Способ парообразования в котлах непрерывной циркуляцией Советский патент 1930 года по МПК B60K3/00 F01B23/02 

Существующие способы парообразования в котлах, в особенности при применении последних Б движущихся повозках, обладают тели недостатками, что ири способе исиарения всей воды, подаваемой в котел, падежное регулирование работы последнего встречает большпе препятствия. В котлах же с большими массали воды встречается затруднение в отношении удаления накиии. наличие которой приводит к сгоранию их.

Для устранения этих недостатков и для обеспечения достаточно быстрого парообразования, предлагается вод} подавать в трубки котла принудительно, в таких количествах, чтобы она не заполняла кипятильных труб полностью и в то же время ее должно быть больп1е парообразовательной способности их. При таком способе парообразования вода, вместе с образующимся в кииятильных трубах паром, постунает в резервуар, из которого пар идет к двигателю, а вода подается насосом к магистраль, принимающую добавочную питательную воду для совместной пх кодачи в кииятильные трубы котла. Для осуществления этого способа предлагается котел, состоящий из горизонтально расположенного пучка труб, одни концы которых завальцованы в резервуар, соединенный с напорной магистралью, принимающей добавочную питательную воду для иодачи ее в противоположные первым концы кипятильных труб котла. Иа чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез самодвижущейся повозки, с установленным на ней кот.чом; фиг. 2-разрез по линии 2-2 на фиг. 1; фиг. 3-разрез по линии 3-3 па фиг. 1; фиг. 4- поперечный разрез видоизмененного дымохода: фиг. 5-то же, дрзгого видоизменения его: фдг. 6-поперечные изолирующие ячейки стенки дымохода: фиг. 7-видоизмененпе пх: фиг. 8-поперечный разрез приемного коллектора; фиг. 9-продольный разрез водоотделителя: фиг. 10-продо:1ьныц разрез самодвижущейся иовозки, с установленным на ней видоизмененным котлом: фиг. 11- разрез по линии 10-10фиг. на 10; фиг. 12- разрез по линии 11-11 нафиг. 10;фиг.13- вид повозки сверху с частичны г разрезом; фиг. 14-схему соединения различных частей иовозки и управ.ления ими.

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 осуществления этого способа в применении к подвижным повозкам предлагается котел, резервуар 20 которого расположен в задней части кузова повозки (фиг. 1) и снабжен пучком заваяьцованных в него концов кипятильных труб 10. Последние помещены в общем дымоходе котла и вторыми своими концами завальцованы в приемные коллекторы 12 (фит. 1, 8), с помещенными в них полуцилиндрической формы пустотелыми насадками 11, которые в своей полукруглой части снабжены выаускными для воды отверстиями, совпадающими с концами кипятильных труб 10. Насадки 11 распределительными трубами 17 соединены с коллектором 16, сообщающимся с напорной магистрал;ью 18, один конец которой снабжен насосом 19, засасывающим 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 направ.11ении отверстия, расположенные против кая-гдой ввальцованной в них трубки 10. Пустотелая насадка 11 может быть вставлена в коллектор с одного из концов его, после чего отверстия в коллекторе, противолежащие концам труб 10, закрываются запорными штырями 13. Таким образом достигаются паронепроницаемые соединения н прохождение пароводяного потока в одном направлении.

Б.чагодаря 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 взаимодействием воды и пара, вследствие бурного процесса кипения в трубках малого 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 ее. Отработанный пар уходит из машины по трубкам 26 и 27 в конденсатор 28, откуда он в сконденсированном виде насосом 29 подается по трубка 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).

При показанном на фиг. 1 устройстве трубопровода по прекращении действия насоса 19 трубы 10 наполняются водой из резервуара 14, который, при работе этого насоса, благодаря небольших подающих отверстий в распределительны трубках 17,, сам наполняется водой. В слу-. чае необходимости дополнительной подачи воды последнюю вводят в резервуар 14, снабженный для этой цели отверстием с крышкой 32, а каждая из труб 15 п 31 снабжается клапаном для ВО8МОЖНОСТИ полаого отключения резервуара от трубопровода при напо.чнении его водой; при нормальных же условиях работы оба эти клапана открыты. Общий дымоход KOTjja окружен иустотелыми стенками 1 (фиг. 1, 4-7) образованными двумя листами (фиг. 6), которые образуют неподвижное воздушное пространство при помощи: перегородок 2, изолированных от листов нетеплопроводными полосами 3. В заднем своем конце дымоход прикрыт сеткой, через которую проходят отработанные топочные газы, спереди же он закрыт листом 4 и сообщается с топочной камерой 6, окруженной пустотелой стенкой 6 я 7. На передней части последней установлен вентияятор 8, предназначенный для подачи воздуха в топочную камеру б, 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 уменьшить потери тепла на лучеиспускание. На фиг. 4 изображено другое устройство изоляция дымохода, состоящей из двух ящиков с продольными ячейками 33, 34, окружающими дымоход с кипятильными трубами 10. Воздух, доставляемый вентилятором, может сначала прогоняться через внешние ячейки34, а затем через внутренние ячейки 33 в топочную камеру 6, однако, в некоторых случаях может быть применена и обратная циркуляция воздуха. Устройство изоляции может быть и иным, например, одни из ячеек могут быть больше других (фиг. 5), закрываемых от прохода воздуха и образующих мертвые воздушные пространства, или же эти пространства мотут быть заполнены изолирующим материалом. Закрьггие ячеек может быть постоянным или же в некоторых, или во всех ячейках могут быть предусмотрены заслонки дяя 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 парообразования выходят через отверстия решетки 5. Тесно расположенные трубы 10, имеющие небольшой диаметр и надлежащую дпину, быстро и интенсивно поглощают теплоту омывающих их газов, имеющих большую скорость движения, благодаря чему сравнительно небольшое количество неиспользованной теплотыуносится с отработанными газами. Вода, подаваемая насосом 19, в приемные распределительные трубкн поступает в несколько коллекторов и при проходе по трубам 10 обращается в пар, при чем отделение пара от воды происходит в резервуаре 20, а неиспарившаяся вода возвращается обратно в кол.11екторы насосом 19. Используемый в паровой машине пар проходит через конденсатор 28, из которого в сконденсированном виде возвращается в коллекторы. Насос 19 должен быть рассчитан на достаточное давление для поддержания соответствующего уровня воды в напорном резервуаре 14 и в том случае, ес.ли это дав.ление будет слегка превышать необходимое, то небольшое количество воды будет переводиться по трубке 31 в резервуар 20. На фиг. 10 изображена видоизмененная 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 те.чежки 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, при лселании, доставляться надлежащим устройством, подобным вышеописанному. При устройстве, изображенном на фиг. 10. горячие газы, равным образом приходят в соприкосновение с трубками 10 и проходят по дымоходу, образуемому лвстами 35 и 36. в задний конец тележки, где они выпускаются в атмосферу. Трубы Itt вышеуказанного типа снабжаются вып1еопзсанными приемными ра.спределптольиымп трубами. Одгнако, задний конеп; труб 10, вместо сообщения с поперечно распо.чоженным резервуаром 20 (фиг. Т, сообщается с отводным коллектором 39 (фиг. 9 и 10), соединенным с вертикальным резервуаром водоотделителем 40, в котором пар отделяется от воды и по трубке 41, снабженной дроссельным клапаном, подводится к золотниковой коробке 42 паровой машины 43. и то время как вода, поступающа,я в водоотделитель 40 при помощи насоса 44 и трубы 45 возвращается в приемные коллекторы. Вода помещается в резервуаре 47, который занимает место

топочной камеры л нижней частью сообщается с водоотдедителем 40 при помощи снабженной клапаном трубки. Выравнивающая давления .трубка 49 небольшого диаметра соединяет верхнюю ч:асть 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 ч;ерез отверстие, закрытое крышкой 52.

На фиг. 14 приведена схема управления движением тележки. Нри вращении управ.11яющего рычага 60, шарнирно укрепленного на оси 61, зве.но 62, жестко соединенное с плечом 68 рычага 60, воздействует на коленчатый рычаг 63, щарнирно 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 циркуляционным насосом 19, Цепь тока электродвигателя состоит из батареи А, проводников 66 и Ql, оси 61 или утолщения на ней из токопроводящего материала, длеча 68, проводниК0В 70-71 электродвигателя 65 и проводников. 72-75. Плечо 68 электрически связано также с другим контактом 74 доставляющим ток при помощи проводника 75 приспособлению 76 дли искрообразования, распололсенному 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 при помощи проводников 79 и 80 с реостатом 81. При нормальных условиях рычаг 82 находится в контакте с одной из точек реостата и ток через названный рычаг и проводник 83 направляется в вентилятор 8. Все вышеописанные операции имеют место при продвигании рычага 60, и:; положения его, показанного на фиг. 14, в по.чожение совпадения со вторым рычагом бОа. Введение в действие цирк} ляционного насоса, вентилятора и устройства для подачи топлива и воспламенение последнего, пмеющие место при первоначальном продвигании рычага 60, не происходят обязательно oднoвpeмeннo

так как представляется желате.чьным предусмотреть надлеж,ащее запаздывание Елн оперелсение в отношении пуска в ход некоторых устройств, Пос.че продвигания рычага 60 в соответствии с вышеприведенным указанием, пуска в ход насоса 19, подачи топлива в камеру горения и воспламенения его, вентп.аятор гонит необходимый для горения воздух и проталкивает горячие газы, заставляя их омывать трубки, в которых образуется пар. Для пуска в ход паровой машины рычаг бОя, продвигается в наиравлении i движения часовой стрелки для воздейI ствия при помощи звена 84 на второй j рычаг 85, управляющий вентилем 22. I Пар из резервуара 20 поступает тогда но трубкам 21 И23 в паровую машину 24. Пасос 29, подающий вод.} из конденсатора в распределительный коллектор 16 работает при помопщ ремня от вала паровой машины,, так что при пуске последней в ход начинает работать насос конденсатора. При воздействии только на рычаг 60 для пропзводства отвечающего ему цикла операций без воздействия на рычаг бОа имело бы место образование иара в трубках 10, без использования его. В виду этого предусмотрен предохранительный клапан 86, а также устройство для прекращения подачи топлива и выключения вентилятора ири 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 I стержень 89, соединенный с плечом I рычага 82, включающего сопротивление I в цепь венти.лятора, каковому движению I рычага противодействует нажимная пруj жина 89ч Равным образом давление в отделителе воздействлет на устройство 90 для прекращения подачи тошшва соплу 9.

Предмет патента.

1. Способ парообразования в котлах с непрерывной циркуляцией, характеризующийся тем, что подвергающаяся в трубках котла нагреву и час ичному испарению, и подаваемая принудительно в 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.Д;1Я осуществления охарактеризованного в п. 1 способа, паровой котел, характеризующийся применением горизонтально расположенного пучка кипятильных труб 10 (фиг. 1-3), помещенного в общем дымоходе, окруженном пустотел.ыми стенками 1 (фиг. 4-7), над передней частью которого расположена топочная камера 6, тоже окруженная пустотелыми стенками, используемыми в качестве нагревателя для воздуха., подаваемого принздительно действием вентилятора 8 в тоику, загнутые книзу концы труб в каковом иучке 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 камерон, а нижняя часть снабжена трубою, помощью которой насос 19, забирая воду из резервуара 20, подает ее в напорную магистра.чь 18, принимающую добавочную питательную

.4зоду из конденсатора 28, подаваемую насосом 29, для совместного введения -воды из этих двух насосов и ив наиорного резервуара 14, через распределительные трубы 17 в киияти.льные трубы котла.

3.Видоизменение котла, охарактеризованного в и. 2, отличающееся применением взамен расположенной над передней частью дымохода топочной камеры 6-тоиочной камеры 37 (фиг. 10- 13). помещенной под передней частью дымохода и окруженной так же, как и дымоход, сплошнылги из нетеилоироводного материала стенками, а также и п-рименением вместо резервуара 20 (фиг, 1) вертикально расиоложенного резервуараводоотделителя 40, соединенного с коллектором 39 ма.чого диаметра и предназначенного служить также приемником для питательной воды, подаваемой по трубке 48 лз напорного резервуара 47.

4. При охарактеризованном в п.п. 2 и 3 котле применение вставленной через один из концов приемного ко.ллектора 12 Болуцилиндрпческой формы пустотелой насадки 11 (фиг. 8) с выпускными для воды отверстпямп в полукруглой части 3Toii насадки.

о. При охарактеризованном в п.п. 2 и 3 котле применение системы управления паро- и водораспределительными, электрическими и прочимп приспособлениями на повозке (фпг. 14), в каковой системе рычаг 60 предназначен для непосредственного открытия, помощью рычагов 62, 63. доступа топлива Б камеру горения, с одновременным замыканием контактоЕ для иуска в ход мотора при циркуляционном насосе 19 и мотора при пагпстающем в топку воздух вентиляторе 8 а второй рычаг бОп предназначен дп$ открытия вентиля 22 на паропроводе 21 подающем пар на машину 24, и дл5 одновременного пуска в ход кондекса торного насоса 29, соедппенлого приводог с машиной,-в каковой системе, с цель автоматического Езменения режима ра боты котла при превышении г.ормальног( в нем давления, включеп также порп: невой, находяп ийся под воздействие пружипы 89 и давления в котле, меха низм 88. 89, производящий,, иомощы рычага 82 п реостата 81. регулировк; работы вентилятора и с помощью устрой ства 90 с дроссельшайбо11-регулировк подачи горючего в топочпую камеру. к патенту ин-ной фирмы «Ла № 17510 Монт Кориорэшен:

фиг 6

ф и г f

f4

ЬипЗ.

л

фипВ.

Е патенту мн-ной фирмы «Ла № 15710

фип10.

49 45 36 f

фиг12.

as

фипП.

JOУ736Монт Корпорэшен