Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4263
.pdf
В печах, где топливо подается непрерывно, регулирование может осуществляться либо путем изменения
скорости подачи топлива (цена 4s |C S), либо путем изменения скорости подачи воздуха в печь, тогда как в
печах, где топливо подается с перерывами, регулирование осуществляется путем изменения скорости подачи
воздуха (цена 4s |C S).
Таким образом, в любом случае управление осуществляется путем изменения соотношения между скоростью
подачи воздуха в печь и скоростью подачи топлива в печь. Благодаря автоматической регулированию
пропорциональной скорости подачи воздуха в соответствии с изменениями содержания воздуха или
относительного содержания воздуха и неиспользованного топлива в дымовых газах, образующихся в печи,
изобретение обеспечивает непрерывную работу печей в точках наиболее эффективного сгорания.
Изобретение имеет особую ценность при использовании в газотурбинных печах, в которых возможно
достижение полного сгорания топлива без нагрева избыточного воздуха. При контроле процесса горения в
таких печах в соответствии с изобретением (65) может быть достигнуто непрерывное идеальное сгорание.
Изобретение также полезно для управления процессом горения в печах, в которые необходимо подавать
некоторое количество избыточного воздуха для обеспечения полного сгорания топлива.
Большинство печей, работающих на угле и мазуте, имеют именно такие характеристики.
Когда процесс горения в таких печах контролируется в соответствии с изобретением, печи могут работать в
точках наиболее эффективного горения, то есть полное сгорание может непрерывно достигаться, в то время
как избыток воздуха сводится к минимуму, необходимому для поддержания такого горения в конкретном типе
используемой печи.
Помимо использования для управления процессом горения, изобретение также предусматривает устройство
85 для мгновенного и непрерывного индикации содержания воздуха или неиспользованного топлива и
воздуха в дымовых газах из печи. Применительно к печам, способным к идеальному сгоранию, показатель
inve.n.<o?,t,) q% 2 252,450 служит для указания как процента избыточного воздуха, если таковой имеется,
содержащегося в дымовых газах, так и процента несгоревшего или частично сгоревшего топлива, если
таковой имеется, содержащегося в дымовых газах.
При осуществлении изобретения способом, который я счел наиболее удовлетворительным на практике,
образец дымовых газов непрерывно отбирается из верхней части X0 камеры сгорания печи или из дымохода
или трубы печи, и этот образец разделяется на два потока. В один из этих потоков подается кислород, а в
другой — топливо. С помощью таких методов, как нагревание или использование катализатора, топливо и
кислород, которые могут одновременно присутствовать в обоих потоках, смешиваются. В результате, если в
дымовых газах присутствует какое-либо сгоревшее или не полностью сгоревшее топливо, это топливо
соединяется с кислородом, который вводится в первый поток, и повышает температуру этого потока; и,
наоборот, если в дымовых газах присутствует избыток воздуха, содержащийся в этом воздухе кислород
соединяется с топливом, которое вводится во второй поток, и повышает температуру этого потока. Разница в
алгебраических значениях температур, достигаемых в двух потоках, позволяет определить, содержит ли
дымовой газ больше неиспользованного топлива, чем избыточного воздуха, или же он содержит больше
избыточного воздуха, чем неиспользованного топлива.
Эта разница температур двух потоков используется для управления автоматическим регулирующим
устройством, которое обеспечивает пропорциональное регулирование скорости подачи воздуха в печь.
Регулирующий механизм может быть настроен таким образом, чтобы пропорционально регулировать
скорость подачи воздуха, обеспечивая непрерывное полное сгорание в печи с минимальным количеством
избыточного воздуха, необходимого для такого сгорания. При применении системы управления к печи,
способной к идеальному сгоранию, регулирующее устройство может быть отрегулировано таким образом,
чтобы не использовался избыток воздуха.
Для того чтобы суть изобретения была ясно понятна, я подробно опишу устройство, изображенное на
прилагаемых чертежах, которое обеспечивает средства для осуществления способа, описанного в
изобретении, и воплощает в себе особенности устройства, описанного в изобретении.
На чертежах: -:
Фиг. 1 представляет собой схематический вид спереди, иллюстрирующий так называемую газовую печь с
«поверхностным сгоранием» и устройство для управления процессом сгорания в этой печи в соответствии с
изобретением; фиг. 2 представляет собой вид спереди газоанализатора, показанного на фиг. 1, в разрезе по
линии 2-2 фиг. 3; — Рис. 3 — вид сверху этого анализатора, разрезанного по линии 3-3 на рис. 2, и —
схематически показаны электрические соединения между анализатором и гальванометром индикаторного
механизма; рис. 4 — схема, показывающая электрические соединения для модифицированной формы
индикаторного механизма; рис. 5 — вид сверху индикаторного и регулирующего механизма, показанного на
рис.
1,
Крышка для облегчения работы этого механизма снята; 80 Рис. 6 - боковой вид этого индикаторного и
регулирующего механизма, разрезанный по линии 6-6 на рис. 5; Рис. 7 - передний вид этого индикаторного и
регулирующего механизма 85, разрезанный по линии 7-7 на рис. 6; Рис. 8 - фрагментарный разрез по линии
7-7 на рис. 6, показывающий части регулирующего механизма в положении, отличном от показанного на рис.
7; 90 Рис. 9 - передний вид, частично в разрезе, модифицированного анализатора дымовых газов, который
может заменить анализатор, показанный на рис. 1, 2 и 8; и Рис. 10 - фрагментарный боковой вид этого
анализатора, разрезанный по линии 10-10 на рис. 9.
Хотя изобретение может быть применено для управления горением в печах любого типа, сжигающих топливо,
наибольшие преимущества изобретения достигаются при его использовании для управления горением в
печи, приспособленной для идеального сгорания, то есть полного сгорания без нагрева избыточного воздуха.
В качестве типичного образца 105 печи этого типа на рис. 1 показана печь поверхностного сгорания 10,
топочное пространство 11 которой нагревается за счет сгорания взрывоопасной смеси топливного газа и
воздуха, подаваемой 110 через горелки 12. Топливный газ подается к этим горелкам по трубе 13, а воздух —
по трубе 14. Дымовые газы, образующиеся в результате сгорания в топочном пространстве 115 11, выходят
из этого пространства через дымоход или трубу 15. Проба этого дымового газа непрерывно отбирается из
дымохода 15 через трубу 16 и разделяется на два потока, которые проходят через 120 отдельных
трубопроводов 21, 22 газоанализатора 20. Анализатор 20 включает две газовые горелки 23 и 24, которые
направлены в трубопроводы 21 и 22 соответственно и снабжаются газом по трубе 25 195, ответвляющейся от
газопровода 13.
Как поясняется ниже, горелка 23 настроена на подачу свободного кислорода в поток дымовых газов в
трубопроводе 21, в то время как горелка 24 подает неиспользованное топливо в поток дымовых газов в
трубопроводе 22; индикационно-регулирующий механизм, соединенный с анализатором 20 электрическими
проводниками 51, 511, служит для индикации состава дымовых газов, а также для управления заслонкой или
клапаном 52 в воздухоподающей трубе 14 с целью регулирования пропорциональной скорости подачи
воздуха к горелкам 12. В качестве альтернативы, управление может осуществляться путем размещения
регулирующего механизма для управления клапаном в газопроводе 13.
Конструкция газоанализатора 20 лучше всего показана на рис. 2 и 3. Анализатор включает цилиндрическую
камеру 26, один конец которой сообщается с трубой 16. Два трубопровода 21 и 22 отходят от верхней стороны
камеры 26. Эти трубопроводы предназначены для подачи трубок Вентури 27, 27l, имеющих входные конусы
28, 281, сообщающиеся с камерой 26, и постепенно расширяющиеся выходные конусы 29, 291, направленные
вверх внутри трубопроводов 21, 22.
Газовые горелки 23 и 24 проходят в камеру 26 через отверстия в ее нижней стенке и выступают в трубки
Вентури 27 и 271 соответственно, взаимодействуя с ними для обеспечения постоянного соотношения воздуха
в дыхательных путях.
Каждая газовая горелка также включает в себя такой инспиратор, предназначенный для поддержания
постоянного соотношения между подаваемым в нее газом и воздухом, захваченным газом, независимо от
изменений давления захвата. Газовая горелка 23 имеет сопло 30, к которому топливный газ подается под
давлением из трубы 31, соединенной с трубой 25. Сопло 30 направлено в входной конус трубки Вентури 32, и
выходящий из этого сопла топливный газ служит для захвата воздуха, втягиваемого через отверстия 33 в
корпусе 34, который окружает сопло и входной конец трубки Вентури, и тщательно смешивается с этим
воздухом в трубке Вентури 32. Из конуса давления трубки Вентури 32 газовоздушная смесь выходит через
соответствующее суженное выходное отверстие в цилиндрическую камеру сгорания 36, которая выступает во
входной конус трубки Вентури 27 трубопровода 21. После того как горелка 28 зажжена факелом, вставленным
через заглушенное отверстие 37 в торце камеры 26, в камере сгорания 36 происходит сгорание, и горячая
струя из этой камеры направляется в трубку Вентури 27, увлекая за собой постоянную долю дымовых газов из
камеры 26.
Таким образом, обеспечивается непрерывный поток дымовых газов, движущийся вверх по воздуховоду 21. В
горловине и расширяющемся конусе 29 трубки Вентури 27 дымовые газы тщательно смешиваются с
продуктами сгорания, выходящими из камеры сгорания 36.
Сопло 30 горелки 23 и трубка Вентури 32 70 подобраны таким образом, что количество воздуха, всасываемого
в трубку Вентури 32, превышает количество воздуха, которое может соединиться с газом, выходящим из
сопла 30. Избыток воздуха максимально увеличивается при поддержании стабильного пламени. Процент
избыточного воздуха должен превышать 25%. Площадь выходного отверстия 38 камеры сгорания 36
пропорциональна 80 горловине трубки Вентури 27 таким образом, что доля дымовых газов, увлекаемых в
трубку Вентури 27 горячей струей, выходящей через отверстие 38, такова, что избыток воздуха в струе
достаточен для соединения с максимальным количеством неиспользованного топлива, которое может
присутствовать в потоке дымовых газов, поступающих в трубопровод 21 во время обычной работы печи 10. 90
Горелка 24 по конструкции и расположению аналогична горелке 23, за исключением того, что отверстие в ее
газовом сопле 301 больше, чем отверстие сопла 30 горелки 23, и пропорционально ее трубке Вентури 321, так
что воздуха, затягиваемого в эту трубку Вентури, недостаточно для полного сгорания газа, выходящего из
сопла 301.
Дозирование должно быть таким, чтобы в горелку 24 подавалось более 5% избытка газа 100. Площадь
выходного отверстия 381 камеры сгорания 361 пропорциональна горловине трубки Вентури 271 таким
образом, что доля дымовых газов, увлекаемых в трубку Вентури 271 горячей струей, выходящей из отверстия
381, такова, что избыток топлива в струе достаточен для соединения с максимальным количеством
избыточного воздуха, который может присутствовать в потоке дымовых газов, поступающих в трубопровод 22
при обычной работе печи 10.
Регулируя клапаны 39, 391 в газопроводах 31, 311, можно пропорционально регулировать скорость подачи
топлива 115 к двум горелкам 23, 24, чтобы поддерживать одинаковые температуры в трубопроводах 21, 22,
создаваемые сгоранием в горелках 23 и 24, когда дымовые газы [20] идеальны или когда в трубопроводы не
поступает никакой другой воздух или газ любого типа. Температура, поддерживаемая в каждом трубопроводе
за счет сгорания топлива в его горелке, превышает температуру воспламенения используемого в печи
топлива, так что всякий раз, когда кислород и неиспользованное топливо одновременно присутствуют в
любом из трубопроводов в результате поступления воздуха или неиспользованного топлива в трубопровод,
происходит реакция между ними, и эта реакция или сгорание выделяет тепло в дополнение к теплу,
выделяемому исключительно двумя горелками.
Работа анализатора 20 осуществляется следующим образом: когда соотношение между подачей воздуха и
подачей топливного газа к горелкам 12 таково, что в топочном пространстве 11 достигается идеальное
сгорание, так что дымовые газы не содержат ни несгоревшего топлива, ни избытка воздуха, потоки дымовых
газов, протекающие по трубопроводам 21, 22, не содержат ни несгоревшего топлива, которое могло бы
смешаться с избытком воздуха, выходящего из горелки 23, ни избытка воздуха, который мог бы смешаться с
избытком топлива, выходящего из горелки 24, и, следовательно, присутствие дымовых газов в двух
трубопроводах не вызывает повышения температуры ни в одном из трубопроводов. Таким образом, при этих
условиях температура в обоих трубопроводах будет одинаковой. Всякий раз, когда из-за недостаточной
подачи воздуха к горелкам 12 дымовые газы содержат неиспользованное топливо, такое как
неиспользованные углеводороды, или частично использованное топливо в виде оксида углерода, топливо в
потоке дымовых газов в трубопроводе 21 соединяется с избытком воздуха из горелки 23, повышая
температуру в трубопроводе 21.
В этих условиях в трубопроводе 22 не происходит никакой реакции, поэтому температура, достигаемая в этом
трубопроводе, остается неизменной. С другой стороны, если из-за избыточной подачи воздуха к горелкам 12
дымовые газы содержат избыток кислорода, кислород в потоке дымовых газов в трубопроводе 22
соединяется с неиспользованным избытком топливного газа горелки 24 и повышает температуру,
достигаемую в трубопроводе 22. В этих условиях в трубопроводе 21 не происходит никакой реакции, и,
следовательно, температура, достигаемая в этом трубопроводе, остается неизменной. Повышение
температуры в трубопроводе 21, вызванное наличием неиспользованного топлива в дымовых газах, является
определенной функцией процентного содержания неиспользованного топлива в дымовых газах, и я
экспериментально установил, что повышение температуры приблизительно пропорционально процентному
содержанию неиспользованного топлива в значительном диапазоне. Аналогично, повышение температуры в
трубопроводе 22, вызванное наличием избытка воздуха в дымовых газах, является определенной функцией
процентного содержания избытка воздуха в дымовых газах и приблизительно пропорционально этому
проценту в значительном диапазоне.
Таким образом, очевидно, что алгебраическая разница температур, достигаемых в двух трубопроводах 21, 22,
указывает на состав дымовых газов. Когда анализатор используется в сочетании с печью поверхностного
сгорания или другой печью, способной к идеальному сгоранию, так что избыток воздуха и неиспользованное
топливо никогда не присутствуют одновременно в дымовых газах, алгебраическая разница температур в двух
каналах дает прямое представление о составе дымовых газов. Таким образом, когда температура в
трубопроводе 21 выше, чем в трубопроводе 22, разница между 7! 5 Две температуры будут указывать на
процентное содержание неиспользованного топлива в дымовых газах, тогда как при более высокой
температуре в трубопроводе 22 разница между температурами будет указывать на процентное содержание
избыточного воздуха в дымовых газах. Равномерное распределение температур в двух каналах указывает на
то, что в дымовых газах отсутствуют несгоревшее топливо и избыток воздуха, или, другими словами, что
сгорание в топке происходит идеально.
Для определения разницы между температурами постоянного тока, достигаемыми в трубопроводах 21, 22, и,
таким образом, для определения состава дымовых газов, можно использовать любое из ряда известных
устройств для измерения температуры. На рисунках 2, 3, 5 и 6 показано использование пирометра для этой
цели. Термопары 45, 451 96 выступают в трубопроводы 21, 22 соответственно на внешних концах трубок
Вентури 27, 271. Отрицательные элементы 47, 471 двух пар соединены проводником 48, а проводники 51, 511,
100 соединяют положительные элементы 46, 461 пар 45, 451 с клеммами 49, 491 гальванометра 53 таким
образом, что электродвижущие силы двух пар противодействуют друг другу. 106 Положительный элемент 46
пары в трубопроводе 21 соединен с обычно отрицательным выводом 49 гальванометра таким образом, что
электродвижущие силы двух пар противодействуют друг другу, так что положение стрелки 54 гальванометра
53 на шкале 55 указывает на алгебраическую разницу между температурой в трубопроводе 22 и температурой
в трубопроводе 21.
Катушки гальванометра расположены таким образом, что когда эта алгебраическая разница равна нулю, то
есть когда температуры двух каналов равны, стрелка 54 находится в центральном или нулевом положении на
шкале 55. Когда из-за наличия избытка воздуха в дымовых газах температура в трубопроводе 22 повышается,
алгебраическая разница представляет собой положительную величину 125, и стрелка 54 находится на
положительной стороне 56 шкалы 55. С другой стороны, если из-за наличия неиспользованного топлива в
дымовых газах температура в трубопроводе 21 выше, то алгебраическая разница становится отрицательной
величиной, и стрелка 54 находится на отрицательной стороне 57 шкалы 55. Шкала 55 может быть
градуирована таким образом, что положение стрелки 5S на стороне 56 шкалы указывает на процентное
содержание избыточного воздуха в дымовых газах, а положение стрелки на стороне 57 шкалы указывает на
процентное содержание 0% неиспользованного топлива в дымовых газах.
Положение стрелки гальванометра на шкале не зависит от внешних воздействий, то есть от воздействий,
отличных от изменений состава дымовых газов, поскольку, хотя такие воздействия могут изменять
температуру в анализаторе, вызванные ими изменения в соответствующей степени влияют на температуру в
двух каналах анализатора и, следовательно, не изменяют разницу между этими температурами, которая
отображается гальванометром. Таким образом, изменение температуры печи и температуры дымовых газов,
отводимых из печи, оказывает выравнивающее воздействие на два трубопровода 21 и 22. Изменение
давления в печи может повлиять на температуру в анализаторе за счет изменения скорости потока дымовых
газов через анализатор, но в этом случае также в соответствующей степени изменяется поток дымовых газов
через два трубопровода анализатора, так что изменения относительной температуры в двух трубопроводах
не происходит.
Изменение давления топливного газа в ответвлении 25 может повлиять на количество тепла, выделяемого
каждой из горелок 23, 24, но поскольку горелки снабжаются топливом из одного и того же источника,
воздействие таких изменений давления совпадает в двух горелках, не вызывая изменения относительной
теплоты двух горелок. Такие колебания давления подачи топлива вызывают изменения в расходе струй,
выбрасываемых из двух горелок, но соотношение между расходами этих двух струй остается неизменным, и,
следовательно, соотношение 5') между расходами потоков дымовых газов, увлекаемых этими струями, также
остается неизменным, а относительная температура двух потоков не изменяется.
.5 Соединение любого избытка воздуха в дымовых газах с избытком топлива, введенного в трубопровод 22
анализатора, или соединение любого неиспользованного топлива в дымовых газах с избытком воздуха,
введенного в трубопровод 21, происходит практически мгновенно благодаря высокой температуре,
поддерживаемой в анализаторе горелками, а относительная температура двух трубопроводов практически
мгновенно определяется действием термопар и гальванометра.
Из этого следует, что если анализатор 20 расположен близко к печи, как показано на рис. 1, то стрелка 54
гальванометра 70 53 показывает состав конкретного образца дымовых газов практически одновременно с
тем, как этот образец образуется в печи. Эта практически мгновенная индикация состава дымовых газов
имеет большое значение для осуществления моего метода контроля горения. Это позволяет мне
контролировать процесс горения в печи в соответствии с составом дымовых газов, фактически образующихся
в ней, и тем самым позволяет мне контролировать процесс горения таким образом, который был бы
невозможен, если бы для контроля требовалось основываться на анализе дымовых газов, которые
образовывались за значительное время до начала контроля.
Мой метод управления горением может осуществляться вручную оператором, который следит за положением
стрелки 90 54 на шкале 55 и управляет клапаном в воздушной трубе 14 или клапаном в газовой трубе 13
таким образом, чтобы уменьшать пропорциональную подачу воздуха к горелкам 12 всякий раз, когда стрелка
95 54, перемещаясь в сторону 56 шкалы, указывает на наличие избытка воздуха в дымовых газах, и
увеличивать пропорциональную подачу воздуха всякий раз, когда стрелка, перемещаясь в сторону 100 57
шкалы, указывает на наличие неиспользованного топлива в дымовых газах. Однако важной особенностью
изобретения является устранение необходимости в таком операторе и элемента человеческой небрежности,
связанного с полаганием на оператора, за счет обеспечения автоматического регулирования
пропорциональной подачи воздуха в печь в соответствии с положением иглы 54. Такое автоматическое
управление может обеспечиваться электрическим или пневматическим регулирующим механизмом,
подобным тому, который ранее использовался в термостатических аппаратах.
Однако такой регулирующий механизм вызывает перемещение клапана или заслонки на заданную величину
всякий раз, когда управляющая игла достигает одного из концов заданного диапазона, и, следовательно, не
способен обеспечить точное регулирование пропорциональной подачи воздуха в печь, что необходимо для
поддержания идеального сгорания. По этой причине я предпочитаю использовать новый регулирующий
механизм, который приводит в действие управляющую иглу 54 на частоте 125 Гц.
через частые и регулярные промежутки времени, и при каждом включении вызывает движение клапана в
воздушной или газовой трубе, пропорциональное по величине и соответствующее по направлению смещению
иглы 54 от нулевой точки в момент этого включения. На рисунках 5–8 показан регулирующий механизм
MinemechanicMal, который выполняет эту функцию.
Регулирующий механизм расположен в корпусе 58, в котором также находится гальванометр 53.
Регулирующий механизм включает в себя электродвигатель 60 с постоянной скоростью вращения, который
посредством редуктора 61 приводит в движение горизонтальный вал 62, проходящий под иглой 54 вблизи ее
внешнего конца. Направление вращения.
На рисунке 6 стрелка указывает на положение вала 62. Шестерня 63 на валу 62 зацепляется с большой
шестерней 64 на валу -65, который проходит параллельно валу 62 и чуть выше иглы 54. Червячная передача
66 закреплена на валу 62 с помощью установочного винта 67. Червячная передача 66 имеет правую
выступающую резьбу 68 и левую выступающую резьбу 69, а также центральное пространство между двумя
резьбами. При использовании устройства в сочетании с печью поверхностного сгорания или другой печью,
способной к идеальному сгоранию, червячная передача 66 крепится к валу 62 таким образом, что ее
центральное пространство 70 находится непосредственно под стрелкой 54, когда стрелка -30 находится в
центре или нулевой точке шкалы 55. Вал 65 имеет квадратную форму и несет скользящий зацепляющий
элемент 72, имеющий выступ, наружная поверхность которого 73 представляет собой сектор цилиндра,
соосный с валом 65. На поверхности 73 расположены расположенные на некотором расстоянии друг от друга
окружные гребни 74. На зацепляющем элементе 72 закреплена рифленая втулка 75, а вилка 76 на стержне 77
входит в зацепление с канавкой в этой втулке.
Стержень 77 шарнирно закреплен в точке 78 рядом с участком воздуховода 14. На шарнирном конце стержень
77 несет выступающий вбок зубчатый сегмент 79, который входит в зацепление с шестерней 80, закрепленной
на валу 81 дроссельной заслонки 52 в воздушной трубе 14.
Работа описанного регулирующего механизма осуществляется следующим образом: игла 54 обычно
располагается над резьбой 68, 69 червячной передачи 66, как показано на рис. 7, так что она может свободно
принимать положение, в которое ее перемещает катушка гальванометра -53. Через равные промежутки
времени, то есть :.5 при каждом обороте вала 65, цилиндрическая поверхность 73 зацепляющего элемента 72
соприкасается с иглой 54 и прижимает ее. Если игла находится в центральном или нулевом положении, как
показано на рис. 7, она вдавливается в пространство 70 между резьбами 68 и 69, и ни игла, ни зацепляющий
элемент не перемещаются продольно по валам 62 и 65. Однако, если игла случайно смещается из нулевого
положения под действием цилиндрической поверхности 73 зацепляющего элемента, она перемещается
между двумя витками одной из выступающих резьб 68 или 69 червячной передачи 66. Затем игла 7()
зацепляется с этой нитью, например, с нитью 68, как показано на рис. 8, и быстрое вращение вала 62
заставляет эту нить перемещать иглу обратно к внутреннему концу нити 75, то есть в ее нулевое положение, в
течение времени, пока игла находится под воздействием цилиндрической поверхности 73 зацепляющего
элемента 72.
При таком боковом перемещении иглы она 80 входит в зацепление с одним из кольцевых выступов 74
зацепляющего элемента, как показано на рис. 8, так что зацепляющий элемент перемещается вместе с иглой
и проходит продольно вдоль 85 вала 65 расстояние, равное величине смещения иглы от нулевой точки в
момент контакта зацепляющего элемента с ней.
Благодаря вилке 76, штоку 77 и зубчатому сегменту 79, такое движение зацепляющего элемента 72 вызывает
соответствующее движение демпфера 52 в воздушной трубе 14. Если в момент зацепления стрелки с
цилиндрической поверхностью 73 95 зацепляющего элемента стрелка находится на стороне 56 шкалы 55,
указывающей на наличие избытка воздуха в дымовых газах, то стрелка и зацепляющий элемент
перемещаются вправо с помощью резьбы 69, закрывая заслонку 52 на величину, пропорциональную
величине перемещения стрелки. И наоборот, когда в момент включения стрелка находится на стороне 57
шкалы, указывающей на наличие неиспользованного топлива в дымовых газах, стрелка и зацепляющий
элемент перемещаются влево с помощью резьбы 68, открывая заслонку 52 на величину, пропорциональную
величине смещения стрелки.
Из приведенного выше описания следует, что описанный аппарат служит для непрерывного индикации
состава дымовых газов 115 из печи 10, а также для регулирования пропорциональной подачи воздуха в печь в
соответствии с составом дымовых газов. В процессе работы управляющего устройства разница температур в
двух каналах анализатора остается в диапазоне, в котором разница температур приблизительно
пропорциональна проценту неиспользованного топлива или проценту избытка воздуха в дымовых газах.
Таким образом, устройство служит для регулировки положения заслонки 52 в воздуховоде через регулярные и
частые интервалы времени таким образом, что при каждой регулировке заслонка открывается или
закрывается в степени, приблизительно пропорциональной проценту несгоревшего топлива или проценту
избыточного воздуха, присутствующего в дымовых газах в момент данной регулировки.
Таким образом, устройство действует как регулирующий механизм, уменьшая пропорциональную подачу
воздуха всякий раз, когда состав дымовых газов указывает на избыток подаваемого воздуха, и увеличивая
пропорциональную подачу воздуха всякий раз, когда состав дымовых газов указывает на недостаток воздуха.
В результате в печи 10 непрерывно достигается практически идеальное сгорание.
Полезность описанного регулирующего устройства не ограничивается его использованием в сочетании с
печью поверхностного сгорания или другой печью, способной обеспечивать идеальное сгорание. Данное
устройство может использоваться для контроля процесса горения в угольных или мазутных печах, в которых
невозможно достичь условий идеального сгорания. При применении аппарата для контроля процесса горения
в таких печах необходимо сначала определить точку наиболее эффективного горения в конкретной
используемой печи. Обычно, хотя и не обязательно, именно в этот момент регулируется пропорциональная
скорость подачи воздуха в печь таким образом, чтобы полное сгорание достигалось при использовании как
минимум 3,5-кратного избытка воздуха. После того как экспериментальным путем, анализом дымовых газов
или иным способом определена точка наиболее эффективного сгорания в печи, образец дымовых газов,
образующихся в печи при работе в этой точке, пропускают через анализатор 20, и отмечается положение
стрелки 54 на шкале 55.
В обычных угольных или мазутных печах будет обнаружено, что при 4,5, когда достигается наиболее
эффективное сгорание, стрелка 54 занимает некоторое положение на положительной стороне 56 шкалы 55,
указывая на то, что алгебраическая разница между температурой в трубопроводе 22 и температурой в
трубопроводе 21 имеет положительное значение. После определения точки на шкале 55, представляющей
наиболее эффективное сгорание для конкретной печи, игла 54 удерживается в этой точке, а червячная
передача 66 перемещается вдоль вала 62 до тех пор, пока ее центральное пространство 70 не окажется
непосредственно под иглой. Затем регулировочный винт 67 затягивается, и устройство должным образом
настраивается для управления процессом сгорания в рассматриваемой печи.
Из описанного ранее принципа работы регулирующего механизма станет ясно, что при такой настройке он
автоматически уменьшит подачу воздуха в печь, когда алгебраическая разница между температурой в
трубопроводе 22 и температурой в трубопроводе 21 превысит заданное значение, и автоматически увеличит
подачу воздуха, когда эта алгебраическая разница окажется ниже указанного заданного значения. В
результате, регулирование подачи воздуха осуществляется таким образом, что алгебраическая разница
всегда примерно равна 76 заданному значению, благодаря чему непрерывно достигается наиболее
эффективное сгорание. Газоанализатор 20 может использоваться для определения состава дымовых газов
80 из печей, не способных к идеальному сгоранию, путем обеспечения отдельных средств для индикации
температур, достигаемых в его двух трубопроводах 21 и 22. В этом случае повышение температуры
трубопровода 85 21 выше нормальной температуры дымовых газов может служить показателем процента
неиспользованного топлива, присутствующего в дымовых газах, а повышение температуры трубопровода 22
выше 90 нормальной температуры дымовых газов может служить показателем процента избытка воздуха.
Таким образом, будут указаны как процентное содержание неиспользованного топлива, так и избыточного
воздуха, несмотря на то, что одновременно могут присутствовать и избыточный воздух, и неиспользованное
топливо.
Необязательно, чтобы воздух и топливный газ, подаваемые в трубопроводы 21, 22 анализатора 20,
подавались через газовые горелки, равно как и необязательно, чтобы поток дымовых газов создавался за
счет уносящего эффекта воздуха и топливного газа, подаваемых в трубопроводы. Кроме того, реакция между
любым топливом и кислородом, которые могут одновременно присутствовать в любом из каналов, может
быть вызвана иными способами, помимо воспламенения.
На рисунках 9 и 10 показан газовый анализатор 110 90, который может заменить описанный ранее анализатор
20.
Газоанализатор 90 подает два отдельных потока дымовых газов, в которые воздух и топливный газ вводятся
за счет перемешивания потоков. Реакции в двух потоках вызваны массой каталитического или заслоняющего
вещества.
Газоанализатор 90 имеет два трубопровода 91, 92, которые соединены своими нижними концами 120 с трубой
16, идущей от дымохода печи 10. Два трубопровода соединены на своих внешних концах, а в месте их
соединения подсоединены к аспиратору 93, в который через сопло 94 подается движущая струя воздуха или
пара 12.5. Аспиратор создает частичный вакуум в верхних концах двух трубопроводов, так что непрерывный
поток дымовых газов проходит через каждый из них. Однако, если устройство используется в сочетании с
печью, в которой сверхвысокое атмосферное давление поддерживается принудительной тягой или иным
способом, то можно полагаться на давление в печи для обеспечения потока дымовых газов через
трубопроводы 91 и 92, и использование аспиратора 93 не требуется. Следует отметить, что изменения силы
движущей струи аспиратора 93 или изменения давления в печи оказывают соответствующее воздействие на
скорости потока через два трубопровода 91, 92, так что, независимо от таких изменений, соотношение
скоростей потока дымовых газов через два трубопровода остается постоянным.
Поток дымовых газов через трубопровод 91 используется для затягивания воздуха в этот трубопровод со
скоростью, пропорциональной скорости потока дымовых газов через трубопровод. Для этой цели в
трубопровод 91 вставляется инспиратор, представляющий собой трубку Вентури с поперечными отверстиями
97, расположенными вблизи точки ее минимального сечения. Поток дымовых газов, проходящий через трубку
Вентури, затягивает атмосферный воздух через отверстия 97. Для защиты горловины трубки горловина может
быть окружена кожухом 98, содержащим отверстие 99, открытое в атмосферу. Благодаря правильному
подбору параметров трубки Вентури, доля воздуха, захваченного и смешанного с дымовыми газами,
регулируется таким образом, чтобы она оставалась постоянной и достаточной для соединения с
максимальным количеством неиспользованного топлива, которое может присутствовать в дымовых газах,
протекающих через трубопровод 91 при нормальной работе печи 10.
Поток дымовых газов через трубопровод 92 используется для увлечения топливного газа со скоростью,
которая находится в постоянной пропорции к скорости потока дымовых газов через трубопровод 92. Для этой
цели трубопровод 92 содержит инспиратор 951, который аналогичен инспиратору 95, за исключением того,
что отверстие 991 в его корпусе 981 соединено трубой 100 с трубой подачи топливного газа 102, которая
может ответвляться от топливопровода 13, подающего топливо к горелкам 12. Для того чтобы доля
топливного газа, забираемого в трубопровод дымовыми газами, оставалась постоянной независимо от
изменений скорости потока дымовых газов, топливный газ должен подаваться в инспиратор под постоянным
давлением. Для этой цели между трубой 100 и подающей трубой 102 установлен регулятор давления,
включающий клапан 103, управляемый диафрагмой 104, который с одной стороны подвержен воздействию
давления в трубе 100, благодаря чему в трубе 100 поддерживается подача топливного газа под постоянным
давлением. Благодаря правильному подбору компонентов воздухораспределителя 951, доля топливного газа,
поступающего в трубопровод 92, становится достаточной для соединения с максимальным количеством
избыточного воздуха, который может присутствовать в дымовых газах, протекающих через трубопровод 92
при нормальной работе печи 10.
Массы 105, 1051 каталитического или окклюзирующего материала, такого как губчатая платина, помещаются
в трубопроводы 91, 92 за инспираторами 95, 951. Эти массы вызывают соединение любого топлива и
кислорода, которые могут одновременно присутствовать в любом из каналов. Температуры, достигаемые в
двух трубопроводах, измеряются с помощью термопар 106, 107, которые могут быть подключены к клеммам
гальванометра 53 таким же образом, как и термопары 45, 451 анализатора 20. 85 Принцип работы
анализатора 90 аналогичен принципу работы анализатора 20. Наличие неиспользованного топлива в
дымовых газах повышает температуру тепловой пары 106, а наличие избытка воздуха повышает температуру
тепловой пары 107. Таким образом, работа индикаторного и регулирующего механизма 50 одинакова как при
использовании анализатора 90, так и при использовании анализатора 20. 95 - Если анализатор 90 расположен
настолько близко к печи, что температура дымовых газов в анализаторе превышает точку воспламенения
топлива, каталитические массы 105, 1051 можно опустить, поскольку в этом случае тепло дымовых газов
вызовет соединение любого свободного кислорода и топлива, одновременно присутствующих в любом из
каналов.
Для индикации разницы температур, достигаемых в каналах анализаторов любого типа, а также для
приведения в действие или управления регулирующим механизмом 110 могут использоваться другие
средства индикации температуры, помимо 105 пар пирометров, показанных на рис. 2 и 9. Таким образом, как
показано на рис.
4, Резистивные проволоки 110 и 1101 могут быть пропущены через каналы 21 и 22 соответственно, и эти
проволоки могут быть соединены с источником электродвижущей силы 115 111, а также с двумя одинаковыми
сопротивлениями 112, 1121 и с гальванометром 53 в соответствии с известной схемой моста Уитстона, так что
изменения сопротивлений проволок 110, 120 и 1101, вызванные разницей температур проволок, могут
привести к работе гальванометра 53. Когда этот тип индикатора нагрева применяется к анализатору 90,
показанному на рис. 125 9, резистивные проволоки могут быть изготовлены из окклюзирующего материала,
такого как платина, и, таким образом, могут заменить как термопары 107, 1071, так и каталитические массы
105, 1051. - - 130 252,450 Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его
осуществления (как мне сообщил мой зарубежный корреспондент), я заявляю, что
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_252451.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=252451&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB252451A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
6-t - r Дата операции/заявки: февраль. 26, 1925, № 5275/25, Z5 Полная левая сторона: 24 ноября 1925 г. f| X
iПолная версия принята: 26 мая 1926 г., ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования дуговых электрических ламп для медицинских или терапевтических целей и тому
подобное.
Я, Фрэнк Виктор Уэлч, проживающий по адресу: Бродвей, 152, Вест-Хендон, Лондон, северо-запад 9,
подданный Великобритании, настоящим заявляю, что суть данного изобретения заключается в следующем:
при проектировании электрических дуговых ламп с использованием угольных или других подходящих
электродов возникает необходимость в простом немеханическом устройстве, не требующем внимания со
стороны пользователя, для указанных целей.
Я добиваюсь этого, позволяя дуге образоваться между двумя параллельными вертикальными атомами
углерода. Установлено, что для того, чтобы дуга горела устойчиво и непрерывно в таких условиях, расстояние
между атомами углерода должно быть определенным и соответствовать плотности тока. Например, я
обнаружил, что при постоянном токе 3,5 ампера расстояние между центрами углей должно составлять 8 мм,
при этом пара из 20 углей имеет диаметр 3 мм и 4,7 мм соответственно. Расстояние между углеродными
элементами можно определить следующим образом: я закрепляю их на двух блоках из вулканизированного
волокна 25, которые могут вращаться вокруг любой точки, являющейся центром, так что пользователь может
изменять расстояние в зависимости от тока или от желаемого изменения его величины. 30 Датировано 25
февраля 1925 года.
Фрэнк Виктор Уэлч.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования дуговых электрических ламп для медицинских или терапевтических целей и тому
подобное.
Я, Фрэнк Виктор Уэлч, проживающий по адресу: Бродвей, 152, Вест-Хиендон, Северо-Западный округ,
подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
При проектировании электрических дуговых ламп с угольными или другими подходящими электродами для
указанных целей требуется простое немеханическое устройство, не требующее от пользователя никакого
внимания.
Я добиваюсь этого, позволяя дуге образоваться между двумя параллельными вертикальными атомами
углерода.
Установлено, что для того, чтобы дуга горела стабильно и непрерывно в таких условиях, расстояние между
атомами углерода должно быть определенным для плотности тока. Я обнаружил, например, что при
постоянном токе 3,5 ампер расстояние между центрами атомов углерода должно составлять 8%. При
диаметре атомов углерода 55,3 и 4 мкм. Расстояние между атомами углерода определяется путем их
эксцентричной установки в держатели. Таким образом, очень точная регулировка становится возможной
благодаря вращению 60 держателей. Дизайн представлен на прилагаемом чертеже.
Рис. 1 – боковой вид, рис. 2 – план, рис. 3 – боковой вид, рис. 4 – фасад. На рис.
1
B B представляет собой опорную плиту из 65 изоляционных материалов, на которой размещен весь прибор.
A, A — оси, вокруг которых могут вращаться держатели из углеродного волокна. C, C представляют собой
металлические трубки, удерживающие угольные электроды и расположенные эксцентрично относительно A,
A. Перемещение этих держателей C, C контролируется стержнями, заканчивающимися изолированными
рукоятками H, H, что позволяет определять расстояние между угольными электродами описанным выше
Соседние файлы в папке патенты