ОСУШИТЕЛЬ ГАЗОВ ГРУЗДЕВА

Название	ОСУШИТЕЛЬ ГАЗОВ ГРУЗДЕВА
Разработчик (Авторы)	Груздев Вячеслав Борисович
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	138437
Дата регистрации	20.03.2014
Правообладатель	Груздев Вячеслав Борисович
Область применения (класс МПК)	B01D 53/26 (2006.01) H01L 23/38 (2006.01)

Описание изобретения

Полезная модель относится к устройствам для осушки газов, транспортируемых под избыточным давлением, и может быть использована в газовой, химической промышленности, электронном приборостроении, а также в топливно-энергетической промышленности, применительно к электрическим машинам различной мощности.

Известно, что для съема тепла, выделяемого обмотками и железом ротора и статора во время работы электрической машины, применяют систему вентиляции охлаждающим водород. Но в процессе работы электрической машины водород насыщается влагой, поступающей как снаружи, так и внутри машины, и которая со временем снижает эффективность работы электрической машины, разрушая ее конструктивные элементы. Поэтому для удаления влаги из охлаждающего водорода в электрических машинах используют принцип ее вымораживания за счет работы холодильника.

Например, подобный холодильный агрегат компрессорного типа ФАК-0,7Е, выпускаемый Ярославским заводом холодильных машин, в состав которого входят компрессор для нагнетания в испаритель-конденсатор хладагента (фреона), ресивер, электродвигатель с вентилятором и системой коммутации, термическое реле и реле давления фреона, широко применяется на электростанциях для осушки водорода в турбогенераторах, применение которого регламентирует «Типовая инструкция по эксплуатации генераторов на электростанциях», (РД 34.45.50-88 - М., Служба передового опыта ПО «Союзтехэнерго», 1988., Приложение №1).

Однако основным недостатком при эксплуатации фреоновой холодильной установки типа ФАК-0,7Е является необходимость ее отключения из работы на 10-12 часов для размораживания испарителя-конденсатора и оттаивание инея после каждых 24-36 часов непрерывной работы.

Так же ближайшим по технической сущности аналогом предлагаемой полезной модели является патент №2090248 на изобретение «Устройство для осушки газов вымораживанием». Устройство содержит камеру осушения с патрубками для подвода и отвода газа, в частности воздуха, и устройство для отвода конденсата. Камера выполнена из двух коаксиально расположенных отрезков труб и снабжена вертикальной перегородкой, которая образует две изолированные друг от друга полости. В каждой полости расположены теплообменные поверхности в виде пластин из искусственного меха и теплообменник. Особенностью эксплуатации данного устройства является поочередное подключение полостей камеры осушения, которое обеспечивает безостановочную работу осушителя. При накоплении снега и льда на пластинах работающей полости оттаивание осуществляется включением теплообменника, с одновременным подключением к работе другой полости. Данное устройство компактно и обеспечивает безостановочный процесс осушения газа, но энергоемко и недостаточно экономично.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание экономичного, компактного, удобного в эксплуатации устройства для осушения газов. Для достижения указанного технического результата предлагается осушитель газов Груздева. Он содержит устройство для охлаждения водорода и конденсации влаги, камеру осушения с устройствами для подвода влажного и горячего водорода и отвода осушенного и охлажденного водорода и конденсата.

Устройство для охлаждения водорода и конденсации влаги состоит из корпуса, в котором установлен термоэлектрический охладитель, работающий на элементах Пельтье, и радиатор.

Термоэлектрический охладитель поверхностями холодных спаев установлен с тепловым контактом на наружной поверхности камеры осушения. Радиатор расположен на наружной поверхности термоэлектрического охладителя так, что обеспечивается тепловой контакт радиатора с поверхностями горячих спаев. Радиатор образует с корпусом каналы, сообщенные с устройством для подвода и отвода охлаждающей его среды. Для контроля влажности осушенного водорода термоэлектрический осушитель снабжен влагомером.

Работа термоэлектрического охладителя основана на использовании термоэлектрического эффекта Пельтье. Он заключается в том, что при протекании тока через цепь, составленную из разнородных проводящих материалов, на их спаях в зависимости от направления тока происходит либо поглощение, либо выделение тепла. Это позволяет при превышении допустимой величины влажности в осушенном газе (показания влагомера) использовать термоэлектрический охладитель также и для нагревания камеры осушения с целью восстановления ее эффективной работы за счет быстрого удаления инея с внутренней ее поверхности путем изменения полярности подключения термоэлектрического охладителя по отношению к источнику тока.

Предложенная конструктивная компоновка составных частей термоэлектрического осушителя газов обеспечивает компактность и удобство эксплуатации устройства в целом.

Высокая экономичность предлагаемого устройства обеспечивается небольшим расходом электроэнергии на работу термоэлектрического охладителя и отсутствием мощных холодильных агрегатов, которые обычно используются в системах охлаждения электрических машин. Предлагаемая конструкция осушителя газов представлена на рис.1.

Осушитель газов состоит из камеры 1 осушения с устройством 2 подвода увлажненного газа, устройством 3 отвода осушенного газа и устройством 4 отвода конденсата. На наружной поверхности камеры 1 установлен термоэлектрический охладитель 5, состоящий из элементов Пельтье или их блоков, поверхности холодных спаев которых находятся в тепловом контакте со стенкой камеры 1. На поверхности горячих спаев термоэлектрического охладителя 5 расположен охлаждающий канал 7 с устройствами подвода и отвода охлаждающей среды (не показано), по которому проходит вода, а для конвективного отвода тепла на канале расположен с тепловым контактом радиатор 6. Термоэлектрический охладитель 5 и радиатор 6 имеют общий корпус 8. Для контроля влажности осушенного газа используется влагомер 9, сообщенный с устройством 3.

Термоэлектрический осушитель газов работает следующим образом. Увлажненный горячий газ избыточного давления поступает через устройство 2 в камеру осушения 1, где он охлаждается термоэлектрическим охладителем 5. При этом влага конденсируется на поверхности внутренней стенки камеры 1. В термоэлектрическом охладителе 5 тепло с горячих спаев отводится через радиатор 7, который охлаждается потоком охлаждающей среды (жидкость или газ), циркулирующей по каналам 7 в корпусе 8.

Осушенный и охлажденный газ отводится через устройство 3, и его влажность контролируется с помощью влагомера 9. Конденсат, скапливающийся в камере 1 в процессе осушения газов, отводится по наклонной стенке через устройство слива 4. Термоэлектрический охладитель 5 подключен к источнику электрического тока (не показан).

При недопустимой величине влажности газа, отводимого из камеры 1, определяемой по показаниям влагомера 9, меняют полярность подключения термоэлектрического охладителя 5 к источнику тока. При этом работа устройства в качестве осушителя газа прекращается на 10-15 минут. Вместо охлаждения происходит процесс нагрева камеры 1, и ее стенки освобождаются ото льда и инея, затрудняющего теплообмен с термоэлектрическим охладителем 5.

После этого восстанавливают рабочее подключение к источнику питания и дальнейший процесс по осушению газа.

Внешняя стенка корпуса 8 осушителя газов имеет теплоизоляцию (не показана).

Таким образом, конструкция осушителя газов Груздева отличается простатой, компактностью, удобством в эксплуатации и экономичностью.

Применение осушителя газов Груздева в системах охлаждения водородом мощных электрических машин повысит надежность их работы и сократит время простоя.

Формула полезной модели

Осушитель газов, содержащий устройство для охлаждения газа и конденсации влаги и камеру осушения с устройствами для подвода газа и отвода осушенного газа и конденсата, отличающийся тем, что устройство для охлаждения газа и конденсации влаги содержит заключенные в корпус термоэлектрический охладитель, составленный из элементов Пельтье, и радиатор, причем термоэлектрический охладитель поверхностями холодных спаев элементов Пельтье установлен с тепловым контактом на наружной поверхности камеры осушения, радиатор размещен на наружной поверхности термоэлектрического охладителя с тепловым контактом на поверхностях горячих спаев элементов Пельтье и образует с корпусом каналы, сообщенные с устройством для подвода и отвода охлаждающей среды, а устройство для отвода осушенного газа снабжено влагомером.

Изобретение "ОСУШИТЕЛЬ ГАЗОВ ГРУЗДЕВА" (Груздев Вячеслав Борисович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога