Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем

Авторы патента:

F24H1/10 - водонагреватели с непрерывным потоком воды, т.е. нагреватели, в которых тепло генерируется только при течении воды, например при прямом контакте воды с нагревающим теплоносителем (F24H 1/50 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2561791:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках для нагрева воды уходящими дымовыми газами котельных или тепловых агрегатов. Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем содержит контактную насадку с оросителем, по высоте которой монтирован каплеуловитель, включающий патрубок в виде стакана для отвода теплообменной среды. Теплообменные элементы расположены рядами по высоте контактной насадки. В стакан для отвода теплообменной среды помещена перепускная труба. Между стенками упомянутого стакана и перепускной трубой образован кольцевой зазор. Конец перепускной трубы обращен в сторону дна стакана. Со стороны дна стакана перепускная труба снабжена заглушкой. Теплообменные элементы выполнены пустотелыми и заполнены проточной теплообменной средой. Полости теплообменных элементов сообщены как с перепускной трубой, так и с кольцевым зазором упомянутого отводящего патрубка. Обеспечена высокая эффективность улавливания водяных паров. Очистка тонкодисперсных туманов происходит до регулируемой остаточной концентрации. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках для нагрева воды уходящими дымовыми газами котельных или тепловых агрегатов.

Известен контактный теплоутилизатор, содержащий контактную насадку с оросителем, теплообменные элементы, каплеуловитель, патрубок для отвода теплообменной среды (Патент RU № 2275559 С1. Опубл. 27.04.06. Бюл. № 12).

В известном контактном теплоутилизаторе выходящие газы в виде тумана содержат значительное количество влаги. Каплеуловитель обладает значительным гидравлическим сопротивлением из-за завышенного объема насадки. Из-за выпадения конденсата из тумана на поверхностях труб известны случаи разрушения дымовых труб котельных.

Известен также контактный теплоутилизатор с каплеуловителем, содержащий контактную насадку с оросителем, по высоте которой монтирован каплеуловитель, включающий патрубок в виде стакана для отвода теплообменной среды, теплообменные элементы, расположенные рядами по высоте контактной насадки, и помещенную в упомянутый патрубок перепускную трубу с образованием между их стенками кольцевого зазора, конец которой обращен в сторону дна стакана (Патент RU № 2431100 С2. Опубл. 10.10.11. Бюл. № 28).

Однако известная конструкция обладает ограниченной активной зоной теплообмена в основном вблизи стакана. Отсутствие циркуляции охлаждающего хладагента в теплообменных элементах ограничивает возможность повышения эффективности контактного теплоутилизатора.

Задачей изобретения является повышение эффективности контактного теплоутилизатора путем интенсификации тепломассообмена и максимальной конденсации водяных паров при их охлаждении через насадку.

Поставленная задача достигается тем, что в контактном теплоутилизаторе с каплеуловителем, содержащем контактную насадку с оросителем, по высоте которой монтирован каплеуловитель, включающий патрубок в виде стакана для отвода теплообменной среды, теплообменные элементы, расположенные рядами по высоте контактной насадки, и помещенную в упомянутый патрубок перепускную трубу с образованием между их стенками кольцевого зазора, конец которой обращен в сторону дна стакана, со стороны дна стакана перепускная труба снабжена заглушкой, а теплообменные элементы выполнены пустотелыми, заполненными проточной теплообменной средой, причем полости теплообменных элементов сообщены как с перепускной трубой, так и с кольцевым зазором упомянутого отводящего патрубка.

На фиг. 1 изображен контактный теплоутилизатор; на фиг. 2 - изображен каплеуловитель.

Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем содержит вертикальный корпус 1 с нижним патрубком 2 для подвода теплообменной среды и контактные насадки 3 и 4. В контактную насадку 4 монтирован дополнительный побудительный каплеуловитель 5. Для отвода охлажденного и очищенного газа теплоутилизатор снабжен патрубком 6. Ороситель 7 установлен под контактной насадкой 4. Дополнительный побудительный каплеуловитель 5 включает отводящий патрубок 8 в виде стакана для отвода теплообменной среды. В отводящий патрубок 8 над его дном монтирована перепускная труба 9 с образованием кольцевого зазора 10 между их стенками. Конец перепускной трубы 9, обращенный в сторону дна стакана патрубка 8, снабжен заглушкой 11. Перепускная труба 9 сообщается на входе с источником подвода хладагента. На стакане 8 и перепускной трубе 9 монтированы пустотелые теплообменные элементы 12 рядами в шахматном порядке по высоте насадки 4. Полости теплообменных элементов 12, заполненные проточной теплообменной средой, сообщены как с перепускной трубой 9, так и с кольцевым зазором 10 упомянутого отводящего патрубка 8.

Теплоутилизатор работает следующим образом. Теплообменная среда в виде горячего газа через патрубок 2 подается внутрь корпуса 1. Поступая в насадку 3 камеры теплообмена, горячий газ отдает свое тепло движущейся навстречу воде. Увлажненный газ поступает в насадку 4, где происходит осаждение капель влаги, которая струйками стекает в насадку 3 теплообмена. Погруженные в насадку 4 пустотелые теплообменные элементы 12 посредством циркулирующей в них теплообменной среды (охлаждающего хладагента) отбирают часть тепла от влажного газа и выводят через кольцевой зазор 10 отводящего патрубка 8 из теплообменника. Обеспечение циркуляции охлаждающего хладагента усиливает отток тепла от насадки 4 каплеуловителя. Регулирование подачи хладагента в зависимости от теплообменных процессов в насадках 3 и 4 камер 5 и 3 каплеуловителя и теплообмена обеспечивается задвижкой 13. Охлажденный газ через контактную насадку 4 отводится по патрубку 6. Холодная вода из оросителя 7 подается равномерно по сечению корпуса 1.

Крепление теплообменных элементов 12 рядами по высоте насадки 4 каплеуловителя к отводящему патрубку 8 позволяет охладить насадку и проходящий через нее влажный газ. Обеспечение циркуляции хладагента в патрубке 8 при помощи перепускной трубы 9 усиливает отток тепла от влажного газа к насадке 4 каплеуловителя. Это способствует термической конденсации субмикронных капелек газообразных составляющих в процессе охлаждения тумана и образования пленки жидкости и стекания ее в виде струек или укрупненных капелек, перемещающихся внутри насадки под действием силы тяжести без каких-либо механических воздействий.

Таким образом, высокая эффективность улавливания водяных паров и надежность в работе аппарата обеспечивается простыми в изготовлении и использовании устройствами. Происходит очистка тонкодисперсных туманов до регулируемой остаточной концентрации. Размещение пустотелых теплообменных элементов в слое насадки позволяет уменьшить его объем, что значительно уменьшает гидравлическое сопротивление аппарата. Обеспечиваетвается охлаждение продуктов сгорания до такой температуры, при которой удается сконденсировать максимально возможную часть водяных паров, содержащихся в газах, и использовать выделяющуюся при конденсации скрытую теплоту.

Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем, содержащий контактную насадку с оросителем, по высоте которой монтирован каплеуловитель, включающий патрубок в виде стакана для отвода теплообменной среды, теплообменные элементы, расположенные рядами по высоте контактной насадки, и помещенную в упомянутый патрубок перепускную трубу с образованием между их стенками кольцевого зазора, конец которой обращен в сторону дна стакана, отличающийся тем, что со стороны дна стакана перепускная труба снабжена заглушкой, а теплообменные элементы выполнены пустотелыми, заполненными проточной теплообменной средой, причем полости теплообменных элементов сообщены как с перепускной трубой, так и с кольцевым зазором упомянутого отводящего патрубка.

Похожие патенты:

Электрический нагреватель // 2559794

Электрический нагреватель, служащий для нагревания, поддержания температуры и циркуляции текучей среды, включающий: первую, основную часть 100 корпуса и вторую, защитную часть 200 корпуса, которые могут быть соединены друг с другом, образуя внутреннюю камеру 300; первое, входное отверстие 210 текучей среды; второе, выходное отверстие 220 текучей среды; электрический резистор; первый датчик температуры, служащий для изменения рабочей температуры; второй датчик температуры, предназначенный для предотвращения превышения порога безопасности температуры; электронный блок управления.

Контактный теплообменник // 2548217

Изобретение относится к теплообменным аппаратам. Технический результат - повышение производительности процесса контактного теплообмена в аппарате.

Смесительный теплообменник кочетова // 2538991

Изобретение относится к смесительным теплообменным аппаратам. В смесительном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра соосно ей расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра соосно ей расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е.

Контактный теплообменник кочетова с активной насадкой // 2537108

Изобретение относится к контактным теплообменным аппаратам. В контактном теплообменнике каждая из форсунок системы подвода оросительной холодной воды состоит из двух соосных цилиндрических втулок, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, внешняя поверхность которого представляет собой винтовую канавку, внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека, а к торцевой поверхности втулки меньшего диаметра прикреплены, по крайней мере, два наклонно расположенных стержня, на каждом из которых закреплены активные распылители, например, в виде лопастей, опирающихся в нижней части на упоры, закрепленные на стержнях, перпендикулярно их осям, причем стержни наклонены в сторону от оси форсунки, т.е.

Способ нагрева жидкости и нагреватель жидкости на его основе // 2533591

Группа изобретений относится к области теплоэнергетики, а именно к способам и установкам для нагрева жидкости, преимущественно воды, для технологического или коммунально-бытового теплоснабжения, и может найти применение в различных областях народного хозяйства.

Нагреватель морской воды // 2531105

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водонагревателях для нагрева воды, содержащей соли, например для нагрева морской воды. Нагреватель воды включает в себя: внутренний корпус, открывающийся снизу и нагревающийся горелкой, внешний корпус, включающий выход для слива морской воды, которая поступает через трубу подачи снаружи, вдоль поверхности внутренней стены внутреннего корпуса, и, по меньшей мере, один наконечник для распыления морской воды, которая поступает через отводную трубу, соединенную с трубой подачи морской воды, которую необходимо отвести.

Контактно-поверхностный водонагреватель // 2522755

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды для целей отопления и горячего водоснабжения. Контактно-поверхностный водонагреватель содержит цилиндрический корпус с контактной камерой, над которой установлен водораспределитель, подключенный к трубопроводу подвода сетевой воды с регулирующей арматурой, и размещенные внутри корпуса надтопочный диск, радиационную топочную камеру и установленную вокруг нее кольцевую водонагревательную емкость с центральной жаровой трубой, состоящую из двух сферических поверхностей, соединенных втулкой.

Контактный водонагреватель // 2522716

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева воды на технологические нужды и отопление производственных объектов. Контактный водонагреватель содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого расположена контактная камера, над ней установлен водораспределитель, подключенный к трубопроводу подвода холодной воды, топку и газовую горелку.

Газовый отопительный модуль // 2521698

Изобретение относится к технике нагрева воды, т.е. к установкам децентрализованного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых, производственных и общественных зданий.

Контактный теплоутилизатор // 2509267

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для конденсации паров, охлаждения газов водой, нагревания воды газами, охлаждения воды воздухом, мокрой очистки газов.

Бытовое устройство для обеззараживания воды // 2583237

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания (стерилизации) воды, а именно к обеззараживанию потока воды физическими методами, конкретно - к бытовым аппаратам для получения кипяченой питьевой воды, может быть использовано для получения холодной кипяченой питьевой воды путем стерилизации водопроводной воды. Устройство содержит рекуперативный противоточный теплообменник 1. Каналы теплообменника соединены через камеру 2, имеющую электрический нагреватель 3. В камере вода обеззараживается при температуре выше 100°С. Высокая эффективность теплообмена достигнута путем заполнения каналов насадкой 4 из посеребренных медных гранул. Гранулы подпрессованы в каналах для увеличения теплопроводности насадки. Изобретение позволяет получать холодную кипяченую воду с наименьшими затратами времени и электроэнергии. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.