Виморожувальний опріснювач-концентратор-генератор

Виморожувальний опріснювач-концентраторгенератор, що містить трубопроводи холодоагента, опрісненої води, сконцентрованої рідини, водозбірник, всередині якого розміщено конденсатор та компресор вторинного каскаду, насоси відбору опрісненої води, сконцентрованої рідини, опріснювальний блок, всередині якого розміщено випарник, що виконаний у вигляді закритого циліндра теплового двигуна, ізольованого ковпаком з еластичного матеріалу, опріснювальний блок, який відрізняється тим, що він додатково оснащений забірником, корпус опріснювача виконаний тристінним з прошарком теплоізоляційного матеріалу і додатково забезпечений тепловим двигуном, електрогенератором і турбо-елєктрогенератором та використаний двокаскадний спосіб відбору теплоти Винахід відноситься до виморожуючих опріснюючих установок і може бути використано для одержання питної води, енергії, концентрування водяних розчинів (соки, вина, розсоли, спирти ) Відомо виморожуючий опріснювач - концентратор, що містить опріснюючий блок, установлений в корпусі Опріснюючий блок включає випарювач холодагента, шнек який установлено на валу, сепаратор для холодагента, форсунки для подання суміші вихідного розчину і рецикуляційного розсолу на внутрішню поверхню випарювача, ніж для сколювання льоду з внутрішньої поверхні випарювача і т і (див А с СРСР №613171) Дана конструкція обрана прототипом Прототип збігається з винаходом, що заявляється, утому, що містить СПІЛЬНІ ознаки - корпус, - випарювач, - компресор, - конденсатор, - водозбірник, -трубопровід опрісненої води, - форсунка, -трубопровід холодоагенту Але конструкція відомого виморожуючого опріснювача - концентратора дуже складна і потребує значних енерговитрат на обертання шнека, подання суміші вихідного розчину і рециркуляційного розсолу, тощо В основу винаходу поставлено задачу створи ти виморожуючий опріснювач - концентраторгенератор, в якому за рахунок виконання випарювача у вигляді закритого циліндра, ізольованого ковпаком з еластичного матеріалу, а також використання двокаскадного способу відбору теплоти та іншого конструктивного виконання опріснювача в цілому, забезпечити значне спрощення концентратора і додаткового отримання електроенергії Поставлена задача вирішена в конструкції виморожуючого опріснювача - концентраторагенератора, що містить Трубопроводи холодоагенту, опрісненої води, сконцентрованої рідини, насоси відбору сконцентрованої та опрісненої води, направляючих площин з кріпленням, конденсаторів холодоагентів з трубопроводами, водозбірник в якому розміщено компресор вторинного кола, забірник, верхня частина якого з'єднана з водозбірником та направляючою площиною, опріснюючий блок, виконаний трислойним з прошарком теплоізоляційного матеріалу, в середині опріснюючого блоку розміщено випарювач, виконаний у вигляді закритого циліндра, ізольованого ковпаком з еластичного матеріалу, тепловий двигун, компресори, електрогенератор турбо-ел є ктро генератор, зворотні клапани, згідно винаходу - тим, що він додатково забезпечений забірником, верхня частина якого з'єднана з водозбірником, де розміщено конденсатор холодоагенту та компресор вторинного холодильного каскада Ви о> со Ю 57399 парювач основного каскада виконано у вигляді закритого циліндра, ізольованого ковпаком з еластичного матеріалу а випарювач вторинного каскада об'єднано з компресором основного каскада, а також завдяки поширеним стандартним крейцкопфним тепловим двигунам та електрогенераторам і турбоел є ктро генераторам отримання енергії, новим у винаході що заявляється, є наступні ознаки - концентратор має забірник, - у водозбірнику розміщено конденсатор та компресор вторинного каскада, - випарювач основного каскада виконано у вигляді закритого циліндра ізольованого ковпаком з еластичного матеріалу, - застосовано двокаскадну форму відбору теплоти, - можливість за рахунок оригінального виконання випарювача основного каскада отримати механічну роботу теплового двигуна та електроенергії Заявлений результат досягається завдяки сукупності ознак, тому наводити причиннонаслідковій зв'язок недоцільно На кресленні (див фіг) зображено виморожуючий опріснювач - концентратор-генератор Виморожуючий опріснювач - концентратор-генератор містить насос відбору сконцентрованої рідини - 1, який закріплено на одній з стінок загального корпусу 13, з'єднаний трубопроводом сконцентрованої рідини 2, з споживачем та з зворотнім клапаном 23, який розташовано в нижній частині опріснювальної, камери 12 , насос відбору опрісненої води 3, закріплений на СТІНЦІ загального корпусу 13 в якій є технологічний прохід ЗО, з'єднаний трубопроводом опрісненої води 4 з споживачем, та з нижньою частиною водозбірника 10, в верхній частині водозбірника 10 розміщено конденсатор холодоагенту вторинного холодильного каскада 6, який з'єднано трубопроводами холодоагенту 9 з компресором вторинного каскада 21/2, який закріплено в водозбірнику 10, та з випарювачами вторинного холодильного каскада 32 які об'єднано з корпусом для компресора 21/1 основного каскада та розміщено в загальному з турбоелектрогенератором 20 корпусі 34, який закріплено на СТІНЦІ загального корпуса 13, та розділено направляючою площиною 33, загальний корпус 34 виконано трислойним з прошарком теплоізоляційного матеріалу, в нижній частині конденсатора основного каскаду 31 розміщено компресор 21/1 що з'єднано трубопроводом холодоагенту 35, що виконаний теплоізольованим, з паливним насосом високого тиску 26, що закріплений на тепловому двигуні 28, турбоел є ктро генератор 20 з'єднано трубопроводом холодоагенту 9 з турбокомпресором 27, який розміщено під днищем опріснювальної, камери 19 і закріплено на тепловому двигуні 28 в загальному корпусі 13, до якого підключено електрогенератор 29, в загальному корпусі 13 розміщено забірник 11 в верхній частині якого за допомогою кріплення 8 розташовано направляючі площини 7, забірник 11 виконано трислойним з прошарком теплоізоляційного матеріалу, який своїми площинами ділить загальний корпус 13 на водозбірник 10 та опріснювальну камеру 12, що виконана трислойною з прошарком з теплоізоляційного матеріалу, в опрі снювальній камері 12 також розміщено зворотній клапан 22 і циліндр 14 теплового двигуна 28, який виконано з алюмінію (або МІДІ), ЩО виконує функцію випарювача, циліндр покрито ковпаком 16 що виконаний з морозостійкої резини, в середині циліндра 14 розміщено поршень 15 з'єднаний штоком 17 з колінчатим валом теплового двигуна 28, циліндр 14 в нижній частині містить випускні вікна 18 над якими розміщено форсунку 25, що з'єднана з паливним насосом високого тиску 26, який закріплено на тепловому двигуні 28 Пристрій працює наступним чином Холодоагент (фреон (12), двоокис сірки, вуглекислота, метан, азот) подається у випарювач (14), за допомогою паливного насоса високого тиску (26) та форсунки (25), починає кипіти (Вуглекислота СО2 t=-50°C для спрощення обрахунків температуру навколишнього середовища та опріснюваної води приймемо за 20°С) У зв'язку з тим, що випарювач (14) виконано у вигляді закритого циліндра, ізольованого ковпаком з еластичного матеріалу (16) (каучук диметилсилоксановий, температура крихкості -75°С) утворюється тепловий потік Момент подачі - початок такту стиснення теплового двигуна (28) (K98FF) Форсунку зорієнтовано під кутом до центральної осі циліндра Робоче тіло теплового двигуна (вуглекислота) на кінець такту стиснення суттєво змінить температурно-об'ємні параметри і продовжуючи відбирати у навколишнього середовища теплоту почне виконувати корисну дію, спричиняючи робочий хід поршня (15) В наслідок значної різниці температур (робоче тіло - навколишнє середовище) на поверхні ковпака утворюється шар льоду Поршень (15) виконуючи робочий хід минає форсунку (25) та відкриває випускні вікна (18), деякі з них з'єднано отворами з системою каналів на зовнішньому боці циліндра (14) Газ (ССЬ) проходячи через турбокомпресор (27), по трубопроводі холодоагенту(9), та зворотний клапан(24) потрапляє до турбоел є ктро генератора (20) Через вікна (18), що з'єднано отворами з системою каналів на зовнішньому боці циліндра (14), газ (СОг) під тиском потрапить в простір між ковпаком (16) та циліндром (14), по системі каналів, і спричинить ломку утвореного на поверхні ковпака (16) льоду Під час виконання поршнем (15) такту стиснення через впускні вікна (18) газ (СОг) з під ковпака (16) перейде до під поршневої порожнини, звідки за допомогою турбокомпресора (27) подається до турбоел є ктро генератора (20) Лід ВІДДІЛЯЄТЬСЯ ВІД ковпака (16) і прямує по забірнику (11) що виконаний тристінним з прошарком з теплоізоляційного матеріалу, та направляючим площинам (7) до водозбірника (10) Де розміщено конденсатор холодоагенту (Етан) вторинного каскада (6) В наслідок теплообміну, лід тане, холодоагент - конденсується Газ (СОг) з турбоел є ктро генератора (20) потрапляє до конденсатора основного каскада (31), який виконано в одному з турбоел є ктро генератором (20) теплоізольованому корпусі (34), в конденсаторі основного каскада (31) розміщено випарювані (32) вторинного холодильного каскада темпе 57399 ратура кипіння (t=-70°C), в якому використано холодоагент з іншими температурними режимами ніж в основному каскаді (наприклад - етан), газ (СОг) в конденсаторі (31) віддає зайву теплоту за допомогою компресора (21/1), звідки через трубопровід холодоагенту (35) паливним насосом високого тиску (26) подається до циліндра (14) З конденсатора холодоагенту вторинного каскада (6) зріджений газ (етан) по трубопроводі холодоагенту (9) подається до випарювачів вторинного каскада (32) звідки за допомогою компресора (21/2) знову потрапляє до конденсатора вторинного каскаду (6) В наслідок льодоутворення в опріснювальній камері (12), що виконана тристінною з прошарком з теплоізоляційного матеріалу, рівень опріснюва ної води (5) почне змінюватися Завдяки зворотному клапану (22) рівень опріснюваної води (5) опріснювальної камери (12) утримається відносно - стабільним Розсіл, ЯКИЙ залишається в опріснювальній камері(12), має більшу густину і осідає на днищі опріснювальної камери (19) Коли концентрація розсолу досягне заданих меж зворотній клапан (23) ввімкне насос відбору сконцентрованої рідини (1), по трубопроводі сконцентрованої рідини (2) розсіл потрапить до споживача Опріснена вода з водозбірника (10) відбирається постійно завдяки правильному підбору насоса відбору опрісненої води (3) по трубопроводі опрісненої води (4) ЧГ Комп'ютерна верстка Л Ціхановська Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна