UA51321A - Спосіб генерування пари і парогенеруючий пристрій (варіанти) - Google Patents

Abstract

Спосіб генерування пари, що передбачає закручування потоку робочого середовища. Потік робочого середовища розривають шляхом надання йому форми спіралі, що сходиться. Парогенеруючий пристрій містить циліндричний корпус з центральним паровідвідним патрубком, вхідну і вихідну вихрові камери, які забезпечені відповідно вхідним тангенціальним і вихідним патрубками, а також розміщений у вхідній вихровій камері направляючий апарат з каналом(ами), попутним(и) потоку робочого середовища. Канал(и) в направляючому апараті виконаний(і) у вигляді спіралі, що сходиться.

Description

Винахід відноситься до пароенергетики і може бутті використано для одержання пари в пароконденсаційних та інших установках.

Найближчим до заявленого способу є спосіб генерування пари, що передбачає закручування потоку робочого середовища зі зменшенням радіуса закрутки потоку (див. авторське свідоцтво

СРСР Мо419687).

Даний спосіб обрано прототипом.

Прототип збігається з винаходом, що заявляється, у тому, що містить спільну ознаку - закручування потоку робочого середовища. Але прототип забезпечує недостатнє падіння тиску робочого середовища. Внаслідок цього відомий спосіб має невисоку продуктивність.

Найближчим до заявленого пристрою є парогенеруючий пристрій, який містить циліндричний корпус з центральним паровідвідним патрубком, з'єднані між собою центральним перехідником вхідну і вихідну вихрові камери (у прототипу вони мають назву "вхідний і вихідний відсік"). Вхідна камера (відсік) забезпечена подаючим патрубком, а вихідна камера - відвідним патрубком.

Вхідний патрубок установлений тангенціально до внутрішньої утворюючої корпусу. У вхідній вихровій камері розміщений направляючий апарат, виконаний у вигляді циліндричної обичайки з каналами (у прототипу вони мають назву "сопла"), попутними потоку робочого середовища (див. авторське свідоцтво СРСР Ме966399, МПК Е22829/08).

Конструкцію даного парогенеруючого пристрою обрано прототипом.

Прототип збігається з винаходом, що заявляється, у наявності спільних ознак: - корпус з центральним паровідвідним патрубком; - вхідна вихрова камера; - вихідна вихрова камера; - вхідна вихрова камера забезпечена тангенціальним вхідним патрубком; - вихідна камера забезпечена вихідним патрубком; - направляючий апарат, розміщений у вхідній вихровій камері; - направляючій апарат має канали, які попутні потоку робочого середовища.

В даному пристрої частина енергії потоку робочого середовища корисно використовується для збільшення об'єму зони кипіння, а саме, струмінь примусово направляється тангенціальним каналом (соплом) на меншин радіус.

Але, суттєвим недоліком цього парогенеруючого пристрою є недостатнє збільшення зони кипіння, яка має циліндричну форму в межах розмірів пристрою. Внаслідок цього пристрій має недостатньо велику продуктивність утворення пари.

Заявляється група винаходів, які об'єднані єдиним винахідницьким задумом, зокрема спосіб генерування пари і парогенеруючий пристрій.

В основу винаходу поставлена задача в способі генерування пари за рахунок розриву потоку робочого середовища і надання йому при закручуванні певної форми, забезпечити інтенсифікацію процесу пароутворювання.

Поставлена задача вирішена в способі генерування пари, що передбачає закручування потоку робочого середовища тим, що потік робочого середовища розривають шляхом надання йому форми спіралі, що сходиться.

В основу винаходу, щодо конструкції парогенеруючого пристрою поставлена задача створити два варіанти пристрою, в яких за рахунок виконання одного або декількох каналів направляючого апарата певної форми, забезпечити інтенсифікацію процесу пароутворення.

Поставлена задача в першому варіанті вирішена в парогенеруючому пристрої, що містить циліндричний корпус з центральним паровідвідним патрубком, вхідну і вихідну вихрові камери, які забезпечені відповідно вхідним тангенціальним і вихідним патрубками, а також розміщений у вхідній вихровій камері направляючий апарат з каналом, попутним потоку робочого середовища тим, що канал в направляючому апараті виконаний у вигляді спіралі, що сходиться.

Крім того, площа поперечного перерізу каналу збільшується по ходу потоку робочого середовища.

Інша додаткова ознака полягає у тому, що площа поперечного перерізу каналу є постійною по ходу потоку робочого середовища.

Канал у вигляді спіралі, що сходиться, може бути також виконаний таким чином, що площа поперечного перерізу його зменшується по ходу потоку робочого середовища, при цьому площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частині повинна відповідати співвідношенню:

Ех « о Вк

Ко де

Ео - площа поперечного перерізу на початку каналу;

Ко - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною Ео;

Ех - площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частіші;

Ех - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною Е,;

Поставлена задача вирішена в другому варіанті парогенеруючого пристрою аналогічно першому. Відмінність полягає в тому, що направляючий апарат має декілька каналів, кожний з яких також виконаний у вигляді спіралі, що сходиться.

Ознаки, які розвивають, і доповнюють характеристику каналу ті ж самі, як і для одного каналу в направляючому апараті по першому варіанту винаходу.

Новим у винаході, що стосується способу, є те, що , по-перше, потік робочого середовища розривають, а по-друге, те, що розривають потік шляхом надання йому форми спіралі, що сходиться.

Завдяки цьому відбувається примусове надання елементарному об'єму рідкого робочого середовища більшого простору, ніж те, яке цей елементарний об'єм може заповнити, знаходячись в рідкій фазі. Статичною аналогією нього процесу може служити закритий шприц, весь під поршневий об'єм якого повністю заповнений рідиною. Відтягування поршню призводить до збільшення об'єму під поршневого простору, при цьому утворюється порожнеча або каверна, яка швидко заповнюється парами рідини, яка закипає. В заявленому способі аналогічний процес відбувається безперервно у часі по всій довжині каналу.

Новим у винаході, що стосується пристрою, по-лершому варіанту, є виконання каналу в направляючому апараті у вигляді спіралі, що сходиться.

Новизна також полягає в альтернативних додаткових ознаках, які розвивають вказану ознаку, а саме: - площа поперечного перерізу каналу збільшується по ходу потоку робочого середовища; - площа поперечного перерізу каналу є постійною по ходу потоку робочого середовища; - площа поперечного перерізу каналу зменшується по ходу робочого середовища, при цьому площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частиш повинна відповідати співвідношенню:

Ех « т Ах

Ко де

Ео - площа поперечного перерізу на початку каналу;

Ко - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною Ео;

Ех- площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частині;

Кх - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною К,;

Виконання каналу в направляючому апараті у вигляді спіралі, що сходиться, забезпечує утворення парових каверн з інтенсивним пароутворенням за рахунок збільшення швидкості середовища внаслідок зменшення радіуса. За наявністю достатнього запасу кінетичної енергії в потоці інтенсивність пароутворювання більша у каналі, площа якого збільшується по ходу потоку.

В інших випадках допускається використання каналів з незмінною площиною, а також каналів, які звужуються, але за умов дотримання наведеного співвідношення площин поперечного перерізу і відповідних ним радіусів.

Спосіб здійснюють слідуючим чином.

Робоче середовище з температурою, яка нижче температури кипіння при даному тиску закручують таким чином, що надають йому (потоку) форму спіралі, що сходиться. При цьому за рахунок зменшення радіуса закручування, відповідно до закону збереження моменту імпульсу, збільшується швидкість потоку середовища. У зв'язку з тим, що об'єм, якій надається робочому середовищу в будь-якому перерізі перебільшує об'єм необхідний для забезпечення щільності середовища і не розірваності потоку, то по усій довжині закрученого потоку з'являються парові каверни, в які інтенсивно випаровується рідке середовище.

Парогенеруючий пристрій зображений на кресленні, де: фіг.1- вигляд пристрою з одним каналом в розрізі по діаметру; фіг.2 - вигляд пристрою з одним каналом в розрізі А - А; фіг.3З - вигляд пристрою з двома каналами в розрізі по діаметру; фіг.4 - вигляд пристрою з двома каналами в розрізі А - А;

Парогенеруючий пристрій містить корпус 1 з центральним паровідвідним патрубком 2.

Перегородка З поділяє корпус 1 на вхідну 4 і вихідну 5 вихрові камери.

Вхідна вихрова камера 4 забезпечена тангенціальним патрубком 6. Вихідна вихрова камера 5 забезпечена вихідним патрубком 7, У вхідній вихровій камері 4 розміщений направляючий апарат 8, в якому розміщений канал 9. Канал 9 (фіг.1, 2) виконаний у вигляді спіралі, що сходиться.

Другий варіант винаходу (фіг.3, 4) відрізняється тим, що в направляючому апараті 8 розміщені : декілька (два і більше) каналів 9, кожний з яких виконано у вигляді спіралі, що сходиться.

Парогенеруючий пристрій працює слідуючим чином.

Робоче середовище, яке має температуру нижче температури її кипіння при даному піску, подають у вхідну вихрову камеру 4, в якій рідина потрапляє у канал 9, який виконано у вигляді спіралі, що сходиться. Під час руху по каналу 9 швидкість рідини збільшується по закону збереження моменту імпульсу, а потік закручується і приймає форму спіралі. Наслідком цього є зменшення статичного тиску безпосередньо після входу рідини в канал 9 і утворення парових каверн, які збільшуються по мірі руху рідини по каналу 9.

Це призводить до утворювання додаткової зони випаровування в каналі 9, що збільшує продуктивність парогенеруючого пристрою.

Робота парогенеруючого пристрою, зображеного на фіг.3, 4 аналогічна тому, що описано.

Claims (9)

1. Спосіб генерування пари, що передбачає закручування потоку робочого середовища, який відрізняється тим, що потік робочого середовища розривають, шляхом надання йому форми спіралі, що сходиться.

2. Парогенеруючий пристрій, що містить циліндричний корпус з центральним паровідвідним патрубком, вхідну і вихідну вихрові камери, які забезпечені відповідно вхідним тангенціальним і вихідним патрубками, а також розміщений у вхідній вихровій камері направляючий апарат з каналом, попутним потоку робочого середовища, який відрізняється тим, що канал в направляючому апараті виконаний у вигляді спіралі, що сходиться.

3. Парогенеруючий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що площа поперечного перерізу каналу збільшується по ходу потоку робочого середовища.

4. Парогенеруючий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що площа поперечного перерізу каналу є постійною по ходу потоку робочого середовища.

5. Парогенеруючий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що площа поперечного перерізу каналу зменшується по ходу потоку робочого середовища, при цьому площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частині повинна відповідати співвідношенню: Е, «Е, Би ,де Кк, Ео - площа поперечного перерізу на початку каналу; Ко - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною Ео; Ех - площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частині; К - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною ЕК,;

6. Парогенеруючий пристрій, що містить циліндричний корпус з центральним паровідвідним патрубком, вхідну і вихідну вихрові камери, які забезпечені відповідно вхідним тангенціальним і вихідним патрубками, а також розміщений у вхідній вихровій камері, направляючий апарат з каналами, попутними потоку робочого середовища, який відрізняється тим, що канали в направляючому апараті виконані у вигляді спіралі, що сходиться.

7. Парогенеруючніи пристрій за п. б, який відрізняється тим, що площа поперечного перерізу кожного каналу збільшується по ходу потоку робочого середовища. .

8. Парогенеруючий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що площа поперечного перерізу кожного каналу є постійною по ходу потоку робочого середовища.

9. Парогенеруючий пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що площа поперечного перерізу кожного каналу зменшується по ходу потоку робочого середовища, при цьому площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частині повинна відповідати співвідношенню Е «ЕЕ В, ,де Кк, Ео - площа поперечного перерізу на початку каналу; Ко - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною Ео; Ех - площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частині; К, - радіус каналу, відповідний поперечному перерізу каналу з площиною ЕК.