Пароутворюючий пристрій парогенератора

1. Пароутворюючий пристрій парогенератора, що містить корпус, виконаний у вигляді щонайменше одного загального циркуляційного контуру, в який замкнуті підйомна та опускна труби, а також з щонайменше одним електронагрівником, встановленим в підйомній трубі та закріпленим в кришці, яка герметично закриває підйомну трубу зверху, який відрізняється тим, що підйомна труба розташована вертикально або під кутом до вертикалі та має водовипарювальну частину, яка являє собою частину підйомної труби між рівнем води в підйомній трубі та її кришкою, при цьому підйомна труба з'єднана з опускною трубою за допомогою парової труби циліндричної або сплюснутої форми, яка розташована в верхній частині циркуляційного контуру горизонтально або під кутом до горизонталі, а в нижній частині циркуляційного контуру підйомна труба з'єднана з опускною трубою напряму або за допомогою з'єднувальної труби. 2. Пароутворюючий пристрій парогенератора за п. 1, який відрізняється тим, що підйомна труба в нижній частині контуру з'єднана з опускною трубою напряму і розташована під кутом, причому вісь симетрії підйомної труби та вісь симетрії опускної труби утворюють між собою кут, не більший від 60 градусів. C2 2 (19) 1 3 87348 4 лікувально-оздоровлювальних закладах та закла4. Новим по п. 1-3 також є те, що парова труба дах відпочинку людей. є сплюснутою і має еліптичний переріз, котрий Відома установка для одержання тепла (сисутворюють при сплющенні зовнішнє та внутрішнє тема обігріву), котра містить парогенератор з елекола перерізу труби, або близький до еліптичного ктронагрівачем та теплоізольовані трубопроводи, переріз, чи будь який переріз, близький до того, причому парогенератор складається з трубчастих який утворюють два коаксіальних кола при дефоелементів, на зовнішній поверхні яких закріплені рмуванні. електронагрівачі [1]. 5. Новим по п. 1-4 також є те, що водовипарюОсновним недоліком цього пристрою є його вальна частина підйомної труби має більший діавелика енергомісткість, через те що нагрів та виметр відносно діаметра підйомної труби, що не паровування води в парогенераторі здійснюють включає водовипарювальну частину, причому діазовнішнім нагрівачем. Зовнішній нагрів води та її метр водовипарювальної частини підйомної труби випаровування завжди має значні теплові втрати. може бути різним по довжині водовипарювальної Найбільш близьким є електричний парогенечастини підйомної труби. ратор, котрий має корпус, виконаний у вигляді хо6. Новим по п. 1-5 також є те, що опускна труча б одного загального циркуляційного контуру, в ба містить сітку з будь якого матеріалу, котра неякий замкнуті підйомна та опускна труби за допорухомо з'єднана з опускною трубою і розташована могою накопичувальної та пароутворюючої труб, а в ній нижче парової труби, але не нижче рівня вотакож хоча б одного електронагрівача, котрий див опускній трубі. встановлений та закріплений в кришці підйомної 7. Новим по п. 1-6 також є те, що опускна трутруби, що герметично закриває підйомну трубу ба містить тверде тіло будь якої форми з будь якозверху [2]. го матеріалу, котре нерухомо з'єднано з опускною Основним недоліком цього пристрою є також трубою і розташоване в ній нижче парової труби, його велика енергомісткість, через те що площина але верхньою своєю точкою не нижче рівня води в водовипарювальної поверхні в цьому парогенераопускній трубі. торі є замалою, а також є малою швидкість рухан8. Новим по п. 1-7 також є те, що опускна труня та перемішування води, яка нагріта до темпеба містить тверде тіло будь якої форми з будь якоратури кипіння в парогенераторі, що заважає го матеріалу, котре вільно плаває на поверхні вомолекулам води з достатньою енергією відриватиди. ся від поверхні води та переходити в парову фазу. На Фіг.1 схематично зображено пароутворююВ основу винаходу поставлена задача, шлячий пристрій парогенератора згідно п. 1 формули хом вдосконалення конструкції водовипарюваль(двоконтурний). Темними стрілками вказано наного пристрою парогенератора, зменшити енергопрямок рухання води, а світлими стрілками вказавитрати при отриманні пари. но напрямок рухання пари. 1. Поставлена задача вирішується тим, що в На Фіг.2 схематично зображено пароутворююпароутворюючому пристрої парогенератора, котчий пристрій парогенератора згідно п. 2 формули рий містить корпус, виконаний у вигляді хоча б (двоконтурний). Темними стрілками вказано наодного загального циркуляційного контуру, в який прямок рухання води, а світлими стрілками вказазамкнуті підйомна та опускна труби, а також хоча б но напрямок рухання пари. Кут a є кут між віссю одного електронагрівача, котрий встановлений та симетрії підйомної труби та віссю симетрії опускної закріплений в кришці підйомної труби, що герметруби. тично закриває підйомну трубу зверху, новим є те, На Фіг.3 схематично зображено частину парощо підйомна труба розташована вертикально чи утворюючого пристрою парогенератора, в котрому близько до вертикального положення та має водопарова труба має еліптичний чи близький до еліпвипарювальну частину, котра являє собою частину тичного переріз та вісь симетрії пароутворюючої підйомної труби між рівнем води в підйомній трубі труби утворює з віссю симетрії опускної труби кут та кришкою підйомної труби, що закриває підйомb. Темними стрілками вказано напрямок рухання ну трубу зверху, і підйомна труба з'єднана з опускводи, а світлими стрілками вказано напрямок руною трубою за допомогою парової труби циліндхання пари. Пристрій містить сітку згідно п. 6 форричної форми, котра розташована горизонтально мули. чи близько до горизонтального положення в верхНа Фіг.4 зображено переріз А-А, вказаний на ній частині циркуляційного контуру, а в нижній часФіг.3. тині циркуляційного контуру підйомна труба з'єдНа Фіг.5 схематично зображено частину паронана з опускною трубою за допомогою утворюючого пристрою парогенератора, в котрому з'єднувальної труби. також вісь симетрії пароутворюючої труби утворює 2. Новим по п. 1 також є те, що підйомна труба з віссю симетрії опускної труби кут b. Темними напряму з'єднана з опускною трубою в нижній часстрілками вказано напрямок рухання води, а світтині контуру і розташована в контурі нахилено, лими стрілками вказано напрямок рухання пари. причому вісь симетрії підйомної труби та вісь сиПристрій містить тверде тіло будь якої форми з метрії опускної труби утворюють між собою кут не будь якого матеріалу згідно п. 7 формули. більший від 60 градусів. Пароутворюючий пристрій парогенератора 3. Новим по п. 1, 2 також є те, що парова трускладається з корпусу, котрий виконаний у вигляді ба розташована нахилено, причому вісь симетрії хоча б одного загального циркуляційного контуру, парової труби та вісь симетрії опускної труби в який замкнуті підйомна труба 1 та опускна труба утворюють між собою кут не менший від 30 граду2. Підйомну трубу 1 зверху герметично закриває сів. кришка 3, в котру встановлений та закріплений 5 87348 6 електронагрівач (тен) 4. Електронагрівач 4 встаПри цьому площина водовипарювальної поверхні новлений в кришку 3 також герметично. Підйомна значно зростає, а постійний рух та перемішування труба 1 розташована вертикально чи близько до води значно збільшують ймовірність того, що мовертикального положення та має водовипарювалекули води з достатньою енергією опиняться на льну частину, котра являє собою частину підйомповерхні води і перейдуть у парову фазу. Це значної труби 1 між рівнем води в підйомній трубі 1 та но зменшує енерговитрати на випаровування вокришкою підйомної труби 3, що закриває підйомну ди. трубу 1 зверху. Підйомна труба 1 з'єднана з опускДалі воду та мокру пару (пару, що ще містить ною трубою 2 за допомогою парової труби циліндзначну кількість крапель води) спрямовують в опуричної форми 5, котра розташована горизонтальскну трубу 2 через парову трубу 5, де вода та пара но чи близько до горизонтального положення в знаходяться вже в розділеному стані. В паровій верхній частині циркуляційного контуру. Підйомна трубі 5 також додатково здійснюють випаровувантруба 1 з'єднана з опускною трубою 2 в нижній ня води за рахунок її рухання та перемішування. частині циркуляційного контуру за допомогою з'єдВ опускній трубі 2 пара рухається в гору і в нувальної труби 6 (Фіг.1). опускній трубі від пари остаточно відділяються Підйомна труба 1 може бути напряму з'єднана краплини води. Тобто в опускній трубі 2 пара стає з опускною трубою 2 в нижній частині контуру і сухою. розташована в контурі нахилено, причому вісь Воду, що не випарувалася, через опускну трусиметрії підйомної труби та вісь симетрії опускної бу 2 та з'єднувальної труби 6 знову спрямовують до нагрівача 4 (Фіг.1). У вказаному пристрої відбутруби утворюють між собою кут b, не більший від вається постійна циркуляція води. 60 градусів. В цьому випадку з'єднувальна труба 6 В тому випадку, якщо підйомна труба 1 має не потрібна (Фіг.2). нахил, причому вісь симетрії підйомної труби 1 та Парова труба 5 може бути розташована нахивісь симетрії опускної труби 2 утворюють між солено, причому вісь симетрії парової труби 5 та вісь бою кут a, не більший від 60 градусів, рух водносиметрії опускної труби 2 утворюють між собою кут парової суміші значно прискорюється (Фіг.2). Це a не менший від 30 градусів (Фіг.3). До того ж павідбувається за рахунок того, що концентрація рова труба 5 може мати еліптичний чи близький до пузирів пари, котрі відірвалися від поверхні електеліптичного переріз, котрий утворений сплющенронагрівача 4, по перерізу підйомної труби 1 буде ням звичайної круглої труби (Фіг.4). нерівномірною, а збільшеною в верхній частиш Водовипарювальна частина підйомної труби 1 підйомної труби 1, тобто в тій частині, що ближча може мати більший діаметр відносно діаметра до опускної труби 2. Збільшення концентрації пупідйомної труби 1, що не включає водовипарювазирів пари збільшить і швидкість рухання та кінельну частину (Фіг.5). До того ж діаметр водовипатичну енергію води, що збільшить довжину водорювальної частини підйомної труби 1 може бути випарювальної частини, що в свою чергу різним по довжині водовипарювальної частини збільшить площину водовипарювальної поверхні. підйомної труби 1. Тобто водовипарювальна часДо того ж, в цьому випадку сила тяжіння менше тина підйомної труби 1 може мати конусну чи будь буде протидіяти руханню води, що також збільяку округлу форму. шить довжину водовипарювальної поверхні. Окрім Окрім цього опускна труба 2 може містити сітцього, в цьому випадку довжина парової труби б є ку 7, котра нерухомо закріплена всередині опускбільшою, що також додатково збільшує площину ної труби 2 (Фіг.3), або тверде тіло будь якої форводовипарювальної поверхні. Це все зменшить ми з будь якого матеріалу 8, котре може бути енерговитрати. також нерухомо закріплене всередині опускної Кут нахилу a, не повинен перевищувати 60 труби 2 чи вільно плавати на поверхні води (Фіг.5). Пристрій працює наступним чином. На електградусів, оскільки в цьому випадку невиправдано ронагрівач 4, тобто тен, подають електричну назросте матеріаломісткість пристрою. пругу і електричним струмом нагрівають спочатку В тому разі, якщо парова труба 5 є нахиленою, сам тен, а потім воду, котра оточує тен. Тобто тепричому вісь симетрії парової труби 5 та вісь сиплову енергію від електронагрівача 4 передають метрії опускної труби 2 утворюють між собою кут b, воді. Таким чином воду спочатку нагрівають до не менший від 30 градусів, збільшується швидкість температури кипіння, а далі здійснюють її випарорухання та перемішування води, що також зменвування. Під час випаровування води, пузирі пари, шує енерговитрати з вище наведених причин котра утворюється на поверхні електронагрівача 4, (Фіг.3). починають швидко рухатися вгору по підйомній Кут b не повинен бути меншим від 30 градусів, трубі 1 і приводять в рух воду, в котрій вони знаоскільки в цьому випадку невиправдано зросте ходяться. Вода в цьому випадку, за рахунок кінематеріаломісткість пристрою. тичної енергії рухання, перевищує свій рівень і В тому разі, якщо парова труба 5 має еліптичопиняється в водовипарювальній частині підйомний чи близький до еліптичного переріз (Фіг.3, 4), ної труби 1, що знаходиться над рівнем води це збільшує площину водовипарювальної поверхні (Фіг.1, 2, 3, 5). Таким чином, майже по всій довжині і, як наслідок, зменшує енерговитрати. підйомної труби 1 (від нижньої кінцевої точки воВ тому разі, якщо, водовипарювальна частина донагрівача 4 і до кришки 3), утворюється воднопідйомної труби 1, має більший діаметр відносно парова суміш. діаметра підйомної труби 1, що не включає водоПопереднє відділення пари від води здійснювипарювальну частину, то це також збільшить ють у водовипарювальній частині підйомної труби площину водовипарювальної поверхні при відді1 при постійному руханні та перемішуванні води. ленні пузирів пари від води в водно-паровій сумі 7 87348 8 ші. Це також зменшить енерговитрати. До того ж площину водовипарювальної поверхні та зменшує при цьому зростає здатність відділення від пари енерговитрати. крапель води і додаткове випаровування пари з При застосуванні в опускній трубі 2 твердого відділених крапель води при падінні крапель у тіла будь якої форми з будь якого матеріалу (на воду. (При падінні краплини води під дією сили Фіг. не вказане), котре вільно плаває на поверхні тяжіння, в неї ззаду виникає зона зниженого тиску, води, також можна розбити струмінь води, що що й обумовлює збільшення випаровування води). вливається в опускну трубу 2, на більш дрібні Це додатково зменшує енерговитрати. струмені чи краплини. В цьому випадку тверде При застосуванні сітки 7 в опускній трубі 2 тіло матиме власну швидкість руху та динаміку, що (Фіг.3), струмінь води, що вливається в опускну сприятиме розбиванню струменю води на більш трубу 2, розбивається на більш дрібні струмені, і дрібні струмені чи краплини. Це також збільшує це також збільшує площину водовипарювальної площину водовипарювальної поверхні та зменшує поверхні та зменшує енерговитрати. енерговитрати. При застосуванні в опускній трубі 2 твердого Таким чином, завдяки простим конструктивним тіла будь якої форми з будь якого матеріалу 8, рішенням, винахід дозволяє значно зменшити котре нерухомо з'єднано з опускною трубою 2 і енерговитрати на отримання пари, та як наслідок розташоване в ній нижче парової труби 5, але зменшити її собівартість. верхньою своєю точкою не нижче рівня води в Джерела інформації опускній трубі 2 також можна струмінь води, що 1. Патент України на винахід №24078, 6F22B1/28, вливається в опускну трубу 2, розбити на більш бюл. №4, 1998р. дрібні струмені чи краплини, і це також збільшує 2. Деклараційний патент України на винахід №47152, 6F22B1/28, бюл. №6, 2002р. 9 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 87348 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601