ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ В ТОПКУ ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ВОЗДУХА ДЛЯ ЕГО СЖИГАНИЯ Советский патент 1928 года по МПК F23N1/02 

Действительно экономное горение горючего материала в топках паровых котлов или в топках промышленных печей, как известно, достижимо только при количественном соответствии поступающих в топку: топлива и воздуха для горения (при соответствии, определяемом химическим составом горючего).

Поддержание этого соответствия никогда не удавалось, почему до сих пор горение топлива происходит со значительными потерями, достигающими при паровых котлах 20-25%, а при паровозных топках около 15% в среднем.

Избежать этих потерь удастся только введением в отопительную практику правильно сконструированного регулятора горения, имеющего назначение - аналогично регулятору паровой машины, регулирующему приток пара в ее цилиндры, согласно требованию момента - автоматически регулировать приток воздуха в топку, строго соответственно данному расходу топлива.

Действие предлагаемого приспособления для регулирования подачи топлива и воздуха основано на поддержании, при всех условиях, пропорциональности давления нефти, под которым она вытекает через отверстия форсунки, давлению воздуха, под которым он протекает в топку, через отверстие топочной дверки; при чем величины отверстий определяются количественным соответствием: нефти и воздуха, требуемого наиболее выгодным горением.

Если при указанных условиях такое соответствие найдено и установлено для максимального расхода топлива, то при понижении разрежения воздуха в топке, совершенно пропорционально понизится и напор нефти, при чем количества нефти и воздуха останутся пропорциональными, и характер горения не изменится.

Из вышеизложенного вытекает далее, что при таком регуляторе регулировка горения производится не изменением величины приточных отверстий, как это принято в настоящее время, а только изменением тяги в топке, помощью передвижения дымовой заслонки, либо для каждого котла в отдельности, либо, если это желательно, для целой батареи котлов, помощью передвижения главной дымовой заслонки, согласно указания манометра.

На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемое приспособление для регулирования подачи жидкого топлива и воздуха; фиг. 2 - то же, в случае распыления топлива механическим путем; фиг. 3 - наружный вид и вертикальный разрез прибора для распределения топлива между форсунками; фиг. 4 - разрезы по линиям ВГ и АС на фиг. 3; фиг. 5 - то же, поперечный вертикальный разрез; фиг. 6 - разрез по линии БЕ на фиг. 5; фиг. 7 - продольный вертикальный разрез прибора для поддержания постоянной температуры топлива; фиг. 8 - то же, поперечный вертикальный разрез; фиг. 9 - вид спереди и фиг. 10 - вид сбоку.

На конце одного плеча двуплечего коромысла а подвешен диск b, свободно движущийся в цилиндре с, соединенном трубкой R с топливником (фиг. 1). На конце другого плеча, помощью стержня g, подвешен сосуд Е, днище которого снабжено клапаном е. Сосуд Е ограждается предохранительным цилиндром Y. Над сосудом Е помещена труба ƒ для подачи нефти в сосуд Е через отверстие, величина которого может быть регулирована клапанами m, закрепленными на стержне g.

Если после точной балансировки весов (при закрытой трубке R и при выключенном притоке нефти), сообщить цилиндр с с топкою (при максимальной тяге), то вследствие разности давления воздуха над и под ним, диск b немедленно переместится ко дну цилиндра, при чем клапана m передвинутся вверх и откроют впуск нефти из трубы ƒ в сосуд Е.

Регулировкой величины отверстия клапан е, помощью поворота сосуда Е на резьбе l, можно установить максимальную высоту столба жидкости (нефти) h, при которой вес ее (в сосуде Е) будет уравновешен максимальным давлением воздуха на диск b, т.-е. при котором установится желаемый максимальный пропуск нефти через сосуд Е в воронку i трубки k, ведущей к форсунке.

После установления величины отверстий топочных дверок для пропуска максимального количества воздуха (при максимальной тяге), согласно показаниям газового анализа, аппарат следует считать готовым к действию, так как при разрежении воздуха в топке h=0 мм нефтяного столба, столб жидкости в сосуде Е будет также H=0 мм нефтяного столба, т.-е. величины Н и h изменяются пропорционально, почему и приток нефти и воздуха в топку должен при всех условиях протекать пропорционально.

Установка предлагаемого приспособления может быть произведена (теоретически) на любом расстоянии от котла.

Если регулирующее приспособление обслуживает две или большее число форсунок, что часто имеет место не только при цилиндрических котлах с двумя жаровыми трубами, но и, в особенности, при устройстве топок с большим количеством форсунок (у больших водотрубных котлов до 1500 кв. м поверхности нагрева), то необходимо введение особого распределителя, задача которого состоит в равномерном распределении между всеми форсунками общего количества нефти, доставляемого регулятором.

Прибор для распределения топлива между форсунками, изображенный на фиг. 3-6, состоит из коробки K со стеклянной передней стенкой k и трубкой v, присоединяющей ее к регулятору нефти (к цилиндру Y). Кроме того, коробка K снабжена переставными от руки пробками l с отверстиями; при тщательной установке просверленных пробок l может быть достигнуто вполне правильное распределение жидкости. Трубки m служат для выпуска газов, скопление которых возможно при достаточном подогреве нефти, а трубки n отводят нефть к форсункам и снабжаются, в головных своих участках, отводами для присоединения их к общей сигнальной трубке, ведущей в резервуар под насосом, подающим нефть в расходный бак.

Устройство это допускает беспрепятственный осмотр и очистку форсунок во время хода отопления, без выключения всех остальных форсунок.

Соответствующая трубка n выключается помощью вентиля или крана, и продолжающая поступать в нее нефть вытекает в сигнальную трубку и далее к насосу, который и перекачивает ее обратно в расходный бак. Правильность хода остальных форсунок этим не нарушается, если только прикрыть топочную дверку выключенной форсунки.

При распылении нефти механическим путем, т.-е. при продавливании ее через какой-либо пульверизатор при 3-12 атм., тогда как разрежение воздуха в топке достигает 10-12 мм вод. ст., применяется форма выполнения приспособления, изображенная на фиг. 2. Двуплечее коромысло а на конце одного плеча несет диск b, на конец же другого плеча коромысла опирается клапан D, прикрывающий отверстие d в коробке С. Между коробкою С и корпусом А двойного клапана а₁ зажата диафрагма (стальная) В, соединенная помощью гайки со стержнем е клапана а₁ Стержень е с осевым каналом с, снабженным на нижнем конце небольшим отверстием диаметра 1,5-2 мм, через которое часть нефти, нагнетаемой насосом, постоянно вытекает в коробку С. При закрытой трубке R, или при закрытой дымовой заслонке, когда диск b не испытывает давления наружного воздуха, клапан D открыт, и нефть, поступающая в коробку С, беспрепятственно вытекает из нее через отверстие d.

Если диск b испытывает давление наружного воздуха, после включения аппарата в топочную систему, то оно передается коромыслом а клапану D, при чем соразмерно давлению на диск b возрастает давление нефти в коробке С. При вполне открытом клапане D, под влиянием давления поступающей нефти, диафрагма В немедленно пригибается вниз, и в трубопроводе, ведущем от клапана к распылителям, давление нефти падает до наружного атмосферного давления. Возрастание давления в коробке С влечет за собой уменьшение прогиба диафрагмы и увеличение редуцированного давления нефти, притом в точном соответствии с давлением в коробке С, функционально связанным с разностью давления воздуха на диск b.

В виду того, что и здесь величина давления нефти и разрежение воздуха в топке меняется пропорционально, то и поступление в топочное пространство нефти и воздуха будет также пропорционально.

Количество поступающей в топку нефти регулируется отверстиями распылителей, единичное выключение которых во время хода отопления столь же мало нарушает правильность всего хода работы, как и у первого аппарата, с той только разницей, что обратного отвода нефти для отдельных форсунок не требуется, но необходим обратный отвод нефти, вытекающей постоянно из коробки С.

Нефтяной насос необходимо снабдить регулятором давления, который, при достижении максимально допускаемого давления в нагнетающем цилиндре, переводил бы жидкость из него в другой всасывающий цилиндр.

Особого распределителя нефти в этом случае не требуется.

При определении размеров сечения проходов для жидкого топлива необходимо принимать во внимание вязкость нефти или мазута, зависящую от температуры, в виду чего требуется поддерживать температуру их на том уровне, при котором будет достигнута вязкость, принятая при установке регулирующего приспособления. Для осуществления этого служит прибор, изображенный на фиг. 7-10 и состоящий из цилиндрического корпуса А с пучком продольных трубок а, через которые протекает нефть подогретая уже каким-либо подогревателем, установленным перед прибором. Междутрубное пространство в цилиндре А заполнено нефтью или минеральным маслом (обладающими высоким коэффициентом расширения), Наливается масло или нефть через трубку b, закрываемую затем шаровым клапаном с, прижимаемым к своему седлу пружинами d посредством коробки Е. Пружины эти служат предохранителем на случай ненормального нагрева жидкости и чрезмерного, вследствие этого, расширения ее в цилиндре А. При известном давлении открывается клапан с, при чем излишек жидкости поступает в коробку Е, из которой она может быть обратно всосана в цилиндр, если клапан с немного приоткрыть. Цилиндр А устанавливается горизонтально и на верхней части его утверждается вентиль D, между фланцем е которого и фланцем ƒ самого цилиндра зажата пружинящая диафрагма (стальная мембрана) В. Стержень g, пришлифованный во втулке h, опирается расширенной нижней своей частью на мембрану В. Для обеспечения его движения в вертикальном направлении, применяется пружина i, прижимающая его к мембране В. Просверленная по оси верхняя часть k стержня g с боковыми отверстиями l служит для пропуска пара из части трубопровода х, ведущего от котла в часть y, ведущую в подогреватель нефти, Клапан m помощью установочного винта n может быть приближен или отдален от своего седалища, чем и регулируется приток пара и температура подогрева нефти в подогревателе.

При достижении температурой нефти известного предела, в зависимости от установки клапана m, - последний прикрывает проход вентиля, чем и прекращает приток пара в подогреватель до понижения температуры нефти, когда приток пара вновь открывается и т.д.

1. Приспособление для регулирования подачи в топку жидкого топлива и воздуха для его сжигания, характеризующееся применением коромысла а (фиг.1), поддерживающего подвешенные к нему: на одном конце - диск b, входящий с зазором в коробку с с трубой R, по которой направляется в топку воздух, и на другом - стержень g несущий двойной клапан m для впуска нефти из трубы ƒ в сосуд Е, связанный с тем же стержнем g, при помощи нарезки l, позволяющей по желанию изменять поворотом от руки сосуда Е величину прикрываемого клапаном е выпускного отверстия в сосуде Е, в целях установить в нем определенную высоту жидкости, отвечающую требуемому напору топлива, а с нею и надлежащую подачу его по трубе k в форсунку, в соответствии с тягой, имеющей место в трубе R.

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 приспособления для случая распыления топлива механическим путем, отличающаяся тем, что коромысло при перемещении диска b воздействует другим своим концом на клапан D (фиг. 2), прикрывающий отверстие d в стенке коробки С, ограниченной пружинящей диафрагмой В, связанной со стержнем е двойного, служащего для подвода топлива, клапана a₁, каковой стержень е снабжен внутренним каналом с для пропуска топлива в полость коробки С, с целью изменения давления на диафрагму В при изменении положения клапана D и воздействия тем на направляемое к форсункам топливо путем редуцирования давления на него.

3. При охарактеризованных в. пп. 1 и 2 приспособлениях применение прибора для распределения топлива между отдельными форсунками, если их несколько, каковой прибор состоит из принимающей по трубе v топливо коробки K (фиг. 3-6) с переставными от руки, снабженными отверстиями, пробками l, предназначенными для пропуска через ту или другую из них по трубе n топлива, в соответствующую форсунку, при чем для свободного отвода могущих образоваться газов служат трубки m.

4. При охарактеризованных в п.п. 1-3 приспособлениях применение прибора для поддержания в топливе постоянной температуры, состоящего из цилиндрического корпуса А (фиг. 8) с рядом трубок а для пропуска топлива, окруженных минеральным маслом, вводимым в корпус А через трубку b с шаровым клапаном с в находящейся под действием пружин d коробке Е, каковой корпус А снабжен пружинящей диафрагмой В, воздействующей, под влиянием расширения масла при нагреве, на клапан g-k с внутренним каналом для пропуска из трубы х в трубу у подогревающего топливо пара, каковой пропуск регулируется еще установочным винтом n-m.