Паровой котел мгновенного парообразования

Паровой котел мгновенного парообразования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 4050

Класс 13 а, 29

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ парового котла мгновенного парообразования.

К патенту R. Е. Дмитриева, заявленному 6 февраля

1926 r. (заяв. свид. № 6083).

0 выдаче патента опубликовано 30 ноября 1927 г. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 ноября 1927 г.

Предлагаемый котел мгновенного парообразования, имеющий малый об ем и вес, предназначается, главным образом, для замены бен- зиновых двигателей у автомобилей и аэропланов.

На чертеже фиг. 1 изображает, вертикальный разрез котла и фиг.2— деталь присоединенного ртутного электротермометра.

Отапливаемый нефтью котел состоит из ряда калоризаторов г1; парособирателя <8у; топочного устрой-, ства —. ; воздухоподогревателя

ИΠ— 1у,2 с выходной трубой Л; полого колпака 9, 98; питающего котел приспособления; баллона с сжатьгм воздухом; конденсатора пара и контактного ртутного электротер( мометра.

Топочное устройство состоит из двух трубчатых камер — 1 и. (фиг. 1),, изготовленных из огнеупорных глин и внутри облицованных частью спе-, циальными плитками о и частью камнями 4, изготовленными из смеси известняка, магнезита, кварца, обсидиана и каолина. Как плитки, так и камни свариваются с ша-, мотной массой и образуют повсюду прочное, гладкое зеркало,, отражающее тепловые лучи внутрь камер. Система двухкамерной топки предназначается для полного сжигания топлива, равномерной передачи всего потока лучистой теплоты на парообразовательные части, чтобы пламя уже не могло бить в одно место и действовать разрушительно на парообразовательные части, как это происходит в топках при змеевичных парообразователях, где пламя ударяет в нижние змеевичные трубы. Описанная топка вставляется в железный короб 6, а пространство между стенкой короба и стенками топки заполняется огнеупорной, но вместе с тем эластичной массой, подобной резине.

Эта масса применяется только в тех случаях, когда парообразователь предназначается для автомобиля и имеет целью предохранить шамотную печь от толчков во время хода. Йвтоматическая форсунка состоит из нижеследующих частей:

1) пульверизирующего сопла о, притянутого винтами к топочной коробке б и снабженного с одного конца иглообразным неподвижным, двухзаходным червяков 9, а с другого соплами, с семью отверстиями, из которых отверстие 1О центральное, а остальные отверстия 11 расположены у периферии сопла и выбрасывают горючую смесь по двум разным кривым, отчего смесь в мо- мент выхода из сопла вращается.

Образовавшееся пламя под давлением выбрасывается через узкое, во всю трубчатую камеру, окно 13 в камеру ж и нагревает все парообразовательные калоризаторы;

2) смесителя 1З с тройным ходом, который соединен с распылителем 8, а в цилиндрическом пространстве снабжен сетчатыми цилиндрами Ы, 16, 17 и конусными насадками 19, 0, 21 и .М, с постоянно увеличивающимся поперечником. Втулка 14 снабжена штуцерами Ю и М, один для подвода острого пара, другой для подвода сжатого воздуха. По оси втулки 14 скользит в сальнике Ы игла ; 6, которая и регулирует приток пара и воздуха во время действия форсунки; 3) регулятора, со- I стоящего из привернутого к труб- чатому отростку Ю смесителя 18 цилиндрического стакана 7, в который вставлен цилиндр:?9, также привертываемый к смесителю, как и первый. При законтривании цилиндров вставляются прокладки 30 и 31 из клингерита; с другого конца цилиндры закрепляются гайкой 3, которая одновременно прижимает к регулятору воздушную трубу ЗЗ, другим своим концом примыка ющую к воздухоперегревателю 104. Для плотного соединения цилиндров

1 и М с другого конца также закла- дываются клингеритовые прокладки .

84, с нажимной шайбой 3э. Коль- цевое пространство 36 заполняется нефтью, притекаемой по трубе из баллона 38, где она находится, под давлением воздуха, При дей- ствии форсунки пар протекает по конусным насадкам 19, 0, М, 3d и захватывает с собой воздух, отчего получается как в смесителе, так и в камере ЗО разрежение, и ре- гулирующий поршневой клапан 40 опускается в камеру Ю. Благодаря этому, золотниковый конус 4ж повертывается с помощью шатуна 4 и кривошипа по ходу часовой стрелки, и соединяет золотниковое окно 44 с окном Аэ нефтепровода. Чем ниже- опускается поршневой клапан 40, тем все больше уширяется золот-,, никовое окно 44 и соответственно уширению прибавляется приток нефти, которая, попадая в полое пространство золотникового конуса 4З, выпрыскивается через окно 46 в разреженное кольцевое пространство 47, откуда по трубе 48 поступает в смеситель 13 ф о рсунки, где нефть встречается с потоком острого пара и нагретым до высокой температуры воздухом, поступающим из воздушного перегревателя 104 через ряд сетчатых отверстий 41 поршневого клапана 40.

Воздушный перегреватель l04 (показанный пунктиром) снабжен нипелем, вмыкающимся в отверстие трубы и закрепленным гайкой 131, в виде колпака с большим количеством отверстий 1 "2, через которые и засасывается внешний воздух; последний, проходя узкое кольцевое пространство 130, быстро нагревается. При проходе нагретого воздуха через цилиндрическое пространство цилиндра Ю нефть, омывающая последний, подогревается.

При уменьшении или увеличении притока пара в форсунку поршневой клапан 40 с помощью золотникового конуса 4З и пружины 60 автоматически прибавляет или убавляет приток как нефти, так и воздуха из подогревателя 104. Пропорция притока нефти и воздуха, по отношению притока пара, регулируется напряжением пружины .>0, которая заводится или отпускается поворотом шайбы 11. Последняя снабжена стопором х2, который западает в одно из десяти отверстий 6.1, расположенных по окружности круглой золотниковой коробки 64. Благодаря перестановке стопора M из одного отверстия в другое, третье и т. д., достигается точная регулировка притока нефти и нагретого воздуха в форсунку. Если приток воздуха недостаточен для полного сгорания продуктов перегонки, т.-е., полного дымосожигания, то для устранения этого применяется добавочное воздушное дутье через огнеупорную глазурованную дверку А (и робку), снабженную конусными отверстиями B. Воздушное дутье применяется до тех пор, пока из отверстия 103 поясного затвора 102 не перестанет выходить дым; таким 1 образом, горение в топке не зависит, от тяги в дымовой коробке. Поясной затвор 10,2 служит не только для выпуска в атмосферу отходящих от топки газов, но и для регулировки газового давления на парообразо-

1 вательные калоризаторы. аппаратура для питания котла состоит из нижеследующих частей:

1) стального баллона 5 с обыкновенным скальчатым насосом для нагнетания воды и паровым видо- измененным инжектором, работающим, когда имеется пар, в против- ном случае воду нагнетает насос.

Баллон : имеет воздушный манометр, с помощью которого и регулируется желаемое в баллоне давле1 ние, и водоотводную трубу 66, ко-, торая одним концом примыкает ко дну баллона, а другим к трубе э7, снабженной 10-ю отводами э8; по- I следние с помощью соединительных гаек 59 примыкают к двенадцати водорасоылителям; 21 двенадцати; водораспылителей 60, установлен- ных в ряд и прикрепленных к оощеи железной доске 61, которая прикре- плена ктопочной коробке 6. Водорас- пылители 60 снабжены вентильными I клапанами 62 и червячными шестер-, нями 63, действующими поворотом бесконечных винтов 64 при открыва-

1 нии и закрывании воды. Один конец водораспылителей снабжен сальником бэ", другой — четырьмя винтообразно направленными отверстиями

66 и пароотводными тонкостенными трубками 67, а в цилиндрическое пространство 68 неподвижно вставлены водовращательные двухзаход-, ные червяки 69, которые заставляют ( воду непрерывно изменять направления своего движения по кривой червячных лопастей, вследствие чего вода из отверстий 66 поступает в парообразовательные калоризаторы винтообразно; 3) парообразовательных калоризаторов 71, в количестве

156 штук, расположенных и укреп- ленных на железной доске 61 в двенадцать вертикальных рядов (фиг. 1); каждый вертикальный ряд (секция) калоризаторов имеет свой водораспылитель 60. Калоризаторы 71 представляют цилиндрические толстостенные стальные трубы, снабженные как с одного, так и с другого конца резьбой и клапанными седалищами, в которые садятся добавочные распределители 7 и 7:, закрепляемые гайками 7 и

Распределители снабжены тонкостенными паропереводными направляющими трубками 67 и 77, входящими одна в другую, и имеют четыре отверстия 6, просверленные по направленной вверх кривой слева направо, отчего пар вовлекается в круговорот по всему кольцеобразному пространству 70, протекая к заднему концу, идет обратно по кольцевому пространству 78, а затем по трубе 77, через коленчатый переход 79 — в следующий калоризатор, из 4-го калоризатора пар переходит по коленчатому переходу ч0 в пятый, шестой, седьмой и т. д. Концы коленчатых переходов 79 снабжены клапанами, которые вмыкаются вдобавочные распределители 72 и закрепляются шайбами 7l- с резьбой.

Другой коленчатый переход >0 наглухо приваривается как к распределителям 73, так и к трубкам 77, и удерживается в калоризаторах гайками 7э.

Размер отверстий в паропереводных трубках i"7 устанавливается с таким расчетом, что когда парообразователь отдает машине пар во весь открытый регулятор, то трубки г должны выпускать только часть пара из своих калоризаторов 71, т.-е., все вместе взятые

12 трубок 77 от каждой секции по одной должны мгновенно давать пар в парособиратель 83, сколько его расходуется, и удерживать постоянное давление в кольцевых пространствах 0 и i i . Сфероидальное состояние в калоризаторах автор предполагает устранить тем, что вода вбрызгивается в узкое кольцевое пространство 70 со стенками разных температур. Вода попадает на раскаленную поверхность металла, дробясь на сферические тела и непрерывно катясь по поверхности нагрева. В виду того, что кольцевое пространство 10 имеет две . поверхности нагрева: одну сильно раскаленную поверхность калори- затора !, другую менее накален- ную трубки 6r, то происходит не- прерывная циркуляция сферических тел, более перегретые стремятся за- I нять места менее перегретых, и об- ратно, благодаря чему на раскаленной поверхности калоризаторов 1 не может образоваться паровая изо- i ляция, а также иотложение солей.

Парособиратель М состоит из цилиндрической толстостенной коробки 8>, выдерживающей высокое атмосферное давление и имеющей глухое дно и крышку с нарезкой.

Коробка <9 - имеет трубчатые от- ростки )4 по шести штук с каждой стороны, снабженные резьбой и вхо- дящие в коробку окнами Ж. Все пароотводные трубки 86, идущие от трубчатых калоризаторов, вмыка- ются в клапанные седалища шту-, церов Ri и закрепляются гайками 8<>.

Штуцера имеют клапаны Ю, кото-, рые при притоке пара автомати-, чески дают свободный проход пара, в коробку 8 ; если же одна из си-, стем парообразователей выпустит пар, то клапан Ю этой системы калоризаторов закроет ходовое от- верстие, как показано на фиг. 1 с правой стороны чертежа. При нормальном положении клапаны Ю находятся всегда примкнутыми к вы- ходным окнам 8 и пар проходит в собирательную коробку Ч через клапанное окно 90. На крышке па- рособирателя 8.9 внутри расположен золотниковый парорасходный вен- тиль,91 — 9, состоящий из золот-, ника 91, приводимого в движение от наружного привода помощью штока М, шестерни Ы и зубчатой рейки Ж, прикрепленной к золот- нику 91. Золотник перемещается по станине Ы, закрывая и открывая пароотводное окно 96, к которому примыкает вентильная коробка с тру- бой к паровой машине. Вентиль для осмотра и ремонта отнимается .

1 вместе с крышкой.

Все устройство перекрывается полым колпаком с дымовой коробкой и воздухоотводной трубой. Полый колпак М, 98 образован из двух вставленных один в другой шлемов с полостью 99, из которой выкачивается воздух. Колпак для лучшей тепловой изоляции припасован по очертанию парообразовательной аппаратуры так, что его всегда можно снимать для осмотра парообразовательных частей и их ремонта, и прикрепляется к седалищу 100, заполненному изоляционной огнеупорной, эластичной массой. Железная дымовая коробка 101, снабжена поясным затвором 1Ю с окнами 1Ю, служащим регуляторным кольцом для выпуска газов в атмосферу. Для приведения в действие форсунки служит баллон с сжатым воздухом, снабженный клапанным нипелем для нагнетания в нее воздуха и вентилем, от которого идет трубка для подвода воздуха к штуцеру 24 форсунки. Конденсатор снабжен небольшим эксгаустером системы Леблана, который с помощью отработанного пара остужает воду до желаемой температуры. К конденсатору примыкает дестилятор, который собирает от эксгаустора отходящий пар и направляет его в камеру конденсатора, откуда происходит питание парообразователя дестиллированной водой. Для измерения температуры перегретого пара применяется контактный ртутный электротермометр, состоящий из стеклянной наполненной ртутью камеры 10:1 (фиг. 1 и 2) и приваренной к ней стеклянной трубки 106, которая имеет 12 трубочных отростков 107, с платиновыми проволоками 1М и медными зажимами 109, предназначенными для присоединения электрических проводов. Электротермометр заделан в трубочную коробку 110, так что камера с ртутью прилегает к полости 111, которая сообщается при помощи отростка 1Ы с коленчатым переходом 80 калоризатора, и таким образом, термометр всегда соприкасается с парами из нижних калоризаторов. Чтобы пары не могли проникнуть сквозь зазоры между камерой термометра и стенками коробки 110, служит резиновое кольцо

113, которое прижимается гайкой

111 и шайбой !1 . Вся описанная система закрывается металлическим: раз емным трубчатым чехлом 116.

Чехол заполняется расплавленной, массой, которая при застывании становится эластичной. Реостат со- стоит из И катушек 117, которые, своими проводами 118 присоеди- няются к зажимам 109, от послед- него зажима провод 119 через за- жим 130 идет в обмотку катушки 121 i (соленоид). От катушки 1,"1, через; зажим 122, идет провод 123 к элементам и присоединяется к первому электроду, а от второго электрода провод подводится к зажиму 124, ртутного контакта. Уровень ртути в трубке электротермометра подни- мается сообразно поднятию темпе- ратуры в трубчатых калоризаторах.

При 100" ртуть поднимается до пер-: вого зажима и пройдя 11 катушек

117, направляется в катушку 1 1 соленоида, втягивающего соответственно силе тока железный стержень 1), который своей зубчат-, кой 1 5 заводит пружину 12ý и по- ворачивает шестеренку И7 со стрел- кою 128 по шкале проградуирован- ной на градусы. Если температура повышается и ртуть поднимается например, до 5 зажима, то току придется пройти только 7 катушек, и он будет в состоянии привести стрелку к делению 140. Таким образом, стрелка 1-8 переводится соответ- ственно поднятию ртутного столба.

Вместо нефтяного отопления кот-, ла, возможно применять отопление, котла угольной пылью. Форсунка для сжигания угольного порошка имеет такую же конструкцию, как и нефтяная. Иелкая угольная пыль вводится в струю воздуха, и увлекается вместе с ней на некоторое расстояние, при этом разные примеси и более крупные частицы угля осаждаются в сетчатых ловушках; струе воздуха сообщается такая скорость, чтобы она уносила только тончайшие частицы угля; таким образом, в форсунку вступает воздух, насыщенный угольной пылью.

Для полного сжигания угольного порошка, хорошо перемешанного с воздухом, требуется очень высокая температура в топке, поэтому вначале необходимо, чтобы угольная форсунка сжигала нефть, и, когда топочные камеры достаточно накалятся, форсунка переводится на угольное топливо. Воздушная труба

33 также примыкается и к угольной форсунке, которая засасывает нагретый воздух от топки, как и нефтяная.

Парообразователь приводится в действие следующим порядком: через поддувальную дверку, которая расположена с другой стороны камеры, против дверки А, вводится в топку зажженый факел, состоящий из асбестового фитиля, намоченного керосином, и на него направляется воздушное дутье; приток нефти регулируется рукояткой 6, которая открывает и закрывает золотниковый кран. Воздушное дутье продолжается очень короткое время, так как через несколько минут парообразователь способен давать сухой пар, и форсунка переводится тогда на паровое дутье,— приток же нефти регулируется автоматически.

Предмет патента.

1. Паровой котел мгновенного парообразования, характеризующийся совокупным применением: а) ряда калоризаторов 71, соединенных параллельно — последовательно, снабженных в нижних элементах водораспылителями 60, связанных между собой коленчатыми переходами 9 и 80, с добавочными распылителями, и включающих концентрично поставленные направляющие трубы 6 и 77; б) парособирателя 83 с отростками для присоединения труб + 6 от каждого ряда калоризаторов и с золотниковым парорасходным вентилем 91 —,":1 каковые трубы ч6 при входе в парособиратель Ч3 снабжены самозапорными приспособлениями с клапанами и 00; в) топочного устройства, состоящего из камер 1 и.2, выложенного огнеупорной массой, снабженного рядом пульверизирующихнефть

II г,iуя

ro- тптографня еклоспътй п«чатпш:», лелптрад, междуяародный, 75. сопел 8 и разделительною между камерами перегородкою с отвер- стиями 12, каковое устройство за- ключено в короб 6; г) смешивающих i воздух и нефть паровых форсуноч- ных устройств, состоящих из заса- i сывающих воздух и нефть конусных насадок 19, М и . 1, сетчатых ци-, линдров 1:, 16, 1Т, регулирующей впуск пара иглы 26 и пульверизи-, рующего сопла 8 с червячком 9 и отверстиями 10 и 27, каковое фор- суночное устройство снабжено регулирующим подвод воздуха и нефти; приспособлением с поршневым кла-! паном 40 в цилиндре Ю и пробочным золотником 43, 44, 46, связан- ным с клапаном N и служащим для перепуска нефти из кольцевого резервуара 46 в трубку 48 и дальше ! к форсунке; д) воздухоподогрева- теля, состоящего из внутренней трубы ИО с заборным приспособлением 181, 1Ж и выходной трубою ЗЗ, и e) полого колпака, 98, перекрывающего все устройство и снабженного вверху кольцевым выходным для дыма отверстием 1ОЗ с поясным затвором 10, из кольцевой полости какового колпака, с целью увеличения изолирующей способности его, выкачен воздух.

2. Видоизменение описанного в и. 1 котла, отличающееся применением одного из известных в практике устройств для приготовления и подачи угольной пыли, взамен устройств для подачи нефти.

3. Применение при охарактеризованном в и. 1 котле контактного ртутного электротермометра для измерения температуры пара. (, 111