PL182071B1 - Wymiennik ciepla, zwlaszcza do wytwarzania par z cieczy PL - Google Patents

Abstract

1. Wymiennik ciepla, zwlaszcza do wytwarzania par z cieczy zawierajacy co najmniej jeden zbiornik przeplywowy cie- czy w postaci wezownicy rurkowej oraz co najmniej jeden elektryczny element grzejny, znamienny tym, ze wezownice (W) oraz elementy grzejne (G), zalane sa z zewnatrz metalem, majacym postac zwartego bloku (4), korzystnie wykonanego ze stopu alu- minium. Fig. 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wymiennik ciepła, zwłaszcza do wytwarzania par z cieczy.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 120 372 układ do wytwarzania pary wodnej składający się z wytwornicy pary w postaci zbiornika, wyposażonego w grzałki elektryczne, zasilanego pompą pobierającą wodę ze zbiornika wody. Wytwornica pary wyposażona jest w układ sterowania składający się z automatycznego regulatora poziomu, wyposażonego w dwie sondy pomiarowe, sterującego dwoma przekaźnikami oraz regulatora temperatury i stycznika włączającego grzałki wytwornicy, przy czym przekaźniki automatycznego regulatora poziomu sterują stycznikiem włączającym grzałki oraz pompą zasilającą. W układzie tym sterowany jest układ ogrzewania i poziom wody w zbiorniku.

Znane układy i urządzenia do wytwarzania pary nie zapewniają możliwości precyzyjnej i jednoczesnej regulacji wielu parametrów pary, wytwarzanej w sposób ciągły oraz utrzymywania tych parametrów na stałym poziomie, między innymi nasycenia, prędkości wypływu pary, temperatury, ciśnienia i innych.

Znane są wymienniki ciepła, stosowane w urządzeniach do wytwarzania par z cieczy, zawierające wężownice rurkowe, ogrzewane płomieniem, w których przepływa ciecz podlegająca odparowaniu. Wymienniki tego rodzaju wymagają, dużych mocy, do ogrzania cieczy do temperatury wrzenia.

Znane są wymienniki ciepła płaszczowo-rurowe lub płytowe. Płaszczowo-rurowe wymienniki ciepła składające się z trzech części: zewnętrznej obudowy (płaszcza wykonanej ze stali, części wewnętrznej, składającej się z pęku rur, króćców lub komór wlotowych i wylotowych dla czynników grzewczych.

Wymienniki, w których na zewnątrz wężownic przepływa woda mają pęki tur prostych lub wygiętych w kształcie litery U, stalowych lub miedzianych. Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego P. 304133 opublikowanego w Biuletynie Urzędu Patentowego Nr 1/96 wymiennik ciepła wykonany z rur żebrowych, w kształcie wężownicy, który ma na płaszczu rozmieszczone warstwowo elementy grzejne. Wymienniki ciepła płytowe składają się z obudowy i umieszczonego w niej pakietu wytłaczanych cienkich płyt sprasowanych w jeden pakiet i tworzących system wąskich szczelin, przez które przepływają czynniki wymieniające między sobą ciepło. Pakiet płyt jest umieszczony pomiędzy płytą nośną i płytą dociskającą.

182 071

Płyta dociskająca i płyty wymieniające ciepło są zawieszone na stalowej szynie i przesuwane wzdłuż prowadnicy, co umożliwia po poluzowaniu płyty dociskowej szybkie wymontowanie dowolnej płyty, oględziny, oczyszczenie lub zastąpienie jej nową płytą. Płyty są uszczelnione na obwodzie za pomocą elastycznego materiału uszczelniającego umieszczonego w wytłaczanych rowkach w taki sposób, by z jednej strony nie dopuścić do wypchnięcia uszczelnienia przez ciśnienie panujące w wymienniku, z drugiej strony w razie uszkodzenia nie dopuścić, by ewentualny wyciek jednego z czynników przedostał się do drugiego. Płyty są wytłaczane we wzór jodełkowy z poziomym lub pionowym ułożeniem bruzd. Ułożenie bruzd decyduje o większej lub mniejszej burzliwości przepłjywi, a przez to większym lub mniejszym współczynniku przenikania ciepła i odpowiednio mniejszych lub większych spadkach ciśnienia w wymienniku.

Wymiennik ciepła według wynalazku, zawierający co najmniej jeden zbiornik przepływowy cieczy w postaci wężownicy rurkowej oraz co najmniej jeden elektryczny element grzejny wyróżnia się tym, że wężownice oraz elementy grzejne, zalane są z zewnątrz metalem, mającym postać zwartego bloku, korzystnie wykonanego ze stopu aluminium. Wężownice oraz elementy grzejne ułożone są w bloku naprzemiennie, warstwowo. Wężownice poszczególnych warstw mogą być ze sobą połączone szeregowo, równolegle lub w sposób mieszany. Elementy grzejne poszczególnych warstw mogą być ze sobą połączone szeregowo, równolegle lub w sposób mieszany. Ilość warstw grzejnych i odbierających ciepło może być dowolna, w zależności od wymaganej wydajności urządzenia. Rozwiązanie według wynalazku zapewnia możliwość precyzyjnej i jednoczesnej regulacji wielu parametrów pary, wytwarzanej w sposób ciągły oraz utrzymywanie tych parametrów na stałym poziomie, na przykład ilości wytwarzanej pary w jednostce czasu, stopnia nasycenia, prędkości wypływu pary, temperatury, ciśnienia, a także regulację wydajności procesu, co ma szczególne znaczenie w laboratoriach przy realizacji prac badawczych.

Wynalazek objaśniony jest bliżej w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu do wytwarzania par z cieczy, fig. 2 przedstawia blok wymiennika ciepła, w przekroju wzdłuż wężownic, fig. 3 przedstawia blok w widoku z góry z zaznaczonymi schematycznie wężownicami oraz elementami grzejnymi.

Przykład I

Wymiennik ciepła zawiera blok 4, wykonany ze stopu aluminium, w którym zalane są warstwowo, naprzemiennie wężownice W, wykonane z rurki metalowej oraz elektryczne, rurkowe elementy grzejne G. Wężownice połączone są ze sobą szeregowo, a także elementy grzejne poszczególnych warstw połączone są ze sobą szeregowo.

Przykład II

Wymiennik ciepła analogiczny do przykładu I, przy czym wężownice W połączone są równolegle, zaś elementy grzejne G połączone są równolegle, które to rozwiązanie nie jest uwidocznione na rysunku

Przykład III

Układ do wytwarzania pary z cieczy zawiera zbiornik cieczy 1, do którego podłączony jest przewodem hydraulicznym dozownik 2 cieczy, połączony z pompą zębatą 3 o regulowanej wydajności, napędzanej silnikiem elektrycznym. Pompa 3 podaje ciecz do wymiennika ciepła 4, który ma postać bloku, wykonanego ze stopu aluminium, w którym to metalu zalane są elektryczne, rurkowe elementy grzejne G oraz wężownice W wykonane z rurki metalowej, w których przepływa ciecz przeznaczona do odparowania. Blok wymiennika ciepła 4 utrzymywany jest w nastawionej i stabilizowanej temperaturze przy pomocy znanego, elektronicznego regulatora temperatury 5. W wymienniku ciepła ciecz zostaje zamieniona na parę i poprzez znany elektromechaniczny regulator ciśnienia 6, para zostaje podana do odbiornika pary 7. Wytworzona w ten sposób para ma zadane i stabilizowane parametry takie jak temperatura, ciśnienie. Ilość wytwarzanej pary w jednostce czasu reguluje się za pomocą pompy 3. Wynalazek znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie występuje konieczność otrzymania pary o dokładnie kontrolowanych parametrach, na przykład w laboratoriach, do napełniania aparatury badawczej lub zbiorników czy pomieszczeń.

182 071

Fig. 1

Fig.2 Fig.3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wymiennik ciepła, zwłaszcza do wytwarzania par z cieczy zawierający co najmniej jeden zbiornik przepływowy cieczy w postaci wężownicy rurkowej oraz co najmniej jeden elektryczny element grzejny, znamienny tym, że wężownice (W) oraz elementy grzejne (G), zalane są z zewnątrz metalem, mającym postać zwartego bloku (4), korzystnie wykonanego ze stopu aluminium.
2. 2. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że wężownice (W) i elementy grzejne (G), ułożone są naprzemiennie, warstwowo.
3. 3. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że wężownice (W) poszczególnych warstw połączone są szeregowo.
4. 4. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że wężownice (W) poszczególnych warstw połączone są równolegle.
5. 5. Wymiennik ciepła według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że elementy grzejne (G) połączone są szeregowo.
6. 6. Wymiennik ciepła według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że elementy grzejne (G) połączone są równolegle.