ДИСТИЛЛЯТОР Российский патент 1997 года по МПК C02F1/04 B01D3/02 

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 10^oC). 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.

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. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

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.