ГРАДИРНЯ ТИПА ИМПУЛЬС 7 Российский патент 2009 года по МПК F28F25/06 

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является градирня по а.с. СССР №435442, С02В 1/10 от 04.07.72, содержащая башню, на боковой поверхности которой расположены воздуховходные окна с форсунками для эжекции охлаждающего воздуха, причем в окнах установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи, образующие расположенные ярусами каналы, а форсунки размещены перед входными горловинами последних (прототип).

Недостатком градирни является сравнительно невысокая эффективность из-за невысокой степени распыла жидкости форсунками.

Технический результат - повышение производительности работы градирни.

Это достигается тем, что в градирне, содержащей башню, на боковой поверхности которой расположены воздуховходные окна с форсунками для эжекции охлаждающего воздуха, причем в окнах установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи, образующие расположенные ярусами каналы, а форсунки размещены перед входными горловинами последних, форсунки выполнены акустическими, содержащими корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, и трубки для подвода распыливающего агента и жидкости, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня с клиновой щелью и соплом, при этом жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора и внутренней поверхностью сопла, причем канал для подвода жидкости расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана и выполнен в форме прямоугольной щели, при этом воздух подается через штуцер в корпусе и по отверстию резонатора, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель, расположенную под углом по отношению к оси резонатора, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин 30÷60°. а в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана и внешней поверхностью резонатора размещено винтовое направляющее устройство, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу.

На фиг.1 изображена схема градирни, на фиг.2 - общий вид акустической форсунки для распыливания жидкости.

Градирня содержит башню 1, имеющую в поперечном сечении трапецию. На боковой поверхности башни расположены воздуховходные окна, в которых установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи 2, образующие прямоугольные каналы 3. Перед входными горловинами каналов 3 размещены коллекторы 4 для подачи охлажденной жидкости.

Акустическая форсунка (фиг.2) для распыливания жидкостей содержит корпус 18, выполненный в виде стакана с днищем 19, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня 11 с клиновой щелью 12 и соплом 7. Жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора 11 и внутренней поверхностью сопла 7, а затем в кольцевой зазор 8 между внутренней поверхностью корпуса 18 и внешней поверхностью стакана 21. После чего по каналу 22, выполненному в боковой стенке стакана 21, установленного соосно корпусу 18. жидкость поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 21 и внешней поверхностью резонатора 11, причем канал 22 расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана 21 и выполнен в форме прямоугольной щели.

Воздух подается через штуцер 13, расположенный соосно корпусу 18 форсунки, по трубке 9 с отверстием 14, отверстию 16, выполненному и клапане 15, соосно штуцеру 13 и отверстию 10 резонатора 11, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель 12. Клиновая щель 12 расположена под углом по отношению к оси резонатора 11, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин 30÷60°. Клапан 15 взаимодействует с седлом 17, выполненным заодно целое с резонатором 11 и опирающимся на упругую прокладку 20, расположенную между торцевыми поверхностями стакана 21 и седла 17. В кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана 21 и внешней поверхностью резонатора 11 размещено винтовое направляющее устройство 23, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу 22.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:

отношение расстояния h₂ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до нижнего торца клапана 15 к расстоянию h от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 10 резонатора 11 с клиновой щелью 12 лежит в оптимальном интервале величин h₂/h=6÷10;

отношение расстояния h₂ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до нижнего торца клапана 15 к расстоянию h₁ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до оси канала 22 подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин h₂/h₁=1,5÷3;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 10 резонатора 11 к диаметру d₁ внутренней поверхности корпуса 18 лежит в оптимальном интервале величин d/d₄=0,1÷0,3;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 10 резонатора 11 к диаметру d₁ внешней поверхности резонатора 11 лежит в оптимальном интервале величин d/d₁=0,3÷0,7;

отношение диаметра d₂ сопла 7 к диаметру d₁ внешней поверхности резонатора 11 лежит в оптимальном интервале величин d₂/d₁=1,3÷1,7:

отношение диаметра d₂ сопла 7 к расстоянию h₁ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до оси канала 22 подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин d₂/h₁=3,5÷4,5;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 10 резонатора 11 к расстоянию h от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 10 резонатора 11 с клиновой целью 6 лежит в оптимальном интервале величин d/h=0,3÷0,7.

Акустические форсунки 5 расположены в шахматном порядке. В нижней части градирни расположен резервуар 6 для сбора охлажденной воды.

Градирня работает следующим образом.

Охлаждающий воздух эжектируется подаваемой водой сначала в каналах, образованных жалюзями 2, а затем в башне 1, происходит тепло- и массообмен между воздухом и охлаждаемой водой. Применение акустических форсунок 5 с равномерным распылом жидкости позволяет получить высокие коэффициенты эжекцин. Сепарация влаги из воздуха происходит в башне 1 трапецеидальной формы за счет постепенного уменьшения скорости воздуха на выходе.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по отверстию 14 трубки 9, затем отверстию 16, выполненному в клапане 15, и отверстию 10 резонатора 11, после чего поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель 12. Жидкость по каналу 22, выполненному в боковой стенке стакана 21, поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 21 и внешней поверхностью резонатора 11. В результате прохождения резонатора 11 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в кольцевой зазор, при этом, ударяясь, создает звуковые колебания, воздействующие на струю жидкости. Указанная форсунка обеспечивает хорошее качество распыления при малых расходах воздуха. Опыты показали, что при давлении воздуха 100 кПа средний диаметр капель составляет 90 мкм, при увеличении давления воздуха примерно в 4 раза (до 400 кПа) средний диаметр капель уменьшается незначительно и составляет 87 мкм.

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды. Градирня содержит башню, на боковой поверхности которой расположены воздуховходные окна с форсунками для эжекции охлаждающего воздуха, причем в окнах установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи, образующие расположенные ярусами каналы, а форсунки размещены перед входными горловинами последних. Форсунки выполнены акустическими, содержащими корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора и трубки для подвода распыливающего агента и жидкости, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня с клиновой щелью и соплом, при этом жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора и внутренней поверхностью сопла, причем канал для подвода жидкости расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана и выполнен в форме прямоугольной щели, при этом воздух подается через штуцер в корпусе и по отверстию резонатора, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель, расположенную под углом по отношению к оси резонатора, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин 30÷60°, а в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана и внешней поверхностью резонатора размещено винтовое направляющее устройство, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу. Изобретение позволяет повысить производительность работы градирни. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Градирня, содержащая башню, на боковой поверхности которой расположены воздуховходные окна с форсунками для эжекции охлаждающего воздуха, причем в окнах установлены наклоненные внутрь градирни жалюзи, образующие расположенные ярусами каналы, а форсунки размещены перед входными горловинами последних, отличающаяся тем, что форсунки выполнены акустическими, содержащими корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, и трубки для подвода распиливающего агента и жидкости, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня с клиновой щелью и соплом, при этом жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора и внутренней поверхностью сопла, причем канал для подвода жидкости расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана и выполнен в форме прямоугольной щели, при этом воздух подается через штуцер в корпусе и отверстию резонатора, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель, расположенную под углом по отношению к оси резонатора, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин: 30÷60°, а в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана и внешней поверхностью резонатора размещено винтовое направляющее устройство, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу.2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что отношение расстояния h₂ от внешней поверхности днища корпуса до нижнего торца клапана к расстоянию h от внешней поверхности днища корпуса до точки пересечения осей внутреннего отверстия резонатора с клиновой щелью лежит в оптимальном интервале величин: h₂/h=6÷10; отношение расстояния h₂ от внешней поверхности днища корпуса до нижнего торца клапана к расстоянию h₁ от внешней поверхности днища корпуса до оси канала подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: h₂/h₁=1,5÷3; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d₄ внутренней поверхности корпуса лежит в оптимальном интервале величин: d/d₄=0,1÷0,3; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d₁ внешней поверхности резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d/d₁=0,3÷0,7; отношение диаметра d₂ сопла к диаметру d₁ внешней поверхности резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₂/d₁=1,3÷1,7: отношение диаметра d₂ сопла к расстоянию h₁ от внешней поверхности днища корпуса до оси канала подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: d₂/h₁=3,5÷4,5; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к расстоянию h от внешней поверхности днища корпуса до точки пересечения осей внутреннего отверстия резонатора с клиновой щелью лежит в оптимальном интервале величин: d/h=0,3÷0,7.