CS269288B1 - Gravitační svislé tepelná trubice - Google Patents

Abstract

V gravitační svislé tepelné trubici 8 válcovým pláštěm, s vnitřními vý­ hřevnými plochami v kondeneační zóně a pod nimi uspořádaným nálevkovitým sběračem se sbémou trubkou je v transportní zóně umístěn souose s válcovým pláštěm válcový kroužek. Ten je na dolním konci, zasahujícím do odpařovací zóny, opatřen rozšířením, jehož okraj vytváří vůči vnitřnímu povrchu válcové­ ho pláště štěrbinu. Zabrání se styku kondensátu stékajícího po vnitřní stěně pláště se stoupavým proudem péry a docí­ lí se rovnoměrné omývání pláště odparovací zóny kondensátem. Tepelná trubice je vhodná hlavně pro použití v energetice.

Description

Vynález se týká gravitační svislé tepelné trubice a jeho účelem je zvýšit její limit tepelného výkonu.

Je známá řada gravitačních tepelných trubic s různými vnitřními vestavbami, jejichž použití je motivováno snahou o zvýšení limitu tepelného výkonu, protože výkon tepelné trubice je obvykle určen hydrodynamickými a tepelnými pochody, které v tepelné trubici při různých pracovních podmínkách probíhají. Limitujícími faktory tepelného výkonu Jsou zejména hydrodynamické poměry při proudění páry a kondensátu teplonosného média ve vnitřním prostoru trubice, hustota tepelného toku při vypařování a varu teplonosné pracovní látky a strhávání kondensující kapaliny proudící parou. Známé konstrukce tepelných trubie ovlivňují jednotlivé výše uvedené limity vnitřními vestavbami.

Je známá gravitační svislá tepelná trubice, skládající se z válcového pláště, odpařovací zóny, transportní zóny a kondensační zóny, ve která je uvnitř uspořádána alespoň jedna- válcová výhřevná plocha, která je dole a nahoře spojena s vnějším prostředím. Dále jsou známy nálevkovité sběrače kondensátu, umístěné pod výhřevnými plochami, do kterých stéká kondensát, vysrážený na výhřevných plochách. Tyto sběrače mají v nejnižším bodě připojenou sběrnou trubku, zavedenou do blízkosti dna odpařovací zóny. Touto sběrnou trubkou odtéká kondensát, nashromážděný v nálevkovitém sběrači, aniž by přišel do styku se stoupavým proudem páry v odpařovací a transportní zóně.

Nevýhodou takto a podobně provedených svislých tepelných trubic, obzvláště 3 delší transportní zónou je skutečnost, že rychle vzhůru proudící páry teplonosného média na své cestě strhávají kapičky kondensátu, stékajícího po vnitřní stěně válcového pláště tepelné trubice, čímž značně snižují přenos tepla z odpařovací do kondensační zóny.

Tuto nevýhodu z největší části odstraňuje gravitační svislá tepelná trubice podle dále popsaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že uvnitř transportní zóny je souose s válcovým pláštěm tepelné trubice umístěn válcový kroužek o menším průměru, než je největší průměr nálevkovitého sběrače kondensátu a který je na dolním konci, zasahujícím do odpařovací zóny, opatřen rozšířením, jehož okraj vytváří vůči vnitřnímu povrchu válcového pláště Štěrbinu.

Výhoda tepelné trubice provedené podle vynálezu tkví v tom, že kondensát vznikající kondensací par teplonosného média na vnitřním povrchu válcového pláště a stékající po něm dolů, je válcovým kroužkem oddělen od proudu páry, proudící vzhůru 2 odpařovací zóny. Vnikání páry do prostoru mezi válcový kroužek a vnitřní povrch válcového pláště Je zabráněno vytvořením štěrbiny mezi okrajem rozšíření válcového kroužku a vnitřním povrchem válcového pláště. Tato štěrbina umožňuje zadržování kondensátu, jehož hladina se při provozu zvedne do určité výše nad ní. Tím se utěsňuje průchod páry štěrbinou. Páry tedy prakticky nepřicházejí v transportní zóně do styku a kondensátem, neochlazují se a veškeré teplo předávají až v kondensační zóně. Působením štěrbiny a statické váhy sloupce kondensátu nad ní dochází dále v odpařovací zóně k rovnoměrnému omývání vnitřního povrchu válcového pláště kondensátem, který se rychle odpařuje. To má pozitivní vliv na tepelný výkon tepelné trubice.

Dále bude popsáno příkladné provedení gravitační svislé tepelné trubice podle vynálezu na připojeném výkresu, kde na obr. 1 Je -svislý řez osou tepelné trubice a na obr. 2 Je vodorovný řez tepelnou trubicí z obr. 1 v řezu A - A.

Gravitační svislá tepelná trubice 1 podle vynálezu se skládá z válcového pláště 2, který je nahoře uzavřen horním dnem 3 a dole spodním dnem 4. Spodní díl tepelné trubice 1^, který je umístěn v prostředí o vyšší teplotě tvoří odpařovací zónu 5, horní díl, který zasahuje do prostředí o nižší teplotě je kondensační zóna 6. Prostřední díl, který je vystaven neutrální teplotě, tvoří transportní zónu 7. V kondensační zóně 6 jsou umístěny čtyři svislé válcové výhřevné plochy 8, které Jsou rovnoměrně rozmístěny kolem svislé osy tepelné trubice 1. Každá válcová výhřevná plocha 8 je tvořena trubkou, nahoře a dole uzavřenou víčkem, a dále dolním průchodem 9 a horním průchodem 10, kterými jsou válcové výhřevné plochy 8 propojeny s vnějším prostředím, které tepelnou trubici 1 obklopuje. Pod

CS 269 288 B1 válcovými výhřevnými plochami 8 je upevněn nálevkovitý sběrač 21 kondensátu, jehož.průměr horní hrany přesahuje průměr kružnice opsané kolem válcových výhřevných ploch 8 tak, aby kondensát tekl z jejich povrchu do nálevky sběrače 11 kondensátu. Na nálevkovitý sběrač 11 kondensátu navazuje sběrná trubka 22, která je svým dolním koncem ponořena do neodpařené kapaliny v odpařovací zóně 5. Uvnitř transportní zóny 7 je souose s pláštěm 2 tepelné trubice 2 umístěn válcový kroužek 23» jehož průměr je menší, než největší průměr nálevkovítého sběrače Π kondensátu. Válcový kroužek 22 zasahuje svým dolním koncem do odpařovací zóny 5 a je dole opatřen rozšířením 24, jehož vnější okraj spolu s vnitřním pďvrchem válcového pláště 2 tvoří mezikruhovou štěrbinu 24. Tepelná trubice 2 je zčásti naplněna pracovním teplonosným médiem, v popisovaném případě vodou a je z ní vyčerpán vzduch. Hladina vody sahá k rozšíření 21 válcového kroužku 22·

Tepelná trubice 1 je odpařovací zónou 5 zasunuta do spalovací komory a kondensační zóna 6 je obklopena vodou v uzavřené tlakové nádrži. V běžném provozu se voda v odpařovací zóně 5 odpařuje a pára proudí prostorem mezi válcovým kroužkem 22» sběrnou trubkou 22 a spodním povrchem nálevkovitáho sběrače 11 do kondensační zóny 6, kde na povrchu válcového pláště 2, horního dna 3, válcových výhřevných ploch 8 a dolních a horních průchodech 9, 10 kondensuje a kondensát stéká jednak z válcových výhřevných ploch 8 do nálevkovitého sběrače 21 a sběrnou trubkou 22 zpět ke dnu odpařovací zóny 5, jednak po vnitřní stěně válcového pláště 2 do prostoru mezi vnitřní stěnou válcového pláště 2, vnější stěnou válcového kroužku 22 ^a vnější stěnou rozšíření 24» ^se působením štěrbiny 24 vzedme a nepřetržitě stéká ve formě tenkého filmu do odpařovací zóny 5, přičemž se intensivně ohřívá a odpařuje. Stejný děj se nepřetržitě opakuje a voda v uzavřené nádrži kolem kondensační zóny 6 tepelné trubice 2 se intensivně ohřívá.

Tepelná trubice podle vynálezu je určena hlavně pro energetické účely, například pro přenos tepla v horkovodních a parních kotlech. Podle jejího průměru a použitého teplonosného média je možno ji použít i k jiným účelům při přenosu tepla.

Claims (1)

1. P Ř E D M Ž T VYNÁLEZU

   Gravitační svislá tepelná trubice s válcovým pláštěm, odpařovací zónou, transportní zónou a kondensační zónou, ve které je umístěna alespoň jedna válcová výhřevná plocha nahoře a dole spojená s vnějším prostředím, pod kterou je umístěn nálevkovitý sběrač kondensátu, jehož sběrná trubka je zavedena do odpařovací zóny, vyznačující se tím, že uvnitř transportní zóny (7) je souose s válcovým pláštěm (2) tepelné trubice (1) umístěn válcový kroužek (13) o menším průměru, než je největší průměr nálevkovitáho sběrače (11) kondensátu a který je na dolním konci, zasahujícím do odpařovací zóny (5), opatřen rozšířením (14), jehož okraj vytváří vůči vnitřnímu povrchu válcového pláště (2) štěrbinu (24).