Нагреватель жидкостного теплоносителя

Изобретение предназначено для нагрева жидкостного теплоносителя и может быть использовано в теплотехнике. Нагреватель жидкостного теплоносителя содержит полый корпус для подачи теплоносителя и расположенную внутри него жаровую трубу, на внутренней поверхности которой расположен винтовой выступ. Корпус состоит из двух частей. Труба состоит из двух полутруб, каждая из которых закреплена на соответствующей части корпуса, на внутренней поверхности каждой из полутруб расположены полувитки винтового выступа с возможностью стыковки их при соединении частей корпуса и полутруб. Изобретение обеспечивает увеличение КПД, а также обеспечение свободного доступа к деталям нагревателя жидкостного теплоносителя и возможность быстрой замены его частей при выходе нагревателя из строя. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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.