the cylindrical body and located on the first end wall, the turns of the coil on the second and in the fourth sections, they are made close to each other, and inside the fourth section of the coil, hot air flow turbulators in the form of truncated cones are installed, and a thrust cone is installed close to the first end wall to direct the heat flow into the generator housing, coupled with the hole for supplying the heat flow, on the inner surface of which the fifth section of the coil is located, connected to the outlet pipe. 2. Генератор для получения горячей или перегретой воды по п.1, отличающийся тем, что стенки соседних витков спиралей змеевика, расположенных на втором и четвертом участках, снабжены герметизирующей проволокой.2. A generator for producing hot or overheated water according to claim 1, characterized in that the walls of adjacent turns of the coil spirals located in the second and fourth sections are provided with a sealing wire.
RU2021124059A 2021-08-13 2021-08-13 Generator for receiving hot or superheated water RU2762474C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124059A RU2762474C1 (en) 2021-08-13 2021-08-13 Generator for receiving hot or superheated water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124059A RU2762474C1 (en) 2021-08-13 2021-08-13 Generator for receiving hot or superheated water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762474C1 true RU2762474C1 (en) 2021-12-21

Family

ID=80039070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021124059A RU2762474C1 (en) 2021-08-13 2021-08-13 Generator for receiving hot or superheated water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762474C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115930438A (en) * 2023-01-10 2023-04-07 杭州量动自动化设备有限公司 High-temperature heaters used in mine pipelines
RU2846730C1 (en) * 2024-07-04 2025-09-12 Павел Александрович Зубков Method of producing temperature-activated water for extinguishing ship fires

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB950727A (en) * 1959-07-31 1964-02-26 Clarke Chapman Ltd Improvements in heat exchangers
SU1229376A1 (en) * 1984-08-02 1986-05-07 Восточное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горноспасательного Дела Steam/gas generator for fire extinguishing
RU2030194C1 (en) * 1992-10-06 1995-03-10 Владимир Васильевич Роенко Device for extinguishing fire with superheated water
US5465795A (en) * 1993-06-24 1995-11-14 Olin Corporation Fire suppressing apparatus for generating steam from a water-ice mixture
RU2345807C1 (en) * 2007-07-06 2009-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Аква-ПиРо-Альянс" Generator for obtaining hot or superheated water, which is intended namely for mobile fire devices
RU2582446C2 (en) * 2014-02-19 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Аква-ПиРо-Альянс" Method for producing fire extinguishing jet and apparatus for producing fire-extinguishing jet
RU2700492C1 (en) * 2018-11-26 2019-09-17 Общество с ограниченной ответственностью "Аква-ПиРо-Альянс" Generator for production of hot or overheated water

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB950727A (en) * 1959-07-31 1964-02-26 Clarke Chapman Ltd Improvements in heat exchangers
SU1229376A1 (en) * 1984-08-02 1986-05-07 Восточное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горноспасательного Дела Steam/gas generator for fire extinguishing
RU2030194C1 (en) * 1992-10-06 1995-03-10 Владимир Васильевич Роенко Device for extinguishing fire with superheated water
US5465795A (en) * 1993-06-24 1995-11-14 Olin Corporation Fire suppressing apparatus for generating steam from a water-ice mixture
RU2345807C1 (en) * 2007-07-06 2009-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Аква-ПиРо-Альянс" Generator for obtaining hot or superheated water, which is intended namely for mobile fire devices
RU2582446C2 (en) * 2014-02-19 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Аква-ПиРо-Альянс" Method for producing fire extinguishing jet and apparatus for producing fire-extinguishing jet
RU2700492C1 (en) * 2018-11-26 2019-09-17 Общество с ограниченной ответственностью "Аква-ПиРо-Альянс" Generator for production of hot or overheated water

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115930438A (en) * 2023-01-10 2023-04-07 杭州量动自动化设备有限公司 High-temperature heaters used in mine pipelines
RU2846730C1 (en) * 2024-07-04 2025-09-12 Павел Александрович Зубков Method of producing temperature-activated water for extinguishing ship fires

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2718811A1 (en) Vitiated steam generator
RU2762474C1 (en) Generator for receiving hot or superheated water
KR102356305B1 (en) Combustion burner apparatus using superheated steam
RU2594833C1 (en) Vaporizer for liquefied hydrocarbon gas
KR100910594B1 (en) Boiler temperature controller
RU2244878C2 (en) Igniter (versions)
US20090288583A1 (en) Low oxygen vortex burner
RU2700492C1 (en) Generator for production of hot or overheated water
RU2206818C1 (en) Heat-and-steam generator
RU2345807C1 (en) Generator for obtaining hot or superheated water, which is intended namely for mobile fire devices
KR101415123B1 (en) steam generation apparatus
ES2397591T3 (en) Device for supplying water vapor through a heat exchanger to a combustion chamber and associated procedure
RU132176U1 (en) REGENERATIVE BURNER BLOCK
WO2019015486A1 (en) Alcohol-based fuel vaporization and combustion device
WO2012161600A2 (en) Method and device for dissociating water for boilers
RU2386898C2 (en) Device for combustion of liquid organic radioactive waste
RU2178119C1 (en) Mobile thermogenerator
RU2486408C1 (en) Gas burner
CN1004511B (en) Internal combustion steam generator
RU2831739C1 (en) Portable burner device
RU105407U1 (en) GAS AND LIQUID FUEL BURNER
CN203927906U (en) Fuel nozzle and burner
RU179513U1 (en) STEAM GAS GENERATOR
JP3846998B2 (en) Fuel oil and water mixed combustion equipment
CN100398906C (en) High pressure nano vapor generation method and generator therefor