КОНДЕНСАТОР-СБОРНИК

КОНДЕНСАТОР-СБОРНИК


RU (11) 2062137 (13) C1

(51) 6 B01D5/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93002958/26 
(22) Дата подачи заявки: 1993.01.18 
(45) Опубликовано: 1996.06.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1044939, кл. F 28 В 1/00, 1983. 
(71) Заявитель(и): Московский энергетический институт 
(72) Автор(ы): Бутонов В.В.; Коган М.Н.; Крюков А.П. 
(73) Патентообладатель(и): Московский энергетический институт 

(54) КОНДЕНСАТОР-СБОРНИК 

Использование: для эффективного сбора конденсата в транспортных теплоэнергетических и холодильных установках. Сущность изобретения: устройство содержит теплообменные трубы, соединенные с ними коллектор для подачи хладоагента и коллектор для удаления из теплообменных труб нагревшегося хладоагента, пористые пластины, соединенные с трубами наваренным металлом и образующие с трубами каналы для сбора конденсата. При конденсации выделяется теплота фазового перехода, которая отводится через пористые пластины к теплообменным трубам и протекающему внутри них хладоагенту. Динамический напор натекаемого потока пара создает разность давлений снаружи пористых пластин и внутри каналов. В результате образовавшийся конденсат просачивается через пористые пластины в каналы для сбора конденсата и отводится через конденсатоотводные каналы из конденсатора-сборника. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к теплообмену и холодильной технике и может найти применение в транспортных теплоэнергетических и холодильных установках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при использовании является конденсатор, выполненный в виде ряда труб с протекающим внутри них хладоагентом, с коллекторами для подвода и отвода хладоагента. На внешней поверхности труб происходит конденсация пара с дальнейшим стеканием жидкости вниз под действием силы тяжести.

Однако из-за термического сопротивления пленки стекающей жидкости интенсивность теплопередачи невелика. Скорость стекания жидкости, а значит толщина пленки и коэффициент теплопередачи зависят от величины силы тяжести. При невесомости же удаления конденсата не происходит, что ведет к росту толщины пленки, а значит к увеличению термического сопротивления и уменьшению интенсивности конденсации.

Техническая задача, решаемая изобретением, направлена на создание конденсатора-сборника с минимально возможной массой на единицу производительности, который надежно работает в условиях меняющейся и нулевой тяжести и обеспечивает эффективный сбор конденсата.

Эта задача решается следующим образом. В известный конденсатор, содержащий ряд параллельных труб, соединенных с коллекторами для подвода и отвода хладоагента, введены две пористые пластины, соединенные с трубами и расположенные параллельно друг другу и осям труб, и пластины, размещенные с торцов пористых пластин, а пространство между трубами и пластинами образует конденсатоотводные каналы.

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сбоку, а на фиг. 2 вид спереди конденсатора-сборника.

Устройство содержит теплообменные трубы 1, соединенный с ними коллектор для подачи хладоагента 2, коллектор 3 для удаления из теплообменных труб 1 нагревшегося хладоагента, пористые пластины 4, соединенные с теплообменными трубами 1 наваренным металлом 5 и образующие с указанными трубами конденсатоотводные каналы 6. Крепление пластин 4 к наваренному металлу 5 осуществляется диффузионной сваркой в вакууме. Конденсат из конденсатоотводных каналов 6 отводится в конденсаторный коллектор 7, ограниченный с торцов пластинами 8 с отверстиями 9.

Устройство работает следующим образом. При обтекании потоком пара пористых пластин 4 внутри последних происходит конденсация. При конденсации выделяется теплота фазового перехода, которая отводится через пористые пластины 4 и наваренный металл 5 к теплообменным трубам 1 и протекающему внутри них хладоагенту, нагревающемуся в результате подвода этого тепла. Хладоагент подается в теплообменные трубы 1 через коллектор 2, а нагревшийся хладоагент отводится из них через коллектор 3. Динамический напор натекаемого потока пара создает разность давлений снаружи пористых пластин 4 и внутри конденсатоотводных каналов 6. В результате образовавшийся конденсат просачивается через пористые пластины 4 в конденсатоотводные каналы 6 и отводится через конденсатосборные коллекторы 7 из конденсатора-сборника.

При конденсации в пористой пластине ограничения по теплоотдаче определяются величиной эффективной поверхности теплообмена внутри пор и интенсивностью поступления потока пара к ней. Интенсивность поступления пара возрастает с увеличением динамического напора натекающего потока. Теплообмен внутри пластин 4 осуществляется в процессе конденсации пара в порах этих пластин. Т.к. удельная поверхность пор по отношению к единице площади фронтального сечения пластин 4 составляет, например, при пористости 0,2 и толщине пластин 1 мм 500 [3] эффективная поверхность теплообмена соответственно увеличивается в 500 раз. В результате при натекании потока пара на пластины 4 теплоотдача существенно возрастает, т.к. на фронтальной поверхности этих пластин слой конденсата имеет малую толщину, а термическое сопротивление фазового перехода при сильной конденсации невелико, особенно при сверхзвуковых скоростях движения потока пара [4]

Пластины 8, расположенные на торцах конденсатора, предотвращают утечки конденсата из конденсатора-сборника и попадание пара внутрь конденсатоотводных каналов 6.

Отвод конденсата осуществляется за счет перепада давлений, изменение величины и направления силы тяжести практически не влияет на процесс конденсации. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Конденсатор-сборник, содержащий ряд параллельных труб, соединенных с коллекторами для подвода и отвода хладагента, и конденсатоотводные каналы, отличающийся тем, что он снабжен двумя пористыми пластинами, расположенными параллельно одна другой и осям труб, и пластинами, размещенными с торцов пористых пластин, при этом образующееся между пористыми пластинами и трубами пространство соединено с конденсатоотводными каналами.