×
26.10.2018
218.016.9630

Результат интеллектуальной деятельности: Кольцевой капиллярный конденсатор

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002670728
Дата охранного документа
24.10.2018
Аннотация: Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к теплообменной аппаратуре, и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента. Технический результат - повышение надежности и эффективности работы кольцевого капиллярного конденсатора. Кольцевой капиллярный конденсатор включает цилиндрический корпус с плоской верхней и конусной нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара и выхода конденсата, воздушным патрубком, внутри которого между горизонтальными верхней и нижней крышками размещены верхняя перегородка с верхним центральным отверстием, нижняя перегородка, состоящая из решетки, выполненной из гидрофильного материала и периферийного кольца, соединенного снизу с верхней кромкой кольцевой емкости гидрозатвора, водослив которой образует нижнее центральное отверстие, соосное верхнему отверстию, между верхней и нижней перегородками расположены периферийная паровая кольцевая полость, кольцевые пакеты, состоящие из отдельных перфорированных колец, вставленных друг в друга, выполненных из гидрофильного материала, которые образуют пароконденсатную секцию и паровоздушную секции, причем каждое перфорированное кольцо в кольцевом пакете размещено с зазором между собой равным ∆ и снабжено отверстиями, выполненными в виде горизонтальных конических капилляров, горизонтальными шипами длиной ∆, вертикальными канавками, причем кольцевые пакеты компонуются таким образом, что малые отверстия конических капилляров предыдущего перфорированного кольца располагаются напротив вертикальных канавок следующего перфорированного кольца. 7 ил.

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно, к теплообменной аппаратуре и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента.

Известен капиллярный водоохладитель, содержащий корпус с верхней и нижней крышками, штуцерами (патрубками) входа и выхода охлаждаемой жидкости (рабочего тела), воздушным патрубком, внутри которого помещены горизонтальные перегородки со щелями, вертикальные перегородки, размещенные между каждыми двумя близлежащими горизонтальными перегородками, соединенными поочередно своей верхней или нижней кромкой с поверхностью близлежащей верхней или нижней горизонтальной перегородки с созданием щели между своей нижней или верхней кромкой и поверхностью нижней или верхней горизонтальной перегородки, образуя, расположенные поочередно по ходу движения воды: n пустотелых ступеней свободной поверхности, n-1 ступеней охлаждения и одну ступень подъема и охлаждения, покрытых или изготовленных из гидрофильного и гидрофобного материалов и заполненных пористой насадкой [Патент РФ № 2227252, Мкл. F24F3/14, 2004].

Основными недостатками известного капиллярного водоохладителя являются громоздкость его конструкции, обусловленная необходимостью значительных пустот по ширине и высоте аппарата, что усложняет его конструкцию, заполнение их жидкостью при удалении из них воздуха, что приводит к прекращению работы и таким образом снижает его надежность, а также невозможность конденсации значительных количеств пара, что снижает его эффективность.

Более близким к предлагаемому изобретению является капиллярный конденсатор, включающий корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара и выхода конденсата (рабочего тела), воздушным патрубком, внутри которого между верхней и нижней крышками размещены вертикальные прямоугольные перегородки, соединенные между собой через одну попарно снизу горизонтальными полосами–днищами, образуя паровые камеры (пароконднсатные секции), а сверху, соединенные между собой в шахматном порядке через одну также попарно горизонтальными полосами–крышками, образуя камеры сбора конденсата (паровоздушные секции), причем каждая вертикальная перегородка состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин (элементов), размещенных с зазором между собой, покрытых слоем гидрофильного материала или изготовленных из него, отверстия в которых выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, расположенных таким образом, что малые отверстия конических капилляров предыдущей пластины располагаются против больших отверстий конических капилляров последующей пластины, при этом в полость каждой паровой камеры пластины вертикальных перегородок обращены большими отверстиями конических капилляров, а в полость каждой камеры сбора конденсата, наоборот, пластины вертикальных перегородок обращены малыми отверстиями конических капилляров [Патент РФ № 2390688, МПК F24F3/14, 2010].

Основными недостатками известного капиллярного конденсатора являются невозможность регулировки при изменении нагрузки, возможный проскок несконденсировавшегося пара через зазоры между перфорированными пластинам, отсутствие организованного стока конденсата с поверхности вертикальных пластин, что приводит к заполнению зазоров между пластинами конденсатом и прекращению работы конденсатора и, таким образом, снижает его надежность и эффективность.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и эффективности работы кольцевого капиллярного конденсатора.

Технический результат достигается в кольцевом капиллярном конденсаторе, включающем цилиндрический корпус с плоской верхней и конусной нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара и выхода конденсата, воздушным патрубком, внутри которого между верхней и нижней крышками размещены верхняя перегородка с верхним центральным отверстием, нижняя перегородка, состоящая из решетки, выполненной из гидрофильного материала, и периферийного кольца, соединенного снизу с верхней кромкой кольцевой емкости гидрозатвора, водослив которой образует нижнее центральное отверстие, соосное верхнему отверстию, между верхней и нижней перегородками расположены периферийная паровая кольцевая полость, кольцевые пакеты, уложенные друг на друга и состоящие из отдельных перфорированных колец, вставленных друг в друга, выполненных из гидрофильного материала, которые образуют пароконденсатную секцию и паровоздушную секции, состоящую из полости, расположенной между уровнем конденсата в поддоне, образованным конусной нижней крышкой и верхней крышкой, причем каждое перфорированное кольцо в кольцевом пакете размещено с зазором между собой равным ∆ и снабжено отверстиями, выполненными в виде горизонтальных конических капилляров, направленных малыми отверстиями в сторону паровоздушной секции, вышеупомянутые кольца со стороны паровоздушной секции снабжены горизонтальными шипами длиной ∆, расположенными в шахматном порядке между малыми отверстиями капилляров, а с противоположной стороны перфорированные кольца снабжены по всей высоте вертикальными канавками, расположенными между большими отверстиями конических капилляров, причем кольцевые пакеты компонуются таким образом, что малые отверстия конических капилляров предыдущего перфорированного кольца располагаются напротив вертикальных канавок следующего перфорированного кольца.

На фиг. 1–7 представлен предлагаемый кольцевой капиллярный конденсатор. Фиг. 1–4 – общий вид кольцевого конденсатора (ККК) и его разрезы, фиг. 3–5 – узел соединения пароконденсатной секции с верхней перегородкой и его разрезы, фиг. 7 – узел соединения пароконденсатной секции с нижней перегородкой.

Кольцевой капиллярный конденсатор содержит цилиндрический корпус 1 с плоской верхней и конусной нижней крышками 2 и 3, снабженный патрубками входа отработанного пара 4 и выхода конденсата 5, воздушным патрубком 6, внутри которого между верхней и нижней крышками 2 и 3 размещены верхняя перегородка 6 с верхним центральным отверстием 8, нижняя перегородка 9, состоящая из решетки 10, выполненной из гидрофильного материала и периферийного кольца 11, соединенного снизу с верхней кромкой кольцевой емкости 12 гидрозатвора 13, водослив 14 которой образует нижнее центральное отверстие 15, соосное верхнему отверстию 8, между верхней и нижней перегородками 6 и 9 расположены периферийная паровая кольцевая полость 16, кольцевые пакеты 17, уложенные друг на друга и состоящие из отдельных перфорированных колец 18, вставленных друг в друга, выполненных из гидрофильного материала, которые образуют пароконденсатную секцию 19 и паровоздушную секции 20, состоящую из полости 21, расположенной между уровнем конденсата в поддоне, образованной конусной нижней крышкой 3 и верхней крышкой 2, причем каждое перфорированное кольцо 18 в кольцевом пакете 17 размещено с зазором 22 между собой равным ∆, и снабжено отверстиями, выполненными в виде горизонтальных конических капилляров 23, направленных малыми отверстиями в сторону паровоздушной секции 20, вышеупомянутые кольца 18 со стороны паровоздушной секции 20 снабжены горизонтальными шипами 24 длиной ∆, расположенными в шахматном порядке между малыми отверстиями капилляров 21, а с противоположной стороны перфорированные кольца 18 снабжены по всей высоте вертикальными канавками 25, расположенными между большими отверстиями конических капилляров 23, причем кольцевые пакеты 17 компонуются таким образом, что малые отверстия конических капилляров 23 предыдущего перфорированного кольца 18 располагаются напротив вертикальных канавок 25 следующего перфорированного кольца 18.

В основу работы предлагаемого кольцевого капиллярного конденсатора положены особенности движения жидкости (пара) в конических капиллярах 23, а именно: движение осуществляется от большего сечения к меньшему, при этом в широкой части капилляра 23 происходит испарение жидкости, в узкой части – конденсация пара [Лыков А. В. Тепломассообмен: (Справочник). 2–е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1978, С. 365, 366], снижение теплосодержания жидкости при образовании поверхности [Мельвин–Хюз, Физическая химия, т. II –М.: Ин. лит., 1962, С. 802], а также ступенчатое изменение параметров пара при движении через N штук перфорированных колец 18 [Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии –М.: Химия, 1987, С. 15].

Для обеспечения возможности работы ККК в широком диапазоне нагрузок по пару, устанавливают батарею ККК, способную работать в этом диапазоне. При этом, количество пара, приходящегося на 1 ККК определяется, исходя из минимальной нагрузки, а число ККК в батарее определяют, исходя из максимальной нагрузки по пару.

ККК работает следующим образом. Пар, при температуре насыщения, через патрубок 4 подают в паровую кольцевую полость 16, откуда он поступает в большие отверстия конических капилляров 23 первых перфорированных колец 18 пакетов 17, в которых под действием капиллярных сил перемещается к их малым отверстиям, где происходит его частичная конденсация с выделением тепла конденсации Qr1. Мениски образовавшейся жидкости в капиллярах 23 соприкасаются с гидрофильным материалом поверхности кольца 18 благодаря зазорам 22 и покрывают тонким слоем его гидрофильную поверхность (ширину зазора 22 фиксируют шипы 24), откуда под действием силы тяжести стекают в кольцевую емкость 12 гидрозатвора 13. Большая часть конденсата с несконденсировавшимся паром выбрасывается из малых отверстий капилляров 23 предыдущих колец 18, внезапно расширяясь в полости зазора 22, в результате чего температура парожидкостной смеси снижается (эффект Джоуля –Томпсона) и попадает в канавки 25 последующих колец 18, где пар сепарируется от частиц конденсата и поступает в большие отверстия капилляров 22 последующих колец 18, а конденсат распределяется по гидрофильной поверхности этих колец 18 и канавок 25, в результате чего его температура также несколько снижается, откуда под действием силы тяжести стекает в кольцевую емкость 12 гидрозатвора 13, при наполнении которой через кольцевой водослив стекает в поддон ККК (гидрозатвор 13 предотвращает проскок несконденсировавшегося пара через зазор 22 в паровоздушную секцию 20). В следующих перфорированных кольцах процессы конденсации и охлаждения происходят аналогичным образом. При этом, в больших отверстиях конических капилляров 23 происходит частичное испарение образовавшейся жидкости, на которое используется тепло конденсации Qr1 предыдущего кольца 18 и тепло самого пара, парожидкостная смесь под действием капиллярных сил перемещается к малым отверстиям конических капилляров 23, где также происходит частичная конденсация меньшего количества пара с выделением уже меньшего количества тепла Qr2. При этом по мере перемещения пара от одной кольца 12 к другому влагосодержание его не увеличивается, в результате чего скорость конденсации не уменьшается, а количество его уменьшается. Конденсат из поддона, образованного нижней крышкой 3, выводится из ККК через патрубок 5, а несконденсировавшийся пар и газы (О2, СО2, N2) паровоздушной секции 20 выводятся через воздушный патрубок 6. При этом, многократное ступенчатое повторение процессов конденсации и испарения, расширения пара и создания поверхности жидкости увеличивает движущую силу, что также обеспечивает интенсификацию процессов конденсации и охлаждения.

Количество перфорированных колец 23 в одном пакете 17, их высоту, число пакетов 17 и, соответственно, диаметр и высоту ККК принимают таким, чтобы обеспечить конденсацию большей части пара, поступившего в конические капилляры 23 первых по его ходу перфорированных колец 18. Ширина зазора 22 между кольцами 18 равная ∆ зависит от свойств жидкости и должна обеспечивать невозможность образования конденсатных пробок между кольцами 18, создавать пространство для расширения пара после его выхода из малых отверстий капилляров 23 и определяется опытным путем.

Таким образом, в результате совместного многократного ступенчатого воздействия на пар и образовавшийся конденсат при их прохождении пара через конические капилляры 23 перфорированных колец 18, слива конденсата по канавкам 25 через гидрозатвор 13 (который предотвращает пара в паровоздушную секцию 20) осуществляется значительное снижение их теплосодержания, которое происходит за счет затрат тепла на образование свободной поверхности, капиллярных сил, преодоления сил трения и эффекта Джоуля–Томпсона, что позволяет проводить процессы конденсации большей части пара и снижение температуры полученного конденсата без использования хладоагента.

Кольцевой капиллярный конденсатор, включающий корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара и выхода конденсата, воздушным патрубком, внутри которого между верхней и нижней крышками размещены перегородки, образующие пароконденсатные секции и паровоздушные секции, причем каждая вертикальная перегородка состоит из нескольких вертикальных перфорированных элементов, размещенных с зазором между собой, покрытых слоем гидрофильного материала или изготовленных из него, отверстия в которых выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, направленных в сторону паровоздушной секции, отличающийся тем, что корпус цилиндрический, с плоской верхней и конусной нижней крышками, в корпусе размещены горизонтальные верхняя перегородка с верхним центральным отверстием, нижняя перегородка, состоящая из решетки, выполненной из гидрофильного материала и периферийного кольца, соединенного снизу с верхней кромкой кольцевой емкости гидрозатвора, водослив которой образует нижнее центральное отверстие, соосное верхнему отверстию, между верхней и нижней перегородками расположены периферийная паровая кольцевая полость, кольцевые пакеты, уложенные друг на друга и состоящие из отдельных перфорированных элементов, представляющих собой перфорированные кольца, вставленные друг в друга, выполненные из гидрофильного материала, которые образуют пароконденсатную секцию и паровоздушную секцию, состоящую из полости, расположенной между уровнем конденсата в поддоне, образованным конусной нижней крышкой и верхней крышкой, причем каждое перфорированное кольцо в кольцевом пакете размещено с зазором между собой равным ∆, вышеупомянутые кольца со стороны паровоздушной секции снабжены горизонтальными шипами длиной ∆, расположенными в шахматном порядке между малыми отверстиями капилляров, а с противоположной стороны перфорированные кольца снабжены по всей высоте вертикальными канавками, расположенными между большими отверстиями конических капилляров, а кольцевые пакеты компонуются таким образом, что малые отверстия конических капилляров предыдущего перфорированного кольца располагаются напротив вертикальных канавок следующего перфорированного кольца.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-19 из 19.
04.07.2018
№218.016.6a8d

Термоэлектрическое оребрение для трубопровода

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе транспортирования в трубах различных теплоносителей. Термоэлектрическое оребрение содержит участок трубопровода, на котором расположены по всей его длине продольные ребра,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659508
Дата охранного документа: 02.07.2018
28.08.2018
№218.016.7fcc

Вытяжное устройство для оголовка купола

Изобретение относится к области вентиляции и может быть использовано для естественной и искусственной вентиляции различных зданий, например культовых сооружений. Вытяжное устройство для оголовка купола содержит оголовок, помещенный вверху купола, состоящий из вертикального ограждения с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664950
Дата охранного документа: 23.08.2018
14.12.2018
№218.016.a758

Неинвертирующий повторитель напряжения

Изобретение относится к схемотехнике, автоматике, промышленной электронике и измерительной технике. Технический результат заключается в увеличении значения коэффициента передачи неинвертирующего повторителя напряжения и приближение его к идеальному значению, равному единице. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674927
Дата охранного документа: 13.12.2018
13.01.2019
№219.016.af32

Ленточный термоэлектрогенератор

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для трансформации тепловой энергии в электрическую, при отсутствии источников электроснабжения. Технический результат заключается в повышении эффективности ленточного термоэлектрогенератора. Ленточный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676803
Дата охранного документа: 11.01.2019
18.01.2019
№219.016.b0b7

Устройство декодирования произведений кодов рида-соломона

Изобретение относится к области декодирования произведений кодов Рида-Соломона. Техническим результатом является повышение эффективности коррекции ошибок без снижения пропускной способности устройства декодирования произведения кодов Рида-Соломона путем увеличения числа итераций декодирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677372
Дата охранного документа: 16.01.2019
09.02.2019
№219.016.b8df

Мобильное устройство для снижения теплового излучения выхлопных газов

Изобретение относится к области военной техники. Мобильное устройство для снижения теплового излучения выхлопных газов включает камеру смешения и диффузор. Диффузор соосно соединен с трубой распределителя, заглушенной с тыльного торца, боковая поверхность которой снабжена расположенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679274
Дата охранного документа: 06.02.2019
16.03.2019
№219.016.e1c1

Высокочувствительный ионизационный вакуумметрический преобразователь

Изобретение относится к технике измерения высокого вакуума. Высокочувствительный ионизационный вакуумметрический преобразователь содержит концентрически расположенные штыревой анод, полый цилиндрический холодный катод, одновременно являющийся постоянным магнитом, намагниченным в осевом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682067
Дата охранного документа: 14.03.2019
20.05.2019
№219.017.5cf6

Автономный газовый водонагреватель

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева воды для бытовых и производственных нужд. Технический результат достигается автономным газовым водонагревателем, содержащим цилиндрический корпус с крышкой, снабженной выхлопным патрубком и днищем с центральным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688047
Дата охранного документа: 17.05.2019
02.10.2019
№219.017.cae0

Способ и устройство для обезвреживания и утилизации массива коммунальных отходов

Предлагаемое изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для обезвреживания и утилизации городских (коммунальных) твердых отходов органического происхождения. Способ для обезвреживания и утилизации массива коммунальных отходов включает бурение скважин в толще...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701678
Дата охранного документа: 30.09.2019
Показаны записи 11-20 из 128.
10.05.2015
№216.013.4985

Мобильный уличный кондиционер

Изобретение относится к энергетике, а именно к кондиционированию и, в частности, к способам и устройствам для очистки уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта. Мобильный уличный кондиционер содержит прямоугольный корпус, закрытый крышей, поддон,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550328
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.505c

Энергосберегающая система регулирования параметров приточного воздуха

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано для предварительного подогрева и охлаждения приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования в зимний и летний периоды, соответственно. Энергосберегающая система регулирования параметров приточного воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552093
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.620f

Способ и устройство для эффективной утилизации органических компонентов городских и промышленных отходов

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения. Техническим результатом является повышение надежности, экономической и экологической эффективности утилизации органических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556645
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6212

Устройство для очистки дымовых газов, полученных при сжигании бытовых отходов

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки дымовых газов, полученных от сжигания бытовых отходов. Техническим результатом является повышение экономической и экологической эффективности очистки дымовых газов, полученных от сжигания бытовых отходов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556648
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6c23

Санитарно-утилизационная приставка для теплогенератора крышной котельной

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для очистки и утилизации тепла и конденсата дымовых газов теплогенераторов систем автономного теплоснабжения с одновременным получением электричества. Техническим результатом является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559241
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.10.2015
№216.013.8075

Форсунка для горелки

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в мазутных и газомазутных горелках теплогенерирующих установок для уменьшения расхода топлива и загрязнения окружающей атмосферы его несгоревшими остатками. Форсунка для горелки содержит цилиндрический корпус, днище которого выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564482
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.10.2015
№216.013.8076

Мультитеплотрубная паротурбинная установка с капиллярным конденсатором

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно для трансформации тепловой энергии в механическую. Мультитеплотрубная паротурбинная установка с капиллярным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564483
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.11.2015
№216.013.8dc0

Автономный солнечный опреснитель

Изобретение относится к технике опреснения морских, соленых и минерализованных вод и может быть использовано для получения опресненной воды без затрат дополнительной энергии. Автономный солнечный опреснитель содержит прямоугольный корпус с установленным в нем испарителем с бортиками 5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567895
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.11.2015
№216.013.8ddb

Кожухотрубный капиллярный конденсатор

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента. В кожухотрубном капиллярном конденсаторе под верхней крышкой размещена трубная решетка, в отверстия которой вставлены вертикальные перфорированные трубы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567922
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.02.2016
№216.014.c40f

Подводная гидростатическая электростанция

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов, а именно для трансформации энергии гидростатического давления воды в электрическую. Подводная гидростатическая электростанция содержит прикрепленный к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574686
Дата охранного документа: 10.02.2016
+ добавить свой РИД