ИСПАРИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК A62C35/00 

Предлагаемое изобретение относится к испарителям жидкости, а также технике импульсной газификации больших объемов жидкости, и может быть использовано в лазерной технике и других областях техники.

Известен испаритель сжиженного газа, содержащий резервуар с трубопроводами для подачи жидкости и отвода газа, расположенные в резервуаре электронагреватели и связанные с ними датчики давления и уровня, электромагнитную задвижку в трубопроводе жидкости, связанную с датчиком уровня. Электронагреватели выполнены в виде теплоизолированных с внешней стороны труб, установленных вертикально, при этом стенки труб выполнены с переменной увеличивающейся по высоте толщиной.

Основным недостатком такого испарителя сжиженного газа является необходимость подвода большой энергии для газификации больших количеств жидкости, например, при необходимости получения в импульсном режиме больших количеств газа.

Наиболее близким по техническому решению является испаритель жидкости, содержащий корпус, распределительные входное и выходное устройства, размещенный внутри корпуса теплообменный элемент с регулярной насадкой, содержащий каналы для протока, установленный за ним теплообменный элемент с насыпной насадкой, трубопровод для подвода жидкости. В каналах регулярной насадки могут быть установлены турбулизаторы для интенсификации теплообмена [1]
Недостатком такого испарителя является значительное изменение температуры пара в начале процесса испарения по сравнению с конечной стадией испарения. Это связано с тем, что после испарения первой порции жидкости ее пар при прохождении регулярной насадки нагревается и на выходе из испарителя приобретает температуру, близкую к температуре насадки. По мере повышения уровня жидкости в испарителе за счет сокращения поверхности теплообмена температура пара снижается и в конце процесса испарения, когда уровень жидкости приближается к верхнему краю регулярной насадки, становится близкой к температуре испарения жидкости.

Целью изобретения является обеспечение постоянства температуры пара на выходе из испарителя жидкости. Поставленная цель достигается тем, что в предложенном испарителе жидкости, содержащем корпус, распределительные входное и выходное устройство и размещенный внутри корпуса теплообменный элемент с регулярной насадкой, содержащей каналы для протока жидкости, установленный за ним теплообменный элемент с насыпной насадкой и трубопровод для подвода жидкости, дополнительно установлены датчик температуры в выходном устройстве, регулятор расхода, распределительное устройство с форсунками, направленными в сторону теплообменного элемента с регулярной насадкой. Вход регулятора расхода связан с трубопроводом подвода жидкости, а выход с распределительным устройством, расположенным в корпусе между теплообменными элементами с насыпной и регулярной насадками.

На чертеже изображен испаритель жидкости, производящий пар с постоянной температурой в процессе испарения T_п(t) Const. При этом температура в таком испарителе может быть установлена в пределах Tкипения<Tпара<Tнасадки.

Испаритель жидкости состоит из корпуса 1, теплообменного элемента с насыпной насадкой 2, теплообменного элемента с регулярной насадкой 3, входного распределительного устройства 4, выходного устройства 5, датчика температуры 6 и связанного с ним регулятора расхода жидкости 7, трубопроводов, подводящих жидкость 8, 9, 10 и распределительного устройства 11 с форсунками 12.

Испаритель жидкости работает следующим образом.

Жидкость по трубопроводу 9 поступает во входное распределительное устройство 4 и далее в основной теплообменный элемент 3, где она испаряется. В дальнейшем пар, двигаясь по развитой поверхности теплообменного элемента с регулярной насадкой 3, нагревается за счет тепла, запасенного в этой насадке.

Другая часть жидкости по трубопроводу 8 поступает к регулятору расхода жидкости 7 и далее попадает в распределительное устройство 11 и форсунки 12, на выходе из которых она превращается в мелкодисперсный поток капельной жидкости, омываемый подогретым паром испарившейся жидкости, поступающим из теплообменного элемента с регулярной насадкой 3. За счет установки распределительного устройства 11 с форсунками 12, направленными навстречу потока пара интенсифицируется теплообмен между каплями жидкости и паром, поступающим из теплообменного элемента с регулярной насадкой 3. В результате дозированной подачи жидкости, поступающей через распределительное устройство 11 с форсунками 12, изменяющейся по мере поднятия жидкости в теплообменном элементе, капли жидкости испаряются и температура пара снижается до заданной. Если температура пара T_п выше этой температуры, т.е. T_п>T_д.з., в датчике температуры 6 вырабатывается сигнал на увеличение потока жидкости в регуляторе расхода жидкости 7, за счет чего температура пара снижается до T_п T_д.з., если T_п<T_д.з., датчик температуры 6 вырабатывает сигнал на уменьшение потока жидкости через регулятор расхода жидкости 7. Т.е. в начальной стадии испарения жидкости, когда T_п максимальна на выходе из регулярной насадки 3, через регулятор расхода жидкости 7 также поступает максимальное количество жидкости, когда жидкость в теплообменном элементе с регулярной насадкой 3 достигнет верхнего уровня, температура пара на выходе из него становится минимальной, как и расход жидкости через регулятор расхода жидкости 7.

В предложенном испарителе жидкости заявленная совокупность существенных признаков позволяет получить постоянную температуру пара на выходе из испарителя в любом заданном интервале. Постоянство температуры пара позволяет получить для лазеров оптимальную величину выходных параметров, а использование данного испарителя жидкости при пожаротушении, в особенности, точного электронного оборудования (ЭВМ, ксероксы, сотовая телефонная связь) позволяет избежать теплового удара и вывода из строя элементов этого оборудования за счет растрескивания и других эффектов при быстром изменении температуры пара в процессе пожаротушения.

Использование: в области противопожарной техники. Сущность изобретения: в испарителе жидкости, содержащем корпус, распределительное входное и выходное устройства и размещенный внутри корпуса теплообменный элемент с регулярной насадкой, содержащий каналы для протока, установленный за ним теплообменный элемент с насыпной насадкой и трубопровод для подвода жидкости, дополнительно установлены регулятор расхода, датчики температуры и распределительное устройство с форсунками, направленными в сторону теплообменного элемента с регулярной насадкой, причем вход регулятора расхода связан с трубопроводом подвода жидкости, а выход - с распределительным устройством, расположенным в корпусе испарителя между насыпной и регулярной насадками. 1 ил.

Испаритель жидкости, содержащий корпус, распределительные входное и выходное устройства и размещенный внутри корпуса теплообменный элемент с регулярной насадкой, содержащей каналы для протока, установленный за ним теплообменный элемент с насыпной насадкой и трубопровод для подвода жидкости, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен датчиком температуры в выходном устройстве, регулятором расхода жидкости, распределительным устройством с форсунками, направленными в сторону теплообменного элемента с регулярной насадкой, причем вход регулятора расхода жидкости связан с трубопроводом подвода жидкости, а выход с распределительным устройством, расположенным в корпусе между теплообменным элементом с насыпной и регулярной насадками.