Холодильник Советский патент 1992 года по МПК F27D9/00 

Изобретение относится к металпургии, в частности к охлаждающим устройствам термических печей.

Цель изобретения - интенсификация охлаждения

На фиг. 1 изображен холодильник, общий вид; на фиг 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг 1 на фиг. 4 - то же, при выбросе пара: на фиг 5 - то же, при сливе конденсата, на фиг 6 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг 7 - разрез Г-Г на фиг 5; на фиг. 8 - узел I на фиг. 3.

Холодильник содержит корпус 1 с установленными на нем тепловыми трубами 2, испарительные участки 3 которых расположены внутри корпуса 1 и частично заполнены теплоносителем 4 Конденсационные участки 5 труб 2 расположены снаружи корпуса 1. Участки 5 могут быть установлены в теплообменниках 6 в том случае если эффективный теплосъем не обеспечивается при естественном охлаждении т е. при высоких температуах нагрева теплоносителя 4

в испарительных учзстках 3. Между испарительным 3 и конденсационным 5 участками каждой трубы 2 расположена перегородка 7, в которой имеемся канал 8 подачи пара в конденсационный участок 5 и клапан 9 перекрытия канала 8, подпружиненный относительно перегородки 7 пружиной растяжения 10, закрепленной на выступах

11перегородки 7.

В перегородке 7 имеется также канал слива конденсата в испарительный участок 3, выполненный, например, в виде трубки 12, и клапан 13 перекрытия канала слива конденсата, подпружиненный относительно перегородки 7 пружиной 14 растяжения, второй конец которой может быть закреплен, например, на верхней части трубки

12В клапане 9 имеется отверстие 15 соосное трубке 12. Верхняя часть клапана 9 выполнена заподлицо с поверхностью перегородки 7, обращенной в сторону конден- сационного участка 5 Указанные поверхности выполнены коническими приСО

с

VI

GJ 00

чем конусность достаточна для эффективного стока конденсата в испарительный участок 3.

Трубка 12 может быть закреплена относительно перегородки 7, например, U-обра- ными крепежными элементами 16, одни концы которых закреплены в перегородке 7, а другие приварены к трубке 12, причем ветви элементов 16, обращенные к трубке 12, проходят между пружинами 10 и 14, не препятствуя их вертикальному перемещению при срабатывании клапанов 9 и 13 соответственно.

Холодильник работает следующим образом.

Нагретый газ из рабочего пространства термической печи поступает в холодильник, омывает испарительные части 3 тепловых труб 2 и нагревает теплоноситель 4,отдавая ему тепло. При этом происходит интенсивное испарение теплоносителя 4 с образова- нием насыщенного пара. Давление в испарительном участке 3 возрастает до тех пор, пока не превысит усилие пружины 10 и не откроет клапан 9. После этого происходит взрывообразный выброс пара в конденсационный участок 5 через канал 8, после чего клапан 9 закрывается, перекрыв канал 8. Часть теплоносителя 4, оставшаяся в испарительном участке 3, при выбросе пара охлаждается и продолжает отбор тепла от газа. Насыщенный пар теплоносителя 4, выполнивший работу по преодолению усилия пружины 10, теряет часть энергии и поступает в конденсационный участок 5 с температурой, которая ниже температуры пара в испарительном участке 3 перед открыванием клапана 9. Пар, поступивший в конденсационный участок 5. охлаждается хладагентом в теплообменниках 6 или же окружающим воздухом до температуры конденсации.

Конденсат по стенкам тепловой трубы и по коническим поверхностям перегородки 7 и клапана 9 через отверстие 15 стекает в трубку 12. При конденсации достаточного количества теплоносителя 4 (по весу) он открывает клапан 13 и стекает в испарительный участок 3. Клапан 13 закрывается. Далее цикл повторяется.

Поскольку в испарительном участке 3 постоянно имеется достаточное количество теплоносителя 4 для эффективного отбора тепла от нагретого газа, холодильник работает непрерывно, хотя слив конденсата происходит периодически.

Холодильник может осуществлять отбор тепла и от нагретых частей термической печи, но в этом случае нагрев теплоносителя 4 будет осуществляться не конвективным теплообменом, а за счет излучения или теплопроводности.

П р и м е р . В испарительном участке 3

теплоноситель 4 (вода) находится в равновесном состоянии со своим насыщенным паром. Усилие пружины 10 рассчитано на давление пара Рн 2,798 МПа, ч го соответствует температуре насыщенного пара тн

230°С. В конденсационном участке 5 давление пара равно 9 Ю4 Па.

. Исходя из равенства энтальпий пара до и после процесса дросселирования (и i2), определяем параметры пара после процесса дросселирования 10 Па, tn 165°C.

Таким образом, в процессе дросселирования температура пара понизилась на 65°С. Конденсация пара при таком давлении происходит при тк 97°С

Перекрытие канала подачи пара посредством подпружиненного клапана позволяет интенсифицировать процесс охлаждения, поскольку часть энергии пара

расходует преодоление усилия пружины клапана, и в участок конденсации пар поступает с меньшей температурой, т.е. быстрее охлаждается до температуры конденсации.

Формула изобретения

Холодильник, преимущественно для термической печи, содержащий корпус с установленными на нем тепловыми трубами испарительные участки которых расположены внутри корпуса и заполнены теплоносителем, а конденсационные участки расположены снаружи корпуса, отличающийся тем, что, с целью интенсификации охлаждения, он снабжен перегородками с

каналами подачи пара в конденсационный участок и слива конденсата в испарительный участок и подпружиненными клапанами, перегородки размещены между этими участками, а подпружиненные клапаны установлены на каналах перегородки с возможностью их перекрытия, при этом в клапане канала подачи пара выполнено отверстие, соосное с каналом слива конденсата.

и

Сущность изобретения1 холодильник содержит корпус 1. на котором установлены тепловые трубы 2 Испарительные участки 3 труб заполнены теплоносителем 4 и расположены внутри корпуса 1, а конденсационные участки 5 - снаружи Между испарительным 3 и конденсационным 5 участками каждой трубы размещена перегородка 7 с каналами подачи пара в конденсационный участок 5 и слива конденсата в испарительный участок 3. На каналах перегородки с возможностью их перекрытия установлены подпружиненные клапаны 9 и 13. В клапане канала подачи пара выполнено отверстие 15, соосное каналу слива конденсата 8 ил

А

1Л

tpt/г. 1 А-А

фуе. 2

фиг 6

фиг 7 / / KV 16 /