Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1454
.pdf
Приведенное ниже описание относится конкретно к примерам, выбранным в качестве иллюстрации, а
определение изобретения будет дано в прилагаемых пунктах формулы изобретения. При рассмотрении
настоящего изобретения будет полезно обратиться к патентной заявке № 142115, особенно в части
теоретических соображений. Обращаясь к чертежам, на рисунке 1 представлена схема волнового фильтра
известного типа, у которого все рекуррентные секции имеют одинаковое импедансное сопротивление. На
рисунке 2 представлена схема производного волнового фильтра 8-го типа, прототип которого показан на
рисунке 1. (Использование термина «S-тип» и подобных терминов будет объяснено позже).
На рис. 3 представлена схема, иллюстрирующая волновой фильтр H-типа, полученный из рис. 1 в качестве
прототипа. На рис. 4 представлена кривая, демонстрирующая характеристики затухания для волновых
фильтров, показанных на рис. 2 и 3, причем на каждом из графиков в качестве предельного случая
представлен рис. 1. На рис. 5 представлена схема, иллюстрирующая два дополнительных волновых фильтра
на одной входной линии. На рисунках 6 и 7 представлены диаграммы, демонстрирующие характеристики
затухания для двух волновых фильтров, показанных на рисунке 5. На рис. 8 представлена схема,
соответствующая рис. 5, но с заменой некоторых секций волнового фильтра на рис. 5 на секции S-типа, цель
которой будет объяснена позже. На рисунках 9, 10 и 11 показаны схемы, иллюстрирующие введение
полусферического S-образного участка на входном выходе волнового фильтра, который служит в качестве
компенсирующей реактивное сопротивление цепи и обеспечивает практически постоянное сопротивление в
свободном диапазоне передачи. На рис. 12 изображен конусообразный волновой фильтр, все секции которого
получены в виде S-образных структур на основе общего исходного прототипа. На рисунках 13 и 14
представлены диаграммы, иллюстрирующие этапы разработки теории конического волнового фильтра,
показанного на рисунке 12.
На рисунках 15, 16 и 17 представлены схемы других типов конусных волновых фильтров. Известный общий
тип волнового фильтра, усовершенствованный из которых можно считать развитием данного устройства,
показан на рис. 1, где изображена периодически повторяющаяся сеть с последовательным импедансом z1 и
периодически повторяющимися параллельными импедансами z2. Один сериал равные части с точкой А
между ними для облегчения определения завершения "середины серии". Если волновой фильтр обрезан в
точках A и B, то его импеданс, если смотреть вправо, называется характеристическим импедансом средней
части последовательного фильтра и обозначается как Zms. В этом случае говорят, что волновой фильтр
имеет оконечную нагрузку в середине последовательного соединения. Одно параллельное сопротивление z2
было заменено эквивалентной комбинацией двух параллельно соединенных сопротивлений, каждое
значением 2z2, по обе стороны от точек C и D. Это дает возможность объяснить термин «промежуточное
параллельное» замыкание. Если волновой фильтр обрезан в точках C и D, то часть, обращенная вправо,
называется шунтирующей оконечной нагрузкой, а ее импеданс Zmsh называется шунтирующим
характеристическим импедансом.
Теорию этого волнового фильтра обычно проще всего разработать, исходя из предположения, что число
секций справа от окончания, будь то среднецепочечный участок в точке AB или среднешунтовый участок в
точке CD, бесконечно. Было установлено, что умеренное конечное число секций с подходящим завершением
на другом конце дает результаты, которые очень близки к идеальным характеристикам фильтра с
бесконечной волной. Он Очень малые потери на рассеивание, поэтому их можно без существенной
погрешности рассматривать как чисто реактивное сопротивление. Если рассматривать волновой фильтр на
рис. 1 как прототип, то волновой фильтр на рис. 2 имеет следующие характеристики: последовательные
элементы S-образной волны Волновой фильтр S-типа полностью определяется относительно своего
прототипа уравнениями. Прежде чем перейти к обсуждению свойств и применения волновых фильтров S-типа
и секций волновых фильтров, необходимо дать определение H-типу. Используя рис. 1 в качестве прототипа,
получаем волновой фильтр H-типа. Если обратиться к прототипу на рис. 1, то волновой фильтр H-типа
полностью определяется уравнениями.
Прежде чем продемонстрировать возможные способы применения волновых фильтров и секций волновых
фильтров S- и H-типа, следует обратить внимание на некоторые их свойства, от которых зависит их
полезность. При использовании последовательного оконечного резистора прототип и все S-типы имеют
одинаковую частотную характеристику импеданса во всем частотном диапазоне. Для доказательства этого
будет выведена формула для импеданса в середине последовательного соединения прототипа, и будет
показано, что импеданс в середине последовательного соединения 9-го типа одинаков. Поскольку можно
предположить, что волновой фильтр простирается без ограничений вправо от точки AB на рис. 1, импеданс на
нем Пусть будет то же самое, что и в точках А и В. Соответственно, мы получаем уравнение Решение этого
уравнения дает Это общая формула, и, соответственно, для S-типа волнового фильтра мы имеем уравнение.
и, подставляя из уравнений (1) и (2), правая часть сводится к тому же выражению, что и в уравнении (5). Это
демонстрирует равенство характеристического импеданса в средней части последовательного каскада для
всех S-типов и их прототипа на всех частотах.
Еще одним важным свойством S-образных волновых фильтров является то, что, как и у их прототипа, у всех
них одинаковые критические частоты. Из фундаментальной теории волновых фильтров известно, что
критические частоты определяются решением двух уравнений относительно f. Легко показать, что если мы
обозначим 1s как Z2s Z2s (1) и (2) и упростим, в результате получим уравнения (6) и (7). Таким образом, мы
показываем, что уравнения, определяющие критические частоты, одинаковы для S-типов и для прототипа.
Путем параллельных рассуждений, которые ясно указываются выше, можно показать, что все волновые
фильтры H-типа и их прототип имеют одинаковое среднешунтирующее характеристическое сопротивление во
всем частотном диапазоне и что все они имеют одинаковые критические частоты. При одинаковых
критических частотах и, как обычно, при условии отсутствия диссипации, коэффициент затухания, конечно же,
равен 0 для одного и того же диапазона частот во всех волновых фильтрах S- или H-типа и их прототипе;
однако характеристика затухания может значительно отличаться для частот, выходящих за пределы
диапазона свободной передачи.
Этот факт станет очевидным при рассмотрении сравнительных характеристик затухания набора волновых
фильтров типа S и их прототипа. Это фундаментальное уравнение волнового фильтра.
где r — «постоянная распространения», определяемая как натуральный логарифм отношения тока в любом
последовательном элементе к току в последующем последовательном элементе. Вентильная нотация.
Следует помнить... Следовательно, их частное является действительным числом. Разложив уравнение (8),
получаем cosh a cos beta + i
2
Из 2Z2 следует, что если sinh a = 0, то a = 0, и если Уравнение 2z2 описывает фазовое соотношение в
диапазоне свободного распространения сигнала. Поскольку cos бета находится в диапазоне от -1 до +1,
отсюда следует, что z1 находится в диапазоне от -4 до 0 для свободного диапазона передачи Z2. С другой
стороны,
в диапазоне затухания. Сплошная линия на рис. 4 представляет собой график уравнения 9, показывающий a
как функцию z1 z2; то есть сплошная линия показывает характеристику затухания прототипа волнового
фильтра для значений z1 z2, соответствующих частотам вне диапазона свободной передачи. Для волнового
фильтра S-типа уравнение, соответствующее уравнению (9), имеет вид Подставляя из уравнения (1), (2) и (9),
получаем следующее: Построив график приведенного выше выражения для в зависимости от - для различных
значений s, мы получаем пунктирные линии, показанные на рис. 4. Таким образом, оказывается, что волновой
фильтр $-типа обеспечивает более резкий переход затухания, чем прототип, на стороне за пределами z1 z2 =
-4, при этом точка максимального затухания приближается к критической частоте. Однако затухание
становится менее резким при z1 z2 = 0. Однако для простого низкочастотного волнового фильтра, простого
высокочастотного волнового фильтра и, в общем случае, для всех типов с постоянной k (для независимо от
частоты), диапазоны затухания соответствуют только значениям z1 и z2 меньше -4.
Поэтому S-типы, полученные из этих классов волновых фильтров, всегда обеспечивают более резкое
затухание, которое может быть более значимым вблизи критических частот, чем за их пределами. Таким
образом, в общем случае, если имеется волновой фильтр с определенными характеристиками затухания, и
если требуется более резкий переход затухания при изменении z1/z2 от значения -4 до значений меньше -4,
то этого можно добиться в любой желаемой степени, заменив прототип волновым фильтром S-типа. Более
того, поскольку характеристическое сопротивление абсолютно одинаково, он может удалить один или
несколько участков средней последовательности из прототипа и заменить их участками $-типа, тем самым
сделав изменение затухания более резким за счет сочетания эффекта затухания прототипа и его $-типа. С
другой стороны, если у нас есть заданный S-образный волновой фильтр, мы можем пожелать, чтобы его
затухание было менее резким или чтобы в удаленной части диапазона затухания затухание было увеличено;
для достижения этих результатов мы можем соответствующим образом изменить значение s.
Сейчас будет приведен конкретный пример, в котором замена секций типа S улучшает работу некоторых
волновых фильтров. Хорошо известно, что это позволяет создать длинную телефонную линию связи. Может
быть модулирован для дополнительных целей использования в телефонии или телеграфе. На приемной
станции возникает необходимость разделить частоты, чтобы частоты обычного телефонного диапазона могли
передаваться на обычный телефон. Приемное устройство Обратитесь к соответствующему
демодулирующему или детектирующему устройству. На рис. 5 входящая линия от левого ответвления ведет к
двум параллельно соединенным волноводам, которые соответственно ведут к аппаратам J и K, причем J
предназначен для обычных телеметрических устройств. волновой фильтр, а K — это волновой фильтр
верхних частот. Желательно, чтобы частоты ниже 2800 в секунду относились к J, а более высокие частоты —
к K. Чтобы гарантировать, что частоты в одном диапазоне не попадут в другое оборудование, кроме того, для
которого они предназначены, необходимо обязательно иметь промежуточный диапазон из 51 потерянной
частоты, который желательно сузить как можно больше.
С помощью нашего оборудования можно преобразовать частоты до 2600 в J и выше. Более подробно об этом
говорится в связи с рисунками 9 и 10... Аналогичное нейтрализующее реактивное сопротивление: сеть. Для
того, чтобы каждый из двух волновых фильтров .primed;..буквы, относящиеся к волновому фильтру верхних
частот,
общий. В случае низкочастотных и высокочастотных волновых фильтров эти уравнения сводятся к
следующему: Уравнения (13) предоставляют данные, с помощью которых значения C1 и L2 выражаются через
C2 и L1 в легендах рис. 5. В данном конкретном случае a = 3,878. Хотя рассматриваемый пример относится к
случаю простого волнового фильтра нижних частот и простого волнового фильтра верхних частот, это лишь
пример общего метода лечения, который подходит для любой части комплементарной терапии.
Характеристики затухания для низкочастотного и высокочастотного волновых фильтров, показанных на рис. 5,
представлены соответственно на рис. 6 и 7 сплошными линиями. Совершенно очевидно, что будет выгодно,
если эти характеристики можно будет сделать более крутыми для каждого волнового фильтра. Это
достигается путем замены участков S-типа между пунктирными линиями E и F на рис. 5. Полученная пара
волновых фильтров показана на рис. 8, где замещенные S-образные секции расположены между Необходимо
объяснить все детали конструкции.
Некоторые параметры были выбраны таким образом, чтобы свести к минимуму количество индуктивных
катушек и конденсаторов различных размеров, а также были учтены другие соображения (рис.). На рисунке S
показана структурная модификация, выполненная для получения более резкого среза для каждого волнового
фильтра, а пунктирные кривые на рисунках 6 и 7 показывают улучшение, достигнутое таким образом.
Значения индуктивностей и емкостей, составляющих реактивные сопротивления на рис. 8, указаны на нем, и
их можно легко проверить с помощью уравнений, приведенных ранее в данном описании. Для обоих откуда
можно вывести значения, указанные в подписях к рисунку 8. Приведенный выше пример иллюстрирует, как
при исследовании характеристик затухания волнового фильтра можно удалить его участок и заменить его
участком S-типа для повышения резкости среза, если это необходимо. Эффект может быть усилен заменой
нескольких секций S-типа. Значение s может быть
степень крутизны характеристики затухания, или с учетом удобства конструктивного проектирования, или с
учетом других условий, или двух или более из этих условий. Далее будет приведен еще один пример
применения теории S-типов для улучшения рабочих характеристик волновода. Из уравнения 5 видно, что в
диапазоне свободной передачи характеристики средней серии чистое сопротивление, помня, что импедансы
z1 и z2 практически можно рассматривать как реактивные сопротивления, поскольку характеристический
импеданс большинства линий практически неотличим от чистого сопротивления, свойство просто
Последовательное оконечное замыкание является подходящим для волнового фильтра, чтобы он мог
соответствовать линии без потерь на отражение... Однако это Характеристическое сопротивление, даже если
оно представляет собой чистое сопротивление в свободном диапазоне частот передачи, сильно изменяется в
этом диапазоне. Очевидно, было бы желательно, чтобы это значение оставалось практически постоянным, по
крайней мере, на большей части диапазона.
Если заменить какой-либо участок волнового фильтра на полноценный S-образный профиль, это не улучшит
ситуацию, поскольку, как уже объяснялось, главное свойство S-образных профилей заключается в том, что
они имеют одинаковое характеристическое сопротивление, как и прототип, для всех частот. Соответственно, в
конце волнового фильтра добавляется полусекция S-образного типа, как показано слева на рис. 9, таким
образом, волновой фильтр заканчивается в середине шунтирующего S-образного участка. Теперь это
завершение работы шунта в середине процесса. Теристическое сопротивление волнового фильтра в
свободном диапазоне передачи. Это легко можно доказать в соответствии с процедурой, предложенной в
предыдущем выводе уравнения 5. Таким образом, импеданс волнового фильтра на рис. 9 сводится к чистому
сопротивлению, и остается исследовать изменчивость этого сопротивления в диапазоне свободной передачи.
Для этого параметру s необходимо присвоить определенное значение в диапазоне от 0,0 до 1. Несколько
иной способ взглянуть на диаграмму на рис. 9 будет более удобен.
Импеданс двух аэронов составляет 0,5szi и. Значение 0,5zi слева можно рассматривать как импеданс
последовательного соединения x-типа, где первый параллельный элемент выступает в качестве сети,
компенсирующей проводимость. Это оставляет свободную передачу. является характеристической
проводимостью последовательного окончания ^, соответственно, мы имеем соотношение
Теперь единица измерения — x, а не s. Характеристическая проводимость Cxs, которая также является
обратной величиной характеристического импеданса миффунта; S- элементарная теория сетей для любого
конкретного значения x, которое может варьироваться для с. Построение графика коэффициента
проводимости упомянуто здесь лишь как один из нескольких примеров применения усовершенствованной
технологии. приблизительно соответствует D.809: следует добавить, что эта торцевая половина секции,
помимо обеспечения коррекции импеданса в свободном диапазоне передачи, имеет более крутые
характеристики затухания, характерные для S-типа, в диапазоне затухания. Вкратце, следующий аспект
теории, представленной на рисунках 9 и 10, может оказаться полезным. Введение полусекции S-образного
типа в конце не приводит к потерям по сравнению с обычным промежуточным завершением волнового
фильтра, и вводится параметр s, заменяемый на x, с возможностью выбора значения x, которое анс на всем
диапазоне свободной передачи. Ещё один пример усовершенствованного метода модификации рабочих
характеристик волнового фильтра — это конструкция конического волнового фильтра.
Чтобы предотвратить отражение, бросает «это всегда так». расположенные между двумя строками или
фрагментами импеданс, характеристический импеданс волновода и выходной характеристический импеданс
должны быть равны или приблизительно равны. Но это не так. «Объединяемые с помощью волнового
фильтра устройства должны иметь равные характеристические импедансы». Например, может потребоваться
получить ток из цепи в кабеле, пропустить его через волновой фильтр и передать оттуда в открытую
проводную линию. В таком случае входное и выходное импедансы будут неравными. Один из способов
решения этой проблемы — использование конического волнового фильтра, в котором характеристическое
сопротивление фильтра изменяется постепенно от участка к участку. На первый взгляд может показаться, что
замена одного большого отражения серией малых отражений не принесет никакой пользы; однако, если
вспомнить, что в целом токи в последовательных секциях волнового фильтра различаются по фазе, сразу
станет ясно, что различные малые отражения, различающиеся по фазе, в значительной степени
нейтрализуют друг друга, подобно тому как векторная сумма множества непараллельных векторов будет
намного меньше, чем если бы они имели одинаковое направление.
Улучшение носит степенной характер и незначительно в некоторых частных случаях, а именно на частотах,
для которых фазовая постоянная равна нулю или близка к нулю для последовательных участков волнового
фильтра. Но в целом, преимущество конусного волнового фильтра будет реализовано. Однако изменение
характеристического импеданса от участка к участку должно осуществляться таким образом, чтобы избежать
изменения критических частот или иным образом нарушения работы волнового фильтра. Пусть входное
характеристическое сопротивление равно Za, а выходное характеристическое сопротивление равно Zb, и
предположим, что между клеммами будет расположено n последовательно соединенных секций конического
волнового фильтра. Соответственно, возникнет n + 1 точек разрыва; и непрерывное произведение
соотношений импедансов в этих n + 1 точках должно быть равно Zb/Za, причем эти соотношения должны быть
максимально близкими друг к другу. На рис. 12 показан конусный волновой фильтр, отвечающий требованиям
описанной здесь ситуации, где последовательные импедансы равны и имеют значение z1, за исключением
половины значения на середине последовательного соединения; а параллельные импедансы имеют
значения, указанные в легенде на диаграмме, при этом Z2 — начальное параллельное сопротивление.
Следует понимать, что значения z1 и z2 соответствуют требуемым параметрам, обеспечивающим в волновом
фильтре с однородными сечениями подходящее характеристическое сопротивление. Для представления
теории конического волнового фильтра, показанного на рис. 12, внимание сначала обратим на гипотетическую
конструкцию, показанную на рис. 13, которая занимает промежуточное положение между рис. 1 и 12. Первый
участок средней серии на рис. 13 идентичен рис. 1 и начинается от точки AB на рис. 1. Используя это в
качестве прототипа, средний участок серии на рис. 13 между G и H имеет S-образную форму, где s = 1/t, а t
имеет подходящее значение, основанное на соотношении Zb/Za. Градация импеданса сопряженного
устройства соответствует указанному соотношению. Следующий участок от H до I относится к S-типу, где s = 1
t . Для следующего участка s = 1 t и так далее. В соответствии с изложенными принципами,
характеристическое сопротивление в середине последовательного каскада волнового фильтра на рис. 13
остается таким же, как и у прототипа на рис. 1. Хорошо известно, что если все импедансы цепи, соединяющей
две точки, умножить на один и тот же действительный множитель, то результирующий импеданс цепи между
этими двумя точками также будет умножен на этот же множитель.
Соответственно, характеристическое сопротивление в середине последовательного контура, показанное на
рис. 13, увеличится в t раз в точке G, находящейся в середине последовательного контура, если все элементы
импеданса справа от G, как последовательные, так и параллельные, будут умножены на t. Опять же,
характеристическое сопротивление в середине последовательного каскада будет увеличено в точке H путем
умножения всех импедансов справа от H на t, наложив эту операцию на результат операции из предыдущего
предложения. Если следовать этой процедуре до конца волнового фильтра на рис. 13, он преобразуется в
волновой фильтр на рис. 14, который сразу же оказывается идентичным фильтру на рис. 12. Вывод этого
волнового фильтра с конической формой, показанного на рис. 12, 13' и 14, из рис. 1 доказывает, что они
имеют одинаковые точки критической частоты и что результирующий волновой фильтр отвечает требованию
конической формы в данной ситуации; при правильном выборе t его результирующее отношение импедансов
будет соответствовать заданному отношению Zb/Za. Преимущество результирующего волнового фильтра
заключается в том, что он сводит к минимуму количество катушек и конденсаторов различных размеров.
Следует отметить, что все последовательные импедансы равны. Кроме того, он обеспечивает более резкое
затухание сигнала, по крайней мере, на одном конце диапазона свободной передачи, чем прототип, на
котором он основан. Это будет особенно выгодно в случае простых фильтров нижних или верхних частот.
Следует отметить, что геометрическое соотношение, полученное при сохранении одинакового отношения t на
протяжении всего процесса, не является необходимым. Соотношение может варьироваться от участка к
участку, но постоянное соотношение является удобным и целесообразным. Другие конические волновые
фильтры показаны на рис. 15, 16 и 17. На рис. 15 t < 1, и волновой фильтр получен из своего прототипа
посредством S-образной конструкции, при этом S = t принимается в начале. На рис. 16 т 1, но в данном случае
применяется теория H-типа. На рис. 1 показан прототип волнового фильтра с соответствующим
промежуточным шунтирующим оконечным сопротивлением, простирающийся вправо от точек C D. Результат
перехода к H-образным секциям после полного промежуточного шунтирующего сечения, при h = 1t, дает
последовательные проводимости в порядке 1 1 1 -t 1-t4
Теперь, последовательно умножая все импедансы справа от каждой точки деления шунтирующего контура на
t, мы получаем результирующий волновой фильтр, показанный на рис. 16. Его свойства и преимущества
станут очевидны при сравнении с волновым фильтром, показанным на рис. 12. Учитывая приведенные
объяснения для других примеров, вывод волнового фильтра на рис. 17 будет очевиден; он основан на
H-типах, где h = 1/t в начале. Волновые фильтры или секции волновых фильтров S-типа основаны на точках,
расположенных посередине ряда, в качестве точек разделения между секциями; а волновые фильтры и
секции волновых фильтров H-типа основаны на точках, расположенных посередине шунта, в качестве точек
разделения между секциями. Это единственные промежуточные точки, в которых волновой фильтр можно
разделить на секции. Это единственные точки, которые симметрично делят волновой фильтр. Это
единственные точки, которые разделят сигнал таким образом, что в простом волновом фильтре на рис. 1
импеданс будет одинаковым при рассмотрении с любой стороны от точки разделения. Как S-тип, так и H-тип
можно рассматривать как виды в рамках более общего понятия среднего типа, который будет называться
M-типом.
Следует отметить, что сам прототип является представителем целого класса М-типов. Например, прототип
представляет собой S-тип, для которого s=1, а прототип представляет собой H-тип, для которого h=1. Таким
образом, когда речь идет о наборе волновых фильтров или секций волновых фильтров, которые все являются
S-, H- или M-типами общего прототипа, становится очевидно, что сам прототип может быть одним из
элементов этого набора. Легко показать, что при заданном прототипе волновые фильтры $-типа и H-типа
имеют одинаковые постоянные распространения при условии s h = 1. Подробно описав и определив природу
нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_195783.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=195783&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB195783A
[]
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 1033, 1922 г. н.э.
Усовершенствования, касающиеся подачи питательной воды на паровых электростанциях.
Я, Гарри Фотерс, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Центральные здания, 3, Вестминстер,
Юго-Западный 1, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер: данное
изобретение относится к паровым электростанциям наземного или морского типа, в которых пар от главных
двигателей или турбин конденсируется в поверхностном конденсаторе, из которого конденсат подается в
котлы, а питательная вода подается одно- или многоступенчатым испарителем.
Целью настоящего изобретения является создание на таких установках усовершенствованного оборудования
для подогрева и деаэрации питательной воды, благодаря которому питательная вода эффективно
нагревается и подается в котлы без примеси воздуха.
Пар, образующийся в испарителе, содержит значительное количество воздуха по сравнению с воздухом в
конденсате, отводимом из конденсатора под вакуумом, и для удаления воздуха из такого пара и
одновременного поглощения тепла в соответствии с данным изобретением, пар, образующийся в испарителе,
конденсируется в нагревателе, через который питательная вода поступает в котел. Нагреватель имеет
выходное отверстие для неконденсируемых газов и средства для поддержания в нагревателе или в камере, в
которую осуществляется слив из нагревателя, давления, приблизительно соответствующего температуре в
ней.
Подвергая сконденсированную воду в нагревателе или камере давлению, приблизительно соответствующему
температуре такой воды, содержащиеся в ней газы высвобождаются, и воду можно отводить и подавать в
котлы в деаэрированном состоянии.
Нагреватель, принимающий пар, образующийся в испарителе, может также получать отработанный пар от
одного или нескольких вспомогательных устройств, например, от турбины, или такие вспомогательные
устройства могут подавать нагревательный пар в испаритель.
Когда отработанные газы от основной или вспомогательной турбины (турбин) поступают в отдельный
водонагреватель поверхностного нагрева, нагреватель, принимающий пар, образующийся в испарителе
(далее именуемый испарительным нагревателем), может также принимать сконденсированную воду из
основного нагревателя, так что эта вода деаэрируется паром, сконденсированным в испарительном
нагревателе, или из камеры, в которую сливается вода из нагревателя, способом, описанным выше. Вся
дренажная вода из испарительных змеевиков и других мест может направляться либо в основной, либо в
испарительный нагреватели в зависимости от температуры соответствующей воды. Например,
высокотемпературную и находящуюся под значительным давлением дренажную воду из испарителя можно с
пользой сбрасывать в основной нагреватель, который предпочтительно работает при давлении выше
атмосферного, в то время как дренажные трубы с более низкой температурой могут быть подключены к
нагревателю испарителя или его соединениям.
Обеспеченная воздухом часть испарительного нагревателя или камера, в которую она сливается, может быть
удалена насосом и сброшена в систему подачи питательной воды, либо такая вода может подаваться в
основной конденсатор.
Для того чтобы изобретение было легко понятным, я опишу один конкретный вариант, подходящий для
наземной электростанции, в котором конденсат из основных конденсаторов отводится в общую систему
подачи обычным способом.
Подача топлива из этой системы осуществляется сначала через испарительный нагреватель поверхностного
типа, работающий при приблизительно атмосферном давлении, а затем через основной поверхностный
нагреватель, работающий при более высоком давлении, в который выходит топливо из одного или нескольких
вспомогательных устройств. Пар, образующийся в испарителе, поступает в нагреватель испарителя, а
горячая дренажная вода из испарительных змеевиков поступает в основной нагреватель, где ее тепло может
быть использовано более эффективно. Конденсат из основного нагревателя, имеющий высокую температуру,
поступает в испарительный нагреватель, где мгновенно превращается в пар и используется для нагрева
проходящей через него питательной воды. Вся дренажная вода из испарительного нагревателя поступает в
камеру, которая поддерживается под вакуумом с помощью парового эжектора, где вода деаэрируется и затем
сбрасывается в систему подачи.
В описанной модификации испарительного нагревателя используется контактный нагреватель, который
поддерживается под давлением, приблизительно соответствующим температуре внутри него, с помощью
воздушного эжектора. В такой конструкции подача пара от конденсатных насосов или бака горячего колодца
осуществляется к нагревателю прямого контакта, в котором конденсируется пар из испарителя и удаляется
воздух. Нагреватель также может получать отработанный пар от вспомогательных устройств и сточные воды.
В описанных конструкциях вспомогательная или вспомогательная турбина может, вместо отвода пара в
основной поверхностно-нагреватель, отводить его на нагревательную поверхность испарителя, при этом
образующийся пар подается в нагреватель испарителя, как описано ранее; и если такого отработанного пара
недостаточно для производства необходимого количества подпиточной воды, испаритель может состоять из
двух или более ступеней, первая ступень получает пар высокого давления, а последняя ступень — пар
низкого давления от предыдущей ступени и от одного или нескольких вспомогательных устройств.
В случае недостаточного количества питательной воды, например, при малых нагрузках, для конденсации
испарительного пара может быть также предусмотрен дистиллятор.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 7498, 1922 г. н.э.
Усовершенствования, касающиеся деаэрации питательной воды котлов на паровых электростанциях.
Я, Эккри Фотелргилл, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Центральные здания, 3,
Вестминстер, Лондон, юго-запад 1, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер:
Данное изобретение относится к паровым электростанциям наземного или морского типа, в которых пар от
главных двигателей или турбин конденсируется в поверхностном конденсаторе, из которого конденсат
подается в котлы.
Целью настоящего изобретения является обеспечение таких установок простыми и усовершенствованными
средствами для удаления воздуха из питательной воды котла, благодаря чему такая вода может подаваться в
котлы без примеси воздуха.
В моей технической спецификации № 1033 от 1922 года я описал устройство, с помощью которого пар,
образующийся в испарителе, конденсируется в нагревателе, через который питательная вода поступает в
котел; нагреватель имеет выходное отверстие для неконденсируемых газов и средства для поддержания в
камере, в которую осуществляется слив воды из нагревателя, давления, приблизительно соответствующего
температуре в ней. Указанная камера, как правило, поддерживается в вакууме, и при поступлении в нее
нагретой воды содержащиеся в ней газы высвобождаются, так что воду можно отвести и подать в котлы в
деаэрированном состоянии.
Целью настоящего изобретения является не только удаление воздуха из подпиточной и дренажной воды, но и
удаление воздуха из конденсата, поступающего из конденсатора или конденсаторов. С этой целью конденсат
после прохождения через нагреватель смешивается с подпиточной водой и дренажной водой из нагревателя,
после чего вся вода поступает в деаэрационную камеру, которая поддерживается под вакуумом путем ее
сообщения с конденсатором или с помощью воздушного насоса или эжектора, которые могут быть удобно
сконструированы таким образом, чтобы отводить воздух из деаэрационной камеры и направлять его в
нагреватель. Очищенная от воздуха вода из деаэрационной камеры подается либо напрямую, либо через
другой нагреватель к питательному насосу котла.
Когда деаэрационная камера соединена с конденсатором, я могу предусмотреть клапан в таком соединении,
позволяющий регулировать или контролировать степень вакуума, поддерживаемого в деаэрационной камере.
Когда вакуум в деаэрационной камере создается с помощью отдельного насоса или эжектора, между таким
насосом или эжектором и деаэрационной камерой может быть установлен поверхностный конденсатор для
конденсации пара, выделяющегося из воды в деаэрационной камере, причем охлаждающая вода из такого
конденсатора предпочтительно представляет собой конденсат из основного конденсатора по пути к
нагревателю.
При желании нагреватель может быть контактного типа, в этом случае вся вода будет поступать из него в
камеру деаэрации. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся отопления и подачи питательной воды на паровых электростанциях.
Я, Тэрри Фотерилл, подданный Великобритании, c,f 3, Центральные здания, Вестминстер, S.W. 1, настоящим
заявляю о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет
подробно описано и установлено в следующем заявлении: Данное изобретение относится к паровым
электростанциям наземного или морского типа, в которых пар от главных двигателей или турбин
конденсируется в поверхностном конденсаторе, из которого конденсат подается в котлы, а питательная вода
подается одноступенчатым или многоступенчатым испарителем.
Целью настоящего изобретения является обеспечение таких установок усовершенствованным
оборудованием для нагрева питательной воды и деаэрации, благодаря которому питательная вода
эффективно нагревается и подается в котлы без примеси воздуха. Пар, образующийся в испарителе,
содержит значительное количество воздуха по сравнению с воздухом в конденсате, отводимом из
конденсатора под вакуумом, и для деаэрации такого пара и одновременного поглощения тепла, пар,
образующийся в испарителе, в соответствии с настоящим изобретением, конденсируется в нагревателе,
через который питательная вода подается в котел, причем нагреватель имеет выходное отверстие для
неконденсируемых газов и средства для поддержания в нагревателе или в камере, в которую сливается вода
из нагревателя, давления, приблизительно соответствующего температуре в ней. Подвергая
сконденсированную воду в нагревателе или камере давлению, приблизительно соответствующему
температуре такой воды, содержащиеся в ней газы высвобождаются, и воду можно отводить и подавать в
котлы в деаэрированном состоянии.
Когда необходимо удалить воздух из конденсата, отходящего от конденсатора, такая вода после прохождения
через нагреватель может быть смешана с подпиточной водой, после чего вся вода поступает в камеру
деаэрации, которая поддерживается под вакуумом путем ее сообщения с конденсатором или с помощью
воздушного насоса или эжектора, которые могут быть удобно расположены таким образом, чтобы отводить
воздух из камеры деаэрации и подавать его в нагреватель. При необходимости нагреватель и деаэратор
могут быть объединены: конденсат из конденсатора конденсируется в нем, а образующийся пар из
испарителя – в нем.
Нагреватель, принимающий пар, образующийся в испарителе, может также получать отработанный пар от
одного или нескольких вспомогательных устройств, например, от турбины, или такие вспомогательные
устройства могут подавать нагревательный пар в испаритель.
Когда отработанные газы от основной или вспомогательной турбины (турбин) поступают в отдельный главный
водонагреватель, водонагреватель, принимающий пар, образующийся в испарителе (далее именуемый
испарительным водонагревателем), может также принимать сконденсированную воду из главного
водонагревателя, так что эта вода деаэрируется паром, сконденсированным в испарительном
водонагревателе или в камере, в которую сливается вода из водонагревателя, способом, описанным выше.
Горячая сточная вода из испарительных змеевиков и других мест может подаваться либо в основной
нагреватель, либо в испарительный нагреватель, в зависимости от температуры соответствующей воды.
Например, высокотемпературную и находящуюся под значительным давлением воду, отводимую из
испарителя, целесообразно сбрасывать в основной нагреватель, который предпочтительно работает при
давлении выше атмосферного, в то время как стоки с более низкой температурой могут быть направлены в
нагреватель испарителя или его соединения.
Обеспеченная воздухом часть испарительного нагревателя или камера, в которую она сливается, может быть
удалена насосом и сброшена в систему подачи питательной воды, либо такая вода может подаваться в
основной конденсатор.
Для того чтобы изобретение было легко понятным, на прилагаемых чертежах фиг. 1, 2, 3, 4 и 5 представлены
удобные варианты, подходящие для наземных электростанций, в которых конденсат из основных
конденсаторов отводится в общую систему подачи обычным способом. На этих иллюстрациях одни и те же
буквенные обозначения используются для обозначения схожих частей.
На рис. 1 конденсат из конденсаторов а отводится насосами b в систему подачи c, из которой вода подается
через нагреватель испарителя d в котлы по трубе e. Пар, образующийся в испарительной установке S,
конденсируется в нагревателе d, а выделившаяся из него вода откачивается насосом g в трубу e.
Нагреватель d поддерживается в условиях частичного вакуума с помощью воздушного эжектора h, благодаря
чему сконденсированная вода в нагревателе подвергается давлению, приблизительно соответствующему
температуре этой воды; таким образом, содержащийся в ней газ выделяется, и вода может быть отведена и
подана в котлы в деаэрированном состоянии.
На рис. 2 представлена модификация схемы, показанной на рис. 1. На рис. 2 деаэрация происходит в камере
m, в которую сливается тепло от нагревателя d. Когда необходимо удалить воздух из конденсата, отходящего
от конденсатора, такая вода, пройдя через нагреватель d, подается в камеру деаэрации m, а вся вода
откачивается из нее насосом g, который подает ее к питательному насосу котла. В данной конструкции
деаэрационная камера m поддерживается в вакууме за счет ее сообщения с конденсатором a, управляемым
клапаном i.
На рис. 3 вода из системы подачи c после прохождения через испарительный нагреватель d и деаэратор rn
подается вместе с подпиточной водой насосами g через главный нагреватель I, в который отводятся
отработанные газы одного или нескольких вспомогательных устройств, таких как турбина n. Пар,
образующийся в испарительной установке f, подается по трубе u в нагреватель -d, работающий при
приблизительно атмосферном давлении, а горячая дренажная вода из испарительных змеевиков подается по
трубе o в главный нагреватель 1, работающий при более высоком давлении, благодаря чему тепло,
содержащееся в дренажной воде из змеевиков, может быть использовано более эффективно. Конденсат из
основного нагревателя 1, имеющий высокую температуру, по трубе p поступает в испарительный нагреватель
d, где он мгновенно превращается в пар и используется для нагрева подаваемой через него питательной
воды.
Деаэрационная камера m поддерживается в вакууме с помощью эжектора it, между которым и деаэрационной
камерой может быть расположен поверхностный конденсатор для конденсации пара, выделяющегося из воды
в деаэрационной камере. В качестве охлаждающей воды для конденсатора s предпочтительно используется
конденсат из основного конденсатора a на его пути к нагревателю d.
На рис. 4 представлена модификация схемы, показанной на рис. 3. На рис. 4 испарительный нагреватель и
камера деаэрации объединены и имеют форму нагревателя прямого контакта t, который поддерживается в
вакууме с помощью эжектора it.
В этой схеме конденсат от насосов b подается в нагреватель t, в котором пар из испарительной установки f
конденсируется, а воздух удаляется.
Вспомогательная или бытовая турбина может, вместо того чтобы отводить газы в основной отопительный
прибор, отводить их на нагревательную поверхность испарителя. Такая схема показана на рис. 5, в которой
отработанный пар от вспомогательной турбины n подается на нагревательную поверхность испарителя f2, а
образующийся из него пар через трубу r поступает в нагреватель испарителя d, как было описано ранее.
Когда отработанного пара из вспомогательных устройств недостаточно для производства необходимого
количества подпиточной воды, испарительная установка может состоять из двух или более ступеней, при
этом первая ступень получает пар высокого давления, а последняя ступень — пар низкого давления от
предыдущей ступени и от одного или нескольких вспомогательных устройств. Подобная схема показана на
рис. 5, где испаритель fl образует первый эффект.
Соседние файлы в папке патенты