ЭЛЕКТРОПАРОГЕНЕРАТОР САМОРЕГУЛИРУЕМЫЙ Российский патент 1999 года по МПК F22B1/30 F24H1/20 

Изобретение относится к области устройств, используемых для автономного парового отопления помещений и технологических нужд.

Известны электродные парогенераторы, регулирование мощности которых осуществляется автоматическим изменением площади погружения электродов в воду в зависимости от давления пара в нагревательной камере и использующие его для подачи пара в подогреваемую систему.

Близким к заявляемому является парогенератор Казакова Н.И. (описание изобретения N 80626 под названием "Котельная установка"). Котельная установка содержит нагревательную камеру, соединенную вверху через кран с напорным трубопроводом подогреваемой системы, а снизу через кран с компенсационной емкостью, совмещенной с резервной емкостью, и соединенной с обратным трубопроводом системы, причем поднятой над электродами. Предусмотрен насос со сбросным клапаном и пусковое устройство в виде трубы с кранами.

Котельная установка имеет следующие недостатки:
- применение нормально открытых кранов, требующих обслуживания и являющихся устройствами низкой надежности при высоких рабочих температурах;
- необходимость в ручных операциях при запуске парогенератора и выводе его на режим работы;
- в варианте установки низкого давления обеспечивается саморегулирование по давлению пара только теоретически, когда потребляемая системой и выдаваемая парогенератором мощности после вывода их на рабочий режим строго одинаковые, а на практике любое последующее снижение потребляемой или повышение выдаваемой мощности (например, вследствии повышения напряжения в электросети) приведет к неконтролируемому повышению давления пара - "разносу", поэтому необходимо постоянное наблюдение за давлением пара и ручная его подрегулировка краном установки выдаваемой мощности либо сообщать подогреваемую систему с атмосферой, получая другие последствия;
- необходимость в подкачивающем устройстве со сбросным клапаном для создания повышенного по сравнению с атмосферным давления пара, что значительно усложняет устройство и эксплуатацию парогенератора, а главное, снижает надежность его из-за постоянно работающего насоса при высокой температуре;
- повышенное гидравлическое сопротивление перетеканию пара из нагревательной камеры в подогреваемую систему из-за наличия между ними крана установки выдаваемой мощности.

Наиболее близким к заявляемому является парогенератор Ларева А.В. (заявка N 96121495/06 "Электронагреватель саморегулируемый"), содержащий нагревательную камеру, соединенную с входным и выходным патрубками; компенсационную емкость, совмещенную с резервной и соединенную с нагревательной камерой, а также с обратным трубопроводом подогреваемой системы, при этом поднятую на высоту по отношению к электродам; нормально открытый подпружиненный клапан с сильфонным приводом, установленный между нагревательной камерой и выходным патрубком.

Этот парогенератор имеет следующие недостатки:
- наличие встроенного механического регулятора мощности, содержащего подвижные части, и требующего дополнительных затрат на его изготовление, сборку и обслуживание;
- ограничение напора подачи пара в подогреваемую систему высотой гидростатического столба воды;
- повышенное гидравлическое сопротивление перетеканию пара из нагревательной камеры в подогреваемую систему из-за наличия клапана регулятора.

В основу изобретения поставлена задача создания предельно простого по устройству и технологичного парогенератора с бесступенчатым саморегулированием мощности по давлению пара без использования подкачивающих устройств, механических и других регуляторов, позволяющего использовать дополнительный сверх гидростатического столба воды напор для подачи пара в подогреваемую систему при одновременном повышении его надежности и безопасности.

Поставленная задача решена за счет того, что загерметизированная компенсационная емкость соединена исключительно с подэлектродным пространством и снабжена предохранительным клапаном, а в качестве обратного использован трубопровод подачи пара в подогреваемую систему.

Данное изобретение поясняется чертежом, где изображен парогенератор в разрезе.

Парогенератор содержит герметичный корпус 1 с размещенными в его полости электродами 2, образующими совместно с корпусом нагревательную камеру, совмещенную с резервной емкостью; патрубок 3, используемый для подачи пара в подогреваемую систему и приема из нее конденсата; герметичную компенсационную емкость 4, соединенную с нагревательной камерой ниже уровня расположения электродов и поднятую выше электродов на высоту H; предохранительный клапан 5, установленный на компенсационной емкости.

Парогенератор работает следующим образом.

При подаче питания на электроды 2 вода, заполняющая корпус 1, нагревается до кипения. Развивая максимально возможную мощность, парогенератор за счет полностью замкнутой системы создает избыточное давление пара, используемое для подачи его в патрубок 3 и вытеснения воды в компенсационную емкость 4 с целью создания гидростатического столба воды "H", необходимого для подачи пара в подогреваемую систему под контролируемым давлением. Одновременно в компенсационной емкости 4 происходит сжатие находящегося в ней воздуха, создавая дополнительный к гидростатическому столбу воды контролируемый напор подачи пара в подогреваемую систему, а в нагревательной камере - уменьшение уровня воды. В некоторый момент начнется снижение уровня погружения электродов в воду и мощность парогенератора уменьшится до наступления баланса потребляемой системой и выдаваемой парогенератором мощности. Если в нагревательную камеру недостаточно заправлено воды, то парогенератор не выйдет на расчетное давление, а если был заправлен ее излишек, то повышающееся сверх расчетного давление пара в нагревательной камере сожмет воздух в компенсационной емкости 4 до открытия предохранительного клапана 5, который стравит часть воздуха и примет в компенсационную емкость 4 излишек заправленной воды.

При повышении потребной мощности давление в системе начнет падать, что вызовет расширение сжатого в компенсационной емкости 4 воздуха и подачу из нее необходимой порции воды в нагревательную камеру для повышения выдаваемой мощности.

Следовательно, парогенератор автоматически выходит на любое заранее заданное давление пара и поддерживает его без использования подкачивающих устройств и регуляторов с клапанами, датчиками, преобразователями, шкафами управления и т.п.

Существенным преимуществом предложенного парогенератора является, с одной стороны, отсутствие элементов дополнительного сопротивления подаче пара, а с другой стороны - наличие дополнительного к гидростатическому столбу H напора от сжатого воздуха, обеспечивающих максимально возможные мощность и расстояние передачи пара.

Изменение давления пара в процессе работы парогенератора осуществляется частичным сливом из нагревательной камеры (снижение) или пополнением в нее (повышение давления) воды, например, с помощью нормально закрытых вентилей, используя канализацию и водопроводную сеть. Изменять давление пара можно также стравливанием либо подачей воздуха в компенсационную емкость, например, от рессивера с помощью управляемого воздушного редуктора. Учитывая, что в водопроводной сети или в воздушной системе давление ограничено, то даже по халатности обслуживающего персонала невозможно создать в парогенераторе и обогреваемой системе аварийную ситуацию.

Установка в основном или дополнительном корпусе газопламенноводяного теплообменника в пределах уровня расположения электродов позволяет получить резервный на случай отключения электроэнергии парогенератор на твердом, жидком или газовом топливе, который можно использовать в качестве основного, например, в случае удорожания электроэнергии по сравнению с тепловой.

Таким образом, предложенный парогенератор предельно прост по устройству, весьма технологичен, обладает исключительно высокой надежностью и безопасностью, удобен в наладке и эксплуатации, гибок и удобен в управлении, не содержит в себе элементов, требующих метрологического обеспечения, что позволяет широко использовать его для отопления помещений и технологических нужд.

Изобретение относится к области устройств, используемых для автономного парового отопления помещений и для технологических нужд. Парогенератор содержит герметичный корпус 1 с размещенными в его полости электродами 2, образующими совместно с корпусом нагревательную камеру, совмещенную с резервной емкостью, патрубок 3, используемый для подачи пара в подогреваемую систему и приема из нее конденсата, герметичную компенсационную емкость 4, соединенную с нагревательной камерой ниже уровня расположения электродов и поднятую на высоту Н, предохранительный клапан 5, установленный на компенсационной емкости. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение удобства в эксплуатации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Электропарогенератор саморегулируемый, содержащий герметичный корпус с патрубком и установленными в его полости электродами, герметичную компенсационную емкость, соединенную с подэлектродным пространством корпуса и расположенную выше электродов, а также предохранительный клапан, отличающийся тем, что использованный в качестве резервной емкости корпус своим подэлектродным пространством через компенсационную емкость соединен с предохранительным клапаном, а входной и выходной патрубки объединены. 2. Электропарогенератор саморегулируемый по п.1, отличающийся тем, что в пределах уровня расположения электродов установлен газопламенно водяной теплообменник.