Нагреватель с кольцевым теплообменником

(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Мозырский завод сельскохозяйственного машиностроения(72) Авторы Голик Леонид Иосифович Дубровский Олег Степанович Рыжик Нина Павловна(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Мозырский завод сельскохозяйственного машиностроения(57) Нагреватель с кольцевым теплообменником с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя, содержащий горизонтально расположенные цилиндрической формы корпус, камеру сгорания, кольцевой теплообменник, патрубок выхода отходящих газов из теплообменника в атмосферу, расположенный в зоне верхних образующих цилиндров теплообменника и корпуса, а также патрубка выхода отходящих газов из камеры сгорания в теплообменник, отличающийся тем, что последний патрубок расположен в зоне нижних образующих цилиндров камеры сгорания и теплообменника и на одной радиальной линии с предыдущим патрубком, а конструктивно выполнен так, что его поверхность омывается холодным теплоносителем.(56) 1. ТУ 00238658.004-95. Водонагревательные установки ВНУ-200, ВНУ-200 К, ВНУ 200-01, ВНУ-200 К-01. Технические условия. Зарегистрированы Госстандартом Республики Беларусь за 002495 03.10.1995 г. 2. ТУ РБ 00238658.012-97. Водонагревательные установки НУ-100, ВНУ-100 К. Технические условия. Зарегистрированы Госстандартом Республики Беларусь за 005026 12.02.1997 г. (прототип) 3. ТУ РБ 400083770.15-2000. Воздухонагреватели ВН-175 и ТГ-Ф-1,5. Технические условия. Зарегистрированы Госстандартом Республики Беларусь за 011410 02.10.2000 г. 4. ТУ РБ 00238658.008-97. Теплогенераторы ТГ-Т-100. Технические условия. Зарегистрированы Госстандартом Республики Беларусь за 005027 12.02.97 г. 5. ТУ РБ 400083770.016-2000. Теплогенераторы ТГ-Т-150, ТГ-Т-150-01. Технические условия. Зарегистрированы Госстандартом Республики Беларусь за 011474 18.10.2000 г. Полезная модель относится к водо-воздухонагревателям, предназначенным для отопления с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя. Известны водонагревательные установки 1, 2 и воздухонагреватели 3, 4, 5 для отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Наиболее близким прототипом к описываемой полезной модели являются водонагревательные установки, состоящие из нагревателя, в состав которого входят горизонтально расположенные цилиндрической формы корпус и теплообменник кольцевой, соединенные между собой в зоне верхних образующих патрубком для выхода отходящих газов из теплообменника в атмосферу, камера сгорания, соединенная также в зоне верхних образующих с теплообменником патрубком для выхода отходящих газов из камеры сгорания в теплообменник, но расположенного в противоположной стороне от первого патрубка 2. По причине верхнего расположения обоих патрубков прохода отходящих газов температура нагрева верхних элементов нагревателя выше, чем нижних, что вызывает разницу в величине температурных линейных расширений верхней и нижней частей теплообменника, камеры сгорания и корпуса. Кроме того, расположение обоих патрубков на одной продольной линии создает жесткую конструкцию, исключающую возможность компенсации разных величин температурных линейных расширений цилиндров камеры сгорания, кольцевого теплообменника и корпуса. По данным измерений эта разница составляет до 12 мм. Все это приводит к образованию трещин и разрывов в сварных соединениях и деформации металлоконструкции нагревателя. Кроме того, в прототипе нижняя часть патрубка выхода отходящих газов из камеры сгорания расположена во внутренней полости камеры сгорания с высокой температурой и не омывается холодным теплоносителем, что приводит к его прогоранию, несмотря на то,что он выполнен из жаростойкой стали. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности и долговечности водо-воздухонагревателей при сохранении остальных технических характеристик. Это достигается тем, что в предлагаемом нагревателе с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя, состоящего из горизонтально расположенных цилиндрической формы корпуса, камеры сгорания, теплообменника кольцевого, патрубка выхода отходящих газов из теплообменника в атмосферу, расположенного на верхних образующих цилиндров теплообменника и корпуса, а также патрубка выхода отходящих газов из камеры сгорания в теплообменник, но последний патрубок расположен на нижних образующих цилиндров камеры сгорания и теплообменника на одной радиальной линии с 833 предыдущим патрубком и конструктивно выполнен так, что его омывает холодный теплоноситель. На чертеже предлагаемой полезной модели изображена принципиальная схема нагревателя с кольцевым теплообменником, имеющего следующие составляющие части корпус 1, камера сгорания 2, теплообменник кольцевой 3, патрубок 4 выхода отходящих газов из камеры сгорания в теплообменник кольцевой, патрубок 5 выхода отходящих газов из теплообменника кольцевого в атмосферу. Возможность осуществления полезной модели подтверждается работой изображенного на чертеже нагревателя следующим образом. При сгорании топлива в камере сгорания 2 происходит нагрев и температурное линейное расширение цилиндра камеры, а также конвективная передача тепла теплоносителю, омывающего поверхность камеры сгорания. Отходящие газы из камеры сгорания 2 проходят в нижнюю зону теплообменника кольцевого 3 через патрубок 4, расположенный в зоне нижних образующих цилиндров камеры сгорания 2 и теплообменника 3 на одной радиальной линии с патрубком 5. Патрубок 4 конструктивно выполнен так, что он омывается поступающим в теплообменник холодным теплоносителем. Далее отходящие газы,теряя температуру от передачи ее теплоносителю, омывающего поверхности теплообменника кольцевого 3, проходят путь по каналам газоходов и попадают в верхнюю зону теплообменника кольцевого 3 и патрубок 5. При этом происходит нагрев и температурное линейное расширение цилиндров теплообменника кольцевого 3. От контакта патрубка 5 и нагретого теплоносителя с корпусом 1 происходит нагрев и линейное расширение его цилиндра. Как известно, нагретый теплоноситель стремится вверх, оставляя нижнюю зону с меньшей температурой. Нижнее расположение патрубка 4 обеспечивает более интенсивный нагрев нижних частей цилиндров камеры сгорания 2, теплообменника 3, корпуса 1 и теплоносителя. В результате температура нагрева верхней и нижней частей элементов металлоконструкции нагревателя и теплоносителя в его полостях уравнивается, линейное расширение от нагрева верхней и нижней частей цилиндрических элементов нагревателя стремится к одинаковой величине. Результаты сравнительных испытаний подтверждают, что использование предлагаемого нагревателя с нижним расположением патрубка выхода отходящих газов из камеры в теплообменник позволяет обеспечить более равномерный нагрев верхней и нижней частей металлоконструкции нагревателя и теплоносителя. Повышение долговечности патрубка,вынесенного из высокотемпературной зоны и омываемого холодным теплоносителем не вызывает сомнений. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3