Парогенератор

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(57) 1. Парогенератор, включающий паровую камеру в виде цилиндра, сопряженного по торцам с полусферами, соосно установленную в камере греющую насадку в виде полого кольца, между стенками которого размещены электронагреватель и электроизолирующий теплоаккумулирующий наполнитель, установленное соосно с насадкой с возможностью вращения водораспределительное устройство с патрубком подвода воды и снабженное распылителями, обращенными в сторону греющей насадки, и канал для отвода пара, отличающийся тем, что насадка по длине выполнена соответствующей длине цилиндрической части камеры,а между последней и насадкой установлен теплоизолирующий элемент. 2. Парогенератор по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя цилиндрическая стенка насадки выполнена из меди и покрыта со стороны распылителей слоем никеля. 1699 1 3. Парогенератор по п. 1, отличающийся тем, что на распылителях консольно установлены капленаправляющие козырьки, свободные концы которых направлены в сторону вращения водораспределительного устройства, причем козырьки пересекают оси выходных отверстий распылителей под тупым углом. Изобретение относится к энергетике, а именно к генераторам пара, и так как генератор имеет малую массу, то может использоваться как источник пара для двигателя безрельсового транспортного средства. Наиболее близким к изобретению является известный парогенератор, содержащий паровую камеру, выполненную разъемной в виде цилиндра с полусферическими днищами, его греющая насадка выполнена в виде отдельных кольцевых секций, каждая из которых имеет свой, выполненный из теплопроводящего нержавеющего материала, кожух с теплоаккумулирующими наполнителями в виде керамических элементов,имеющих форму параллелепипедов с отверстиями, в которых размещены нагреватели, причем водораспределительное устройство выполнено в виде заглушенной с одного конца трубки, установленной на оси паровой камеры с возможностью вращения и обеспечения постоянной скорости вращения, а его распылители - в виде струйных форсунок, подключенных к трубке в зоне упомянутых секций. Кожухи секций выполнены преимущественно из серебра 1. Недостатками этого парогенератора являются большое количество электрических контактных соединений между отдельными секциями греющих насадок, что снижает надежность работы парогенератора, неполное испарение отдельных капель воды в промежутках между секциями греющих насадок и образование парового облака перед фронтом вращения распылителей и за ними вследствие выброса капель воды перпендикулярно высоконагретым поверхностям греющих насадок, что ухудшает быстроту нагрева той части греющей насадки, на которую выбрасываются капли воды. Все указанное снижает производительность парогенератора. Кроме того, передача большого количества тепла от греющих насадок в стенки корпуса снижает термический коэффициент полезного действия прибора. В основу изобретения положены задачи повышение надежности работы и производительности парогенератора, а также путем снижения потери тепла повышение его термического коэффициента полезного действия. Указанные задачи достигаются тем, что греющая насадка по длине выполнена соответствующей длине цилиндрической части паровой камеры, а между последней и греющей насадкой установлен теплоизолирующий элемент, и внутренняя стенка камеры снабжена отражателем тепловых лучей в виде тонкого слоя никеля, а внутренняя стенка насадки выполнена из меди и покрыта со стороны распылителей слоем никеля,и на распылителях консольно установлены капленаправляющие козырьки, свободные концы которых направлены в сторону вращения водораспределительного устройства, причем козырьки пересекают оси выходных отверстий распылителей под тупым углом. На фиг. 1 показан продольный разрез парогенератора на фиг. 2 - узел , фиг. 1 на фиг. 3 - разрез А - А,фиг.1 на фиг. 4 - разрез Б-Б, фиг. 1 на фиг. 5 - узел , фиг. 4. Парогенератор устроен следующим образом. К корпусу 1 парогенератора, выполненному в форме стакана с полусферическим дном (а на противоположной стороне имеющим фланец ), закреплена крышка 2, имеющая полусферическое дно и фланец для крепления к корпусу 1. Внутри корпуса 1 и крышки 2 расположена паровая камера, имеющая форму цилиндра с полусферическими днищами. В кольцевой уступ цилиндрической части корпуса 1 опирается кольцевой упор 3, в который упирается длинное кольцо 4 из теплоизоляционного материала и греющая насадка по длине, соответствующей длине цилиндрической части паровой камеры. Греющая насадка содержитимеющий высокую теплопроводность и закрытый со всех сторон полый кольцевой кожух 5 из медного листа, покрытого слоем никеля на стороне, обращенной к оси паровой камеры, установленные между стенок кожуха 5 электронагреватель 6, выполненный в форме зигзага из круглого или полосового нихрома, и электроизолирующий теплоаккумулирующий наполнитель 7, внутрь кожуха 5 не должна проникать вода. Наиболее лучшим металлом для покрытия кожуха 5 является серебро, но это дорогой металл. Кожух 5 греющей насадки и теплоизоляционное кольцо 4 зажаты между кольцевым упором 3 и крышкой 2. Внутренняя цилиндрическая поверхность корпуса 1 покрыта никелем для отражения тепловых лучей. В сферической части корпуса 1 выполнены резьбовые отверстия для ввертывания электроизоляционных пробок 8, через которые выведены два конца нагревателя 6, соединенные с источником тока (не показан). В крышке 2 выполнены отверстия для выхода пара и выпуска конденсата. оосно с насадкой в паровой камере установлена с возможностью вращения с постоянной скоростью от автономного привода трубка 9, заглушенная с одного конца. Этот конец трубки установлен во втулке, за 2 1699 1 прессованной в корпусе 1. На трубке 9 закреплен ряд струйных форсунок 10 с распылителями 11 в виде трубок с отверстиями малого диаметра, позволяющих дробить воду на малые капли. Над отверстиями каждого распылителя 11 консольно установлены капленаправляющие козырьки 12 с поверхностью, позволяющей направлять капли воды под тупым углом к высоконагретой поверхности греющей насадки, причем к той ее части, которая расположена перед фронтом вращения распылителей 11. При этом наклон козырьков 12 выполнен так, что падающие на него капли воды способствуют образовавшемуся пару совершать винтовое движение и, соприкасаясь с нагретыми поверхностями кожуха 5, перегреваться, а это улучшает нагрев той части насадки, которая расположена с тыльной стороны фронта вращения распылителей, что повышает производительность парогенератора. На втором конце трубки 9 закреплен барабан 13 с уплотнительными кольцами 14, взаимодействующими с обработанной поверхностью колпачковой гайки 15, ввинченной в полусферическое днище крышки 2 корпуса 1. Гайка 15 снабжена сальником. Указанный выше узел является второй опорой трубки 9. На этом конце трубки 9 гайками закреплена шестерня 16, взаимодействующая с автономным приводом (не показан),сообщающим трубке 9 постоянную угловую скорость. Частота вращения шестерни 16 определяется опытным путем. Основное условие - чтобы распылители 11, обрызгивая часть греющей насадки, позволяли бы второй ее части, расположенной за фронтом вращения распылителей 11, нагреваться до такой температуры,при которой падающие на нее капли воды мгновенно испарялись. Вода во вращающуюся трубку 9 поступает под давлением, например, из закрытого со всех сторон резервуара (не показан), в котором с помощью насоса создается постоянное избыточное давление, при этом вода из резервуара в трубку 9 поступает через уплотнительное устройство, содержащее закрепленный на резьбовой части трубки 9 с помощью гаек барабан 17 с уплотнительными кольцами 18, колпачковую гайку 19,имеющую сальник и обработанную внутреннюю часть, которой он взаимодействует с кольцами 18, и раструб 20. В последний ввинчена колпачковая гайка 19. К раструбу 20 прикреплена трубка 21, сообщенная с резервуаром, питающим водой парогенератор. Для слива конденсата из паровой камеры корпуса 1 в нем предусмотрен кран 22. Между трубкой 9 и резервуаром, в котором создается избыточное давление воды, установлен кран 23 для регулирования подачи воды, поступающей из резервуара с избыточным давлением к трубке 9. Пар из корпуса 1 отводится по трубопроводу 24, выходное отверстие которого перекрывается вращающимся золотником 25, через который пар порциями поступает к потребителю. Снаружи корпус 1 закрыт теплоизолятором 26, заключенным в кожух 27. Парогенератор работает следующим образом. Чтобы парогенератор работал длительное время, необходимо исключить отложение накипи на греющих насадках, поэтому надо применять хорошо очищенную дождевую воду. Наиболее предпочтительным является замкнутый цикл, при котором использованный пар преобразуется в воду, которая после очистки от масла и примесей вновь закачивается насосом в резервуар, питающий парогенератор водой. Перед началом работы следует удалить конденсат из паровой камеры корпуса 1, открыв кран 22, а потом его закрыть. Затем включить нагреватель 6 в цепь источника тока и нагреть греющую насадку и полость паровой камеры. Потом надовключить механизм вращения трубки 9 и соединить ее посредством крана 23 с резервуаром со сжатой водой. Вода, поступающая к трубке 9, через струйные форсунки 10, распылители 11,ударяясь в свободные концы козырьков 12 в виде мелких капель и падает на разогретые части греющих насадок под тупым углом в том месте, которое расположено перед фронтом вращения распылителей 11, и эти мелкие капли воды, соприкасаясь разогретой поверхностью, мгновенно испаряясь, превращаются в пар, который, совершая винтовое движение вдоль оси паровой камеры, соприкасаясь с другими частями греющей насадки, преобразуется в перегретый пар. Накопившийся в паровой камере пар под избыточным давлением поступает по трубопроводу 24 через золотник 25 к потребителю. Для того, чтобы прекратить выработку пара, следует закрыть кран 23 подачи воды и отключить от источника тока нагреватель 6. Потом выключить механизм вращения трубки 9. Если к потребителю надо подводить меньшее количество пара, тогда краном 23 уменьшают подачу воды к трубке 9 и уменьшают силу тока к нагревателю 6. Так как трубка 9 с форсунками 10 и распылителями 11 постоянно вращается, температура обрызгиваемой части греющей насадки снижается, а потом, когда на нее не будет набрызгиваться каплями вода, эта часть греющей насадки быстро нагревается до необходимой температуры. Только по этой причине материал кожуха 5 греющей насадки должен иметь высокий коэффициент теплопроводности, обладающий свойством быстро нагреваться. Малая масса компактного парогенератора позволяет применить его (при наличии электроэнергии) в местах удаленных от предприятий изготовителей пара (котельни). В этом случае снижаются теплопотери при транспортировании пара. 1699 1 Если предложенный парогенератор использовать на снабженном электрогенератором автономном потребителе, в котором можно расширять пар до давления близкого к атмосферному, а потом этот пар охладить в конденсаторе пара и получить воду, которую после очистки от масел и примесей вновь направлять в парогенератор, то можно получить замкнутый цикл и этим значительно улучшить окружающую нас среду. оставитель М.Ф. Денисенко Редактор В.Н. Позняк Корректоры А.М. Бычко, С.А. Тикач Заказ 1985 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.