Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11165
.pdf
Затем брикеты помещают в сушильную печь или топку, где поддерживается температура, например, от 200 до
350 градусов по Фаренгейту.
В редких случаях температура достигает 500 °F (около 260 °C), после чего брикеты обжигаются в течение
30-60 минут, в зависимости от содержания летучих веществ, выделяющих дым, и с целью преобразования
этой пропорции связующих веществ, таких как битум, присутствующих в угле или добавленных к нему, в
желаемые связующие компоненты.
В этом случае предпочтительно предварительно выдержать брикеты, подержав их в течение 2-6 дней перед
использованием, чтобы они затвердели.
Дата: 28 октября 1932 года.
У. П. Томпсон и Ко.
12, Черч-стрит, Ливерпуль. Дипломированные и зарегистрированные патентные поверенные.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Относится к производству топливных брикетов из углеродистых материалов.
Я, Артран А. Робертс, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: Империал Хаус,
Кингсуэй, Лондон, Западная Каролина 2, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе
его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в производстве искусственного топлива в виде
блоков или брикетов из углеродсодержащих материалов, таких как уголь, кокс, древесные опилки, дубильная
кора, торф, лигнит, антрацит, углеродсодержащие остатки и подобные материалы.
Целью данного изобретения является производство брикетов, способных гореть исключительно в условиях
искусственной тяги, из тех же смесей измельченного угля, из которых можно изготавливать брикеты для
бытового использования, то есть сжигать их в условиях естественной тяги. Разумеется, очевидно, что
брикеты, предназначенные для бытового использования, не подходят для использования с системами
принудительной тяги, поскольку они слишком быстро сгорают и склонны к образованию шлака.
В описаниях патентов №№...
16,500 В 1909 году, в 1910 году (10 550), 1911 году (14 841), 1914 году (20 679), 1915 году (5019), 148 115 и 372
282 годах предлагаются различные меры давления для применения к порошкообразному углю или смесям
порошкообразного угля, варьирующиеся от 125 кг на квадратный сантиметр до пятнадцати тонн на
квадратный дюйм. Патентные заявки № 20679 от 1914 года и
148,115 можно предположить, что полученный брикет пригоден для принудительной тяги или обладает
свойствами горного угля.
Однако целью данного изобретения является не достижение возможности брикетирования угля для
одноразового использования, а изготовление 85 брикетов, пригодных для использования с принудительной
тягой из той же угольной смеси, которые также могут быть изготовлены в виде брикетов для бытового
использования.
Согласно данному изобретению, измельченный уголь или другая углеродистая смесь, способная к
брикетированию и сжиганию на открытом воздухе, то есть в бытовых решетках, подвергается формовочному
давлению, превышающему 4000 фунтов на квадратный дюйм, причем это давление достаточно высокое,
чтобы предотвратить сгорание полученного брикета, за исключением условий принудительной тяги.
В некоторых случаях может применяться давление, превышающее 2500 000 фунтов на квадратный дюйм, при
условии, что такое давление прикладывается в течение периода, превышающего 1/16 секунды.
Коммерческий гидравлический цемент является полезным связующим веществом, используемым в
пропорциях, не превышающих 5% от общей массы углеродистого материала. Цемент не является строго
инертным связующим веществом, поскольку содержит оксид кислоты, но, очевидно, можно внести улучшения,
увеличив содержание в нем оксида кислоты.
Битум, известный под торговой маркой Mexphlialt, с пенетрацией 40-50, предпочтительно в виде эмульсии,
также может использоваться в качестве связующего материала совместно с цементом в пропорциях, не
превышающих 7% по весу от общего веса углеродистого материала.
В дополнение к вышеуказанному связующему материалу может быть добавлен ускоритель горения или
воспламенения, такой как борная кислота.
Например, если необходимо определить пропорции и ингредиенты брикетной смеси, а также другие факторы,
такие как размер угольных гранул, давление формования, температура обжига и тому подобное, чтобы
получить брикет, удовлетворительно горящий при нормальной тяге, и при этом нежелательно производить
брикеты из одного и того же углеродистого материала, но чтобы они удовлетворительно горели при
различных условиях тяги, например, в печи медленного горения; поскольку теперь присутствует более
глубокий слой горения и доступна большая скорость воздуха или искусственная тяга, давление формования
необходимо увеличить, чтобы избежать слишком быстрого сгорания брикета, хотя при этом нежелательно
снижать интенсивность нагрева.
Для обеспечения более плотной брикетной массы в условиях повышенной тяги, помимо увеличения давления
формования, желательно добавить большую долю битума или подобного связующего вещества,
замедляющего горение, а также немного больше ускорителя горения для восстановления активности огня или
компенсации температурного воздействия добавленного замедлителя горения. Если битум отсутствует в
качестве связующего вещества, добавление дополнительных ускорителей, достаточных для обеспечения его
эффективности, может быть необязательным, поскольку они, возможно, уже присутствуют в выбранном
цементе.
В качестве еще одного примера можно привести ситуацию, когда может возникнуть необходимость в
производстве брикетов для усиления искусственной тяги, известной как принудительная тяга, из того же
исходного углеродистого материала, поскольку теперь присутствует еще более глубокий слой горения и в
огонь подается еще большая скорость воздуха. В этом случае необходимо прикладывать большее давление
при формовании, а также желательно добавлять больший процент замедлителя горения, такого как цемент
или битум; однако в таком случае добавление дополнительного процента окислителя может быть
необязательным ввиду более высокой скорости воздуха, а в некоторых случаях его можно даже уменьшить.
Поскольку углеродистый материал обладает некоторой эластичностью, было установлено, что свойства
формованного брикета будут зависеть также от способа приложения давления к формуемой массе.
В случае прямоугольного брикета очевидно, что существует шесть граней, к которым можно одновременно
прикладывать давление формования, или к любой из них за один раз, при этом остальные грани
поддерживаются жесткими стенками формы. 7. Мягкий брикет — это брикет, пригодный для использования в
открытой колосниковой решетке со свободным доступом воздуха; рассыпчатый брикет — для использования
в системах центрального отопления с принудительной или искусственной тягой; твердый брикет — для
работы в локомотивах; очень твердый брикет — для печей с принудительной тягой.
Также было признано желательным обеспечить выдержку приложенного давления, то есть, скажем,
прикладывать давление в течение определенного периода времени, причем период выдержки варьируется в
зависимости от твердости производимого брикета.
Приводится ссылка на диаграмму, сопровождающую предварительную спецификацию, в которой: A B —
степень твердости рифленого металла; A C — период выдержки в 1/20-х годах второй кривой; 3M — для
давления формования 90 2500 фунтов на квадратный дюйм.
Кривая X предназначена для давления формования 3000 фунтов на квадратный дюйм.
Кривая O соответствует давлению формования 4000 фунтов на квадратный дюйм. 95 Кривая P соответствует
давлению формования 5000 фунтов на квадратный дюйм.
Кривая Q рассчитана на давление формования 60 (100 фунтов на квадратный дюйм).
В данном примере на брикет в формовочном прессе воздействует постоянное давление, создаваемое с трех
или более сторон.
Брикет, изготовленный для использования в открытой колосниковой решетке (бытового назначения) из
антрацитового угля, измельченного до просеивания через сито с размером ячейки 30 меш и линейное сито с
размером ячейки 105 дюймов, будет, например, содержать 3% цемента, 1% битума с пенетрацией 40/50, 0%
борной кислоты (или вместо борной кислоты - 1% хлорида натрия, 10% хлорида калия, ?). 0,0% хлорида
ария), 10% крахмала в качестве эмульгатора битума; 8%, воды для распределения добавленного материала
описанным выше способом, и он формовал при давлении 4000 фунтов на квадратный дюйм. 115 При
измельчении того же угля до размера частиц 30 меш (линейный дюйм) для брикетов в печи медленного
сгорания желательно уменьшить количество добавляемого цемента до 21 унции и увеличить количество
органического материала (битума) до 1 унции. %, при этом количество воды остается тем же, как и
добавленные соли, и теперь потребуется увеличить давление формования до 5000 фунтов на квадратный
дюйм.
Изучение диаграммы покажет, что можно использовать меньшее давление, например, 2500 фунтов на
квадратный дюйм, с выдержкой в течение одной шестой секунды. 13 4.14,6T2 414,672 Снова используя тот же
антрацитовый уголь, измельченный до размера частиц 30 меш на линейном дюймовом сите, и учитывая, что
необходимо получить брикет для условий принудительной тяги при сжигании, целесообразно добавить 4%
цемента, 1% битума, уменьшить содержание воды до 7%, оставить процентное содержание добавленных
солей неизменным и увеличить давление формования до 8000 фунтов на квадратный дюйм.
Однако, если взять сухой паровой уголь в качестве углеродистого материала, измельченного до размера
частиц 30 меш на линейный дюйм, и для сжигания на открытой колосниковой решетке требуется брикет, то
желательно добавить 3% цемента, 1% битума, 1% борной кислоты, 1% хлорида калия, 1% крахмала в
качестве эмульсии, 8% воды в качестве распределительного агента и использовать давление формования
5000 фунтов на квадратный дюйм.
При использовании того же сухого парового угля аналогичного размера и необходимости приготовления
брикетов для печей медленного горения применяются те же переменные факторы, за исключением того, что
10% хлорида калия заменено 1М хлоридом натрия, а давление формования увеличено до 6000 фунтов на
квадратный дюйм.
Если для изготовления брикета, пригодного для условий принудительной тяги, снова использовать
углеродистый материал, сухой паровой уголь, то желательно добавить 31% цемента, 1% битума, 1% борной
кислоты, 1% хлорида натрия, 2% крахмала, 7% воды в качестве распределительного агента и использовать
давление формования 8000 фунтов на квадратный дюйм.
Для производства брикетов для колосниковых решеток из коксующегося угля, такого как уголь Кент,
измельченного до размера частиц 30 меш на линейный дюйм, потребуется, например, 5% цемента, 1%
битума, 3% борной кислоты, 1% хлорида натрия, 1% крахмала, 8% воды в качестве распределительного
агента и давление формования 7000 фунтов на квадратный дюйм.
При использовании принудительной тяги и того же кентского угля, измельченного до размера частиц 30 меш
на линейном дюймовом сите, указанные выше факторы могут оставаться аналогичными, за исключением
увеличения, согласно изобретению, давления формования до 9000 фунтов на квадратный дюйм.
При производстве брикетов связующее вещество, например цемент, смешивают в сухом виде примерно с
10% углеродистого материала, такого как молотый уголь или кокс. Эта часть общей массы затем немедленно
смешивается с оставшимся порошкообразным углеродистым материалом. Затем ускоряющий агент, такой как
хлорид калия, и добавленная вода предпочтительно впрыскиваются в материал с помощью сухого пара,
после чего материал поступает в мокрый смеситель. Затем материал готов к формовочному прессу, который
может иметь любую известную форму и быть отрегулирован для обеспечения желаемого давления
формования в соответствии с последующим применением топлива, количеством используемой воды и, кроме
того, размером зерна углеродистого материала. 75 С момента контакта жидкого носителя с карбонатным
материалом до момента завершения брикетирования под прессом, период времени не должен превышать
начальное время схватывания текучего цемента или начало химических реакций, влияющих на сцепление,
или и то, и другое.
Затем брикеты помещают в сушильную печь или топку, где поддерживается температура, например, от 200 до
350 градусов по Фаренгейту.
В редких случаях температура достигает 500 °F (около 260 °C), после чего брикеты обжигаются в течение
30-60 минут, в зависимости от содержания летучих веществ, выделяющих дым, и с целью преобразования
этой пропорции связующих агентов, таких как битум, присутствующих в угле или добавленных к нему, в
желаемые связующие компоненты.
В таком случае предпочтительнее будет предварительно выдержать 95 брикетов в течение 2–6 дней перед
использованием, чтобы ускорить их затвердевание.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_414673.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=414673&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB414673A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): ноябрь. 10, 1931.
414,673 v |, Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): ноябрь. 8, 1932. № 31,478/ 32.
Завершено: август. 8, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствование методов эксплуатации парогенераторов.
Мы, B.AiCOCK & WILCOX LiMITED, британская компания, расположенная по адресу: Babcock House,
Farringdon Street, London, E.C.4 (правопреемники Джеймса Флетчимера, гражданина Соединенных Штатов
Америки, проживающего по адресу: 24, Brentwood Avenue, West New Brighton, County of Richmond, New York,
United States of America, и Пола С. Дики, гражданина Соединенных Штатов Америки, проживающего по
адресу: 3813, Euclid Avenue, Cleveland). Я, жители штата Огайо (округ Куяхога, Соединенные Штаты Америки),
настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ его осуществления будут подробно описаны
и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к парогенератору, имеющему проходной жидкостный трубопровод,
принимающий жидкость на одном конце и нагреваемый элементами сгорания для подачи перегретого пара на
другом конце, и касается способа и средств управления таким парогенератором, позволяющих
контролировать качество и количество пара, выходящего из генератора.
Как правило, это устройство обеспечивает автоматическое регулирование пара, вырабатываемого в
парогенераторах высокого давления, в соответствии с потребностью в паре, посредством взаимосвязанных
элементов управления, таких как управление подачей жидкости и топлива и/или воздуха, а также
обеспечивает точное регулирование посредством управления, зависящего от условий в некоторой
промежуточной точке.
Разумеется, также известно, что подача пара в печь регулируется в соответствии с потребностями с помощью
неавтоматических и независимых средств регулирования подачи и тяги в топку, как показано в спецификации
№ 382731.
Способ в соответствии с изобретением включает обеспечение подачи жидкости в трубопровод по большей
части его длины с полным переходом в парообразное состояние в промежуточной точке потока и перегревом
в части за последним, установление путем ручного управления в зависимости от показаний пары смежных
независимых индикаторов (отображающих скорость притока жидкости и скорость оттока пара) постоянной
скорости притока жидкости, эквивалентной скорости оттока пара, определение с помощью ряда 55 элементов
регистрации температуры, расположенных в разных частях длины трубопровода, и отображение на ряде
индикаторов отношения длины трубопровода, занятой жидкостью, к длине трубопровода, занятой паром, и
изменение путем ручного управления скорости притока жидкости, когда отношение длины трубопровода,
занятой жидкостью, к длине трубопровода, занятой паром, отклоняется от желаемого отношения в любом
направлении, чтобы восстановить такое желаемое отношение.
Усовершенствованное устройство включает в себя, помимо насоса с электроприводом, прокачивающего
жидкость через трубопровод, и средств регулирования сгорания в печи, обеспечивающих подачу жидкости в
трубопровод по большей части его длины с полным переходом в парообразное состояние в промежуточной
точке потока и перегревом в части за последней, 75 независимых измерительных устройств и связанных с
ними независимых индикаторов, указывающих соответственно скорость притока жидкости и скорость оттока
пара, реостат для управления двигателем, приводящим в действие насос, и, следовательно, подачу насоса, а
также множество элементов регистрации температуры, расположенных в разных частях трубопровода, и ряд
связанных с ними индикаторов. 8 На прилагаемых чертежах изображено оборудование, используемое для
осуществления данного метода:
На фиг. 1 показан боковой разрез парогенератора, объединенного с необходимым оборудованием для
регулирования его работы в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 2 показан боковой разрез
элементов, составляющих сам парогенератор:
Рис. 3 представляет собой сечение по линии 95 3-3 на рис. 2; рис. 4 представляет собой сечение по линии 4-4
на рис. 2; рис. 5 представляет собой вид сверху по плоскости 5-5 на рис. 2. 100 Как показано на рисунке,
парогенератор включает в себя печь 1, стенки 2 которой соответствующим образом изолированы, как
показано на рисунке 3, и которая включает в себя рубашку 4 для удержания изоляции на месте. Через стены 2
проходит отверстие 5, закрытое огнеупорным материалом 6, и дверь 7, установленная в раме 8.
Нижняя часть 9 и ее замыкающая конструкция 10 закреплены в подходящем несущем или сварном стальном
каркасе 11. Центральное отверстие 12 принимает любой обычный тип топлива (горелка 13) как для твердого,
так и для жидкого топлива, но в данном случае горелка изображена как механический распылитель для
жидкого топлива и подает топливо через горелку 14; воздушный короб 15 этой горелки может иметь
соответствующее управление, как описано ниже, а также топливопровод 16, так что топливо и воздух, далее
именуемые элементами сгорания, могут измеряться и регулироваться.
Топочная часть генератора увенчана вторичной камерой сгорания 17, имеющей суженную часть 18,
заканчивающуюся дымоходом 19, ведущим к дымовой трубе 20, которая управляется заслонкой 21,
снабженной регулировочными и индикаторными средствами; вся конструкция поддерживается каркасом из
конструкционной стали любой подходящей формы. Оболочка 22 закрывает камеру вторичного горения 17 и ее
сжатую часть снаружи огнеупорной стены 2 и сопутствующую теплоизоляцию.
Жидкость, подлежащая превращению в пар под давлением, подается в коллектор 23, от которого отходят два
параллельных канала 24 и 2,5, каждый малого диаметра и большой длины, образованные извилистыми
слоями путем соответствующего изгиба, как показано на рисунках. Участки, расположенные в дымоходе 19,
имеют значительно большую длину, чем остальные участки, и простираются до места соединения дымохода
19 с суженной частью 18 вторичной камеры сгорания 17, где два трубопровода 24 и 25 выходят и входят в
уравнительный коллектор 26, из нижней части которого они снова выходят и сворачиваются параллельно друг
другу от верхней части основной секции печи 1 до промежуточной плоскости непосредственно под суженной
частью 18 вторичной камеры сгорания 17, где два трубопровода 24 и 25 затем выходят в уравнительный или
смесительный коллектор 27, который приводит поток из двух трубопроводов в состояние смешивания для
перемешивания и выравнивания жидкости из каждого из них и выравнивания температуры, снова разделяясь
на два трубопровода 24 и 25, которые затем сворачиваются вверх через суженную часть 18 вторичной камеры
сгорания 17, пока они снова не выйдут и не войдут уравнительный коллектор 28, в котором пар из двух
каналов смешивается для выравнивания температуры и распределения, после чего каналы 6 снова
разделяются и сворачиваются внутри вторичной камеры сгорания 17 до верхней части ее ограниченной части
18 и выходят, как показано на 29, в выходной коллектор 30, где поток из двух каналов снова смешивается для
70 выравнивания потока жидкости и температуры.
Следует отметить, что благодаря этим уравнительным коллекторам группа трубопроводов четко разделена
на четыре секции, а именно: экономайзерную секцию A 75 с начальным входом в 23, секцию водяной стенки B
с начальным входом в 26, парогенераторную секцию C' с начальным входом из коллектора 27 и секцию
перегрева D с начальным входом в 80 из уравнительного коллектора 28, при этом конечный выход
перегретого пара осуществляется из 30.
Из вышеизложенного также следует, что уравнительные коллекторы 26, 85, 27, 28 и 30 расположены в местах,
где не происходит изменения физического состояния протекающей через них жидкости, что обеспечивает
лучшее перемешивание, чем при попытках смешивания жидкостей с различными физическими
характеристиками, например, пара и воды или насыщенного и перегретого пара.
Также станет очевидным, что группировка соответствующих участков 95 трубопроводов такова, что каждый из
них представляет собой непрерывный извилистый путь жидкости большой длины и малого диаметра от входа
жидкости до выхода перегретого пара, причем на некоторых участках поток жидкости направлен против
проходящих по нему горячих газов, а на других участках поток жидкости идет одновременно с проходящими
по нему газами.
Расположение участков трубопроводов и их 105-е положение относительно печи, вторичного канала сгорания
17 и дымохода 19 таково, что с точки зрения расположения количество тепла, поглощаемого любым одним
трубопроводом, практически равно количеству тепла, поглощаемого любым другим трубопроводом, в
результате чего подвод тепла к каждому трубопроводу при заданных условиях сгорания приблизительно
постоянен, а печь и дымоход 115-е сконструированы таким образом, что количество аккумулированного в них
тепла минимально.
Кроме того, расположение трубопроводов 24 и 25 таково, как показано на фиг. 2–5 включительно, что длина
трубопроводов приблизительно одинакова, а сопротивление потоку в трубопроводах механически
эквивалентно.
В представленном изобретении трубопроводы 24 и 25 изгибаются от камеры печи 1, на стенке которой они
закреплены, вверх через суженную часть 18 вторичной камеры сгорания 17, откуда затем располагаются в
виде извилистой линии, пересекая пар для удовлетворения потребности.
Средства индикации температуры и давления также предусмотрены на выходе пара, как показано на 52 и 53;
на входе жидкости 32, как показано на 54 и 55; 70, а также на входе топлива 16, как показано на 56 и 57. При
необходимости аналогичные индикаторы давления и температуры могут быть установлены на
воздухозаборнике и выходе дымовых газов.
С помощью реостата 40, топливного клапана 43, заслонок и других элементов генератора оператор может
увеличивать или уменьшать подачу воздуха в воздушный фильтр и топлива в горелку, а также скорость
сгорания, чтобы обеспечить, 80, чтобы большая часть длины трубопровода была занята жидкостью, и чтобы
были получены желаемые температура и давление пара, как будет понятно далее.
Путем ручной регулировки реостата 85 36, положение которого определяет производительность насоса 34 и,
следовательно, скорость притока жидкости, оператор устанавливает скорость притока жидкости,
эквивалентную скорости оттока пара, обозначенной 0 индикатором 50' дозирующего устройства подачи
жидкости 50 и индикатором 511 дозирующего устройства пара 51 соответственно. Когда соотношение между
длиной трубопровода, занятого жидкостью, и длиной трубопровода, занятого паром (индикация которого
будет даваться индикаторами 471, 481, 491 элементов регистрации температуры 47, 48, 49, расположенных в
разных местах по длине трубопровода), отклоняется от соотношения, обеспечивающего желаемые условия,
по какой-либо причине, оператор с помощью реостата 36 изменяет скорость притока жидкости относительно
скорости оттока пара в направлении восстановления соотношения между длиной трубопровода, занятого
жидкостью, и длиной трубопровода, занятого паром.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_414674.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=414674&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB414674A
[]
г- и _^ --- F: 4' т -I - феод 1:B G
Дата проведения Конвенции по судейству PaY (США): январь. 8, 1932.
414 4,674 ! Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): январь.
2,
1933. № 44/33.
"e Complete Accepted: August. 2, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области регулирования температуры атмосферы, обеспечиваемой системами
парового отопления, или связанные с этим регулированием.
Мы, компания C. A. DUENEIM COMPANY, LIMITED, корпорация, организованная и действующая в
соответствии с законодательством провинции Онтарио, Канада, осуществляющая деятельность в качестве
производителя по адресу: 1523, Davenport Road, город Торонто, провинция Онтарио, Канада, настоящим
заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны
и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к новым и полезным усовершенствованиям в управлении температурой
воздуха, его целью является обеспечение автоматического управления системой отопления таким образом,
чтобы тепловая мощность поддерживала практически постоянный уровень комфорта для человека в
отапливаемом помещении.
Как показывает практика, порой, даже при поддержании в здании постоянной температуры, эта температура
вызывает ощущение дискомфорта. Например, температура в 70 градусов по Фаренгейту может иногда
вызывать у человека ощущение холода. В другое время температура в 70 градусов по Фаренгейту может
вызывать ощущение чрезмерной жары. Обычно первое ощущение комфорта возникает при низкой влажности,
а второе — при высокой, то есть когда содержание влаги в воздухе внутри здания выше. Комфорт человека
зависит от теплоотдачи поверхностью кожи. При повышении влажности воздуха уменьшается отвод тепла от
кожи при заданном движении воздуха и температуре, что приводит к ощущению чрезмерной жары. При
снижении влажности воздуха скорость отвода тепла от кожи при том же движении воздуха и температуре
увеличивается, что приводит к ощущению холода.
В некоторых предыдущих попытках контролировать атмосферные условия в помещении применялся контроль
не только температуры, но и влажности. Для этого, помимо отопительного оборудования, требуется
увлажнительное оборудование, что в коммерчески нецелесообразно для многих типов зданий с различной
степенью использования. В других предыдущих работах предлагалось регулировать температуру помещения,
отапливаемого паровой системой отопления 55, в зависимости от влажности, преобладающей в помещении, с
помощью одного элемента, чувствительного как к температуре, так и к влажности, или составного элемента,
чувствительного частично к температуре и частично к влажности, причем указанный элемент регулирует
паровой клапан.
Экспериментально установлено, что при заданном движении воздуха (65°F) существуют определенные
комбинации температур и влажности, которые вызывают одинаковое ощущение комфорта или дискомфорта.
Были составлены карты сочетаний температур и влажности, обеспечивающих одинаковые условия комфорта,
и линии, проходящие через эти одинаково эффективные условия воздуха, известны как линии равного
комфорта, а термин «эффективная температура», используемый здесь, обозначает ощущение постоянной
температуры, хотя фактическая температура сухого термометра, создающая это ощущение, будет меняться в
зависимости от изменения влажности. Максимальное количество людей будет чувствовать себя комфортно
при эффективной температуре 64 градуса по Фаренгейту, и это называется «линией комфорта». В состоянии
покоя в безветренной среде 97 процентов людей чувствуют себя комфортно при такой температуре.
Изобретение представляет собой систему парового отопления, имеющую устройство управления,
предназначенное для поддержания эффективной температуры или ощущения постоянной температуры в
отапливаемом системой помещении, причем указанное устройство управления имеет для этой цели
термостатический элемент под углом 90°, реагирующий на температуру указанного помещения, и элемент,
реагирующий на влажность, для изменения действия термостатического элемента с целью получения в
отапливаемом помещении неравномерных изменений температуры при равных приращениях изменения
влажности.
Для поддержания оптимальной температуры крайне важно не допускать ощущения холода, возникающего
из-за отсутствия лучистого тепла. Это означает, что тепло должно подаваться в здание практически с той же
скоростью, с какой здание его теряет, то есть до тех пор, пока необходима теплоснабжение, тепло должно
подаваться непрерывно, а не с перерывами. Кроме того, для поддержания наиболее желаемых условий
комфорта (414 674) температура воздуха в разных частях помещений или на разных высотах должна быть в
значительной степени одинаковой. Температура на уровне колен, а также на полу и потолке должна
максимально приближаться к температуре на линии дыхания. Вышеизложенное означает, что в помещении
или помещениях должна наблюдаться минимальная стратификация воздуха по температурным условиям.
Наилучшее соблюдение этого условия достигается тогда, когда теплоноситель, подающий тепло в
помещение, не придает воздуху, проходящему над ним, чрезмерно высоких температур в результате
конвекционных потоков, и это требование наилучшим образом выполняется, когда прибор, подающий тепло,
поддерживает температуру, максимально приближенную к требуемой.
Например, чрезмерный нагрев воздуха, проходящего над паровым радиатором, приводит к тому, что
температура на потолке оказывается выше, чем в случае, когда воздух, проходящий над радиатором, не так
сильно нагревается. Наилучшее поддержание этого состояния достигается за счет использования пара при
контролируемом пониженном атмосферном давлении в качестве теплоносителя.
На прилагаемых рисунках:
На рис. 1 показано частичное центральное вертикальное просачивание через регулирующий клапан пара.
На рис. 2 представлен частичный боковой вид регулирующего клапана, снятый справа от механизма,
показанного на рис. 1.
На рис. 3 представлена диаграмма комфорта, иллюстрирующая сочетания температур сухого термометра и
процентного содержания влажности, которые соответствуют эффективным температурам.
На рис. 4 показан вид спереди одного из усовершенствованных термостатов.
На рис. 5 показан вид спереди термостата со снятой крышкой, при этом термостатический элемент показан в
вертикальном разрезе.
На рис. 6 показан боковой вид справа на устройство, изображенное на рис. 5.
Рис. 7 представляет собой вертикальный разрез, выполненный практически по линии 8-8 на рис. 6.
На рис. 8 представлена принципиальная схема подключения соответствующего моторного механизма для
управления клапаном.
На фиг. 1 и 2 частично изображен регулирующий клапан С, на который мы не претендуем, регулирующий
поток пара в подающий трубопровод в зависимости от перепада давления в системе отопления, к которой
применяется настоящее изобретение. Поддержание перепада давлений возможно только тогда, когда пар
заполняет систему со скоростью его конденсации, и клапан C будет действовать для поддержания
изменяющегося давления пара в системе в соответствии с температурой наружного воздуха. В результате
тепловыделение от радиатора останется практически равным теплопотерям здания.
Настоящее изобретение предлагает термостатическое средство 70 для автоматического закрытия этого
клапана или ограничения его закрывающего движения в соответствии с отклонениями от заданной
температуры, которая должна поддерживаться во всем отапливаемом здании 75. Кроме того, система
регулирования влажности, реагирующая на изменение температуры, объединена с плиточным термостатом,
что позволяет изменять стандартную температуру, поддерживаемую термостатом и взаимодействующими с
ним механизмами управления, в соответствии с изменениями относительной влажности воздуха внутри
здания, чтобы поддерживать практически постоянную «эффективную» температуру, то есть постоянные
условия комфорта. 85 Клапан С находится под непосредственным управлением моторного механизма,
обозначенного в целом буквой К на рис. 8, который предназначен для перемещения клапана на величину,
пропорциональную отклонению от стандартной эффективной температуры 9t, регистрируемой
термостатическим механизмом 1L. Снова обратимся к рис.
1, и 2, рабочий рычаг 99 установлен в промежуточном положении на шарнире 100 между кронштейнами,
выступающими вниз из верхнего 95 диафрагменного корпуса клапана. Внутренний конец 102 рычага 99
предназначен для зацепления с частью хомута 82, так что движение этого внутреннего рычага 99 вниз будет
надежно тянуть шток клапана 72 I00 вниз, чтобы закрыть клапан. Однако внутренняя часть рычага 99 может
подниматься вверх независимо от ярма 82. Таким образом, рычаг 99 может использоваться для закрытия
клапана или ограничения величины открытия, но фактическое открытие клапана контролируется
соответствующим механизмом, работающим под давлением. Хвостовик 103, образованный на внешнем конце
рычага 99, шарнирно соединен в точке 104 с блоком скольжения 10.5, установленным на рабочем штоке 106.
Сжимающая пружина 107 окружает шток 106 и заключена между блоком 105 и регулируемой гайкой 108.
На отметке 109 расположена регулируемая стопорная гайка, установленная на верхнем конце штока 106 для
ограничения подъема блока 105. На рисунке показан небольшой узел двигателя, который поддерживается
кронштейном 111, выступающим из нижней части узла клапана 120. Вращающийся рабочий вал 112 (рис. 2)
выступает из корпуса двигателя и несет на своем внешнем конце кривошип a:m 118, к которому нижний конец
рабочего вала 106 шарнирно соединен в точке t25 в положении 114. Внутри корпуса 110 предусмотрены
средства управления (описанные ниже), благодаря которым кривошип 113 будет периодически вращаться в
одном или другом направлении на величину, пропорциональную отклонению от определенной заранее
заданной эффективной температуры, регистрируемой термостатическими механизмами L, расположенными в
соответствующих местах внутри здания.
Это движение будет передаваться через шток 106 и пружину 107 на рабочий рычаг 99, который будет
передавать соответствующее движение закрытия клапана или будет располагать внутренний конец 102
рычага 99 таким образом, чтобы ограничить возможное движение открытия клапана.
Теперь кратко обратимся к рис.
3
чтобы более четко объяснить «эффективные температуры», которые механизм, который будет описан далее,
призван устанавливать и поддерживать. На этой диаграмме показания температуры сухого термометра
обозначены вертикальными линиями и считываются по горизонтальной шкале в нижней части диаграммы.
Показания температуры влажного термометра указаны на шкале в верхней части диаграммы, а также
приблизительно горизонтальными линиями, наклоненными вниз к правому краю. Процентное содержание
относительной влажности воздуха показано линиями, изгибающимися вверх от левой стороны графика.
Линии, наклоненные вниз примерно на 450 градусов от верхнего левого угла к нижнему правому углу графика,
представляют собой линии эффективной температуры, то есть линии, указывающие на сочетания
температуры и влажности, которые обеспечат ощущение постоянного комфорта для обитателей здания.
Заштрихованная область называется зоной комфорта (любая эффективная температура в этой зоне
считается комфортной для среднестатистического человека), а толстая линия, проходящая через точку,
соответствующую показаниям сухого и влажного термометра при влажности 64 и 100%, называется «линией
комфорта», комбинации температур сухого термометра и влажности, соответствующие точкам на этой линии,
создают идеальные условия комфорта для большинства людей.
Например, при полностью насыщенном воздухе температура сухого термометра 640 градусов создаст
приблизительно идеальные условия комфорта внутри здания. При относительной влажности воздуха 50%
обычная температура по сухому термометру должна составлять приблизительно 69°C. При относительной
влажности 10% обычное показание температуры составит 76 и т.д. Таким образом, становится ясно, что для
поддержания желаемой «эффективной» температуры, например, 64°C, необходимо изменять обычную
температуру воздуха внутри здания, измеренную с помощью сухого термометра, в соответствии с
Соседние файлы в папке патенты