Способ парообразования в котлах непрерывной циркуляцией

 

Al 15710

Еласс 63с, 2 — - .1 и

1 Г (!

1 - ое: пАтент HA избьРЙФегн:ие

ОПИСАНИЕ способа парообразования в котлах с непрерывной циркуляцией и котла для осуществления этого способа.

К патенту ин-ной фирмы „Ла Монт Корпорэшен" (a Mont Corporation), в г. Нью-Иорке, Соед. Штаты Америки, заявленному 9 февраля 1928 года (заяв. свид. ¹ 23512).

О выдаче патента опубликовано 30 июня 1930 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 июня 1930 года.

Существующие способы парообразования в котлах. в особенности при применении последних в движущпхся повозках, обладают теми недостатками, что при способе испарения всей воды, подаваемой в котел, надежное регулирование работы последнего встречает большие препятствия. В котлах же с большими массами волы встречается затруднение в отношении удаления накипи. наличие которой приводит к сгоранию пх.

Для устранения этих недостатков и для ооеспечения достаточно быстрого парообразования, предлагается воду подавать в труоки котла принудительно, в таких количествах, чтобы она не заполняла кипятильных труб полностью и в то же время ее должно быть больше парообразовательной способности их.

11ри таком способе парообразованпя вода, вместе с образующимся в кипятильных труоах паром, поступает в резервуар, из которого пар идет к двигателю, а вода подается насосом в магистраль, принпматощую дооавочную питательную воду для совместной =.х подачи в кипятильные трубы котла. Для осуществления этого способа предла гается котел, состоящий из горизонтально расположенного пучка труб. одни, концы которых запальцованы в резервуар, соединенный с напорной магистрачью, принимающей добавочную питательную воду длч подачи ее H противоположные первым концы кппятильных труб котла. ! На чертеже фпг, 1 изображает верти кальный разрез самодвижущейся повозки, с установленным на ней котлом; фиг. 2 — разрез по лпнпп 2 2 на фиг. 1; фпг. 3 — разрез по линии 3 — 3 на фиг. 1; (: фпг. 4 — иоперечньш разрез видоизмененного дымохода; фиг. 5 — то же, другого видоизменения его: фпг. 6 — поперечные (изолпрующпе ячейки стенки дымохода; фиг. 7 — впдоизменен".е. пх; фиг. 8 — по, перечный разрез прпемпого коллектора; фиг. 9 — продольньш разрез водоотделп теля; фиг. 10 — продольный разрез самоI движущейся повозки, с установленным на ней видоизмененным котлом: фпг. 11— разрез по личии10 — 10фш. на10; фпг.12—

1 разрез по линии 11 — 1i нафиг. 10;фиг.13—, вид повозки сверху е частичным разре зом: фпг. 14 — схему- соединения раз1 личных частей повозки и управления

IIMrr.

Действительный изобретатель ин-ц В. Дуглас Ла Монт (Walter 0ouglas

La Моп1.

При применении предлагаемого способа парообразования в котлах с непрерывной циркуляцией, вода, принудительно подаваемая в кипятильные трубы котла, частично испаряется в последних и вместе с образовавшимся паром поступает в резервуар, из которого пар идет к двигателю, а вода подается насосом в магистраль, принимающую добавочную питательную воду для совместной их подачи в трубки котла. Для осуществчения этого способа в применении к подвижным повозкам предлагается котел, резервуар 20 которого расположен в задней части кузова повозки (фиг. 1) и снабжен пучком завальцованных в него концов кипятильных труб 10. Последние помещеныв общем дымоходе котла и вторыми своими концами завальцованы в привмныв коллекторы 12 (фиг. 1, 8), с номвщенными в них полуцилиндрической формы пустотелыми насадками 11, которые в своей полукруглой части снабжены выпускными для воды отверстиями, совпадающими с концами кипятильных труб 10.

Насадки 11 распределительными трубами 17 соединены с коллектором 16, сообщающимся с напорной магистралью 18, один конец которой снабжен насосом 19, засасыва|ощим воду из резервуара 20, а второй — насосом 29, соединенным с конденсатором 28, сообщающимся с паровой машиной 24, через посредство трубок 26, 27. Кроме того, напорная магистраль 18 трубкой 15 сообщается с напорным резервуаром 14, через посредство которого в котел вводится добавочная питательная вода. Для удобства сборки, коллекторы 12 имеют просверленные в поперечном направлении отверстия, расположенныв против каждой ввальцованной в них трубки 10.

Пустотелая насадка 11 может быть вставлена в коллектор с одного нз концов его, после чего отверстия в коллекторе, противолежащие концам труб 10, закрываются запорными штырями 13.

Таким образом достигаются паронепроницаемые соединения и прохождение пароводяного потока в одном направлении.

Благодаря напору воды, подаваемой через отверстия насадки 11 и расширению пара, образуемого в трубах 10, пароводяной поток направляется по последним к задним отводным концам их с такой скоростью и таким взаимодей- ствием воды и пара, вследствие бурного процесса кипения в трубкахмалого диаметра, что внутренние поверхности труб постоянно смачиваются водой, частично обращающейся в пар, который вместе с необращенной в пар водой из труб 10 поступает в резервуар 20, откуда вода засасывается насосом 19 и возвращается в приемную распределительную трубу, а отделившийся пар по паропроводу 21 поступает в вентиль 22. При открытом вентиле, пар по трубке 23 проходит к паровой машине 24, соответствующим образом установленной на кронштейне 25 рамы повозки и задней оси ве. Отработанный пар уходит из машины по трубкам 26 и 27 в конденсатор 28, откуда он в сконденсированном виде насосом 29 подается по трубке 30 в распределительный коллектор 16. Для выравнивания давления между резервуаром 20 и напорным резервуаром 14 предусмотрена соединительная трубка 31 небольшого диаметра, или трубка с уменьшенной площадью поперечного сечения в точке 58 (фиг. 1).

?1ри показанном на фиг. 1 устройстве трубопровода по прекращении действия насоса 19 трубы 10 наполняются водой нз резервуара 14, который, при работе этого насоса, благодаря небольших подающих отверстий в распределительных трубках 17, сам наполняется водой. В слу-. чае необходимости дополнительной IIîдачи воды последнюю вводят в резервуар 14, снабженный для этой цсли отверстием с крышкой 32, а каждая из труб 15 и 31 снабжается клапаном для возможности полного отключения резервуара оТ трубопровода при наполнении его водой: IIpm нормальных же условиях работы оба эти клапана открыты. Общий дымоход котя а окружен пустотелыми стенками 1 (фиг. 1, 4 — 7) образованными двумя листами (фиг. 6), которые образуют неподвижное воздушное пространство при помощи перегородок 2, изолированных от листов нетвплопроводными полосами 3. В заднем своем конце дымоход прикрыт сеткой, через которую IIpoходят отработанные топочные газы, спереди же он закрыт листом 4 и сообщается с топочной камерой 6, окруженной пустотелой стенкой 6 а 7. На передней части последней установлен вентилятор 8, предназначенный для подачи воздуха в топочную камеру 6, через пустотелую стенку ее. Горючее же в эту камеру подается соплом 9, установленным в задней части стенки 6 и 7.

На фиг, 7 показана другая форма ячеек стенки 1, могущих для образования мертвых воздушных пространств располагаться в поперечном или продольном направлениях. При форме перегородок, обеспечивающих продольное направление ячеек, воздух может быть предварительно пропущен по последним, и затем уже направлен в топочную камеру 6, чем имеется в виду умвныпить потери тепла на лучвиспусканив. На фиг. 4 изображено другов устройство изоляции дымохода, состоящей из двух ящиков с продольными ячейками 33, 34, окружающими дымоход с кипятильными трубами 10. Воздух, доставляемый вентилятором, может сначала прогоняться через внешние ячейки 34, а затем через внутренние ячейки 33 в топочную камеру 6, однако, в некоторых случаях может быть применена и ооратная циркуляция воздуха. Устройство изоляции может быть и иным, например, одни из ячеек могут быть болыпе других (фиг. 5), закрываемых от прохода воздуха и образующих мертвые воздушные пространства, или же эти пространства могут быть заполнены изолирующим материалом. Закрытие ячеек может быть постоянным или же в некоторых, или во всех ячейках могут быть предусмотрены заслонки для управления воздухом, прогоняемым по ним вентилятором 8.

Действие системы сводится к следующему: сжигаемое топливо, совместно с воздухом, подается к соплу 9 при помощи вентилятора 8, образующиеся горючие газы омывают трубы 10 и по нагреве их до желаемой температуры парообразованпя выходят через отверстия решетки 5. Тесно расположенные трубы 10, имеющие неболыпой диаметр и надлежащую дпину, быстро н интенсивно поглощают теплоту омывающих их газов, имеющих болыпую скорость движения, благодаря чему сравнительно неболыпое количество неиспочьзованной теплоты уносится с отработанными газами.

Вода, подаваемая насосом 19, в приемные распределительные трубки поступает в несколько коллекторов и при проходе по трубам 10 обращается в пар, при чем отделение пара от воды происходит в резервуаре 20, а нвиспарившаяся вода возвращается обратно в коллекторы насосом19. Используемый в паровой машине пар проходит через конденсатор 28. из которого в сконденсированном виде воз) вращается в коллекторы. Насос 19 должен быть рассчитан на достаточное давление для поддержания соответствующего уровня воды в напорном резервуаре 14 и в том случае, если это давление будет слегка превышать необходимое. то небольшое количество воды будет переводиться по трубке 31 в резервуар 20.

На фиг. 10 изображена видоизменен ная самодвижущаяся повозка, дымоход котла которой образован листами 35, 36, с помещенным между ними изолирующим материалом, при чем стенки дымохода могут быть снабжены ячейками для циркуляции воздуха (фиг. 4 и 7). При таком

) устройстве тележки топочная коробка поддерживается рамой, образующей в своей передней части топочную камеру 37, несущую соответственным образом в ней расположенную горелку 38. Воздух, необходимый для горения, может, лри желании, доставляться надлежащим устройством, подобным вышеописанному.

При устройстве. изображенном на фиг. ) 0. горячие газы, равным образом приходят в соприкосновение с трубками 10 и проходят но дымоход;-, образуемому ли, стами 35 и 36. в задний конец тележки, где онн выпускаются в атмосферу.

Тр бы 1!) гышеуказанного типа снабжаются вышеописанными приемными рас, пределнтельнымн трубами, Однако, задний конец труб 10, вместо сооощения с поперечно расположенным резервуаром 20 (фиг. 1). сооошается с отводным коллектором 39 (фиг. 9 и 10), соединенным с вертнкальным резервуаром водоотделителем 40, в котором вар отделяется от воды и но трубке 4.), снабженной дроссельным клапаном, подводится

) к золотниковой коробке 42 паровой Ъ

) машины 45. B To время как вода, поступающая в водоотделитель 40, при помощи насоса 44 и трубы 45 возвращается в приемные коллекторы. Lîäà помещается в резервуаре 47. который занимает место топочной камеры 3I нижней частью сообщается с водоотделителем 40 при помощи снабженной к чапаном трубки.

Выравнивающая давления .трубка 49 небольшого диаметра соединяет верхнюю часть водяного бака 47 с верхней частью водоотделителя 40. На этой трубке предусмотрен клапан 50, закрываемый одновременно с клапаном 51 трубки 48 при дополнительном введении воды через отверстпе, закрытое крышкой 52.

На фиг. 14 приведена схема управ:гения движением тележки. При вращении унравляющего рычага 60, шарнирно укрепленного на оси 61, звено 62, жестко соединенное с плечом 68 рычага 60, воздействует на коленчатый рычаг 63, шарнирно укрепленный на соответствующей оси, и открывает клапан 64, управляющий доступом горючего в топочную камеру . Движение плеча 68 рычага 60 замыкает цепь тока электродвигателя 65, связанного ременной или иной передачей с циркучяционным насосом 19, Il;ear тока электродвигател» состоит из батареи А, проводников 66 и 67, осп 61 или утолщения на ней из токопроводящего материала, ичеча 68, проводников 70 — 71, электродвигателя 65 и проводников 72 — Уо. Плечо 68 электрически связано также с другим контактом 74, доставляющим ток 1IpH помощи проводника 75 приспособлению 76 для искрообразования, расположенному внутри камеры горения и предназначенному для воспламенения топлива при помощи катушки 77. При продвигании рычага 60 замыкается третья цепь тока посредством контакта между плечом 68 и проводящим элементом 78, соединенным IIpH помощи проводников 79 и 80 с реостатом 81. Прп нормальных условиях рычаг 82 находится в контакте с одной из точек реостата и ток через названнып рычаг и проводник 83 направляется в вентилятор 8.

Все вышеописанные операции имеют место при продвигании рычага 60, ив положения его, показанного на фиг. 14, в положение совпадения со вторым рычагом 60а. Введение в действие циркуляционного насоса, вентилятора и устройства для подачи топлива и воспчаменение последнего, имеющие место прп первоначальном продвнгании рычага 60, не происходят обязательно одновременно, так как представляется желательным предусмотреть надлежamee запаздывание илн опережение в отношении пуска в ход некоторых устройств. После продвигания рычага 60 в соответствии с вышеприведенным указанием, пуска в ."îä насоса 19, подачи топлива в камеру горения и воспламенения его, вентилятор гонит необходимый для горения воздух и проталкивает горячие газы, заставляя их омывать трубки, в которых образуется пар. Для пуска в ход паровой машины рычаг 60а, продвигается в направлении дни>кения часовой стрелки для воздействия при помощи звена 84 на второй рычаг 85, управл:пощий вентллем 22.

Пар из резервуара 20 поступает тогда по трубкам 21 и 23 в паровую машину 24.

Насос 29, подающий воду из конденсатора в распредечительный коллектор 16, работает при помощи ремня от вала паровой машины, так что 1Ipl1 пуске последней в ход начинает работать насос конденсатора. Прп воздействии только на рычаг 60 для производства отвечающего ему цикла операций без воздействия на рычаг 60сс имело бы место образование пара в трубках 10, без использования его. В виду этого предусмотрен предохранительный клапан 86, а также устройство для прекращения подачи топлива и выключения вентилятора при наличии вышеприведенных обстоятельств.

Последние операции производятся благодаря повышению давления в резервуаре 20. Трубка 87, соединенная с верхней частью отделителя, сообщает давление в отделителе поршню 88, продвигающему стержень 89, соединенный с плечом рычага 82, включающего сопротивление в цепь вентилятора, каковому движению рычага противодействует нажимная пру-жина 89 . Равным образом давление в отделителе воздействует на устройство 90 для прекращения подачи топлива соплу 9.

Предмет патента.

1. Способ аарообразования H котлах с непрерывной циркуляцией, характеризующийся тем, что подвергающаяся в труоках котла нагреву и частичному испарению,и подаваемая принудительно

v, эти трубки вода поступает вместе с образовавшимся паром в резервуар, из которого пар идет к двигателю, а вода подается насосом в магистраль, принимающую добавочную питательную воду для совместной их подачи в трубки котла.

2. Для осуществления охарактеризованного в и. 1 способа, паровой котел, характеризующийся применением горизонтально расположенного пучка кипятильных труб 10 (фиг. 1 — 3), помещенного в общем дымоходе, окруженном пустотелыми стенками 1 (фиг. 4 — 7), над передней частью которого расположена топочная камера 6, тоже окруя енная пустотелыми стенками, пспользуемымп в качестве нагревателя для воздуха. подаваемого принудительно действием вентилятора 8 в топку, загнутые книзу концы труб в каковом пучке завальцованы в резервуар 20, верхняя расходная для пара на машину 24 часть которого соединена трубою 31 с верхней частью напорного резервуара 14, расположенного над топочной камерой, а нижняя часть снабжена трубою. помощью которой насос 19, забирая воду из резервуара 20, подает ее в напорную магистраль 18, принпматощую добавочную питательную

:.<воду пз конденсатора 28, подаваемую насосом 29, для совместного введения

-воды из зтих двух насосов и из напорного резервуара 14, через распределительные трубы 17 в кипятпчьные трубы котла.

3. Видоизменение котла, охарактеризованного в и. 2, отчичающееся применением взамен расположенной иад передней частью дымохода топочной камеры 6 — топочной камеры 37 (фиг. 10—

13), помещенной иод передней частью дымохода п окруженной так же, как и дымоход, с«лошны-. ги из нетеплопровод ного материала стенками. а также и при менением вместо резервуара 20 (фпг. 13 вертикально расположенного резервуара-! водоотделптеля 40, соединенного с кол; лектором 39 малого диаметра и предназначенного служить также приемником для питательной воды, и сдаваемой по трубке 48 из на«орного резервуара 47.

4. Прп охарактеризованном в п.и. 2 и 3, котле применение вставленной через один из концов приемного коллектора 12 полуцилиндрпческой формы пустотелой ! насадки 11 (<1>11г. 8) с выиускнымп длч воды ОтверстlIIDIII Б пол1 к Зуглои части зтои насадки. о. Прп охарактеризованном в «.и. 2 II 3 котле применение системы управления ( наро- и водораспределительнымп. злектрп1ескимп и ирочимп приспособлениями на повозке (фиг. 14), в каковой системе

1 ! рычаг 60 предназначен для непосредственного открытия, помощью рычагов 62. 63. достуйа -.îилива и камеру горения, с одновременным замыканием контактов ! ! для пуска в ход мотора при цирку.1яционном насосе 19 и мот< р;: IIp«нагие. тающем в топку воздух 1-:åíòIIëÿòîðå 8 а второй рычаг 60а предназначен дл<

, открытия вентиля 22 на пароироводе 21 подающем пар на машину 24, и дл1 одновременного пуска в ход конденса торного насоса 29, соединен«ого прпводо> с машиной,— в каковой системе, с целы< автоматичоского изменения режима ра боты котла прп превышении иормальног в нем даьленпя. включен также порш невой, находящийся под воздействпе1 : пружины 89 и давления и котле, меха

88, 89, «POII3BOQIIBI,II1I. рычага 82 и реостата 81. регулировк; работы вентилятора и с помо1цыо устроь: ства 90 с дроссельшайоой — регуллровк

ПОДаЧИ ГОР1<«1ЕГО В тОПОЧН;-1О КаМЕРУ.

Л. С. фиИП.

$2 фИГ;!1.

ro фи г. I+. ф4 Я

"— ни

Типография 1-й артели Советский Печатник, Моховая, 40.

Б патенту ин-ной фирмы Ла Монт Корпорэшен

М 15710