ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 2017 года по МПК F17C9/02 

Описание патента на изобретение RU2611225C1

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии.

Для решения перспективных технических задач возникает необходимость в испарителе-газификаторе с развитой поверхностью нагрева, компактного, простого по конструкции, малой массы, для относительно больших расходов испаряемого теплоносителя и работоспособного при высоких давлениях.

Известен испаритель криогенной жидкости, содержащий корпус, выполненный в виде двухслойных цилиндрических оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и коллекторы отвода криогенного продукта, при этом на входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламенительное устройство, а на выходе закреплен газовод (Патент РФ №2347972, МПК F17C 9/02 - прототип).

Указанный испаритель работает следующим образом.

Испаряемая среда, например криогенная жидкость, подается двумя потоками по подводящим трубам в коллекторы и по каналам внутренней оболочки и наружной оболочки поступает, постепенно испаряясь, к коллекторам, из которых отводится по отводящим трубопроводам в сторону потребителя.

Течение испаряемой среды может осуществляться как по потоку, так и противотоком по отношению к движению греющей среды.

Греющая среда (теплоноситель) - продукты сгорания какого либо топлива, например керосина, спирта, природного газа и т.д., температура которых может достигать от 900 K до 2200 K (регулируется соотношением расходов компонентов топлива) и лимитируется только свойствами применяемых материалов, движется от огневой стенки крышки в сторону газовода, по пути отдавая тепло испаряемой среде, протекающей по каналам оболочек.

Подготовка топлива к процессу горения (перемешивания, распыл) осуществляется смесительными элементами, а для воспламенения смеси служит воспламенительное устройство.

Температура продуктов сгорания на выходе из теплообменника может оказаться выше предельно допустимой для потребителя, например, турбины электрогенератора. Для понижения температуры выходящей греющей среды используется устройство, которое позволяет путем введения в поток некоторого количества используемого топлива, снизить температуру продуктов сгорания до необходимой величины.

Основными недостатками данного испарителя являются сложность конструкции, значительные габариты и вес, обусловленные принятой компоновкой элементов конструкции испарителя.

Задачей изобретения является устранения указанного недостатка, улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей испарителя.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что предложенный испаритель криогенной жидкости, согласно изобретению, содержит корпус, состоящий из внутренней и наружной цилиндрических оболочек, установленных коаксиально с кольцевым зазором и соединенных между собой с помощью днища, при этом во внутренней полости корпуса расположена коаксиально дополнительная цилиндрическая оболочка, образуя единый кольцевой канал для прохода греющего теплоносителя от периферии испарителя к его центру, причем каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенной жидкости, смесительную головку со смесительными элементами, воспламеняющим устройством и коллекторами подвода компонентов топлива, установленную на входе в кольцевой канал.

Предлагаемая конструкция испарителя криогенной жидкости, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение габаритов, массы устройства и расширение функциональных возможностей испарителя за счет развитой поверхности нагрева.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез испарителя криогенной жидкости, на фиг. 2 - сечение А-А - поперечное сечение испарителя криогенной жидкости.

Предложенный испаритель криогенной жидкости содержит корпус 1, дополнительную цилиндрическую оболочку 2, смесительную головку 3, в которой расположено воспламеняющее устройство 4.

Корпус 1 испарителя криогенной жидкости состоит из цилиндрических оболочек, внутренней 5 и наружной 6, установленных коаксиально с кольцевым зазором и соединенных между собой с помощью днища 7. Во внутренней полости корпуса 1 расположена коаксиально дополнительная цилиндрическая оболочка 2, образуя единый кольцевой канал 8 для прохода греющего теплоносителя от периферии испарителя к его центру.

Каждая из цилиндрических оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы 9. Каналы 9, по которым движется криогенная жидкость, объединены подводящим коллектором 10, подводящим трубопроводом 11 и отводящими коллекторами 12, 13.

На входе в кольцевой канал 8 установлена смесительная головка 3. В смесительной головке 3 установлены смесительные элементы 14 с коллекторами подвода компонентов топлива 15, 16 и воспламеняющее устройство 4.

Испаритель криогенной жидкости работает следующим образом.

Горючее и окислитель поступают в коллекторы 15, 16 смесительной головки 3 и через смесительные элементы 14 подаются в кольцевой канал 8. Расположенное на смесительной головке 3 воспламеняющее устройство 4 обеспечивает воспламенение компонентов топлива. В кольцевом канале 8 происходит сгорание компонентов топлива. Продукты сгорания компонентов топлива движутся по кольцевому каналу 8 от смесительной головки 3 в сторону выходной части дополнительной оболочки 2, по пути отдавая тепло криогенной жидкости, протекающей по каналам 9 внутренней 5, наружной 6 цилиндрических оболочек и дополнительной цилиндрической оболочки 2.

Криогенная жидкость подается двумя потоками в подводящий коллектор 10 и подводящий трубопровод 11 и по каналам 9 внутренней 5, наружной 6 цилиндрических оболочек корпуса 1 и дополнительной цилиндрической оболочки 2 поступает, постепенно испаряясь, к отводящим коллекторам 12, 13, из которых отводится в сторону потребителя.

Использование предложенного технического решения позволит улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности испарителя криогенной жидкости.

Использование предложенного технического решения позволит уменьшить габариты, и массу испарителя криогенной жидкости, а также улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности испарителя криогенной жидкости за счет развитой поверхности нагрева.

Похожие патенты RU2611225C1

название год авторы номер документа
ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2016
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2614552C1
ТЕПЛООБМЕННИК 2014
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2567466C1
ИСПАРИТЕЛЬ СЖИЖЕННОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА 2015
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2594833C1
ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2012
  • Рубинский Виталий Романович
  • Стогней Владимир Григорьевич
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Дубанин Владимир Юрьевич
RU2514802C2
ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2012
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Солженикин Павел Анатольевич
  • Рубинский Виталий Романович
  • Дубанин Владимир Юрьевич
RU2561513C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ И ГИДРАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ 2015
  • Климов Владислав Юрьевич
RU2594910C1
ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2012
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Солженикин Павел Анатольевич
  • Рубинский Виталий Романович
  • Дубанин Владимир Юрьевич
RU2561223C2
СПОСОБ ПОДОГРЕВА КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2012
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Рубинский Виталий Романович
  • Солженикин Павел Анатольевич
  • Бокарев Евгений Игоревич
RU2511805C2
ТРАКТ ИСПАРИТЕЛЯ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2012
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Рубинский Виталий Романович
  • Стогней Владимир Григорьевич
  • Бараков Александр Валенитинович
RU2529608C2
ТРАКТ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА 2012
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Рубинский Виталий Романович
  • Солженикин Павел Анатольевич
  • Бараков Александр Валентинович
  • Бокарев Евгений Игоревич
RU2522154C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 611 225 C1

Реферат патента 2017 года ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, состоящий из внутренней и наружной цилиндрических оболочек, установленных коаксиально с кольцевым зазором и соединенных между собой с помощью днища, при этом во внутренней полости корпуса расположена коаксиально дополнительная цилиндрическая оболочка, образуя единый кольцевой канал для прохода греющего теплоносителя от периферии испарителя к его центру, причем каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенной жидкости, смесительную головку со смесительными элементами, воспламеняющим устройством и коллекторами подвода компонентов топлива, установленную на входе в кольцевой канал. Использование изобретения позволит уменьшить габариты и массу испарителя, а также улучшить характеристики испарителя за счет развитой поверхности нагрева. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 611 225 C1

Испаритель криогенной жидкости, характеризующийся тем, что содержит корпус, состоящий из внутренней и наружной цилиндрических оболочек, установленных коаксиально с кольцевым зазором и соединенных между собой с помощью днища, при этом во внутренней полости корпуса расположена коаксиально дополнительная цилиндрическая оболочка, образуя единый кольцевой канал для прохода греющего теплоносителя от периферии испарителя к его центру, причем каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой цилиндров, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенной жидкости, смесительную головку со смесительными элементами, воспламеняющим устройством и коллекторами подвода компонентов топлива, установленную на входе в кольцевой канал.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2611225C1

ТРАКТ ИСПАРИТЕЛЯ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2012
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Рубинский Виталий Романович
  • Стогней Владимир Григорьевич
  • Бараков Александр Валенитинович
RU2529608C2
Испаритель криогенной жидкости 1978
  • Резников Лев Ефимович
  • Браун Владимир Михайлович
SU932094A1
ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2012
  • Рубинский Виталий Романович
  • Стогней Владимир Григорьевич
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Дубанин Владимир Юрьевич
RU2514802C2
ИСПАРИТЕЛЬ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ 2008
  • Русаков Игорь Юрьевич
  • Билялов Ринад Маазович
  • Матвеев Александр Анатольевич
  • Смолкин Павел Александрович
RU2377462C1
Криогенный газификатор 1982
  • Егоров Борис Васильевич
SU1076693A1
US 20050081535 A1, 21.04.2005
JP 8312895 A, 26.11.1996.

RU 2 611 225 C1

Авторы

Климов Владислав Юрьевич

Даты

2017-02-21Публикация

2016-01-27Подача