ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2090511
ПРОТОЧНЫЙ ДИСТИЛЛЯТОР
Имя изобретателя: Мальцев Владимир Васильевич
Имя патентообладателя: Мальцев Владимир Васильевич
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1994.07.20
Использование: для получения дистиллированной воды и жидкого концентрата.
Сущность изобретения: дистиллятор содержит в качестве источника энергии нагнетатель,
что позволяет почти полностью утилизировать тепло, расходуемое на испарение воды,
возвратив его из полости конденсатора. Внутренний цилиндр со стороны испарителя
оребрен. Исключение из испарителя источника энергии и выполнение испарителя с
оребрением в виде плоских съемных и разборных пластин позволяет менее трудоемко
удалять водяной камень. Меньшее накипеобразование обеспечивается выпуском воды из
испарителя по окончании работы, а в случае длительной беспрерывной работы - через
определенные промежутки времени.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения
дистиллированной воды из водопроводной или морской воды, а также для любой перегонки.
В известных конструкциях кипятильников, дистилляторов источник энергии
располагается непосредственно в воде, которую нагревают до точки кипения и
преобразуют в пар. В верхней части дистиллятора пар конденсируется в теплообменнике за
счет проточной воды, при этом возможна утилизация 10% тепла за счет нагрева поступающей
воды в аппарат.
Недостатком известных устройств получения дистиллята является их низкая
энергетическая эффективность в результате большого расхода энергии и воды,
расходуемой на получение пара и конденсата.
Нагревательный элемент, расположенный в воде, подвержен наибольшему образованию на
нем камня, что сокращается его срок службы. Образование камня только на стенках
испарителя приводит к более частым разборкам аппарата с целью удаления камня.
Целью изобретения является повышение эффективности путем резкого снижения затраты
энергии, примерно в 8 раз и воды в 10 раз, улучшение возможности удаления водяного камня.
Указанная цель достигается тем, что источники энергии, состоящие из нагнетателя,
расположены в верхней паровой зоне аппарата, при этом нагнетатель расположен между
полостями испарителя и конденсатора, а нагреватель в верхней полости конденсатора. В
этом случае мощность нагревателя, работающего в первоначальный момент, существенно
снижена, а мощность нагнетателя, являющаяся основной для производства пара, составляет
не более 10% от существующих норм. Это стало возможным благодаря возврату теплоты
конденсации в испаритель, т.е. практически осуществляется почти полная утилизация
тепла.
Улучшение удаления водяного камня достигается отсутствием нагревателя в испарителе,
съемным и разборным внутренним оребрением, состоящим из плоских и незначительно гнуто-плоских
пластин, сливом воды с повышенной концентрацией солей из испарителя по окончании
работы, для чего установлен двухходовой кран, блокированный с коммутационным
аппаратом электрической части дистиллятора.
На чертеже представлен проточный дистиллятор в разрезе.
Дистиллятор содержит вал 1 электропривода, проходящий через крышку 2, с за крепленной на
валу 1 крыльчаткой нагнетателя 3/. Цилиндрический корпус 4 является наружной
поверхностью конденсатора и дистиллятора. В верхней части конденсатора расположен
источник тепловой энергии 5 в виде ТЭНа или обычной спирали из нихрома.
Полость испарителя образуется цилиндром 8, соосно расположенным с цилиндром 4, имеющим
несколько меньший диаметр.
Цилиндр 8 снаружи оребрен спиральной лентой 7 и имеет кольцо 10 с регулируемым
сопротивлением прохода. Кольцо 10 установлено в районе зоны закипания воды в испарителе,
ниже оребрением 11 образуется спиральный канал. Внутри цилиндр 8 оребрен съемными
разборными пластинами 9, которыми образована совместно с цилиндром 8 кольцевая полость.
В верхней части испарителя расположен поплавок 6, который двумя тягами 12 соединен с
клапаном заполнения 14. В нижней части оребрения 9 установлена пластина 13 для
направления воды к кольцевому каналу цилиндра8. Трубка 15 служит для слива конденсата,
краном 16 обеспечивается или подвод воды из водопровода, или выпуск воды из испарителя 8.
Крышки 17 крепятся к цилиндру 4.
ПРОТОЧНЫЙ ДИСТИЛЛЯТОР РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
При повороте крана 16 полость испарителя через клапан 14 начнет заполняться водой до
установленного уровня, ограничиваемого поплавком 6. Одновременно с переключением
крана 16 включается электрическая часть дистиллятора, в которой прежде всего
включаются нагревательный элемент 5 и соленоидный вентиль выпуска воздуха. Воздух из
испарителя будет вытеснен водой, а из конденсатора паром, образующимся в верхней части
испарителя.
Задачей нагревателя 5 является выработка первоначального количества теплоты и
доведения до закипания воды только в верхней части испарителя, после чего нагреватель 5
и соленоидный вентиль обесточивается и в работу вступает основной источник тепловой
энергии нагнетатель 3. При включении нагнетателя 3 в рабочее состояние крыльчатка
нагнетателя будет создавать разность давлений 0,5 кгс/см2, при этом давление в
испарителе снизится ниже атмосферного, а в конденсаторе повысится выше атмосферного
благодаря наличию сопротивления кольца 10. При разности давлений создадутся разности
температурных уровней ( o 10oC). При этом к теплоте, передаваемой с паром из
испарителя в конденсатор, прибавится теплота работы нагнетателя, и пар в конденсатор
будет поступать несколько перегретым. Большую часть теплоты пар, конденсируясь, отдает
испарителю до кольца 10, после которого горячий конденсат, двигаясь по спиральному
каналу вокруг испарителя, будет передавать теплоту воде, находящейся в нижней части
испарителя, нагревая ее и охлаждаясь сам. По мере работы нагнетателя возрастает
количество тепла, циркулирующего между конденсатором и испарителем, и
производительность возрастает до тех пор, пока теплота, выделяемая нагнетателем 3, не
уравняется во всеми теплопотерями дистиллятора. Теплопотери определяются количеством
поступающей воды в дистиллятор и разностью температур между сливаемым конденсатом и
поступающей водой, а также плюс теплопотери в окружающую среду.
По окончании работы кран 16 переводят в другое крайнее положение, при этом
электрическая часть дистиллятора обесточивается, а вода из испарителя с повышенным
содержанием солей сливается.
В результате применения предложенного дистиллятора в несколько раз сокращаются
расходы энергии и воды на выработку каждого килограмма конденсата.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Проточный дистиллятор, содержащий соосно установленные цилиндры, образующие полости
испарителя и конденсатора, закрытые с двух сторон крышками, с размещенными внутри
поплавком, дистанционно соединенным с питательным клапаном и нагревательным
элементом, отличающийся тем, что между испарителем и конденсатором в паровой зоне
установлен нагнетатель.
2. Дистиллятор по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент расположен в верхней
части конденсатора, прилегая к цилиндру испарителя.
3. Дистиллятор по п. 1, отличающийся тем, что внутренний цилиндр со стороны испарителя
оребрен съемными и разборными пластинами.
4. Дистиллятор по п. 1, отличающийся тем, что в полости конденсатора на уровне закипания
воды в испарителе установлено разделительное кольцо с регулируемым сопротивлением
прохода.
Версия для печати
Дата публикации 24.02.2007гг
вверх
|