Испаритель для сжиженных газов Советский патент 1987 года по МПК F17C9/02 

Изобретение относится к устройствам для газификации сжиженных газов.

Необходимость в точном регулировании температуры на выходе из испарителя возникает в лабораторных газификаторах, а также в случаях использования газа после испарителя для заправки баллонов. При этом происходит сжатие газа в баллоне, что сопровождается вьщелением значительного количества тепла. Разогрев баллонов препятствует з еньшению времени заправки. Подача газа при температуре значительно ниже температуры окружающей среды () позволяет существенно зт еньшить время заправки баллонов. Чтобы температура баллона оставалась неизменной в течение всей заправки, необходимо, чтобы температура газа на выходе из испарителя менялась по определен;1ому закону.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования температуры газа на выходе из испарителя и экономия электроэнергии.

На чертеже показана схема предлагаемого испарителя. Испаритель состоит из змеевика 1 для криогенной жидкости, трансформатора 2,- электронагревателя 3, при этом змеевик 1 выполнен в виде ко- роткозамкнутой вторичной обмотки трансформатора 2.

Испаритель работает следующим образом.

При включении в сеть первичной обмотки 3 в змеевике 1, являющемся одновременно вторичной короткозамк- нутой обмоткой трансформатора 2, наводится переменный электрический ток. В результате этого в нем вьще- ляется тепло, которое отбирается кипящим внутри змеевика 1 сжиженным газом. Температура газа на выходе из испарителя регулируется путем изменения расхода газа или изменением магнитного потока в контуре змеевика, например, переключением отводов 4 от витков первичной обмотки. При регулировании производительности испарителя существенно изменяется только температура змеевика, поэтому тепловая.инерция испарителя незначительна.

С целью уменьшения потерь тепла и улучшения габаритно-массовых характеристик трансформатора охлаждение

первичной обмотки и сердечника производится сжиженным газом. Особенно просто это осуществляется в трансформаторах большой мощности, где отвод тепла от обмотки -и сердечника производится при помощи промежуточного теплоносителя например трансформаторного масла. В этом случае дост аточно охлаждать теплоноситель, поместив в него часть змеевика.

Температура газа в процессе впуска поднимается до величины, определяемой по формуле

ff. гп . к

1 +(К +

1)f

0

где Т

Т„

К

р

р конечная температура газа; начальная температура газа;, показатель Адиабаты; начальное давление; конечное давление.

Из этой формулы получают выражение для определения начальной температуры поступающего газа (конечная температура газа при заправке баллона должна быть равна температуре окружающей среды)

PC

пп -

0

TJ1 + (К + 1) 1

К

Если Р 200 бар, Р 1 бар, TC 300 К, то для кислорода имеем

300(1 + (1,4 + 1) - оП

ф - ,1 Е

1,4 217 К (-56°С).

Работа, затрачиваемая на сжатие газа в процессе впуска, равна

L ,

где Р - газовая постоянная)

М - масса заправленного газа. Следовательно, при заправке баллонов кислородом с температурой 217 К расход электроэнергии уменьшается на

(300 ) -22. jz, кг

что составляет 6% от общего расхода энергии устройством-прототипом.

В процессе эксплуатации не наблюдается проскок жидко сти на вход испарителя, а колебания температуры газа находятся в пределе 3-5 С.

Формула изобретения

Испаритель для сжиженных газов, содержащий змеевик для криогенной жидкости и трансформатор злектрондг

940

ревателя, от.личающийся тем, что,, с целью расширения диапа-- зона регулировамия температур газа на выходе и экономии электроэнергии, змеевик выполнен в виде короткозамк- нутой вторичной обмотки трансформатора.

Изобретение относится к устройствам для газификации сжиженный газов и решает проблему расширения диапазона регулирования температуры газа на выходе из испарителя и экономии электроэнергии. Испаритель совмещен с трансформатором электронагревателя и его змеевик для сжижения газа выполнен в виде короткозамкнутой вторичной обмотки трансформатора При включении в сеть первичной обмотки в змеевике, являкицемся одновременно вторичной короткозамкнутой обмоткой трансформатора, наводится переменный электрический ток. Б результате этого в нем выделяется тепло, которое отбирается кипящим внутри змеевика сжиженным газом. Температура газа на выходе из испарителя регулируется - путем изменения расхода газа или изменением магнитного потока в контуре змеевика, например, переключением отводов от витков первичной обмотки. При регулировании производительности испарителя существенно изменяется только температура змеевика, поэтому тепловая инерция испарителя незначительна. 1 ил. (Л со со со со 4

п

с

J

V

С

/

..I

Редактор Л.Веселовская

Заказ 3945/35Тираж 452Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Петров

Техред, М.Ходанич Корректор М.Шароши