Спосіб конденсації пари і вихровий конденсатор

1 Спосіб конденсації пари, що включає підвищення тиску робочого середовища і відведення тепла, який відрізняється тим, що робоче середовище закручують, а тиск підвищують шляхом збільшення радіуса закрутки 2 Вихровий конденсатор, що містить робочу камеру, ПІДВІДНИЙ і ВІДВІДНИЙ патрубки, який відріз няється тим, що робоча камера виконана з двох Винахід відноситься до технології одержання конденсату з пари і може бути використаний в будь-яких технологічних процесах, передбачаючих конденсацію пари Відомо спосіб конденсації пари, що передбачає стискання пари в компресорі і відведення теплоти охолоджуючому агенту в теплообмінному апараті (див Физический энциклопедический словарь "Советская энциклопедия",- 1965,- т 4,С 517-518) Даний спосіб обрано прототипом Прототип співпадає з винаходом, що заявляється в наявності спільних ознак підвищення тиску робочого середовища (пари), відведення тепла Але, даний спосіб не ефективний Зокрема, він неекономічний тому, що на одержання 1кг конденсату витрачають до 700ккал, що відповідає виходу 10-12т конденсату на 1т палива Відомий також конденсатор, який входить до дистиляційної опріснюючої установки (див Богомольный А Е Судовые вспомогательные и рыбопромысловые механизмы Ленинград "Судстроение" 1980,- С 294) Пристрій для конденсації містить робочу камеру, в середині, якої змонтований змійовик Робоча камера також забезпечена ПІДВІДНИМ трубопроводом для пари і ВІДВІДНИМ трубопроводом для конденсату (дистиляту) Гарячу пару по підвідному трубопроводу подають до різних за своїм діаметром СПІВВІСНИХ циліндричних камер, утворених теплопровідними стінками, при цьому менша циліндрична камера оснащена тангенціальним ПІДВІДНИМ патрубком, а більша циліндрична камера оснащена ВІДВІДНИМ патрубком 3 Вихровий конденсатор по п 2, який відрізняється тим, що в більшій циліндричній камері установлений направляючий апарат 4 Вихровий конденсатор по п 3, який відрізняється тим, що направляючий апарат виконаний у вигляді спірального каналу 5 Вихровий конденсатор по п 3, який відрізняється тим, що направляючий аппарат виконаний у вигляді спіральних каналів робочої камери, а через змійовик постійно прокачують забортну воду, яка охолоджує змійовик і відбирає тепло Конденсат, який утворюється, відводиться з робочої камери по відвідному трубопроводу Дана конструкція обрана прототипом Прототип співпадає з винаходом, що заявляється у наявності спільних ознак - робоча камера, ПІДВІДНИЙ трубопровід, ВІДВІДНИЙ трубопро від Але, описана установка недостатньо ефективна Вона потребує великих енерговитрат на одержання конденсату Цифри наведені в розділі "прибина способа-прототипа" В основу винаходу-способу поставлено задачу шляхом введення нової операції - закручування робочого середовища і збільшення радіуса закрутки, забезпечити інтенсивність процесу конденсації Це досягається завдяки використанню кінетичної енергії потоку пари для його стискання і, ВІДПОВІДНО, підвищення тепловіддачі охолоджуючому агенту Поставлена задача вирішена в способі конденсації пари, що передбачає підвищення тиску робочого середовища і відведення тепла тим, що робоче середовище закручують, а тиск підвищують шляхом збільшення радіуса закрутки (О ю ю 55764 Новим в способі, що заявляється є наявність таких ознак - закручування робочого середовища, - підвищення тиску робочого середовища шляхом збільшення радіуса закрутки В основу винаходу-пристрою поставлено задачу шляхом іншого виконання робочої камери, а також установлення певного розміщення направляючого апарату та особливості його виконання, забезпечити інтенсифікацію процесу конденсації Поставлена задача вирішена в конструкції вітрового конденсатора, що містить, робочу камеру, ПІДВІДНИЙ і ВІДВІДНИЙ патрубки тим, що робоча ка мера виконана з двох різних за своїми діаметрами СПІВВІСНИХ циліндричних камер, утворених теплопровідними стінками, при цьому менша циліндрична камера забезпечена тангенціальним ПІДВІДНИМ патрубком, а більша циліндрична камера забезпечена ВІДВІДНИМ патрубком Крім того в більшій циліндричній камері установлений направляючий апарат, виконаний у вигляді одного або декількох спіральних каналів Площа поперечного перерізу каналу збільшується по ходу руху потоку робочого середовища, або є постійного, або зменшується, але в останньому випадку в будь-якій частині каналу площа поперечного перерізу повинна відповідати співвідношенню 0 х ,ДЄ Fo - площа поперечного перерізу на початку каналу, Ro -радіус каналу, ВІДПОВІДНИЙ поперечному перерізу каналу з площиною Fo, Fx - площа поперечного перерізу каналу в будь-якій його частині, Rx - радіус каналу, ВІДПОВІДНИЙ поперечному перерізу каналу з площиною Fx Новим у віхровому конденсаторі є те, що робоча камера виконана з двох різних за своїми діаметрами, СПІВВІСНИХ циліндричних камер, утворених теплопровідними стінками і те, що менша циліндрична камера забезпечена тангенціальним патрубком Новизна також полягає у тому, що в більшій циліндричній камері установлений направляючий апарат, виконаний у вигляді одного або декількох спіральних каналів Геометрія каналів є похідною ознакою і тому не обов'язковою у всіх випадках здійснення винаходу Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак і досягнутим технічним результатом можна пояснити наступним Відомо технічне рішення, в якому робоче середовище закручують (див авторське свідоцтво СРСР 419687) Але, по-перше, це спосіб генерування пари і як робоче середовище використовують рідину По друге, у вказаному технічному рішенні тиск в робочому середовищі (рідині) зменшують шляхом зменшення радіуса закрутки, а в рішенні що заявляється, тиск в робочому середовищі (пари) підвищують шляхом збільшення радіуса закрутки В заявляемому винаході при надходженні потоку пари у більшу камеру радіус обертання збільшується, а тиск пари підвищується у ВІДПОВІДНОСТІ до закона збереження момента імпульсу і закона Бернулі Оскільки одночасно з підвищенням тиску підвищується і температура, то збільшується теплове напирання від конденсатнопарової суміші до стінок камери, що прискорює теплообмінні процеси Підвищення тиску при відведенні тепла приводить до інтенсивної конденсації Заявляємий спосіб здійснюється за допомогою віхрового конденсатора, який зображений на кресленні, де фіг 1 - вигляд віхрового конденсатора в розрізі по діаметру (без направляючого апарату), фіг 2 - вигляд віхрового конденсатора в розрізі В-В (без направляючого апарату), фіг 3 - вигляд віхрового конденсатора в розрізі по діаметру з одно канальним направляючим апаратом, фіг 4 - вигляд віхрового конденсатора в розрізі В-В з одно канальним направляючим апаратом, фіг 5 - вигляд віхрового конденсатора в розрізі по діаметру з двоканальним направляючим апаратом, фіг 6 - вигляд віхрового конденсатора в розрізі В-В з двоканальним направляючим апаратом Віхровий конденсатор містить меншу за своїм діаметром циліндричну камеру 1 тангенціальний ПІДВІДНИЙ патрубок 2, приєднаний до циліндричної камери 1, атакой більшу за своїм діаметром циліндричну камеру 3, яка забезпечена ВІДВІДНИМ патрубком 4 Циліндричні камери 1 і 3 розміщені СПІВВІДНОСНО І утворені теплопровідними стінками (стінки камер 1 і 3 окремими позиціями на кресленні не позначені) Для більшого падіння швидкості руху пари і збільшення ступеню підвищення тиску в більшій циліндричній камері 3 установлено направляючий апарат 5, виконаний у вигляді одного спірального каналу (фіг 3, 4), або декількох спіральних каналів (фіг 5, 6) Віхровий конденсатор працює таким чином Пару через тангенціальний ПІДВІДНИЙ патрубок 2 подають до меншої за своїм діаметром циліндричної камери 1, в котрій пара закручується При виході закрученого потоку пари в більшу за своїм діаметром співвісну циліндричну камеру 3 радіус обертання збільшується, а тиск пари підвищується у ВІДПОВІДНОСТІ до закону зберігання моменту імпульсу і законом Бернулі Одночасно з підвищенням тиску підвищується і температура, що приводить до збільшення теплового напору від конденсатно-парової суміші до стінок циліндричної камери 3, що прискорює теплообмінні процеси Конденсат, який утворюється на теплопровідних стінках більшої циліндричної камери 3 виводиться 3 віхрового конденсатора через ВІДВІДНИЙ патрубок 4 Робота віхрового конденсатора з одноканальним або багатоканальним направляючим апаратом 5 (фіг 3, 4, 5, 6) відбувається аналогічно тому, як описано вище Площа поперечного перерізу спірального канапа або каналів направляючого апарату 5 може бути постійною, або збільшуватися по ходу руху потоку робочого середовища, або зменшуватися, але в останньому випадку в будьякій частині спірального каналу направляючого 5 55764 апарату 5 площа поперечного перерізу повинна Ro -радіус каналу, ВІДПОВІДНИЙ поперечному перерізу каналу з площиною Fo, відповідати співвідношенню Fx - площа поперечного перерізу каналу в Rn будь-якій його частині, Rx - радіус каналу, ВІДПОВІДНИЙ поперечному R, ,де перерізу каналу з площиною Fx - площа поперечного перерізу на початку каналу, А-А З Фіг. 1 1 2 Фіг. 2 2, Фіг. З 55764 В-В З Bl 2 Фіг. 5 В-В 5 з 2 Фіг. 6 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24