ГРАДИРНЯ Российский патент 2009 года по МПК F28C1/00 F23D11/10 

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 авт.св. СССР №435442, С 02 В 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, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, при этом нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено по крайней мере одно сопло под углом к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора.

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 через форсунки 5, а для сбора воды служит короб 6.

Акустическая форсунка содержит корпус 7 с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла 9 и кольцевого объемного резонатора 11. Корпус 7 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 13 для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка 14 для подвода жидкости. Внутри корпуса 7, соосно ему, жестко закреплена втулка 20 с фланцами верхним 8 и нижним 12, причем нижний фланец 12 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 7.

Внутри втулки 8, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 11, выполненный в виде чашки 15 с конической поверхностью 17. Чашка 15 запрессована на стержне диаметром d резонатора 11, а в его хвостовой части 10 расположены фиксирующие диски 18 и 19, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 20. В нижнем фланце 12 расположено по крайней мере одно сопло 16 под углом к оси резонатора 11, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, причем продолжение оси сопла 16 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 17. На внутренней поверхности втулки 20 выполнены соосные коническое 21 и цилиндрическое 22 отверстия.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров.

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 11 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 17 и нижней торцевой поверхностью корпуса 7 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 15 резонатора 11 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 15 резонатора 11 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 15 резонатора 11 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора 11 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

Градирня работает следующим образом.

Охлаждающий воздух эжектируется подаваемой водой сначала в каналах, образованных жалюзи 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 эжекции. Сепарация влаги из воздуха происходит в башне 1 трапецеидальной формы за счет постепенного уменьшения скорости воздуха на выходе.

Акустическая форсунка работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 13, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 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 жидкости, подаваемой через трубку 14 в сопла 16. откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности 17 резонатора 11, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 17 резонатора 11.

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, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, при этом нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора. Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2. Технический результат - повышение производительности 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, каждая из которых содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, при этом нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора.2. Градирня по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин d₁/h₁=1÷2.