АВТОКЛАВНЫЙ ПАРООБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 2008 года по МПК F22B27/16 

Изобретение относится к устройствам для выработки пара в герметичной емкости с избыточным давлением и воздействия этим паром на пищевой продукт, материал, сырье, находящиеся в этой емкости, и предназначено для выработки смолистых веществ, эфирных масел, стерилизации/пастеризации, варки консервированных пищевых продуктов, спекания силикатных материалов. Известен паровой котел, включающий автоклав, с размещенными в нем парообразователем и камерой насыщения, разделенными перегородкой, с отверстием, отопительную печь, состоящую из котла, входящего выпуклой частью в емкость автоклава и имеющего внутри жаровую трубу, выполняющую роль камеры газификации, дугообразные водогрейные трубы, верхние дуги которых выполнены ступенчато - одна над другой, экраны, расположенные в межступенчатом пространстве верхних дуг водогрейных труб, с концевым, противоположно расположенным отверстием каждый и с поверхностью, повторяющей траекторию изгиба верхних дуг. При этом боковые поверхности экранов образуют между собой суживающийся канал - инжектор, а пространство между экранами исполняет роль камеры догорания газов [1].

Техническим результатом является повышение КПД автоклавного парообразователя.

Достигается это тем, что дугообразные водогрейные трубы и экраны расположены над наружной поверхностью котла, с возможностью огибать ее, на участке, не входящем в герметичную емкость автоклава и имеющем отверстие для прохождения уходящих газов в камеру догорания газов, причем дугообразные водогрейные трубы и экраны заключены в кожух, прикрепленный к наружной поверхности автоклава и имеющий отверстие для вывода уходящих газов.

На фиг.1 изображен автоклавный парообразователь.

На фиг.2 - разрез А-А, фиг.1.

Автоклавный парообразователь состоит из отопительной печи 1, парогенератора 2, автоклава 3, экономайзера 4. Отопительная печь 1 имеет котел 5, который выпуклой частью входит в автоклав 3. Внутри котла 5 расположена жаровая труба 6, имеющая прорези в нижней части для подсоса воздуха и выполняющая роль камеры газификации. С наружной стороны, на участке, не входящем в емкость автоклава 3, котел 5 огибают дугообразные водогрейные трубы 7, верхние дуги которых выполнены ступенчато - одна над другой. В межступенчатом пространстве верхних дуг водогрейных труб установлены экраны 8, с концевым, противоположно расположенным отверстием 9 каждый и с поверхностью, повторяющей траекторию изгиба верхних дуг. Боковые поверхности экранов образуют между собой суживающийся канал - инжектор 10, а пространство между экранами 8 выполняет роль камеры догорания газов. На поверхности котла 5, на участке, не входящем в емкость автоклава 3, имеется отверстие 11 для прохождения уходящих газов в камеру догорания газов. Дугообразные водогрейные трубы 7 и экраны 8 заключены в кожух 12, имеющий отверстие 13 для вывода уходящих газов в дымовую трубу 14. Для регулировки естественной циркуляции воздуха предусмотрены заслонка 15 и задвижка 16.

Для открытия обходного пути движения уходящих газов, в момент растопки отопительной печи 1, предусмотрена заслонка 17. Парогенератор 2 расположен внутри автоклава 3 и состоит из: излучателя тепловой энергии 18 - наружной поверхности котла 5, входящей в емкость автоклава 3; распылителя жидкости 19, установленного над излучателем тепловой энергии 18; накопителя тепловой энергии 20. В качестве накопителя тепловой энергии 20 может быть использован бутовый камень, гранит, легко спрессованная «паутинка» или гранулы из меди, алюминия, латуни. В автоклаве 3, кроме парогенератора 2, расположены камера насыщения 21 и рассекатель пара 22. Между парогенератором 2 и камерой насыщения 21 установлена перегородка 23 с отверстием 24, расположенным в нижней части перегородки 23 и соединенным с рассекателем пара 22. При этом создается эффект паровой ванны, предотвращающий от перегрева поверхность котла 5.

Автоклавный парообразователь работает следующим образом. Разжигают дрова, уложенные в жаровой трубе 6. При розжиге происходит тепловая подготовка топлива, заключающаяся в прогреве части топлива, испарении влаги и выделении летучих веществ. Образуется большое количество дыма, который направляют мимо камеры догорания газов, по обходному пути. Для этого открывают заслонку 17. Когда дрова разгорятся и отопительная печь 1 разогреется, заслонку 17 закрывают. При горении дров происходит химический процесс соединения окислителя (воздуха) с горючими элементами топлива. К горючим элементам топлива относятся: углерод (С), водород (Н), cepa(S), а также горючие газы СО, Н₂, С_мН_n. Температура воспламенения горючих газов в воздухе имеет следующее значение: водорода 580-750 градусов, окиси углерода 644-658 градусов, метана 650-750 градусов. При невысоких температурах горения дров в жаровой трубе 6 - камере газификации средняя энергия молекул значительно ниже энергии активации. Поэтому лишь небольшая доля молекул топлива и окислителя способна к реакции. Основная часть горючих элементов топлива выделяется из дров в виде горючих газов, которые переходят в камеру догорания газов. Там при соответствующей температуре 580-750 градусов и подаче окислителя (воздуха) они сгорают. Затем исходящие газы поступают в дымовую трубу 14, где прогревают процессную воду, находящуюся в экономайзере 4. Процессная вода из экономайзера 4 поступает в дугообразные водяные трубы 7. При химической реакции окислителя и горючих элементов топлива выделяется много тепла, которое передается излучателю тепловой энергии 18, дугообразным водяным трубам 7 и экранам 8. Тепловая энергия от стенок труб 7 передается процессной воде, находящейся в трубах 7, преобразуя ее в пароводяную смесь. От экранов 8 тепло передается излучателю тепловой энергии 18. От излучателя тепловой энергии 18 часть тепла передается накопителю тепловой энергии 20. Пароводяная смесь поступает в распылитель жидкости 19, где распыляется перед излучателем 18 и накопителем 20 тепловых энергий. При соприкосновении с поверхностями излучателя 18 и накопителя 20 тепловых энергий капельки жидкости процессной воды, получая дополнительное тепло, испаряются, превращаясь в насыщенный пар. Насыщенный пар, проходя через накопитель тепловой энергии 20 и далее, соприкасаясь с нижней частью излучателя тепловой энергии 18, получает дополнительное тепло, превращаясь в перегретый пар. Затем перегретый пар, проходя через отверстие 24 в перегородке 23, поступает в рассекатель пара 22, где рассеивается в камере насыщения 21, воздействуя на пищевой продукт, материал, сырье, находящиеся в нем.

Размещение дугообразных водогрейных труб 7 и экранов 8 над наружной поверхностью котла 5, не входящей в емкость автоклава 3, позволяет более рационально произвести компоновку и увеличить КПД автоклавного парообразовател.

Источники информации

1. Патент RU №2285861, Паровой котел.

Изобретение предназначено для выработки пара и может быть использовано для выработки смолистых веществ, эфирных масел, стерилизации, пастеризации, варки консервированных пищевых продуктов, спекания силикатных материалов. Парообразователь включает автоклав с размещенными в нем парообразователем и камерой насыщения, разделенными перегородкой с отверстием, отопительную печь, состоящую из котла, входящего выпуклой частью в емкость автоклава и имеющего внутри жаровую трубу, выполняющую роль камеры газификации, дугообразные водогрейные трубы, верхние дуги которых выполнены ступенчато - одна над другой, экраны, расположенные в межступенчатом пространстве верхних дуг водогрейных труб, с концевым, противоположно расположенным отверстием каждый и с поверхностью, повторяющей траекторию изгиба верхних дуг. Боковые поверхности экранов образуют между собой суживающийся канал - инжектор, а пространство между экранами исполняет роль камеры догорания газов. Дугообразные водогрейные трубы и экраны заключены в кожух, прикрепленный к наружной поверхности автоклава, и расположены над наружной поверхностью котла, с возможностью огибать ее на участке, не входящем в герметичную емкость автоклава и имеющем отверстие для прохождения уходящих газов в камеру догорания газов. Изобретение позволяет повысить КПД отопительной печи. 2 ил.

Автоклавный парообразователь, включающий автоклав с размещенными в нем парообразователем и камерой насыщения, разделенными перегородкой с отверстием, отопительную печь, состоящую из котла, входящего выпуклой частью в емкость автоклава и имеющего внутри жаровую трубу, выполняющую роль камеры газификации, дугообразные водогрейные трубы, верхние дуги которых выполнены ступенчато - одна над другой, экраны, расположенные в межступенчатом пространстве верхних дуг водогрейных труб, с концевым противоположно расположенным отверстием каждый и с поверхностью, повторяющей траекторию изгиба верхних дуг, при этом боковые поверхности экранов образуют между собой суживающийся канал - инжектор, а пространство между экранами исполняет роль камеры догорания газов, отличающийся тем, что дугообразные водогрейные трубы и экраны расположены над наружной поверхностью котла с возможностью огибать ее на участке, не входящем в герметичную емкость автоклава и имеющем отверстие для прохождения уходящих газов в камеру догорания газов, причем дугообразные водогрейные трубы и экраны заключены в кожух, прикрепленный к наружной поверхности автоклава и имеющий отверстие для вывода уходящих газов.