專利名稱：一種節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于造紙排風(fēng)中的低溫余熱、低溫水蒸汽的回收利用，具體指一種節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
在造紙工藝生產(chǎn)過程中，網(wǎng)部和干燥部要產(chǎn)生大量的高溫高濕水蒸汽，尤其是干 燥部，進入烘干部濕紙幅水分含量> 55%，而出烘干部紙幅要求水分含量< 10%，紙幅中 的水分在干燥部吸收烘干中的蒸汽熱焓變成高溫高濕水蒸汽，為保證紙機的正常運行，這 些高溫高濕水蒸汽與進入紙機的熱風(fēng)混合由離心風(fēng)機排除，一般排風(fēng)溫度> 82°C (保持紙 機密閉汽罩內(nèi)不結(jié)露)，含水量0. 14Kg/Kg，熱焓45^(J/Kg。以年產(chǎn)30萬噸新聞紙機為例， 排風(fēng)量4. 8xl05Kg/h,即每小時排水6. 72xl04Kg,熱焓2. ISxlOf5KK相當(dāng)于98. 4t蒸汽)。為 回收排風(fēng)中熱能，造紙企業(yè)采用一級氣-汽熱交換和二級水-汽熱交換回收熱能，但溫差 小、管式換熱器間接熱交換，換熱系數(shù)小、換熱量不到10% ；由于排風(fēng)中空氣含量大水分難 以回收，換熱后仍有大量熱焓的水氣被排放。造紙工藝要求用大量的熱水沖洗紙機毛毯，加熱工藝水要消耗大量的蒸汽；另一 方面，紙機高速旋轉(zhuǎn)部件軸承降溫、液壓油冷卻、大功率電氣設(shè)備及工作場所降溫需要大量 的低溫冷水(7°C 22°C )，目前制低溫冷水常采用多臺大功率溴化鋰制冷機，要消耗大量 蒸汽熱能且溴化鋰制冷劑會造成環(huán)境污染；工作場所用電制冷空調(diào)降溫能耗高，且冷媒污 染無法控制。因此，有必要開發(fā)出一種回收且節(jié)能、環(huán)保的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種操作簡單快捷、 效率高的節(jié)能裝置；有效回收造紙機排風(fēng)低溫余熱、低溫水蒸汽，同時制低溫冷水(7°C 22°C )，本裝置高效、節(jié)能、環(huán)保。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)—種節(jié)能裝置，包括蒸發(fā)腔本體和與其連接的噴腔本體，所述蒸發(fā)腔本體內(nèi)設(shè)有 拉瓦爾噴嘴，所述拉瓦爾噴嘴出口對應(yīng)于噴腔本體的入口，所述拉瓦爾噴嘴的入口設(shè)于蒸 發(fā)腔本體的側(cè)壁上，所述蒸發(fā)腔本體設(shè)有進水口，所述噴腔本體的出口連接有冷凝腔。所述噴腔本體包括依次連接的引射管、混合管、擴壓管，所述引射管從蒸發(fā)腔本體 的連接處由大逐漸變小，所述混合管為直管，所述擴壓管從混合管的連接處由小逐漸變大， 所述冷凝腔與擴壓管的出口連接。所述蒸發(fā)腔本體內(nèi)設(shè)有布水板。所述進水口設(shè)置于蒸發(fā)腔本體的頂部。 所述冷凝腔的頂部設(shè)有排氣口、底部設(shè)有出水口。
所述蒸發(fā)腔本體的底部設(shè)有出水口。
所述拉瓦爾噴嘴的總長度為180mm ^0mm，收縮管角度為6° 8°，擴張管的角 度為4° 6°度，喉部管徑IOmm 15mm。所述擴壓管的長度為900mm 1100mm，角度為7° 9°。所述混合管的管徑為150mm 200mm，長度為800mm 900mm。所述布水板分為上中下三層，呈傾斜狀布置。本發(fā)明節(jié)能裝置的工作原理如下(1)經(jīng)加壓處理的造紙排風(fēng)(壓力0. 1 0. 3Mpa、溫度> 82V )通過拉瓦爾噴嘴 絕熱噴射，在拉瓦爾噴嘴出口處形成超音速氣流(流速1000 1500米/秒)，由于高速氣 流的引射抽吸作用，致使蒸發(fā)腔本體內(nèi)形成真空(-0. 05 -0. 09MPa)；(2)由進水口進入蒸發(fā)腔本體內(nèi)的清水在布水板上形成水膜緩慢流動，在真空狀 態(tài)下迅速不斷蒸發(fā)，由于部分清水的蒸發(fā)，需要吸收大量的潛熱，從而使未蒸發(fā)部分清水不 斷被吸熱后溫度變得越來越低，以達飽和水蒸發(fā)變成低溫“水蒸汽(7°C 15°C ) ”，未蒸發(fā) 部分清水被吸熱后變成低溫冷水(7°C 22°C )；(3)拉瓦爾噴嘴噴出的高速噴射氣流(> 82°C、流速1000 1500米/秒)“分子” 與蒸發(fā)腔本體內(nèi)不斷蒸發(fā)的“水蒸汽(7°C 15°C )”分子有極大的熱能和動能差異，兩種 不同能量分子間的極速能量交換形成高速噴射氣流對低溫“水蒸汽”的強大引射抽吸作用， 使進入蒸發(fā)腔本體內(nèi)的清水部分不斷吸熱蒸發(fā)被帶走，部分清水不斷被吸熱變成低溫冷水 (7°C 22°C )。(4)高速噴射氣流(> 82V )對低溫“水蒸汽(7°C 15°C ) ”引射抽吸由引射管進 入混合管，在混合管內(nèi)這兩種溫差(約70°C )極大的水、氣進行直接熱交換和混合，噴射氣 流中的水蒸汽(約80°C)降壓失熱后通過擴壓管進入冷凝腔，并在冷凝腔內(nèi)凝結(jié)成低溫?zé)?水(30°C 45°C )，同時低溫“水蒸汽(7°C 15°C ) ”吸熱擴壓后也凝結(jié)成低溫?zé)崴?30°C 45 0C )。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及有益效果(1)本發(fā)明節(jié)能裝置以低溫“水蒸汽(7°C 15°C ) ”與造紙排風(fēng)(溫度> 82°C )直 接熱交換，溫差大、熱回收效率高，可將排風(fēng)中水蒸汽完全冷凝成低溫?zé)崴?30°C 45°C ) 回用到生產(chǎn)中，同時不凝氣體排放溫度降到45°C以下。(2)利用經(jīng)加壓處理的造紙排風(fēng)(壓力0. 1 0. 3Mpa、溫度> 82V )通過拉瓦爾 噴嘴絕熱噴射，形成超音速氣流(流速1000 1500米/秒)引射抽吸使蒸發(fā)室內(nèi)形成真 空(-0. 05 -0. 09MPa)，制得低溫冷水(7°C 22°C )用于工藝設(shè)備和工作場所降溫，廢熱 高值化利用。(3)利用清水真空狀態(tài)下部分水吸熱蒸發(fā)，部分水失熱降溫制得低溫冷水(7°C 220C )，以水為冷媒降溫，不使用任何化學(xué)藥物，不會造成環(huán)境污染。(4)利用高速噴射氣流(溫度> 82°C、流速1000 1500米/秒)“分子”與低溫 “水蒸汽(7°C 15°C )”分子存在極大的熱能和動能差異，兩種不同能量分子間的極速能 量交換形成高速噴射氣流對低溫“水蒸汽”的強大引射抽吸作用，不斷抽走連續(xù)蒸發(fā)的低溫 “水蒸汽”，制得低溫冷水(7°C 22°C )較電制冷空調(diào)節(jié)能5 10%。(5)本發(fā)明節(jié)能裝置利用清水真空狀態(tài)下吸熱蒸發(fā)制低溫冷水，蒸發(fā)腔和冷凝腔 體積大，可配置1 6套拉瓦爾噴嘴和噴腔本體，單臺裝置制冷能力可達300 600萬大卡
4/小時，適合大型企業(yè)大量低溫冷水用量要求。(5)本發(fā)明節(jié)能裝置在蒸發(fā)腔本體內(nèi)設(shè)置了布水板，水膜緩慢在布水板表面流動， 在真空狀態(tài)下迅速不斷蒸發(fā)，提高了蒸發(fā)效率。(6)本發(fā)明節(jié)能裝置結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)部件少，操作維護便捷、節(jié)能環(huán)保。


圖1是本發(fā)明節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。實施例如圖1所示，本發(fā)明節(jié)能裝置，包括蒸發(fā)腔本體3和與其連接的噴腔本體，所述蒸 發(fā)腔本體3內(nèi)設(shè)有拉瓦爾噴嘴4，該拉瓦爾噴嘴4出口對應(yīng)于噴腔本體的入口，拉瓦爾噴嘴 4的入口設(shè)于蒸發(fā)腔本體3的側(cè)壁上，所述蒸發(fā)腔本體3頂部設(shè)有進水口 2，所述噴腔本體 的出口連接有冷凝腔12。所述噴腔本體包括依次連接的引射管8、混合管9、擴壓管10，所述引射管8從蒸發(fā) 腔本體3的連接處由大逐漸變小，所述混合管9為直管，所述擴壓管10從混合管9的連接 處由小逐漸變大，所述冷凝腔12與擴壓管10的出口對接。所述蒸發(fā)腔本體3內(nèi)設(shè)有布水板5，布水板5分為上中下三層，呈傾斜狀布置，有利 于從進水口 2進入蒸發(fā)腔本體內(nèi)的水更好的蒸發(fā)。在冷凝腔12的頂部設(shè)有排氣口 11、底部 設(shè)有出水口 14。排氣口 11和出水口 14設(shè)有閥門。所述蒸發(fā)腔本體3的底部設(shè)有帶閥門的排水口 6。所述拉瓦爾噴嘴4的總長度為180mm ^Omm,其中收縮管角度大約為6° 8°、擴張管的角度大約為4° 6°度、喉部管徑大約為IOmm 15mm。所述擴壓管10的長度大約為900_ 1100mm，角度大約為7° 9°。所述混合管9的管徑大約為150mm 200mm，長度大約為800mm 900mm。本發(fā)明節(jié)能裝置的工作原理如下(1)經(jīng)加壓處理的造紙排風(fēng)1 (壓力0. 1 0. 3Mpa、溫度> 82。C )通過拉瓦爾噴嘴 4絕熱噴射，在拉瓦爾噴嘴4出口處形成超音速氣流(流速1000 1500米/秒)，由于高 速氣流的引射抽吸作用，致使蒸發(fā)腔本體3內(nèi)形成真空(-0. 05 -0. 09MPa)；(2)由進水口 2進入蒸發(fā)腔本體3內(nèi)的清水在布水板5上形成水膜緩慢流動，在真 空狀態(tài)下迅速不斷蒸發(fā)，由于部分清水的蒸發(fā)，需要吸收大量的潛熱，從而使未蒸發(fā)部分清 水不斷被吸熱后溫度變得越來越低，以達飽和水蒸發(fā)變成低溫“水蒸汽(7°C 15°C ) ”，未 蒸發(fā)部分清水被吸熱后變成低溫冷水(7°C 22°C )；(3)拉瓦爾噴嘴4噴出的高速噴射氣流(> 82°C、流速1000 1500米/秒)“分 子”與蒸發(fā)腔本體3內(nèi)不斷蒸發(fā)的“水蒸汽(7°C 15°C )”分子有極大的熱能和動能差異， 兩種不同能量分子間的極速能量交換形成高速噴射氣流對低溫“水蒸汽”的強大引射抽吸 作用，使進入蒸發(fā)腔本體3內(nèi)的清水部分不斷吸熱蒸發(fā)被帶走，部分清水不斷被吸熱變成低溫冷水7(7 °C 22°C )。(4)高速噴射氣流(> 82°C )對低溫“水蒸汽(7°C 15°C ) ”引射抽吸由引射管 8進入混合管9，在混合管9內(nèi)這兩種溫差(約70°C)極大的水、氣進行直接熱交換和混合， 噴射氣流中的水蒸汽(約80°C )降壓失熱后通過擴壓管10進入凝腔凝12，并在冷凝腔12 內(nèi)凝結(jié)成低溫?zé)崴?3(30°C 45°C )，同時低溫“水蒸汽(7°C 15°C ) ”吸熱擴壓后也凝結(jié) 成低溫?zé)崴?30°C 45°C )。如上所述便可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能裝置，其特征在于，包括蒸發(fā)腔本體和與其連接的噴腔本體，所述蒸發(fā)腔本 體內(nèi)設(shè)有拉瓦爾噴嘴，所述拉瓦爾噴嘴出口對應(yīng)于噴腔本體的入口，所述拉瓦爾噴嘴的入 口設(shè)于蒸發(fā)腔本體的側(cè)壁上，所述蒸發(fā)腔本體設(shè)有進水口，所述噴腔本體的出口連接有冷凝腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述噴腔本體包括依次連接的引射 管、混合管、擴壓管，所述引射管從蒸發(fā)腔本體的連接處由大逐漸變小，所述混合管為直管， 所述擴壓管從混合管的連接處由小逐漸變大，所述冷凝腔與擴壓管的出口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述蒸發(fā)腔本體內(nèi)設(shè)有布水板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述進水口設(shè)置于蒸發(fā)腔本體的頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述冷凝腔的頂部設(shè)有排氣口、底部 設(shè)有出水口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述蒸發(fā)腔本體的底部設(shè)有出水口。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述拉瓦爾噴嘴的總長度為 180mm 260mm，收縮管角度為6° 8°，擴張管的角度為4° 6°度，喉部管徑IOmm 15mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述擴壓管的長度為900mm 1100mm，角度為7° 9°。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述混合管的管徑為150mm 200mm,長度為 800mm 900mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能裝置，其特征在于所述布水板分為上中下三層，呈傾 斜狀布置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種節(jié)能裝置，包括蒸發(fā)腔本體和與其連接的噴腔本體，所述蒸發(fā)腔本體內(nèi)設(shè)有拉瓦爾噴嘴，所述拉瓦爾噴嘴出口對應(yīng)于噴腔本體的入口，所述拉瓦爾噴嘴的入口設(shè)于蒸發(fā)腔本體的側(cè)壁上，所述蒸發(fā)腔本體設(shè)有進水口，所述噴腔本體的出口連接有冷凝腔，噴腔本體包括依次連接的引射管、混合管、擴壓管，所述引射管從蒸發(fā)腔本體的連接處由大逐漸變小，所述混合管為直管，所述擴壓管從混合管的連接處由小逐漸變大，所述冷凝腔與擴壓管的出口連接；本發(fā)明能有效回收造紙機排風(fēng)低溫余熱、低溫水蒸汽，同時制低溫冷水(7℃～22℃)，本裝置高效、節(jié)能、環(huán)保，操作簡單、快捷。
文檔編號D21F5/20GK102080340SQ20101054300
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者劉煥彬, 朱小林, 陳榮 申請人:華南理工大學(xué)