Теплоутилизатор
Владельцы патента RU 2298753:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)
Изобретение относится к теплотехнике, а именно к контактным теплообменникам. Технической задачей изобретения является повышение эффективности теплоутилизатора за счет более полного использования теплоты газообразного потока, достигаемого снижением аэродинамического сопротивления и увеличением поверхности контакта между газообразным потоком и жидкостью. Задача достигается тем, что теплоутилизатор включает три вертикальные трубчатые колонны, жестко соединенные друг с другом при помощи перемычек, причем вторая и третья по ходу потока колонны содержат дроссельные устройства, при этом оба коллектора выполнены в виде труб с соответствующими патрубками, верхний коллектор содержит ороситель, нижний коллектор содержит влагосборник, причем весь теплоутилизатор, кроме патрубков, покрыт слоем бетона с образованием монолитного блока. При этом отвод воды и воздуха осуществляют через единую камеру между трубчатыми колоннами, внизу размещены аэродинамические направляющие, в каждой трубчатой колонне по центру расположена форсунка, вверху трубчатые колонны имеют коническое расширение, над которыми размещают подвижные конические регулировочные клапаны. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к теплотехнике, а именно к контактным теплообменникам.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является теплоутилизатор, включающий три вертикальные трубчатые колонны, жестко соединенные друг с другом при помощи перемычек, причем вторая и третья по ходу потока колонны содержат дроссельные устройства, при этом оба коллектора выполнены в виде труб, с соответствующими патрубками, верхний коллектор содержит ороситель, нижний коллектор содержит влагосборник, причем весь теплоутилизатор, кроме патрубков, покрыт слоем бетона с образованием монолитного блока [а.с. №2034222, F28F 25/06, 1995 г, Б.И. №12].
Недостатком данного способа является большое аэродинамическое сопротивление подводящих и отводящих коллекторов, недостаточно полное использование теплоты газообразного потока вследствие недостаточно развитой поверхности контакта, включающей только пленочный контакт между газообразным потоком и жидкостью и неравномерное распределение газообразного потока по поперечному сечению трубчатых вертикальных колонн при вводе.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности теплоутилизатора за счет более полного использования теплоты газообразного потока, достигаемого снижением аэродинамического сопротивления и увеличением поверхности контакта между газообразным потоком и жидкостью.
Техническая задача достигается тем, что теплоутилизатор, включающий три вертикальные трубчатые колонны, жестко соединенные друг с другом при помощи перемычек, причем вторая и третья по ходу потока колонны содержат дроссельные устройства, при этом оба коллектора выполнены в виде труб с соответствующими патрубками, верхний коллектор содержит ороситель, нижний коллектор содержит влагосборник, причем весь теплоутилизатор, кроме патрубков, покрыт слоем бетона с образованием монолитного блока, новым является то, что отвод воды и воздуха осуществляют через единую камеру, между трубчатыми колоннами, внизу размещены аэродинамические направляющие, в каждой трубчатой колонне по центру расположена форсунка, вверху трубчатые колонны имеют коническое расширение, над которыми размещают подвижные конические регулировочные клапаны.
Технический результат заключается в повышении эффективности теплоутилизатора за счет более полного использования теплоты газообразного потока за счет снижения аэродинамического сопротивления и увеличения поверхности контакта между газообразным потоком и жидкостью.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого теплоутилизатора.
Теплоутилизатор состоит из трубчатых вертикальных колонн 9, соединенных верхними и нижними несущими рамами 10 и 13 при помощи верхних и нижних колец 11 и 12, между трубчатыми вертикальными колоннами внизу размещены аэродинамические направляющие 14, а между трубчатыми вертикальными колоннами и стенками теплоутилизатора внизу размещены аэродинамические направляющие 16, каждая вертикальная трубчатая колонна снабжена форсункой 8 и имеет вверху коническое расширение, над которым размещают подвижный конический регулировочный клапан 7, обращенный вершиной вниз, патрубка 1 для подвода отработавшего воздуха и патрубка 2 для отвода утилизированного воздуха, трубопровода 3 для подачи холодной воды и патрубка 4 для отвода нагретой воды, регулировочного вентиля 5 и регулировочных вентилей 6, расположенных перед каждым регулировочным клапаном.
На фиг.2 представлен разрез теплоутилизатора, показанного на фиг.1.
Теплоутилизатор состоит из трубчатых вертикальных колонн 9, между трубчатыми вертикальными колоннами внизу размещены аэродинамические направляющие 14, а между трубчатыми вертикальными колоннами и стенками теплоутилизатора внизу размещены аэродинамические направляющие 15 и 16.
Теплоутилизатор работает следующим образом.
Отработавший воздух подают через патрубок 1 для подвода отработавшего воздуха в теплоутилизатор. Затем при помощи аэродинамических направляющих 14, 15 и 16, которые снижают аэродинамическое сопротивление воздуха, отработавший воздух поступает в трубчатые вертикальные колонны 9. Холодную воду через регулировочный вентиль 5 по трубопроводу 3 для подачи холодной воды подают к регулировочным вентилям 6, расположенными над каждым регулировочным клапаном 7, откуда она поступает в форсунки 8, расположенные в трубчатых вертикальных колоннах 9, которые распыляют холодную воду. В результате контакта происходит контактный теплообмен в противотоке между поднимающимся вверх отработавшим воздухом и распыляемой холодной водой. Далее нагретая вода удаляется из теплоутилизатора через патрубок 4 для отвода нагретой воды, а утилизированный воздух выводится через патрубок 2 для отвода утилизированного воздуха. Вверху трубчатые вертикальные колонны 9 имеют коническое расширение, над которыми размещают подвижные конические регулировочные клапаны 7, обращенные вершиной вниз, расширение трубчатых вертикальных колонн 9 дает снижение аэродинамического сопротивления на выходе потока. Расход отработавшего воздуха в трубчатых вертикальных колоннах 9 регулируют при помощи подвижных конических регулировочных клапанов 7, причем для равномерного распределения расхода отработавшего воздуха подвижные конические регулировочные клапаны 7 трубчатых вертикальных колонн 9 по ходу движения отработавшего воздуха немного опускают, тем самым уменьшают проходное сечение. Для увеличения поверхности контакта между водой и воздухом трубчатые вертикальные колонны 9 снабжают наклонными гофрами для увеличения контактного теплообмена вместо пленочного теплообмена.
Преимущество теплоутилизатора по сравнению с известными заключается в том, что его использование позволяет обеспечить:
- интенсификацию теплообмена из-за снижения аэродинамического сопротивления воздуха благодаря аэродинамическим направляющим, заменой подводящего и отводящего коллектора единой камерой и расширением в верхней части трубчатых вертикальных колонн;
- более полное использование теплоты отработавшего воздуха за счет равномерного распределения газового потока по поперечному сечению трубчатых вертикальных колонн при вводе благодаря аэродинамическим направляющим;
- более полное использование теплоты отработавшего воздуха за счет увеличения поверхности контакта между отработавшим воздухом и холодной водой, вследствие контактного теплообмена, благодаря распылению холодной воды форсунками и наличия в трубчатых вертикальных колоннах наклонных гофр;
- регулирование расхода воздуха за счет подвижных конических регулировочных клапанов.
Теплоутилизатор, включающий три вертикальные трубчатые колонны, жестко соединенные друг с другом при помощи перемычек, причем вторая и третья по ходу потока колонны содержат дроссельные устройства, при этом оба коллектора выполнены в виде труб с соответствующими патрубками, верхний коллектор содержит ороситель, нижний коллектор содержит влагосборник, причем весь теплоутилизатор, кроме патрубков, покрыт слоем бетона с образованием монолитного блока, отличающийся тем, что отвод воды и воздуха осуществляют через единую камеру, между трубчатыми колоннами внизу размещены аэродинамические направляющие, в каждой трубчатой колонне по центру расположена форсунка, вверху трубчатые колонны имеют коническое расширение, над которыми размещают подвижные конические регулировочные клапаны.
