Вертикальный паровой котел Советский патент 1938 года по МПК F22B1/18 F22B31/02 F01K15/04 

Предлагаемое изобретение относится к вертикальным трубчатым котлам, работающим на отходящих газах (утилизационные) и в то же время снабженным топкой для возможности самостоятельной работы. Предложение предусматривает создание утилизационного котла, использующего например, тепло отходящих газов двигателей внутреннего горения (в частности двухтактных двигателей), обладающего компактностью и высокой производительностью единицы метража и предназначенного для применения, главным образом, в судовых установках. Соответственно поставленной цели газовые камеры котла, в вицах повышения коэфициента использования поверхности нагрева кипятильных труб, выполнены в форме горизонтальных кольцевых газоходов, снабженных шиберами на патрубке, например, выхлопного газопровода двигателя и центрального газохода топки для переключения хода газов в зависимости от работы котла на нефти или на выхлопных газах, двигателя. Такого рода устройством имеется в виду достигнуть следующих преимуществ сравнительно с известными

уже котлами утилизационного типа: 1) доступности газового пространства котла, что разрешает задачу легкой очистки кипятильных трубок с газовой стороны, причем далеко расположенные трубки с трудно очищаемым нагаром масла могут быть подвергнуты выжиганию нагара; 2) осуществления поперечного потока газов по отношению к трубкам при компактной конструкции котла и без значительного увеличения сопротивления котла движению газов; 3) надежности котла в эксплоатации и 4) малых габаритов по сравнению с другими типами котлов такого же метража и невысокого веса котла в полной сборке.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез котла; фиг. 2 - боковой вид его; фиг. 3 - вид котла спереди; фиг. 4, 5 и б - поперечные разрезы по линиям АВ, CD и ЕР на фиг. 2; фиг. 7 - боковой вид установки котла; фиг. 8 - вид ее спереди; фиг. 9 и 10 - вид сверху на нижние и верхние решетки.

Котел состоит из цвух цилиндрических коллекторов, соединенных между собой кипятильными трубками. Последние расположены по концентрическим окружностям (фиг. 4 и 5) с постоянным шагом в радиальном направлении и переменным - в дуговом.

Из общего числа в двести четыре кипятильных трубки 3, 4 пятьдесят шесть являются связньп и (5), укреплены на резьбе в трубных досках 5, б (фиг. 1) и имеют гайки с обеих сторон трубных досок. Необходимость гаек с двух сторон на связных трубках обуславливается расчетом котла на прочность. Верхний барабан 7 имеет съемную сферическую крышку 7, соединенную с цилиндрической частью болтами: нижнее плоское дно коллектора, являюш,ееся верхней трубной доской, в средней части, где отсутствуют кипятильные трубы, подкреплено тремя кницами 8 (фиг. 1).

Нижний коллектор 2, согласно обш,еизвестному в паровых котлах приему, подвешен на кипятильных трубках к верхнему барабану /. В средней части коллектора 2 проходит цилиндрический патрубок 9, который соединяет нефтяную топку 10 с газоходами котла. Верхний и нижний коллекторы с соединяющими их кипятильными трубками представляют жесткую систему, позволяющую, при отсутствии внизу опоры, свободное удлинение трубок.

Котел прикрепляется, в случае применения его в судовых установках, посредством двух лап 7/ к швеллерам, закрепленным в переборках судна. Лапы 77 расположены в цилиндрической части верхнего барабана /. Два лаза в нижнем коллекторе дают возможность тщательной очистки сферического дна /2, которое является сводом нефтяной топки. Вальцовка трубок производится, при снятом донышке верхнего барабана, удлиненными вальцовками. В случае отсутствия последних вальцовка в нижней трубной доске производится изнутри коллектора.

Котел предназначен преимущественно для использования тепла отходящих газов двигателей, в частности, двухтактных двигателей. Нефтяная топка, смонтированная независимо от котла, оборудована форсункой и служит для поддержания давления пара во время остановки двигателя. Топка

расположена на-двух нижних балках 75 (фиг. 7 и 8). Вес кожуха котла с изоляцией и двумя патрубками также передается на нижние балки; жесткого соединения кожуха с коллекторами котла нет. Такая конструкция дает возможность выполнить не нагруженный весом котла кожух легким и разборным, что делает доступным для обслуживания газовое пространство котла.

Кожух набирается из отдельных щитов М-22 (фиг. 1-3), покрытых изоляцией 23 с двух сторон. Доступность газового пространства котла достигается устройством ряда щитов на защелках; кроме того легко осуществляется снятие любого щита путем отдачи нескольких болтов.

Для получения максимального коэфициента теплопередачи от газов к воде в котле осуществлен поперечный поток газов по отношению к кипятильным трубкам. Газовое пространство котла имеет кольцевое поперечное сечение и образовано двумя цилиндрическими поверхностями: наружным цилиндром служит кожух со съемными щитами; внутренним цилиндром является в верхней части подвесной полый изолированный цилиндр 24, закрепленный на гужонах 23 к верхнему коллектору и закрытый снизу донышком (фиг. 1), и в нижней части-полый изолированный цилиндр, служащий продолжением цилиндрической вставки нижнего коллектора. Нижний цилиндр, для удобства монтажа и доступности поперечной перегородки котла, выполнен из отдельных щитков 26, 27 (фиг. 1, 5), изолированных с двух сторон и легко устанавливаемых со стороны топочного пространства котла.

Газовое пространство котла имеет одну поперечную перегородку 28 и две половины продольной перегородки (фиг. 1, 4 и 5). Газы поступают по патрубку 29 (фиг. 5) в нижнюю часть газового пространства котла, причем патрубком дается тангенциальное направление газа по отношению к внутреннему цилиндру. Совершив полный оборот в нижней части котла, газы поступают через трапецоидальное сечение в поперечной

перегородке (фиг. 4) в верхнюю часть газохода. Продольные перегородки создают плавный поток газов и последние, совершив полный оборот в верхней части газохода, выходят через патрубок 30 (фиг. 2) в выхлопной трубопровод. Таким образом,| газы, дважды оборачиваясь в газовом j пространстве котла, не меняя направления движения, совершают путь наподобие винтовой линии, что является целесообразным в аэродинамическом отношении и уменьшает сопротивление котла движению газов. В случае работы котла на нефти топочные газы по цилиндрическому патрубку I поднимаются к верхней цилиндриче- i ской вставке. После выхода газов из | цилиндрической вставки (фиг. 5) путь i газов сохраняется таким же, как и для случая работы котла на выхлопных газах двигателя. При работе форсунки доступ газов в котел перекрывается блокированными заслонками 3/, 32 (фиг. 7-10).i

При работе котла на отходяших газах двигателя заслонки открываются и герметически закрывается топочный барабан, перекрывающий выход газов | в машинное отделение через топоч- : ный фронт. Одновременная работа котла на газах и нефти не допускается,j

Блокировкой заслонок при помощи ; рычага 33 (фиг. 7) предотвращается возможность ошибочного перекрытия | заслонок в выхлопном трубопроводе I двигателя. Открытие заслонки для включения котла в действие производится одновременно с закрытием заслонки в выхлопном патрубке. Путем закрепления в промежуточных точках рукоятки заслонок можно регулировать работу котла, пропуская j лишь часть выхлопных газов через котел. На фиг. 7-10 цифрами 34, 35 обозначены соответственно выхлопные трубы левого и правого двига- I телей.

Поперечная перегородка 28 состоит | из отдельных съемных чугунных кулис,

которые по мере прогорания заменяются новыми.

Топочное устрейство предусматривает работу форсунки при вентиляторном дутье. На внутренней поверхности топочного барабана имеются направляющие ребра, служащие для создания вихревого потока воздуха. Форсунка котла имеет возможность перемещаться в осевом направлении. Принцип распыла топлива форсункой-механический.

С целью создания организованной циркуляции воды в котле в верхнем барабане / имеется кольцо, разделяющее водяное пространство на две части. Питание котла производится в верхний барабан 7 питательными клапанами 36, 37 (фиг. 2) в пространство между цилиндрической частью барабана и кольцом. Количество спускных трубок, размещенных в этом пространстве, составляет около 40% от их общего числа. Остальные трубки служат подъемными для пароводяной смеси.

Предмет изобретения.

Вертикальный паровой котел, работающий как самостоятельно, так и в качестве утилизационного котла, например, при двигателях внутреннего горения, снабженный верхним барабаном, несущим подвешенный на кипятильных трубках нижний коллектор. и одной или несколькими расположенными по высоте вокруг центрального газохода и последовательно связанными друг с другом газовыми камерами, отличающийся тем, что, с целью повышения- коэфициента использования поверхности нагрева кипятильных труб котла, газовые камеры выполнены в форме горизонтальных кольцевых газоходов, снабженных щиберами на патрубке, например, выхлопного газопровода двигателя и центрального газохода топки для переключения хода газов в зависимости от формы эксплоатации котла.

к авторскому свидете.1ьству Л. П. Бурышкина

№ 52608

йиг

p b boSi

к авторскому свидетельству Л. П. Бурышкина

№ 52603 у,- -irsSl i i ; фиг 5 1.- i: 1 ; j , Ш ;Q. ч,