способ генерирования пара и импульсный парогенератор для осуществления этого способа

Формула изобретения

1. Способ генерирования пара, при котором котел заполняют водой до необходимого уровня и производят электрическое воздействие на воду через электроды, помещенные в воде, отличающийся тем, что электрическое воздействие на воду осуществляют импульсами высокого напряжения, а образующиеся при электрическом воздействии водяные струи преобразуют в дисперсную структуру путем пропускания водяных струй через рассекатель, представляющий собой систему, препятствующую свободному проходу водяных струй.

2. Импульсный парогенератор, содержащий котел, заполненный водой, патрубки для впуска воды и выпуска пара, электроды, размещенные в воде, и систему электропитания, отличающийся тем, что между патрубком для выпуска пара и поверхностью воды установлен рассекатель, состоящий из пластин, примыкающих друг к другу, в пластинах высечены окна, разделенные перегородками, причем пластины чередуются так, что окна пластин частично перекрыты перегородками смежных пластин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к области выработки горячего пара, и может быть использовано для промышленных или индивидуальных нужд, в том числе для формирования систем отопления.

Известен способ генерирования пара, в котором пар получают путем электрического воздействия на воду, заполняющую котел, через установленные в воде электроды с последующим его дополнительным подогревом (см., например, патент РФ № 2225569, МПК F 22 В 1/30 "Парогенератор", опубл. 10.03.2004 г., в Б.И. №7).

Конструкции парогенераторов, выполненных по известному способу, относительно просты, однако в них содержатся две системы электродов. Более того, при несоблюдении определенных пропорций конструкции, работа таких парогенераторов нарушается, что снижает их надежность.

Более близким, принятым за прототип, является способ генерирования пара, в котором котел заполняют водой до необходимого уровня и производят электрическое воздействие на воду через электроды, помещенные в воде (см., например, патент РФ № 2225569, МПК F 22 В 1/30 "Парогенератор", опубл. 10.03.2004 г., в Б.И. №7).

Конструкции парогенераторов по известному способу генерирования пара содержится котел с двумя отсеками и сложную и громоздкую систему вентилей и труб. Кроме того, для получения пара требуется большой отрезом времени между началом работы системы и моментом выхода продукции.

Задачей изобретения является создание простых по конструкции, надежных и малогабаритных парогенераторов, совмещение в одной парогенераторной машине двух операций - нагревания теплоносителя и нагнетания его в систему отопления и повышение производительности при получении пара. При этом достигается снижение стоимости агрегатов, необходимых для генерации пара.

Указанная задача решается тем, что в известном способе генерирования пара, при котором котел заполняют водой до необходимого уровня и производят электрическое воздействие на воду через электроды, помещенные в воде, согласно изобретению электрическое воздействие на воду осуществляется импульсами высокого напряжения, а образующиеся при электрическом воздействии водяные струи преобразуют дисперсную структуру путем пропускания водяных струй через рассекатель, представляющий собой систему, препятствующую свободному проходу водяных струй.

В известном парогенераторе, содержащем котел, заполненный водой, патрубки для впуска воды и выпуска пара, электроды, размещенные в воде, и систему электропитания, согласно изобретению между патрубком для выпуска пара и поверхностью воды установлен рассекатель, состоящий из пластин, примыкающих друг к другу, в пластинах высечены окна, разделенные перегородками, причем пластины чередуются так, что окна пластин частично перекрываются перегородками смежных пластин.

Процесс генерирования пара, в котором производят электрическое воздействие на воду импульсами высокого напряжения, а образующиеся при электрическом воздействии водяные струи преобразуются в дисперсную структуру путем пропускания водяных струй через рассекатель, представляющий собой систему, препятствующую свободному проходу водяных струй, позволяет значительно уменьшить габаритные размеры парогенератора, снизить стоимость установок и стоимость единицы продукции, а также повысить производительность агрегата и ускорить процесс образования пара.

В устройстве парогенератора наличие между патрубком для выпуска пара и поверхностью воды рассекателя, состоящего из примыкающих друг к другу пластин с высеченными в них окнами, разделенными перегородками и установленными так, что окна пластин частично перекрываются перегородками смежных пластин, позволяет быстро преобразовать энергию электрического импульса в энергию пара. Такая конструкция позволяет значительно сократить габаритные размеры парогенератора, а процесс образования пара происходит практически мгновенно с начала работы машины.

Изобретение иллюстрируется 4 фигурами.

На фиг.1 представлен общий вид импульсного парогенератора.

На фиг.2, 3 показана конструкция пластин, из которых выполнен рассекатель.

На фиг.4 изображена конструкция рассекателя.

Импульсный парогенератор устроен следующим образом.

Котел 1 выполнен в виде бака, имеющего в плане форму прямоугольника. На дно котла установлена опорная рама 2 (открытый ящик), внешний периметр которой равен внутреннему периметру котла 1. По верхнему краю рамы 2 установлена опорная прокладка 3, выполненная из термостойкой резины, например полиуретана. На прокладку 3 установлен рассекатель 4, представляющий собой систему, препятствующую свободному проходу водяных струй. По краю верхнего периметра рассекателя установлена уплотнительная прокладка 5, также выполненная из термостойкой резины. На прокладку 5 установлена упорная рама 6, выполненная аналогично раме 2, но имеющая несколько меньшую высоту. По периметру верхней кромки бака 1 расположена уплотнительная прокладка 7, также выполненная из термостойкой резины. Бак накрыт крышкой 8 так, что крышка плотно прилегает к упорной раме 6 и уплотнительной прокладке 7. Крышка снабжена выходным патрубком 9. Крышка 8 и бак 1 имеют внешние лапы, соответственно 10 и 11, плоскости которых расположены напротив друг друга. В лапах проделаны соосные отверстия, в которые вставлены стягивающие болты (не показаны). Нижняя часть бака 1, в которой расположена опорная рама 2, заполнена водой 12, уровень которой несколько ниже верхней кромки опорной рамы. Нижняя часть бака 1 и опорная рама 2, расположенные ниже уровня воды 12, имеют сквозное отверстие (не обозначено), которое шлангом 13 соединено с наливным бачком 14. Бачок 14 заполнен водой, уровень которой равен уровню воды в баке 1. Наливной бачок имеет поплавковый регулятор 15 уровня воды в бачке. Шланг 13 снабжен электроуправляемым запорным клапаном 16. Последний электрически связан с системой электропитания и электроуправления 17, которая включает и импульсный генератор высокого напряжения. Внутрь бака 1, ниже уровня воды 12, введены электроды 18, разделенные небольшим промежутком (не обозначен). Электроды электрически связаны с импульсным генератором, находящимся в системе 17.

В свою очередь рассекатель 4 состоит из пластин 19 и 19' (фиг.2, 3). В пластинах высечены окна 20, разделенные перегородками 21. Окно, расположенное с одного из краев пластин, перегородок не имеет. Толщина пластин составляет 0,1 мм. Пластины по краям снабжены сквозными круглыми отверстиями 22. Пластина 19' на фиг.3 отличается от пластины 19, изображенной на фиг.2, только тем, что плоскость первой повернута по отношению ко второй на 180 градусов относительно продольной оси. Окна 20 и перегородки 21 подобраны так, что если пластину 19 на фиг.2 и пластину 19' на фиг.3 соединить плоскостями друг с другом так, чтобы отверстия 22 совпадали, то окна 20 пластин будут частично перекрываться перегородками 21. При этом перегородки соответствующих пластин будут располагаться по середине окон.

В рассекателе (фиг.4) пластины 19 на фиг.2 и 19' на фиг.3 чередуются и сочленяются между собой клепками (не обозначены), проходящими через отверстия 22. При этом формируется структура, которая препятствует свободному проходу водяных струй, образовывающихся при электрическом воздействии на воду. Рассекатель с помощью пластин рассекает струи, заставляет рассеченные водяные струйки перемещаться зигзагообразно между пластин и преобразует воду в мелкодисперсную массу.

Импульсный парогенератор действует следующим образом. При подаче высоковольтных импульсов на электроды 18 в воде 12 возникает электрогидравлический удар, обладающий большой энергией. Этот удар сопровождается образованием мощных водяных струй, которые устремляются вверх. Проходя через рассекатель 4, водяная масса струй рассекается на мелкие капли, которые, проходя с большой скоростью, трутся о стенки пластин 19 и 19' и нагреваются до состояния пара. Пар по выходному патрубку 9 поступает к месту его утилизации. До момента подачи высоковольтного импульса на электроуправляемый клапан 16 поступает команда на его перекрытие, что предупреждает прохождение ударной волны в наливной бачок 14. После прохождения импульса клапан 14 открывается и вода самотеком поступает в бак 1, восполняя часть воды, затраченной на образование пара. Таким образом, в баке 1 сохраняется один и тот же объем воды. Уровень воды в наливном бачке 14 поддерживается поплавковым регулятором 15.

Достоинствами предложенного способа получения пара являются:

1. Простота конструкции.

2. Высокая надежность.

3. Небольшие габаритные размеры и вес.

4. Высокая производительность.

5. Практически мгновенное образование пара с начала первого импульса.

6. Регулирование выпуска пара в широком диапазоне.

Благодаря указанным достоинствам предложенный импульсный парогенератор может найти широкое применение в самых различных областях промышленности.