Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в холодильной технике, пищевой, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности. The invention relates to heat exchangers and can be used in refrigeration, food, oil refining and gas industries.
Известны испарительные конденсаторы (см.а.с. СССР N 994891, МПК F 28 B 1/02, F 28 D 5/02, 1983 или а.с. СССР N 251600, МПК F 28 B 1/02, 1969, или кн. Мальгина Е.В. и др. Холодильные машины и установки.-М.: Пищепромиздат, 1980, с. 181, 182, рис. 68), содержащие корпус с размещенными в нем трубным пучком с конденсирующимся рабочим веществом (хладоагентом), разбрызгивающим устройством, вентилятором, каплеуловителем, причем разбрызгивающее устройство выполнено в виде распределительной трубы с орошающими отверстиями (форсунками), подключенной к источнику орошающей жидкости (воды) и горизонтально расположенной над трубным пучком, при этом орошающие отверстия выполнены на нижней образующей распределительной трубы таким образом, чтобы через эти отверстия осуществлялось истечение орошающей жидкости вниз. Evaporative condensers are known (see USSR AS N 994891, IPC F 28 B 1/02, F 28 D 5/02, 1983 or AS USSR N 251600, IPC F 28 B 1/02, 1969, or Prince Malgina E.V. et al. Refrigeration machines and units.-M.: Pishchepromizdat, 1980, p. 181, 182, Fig. 68), containing a housing with a tube bundle containing a condensing working substance (refrigerant) placed in it, a spray device, a fan, a droplet eliminator, and the spray device is made in the form of a distribution pipe with irrigation holes (nozzles) connected to a source of irrigation liquid (water) and horiz located above the tube bundle, while irrigation holes are made on the lower generatrix of the distribution pipe so that through these holes flowing irrigation fluid down.
Помимо перечисленных элементов испарительные конденсаторы по указанным а.с. N 994891, 251600 содержат в корпусе еще ряд элементов, таких как форконденсатор, представляющий собой трубный пучок с перегретым рабочим веществом, расположенный над разбрызгивающим устройством и предвключенный трубному пучку с конденсирующимся рабочим веществом, а также поддон и др. In addition to the listed elements, evaporative condensers for the specified A. with. N 994891, 251600 contain a number of elements in the housing, such as a pre-condenser, which is a tube bundle with an overheated working substance located above the spray device and upstream of a tube bundle with a condensing working substance, as well as a pallet, etc.
Недостатком известных испарительных конденсаторов являются низкие надежность и экономичность, которые обусловлены забивкой орошающих отверстий (форсунок) загрязняющими орошающую жидкость (воду) включениями (песчинки, мусоринки и т.п.). Причем, как показывает практика, происходит это не смотря на использование соответствующих фильтров в линии подачи орошающей жидкости к распределительной трубе. Забивка форсунок обусловливает неравномерность орошения трубного пучка, что приводит к росту давления конденсации, т.е. к перерасходу энергии холодильной установкой, в состав которой этот конденсатор входит. Забивка форсунок требует проведения ремонтных работ, что связано с выключением конденсатора из работы и, следовательно, с уменьшением холодопроизводительности холодильной установки и, значит, с ухудшением качества или потерей продукции. Ремонтно-восстановительные работы связаны с дополнительными эксплуатационными затратами на проведение демонтажа форсунок, их прочистку и обратный монтаж. Кроме того, сами по себе форсунки являются довольно непростыми изделиями и потому заметно увеличивают стоимость испарительного конденсатора. A disadvantage of the known evaporative condensers is their low reliability and efficiency, which are caused by clogging of the irrigation holes (nozzles) with impurities polluting the irrigation liquid (water) (grains of sand, garbage, etc.). Moreover, as practice shows, this happens despite the use of appropriate filters in the supply line of the irrigation fluid to the distribution pipe. Clogging of nozzles causes irregular irrigation of the tube bundle, which leads to an increase in condensation pressure, i.e. to excessive energy consumption by the refrigeration unit, which includes this capacitor. Clogging of nozzles requires repair work, which is associated with turning off the condenser from work and, consequently, with a decrease in the cooling capacity of the refrigeration unit and, therefore, with a deterioration in quality or loss of production. Repair and restoration work is associated with additional operating costs for the dismantling of nozzles, their cleaning and reassembly. In addition, the nozzles themselves are quite complicated products and therefore significantly increase the cost of the evaporative condenser.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом к заявленному изобретению является испарительный конденсатор по книге Е.В.Мальгина (см. выше), который и выбран в качестве прототипа. Более подробно работа таких конденсаторов описана в кн. Лашутина Н.Г. Холодильная техника в мясной и молочной промышленности.-М.: Пищепромиздат, 1979, с. 63, 65, рис. 37. The closest in the set of essential features analogue to the claimed invention is an evaporative condenser according to the book of E.V. Malgin (see above), which is selected as a prototype. The operation of such capacitors is described in more detail in the book. Lashutina N.G. Refrigeration equipment in the meat and dairy industries.-M.: Pishchepromizdat, 1979, p. 63, 65, fig. 37.
Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION
Изобретение направлено на решение задачи по повышению надежности и экономичности работы испарительного конденсатора. Это обеспечивается достижением такого технического результата, как исключение забивки орошающих отверстий, благодаря чему повышается равномерность орошения трубного пуска, исчезает надобность в проведении ремонтно-восстановительных работ и связанных с ними выключением конденсатора из работы и дополнительными эксплуатационными затратами на прочистку орошающих отверстий. The invention is aimed at solving the problem of improving the reliability and efficiency of the evaporative condenser. This is ensured by the achievement of such a technical result as the exclusion of clogging of the irrigation holes, which increases the uniformity of irrigation of the pipe start, eliminates the need for repair and restoration work and the associated disconnection of the condenser from the work and additional operating costs for cleaning the irrigation holes.
Изобретение характеризуется следующими существенными признаками: содержит корпус с размещенным в нем трубным пучком с конденсирующимся рабочим веществом, разбрызгивающим устройством, вентилятором, причем разбрызгивающее устройство выполнено в виде одной или нескольких распределительных труб с орошающими отверстиями, подключенных к источнику орошающей жидкости и горизонтально расположенных над трубным пучком, при этом (далее следуют отличительные от прототипа признаки) орошающие отверстия выполнены на или в области верхней образующей распределительных труб таким образом, чтобы через каждое отверстие осуществлялось фонтанирование орошающей жидкости вертикально вверх или под углом, а над орошающими отверстиями установлены отражающие поверхности, посредством которых фонтанирующая жидкость отбрасывается вниз и разбрызгивается, причем на конце или ближе к концу распределительной трубы на или в области ее нижней образующей выполнены одно или несколько отверстий, посредством которых осуществляется дренаж из распределительной трубы загрязняющих жидкость включений. The invention is characterized by the following essential features: it comprises a housing with a tube bundle placed therein with a condensing medium, a spray device, a fan, the spray device being made in the form of one or more distribution pipes with irrigation holes connected to a source of irrigation liquid and horizontally located above the tube bundle , and (hereinafter, distinctive features from the prototype signs) irrigation holes are made on or in the upper image of the distribution pipes so that through each hole the irrigation liquid is flowing vertically upward or at an angle, and reflecting surfaces are installed above the irrigation holes, by which the flowing liquid is thrown down and sprayed, at the end or closer to the end of the distribution pipe in or in the region one or more openings are made of its lower generatrix, through which drainage from the distribution pipe of polluting liquids is carried out d.
В частных случаях, конкретных формах выполнения изобретение характеризуется дополнительно следующими существенными признаками: орошающие отверстия на смежных распределительных трубах расположены в одну или несколько параллельных друг другу линий, а отражающая поверхность выполнена в виде общего элемента (крыши) над отверстиями, расположенными в линию, при этом отражающие поверхности над отверстиями, выполненными в несколько параллельных линий, расположены в плане с зазорами друг другу для прохода вверх паров испарившейся орошающей жидкости и воздуха; отражающая поверхность выполнена вогнутой и представляет собой, например, часть трубы, разрезанной вдоль образующих, расположенных диаметрально или близко диаметрально друг другу и установлена над орошающими отверстиями на распределительные трубы. In particular cases, specific forms of execution, the invention is additionally characterized by the following essential features: irrigation holes on adjacent distribution pipes are arranged in one or more lines parallel to each other, and the reflective surface is made in the form of a common element (roof) above the holes located in a line, reflecting surfaces above openings made in several parallel lines are arranged in plan with gaps to each other for the passage of vaporized vaporizing irrigation fluid and air; the reflecting surface is concave and, for example, is a part of a pipe cut along the generatrices located diametrically or close diametrically to each other and mounted above the irrigation holes on the distribution pipes.
Изобретение во всех случаях выполнения обеспечивает получение еще и такого технического результата, как исключение форсунок. В конкретных формах выполнения изобретение обеспечивает получение технического результата, заключающегося в уменьшении уноса орошающей жидкости благодаря выполнению вогнутыми отражающими поверхностями вместе с зазорами между ними функции каплеуловителя. In all cases, the invention provides also such a technical result as the exclusion of nozzles. In specific forms of execution, the invention provides a technical result, which consists in reducing the entrainment of the irrigation fluid due to the execution of concave reflective surfaces together with the gaps between them functions droplet eliminator.
На фиг. 1 изображен испарительный конденсатор согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 представлен разрез испарительного конденсатора по А-А; на фиг. 3 и 4 изображены фрагменты испарительного конденсатора по Б-Б и В-В соответственно
Орошающая жидкость (вода) забирается из поддона 14 (фиг. 1) насосом 15 и подается в раздаточный коллектор 3, откуда по распределительным трубам 4 поступает к орошающим отверстиям 7 (фиг. 2). Из этих отверстий орошающая жидкость фонтанирует вертикально вверх (или в общем случае - фонтанирует в верхнюю полусферу над отверстием). Ударясь о вогнутые отражающие поверхности 5, фонтанирующая жидкость отбрасывается вниз, одновременно разбрызгиваясь, и попадает на трубный пучок 2. Навстречу разбрызганной орошающей жидкости вентилятор 6 засасывает наружный воздух 11 через окна, расположенные в нижней части корпуса 1 конденсатора. При соприкосновении с воздухом орошающая жидкость испаряется и охлаждается, благодаря чему температура этой жидкости остается постоянной, поэтому орошающая жидкость без дополнительного охлаждения из поддона 14 снова насосом 15 подается для орошения трубного пучка 2. В результате такого орошения происходит отвод тепла от трубного пучка 2 и, как следствие, конденсация в нем рабочего вещества, поступающего в трубный пучок по линии 9 и выходящего в жидком виде по линии 10. Испаренная орошающая жидкость уносится с уходящим воздухом наружу посредством вентилятора 6. Уносу же с уходящим воздухом капельной жидкости препятствуют вогнутые отражающие поверхности 5, выполняющие вместе с зазорами между ними функцию каплеуловителя, благодаря осуществлению упомянутыми элементами инерционной сепарации. Для восполнения убыли орошающей жидкости предусмотрена подача в конденсатор свежей жидкости 13 извне. Управление этой подачей осуществляется посредством регулятора 12, поддерживающего постоянство уровня жидкости в поддоне 14.In FIG. 1 shows an evaporative condenser according to the present invention; in FIG. 2 shows a section through an evaporative condenser along AA; in FIG. Figures 3 and 4 show fragments of an evaporative condenser along BB and BB, respectively
Irrigating liquid (water) is taken from the pallet 14 (Fig. 1) by the pump 15 and fed to the dispensing manifold 3, from where it goes through the distribution pipes 4 to the irrigation holes 7 (Fig. 2). From these openings, the irrigation liquid gushes vertically upward (or, in the general case, gushes into the upper hemisphere above the opening). Hitting the concave reflecting surfaces 5, the gushing fluid is thrown down, simultaneously spraying, and enters the tube bundle 2. Toward the sprayed irrigation fluid, the fan 6 draws in the outside air 11 through the windows located in the lower part of the condenser body 1. In contact with air, the irrigation liquid evaporates and cools, so that the temperature of this liquid remains constant, therefore, the irrigation liquid without additional cooling from the sump 14 is again pump 15 fed to irrigate the tube bundle 2. As a result of such irrigation, heat is removed from the tube bundle 2 and, as a result, the condensation in it of the working substance entering the tube bundle through line 9 and leaving in liquid form along line 10. The evaporated irrigation liquid is carried away with the exhaust air out in the middle fan 6. The removal of dropping liquid with the outgoing air is prevented by concave reflective surfaces 5, which, together with the gaps between them, perform the function of a droplet eliminator due to the implementation of the above-mentioned elements of inertial separation. To make up for the loss of irrigation fluid, a fresh fluid 13 is supplied to the condenser from the outside. This feed is controlled by a regulator 12 that maintains a constant liquid level in the sump 14.
Благодаря расположению орошающих отверстий 7 вверху поперечного сечения (фиг. 3) распределительных труб 4 (т.е. вдоль верхней образующих труб) загрязняющие орошающую жидкость включения, попав в распределительную трубу, оседают на ее дне (т.е. вдоль нижней образующей трубы) и потому не поступают к орошающим отверстиям 7 и, значит, не забивают их. Однако при накоплении этих включений на дне распределительной трубы 4 сверх определенной величины начинается проскок включений к орошающим отверстиям 7, вследствие чего возникает опасность их забивки. Чтобы этого не происходило, предусмотрены в конце распределительных труб 4 отверстия 8 дренажа загрязняющих включений (фиг. 1), расположенные внизу поперечного сечения этих труб (фиг. 4), т.е. вдоль их нижней образующей. Через отверстия 8 происходит около одного процента расхода орошающей жидкости, но этого оказывается достаточно для исключения накопления загрязняющих включений на дне распределительных труб 4 сверх величины, при которой начинается проскок включений к орошающим отверстиям 7 и их забивка. К тому же жидкость, вытекающая через отверстия дренажа 8, не падает бесполезно в поддон 14, а также принимает участие в отводе теплоты от трубного пучка 2, поскольку по пути в поддон омывает этот пучок. Due to the location of the irrigation holes 7 at the top of the cross-section (Fig. 3) of the distribution pipes 4 (i.e., along the upper forming pipes), the inclusion polluting the irrigation liquid, having got into the distribution pipe, settle on its bottom (i.e. along the lower forming pipe) therefore, they do not enter the irrigation holes 7 and, therefore, do not clog them. However, when these inclusions accumulate at the bottom of the distribution pipe 4 in excess of a certain value, the inclusions begin to slip to the irrigation holes 7, as a result of which there is a danger of clogging. To prevent this from happening, holes 8 for drainage of polluting inclusions (Fig. 1) located at the bottom of the cross section of these pipes (Fig. 4) are provided at the end of the distribution pipes 4, i.e. along their lower generatrix. Through holes 8, about one percent of the flow rate of the irrigating liquid occurs, but this is enough to prevent the accumulation of polluting inclusions at the bottom of the distribution pipes 4 in excess of the value at which the inclusions begin to break through to the irrigation holes 7 and clog them. In addition, the liquid flowing through the drainage holes 8 does not fall uselessly into the tray 14, and also takes part in the removal of heat from the tube bundle 2, since this bundle washes along the way to the tray.