Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4903
.pdf
и опускания крышки и сопутствующих частей. Корпус печи отломан, чтобы показать часть колосниковой
решетки.
На рисунке 6 в более или менее схематично в вертикальном разрезе показана модифицированная
конструкция, в которой обработка жидкости происходит в боковом продолжении емкости, а на рисунке 7
представлен ее поперечный разрез.
На рисунках a изображен сосуд или емкость, предназначенная для хранения горячей жидкой массы, такой как
расплавленный свинец, уровень которой должен находиться приблизительно на линии X---X на рисунке 1. Как
видно, верхняя часть горшка имеет больший диаметр, чем нижняя. Загрузка может быть расплавлена или
поддерживаться в расплавленном состоянии с помощью внешней печи, в этом случае котел может иметь
внешние ребра-а1 для распределения тепла. Подогрев во время работы осуществляется с помощью
внутренней горелки, описанной ниже, которая используется для обеспечения циркуляции расплавленной
массы. Циркуляционная трубка b поддерживается вертикально и по центру внутри горшка a с помощью кольца
c, установленного на выступе, и соответствующих радиальных перемычек - c внутри кольца c. Верхняя часть
трубки b проходит через поддон d, поддерживаемый перемычками cl, причем этот поддон расположен на
подходящем расстоянии над дном части горшка большего диаметра. На ttay d имеется выступающая
цилиндрическая стенка e, образованная отверстиями f по периметру ее нижней части.
Верхняя часть горшка закрывается крышкой или кожухом g, выполненным со съемной центральной частью gl,
причем эта крышка имеет внешний выступающий фланец или юбку g2, которая опирается на выступы
внутренних выступающих ребер h в верхней части стенки горшка. Крышка g также имеет или снабжена
внутренней концентрической 70-градусной юбкой или стенкой g3, а между наружной и внутренней стенками g2
g3 имеется или снабжена промежуточной юбкой или стенкой g4. Обращаясь к рисунку 2, видно, что один
конец промежуточного элемента 75.
Стенка g4 соединена в точке g5 с внутренней стенкой g3, а другой ее конец соединен в точке qf с внешней
стенкой g2. Предполагая, что j на рисунке 2 представляет собой входное отверстие для каустической соды
или материала, подлежащего концентрированию или обезвоживанию, а k — выходное отверстие, то, следуя
стрелкам, можно увидеть, что стенка g4 в сочетании со стенками g2 и g3 образует своего рода спиральный
канал, ведущий от входного отверстия j к выходному отверстию k и покрывающий практически всю кольцевую
область, заключенную между концентрическими стенками g2 и g3.
На данном этапе, прежде чем описывать дальнейшие детали конструкции, целесообразно описать общий
принцип работы. Предположим, что на поверхности ванны на уровне X-X находится слой каустической соды
до уровня Y-Y, и что предусмотрены соответствующие средства для подачи каустической соды в точке j и ее
удаления в точке k. Также предположим, что для нагрева котла 100 и поддержания свинца в расплавленном
состоянии используется любая подходящая горелка. Аэрация расплавленного металла продуктами сгорания
облегчает столб расплава в трубке, окружающей горелку, и расплавленный свинец будет циркулировать,
проходя вверх по центральной трубке b, переливаясь через ее верхний край и опускаясь на поднос d. Поток
свинца спокойно проходит через отверстия f в цилиндрической стенке e, так что на внешней части лотка d
поддерживается неподвижный слой расплавленного свинца, при этом происходит постоянный поток по
периферийному краю лотка d и вниз под ним к углублению в емкости 115, откуда поток поднимается по трубке
b, как указано выше.
Каустическая сода, которая может подаваться в точке j в виде 50%-ного раствора, полученного, например, в
результате электролитического процесса z5, ограничена стенками g2, g3, g4, которые погружаются в свинец,
чтобы течь по неподвижному слою свинца, покрывающему лоток d, и двигаться по спиральной или извилистой
траектории от входа j к выходу k, при этом каустическая сода проходит по значительной части площади
неподвижного слоя свинца. Окончательная концентрация в любом процессе обработки может быть
предварительно определена путем обеспечения соответствующей продолжительности курса или путем
надлежащего регулирования скорости потока обрабатывающего материала при проведении курса. Нагрев
свинца сначала обезвоживает каустическую соду, а затем плавит ее, так что каустическая сода поступает к
выходному отверстию k в расплавленном состоянии, в котором она стекает и загружается в соответствующие
емкости. Пар и испарения, выделяющиеся из раствора каустической соды, следуют за движением
каустической соды и выходят через отводное отверстие, обозначенное цифрой n на рисунке 2, причем это
отводное отверстие n расположено непосредственно перед выходным отверстием ko для обезвоженной
каустической соды.
Таким образом, видно, что процесс является непрерывным и что благодаря равномерности нагрева,
обеспечиваемой используемым свинцовым сплавом, на выходе получается равномерно обезвоженный
материал, причем вся операция выполняется быстро и экономично.
Использование погружной горелки очень выгодно для проведения процесса, поскольку продукты сгорания
способствуют уменьшению толщины жидкого столба в трубе b и, следовательно, активизируют циркуляцию
жидкой массы. При использовании такой горелки необходимо предусмотреть отвод продуктов сгорания без
возможности их контакта с каустической содой или обрабатываемым материалом. На чертежах буквой «о»
обозначена трубка горелки или трубка сгорания, которая выполнена или установлена по центру крышки g' и
имеет достаточную длину, чтобы она могла свисать в углубление ванны под ее поверхностью.
Следует отметить, что кольцевидная колоколообразная крышка g' значительно выступает за пределы
площади, ограниченной цилиндрической стенкой e.
С одной или с трех сторон горшка a, как показано на рисунке 2, имеется трубное соединение l, и от этого
соединения внутрь горшка отходит канал m, который изогнут таким образом, чтобы проходить вверх через
отверстие p в поддоне d. Верхний и внутренний конец воздуховода m открывается под колоколообразной
крышкой gl. Внутренняя стенка или юбка 93 в каждой из этих трех точек имеет выпуклость q (рис. 2),
предназначенную для размещения воздуховода m.
Теперь станет ясно, что продукты и газы сгорания из погружной горелки будут подниматься по трубке b с
восходящим потоком расплавленного свинца или другой жидкости и отделяться от последней внутри
цилиндрической стенки e. Затем указанные газы и продукты проходят вверх в полость крышки GL и выходят
через воздуховод m и соответствующую трубу, соединенную с соединением 1.
Поскольку нижние части стенок e и g3 герметизированы жидкой массой, газы и продукты сгорания не могут
получить доступ к слою каустической соды, плавающему на поверхности ванны. Вокруг трубки 70 может быть
сформирован дефлектор или кожух 70, предназначенный для отклонения вниз любых брызг или частиц,
которые могут подниматься вверх за счет аэрации, и тем самым предотвращения утечки горячей жидкости
или расплавленного свинца вместе с газами сгорания.
На рисунке 1 s обозначает подходящее крепежное средство для фиксации съемной центральной части
крышки g' на части крышки g. На рисунке 5 видно, что горшок a установлен на вращающейся колосниковой
решетке печи t, и что рядом с горшком и решеткой установлен крановый механизм u, с помощью которого
можно поднимать и опускать крышку g g1 85. Как уже говорилось, поворотная колосниковая решетка
позволяет топить печь через одну дверцу, и наличие этого внешнего нагревательного элемента в дополнение
к внутреннему нагревательному элементу 90, представленному погружной горелкой, является выгодным,
поскольку печь может использоваться для предварительного нагрева ванны до расплавленного состояния
или в качестве вспомогательного нагревательного элемента, когда горелка 95 находится в рабочем
состоянии.
Далее будут описаны входные и выходные отверстия для каустической соды со ссылкой на рисунки 2 и 4.
Сравнивая эти рисунки, можно увидеть, что j на рисунке 2 представляет собой отверстие на верхнем конце
изогнутого канала v, идущего снаружи через дно большой верхней части сосуда a и вверх до такой степени,
что отверстие 105 j расположено внутри входного конца спирального канала, образованного стенками g3, g4,
и выше нормального уровня каустической соды в нем, как показано линией Y-Y. Следует отметить, что
фланцевое соединение 110.
Отверстие w образовано в лотке d для прохождения вверх воздуховода v. Каустическая сода подается в
воздуховод v под достаточным напором или давлением, чтобы вызвать ее подъем в воздуховоде v и перелив
через край отверстия j. Также видно, что ko на рисунках 2 и 4 представляет собой отверстие в верхнем конце
изогнутого канала x, также проходящего через дно большей части емкости a и вверх на 120 градусов до такой
степени, что отверстие k расположено внутри выходного конца указанной спирали и примерно на нормальном
уровне для каустической соды. Устье воздуховода x может быть снабжено фартуком или облицовкой y 125 из
некоррозионного металла или материала.
Этот фартук y может регулироваться вверх или вниз на воздуховоде x с помощью регулировочного винта z,
чтобы высота водослива или переливного края на выходе 130 A;.
может варьироваться в зависимости от условий.
— На рисунках 1 и 2 цифрой 10 обозначен дымоход для отвода продуктов сгорания из вращающейся
колосниковой печи.
В модификации, показанной на рисунках 6 и 7, горшок а выполнен с боковым расширением, представляющим
собой своего рода желоб 2, открытый с одного конца к указанному горшку. Горизонтальная перегородка 3,
выступающая из цилиндрической стенки e, простирается почти до внешнего конца желоба 2, и через эту
перегородку проходит труба 4 для подачи каустической соды или подобного вещества, подлежащего
обработке.
Горячая жидкость или расплавленный металл, нагретые в емкости а описанным ранее способом, перетекают
через верхнюю часть циркуляционной трубки b и через отверстие или отверстия в стенке e в пространство над
перегородкой 3. Горячая жидкость переливается через край указанной перегородки и возвращается под нее в
емкость А и циркуляционную трубку В, как это будет легко понять.
Внутри желоба 2 находится крышка или кожух 6, имеющий юбку 6а, причем крышка или кожух поддерживается
таким образом, что нижние края юбки выступают ниже уровня xr жидкой массы. Крышка снабжена каналом 7
для отвода каустической соды или аналогичного вещества после обработки в процессе ее протекания над
жидкой массой от входного отверстия 4 к указанному выходному отверстию 7. Таким образом, каустическая
сода или подобное вещество подвергается длительной обработке во время своего перемещения от входа к
выходу.
Крышка 6 и/или перегородка 3 могут быть снабжены перегородками, обеспечивающими зигзагообразное или
извилистое течение каустической соды или подобного вещества через желоб.
Раствор каустической соды может быть предварительно нагрет в котле-утилизаторе перед подачей в
описанное выше устройство. Например, может быть предусмотрен котел, через дымоходы которого проходят
продукты сгорания из нагревателей котла, а также пар и испарения, выделяющиеся при обработке
каустической соды.
Аппарат может быть изготовлен из литой стали или другого подходящего материала, не подверженного
легкому воздействию едкого натрия или другого обрабатываемого вещества. В случае с каустической содой
детали, которые могут быть затронуты при контакте, могут быть покрыты никелем.
Описанное выше устройство может быть модифицировано без отступления от изобретения. Например,
способы получения спирального, извилистого или вытянутого потока каустической соды над ванной могут
отличаться от описанных и проиллюстрированных.
Описанное выше устройство работает непрерывно, производя каустическую соду в обезвоженном состоянии,
и одно небольшое устройство способно производить больше, чем батарея из нескольких больших обычных
открытых котлов для каустической соды, которые могут работать только с перерывами. 70 Подробно описав и
определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_265253.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=265253&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB265253A
[]
Opnbtar gem=. kt
дцен 3 – НИРИ. 1927 Библиотека Бур. р! Эйнендорн
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: сентябрь. 5, 1925. № 22253/25.
Слева полностью: 5 июля 7926 г.
Завершено: февраль. 7, 1927.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
2659253 Способ и средство для кипячения или повышения температуры воды и других жидкостей.
Мы, Сесил Фезерстоун Хэммонд и Уильям Шеклтон, оба из №.
28, Виктория-стрит, Вестминстер, Лондон, юго-запад 1, и оба британских подданные заявляют, что сущность
данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к новому или
усовершенствованному способу повышения температуры или кипения воды и других жидкостей и применимо
для получения пара, кипения или испарения жидкостей, для установок горячего водоснабжения и других
целей.
Известная температура внутренней и внешней поверхностей верхней части топки толщиной полдюйма
составляла 3790 °F.
и 3710 °F соответственно, при температуре воды 3500 °F. Температура дымовых газов в тот момент
составляла 15000 °F. Это падение температуры между 15000 и 3790 °F было результатом образования
пленки инертных газов, которые всегда скапливаются на поверхности, контактирующей с горячими газами или
пламенем.
Таким образом, представляется, что одним из главных препятствий для передачи тепла от пламени к
нагреваемой жидкости является наличие пленки инертного газа, которая скапливается на поверхности печной
плиты или трубы котла, контактирующей с пламенем. В системе с подводным пламенем температура от
пламени передается нагреваемому материалу за счет прохождения мельчайших пузырьков раскаленного газа
через жидкость, причем суммарная сферическая поверхность этих пузырьков обеспечивает достаточную
площадь для полной передачи температуры газа нагреваемой среде. Преимущество заключается в быстрой
передаче тепла от продуктов сгорания к расплавленному металлу путем контакта последнего с огневой
стороной плиты или трубы печи в парогенераторе или котле, и таким образом устраняется высокопрочная
газовая пленка. [Цена 11-1] Поскольку коэффициент теплопередачи зависит от разницы температур,
вышеуказанным способом он достигает своего максимума.
Согласно данному изобретению, способ кипячения или повышения температуры воды и других жидкостей
заключается в нагревании до расплавленного состояния свинца или другого подходящего металла, сплава
или материала, способного стать жидким под воздействием тепла, с целью передачи тепла расплавленного
металла или подобного вещества воде или другой жидкости без прямого контакта расплавленного металла с
водой или подобным веществом, а также в обеспечении отвода или удаления продуктов сгорания и пара.
Кроме того, продукты сгорания могут быть с пользой использованы для предварительного нагрева воды или
другой жидкости, которая впоследствии будет нагрета, вскипячена или выпарена. Устройство для
осуществления описанного выше способа включает в себя закрытую емкость или камеру для хранения
металла или подобного материала, подлежащего плавлению, средства для нагрева указанной емкости или ее
содержимого, средства для отвода или выпуска продуктов сгорания, котел или емкость для воды или другой
жидкости, причем указанный котел полностью или частично окружает или находится внутри емкости с
расплавленным металлом, и средства для выпуска или выхода пара или паров.
Согласно одной из простых конструкций, емкость для расплавленного металла снабжена 80 вертикальным
трубчатым устройством, нижняя часть которого образует камеру сгорания, а верхняя часть — переливную
трубу или водослив для расплавленного металла, причем указанная камера открыта сверху, а также 85
открыта снизу или закрыта снизу и снабжена боковыми отверстиями.
Погружная горелка соответствующим образом выступает в камеру сгорания, и газы или продукты сгорания,
поднимаясь через расплавленный металл, уносят с собой или выталкивают вверх расплавленный металл,
который затем переливается через переливное отверстие или водослив и способствует или создает очень
активную циркуляцию расплавленного металла. Для облегчения перелива сверху устанавливается колпак,
дефлектор или зонтичное устройство, предпочтительно расположенное концентрично переливной трубе.
Погружная горелка удобно устанавливается регулируемым и газонепроницаемым способом в трубе или
корпусе горелки, предпочтительно в верхней части камеры сгорания или являясь ее частью, и горелка, труба
или корпус горелки соответствующим образом снабжены рядом эластичных колец или уплотнительного
материала, установленного в канавках или иным образом для предотвращения утечки тепла или продуктов
сгорания. Если трубка горелки или корпус также проходят через кожух или аналогичный элемент котла, они
также снабжены уплотнительным или герметизирующим материалом для предотвращения утечки пара или
паров.
Погружная горелка также предпочтительно снабжена средствами для ее опускания и подъема в горелку и/или
камеру сгорания, а также из нее. Внутренняя или внешняя стенка камеры сгорания снабжена снаружи или
изнутри несколькими вертикальными или приблизительно вертикальными ребрами и/или каналами для
проведения и распределения тепла к жидкости в котле, а также для направления, более или менее
независимо друг от друга, нисходящих и/или восходящих потоков расплавленного металла или подобного
вещества. Газы, образующиеся в результате сгорания, могут выводиться в атмосферу или направляться в
теплосберегающий теплообменник или водонагреватель для предварительного нагрева воды или другой
жидкости, которая впоследствии будет нагрета, вскипячена или выпарена, либо отработанное тепло,
выделяемое указанными газами, может быть использовано любым другим подходящим способом. Очевидно,
что пар или испарение, образующиеся в результате сгорания топлива, не требуются для обеспечения работы
двигателя или для других целей, а также могут использоваться в теплогенераторе или иным образом.
Другая конструкция аппарата i55 включает в себя более или менее цилиндрический котел, куполообразный,
изогнутый или частично сферический сверху и снизу, с осевым фланцевым отверстием снизу для соединения
с трубой, идущей от источника или источника питания 6(0), в качестве теплообменника или предварительного
нагревателя.
Котел удобно выполнен из трех частей, каждая из которых снабжена перфорированными фланцами или
аналогичными элементами для соединения болтами. Нижняя часть составляет примерно две трети всей
конструкции и снабжена снизу перфорированным фланцем, рядом выступов или подобными элементами для
крепления к фундаменту. При желании диаметр верхней части этой части котла может быть немного
увеличен. Центральная часть котла имеет цилиндрическую форму, снабжена на каждом конце
перфорированными фланцами, боковым люком или люками для удаления и сбора шлака, крышкой люка 75
или крышками для закрытия люка или люков и воздуховодом для отвода продуктов сгорания. Указанная
средняя часть дополнительно снабжена промежуточным гнездом, открытым сверху, частично концентричным
с нижней частью котла и изогнутым или частично сферическим в нижней части, где оно снабжено отверстием,
которое, предпочтительно, имеет резьбу для установки пробки. Эта промежуточная часть средней или
центральной части также снабжена центральной верхней трубчатой частью, образующей корпус горелки,
свисающим перевернутым желобообразным фланцем, образующим дефлектор или зонтичное устройство, и,
над ним, кольцевым каналом, открытым снизу, в котором собираются продукты сгорания, а из которого
последние выходят через другой патрубок или канал, снабженный перфорированным фланцем для
соединения с дымоходной трубой.
Нижняя часть промежуточной части образует внутреннюю стенку или часть котла и наружную стенку емкости
для хранения расплавленного металла, она простирается до уровня, близкого к дну котла, и снабжена
внутренней эргономичной или трубчатой частью, концентричной с наружной оболочкой котла. Эта внутренняя
трубчатая часть диаметром 105 мм соединена через определенные интервалы радиальными перегородками,
или же промежуточная часть может состоять из ряда вертикальных каналов, расположенных радиально
вокруг внутренней трубчатой части. Последний открыт снизу в промежуточную часть, или, если внутренняя
трубчатая часть снабжена вертикальными каналами, последние изогнуты внутрь и соединены снизу с
внутренней трубчатой частью. Ребра или каналы, как правило, отходят от верхней части внутренней трубки
или камеры сгорания, которая предназначена для приема погруженной горелки, выступающей вниз в нее, а
верхняя часть указанной камеры сгорания под зонтикообразным устройством имеет закругленную или
расширенную форму и служит переливным отверстием.
Трубка горелки проходит непосредственно под зонтикообразным устройством или может простираться
дальше вниз. Третья, верхняя часть включает в себя перфорированную по центру куполообразную, изогнутую
или частично сферическую крышку, имеющую фланцы для соединения с центральной частью болтами или
иным способом по внешней 130 265,253 периферии, а также вблизи внутренней периферии. Непосредственно
над зонтикообразным устройством расположен кольцевой канал или трубопровод с боковым выходным
отверстием для отвода пара. Стенка, окружающая этот кольцевой трубопровод, образует вместе с
куполообразной верхней частью центральной части паровое пространство, открытое в трубопровод для
отвода пара. Для центрирования горелки трубчатая камера сгорания может быть снабжена радиально
выступающими внутрь ребрами.
Согласно одному из вариантов модификации, трубопроводы для продуктов сгорания и пара выполнены в
средней или центральной части котла, вместо того чтобы один располагался в средней части, а другой — в
верхней.
При желании верхняя часть может быть соединена со средней частью с помощью шарнирного соединения
типа «штифт-гнездо» и шарнирных болтов и гаек вместо неподвижных шпилек, болтов или шпилек.
Котел соответствующим образом окружен кирпичной кладкой или другим непроводящим тепло материалом, а
горелка соединена в верхней части с винтом, зацепляющимся за гайку, соединенную с зубчатым колесом,
вращающимся в подшипнике, но не способным перемещаться в осевом направлении. Этот подшипник
установлен концентрично центральной оси котла на боковом выступе в верхней части стойки, надлежащим
образом прикрепленной болтами к фланцу или плоской поверхности в верхней части котла. Эта стойка
выполнена полой и снабжена подшипниками сверху и снизу для вала, на верхнем конце которого
расположено второе зубчатое колесо, зацепляющееся с первым зубчатым колесом.
Нижний конец вала снабжен зубчатым колесом, взаимодействующим со вторым зубчатым колесом,
закрепленным на одном конце короткого горизонтального вала, установленного в подшипниках у основания
подставки; другой конец вала снабжен маховиком или рукояткой, которая при вращении в одном или другом
направлении приводит к погружению горелки в расплавленный металл или к ее извлечению из него, в
зависимости от ситуации.
Датировано 5 сентября 1925 года.
JENSEN & SON, 77, Chancery Lane, Лондон, W.C. 2, дипломированные патентные поверенные.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ и средство для кипячения или повышения температуры воды и других жидкостей.
Мы, Сесил Фезерстоун Хэммонд и Уильям Шеклтон, оба из №.
28, Истцы, проживающие по адресу: Виктория-стрит, Вестминстер, Лондон, юго-запад 1, и оба гражданина
Великобритании настоящим заявляют о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к новому или усовершенствованному способу нагрева воды и других
жидкостей с помощью горелки с погружным пламенем, причем указанный способ применим для генерации
пара, кипения, испарения или подобных операций, а также для простых операций нагрева, которые могут
потребоваться в системах отопления и других установках. При использовании горелки с погружным пламенем
это возможно! Крайне желательно защитить нагреваемую жидкость или ее пары от загрязнения продуктами
сгорания. И в любом случае важно обеспечить наиболее эффективную передачу тепла от погруженного
пламени к нагреваемой жидкости.
Когда нагрев жидкости происходит через металлическую стенку или перегородку, и сравнительно холодная
жидкость находится в непосредственном контакте с такой стенкой, 85 температура поверхности этой
металлической стенки, контактирующей с источником тепла, будь то горячие газы или огонь, в значительной
степени определяется температурой сравнительно холодной жидкости, лежащей 90 на другой поверхности.
В обычной практике установлено, что эта температура не более чем на 5 °C выше температуры
вышеупомянутой жидкости. 95 Наличие этой холодной поверхности охлаждает горячие газы и образует на них
охлажденную застойную газовую пленку, которая препятствует потоку тепла через перегородку и, по сути,
образует сильно изолирующую поверхность. Установлено, что если общее сопротивление теплопередаче
системы газ-металл-жидкость обозначено цифрой 100, то сопротивление одной только газовой пленки может
быть равно 10; в этом случае оно обозначается цифрой 95, а оставшаяся часть представляет собой
сопротивление самого металла и границы раздела между металлом и нагреваемой жидкостью. 110 Именно
наличие этой застойной пленки 4 26.5,253 в значительной степени определяет конструкцию всех тепловых
установок, в которых используются перегородки для отделения источника тепла от нагреваемого вещества.
Из работ Осборна Рейнольдса известно, что сопротивление этой пленки можно уменьшить, заставляя горячие
газы проходить с высокой скоростью над поверхностью перегородки, то есть количество тепла,
передаваемого через систему газ-металл-жидкость, является функцией скорости, откуда он вывел формулу H
= A + Bvpt, где I — количество тепла, передаваемого на единицу площади, v — скорость нагретых газов или
пламени, p — плотность таких газов, а t — температура, причем A и B являются константами, зависящими от
типа используемого оборудования.
Иными словами, чем быстрее газы обтекают поверхность, тем сильнее тенденция к отслаиванию или отрыву
инертной пленки от поверхности и ее скатыванию в основной поток, что приводит к уменьшению толщины
пленки.
Снижение сопротивления пленки и, как следствие, увеличение значения коэффициента проводимости K
таким способом имеет ограничения в своем практическом применении. Мы обнаружили, что для этой цели
наиболее выгодно может быть применен другой метод, и этот метод является одной из особенностей нашего
изобретения.
Мы экспериментально доказали, что количество тепла, передаваемого на единицу площади при одинаковых
условиях температуры и скорости, больше через медную трубу с толщиной стенки 31,2 дюйма, чем через
аналогичную трубу с толщиной стенки всего 1,1 дюйма.
Из этого можно сделать вывод, что сопротивление пленки обратно пропорционально ее температуре.
Для повышения температуры пленки между пластиной или перегородкой и контактирующими с ней горячими
газами необходимо поддерживать температуру самой перегородки; это невозможно сделать, когда
перегородка или пластина находятся в непосредственном контакте с нагреваемой жидкостью. Для устранения
охлаждающего эффекта жидкости в качестве теплоносителя используется вторичная среда, которая
позволяет повысить температуру пленки, контактирующей с огнем, что обеспечивает поступление большего
количества тепла в перегородку. После того как тепло проникает в тело перегородки, оно легко отводится со
стороны жидкости из-за отсутствия газовых пленок. Было установлено, что задержек внутри стенки медной
трубки 31/211 сами по себе были достаточны для повышения температуры газовой пленки и, как следствие,
увеличения теплопередачи.
Согласно данному изобретению, основная стенка или перегородка отделена от горячих газов путем
размещения ванны с расплавленным металлом или другим жидким или легкоплавким материалом или
массой, причем горячие газы 70 образуются из продуктов сгорания горелки, погруженной ниже поверхности
жидкости или расплавленной массы.
Тепло от продуктов сгорания сначала передается жидкой или расплавленной массе, а затем через
перегородку или ограничивающую стенку к нагреваемой жидкости.
Мелкое разделение газов на составляющие обеспечивает значительно увеличенную площадь контакта между
ними и расплавленной массой, которая затем беспрепятственно передает тепло к удерживающей стенке, не
встречая препятствий в виде газовой пленки. Пленка интерфейса сравнительно несущественна. При этом
методе температура поверхности стенки или перегородки, контактирующей с нагреваемой жидкостью, не
определяется точно температурой этой жидкости, а достигает практически той же температуры, что и
расплавленная масса, от которой она получает тепло, поскольку скорость передачи тепла на градус разницы
температур больше, чем скорость его отвода, так как пленка инертного газа заменена высокопроводящей
средой, например, расплавленным металлом.
Благодаря использованию перегородки 100 между расплавленной массой и нагретой жидкостью, продукты
сгорания пламени горелки, погруженные в расплавленную массу, предотвращаются от контакта с нагретой
жидкостью или 105 с парами или испарениями, испаряющимися из этой жидкости. Кроме того, давление
подачи топлива и воздуха зависит только от погружения сопла горелки в расплавленную массу и совершенно
не зависит от давления, создаваемого в отдельной камере, содержащей указанную жидкость и ее пары.
В известном способе применения горелки с погружным пламенем для нагрева 11.
При нагревании жидкостей или пара обнаруживается, что прямой контакт пламени с нагреваемым веществом
сопряжен со многими недостатками. Например, CO2, содержащийся в продуктах сгорания, при смешивании
120 с паром, имеет тенденцию вызывать коррозию оборудования, в которое подается смесь. Кроме того,
любая сера, присутствующая в топливе, окисляется до серной кислоты и постепенно накапливается в емкости
125, поэтому необходимо предусмотреть средства для нейтрализации этой кислоты по мере ее образования.
Помимо этого загрязнения, необходимо предотвратить смешивание продуктов сгорания с паром 130 4 265,253
накипи аппарата, показанного на рисунке 5, но установленного на опорах и оснащенного механизмом подъема
и опускания горелки.
Обращаясь к рисункам 1–4 из 70 чертежей, следует отметить, что корпус парогенератора или
нагревательного котла состоит из трех наложенных друг на друга частей a, b и c. Нижняя часть a слегка
расширена в диаметре сверху за счет образования расширяющейся части d 75, которая имеет фланец для
крепления болтами средней части b. В нижней части детали а имеется центральное отверстие e для подачи
воды или другой жидкости, подлежащей нагреву, и указанное дно 80 имеет соответствующую форму f для
привинчивания подающей трубы или соединения. От части b подвешена камера для хранения
расплавленного материала, которая включает в себя цилиндрическую верхнюю часть 85 g и нижнюю часть,
состоящую из ряда вертикальных каналов h, окружающих вертикальную и центральную циркуляционную
трубку j. Верхний конец трубки j выступает вверх в корпус g выше уровня верхних концов воздуховодов it, а
нижние концы воздуховодов h открываются в нижнюю часть трубки j через отверстия k. Нижний конец трубки j
закрыт поддоном под углом 95°, в который ввинчивается пробка 1, которая может быть снята для отвода
расплавленного материала при необходимости.
Верхняя часть цилиндрического корпуса g образована куполообразной частью vi и кольцевым кожухом n,
последний поддерживает центральную вертикальную трубчатую часть o, нижний конец которой снабжен
кольцевым дефлектором p. Корпусная часть g может быть выполнена в виде цельного элемента l15 с
оболочкой b, соединенной с последней посредством ребер q.
Однако следует понимать, что в отношении изобретения, описанные выше части, являющиеся единым
целым, могут быть изготовлены из отдельных частей, надлежащим образом соединенных между собой.
Кольцевое пространство между деталями b и g закрыто верхней частью оболочки c, которая прикручена
болтами к детали b или закреплена 115 подходящими крепежными элементами. Трубка o служит
направляющей и держателем для горелки 7, которая оснащена соответствующими уплотнительными
кольцами s, предотвращающими утечку тепла и газов, и позволяющими при этом регулировать положение
горелки r вверх и вниз. Уплотнительные кольца могут быть вставлены в пазы, образованные в корпусе
горелки. Как видно из сравнения рисунков 1 и 2, каналы h разделены пространствами, к которым вода,
поступающая в кожух части a, имеет доступ с целью обеспечения эффективного теплообмена.
Эксплуатация этих частей на данный момент составляет 130 единиц везде, где требуется чистый пар,
например, для всех конденсационных машин и многих химических процессов.
В случаях, когда для выработки пара в котле в энергетических целях используется горелка с погружным
пламенем, необходимо сжимать воздух и (если он находится в газообразном состоянии) топливо до давления,
соответствующего давлению смеси пара и продуктов сгорания внутри котла.
Если такая смесь используется не в энергетических целях, энергия, поглощенная при сжатии воздуха и
топлива, полностью теряется.
- 15. При использовании горелки с погружным пламенем в соответствии с этими усовершенствованиями
давление, необходимое для подачи воздуха и топлива в горелку, не зависит от давления пара в камере
сгорания котла.
В аппарате для осуществления данного метода погружная горелка расположена таким образом, чтобы
способствовать циркуляции расплавленной массы. Кроме того, предусмотрено разделительное и
собирающее устройство с отводным патрубком для удаления газов сгорания из камеры, содержащей
расплавленную массу.
Наконец, поток или циркуляция нагреваемой жидкости предпочтительно организована таким образом, чтобы
она шла в противотоке по отношению к циркулирующему потоку расплавленного материала, при этом
теплообмен улучшается за счет использования соответствующих теплообменных элементов, как будет
объяснено далее.
Для облегчения понимания изобретения приводятся прилагаемые чертежи, иллюстрирующие два примера
практической конструкции: на чертеже 1 показан вертикальный разрез по линии X-X на чертеже 2,
иллюстрирующий одну из конструкций нагревателя или котла, в котором тепло расплавленной массы
передается жидкости, находящейся в камере, окружающей камеру, содержащую расплавленную массу.
Рисунок 2 в верхнем квадранте представляет собой горизонтальное сечение по линии II-II рисунка 1, а в
нижнем квадранте — нерегулярное горизонтальное сечение по линии IV-IV рисунка 3.
На рисунке 3 представлен вертикальный разрез верхней части аппарата, плоскость которого обозначена
линией III-III на рисунке 2.
На рисунке 4 представлен увеличенный масштаб аппарата, показанного на рисунках 1–3, но с
установленными опорами u-Pon и оснащенного механизмом подъема и опускания горелки.
На рисунке 5 представлен вертикальный разрез верхней части слегка модифицированной конструкции.
(65 Рисунок 6 представляет собой увеличенную версию g, меньшую -5 265,253 265,253, описанную
следующим образом: Камера g, h, j снабжена зарядом свинца или другого плавкого материала, и когда он
расплавляется под воздействием тепла от горелки r, уровень расплавленной ванны может соответствовать
уровню, указанному линией Y-Y на рисунке 1. Благодаря центральному нагреву горелкой r и циркуляционной
трубкой j, и особенно когда сопло горелки и ее пламя погружены, как показано на рисунке, так что продукты
сгорания горелки разжигают столб расплавленной массы в трубке j, усиливается циркуляция расплавленной
массы, в результате чего в трубке j образуется восходящий поток и происходит перелив через верхний край ft
этой трубки. Кроме того, происходит опускание расплавленной массы по каналам 7, при этом охлажденный
материал проходит из этих каналов через отверстия k и попадает в трубу j, где подвергается воздействию
пламени горелки. Если аппарат используется в качестве парогенератора, вода подается через входное
отверстие e и поднимается внутри кожуха a и контактирует с нагретыми каналами h.
Образовавшийся таким образом пар поднимается в купол крышки c и отводится через паропровод,
прикрепленный болтами к коленчатому соединению u на крышке c, как показано на рисунке 1.
Восходящий поток воды и пара внутри оболочки части а противодействует нисходящему потоку
расплавленного свинца или подобного вещества внутри каналов h.
3,5 Средство для отвода продуктов сгорания включает в себя изогнутый канал ul, проходящий через
цилиндрическую стенку оболочки b и направленный вверх к колпаку n камеры g. Газы сгорания поднимаются и
отделяются от восходящего потока расплавленного материала, проходя вверх к вытяжному колпаку, где их
перехват дефлектором приводит к тому, что в ванну или массу сбрасываются брызги или частицы свинца или
расплавленного материала. Газы выходят из вытяжного шкафа через воздуховод, из которого они могут быть
отведены к экономайзеру или другому подходящему устройству или месту. Пар, образующийся в аппарате,
может использоваться для выработки электроэнергии, отопления или других полезных целей.
Для обеспечения эффективной циркуляции расплавленного материала, особенно при использовании свинца,
на уровне Y-Y предусмотрено смотровое отверстие, обычно закрываемое пробкой. В любое подходящее
время смотровое отверстие можно открыть, и шлак или примеси можно слить или удалить граблями через это
отверстие, как будет легко понять.
Обращаясь к рисунку 4, видно, что устройство установлено на соответствующих опорах или колоннах wv,
изогнутый воздуховод x прикреплен болтами к нижней части корпуса a и предназначен для соединения с
водопроводом. На крышке c установлена колонна y, верхний конец которой загнут и снабжен гайкой z, которая
вращается, но не может быть перемещена в конце в подшипнике на конце загнутой колонны. Горелка А
подвешена на винте, затянутом в гайку, и соответствующим образом защищена от вращения. На рисунке 4
показаны газовые и воздушные соединения 1 и 2 для горелки p. К гайке z прикреплено зубчатое колесо 3,
зацепляющееся с зубчатым колесом 4 в головке вертикального вала, расположенного вдоль колонны y; этот
вал 80) приводится в движение через коническую зубчатую передачу, невидимую для маховика 5.
Естественно, можно было бы адаптировать и другие механизмы для подъема и опускания горелки r. 85
Согласно модификации, показанной на рисунке 5, верхняя крышка c на рисунке 1 отсутствует, а открытая
верхняя часть оболочки b7) закрывается колпаком ml на трубке ol.
Капот n1 под углом 90 градусов не привинчивается к детали b, а крепится с помощью соответствующих
шарнирных крепежных устройств 6, при этом в точке v2 образовано соединение типа "шпатель-гнездо". В
данной модификации как пароотводное соединение tl 95, так и выходное отверстие для продуктов сгорания u.
выполнены на части корпуса b, а вход таких продуктов в выходное соединение ul' защищен изогнутым вверх
дефлектором 7, который l) является дополнительной мерой предосторожности против попадания
расплавленного материала с газами сгорания в выходное отверстие. Как и в конструкции, описанной со
Соседние файлы в папке патенты