ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

На фиг.1 схематично изображен общий вид заявляемого парогенератора (продольный разрез). На фиг.2 - то же (разрез по АА).

Парогенератор содержит корпус 1, к верхней части которого подсоединен патрубок 2 для впуска воды. В верхней части корпуса 1 закреплен изолированно от корпуса 1 центральный электрод 3, выполненный в виде стержня и подключенный к положительному полюсу (+) источника тока. В верхней части корпуса 1 имеется суженный участок 4, диаметр d которого составляет 0,1 - 0,5 диаметра d верхней кромки корпуса 1. Ниже суженного участка 4 корпус имеет форму сопла Лаваля. При этом корпус 1 подключен к отрицательному полюсу (-) источника тока и выполняет функцию второго электрода.

Корпус 1 может быть покрыт электроизоляцией, а может быть просто огражден. По внутреннему периметру суженного участка 4 корпуса 1 и на наружной поверхности центрального электрода 3 выполнены направленные навстречу друг другу электропроводные горизонтальные штыри 5, 6, соответственно, при этом штыри 5 размещены между штырями 6. Непосредственно под горизонтальными штырями 6 на центральном электроде 3 выполнены электропроводные дополнительные штыри 7, расходящиеся веерообразно вдоль расширяющейся части корпуса 1. Длина упомянутых дополнительных штырей 7 составляет 0,3-0,6 высоты расширяющейся части корпуса 1, угол в плане между смежными штырями составляет 10-30°. Горизонтальных штырей 5, 6 может быть по 3-6. Упомянутые дополнительные штыри 7 имеют дугообразную форму, близкую к форме корпуса 1, и находятся от него на расстоянии, обеспечивающем возникновение между ними и корпусом 1 электрической дуги. К нижней (по ходу потока) части корпуса 1 подключен патрубок 8 для выпуска пара.

Парогенератор работает следующим образом: вода по впускному патрубку 2 подается в верхнюю часть корпуса 1 и стекает вниз. При прохождении через сужающуюся часть корпуса 1 между штырями 5, 6 корпуса 1 и центрального электрода 3 давление воды возрастает и она дополнительно подогревается электрической дугой. Далее, попадая в пространство между расширяющейся в форме сопла Лаваля частью корпуса 1, вода резко теряет давление, приходит в неравновесное состояние и испаряется, причем при разряде между поверхностью упомянутой расширяющейся части корпуса 1 и дополнительными штырями 7 центрального электрода 3 процесс испарения резко интенсифицируется и температура пара также возрастает. Так как длина дополнительных штырей 7 меньше длины расширяющейся части корпуса 1, то разряд между упомянутыми штырями и корпусом 1 происходит не только в горизонтальной плоскости, но и в промежутке между нижними частями электродов, т.е. вытянут в продольном направлении, в объеме, где уже практически нет воды, а только насыщенный пар, который перегревается и дополнительно осушается как за счет изменения давления, вследствие расширяющейся формы (сопло Лаваля) корпуса 1, так и за счет высокой температуры электрической дуги. При этом не требуется дополнительных устройств для перегрева и осушения пара, что упрощает конструкцию парогенератора. Перегретый и осушенный пар выводится к потребителю через патрубок 8.

При длине дополнительных штырей 7 меньшей 0,3 длины расширяющейся части корпуса 1, процесс парообразования менее эффективен. Увеличение длины дополнительных штырей 7 более чем 0,6 длины расширяющейся части корпуса 1 нецелесообразно, т.к. заметного эффекта не дает, а материалоемкость увеличивается.

Увеличение диаметра суженного участка корпуса 1 больше чем d>0,5d нецелесообразно, так как изменение давления воды незначительно. При d<0,1d увеличивается="" гидравлическое="" сопротивление="" потока="" воды,="" скорость="" его="" замедляется="" и="" парообразование="" идет="" менее="">

Из тех же условий выбрано число горизонтальных штырей, т.е. при их числе, большем шести, возрастает гидравлическое сопротивление, т.к. значительно уменьшается проходное сечение, а при их числе, меньшем трех, разряд между ними будет слабым, что приведет к снижению эффективности процесса парообразования.

При угле между дополнительными штырями, составляющем менее 10°, выход пара из пространства между штырями будет затруден, что может привести к перегреву дополнительных штырей, а следовательно, к их разрушению.

При угле большем, чем 30°, температура пара по всему его объему будет неравномерна и более нагретые слои будут препятствовать прохождению основного потока пара.

Таким образом, предлагаемый парогенератор прост по конструкции, не требует дополнительных устройств для перегрева и осушения пара. К тому же такое интенсивное парообразование, обеспечиваемое и нагревом и изменением состояния потока воды, позволяет прокачивать большие объемы воды в единицу времени, чем в известных парогенераторах.