Устройство для смешения газов

/02 5 В ИЕ ИЗОБ ОП Т К АВТО РСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВ и 6 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(71) Ленинградский институт машиностроения(56) Спейшер В.А. Сжигание газа на электростанциях и в промышленности, - М,:Энергия, 1967, с,187.Патент США М 4390346,кл. В 01 Р 3/02, 1983.Заявка Японии М 58-43133,кл. В 01 Р 3/02, 5/02, 1983.Авторское свидетельство СССРМ 1554954, кл, В 01 Х 5/00, 1990.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕЩЕНИЯ ГАЗОВ(57) Сущность изобретения; устройство длясмешения газов содержит подводящую трубу 1 и трубу 2 для подвода второго таза,установленные коаксиально, и цилиндрическую смесительную камеру 3, являющуюсяо частью подводящей трубы 1. Полости труб 1 и 2 соединены между собой с помощью симметрично размещенных вокруг оси устройств пустотелых и обтекаемой формы ребер 4, каждое из которых имеет щелевые отверстия, обращенные в сторону движения первого газа. Труба 2 для подвода второго газа может быть установлена внутри подводящей трубы 1, а ребра 4 одним концом 6 жестко соединены с внутренней поверхностью подводящей трубы 1, а другим открытым концом - с трубой 2 для подвода второго газа так, что полости последней й каждого ребра 4 сообщаются между собой. Площадь проходного сечения внутри ребра 4 для газа и ширина ребра 4, замеренная в направлении движения потока, уменьйаются в направлении от оси устройства, а размер щелей увеличивается в направлении от оси устройства. Труба 2 для подвода второго газа может быть выполнена в форме кольцевой щели 11 и установлена снаружи подводящей трубы 1,7 з,п. ф-лы, 7 ил.Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения однородных изотропных рабочих тел, в частности, при подогреве воздуха на всасывании компрессора парогазовой установки.Целью изобретения является улучшение качества смешения при подаче в камдрусмешения малого количества второго газа иизбыточном его давлении,На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 -сечение А - А на фиг.1; на фиг.З- поперечноесечение ребра; на фиг.4 - продольный разрез устройства; на фиг.5 - сечение А - А нафиг.1; на фиг.б - сечение А - А на фиг,1; нафиг,7 - поперечное сечение отвода.Устройство для смешения газов содержит подводящую трубу 1 и трубу 2 для подвода второго газа, установленныекоаксиально, и цилиндрическую смесительную камеру 3, являющуюся частью подводящей трубы 1, полости труб 1 и 2 соединенымежду собой с помощью симметрично размещенных вокруг оси устройства пустотелых и обтекаемой формы ребер 4 (фиг.2, 3),каждое из которых снабжено щелевыми отверстиями 5, обращенными в сторону движения первого газа,При этом труба 2 для подвода второгогаза может , ь установлена внутри подводящей трубы 1 (фиг.4), при этом ребра 4одним концом 6 жестко соединены.с внутренней поверхностью подводящей трубы 1,а другим открытым концом 7 - с трубой 2 дляподвода второго газа так, что полости последней 2 и каждого ребра 4 сообщаютсямежду собой, при этом площадь проходногосечения внутри ребра 4 для газа и ширинаребра 4, замеренная в направлении движения потока, уменьшаются в направлении отоси устройства, а размер и щелей 5 в каждомсечснии ребра 4 увеличивается в направлении от оси устройства, при этом глухойконец 8 трубы 2 подвода второго газа вместе соединения с открытыми концами 7каждого ребра 4 выполнен в форме конуса9 с вершиной, обращенной навстречу движенйювторого газа, а к основанию конуса 9жестко прикреплен обтекатель 10; труба 2для подвода второго газа может быть выпол. нена в форме кольцевой щели 11 и установлена снаружи подводящей трубы 1 (фиг.1),при этом ребра 4 расположены внутри последней и размещены симметрично относи-,тельно оси устройства, одним открытым концом 6 жестко соединены с подводящей трубой 1 так, что полости трубы 2 для подвода второго газа и каждого ребра 4 сообщаются между собой, при этом площадь п роходного сечения внутри ребра 4 для газаи ширина ребра 4, зэмеренная в направлении движения потока, размер Ь щелей в каждом сечении ребра 4 уменьшаются в направлении к оси устройства (фиг.З); укаэанная щель 5 в каждом ребре 4 (фиг.2) может быть выполнена единой на всей длине ребра 4; указанная щель 5 в каждом ребре 4 может быть снабжена перемычками 12 (фиг.5); между каждым вторым концом ребра 4, обращенным к оси устройства, может быть выполнен зазор(фиг.5); каждый второй конец каждого ребра 4 может быть соединен с аналогичным концом других ребер 4 (фиг,2); каждое ребро 4 на части, примыкаю 510 снабжено симметрично относительно оси ребра 4 расположенными отводами 13 (фиг.6), которые одним концом жестко сое 20 динены с ребром 4 и сообщены с полостью последнего, имеет в сечении со стороны набегающего потока обтекаемую форму, а с противоположной стороны каждое сечение отвода 13 открыто для выхода второго газа(фиг.7).Принцип работы устройства для смешения газов заключается в следующем.Первый газ с температурой т 1 и давлением Р 1, а второй газ с температурой т 2 и 25 30 давлением Р 2, причем 11т 2, а Р 1Р 2, через пустотелые и обтекаемой формы ребра 4(фиг,1, 2, 3), каждое из которых снабжено щелевыми отверстиями 5, обращенными в сторону движения первого газа, поступают в цилиндрическую смесительную камеру 3, являющуюся частью подводящей трубы 1.Вследствие того, что скорость газа в подводящей трубе достаточно велика по 35 40 сравнению со скоростью второго газа, возникает эжектирующий эффект, втягивающий второй газ из щелевых отверстий 5 ребер 4, благодаря чему сопротивление двИжению последнего в камеру смешения 3резко уменьшается, при этом вследствие симметричного размещения ребер 4 вокруг оси устройства, а также переменной высоты 45 щелевых отверстий 5 ребер 4, увеличение которой осуществляется в сторону внутренней поверхности подводящей трубы 1, достигается эффективное перемешивание 50 первого и второго газов и получение однородного изотропного рабочего тела (газа),При этом труба 2 для подвода второгогаза может быть установлена,в силу конструктивных требований к смешивающему ус 55 тройству, внутри подводящей трубы 1 (фиг.4). а ребра 4 одним концом б жестко соединены с внутренней поверхностью подводящей трубы 1, а другим открытым концом 7 - с трубой 2 для подвода второго гаээ 15 щей к внутренней поверхности подводящей трубы 1, с обеих его сторон может быть5 10 20 35 40 так, что полости последней 2 и каждого ребра 4 сообщаются между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра для газа и ширина ребра 4, замеренная в направлении движения потока, уменьшаются в направлении от оси устройства, а размер п.щелей 5 в каждом сечении ребра 4 увеличивается в направлении от оси устрой-ства, при этом глухой конец 8 трубы 2 подвода второго газа в месте соединения с открытыми концами 7 каждого ребра 4 выполнен в форме конуса 9 с вершиной, обращенной навстречу движения второго газа, а к основанию конуса 9 жестко прикреплен обтекатель 10. Вышеуказанное изменение площади проходного сечения внутри ребра 4, его ширины и размер щелей 5 в каждом ребре 4 обеспечивают равномерное и в соответствующей пропорции смешение двух газов в соответствующих объемах камеры смешения 3, благодаря чему обеспечивает- . ся достижение однородной и изотропной смеси газов, а выполнение глухого конца 8 трубы 2 в виде конуса 9 и наличие обтекателя 10 снижают гидравлические сопротивления при движении обоих газов,Кроме того, в силу конструктивных соображений или требований к расположению подводящей трубы 1 и трубы 2 для подвода второго газа, труба 2 может быть выполнена в форме кольцевой щели 11 и установлена снаружи подводящей трубы 1 (фиг,1), В последнем случае также благодаря вышеуказанному изменению площади проходного сечения внутри ребра 4 и ширины ребра 4, а также размера и щелей в каждом сечении ребра 4 также обеспечивается эффективное смешение газов,В зависимости от взаимного расположения подводящей трубы 1 и трубы 2 для подводавторого газа указанная щель 5 в каждом ребре 4(фиг.2) может быть выполнена единой на всей длине ребра 4, а также может быть снабжена перемычками 12 (фиг.5), между каждым вторым концом ребра 4, обращенным к оси устройства, может быть выполнен зазор (фиг.5), а также каждый второй конец каждого ребра 4 может быть соединен с аналогичным концом других ребер 4 (фиг.2). При этом вышеуказанные конструктивные выполнения устройства для смешения газов определяются также условиями обеспечения жесткости конструкции, надежностью ее работы и минимальными гидравлическими потерями.При относительно больших диаметрах подводящей трубы, когда концы ребер, примыкающие к внутренней поверхности указанной трубы, располагаются на значительном удалении друг от друга, целесообразным является снабжение каждого ребра на части его симметрично относительно ребра 4 расположенными отводами 13 (фиг,б), которые улучшают доступ второго газа в объемы камеры смешения. расположенные между ребрами, благодаря чему достигается возможность получить при укаэанных условиях однородную изотропную смесь газов.Использование устройства для смешения газов при подогреве воздуха на всасывании компрессора парогазовой установки, а также в других отраслях техники позволяет при;смешении . двух потоков с малым 15 расходом одного из них получить однородное изотропное рабочее тело( смесь газов. при этом достигаются минимальные гидравлические потери, а устройство отличается простотой конструкции и дешевизной изготовления. Ф о р мул а и зоб рете ни я 1. Устройство для смешения газов, содержащее подводящую трубу, трубудля подвода второго газа, установленные коаксиально, и цилиндрическую смесительную камеру, о тл и чаю щееся тем,что,сцельюулучшения качества смешения при подаче в камеру смешения малого количества второго газа, и избыточном его давлении, полости труб сообщены между собой с помощью симметрично размещенных вокруг оси устройства пустотелых и обтекаемой формы ребер, каждое из которых имеет щелевое отверстие, обращенное в сторону движения первого газа,2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что труба для подвода второго газа установлена внутри подводящей трубы, при этом ребра одним концом жестко соединены с внутренней поверхностью подводящей трубы, а другим открытым концом - с трубой для подвода второго газа так, что полости последней и каждого ребра сообщены между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра для газа и ширина ребер, замеренная в направлении движения потока, уменьшаются в направлении от оси устройства, а размер щелей в каждом сечении ребра увеличивается в направлении от оси устройства, при этом глухой конец трубы подвода второго газа в месте Соединения с открытыми концами каждого ребра выполнен в форме конуса с вершиной, обращенной навстречу движения второго газа,и снабжен обтекателем, жестко прикрепленным к основанию конуса.3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что труба для подвода второго газа установлена снаружи подводящей трубы с образованием канала в форме кольцевойщели, при этом ребра расположены внутри подводящей трубы и размещены симметрично относительно оси устройства, одним открытым концом жестко соединены с подводящей трубой так, что полости трубы для подвода второго газа и каждого ребра сообщаются между собой, при этом площадь проходного сечения внутри ребра для газа и ширина ребер, Замеренная в направлении .движения потока, размер щелей в каждом сечении ребра уменьшаются в направлении к оси устройства. 4, Устройство по пп.1-3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что указанная щель в каждом ребре выполнена единой на всей длине ребра.5. Устройство по пп.1-3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что указанная щель в каждом ребре снабжена перемычками. 6. Устройство поп.З, отл ич а ю щеес я тем, что концы ребер, обращенные к осиустройства, расположены на расстояниидруг от друга,5 7. Устройство поп,З, отл ича ю щеес я тем, что концы каждого ребра, обращенные к оси устройства, соединены друг с другом.8. Устройство по пп,1-7, о т л и ч а ю 10 щ е е с я тем, что каждое ребро на части,примыкающей к внутренней поверхностиподводящей трубы, с обеих его сторон снабжено симметрично относительно оси ребрарасположенными отводами, которые одним15 концом жестко соединены с ребром и сообщены с полостью последнего, имеют в сечении со стороны набегающего потокаобтекаемую форму, а с противоположнойстороны каждое сечение ребра открыто для20 выхода второго газа.Пвтент", г. Ужгород, ул Хвгвринв, 101 роизводственно-издательский комб аэ 1406 Тираж Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ ССе 113035, Москва, Ж, Раувская наб 4(5