Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5449
.pdf
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB276221A
[]
Второе издание 1
СПЕЦИФИКАЦИЯ АПТЕТА
Дата подачи заявления: 11 января 1927 года.
№ 884/27.
276,221 Завершено: 25 августа 1927 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ контроля температуры насыщения газов и соответствующее оборудование.
Компания CARRIER ENGINEERING COMPANY Lu IM Ir ED, зарегистрированная в соответствии с
законодательством Великобритании, юридический адрес которой находится по адресу: 24, Buckingham Gate,
London, S W 1, и STANLEY L Au-RENCE Gpoo M, британский подданный, проживающий по тому же адресу,
настоящим заявляют о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к устройству для регулирования температуры насыщения газов таким
образом, чтобы степень осушения и температура газа могли достигаться в соответствии с любыми заданными
условиями, независимо от состояния внешней атмосферы или другого источника, из которого подается газ.
В частности, данное изобретение касается осушения воздуха, подаваемого в помещение в промышленных
целях, и поскольку наиболее важное применение изобретения связано с подачей воздуха из атмосферы,
изобретение будет описано далее со ссылкой на такое применение, хотя следует понимать, что оно может
быть в равной степени применено и к другим газам и другому воздуху, поступающему из любого другого
источника, кроме атмосферы.
До настоящего времени существовало множество применений устройств для кондиционирования воздуха, в
которых использовался слой или завеса распыленной жидкости, как правило, для добавления влажности в
подаваемый воздух путем нагрева воды, так что тепло передается воздуху при прохождении через слой воды.
Были предложены различные устройства для изменения состояния воды, используемой для распыления в
камере увлажнения или осушения. Например, в нашей параллельной заявке lPrice Die, 45 6 d на патент №
7562, серийный номер 269,7141 от 1926 года, было предложено осушать газы с помощью водяных
распылителей, через которые вода рециркулирует после прохождения через обычную холодильную
установку, включающую испарительный охладитель, приводимый в действие компрессором в сочетании с
системой трубопроводов, предназначенной для сбора воды из камеры распыления и возврата ее в указанные
распылители, охлажденные до необходимой степени для дальнейшего использования. Однако в таком
аппарате значительные количества воды постоянно удаляются, поскольку они содержат компоненты, которые
ценные вещества, для удаления которых требуется практически непрерывный забор воды из системы.
Согласно настоящему изобретению, газ пропускается через распылительное устройство, в которое подается
постоянное количество воды, непрерывно рециркулирующей по нему, при этом температура указанной воды
поддерживается постоянной путем прохождения через охлаждающее устройство, подача хладагента в
которое регулируется термостатом, срабатывающим от температуры кондиционированного газа, благодаря
чему температура насыщения указанного газа и, следовательно, влажность могут автоматически
поддерживаться на заданном уровне.
Следует понимать, что если в данной спецификации используется слово «хладагент» без дополнительных
уточняющих слов, то оно относится к жидкой или испаряющейся среде, используемой для создания холода,
или к носителю, на который воздействует исходная среда, причем такой носитель создает холодовой эффект
в точке его применения в конкретном аппарате.
Регулирование хладагента может осуществляться автоматически с помощью термостата или гигростата, или
обоих устройств, предназначенных для управления потоком воздуха 1; c; R -, X?
1
11 или газ, который в конечном итоге покидает аппарат для своей конкретной цели в качестве
кондиционированного воздуха, подаваемого в помещение; например, в комнату, связанную с каким-либо
производственным процессом, зрительный зал театра или для подобных целей; и следует понимать, что хотя
обычно, когда для воздуха, поступающего в такое помещение, требуется осушение, в данном изобретении это
достигается путем непрерывного охлаждения воды по мере ее прохождения по циклу рециркуляции, иногда
может потребоваться пропускать рециркулирующую воду по ее пути без отвода от нее тепла, когда, возможно,
действие термостата охлаждения привело к тому, что удаление влаги из газа произошло слишком далеко.
Как легко понять, если помнить, что термостат работает по принципу равновесия, то температура и влажность
воздуха будут незначительно изменяться в большую или меньшую сторону по сравнению с заданным
значением.
Кроме того, в связи с использованием такого оборудования часто требуется изменять условия подаваемого
воздуха в зависимости от стадии промышленного процесса, количества людей в помещении или по другим
причинам. Также может потребоваться изменение условий распыляемой воды в зависимости от внешней
атмосферы, которая обычно является основным источником подачи воздуха. Таким образом, главной
особенностью данного изобретения является то, что практически постоянный объем воды рециркулирует по
замкнутому контуру к распыляющему устройству, проходя через охлаждающее устройство, где ее
температура регулируется в большей или меньшей степени в соответствии с действием термостата в
подающем воздуховоде кондиционированного воздуха, который автоматически контролирует количество
охлаждения, передаваемого воде во время ее циркуляции.
Охлаждение распыляемой воды может быть достигнуто несколькими способами. В простой конструкции
змеевик, содержащий рассол, пропускается через резервуар, в который распыляемая вода возвращается,
например, самотеком, и из которого она рециркулируется насосом. Величина охлаждения регулируется
клапаном на подающей трубе рассола, который управляется термостатом в подающей трубе, например, с
помощью давления рабочей среды (например, воздуха) в трубопроводной системе, при этом регулирующий
клапан приводится в действие с помощью диафрагменного двигателя или подобного устройства.
В модифицированном варианте аппарата циркулирующая вода может проходить через замкнутый змеевик,
расположенный внутри испарителя, содержащего охлаждающую жидкость, которая испаряется за счет
снижения давления, приводимого в действие компрессором, при этом тепло отводится от распыляемой воды
в змеевике, а хладагент возвращается в понижающий конденсатор, где он снова сжижается, проходя через
трубчатый змеевик, содержащий воду, 70 и количество тепла, отводимого в этом аппарате, будет зависеть от
количества воды, проходящей через конденсаторный змеевик, количество которой регулируется клапаном в
водопроводной трубе 75, управляемым термостатом в подающем патрубке.
Любым из этих способов температура насыщения воздуха, проходящего через подающий воздуховод, точно
контролируется, причем это лучше всего достигается, когда требуется осушение атмосферного воздуха,
путем поддержания постоянной заданной температуры распыляемой воды, так что температура насыщения
воздуха, проходящего на расстоянии 85 мкг от водяной завесы, будет поддерживаться на уровне немного
выше, чем температура входящей распыляемой воды.
Эта насыщенность, температура воздуха 9, затем используется для регулирования температуры
распыляемой воды посредством термостата, контролирующего количество охлаждения, которому
подвергается распыляемая вода в замкнутом циркуляционном контуре 95. Следует понимать, что при
постоянном объеме циркулирующей распыляемой воды могут возникать небольшие колебания этого
количества, которые необходимо устранить либо из-за утечек из 100 аппарата 9, либо из-за количества воды,
отбираемой из воздуха, проходящего через водяную завесу.
В дальнейшем варианте данного изобретения постоянное количество воды может циркулировать через
распылители с помощью насоса, при этом вода, поступающая в распылители, собирается в резервуаре
системой водосливов, которая поддерживает постоянное количество воды в распылителях в течение этого
конкретного участка цикла, допуская при этом изменение ее температурного состояния путем подачи
большего или меньшего количества холодной воды на всасывание насоса, соединенного с резервуаром
практически постоянного объема, в зависимости от того, сколько тепла необходимо отвести от воды,
возвращающейся в распылители; в этом случае регулирование температуры достигается путем подачи
холодной воды из внешнего источника в предварительную камеру подачи, из которой всасывающий патрубок
насоса получает воду; Когда в эту предварительную камеру подачи поступает мало или совсем не поступает
холодной воды, жидкость будет переливаться через водослив, разделяющий камеры, так что вода в
резервуаре постоянного объема рециркулируется. Количество воды, поступающей в предварительный
резервуар, регулируется термостатом 130 276,221. На рисунке 1 показана осушительная камера, снабженная
вентилятором и имеющая охлаждающее устройство в виде змеевика, подающего рассол в охлаждающий бак;
на рисунке 2 показана аналогичная конструкция осушительной камеры, но распыляемая вода охлаждается
путем пропускания ее через змеевик, который окружает охлаждающий испаритель, связанный с компрессором
и конденсатором холодильной установки; на рисунке 3 показана конструкция, в которой охлаждение
распыляемой воды осуществляется системой водосливов с переменной подачей холодной воды; На рисунке
4 показана схема, по существу идентичная схеме на рисунке 2, но с управлением охлаждающей средой в
канале, соединяющем компрессор с испарителем; на рисунках 5 и 6 показана модификация схемы на рисунке
3, в которой управление осуществляется трехходовым клапаном вместо системы переливных порогов; а на
рисунке 7 представлен увеличенный вид регулирующего клапана.
Обращаясь сначала к рисунку 1, 1 представляет собой камеру осушения, в которой расположены
распылители 2, 3, образующие водяную завесу, через которую должен проходить поступающий воздух под
углом 4°95°, чтобы достичь подающего канала 5, соединяющего камеру осушения с вентилятором 6.
Во всех случаях в устройствах этого типа на входе могут быть предусмотрены пластины для рассеивания
воздуха, как показано на рис. 7, а между камерой и подающим каналом 5 могут быть установлены
пластины-устранители для удаления капель из воздушного потока, проходящего к вентилятору 105. Во всех
случаях осушительная камера снабжена основанием 10 в виде резервуара, который собирает воду,
выбрасываемую из распылителей 2, 3, и этот накопительный резервуар 10 соединен всасывающей трубой
110, например, 11, с насосом 12, рециркулирующим воду из 10 через подающую трубу 13 обратно в стояки 2,
3.
Для охлаждения этой 115 рециркулирующей воды из резервуара 10, она проходит через охлаждающий бак 14,
из которого всасывающая труба 15 насоса 12 получает воду для насоса.
В этом резервуаре 14 предусмотрен змеевик 16 120, соединенный с подачей холодного рассола из трубы 17
или другой низкотемпературной среды холодильной системы с целью охлаждения распыляемой воды,
циркулирующей в замкнутом цикле, а именно: из распылителей 2, 3 в накопительный резервуар 10, откуда она
самотеком поступает в охлаждающий резервуар 14, а затем возвращается с помощью насоса 12 и подающей
трубы 13 в распылительные трубы 2, 3. Количество распыляемой воды 130, как и прежде, поступает в
подающий воздуховод для кондиционированного воздуха. С помощью второго водослива, образующего
другую границу резервуара постоянного объема и немного более легкого, чем первый водослив, любая
дополнительная вода, подаваемая в систему из источника холодной воды, будет переливаться через второй
водослив либо в канализацию, либо в холодильную установку, либо иным образом.
В целом, когда распыляемая вода таким образом охлаждается, из воздуха, проходящего через водяную
завесу, удаляется больше влаги. Вода, отходящая от резервуара с распыляемой водой, может удобно
возвращаться в холодильник, охлаждая воду, поступающую со стороны подачи воды в резервуары. Такое
решение имеет особое преимущество, поскольку предотвращает скачки напряжения в регуляторах.
Другой способ регулирования температуры распыляемой воды в случае использования испарителя и
конденсатора, согласно данному изобретению, заключается в размещении регулирующего клапана,
управляемого термостатом, на канале, соединяющем испаритель и конденсатор, в котором расположен
компрессор. Таким образом, количество пара, отводимого из испарителя, может регулироваться, и тепло
отводится от змеевика распыляемой воды в большей или меньшей степени. Таким образом, если
температура распыляемой воды падает слишком низко и, следовательно, температура кондиционированного
воздуха имеет тенденцию к снижению, термостат, на который это влияет, будет срабатывать, закрывая
клапан на стороне всасывания компрессора, в результате чего охлаждающий эффект немедленно снизится,
так что температура распыляемой воды будет стремиться к повышению, тем самым возвращая температуру
насыщения воздуха в правильное положение и автоматически устанавливая термостат.
Другой способ регулирования температуры насыщения точки плавления воздуха в соответствии с данным
изобретением заключается в использовании трехходового смесительного клапана. Такой клапан имеет три
отверстия: первое сообщается с всасывающим патрубком насоса, второе — с накопительным баком
осушителя, а третье — с подачей холодной воды, рассола или подобного вещества. В зависимости от того,
как этот клапан управляется термостатом в подающем патрубке, температура воды, подаваемой в бак,
поддерживается на постоянном уровне; таким образом, если температура распыляемой воды становится
слишком низкой, трехходовой смесительный клапан перемещается термостатом таким образом, чтобы
забирать меньше холодной воды и больше из бака, и наоборот.
Прилагаемые чертежи (в некоторой степени схематичные) иллюстрируют варианты применения данного
изобретения на практике:
276,221 количество остается приблизительно постоянным.
В данном случае управление осуществляется автоматически с помощью термостата 20, системы
трубопроводов 21, в которой, например, находится воздух под давлением, и моторного устройства 22,
благодаря чему под управлением термостата 20, который неактивен, когда через 5 проходит газ нужной
температуры, через змеевик 16 из подающей трубы 17 может проходить больше или меньше рассола, если
температура воздуха, проходящего через 5, изменяется в пределах заданной температуры, при которой
указанный воздух содержит необходимое количество влаги для достижения поставленной цели.
В общем случае, если требуется поддерживать температуру насыщенного воздуха в трубе 5 на определенном
уровне, то температура поступающей распыляемой воды из труб 2, 3 должна поддерживаться немного ниже
требуемой температуры насыщения, что автоматически осуществляется посредством регулирующего
клапана 22 на трубе 17. Если требуется отклонение от заданной температуры воздуха, проходящего через
трубу 5, необходимо соответствующим образом перенастроить термостат 20.
Обращаясь теперь к рисунку 2, следует отметить, что детали идентичны деталям на рисунке 1 в отношении
осушительной камеры, насоса 12 и подающих и обратных труб 13, 11. Однако в этом случае трубопроводная
система насоса полностью замкнута, но охватывает змеевик 24, расположенный внутри испарителя и
соединенный через канал 26 с компрессором 27 холодильной системы.
Канал 26 заканчивается внутри конденсатора 28, в котором находится змеевик 29 с холодной водой,
подключенный к обычному источнику холодной воды, из которого непрерывный поток проходит через змеевик
29.
Хладагент кипит в испарителе 25 за счет вакуума, создаваемого компрессором 27, сжатый газ возвращается в
конденсатор 28, где он сжижается и по трубе 30 возвращается в испаритель 25.
31 является регулирующим клапаном в системе водоснабжения 291 и, как и прежде, находится под
управлением термостата 20.
В зависимости от того, сколько воды проходит через конденсаторный змеевик 29, будет происходить большее
или меньшее охлаждение в испарителе 25 и, следовательно, будет отводиться большее или меньшее
количество тепла от воды в контуре распыления воды 2, 3, 10, 11, 12, 13.
На рисунке 3 показана модифицированная схема, в которой количество тепла, отводимого от воды в контуре
распыления воды 2, 3, 10, 11, 12, 13, изменяется путем пропускания через резервуар 10 большего или
меньшего количества холодной воды из внешнего источника. Эта холодная вода поступает через
регулирующий клапан 32 в предварительное пространство 33, связанное с резервуаром 10, от которого она
отделена водосливом 34; резервуар 10 дополнительно отделен от выходного пространства 35 водосливом 36,
который 70 немного выше водослива 34.
Как будет показано далее, насос 12 получает воду из предварительной камеры 33, соединенной с ней трубой
11; следовательно, будет видно, что любая холодная вода, поступающая в резервуар 33 через клапан 32,
будет немедленно отводиться и поступать в распылительные трубы 2, 3.
Клапан 32 снова управляется термостатом 20, и в зависимости от того, сколько холодной воды поступает
через клапан 32 в пространство 33, больше или меньше будет поступать в распылители 2, 3, откуда она
возвращается в резервуар постоянного объема 10. Поскольку добавление холодной воды означает
увеличение общего количества воды в системе, она отводится через водослив 36 в отсек 35, откуда может
стекать в канализацию по трубе B, в холодильную систему или в другое место. В зависимости от изменения
количества холодной воды, проходящей через 10, будет изменяться и температура распыляемой воды, так
что ее можно поддерживать на постоянной заданной температуре, необходимой для достижения желаемой
температуры насыщения в подающем канале 5.
Обращаясь теперь к рисунку 4, следует отметить, что это практически та же схема, что и на рисунке 2, но
вместо того, чтобы устанавливать регулирующий клапан 31 в системе подачи холодной воды 29 к
конденсаторному змеевику, подача холодной воды в конденсаторный змеевик не регулируется, и вместо этого
регулирующий клапан 37 устанавливается на канале 26 105, связанном с компрессором 27, и таким образом
скорость отвода хладагента из испарителя 25 может быть увеличена или ограничена, что, в свою очередь,
влияет на количество охлаждения, достигаемого в змеевике 110.
24 Система распыления воды контролируется, и, следовательно, температура распыляемой воды остается
постоянной.
На рисунках 5 и 6 показано устройство, представляющее собой модификацию водосливной системы 115.
Описано с отличием от рисунка 3. В этом случае холодная вода для охлаждения подается из внешнего
источника 38 к трехходовому клапану 39, один из которых соединен с накопительным резервуаром 10 120
трубой 11, а другой соединен с насосом трубой 40.
Вода из накопительного резервуара 10 проходит через насосную систему, и в зависимости от количества
воды, поступающей по трубе 38, вода, возвращающаяся в распылительные трубы 2, 3, охлаждается
соответствующим образом. Если охлаждение не требуется, трехходовой клапан, соединенный с термостатом
20, регулирует температуру кондиционированного газа, благодаря чему температура насыщения указанного
газа может автоматически поддерживаться на заданном уровне.
2
Аппарат для осуществления 70
Соседние файлы в папке патенты