RU2350836C2 - Method and device for obtaining water vapour from water - Google Patents
Method and device for obtaining water vapour from water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350836C2 RU2350836C2 RU2006143833/06A RU2006143833A RU2350836C2 RU 2350836 C2 RU2350836 C2 RU 2350836C2 RU 2006143833/06 A RU2006143833/06 A RU 2006143833/06A RU 2006143833 A RU2006143833 A RU 2006143833A RU 2350836 C2 RU2350836 C2 RU 2350836C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- steam generator
- steam
- electrode
- central tubular
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплотехнической энергетики и предназначено для быстрого получения пара с целью обеспечения паром производств и предприятий, эпизодически нуждающихся в паре и не имеющих при этом котельных.The invention relates to the field of heat engineering and is intended for the rapid production of steam in order to provide steam to industries and enterprises that occasionally need steam and do not have boiler houses.
Известен из патента РФ №2262038, класс F22B 1/30, 2005, способ получения пара, согласно которому осуществляют нагрев воды в котле посредством трех электродов, производят парообразование и отвод пара потребителю. Указанный способ реализуется с помощью парогенератора, содержащего электродный вертикально расположенный котел, в полости которого расположена емкость и центральный электрод с тоководом, выполненный в виде стержня, имеющего высоту, равную высоте горизонтальных электродов, и расположенного в отверстиях последних, выполненных в их центральной части, при этом электроды котла выполнены в виде замкнутого прямоугольного контура, противоположные длинные стороны которого соединены между собой связями, при этом электродный котел дополнительно снабжен вертикально установленной емкостью, соединенной с котлом по воде и пару, в верхней части которой установлены электронагреватели.Known from the patent of the Russian Federation No. 2262038, class F22B 1/30, 2005, a method for producing steam, according to which the water is heated in the boiler through three electrodes, steam is generated and steam is removed to the consumer. The specified method is implemented using a steam generator containing an electrode vertically located boiler, in the cavity of which there is a container and a central electrode with a current lead, made in the form of a rod having a height equal to the height of the horizontal electrodes, and located in the holes of the latter, made in their central part, with the electrodes of the boiler are made in the form of a closed rectangular contour, the opposite long sides of which are interconnected, while the electrode boiler is additional but provided with vertically installed tank connected with the boiler water and steam, in the upper part of which there are heaters.
К недостаткам известного изобретения следует отнести конструктивно сложное выполнение блока электродов, низкую паропроизводительность и достаточно медленное получение пара в начальный период работы парогенератора, наличие в составе парогенератора блока перегрева пара, что усложняет его конструкцию.The disadvantages of the known invention include structurally complex execution of the electrode block, low steam production and rather slow steam production in the initial period of operation of the steam generator, the presence of steam overheating unit in the composition of the steam generator, which complicates its design.
Известен из патента РФ №2127029, класс Н05В 3/60, 1999, способ получения пара, при котором осуществляют нагрев воды до кипения в межэлектродном пространстве, образование пара и его отвода, при этом указанный способ реализуется с помощью электродного нагревателя жидкости, состоящего из корпуса и ряда нагревательных элементов, помещенных в корпус и выполненных в виде двух цилиндрических коаксиальных металлических электродов, один из которых выполнен сплошным, при этом межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секций горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а в каждой секции наружного электрода выполнены сквозные отверстия, причем в нижней части секции выполнено большее количество отверстий, а в верхней ее части - меньшее.Known from the patent of the Russian Federation No. 2127029, class Н05В 3/60, 1999, a method for producing steam, in which the water is heated to boiling in the interelectrode space, the formation of steam and its removal, while this method is implemented using an electrode fluid heater, consisting of a housing and a number of heating elements placed in the housing and made in the form of two cylindrical coaxial metal electrodes, one of which is solid, while the interelectrode space in each element is divided into a number of horizontal sections watertight dielectric partitions, and in each section of the outer electrode there are through holes, moreover, more holes are made in the lower part of the section, and fewer in the upper part.
Недостатками известного изобретения в части способа является медленное образование пара, а в части устройства электродного нагревателя - его сложная конструкция и отсутствие возможности регулирования температуры нагрева воды с учетом ее свойств, в частности электропроводности.The disadvantages of the known invention in terms of the method is the slow formation of steam, and in terms of the device of the electrode heater - its complex design and the inability to control the temperature of water heating, taking into account its properties, in particular electrical conductivity.
Известны из патента РФ №2053793, класс A61L 9/00, способ и устройство для получения пара из воды. Способ характеризуется заполнением рабочего пространства жидкостью, ее нагревом в межэлектродном пространстве, образованием пара, его перегревом с последующей подачей в рабочую зону. Устройство, реализующее способ, представляет собой парогенератор с корпусом и днищем, содержащий водоввод, выполненный в виде трубчатого электрода, и расположенный между корпусом и водоводом-электродом центральный трубчатый электрод, пространство между которыми заполняется водой.Known from the patent of the Russian Federation No. 2053793, class A61L 9/00, a method and apparatus for producing steam from water. The method is characterized by filling the working space with liquid, heating it in the interelectrode space, the formation of steam, its overheating, followed by feeding into the working area. A device that implements the method is a steam generator with a housing and a bottom, containing a water supply made in the form of a tubular electrode, and located between the body and the water supply electrode, a central tubular electrode, the space between which is filled with water.
Данное изобретение принято в качестве ближайшего аналога.This invention is accepted as the closest analogue.
К его недостаткам относятся медленное получение пара, сложная схема проводки и отвода пара, усложненная конструкция парогенератора и системы управления его работой.Its disadvantages include slow steam production, a complicated wiring and removal scheme for steam, the complicated design of the steam generator and its operation control system.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка способа быстрого и экономичного получения пара, а также простой по конструкции и управлению, компактной по габаритам установки для реализации разработанного способа, обеспечивающей к тому же снижение энергоемкости процесса.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is the development of a method for quick and economical production of steam, as well as simple in design and control, compact in size installation for implementing the developed method, which also provides a reduction in the energy consumption of the process.
В этом же заключается и технический результат, для достижения которого предназначено данное изобретение.This is also the technical result for which this invention is intended.
Достижение указанного результата в части способа обеспечивается благодаря подаче воды в корпус парогенератора, ее нагреву, образованию пара и отводу его потребителю. При этом нагрев воды осуществляют созданием низкотемпературной плазмы путем зажигания электрического разряда в воде между трубчатым центральным электродом и корпусом парогенератора. Поддерживают ее горение. Температуру горения задают и регулируют путем перемещения изолирующей оболочки вдоль трубчатого центрального электрода. Величину перемещения указанной оболочки определяют по величине электрической проводимости воды, которую замеряют перед ее подачей в корпус парогенератора. Нагрев воды и образование пара осуществляют в центральном трубчатом электроде, а перемещение изолирующей оболочки вдоль указанного электрода производят посредством поводка, установленного с возможностью перемещения вдоль крышки корпуса парогенератора.The achievement of the specified result in part of the method is achieved by supplying water to the body of the steam generator, its heating, the formation of steam and its removal to the consumer. In this case, the water is heated by creating a low-temperature plasma by igniting an electric discharge in water between the tubular central electrode and the body of the steam generator. Maintain her burning. The combustion temperature is set and controlled by moving the insulating sheath along the tubular central electrode. The magnitude of the movement of the specified shell is determined by the magnitude of the electrical conductivity of the water, which is measured before it is fed into the body of the steam generator. Water is heated and steam is generated in the central tubular electrode, and the insulating sheath is moved along the specified electrode by means of a leash mounted to move along the lid of the steam generator housing.
Достижение указанного результата в части устройства обеспечивается благодаря тому, что парогенератор содержит снабженный магистралями подвода воды и отвода пара корпус, паровлагоотделитель, центральный трубчатый электрод и установленные на магистралях вентили и клапаны. Парогенератор характеризуется тем, что центральный трубчатый электрод охватывается подвижной изолирующей оболочкой, установленной с возможностью одновременного перемещения посредством поводка вдоль центрального трубчатого электрода и внутри размещенной в корпусе металлической трубы. Поводок установлен с возможностью перемещения по крышке корпуса.The achievement of the specified result in part of the device is ensured by the fact that the steam generator contains a body equipped with water supply and steam removal lines, a steam moisture separator, a central tubular electrode and valves and valves installed on the lines. The steam generator is characterized in that the central tubular electrode is covered by a movable insulating sheath, mounted with the possibility of simultaneous movement by a leash along the central tubular electrode and inside a metal pipe placed in the housing. The leash is mounted to move along the housing cover.
В конкретном исполнении центральный трубчатый электрод опирается на керамический подпятник.In a specific embodiment, the central tubular electrode rests on a ceramic thrust bearing.
В конкретном исполнении центральный трубчатый электрод выполнен из меди.In a specific embodiment, the central tubular electrode is made of copper.
В конкретном исполнении крышка и донная часть связаны с корпусом резьбовым соединением.In a specific embodiment, the lid and the bottom are connected to the housing by a threaded connection.
В конкретном исполнении подвижная изолирующая оболочка выполнена из фарфора.In a specific embodiment, the movable insulating sheath is made of porcelain.
Принципиальная схема разработанного парогенератора для реализации способа быстрого получения пара из воды, представлена на чертеже.A schematic diagram of the developed steam generator for implementing the method for quickly producing steam from water is shown in the drawing.
Устройство парогенератора содержит корпус 1, который имеет цилиндрическую форму и выполняется из алюминия, днище 2 и крышку 3, связанные с корпусом 1 посредством резьбовых соединений. На крышке 3 корпуса посредством резьбового соединения с возможностью перемещения по крышке установлен поводок 4. На днище 2 в средней его части установлен керамический подпятник 5, с которым взаимодействует центральный трубчатый электрод 6, выполненный из меди. Электрод 6 на части своей поверхности заключен в подвижную изолирующую оболочку 7, выполненную из фарфора и установленную с возможностью перемещения посредством поводка 4 вдоль центрального трубчатого электрода 6 и внутри металлической трубы 8, выполненной за одно целое с крышкой корпуса. Герметичность устройства обеспечивается с помощью сальников 9 и 10, установленных соответственно на крышке корпуса и поводке, сальник 9 при этом выполняется из алюминия, а сальник 10 из стеклотекстолита. Сальник 9 к тому же выполняет функцию направляющего элемента для изолирующей оболочки 7 при ее перемещении. Подача природной или водопроводной воды в корпус парогенератора осуществляется по трубопроводу 11, снабженного электрическими вентилями 12 и обратными клапанами 13. Магистраль отвода пара снабжена предохранительным клапаном 14 для быстрого сброса пара, реле давления 15 для контроля давления в магистрали и паровлагоотделителем для регулирования параметров подаваемого потребителям пара. К трубчатому центральному электроду 6 подведен токоввод 16 для подключения фазового провода, аналогичный токоввод 17 закреплен на корпусе парогенератора для подключения нулевого провода заземления. Позицией 18 обозначен влагоотделитель, позицией 19 обозначен резервуар для природной и водопроводной воды.The steam generator device comprises a housing 1, which has a cylindrical shape and is made of aluminum, a bottom 2 and a cover 3, connected to the housing 1 by means of threaded connections. A lead 4 is mounted on the cover 3 of the housing by means of a threaded connection with the possibility of moving along the cover. On the bottom 2, a ceramic thrust bearing 5 is mounted with which the central tubular electrode 6 made of copper interacts. The electrode 6 on a part of its surface is enclosed in a movable insulating shell 7 made of porcelain and installed with the possibility of movement by means of a leash 4 along the central tubular electrode 6 and inside the metal pipe 8, made in one piece with the housing cover. The tightness of the device is ensured by means of glands 9 and 10 mounted respectively on the housing cover and the leash, the gland 9 is made of aluminum, and the gland 10 is made of fiberglass. The gland 9 also serves as a guide element for the insulating shell 7 when moving it. The supply of natural or tap water to the body of the steam generator is carried out through a pipe 11, equipped with electric valves 12 and check valves 13. The steam exhaust pipe is equipped with a safety valve 14 for quick discharge of steam, a pressure switch 15 for monitoring the pressure in the line and a steam dehumidifier to control the parameters of the steam supplied to consumers . A current lead 16 for connecting the phase wire is connected to the tubular central electrode 6, a similar current lead 17 is mounted on the case of the steam generator to connect the neutral ground wire. 18 denotes a dehumidifier, 19 denotes a reservoir for natural and tap water.
Парогенератор, реализуя предлагаемый способ быстрого получения пара из воды, работает следующим образом.The steam generator, implementing the proposed method for the rapid production of steam from water, works as follows.
Замеряют электрическую проводимость воды, после чего ее подают в рабочий объем корпуса 1 парогенератора. В зависимости от величины электрической проводимости воды устанавливают необходимую величину перемещения изолирующей оболочки 7 и перемещают с помощью поводка 4 укачанную оболочку на требуемую величину вдоль трубчатого центрального электрода 6, устанавливая тем самым необходимую величину силы тока, предпочтительное значение которой должно составлять ≈10А. При включении парогенератора в сеть электрический ток подается на центральный трубчатый электрод и на корпус 1 выполняющий функцию электрода, при этом на конце центрального трубчатого электрода 6 зажигается плазмоид, в результате чего центральный трубчатый электрод нагревается до температуры выше 100°С. Вода внутри указанного электрода закипает и происходит процесс парообразования по следующей реакции:Measure the electrical conductivity of the water, after which it is fed into the working volume of the housing 1 of the steam generator. Depending on the magnitude of the electrical conductivity of the water, the necessary amount of displacement of the insulating shell 7 is established and the indicated shell is moved with a leash 4 to the required value along the tubular central electrode 6, thereby setting the required magnitude of the current strength, the preferred value of which should be ≈10A. When the steam generator is connected to the network, an electric current is supplied to the central tubular electrode and to the housing 1, which acts as an electrode, while a plasmoid is ignited at the end of the central tubular electrode 6, as a result of which the central tubular electrode is heated to a temperature above 100 ° C. Water inside the specified electrode boils and the process of vaporization occurs according to the following reaction:
1. H2О+59 кДж/моль (0,62 эВ) ↔Н++ОН- (реакция диссоциации воды с потреблением электроэнергии);1. H 2 O + 59 kJ / mol (0.62 eV) ↔Н + + ОН - (water dissociation reaction with electricity consumption);
2. H++е-→Н+1312 кДж/моль (13,6 эВ) (плазма в воде вокруг центрального трубчатого электрода идет с выделением тепловой и световой энергии);2. H + + e - → H + 1312 kJ / mol (13.6 eV) (plasma in water around the central tubular electrode emits thermal and light energy);
3. Н+Н→Н2+436 кДж/моль (≈4,2 эВ) (образование газоводорода из молекул водорода идет с выделением тепловой энергии).3. Н + Н → Н 2 +436 kJ / mol (≈4.2 eV) (the formation of hydrogen gas from hydrogen molecules proceeds with the release of thermal energy).
Образующийся пар с давлением до 16 атм и температурой до 200°С подается потребителю.The resulting steam with a pressure of up to 16 atm and a temperature of up to 200 ° C is supplied to the consumer.
Способ позволяет получать насыщенный водяной пар температурой до 300°С.The method allows to obtain saturated water vapor with a temperature of up to 300 ° C.
Время разгона парогенератора до температуры 200°С составляет менее одной минуты.The steam generator accelerates to a temperature of 200 ° C for less than one minute.
Установка может работать от сети как переменного, так и постоянного тока, при мощности 2 кВт она имеет следующие размеры: диаметр - 400 мм, высота - 800 мм при производительности 4 кг пара в час. Таким образом, энергозатраты на производство 1-го кг пара составляют 0,5 кВт/час.The installation can operate from a network of either alternating or direct current, with a power of 2 kW it has the following dimensions: diameter - 400 mm, height - 800 mm with a capacity of 4 kg of steam per hour. Thus, the energy consumption for the production of 1 kg of steam is 0.5 kW / h.
Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает быстрое и экономичное получение пара с помощью компактной и простой конструкции парогенератора, обеспечивающей к тому же снижение энергоемкости процесса.Thus, the claimed invention provides a quick and economical production of steam using a compact and simple design of the steam generator, which also provides a reduction in the energy intensity of the process.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143833/06A RU2350836C2 (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Method and device for obtaining water vapour from water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143833/06A RU2350836C2 (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Method and device for obtaining water vapour from water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006143833A RU2006143833A (en) | 2008-06-20 |
| RU2350836C2 true RU2350836C2 (en) | 2009-03-27 |
Family
ID=40543125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006143833/06A RU2350836C2 (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Method and device for obtaining water vapour from water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350836C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015035502A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-19 | Pyrogenesis Canada Inc. | Plasma fired steam generator system |
| RU2557141C1 (en) * | 2014-07-10 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО АГАУ) | Method and device for heat energy generation from electric energy |
-
2006
- 2006-12-12 RU RU2006143833/06A patent/RU2350836C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015035502A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-19 | Pyrogenesis Canada Inc. | Plasma fired steam generator system |
| US10253971B2 (en) | 2013-09-12 | 2019-04-09 | Pyrogenesis Canada Inc. | Plasma fired steam generator system |
| RU2557141C1 (en) * | 2014-07-10 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО АГАУ) | Method and device for heat energy generation from electric energy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006143833A (en) | 2008-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6169852B1 (en) | Rapid vapor generator | |
| RU2324859C1 (en) | Electric steam generator | |
| US4377737A (en) | Electrically heated steam boiler for generating superheated steam | |
| US3854032A (en) | Superheated electric arc steam generator | |
| US2098629A (en) | Production of gas and combustion thereof | |
| RU2350836C2 (en) | Method and device for obtaining water vapour from water | |
| RU2680774C2 (en) | Vakhov electric steam generator (options) | |
| JP6065237B2 (en) | Steam generation system | |
| CN104235812B (en) | A kind of steam generator | |
| KR20100130447A (en) | Electric boiler comprising heat exchanging reactor generating electric arc and operating method thereof | |
| JP5076646B2 (en) | Electric boiler | |
| RU180684U1 (en) | Electric steam generator Vakhova V.I. | |
| RU203049U1 (en) | Automated electrode boiler | |
| CN201041343Y (en) | Fast steamer | |
| CN214840722U (en) | Heating mechanism of electric heating steam generator | |
| RU206875U1 (en) | Electrode boiler with continuously variable power control | |
| US2467837A (en) | Hot-water heater | |
| CN101000133A (en) | Electrode steam generator | |
| CA2613943A1 (en) | Water heater with integral pulsed electrolysis heater and method of using same | |
| CN207688095U (en) | A kind of steam generator of oil exploitation | |
| CN108905239A (en) | A kind of methyl alcohol vaporizing device | |
| RU2745871C1 (en) | Device for producing synthetic diamonds | |
| RU2815746C1 (en) | Device for electrode heating of liquid | |
| KR20220125390A (en) | boiler | |
| KR200284718Y1 (en) | Device for Heating Water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101213 |