ГАЗОВЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ
GAS WATER HEATER

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева воды для бытовых и производственных нужд.
Известен контактно-поверхностный водонагреватель, содержащий корпус с контактной камерой, над которой установлен водораспределитель и размещенные внутри корпуса надтопочный диск, радиационная надтопочная камера и установленная над ней кольцевая водопитательная емкость. (А.С. №918705, СССР). Известный водонагреватель громоздок, сложен по конструкции и предназначен в основном для производственных нужд. Известен газовый водонагреватель проточный, содержащий огневую камеру с газовой горелкой, змеевик и дефлектор (В.И. Камидук и другие «Гидравлика, водоснабжение и канализация», М: Стрройиздат, 2002, стр.303, рис.28). В известном водонагревателе прогорает огневая камера, из-за недостаточного охлаждения, забивается змеевик шламом и накипью, внутренняя часть камеры покрывается слоем сажи и снижает теплопередачу от газов к циркулирующей в змеевике воде.
Технический результат, на который направлено изобретение заключается в улучшении условий соприкосновения капелек жидкости с частицами горячих газов, повышение эффективности и надежности. Результат достигается за счет того, что предлагается газовый водонагреватель, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный ствол с отверстиями с верхней и нижней крышками, огневую камеру и газовую горелку, мембраны, витую платину, водораспределитель и водосборную емкость. Согласно изобретению в цилиндрическом корпусе, в центральной его части установлен вертикальный ствол с отверстиями, сверху корпус имеет крышку и днище, ствол внизу имеет крышку, над которой размещена газовая горелка с газовой задвижкой, а сверху ствол закрыт крышкой. Через крышку корпуса проходит трубопровод холодной воды, соединенный с кольцевым водораспределителем, размещенным над крышкой ствола. Кольцевые мембраны с отверстиями (не показаны), одними концами защемлены в кольцах, которые прикреплены с наружной стороны ствола, свободные концы их жестко прикреплены к стакану, концентрично установленному в корпусе. В кольцевом пространстве между корпусом и стаканом свободно установлена плоская витая платина с отверстиями, а огневая камера, размещенная в стволе через отверстия в стволе и отверстия в мембранах, сообщена пневматически с газоходом, прикрепленным в верхней части корпуса. В нижней части корпуса размещена водосборная емкость со спускным и переливным клапанами. Дно стакана установлено под углом 15-20 градусов, в центре оно имеет отверстия, причем 1/3 объема воды должна падать на дно стакана, 2/3 объема - в его отверстия.
На чертеже (фиг.1) схематично показан газовый водонагреватель в разрезе. В цилиндрическом корпусе 1, в центральной его части, вертикально установлен ствол 2 с отверстиями 3, сверху корпус имеет крышку 4 и днище 5. Внизу ствол 2 имеет крышку 6, над которой размещена газовая горелка 7 с газовой задвижкой, а сверху - крышку 9. Через крышку 4 корпуса 1 проходит трубопровод 10 холодной воды, соединенный с кольцевым водораспределителем 11, размещенным над крышкой 9. Кольцевые мембраны 12 одними кольцами защемлены в кольцах 13, прикрепленных с наружной стороны ствола 2, свободные концы мембраны жестко прикреплены к стакану 14, концентрично установленному в корпусе 1. Дно 15 стакана 14 установлено под углом 15-20 градусов, в центре оно имеет отверстие для прохода дымовых газов и проникновения вниз струй воды. В кольцевом пространстве между корпусом 1 и стаканом 14 свободно установлены плоская витая пластина 16 с отверстиями (не показаны). Огневая камера 17, размещенная в стволе 2 через отверстия 3 и отверстия в мембранах 12 (не показаны), сообщена пневматически с газоходом 18. В нижней части корпуса 1 размещена водосборная емкость 19 со спускным клапаном 20 и переливным клапаном 21. Смеситель 22 гидравлически соединен через клапан 23 с емкостью 19 и через клапаны 24 и 25 с системой водоснабжения. Ствол 2 выполнен из стальной трубы, в нем отверстия 3 имеют резьбу для закрутки газовых потоков, проходящих через них. Количество, размер отверстий в стволе, мембране, стакане и в витой пластине 16 определяется пневматически и гидравлическим расчетом. Отверстия в кольцевом водораспределителе 11 должны быть выполнены из условия попадания воды 1/3 на дно 15 стакана 14 и 2/3 объема на мембраны 12, через отверстия в стакане.
Газовый водонагреватель работает следующим образом.
Открывают газовую задвижку 8, включают в работу газовую горелку 7. По истечении 2-5 минут прогрев ствола 2, мембран 12, стакана 14 и витой пластины 16 открывает клапаны 21 и 25. Холодная вода по трубопроводу 10 устремится в кольцевой водораспределитель 11 и через отверстия в нем струйками начнет падать на дно 15 стакана 14 на мембраны 12. Забрав тепло от мембраны 12, стакана 14 и витой пластины 15 горячая вода будет скапливаться в емкости 19 и при начале перелива ее через клапан 21 водонагреватель готов к разбору горячей воды. Через клапан 21 возможно наполнить ванну или иную емкость с горячей водой, а через клапан 23 и смеситель 22, открывая также клапан 24, возможна работа душа. По окончанию принятия ванны или душа, закрывают задвижку 7 и клапан 25. Через клапан 29 водонагреватель периодически промывают от ила, скопившегося на дне 5. Холодная вода тонкой пленкой стекает по стенке стакана 14 с обеих сторон вниз, а также по мембранам 12 и витой пластине 16 без разделительной поверхности. Этот нагрев воды самый эффективный, а потому КПД предлагаемого газового водонагревателя может быть достигнут до 85-90%. Прогар ствола 2 исключен, засорение поверхностей мембран 12 и пластин 15 маловероятно, поскольку они постоянно обмываются проточной водой.
Предлагаемый водонагреватель найдет широкое применение как в быту, так и в промышленности из-за экономичности, простоты устройства, надежности в работе и простоты эксплуатации.