FI63797C - Aongtork - Google Patents

Description

[~· - i ESSr^l γβΙ /««xKUULUTUSJUlkaisu s τη an LBJ ου UTLÄGG N I NGSSKRI FT * / • g» (45) Ta : : t ^ ^ (51) Kv.lk?/lnt.CL3 D 21 F 5/10 SUOM I — Fl N LAN D (21) P*unttlh*kemu* —P«Mnt*ii*61tnJn| 7632U7 (22) H»k*ml«pilvi — Am6knlngid«f 12.11.76 * ' (23) Alkuplivi —GlMghatadaf ^2 jfa (41) Tullut ]ulkl**k*l — Bllvfe off«ntH| o

hMMtl. j. rtd«.rih.llltU, „ NlhtavUal^iM. |. U^ulU», ' L

Patent- och regieterctyrelMn 7 Antökui utlairf och utLskrtfun pvMkand 29.04. Ö3 (32)(33)(31) Pyrd««y etuolkeut —Begird pHorit·» (71) Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd., U7, Edobori 1-chome,

Nishi-ku, Osaka, Japani-Japan(JP) (72) Hitoshi Ihara, Nishi-ku, Osaka, Noriyuki Oda, Nishi-ku, Osaka,

Kazuo Harada, Nishi-ku, Osaka, Japani-Japan(JP) (7^) Antti Impola (5*0 Höyrykuivuri - Ängtork

Keksinnön kohteena on höyrykuivuri, jossa on pyörivä rumpu, joka on varustettu ulkokehäpinnalla, joka muodostaa lämmityspinnan, höyryn tulojohto rummun toisessa päässä rummun akselilla, poistoveden lähtöjohto rummun toisessa päässä rummun akselilla, rummun sisäkehäpinnalla ainakin yksi rengasmainen syvennys, joka ulottuu jatkuvana kehän suuntaisesti pitkin rummun koko ympärystä, syvennyksen muotoisia kanavia rummun sisäkehäpinnalla lukuisissa kohdissa pitkin ympärystä, jotka kanavat osittain ulottuvat rummun akselin suuntaisesti , osittain ovat kaltevat rummun akseliin nähden ja osittain ovat yhteydessä rengasmaiseen syvennykseen, ja poistoveden valutusputki, jossa on sisääntulopää, joka sijaitsee rengasmaisessa syvennyksessä, ja joka poistoveden valutusputki ulottuu poistoveden lähtöjohdon läpi poistaakseen rummusta rengasmaiseen syvennykseen kerääntyneen poistoveden.

Tämän tyyppisiä höyrykuivureita käytetään esim. paperikoneissa. Höyrykuivureissa sovellettu lämmönsiirtomenetelmä perustuu siihen, että rumpuun johdettu höyry tiivistyy rummun sisäseinämälle ja tästä aiheutuva tiivistymislämpö siirtyy rummun seinämän läpi rummun lämmi-tyspintana toimivaan ulkokehäpintaan. Tämä menetelmä on edullinen sen ansiosta, että suuria lämpömääriä voidaan siirtää höyrystä rumpuun 63797 sen ansiosta, että käytetään tiivistymislärapöä. Tavanomaisissa höyry-kuivureissa tiivistynyt lauhdevesi leviää yli lieriömäisen rummun melkein koko sisäkehäpinnan huomattavan paksuna kerroksena, joka näin ollen vähentää lämmönsiirron tehokkuutta. Koska lauhdevesi valutetaan pois rummun mukana pyörivän lähtöputken avulla, vaikuttaa tähän veteen suuri keskipakovoima, minkä seurauksena on käytettävä muuten tarpeetonta suurempaa höyrynpainetta lauhdeveden poistamiseksi keskipakovoimaa vastaan. Edelleen rummun sisäkehäpintaan tiivistynyt vesi valuu rummusta lähtöputken kautta rummun sisä- ja ulkotilan välisen paine-eron aiheuttaman höyryvirran kuljettamana, mikä aina johtaa suurien höyrymäärien poistumiseen lauhdeveden mukana. Tämä on lämpötalou-delliselta kannalta epäedullista. Edellä selitetty vedenkeräysmenetel-mä aiheuttaa edelleen rummun sisäkehäpinnalla olevan vesikerroksen epäsäännöllisiä paksuuksia ja täten rummun ulkokehäpinnan lämpötilan vaihteluja, jotka vakavasti huonontavat paperin laatua. Tavanomaisten höyrykuivureiden toisena haittana on vaikeus poistaa lauhdevesi, kun tähän kohdistuu suurentunut keskipakovoima. Tämä johtaa puolestaan vaikeuksiin siinä tapauksessa, että rumpua on pyöritettävä suurella nopeudella.

Keksinnön kohteena olevassa höyrykuivurissa tiivistynyt lauhdevesi kerääntyy rummun sisäkehäseinämän erään osan luona ja kerääntynyt vesi valutetaan pois rummusta siten, että sisäkehäseinämän jäljellä oleva valtaosa pysyy kuivana ja vapaana lauhdevedestä, tai siinä ainoastaan on hyvin ohut ja tasainen vesikerros, minkä ansiosta kuivurilla on parantunut lämmönsiirto rummun ulkokehäpintaan siten, että saadaan pysytetyksi tasainen lämpötila.

Voimakomponentti vaikuttaa lauhdeveden keräämiseksi tasaisesti ja nopeasti rengasmaiseen syvennykseen, minkä seurauksena rummun sisäkehäpinnan pääalue voidaan, lukuunottamatta aluetta, johon rengasmainen syvennys on muodostettu, pitää vapaana lauhdevedestä. Edelleen voidaan mahdollisesti muodostunut lauhdevesikerros pysyttää sangen ohuena, eikä höyryvirralla ole mitään mahdollisuuksia aiheuttaa tämän vesikerroksen paksuuden vaihteluja. Koska lauhdevesikerroksen paksuuteen vaikuttavat päätekijät, nimittäin keskipakovoima ja pintajännitys pysytetään pääasiallisesti samojen olosuhteiden alaisina sisäkehä-pirinan koko a] unella, voidaan täm paksuun pitää pääasiallisesti tasaisena .

Rengasmaisesta syvennyksestä lauhdeveden ulosjohtava lähtöputki on sijoitettu kiinteäksi riippumatta siitä, että rumpua pyöritetään suurella nopeudella niin, että rengasmaiseen syvennykseen kerääntynyt 3 63797 lauhdevesi pääsee valumaan pois rummun pyörimisliikkeen aiheuttaman keskipakovoiman vaikutuksesta. Tämän tavoitteen toteuttamiseksi läh-töputki ulottuu lähtöpään läpi siten, että rumpua voidaan pyörittää putkeen nähden, ja tämä lähtöputki on kiinnitetty rummun ulkopuolella olevaan kohtaan. Tätä rakennetta käytettäessä tulee sisäkehäpin-nan rengasmaiseen syvennykseen kerääntynyt lauhdevesi poistetuksi rummusta lähtöputken läpi rummun sisäpaineen ja ulkopaineen välisen eron seurauksena. Lähtöputken ulostulopää, joka on suunnattu päinvastaiseen suuntaan kuin rummun pyörimissuunta, mahdollistaa erikoisesti lauhdeveden virtauksen putken sisäänmenopäähän rummun kehäno-peutta vastaavalla nopeudella. Lauhdeveteen täten kohdistuva dynaaminen paine helpottaa veden poistumista rummusta. Kuivurissa ei tämän ansiosta enää tarvitse käyttää höyryvirtaa lauhdeveden poistamiseksi, joten mitään höyryä ei virtaa pois, mikä puolestaan johtaa huomattavasti pienempään höyrynkulutukseen ja parempaan lämpötalouteen. Lauhdeveden poistaminen ei myöskään vaadi kehittyvän keskipakovoiman rajoittamista, vaan suurentunut keskipakovoima edistää päinvastoin veden poistumista. Tämän ansiosta rumpua voidaan pyörittää suurella nopeudella niin, että se voidaan tehdä tiivisrakenteiseksi.

Tämän keksinön tarkoituksena on parantaa vielä edellä esitettyä rakennetta olevia höyrykuivureita. Tämä on aikaansaatu siten, että rumpu on pääasiallisesti koko sisäkehäpinnaltaan päällystetty kapil-laarimateriaalilla lukuunottamatta ainakin sitä aluetta, jolla rengasmainen syvennys sijaitsee. Rummun sisäpinnalla on siten kapillaarinen päällyste. Sisäpinnalla oleva lauhde hajoaa tasaisemmin kapillaarima-teriaalin läpi kapillaarisuuden vuoksi ja saatetaan tämän jälkeen nopeasti viereiseen, akselia pitkin ulottuvaan uraan keskipakovoiman ansiosta, ja kerätään lähtöjohtoon mainitun syvennyksen kautta. Näin ollen on kapillaarimateriaalia olevan päällysteen ansiosta mahdollista muodostaa lauhdekerros tasaisesti rummun sisäpinnalle ja näin ollen tasata lämmönjohtumisen. Lisäksi saavutetaan tehokkaampi lämmönvaihto, koska lauhdekerros on hyvin ohut.

Keksintö selitetään seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten kuvaamien suoritusesimerkkien perusteella.

Kuviot 1. . .6 esittävät keksinnön kohteen perusmuotoa.

Kuvio 1 esittää tätä suoritusmuotoa edestä katsottuna pysty-leikkauksena .

Kuvio 2 esittää sivulta katsottuna kuvion 1 viivan II-II koh- 4 dalta tehtyä leikkausta. 637 9 7

Kuvio 3 esittää suurennetussa mittakaavassa edestä katsottuna leikkauksena erästä pääosaa.

Kuvio 4 esittää suurennetussa mittakaavassa tätä pääosaa sivulta katsottuna leikkauksena.

Kuviot 5 ja 6 esittävät edestä katsottuna pysty-osaleikkauksina tämän ensimmäisen suoritusmuodon muunnoksia.

Kuviot 7·-.12 esittävät erästä toista suoritusmuotoa.

Kuvio 7 esittää edestä katsottuna pystyleikkausta.

Kuvio 8 esittää sivulta katsottuna kuvion 7 viivan VIII-VIII kohdalta tehtyä leikkausta.

Kuvio 9 esittää suurennetussa mittakaavassa edestä katsottuna leikkauksena erästä pääosaa.

Kuvio 10 esittää suurennetussa mittakaavassa tätä pääosaa sivulta katsottuna leikkauksena.

Kuviot 11 ja 12 esittävät sivulta katsottuina leikkauksina tämän toisen suoritusmuodon erään pääosan muunnosta.

Kuviot 13...15 esittävät erästä kolmatta suoritusmuotoa.

Kuvio 13 esittää sivulta katsottuna pystyleikkausta.

Kuvio 14 esittää suurennetussa mittakaavassa edestä katsottuna leikkauksena erästä pääosaa.

Kuvio 15 esittää suurennetussa mittakaavassa tätä pääosaa sivulta katsottuna leikkauksena.

Kuviot 16...19 esittävät erästä neljättä suoritusmuotoa.

Kuvio 16 esittää sivulta katsottuna pystyleikkausta.

Kuvio 17 esittää suurennetussa mittakaavassa edestä katsottuna leikkauksena erästä pääosaa.

Kuvio 18 esittää suurennetussa mittakaavassa tätä pääosaa sivulta katsottuna leikkauksena.

Kuvio 19 esittää suurennetussa mittakaavassa sivulta katsottuna leikkauksena neljännen suoritusmuodon erään pääosan muunnosta.

Keksinnön eräs suoritusmuoto selitetään seuraavassa kuvioiden 1...4 perusteella. Rummussa 1 on kannet 2 Ja 3- Kantta 2 kannattaa laakeri 4, kun taas kanteen 3 on yhdysrakenteisena muodostettu höyrynsyöttöputki 5» jota laakeri 6 kannattaa. Rummussa 1 on kanteen 3 kiinnitetty suutin 7- Rummun 1 sisakehäpinta 8 on kalteva rummun akseliin 9 nähden siten, että pinnan 8 keskiosalle on rummun 1 pituussuunnassa suurin halkaisija. Rengasmainen syvennys 10 on muodostettu pinnan 8 keskiosaan. Rengasmaista syvennystä 10 ei välttämättä tarvitse tehdä urana, vaan syvennyksenä 10 voi toimia suurim- 5 63797 man halkaisijan omaava poikkileikkaukseltaan V-muotoinen osa. Valu-tusputkessa 11 on suora osa 11a, joka sijaitsee same-akselisesti rummun akseliin 9 nähden ja ulottuu kannen 2 läpi, ja taivutettu osa 11b, joka ulottuu alaspäin suoran osan 11a sisäpäästä kohti sisäke-häpintaa 8. Taivutetussa osassa 11b on sisäänmenopää 12, joka sijaitsee rengasmaisessa syvennyksessä 10 ja on taivutettu päinvastaiseen suuntaan kuin rummun 1 pyörimissuunta 1J, niin että lauhdevesi tulee virtaamaan taivutetun osan 11b läpi samaan suuntaan kuin rumpu pyörii. Suoran osan 11a ja kannen 2 välissä on tiiviste 14, joka sallii rummun 1 pyörittämisen. Suoran osan 11a ulospäin ulkoneva pidennys on kiinnitetty pitimeen 15.

Käytön aikana lauhdevesi D virtaa kaltevaa sisäkehäpintaa 8 pitkin akselin 9 suunnassa rengasmaiseen syvennykseen 10 keskipakovoiman ja pintajännityksen vaikutuksesta. Kummun sisäpuolisen ja ulkopuolisen paineen välisen eron takia ja riippuen myös rummun pyörimisestä aiheutuvasta lauhdeveteen kohdistuvasta dynaamisesta paineesta tämä lauhdevesi virtaa sisäänmenopäähän 12, joka on sijoitettu siten, että se täydellisesti uppoaa lauhdevesivirtaan (kehäsuuntai-nen virta). Taivutetun osan 11b kautta lauhdevesi virtaa suoran osan 11 e läpi pois rummusta. Kumpua 1 hitaasti pyöritettäessä voidaan valu tusputki 11 mahdollisesti kiinnittää rumpuun 1 ennestään tunnettua tekniikkaa soveltaen.

Ensimmäisessä suoritusmuodossa valutuskenavana on kartiomai-sesti kalteva pinta, joka muodostuu rummun sisäkehäpinnasta, joka koko kehältään on kalteva rummun akseliin nähden. Kuvatussa suoritusmuodossa on kaksi kartiomaisesti kaltevaa pintaa, jotka on symmetrisesti sovitettu vierekkäin rummun akselin suunnassa siten, että niiden suuren halkaisijan omaavat päät sijaitsevat keskellä. Ensimmäistä suoritusmuotoa voidaan muuntaa siten, että sisäkehpinta on akselin suunnassa katsottuna muodostunut jatkuvasta harjannesarjasta, kuten kuviossa 5 00 näytetty, tai että sillä on kuvion 6 näyttämä sahalaitainen muoto.

Toinen suoritusmuoto selitetään kuvioiden 7··»10 perusteella. Samat osat, jotka edellä on jo selitetty, on merkitty samoin viitenumeroin, eikä niitä enää selitetä. Tämän suoritusmuodon valutuskanava-na on urat 16, jotka on tehty rummun sisäkehäpintaan 8 lukuisissa kohdissa pitkin kehän suuntaa rummun akselin suunnassa ulottuviksi. Urat ovat kaltevat akseliin nähden. Kuvatussa suoritusesimerkissä si-säkehäpinta 8 on muodostettu jatkuvasta sarjasta harjanteita, jotka kehänsuuntaisessa leikkauksessa katsottuna.on sovitettu rummun ke- e 63797 hän suuntaisiksi. Vaot muodostajat urat 16, ja harjanteiden kaltevat vastakkaiset sivut muodostavat sisäkehäpinnan 8. Urat 16 ovat kaltevat rummun akseliin 9 nähden siten, että ne ulottuvat kohti kantta 2 yhä suurenevin etäisyyksin rummun akselista 9 ja päättyvät sisäkehäpinnan 8 toisessa päässä, johon on muodostettu näihin uriin 16 yhteydessä oleva rengasmainen syvennys 10. Täten sisäkehäpinnan 8 valutuskanavana ovat kehän suunnassa kaltevien pintojen muodostamat urat 16. Nämä urat 16 voivat myös olla sellaiset, että ne ovat kaltevat akselin suunnassa.

Käytön aikana lauhdevesi D virtaa sisäkehäpinnan 8 muodostavien harjanteiden kehänsuunnassa kaltevia sivupintoja pitkin je kerääntyy uriin 16 keskipakovoiman ja pintajännityksen vaikutuksesta. Keskipakovoimaan sisältyy komponentti, joka vaikuttaa uran kaltevan pohjaviivan suunnassa. Tämä voimakomponentti saattaa lauhdeveden virtaamaan urien 16 kautta akselin 9 suunnassa rengasmaiseen syvennykseen 10, minkä jälkeen vesi virtaa rummusta edellä jo selitetyllä tavalla.

Kuvio 11 näyttää tämän suoritusmuodon erästä ensimmäistä muunnosta, jossa rummun kehänsuuntaisessa poikkileikkauksessa katsottuna sisäkehäpinta 8 muodostuu harjanteista, joilla jokaisella on suhteellisen suuri kaltevuuskulma kärjessä, ja jokaisen harjanteen kumpikin sivu on sen keskiosassa taivutettu kulmaan.

Kuvio 12 esittää tämän suoritusmuodon erästä toista muunnosta, jossa sisäkehäpinta 8 on muodostettu useista ulospäin pullistuvista ympyräkaaren muotoisista pinnoista, jotka on sovitettu sivuittain rummun kehän suunnassa, niin että urat 16 muodostuvat näiden ympyrä-kaarenmuotoisten pintojen väliin. Tämän toisen suoritusmuodon etuna on, että sen ansiosta voidaan vähentää lämpötilan kehänsuuntaisia epäsäännöllisyyksiä. Tässä rakenteessa on urien 16 leveyksien t^ summan oltava pienempi kuin sisäkehäpinnan kehänsuuntainen pituus eli ympyräkaarenmuotoisten pintojen leveyksien summa.

Haluttu vaikutus saavutetaan tehokkaammin tällä toisella suoritusmuodolla, jossa valutuskanava on muodostettu kehänsuunnassa kaltevista pinnoista, kuin ensimmäisellä suoritusmuodolla, siinäkin tapauksessa, että rumpua pyöritetään suhteellisen hitaasti. Tässä tapauksessa voidaan valutusputki 11 pienen keskipakovoiman takia kiinnittää rumpuun 1 ennestään tunnetulle tavalla.

Eräs kolmas suoritusmuoto selitetään kuvioiden 13...15 perusteella. Tällaisena suoritusmuotona voi olla mikä tahansa edellä ku- 7 63797 vioiden 1...10 näyttämä suoritusmuoto, jossa lisäksi on kapillaari-materiaalia 17» jolla rumpu on vuorattu eli joka peittää sisäkehä-pinnan 8. Kuvattu suoritusmuoto vastaa toista suoritusmuotoa. Kehän-suuntaisessa poikkileikkauksessa katsottuna rummun sisäkehäpinnan 8 ääriviiva muistuttaa jatkuvaa harjannesarjaa eli aaltomaista ääriviivaa. Harjanteiden väliset vaot muodostavat urat 16, jotka ulottuvat rummun akselin 9 suunnassa kohti kantta 2 yhä suuremman etäisyyden päässä akselista, ja jotka päättyvät pinnan 8 toisessa päässä, johon on muodostettu rengasmainen syvennys 10. Valutusputki 11 ulottuu tähän'rengasmaiseen syvennykseen 10. Kapillaarimateriaali 17, esim. metalliverkko, sintraattu keraaminen tai metallimateriaali, peittää koko sisäkehäpinnan 8 mukaanluettuna harjanteet ja vaot, lukuunottamatta aluetta, johon rengasmainen syvennys 10 on muodostettu.

Käytön aikana sisäkehäpintaan tiivistynyt lauhdevesi D dif-fundoituu kapillaarimateriaaliin 17 kapillaarivoiman vaikutuksesta, kun taas kaltevilla pinnoilla vaikuttava keskipakovoima saattsa lauhdeveden virtaamaan alaspäin pitkin harjanteita vakoihin, toisin sanoen uriin 16. Uran kaltevan pohjaviivan suunnassa vaikuttava keskipakovoiman komponentti saattaa lauhdeveden virtaamaan uria 9 myöten aksiaalisuunnassa syvennykseen 10, josta vesi edelleen poistuu rummusta.

Keksinnön eräs toinen suoritusmuoto selitetään seuraavassa kuvioiden 16...18 perusteella. Periaatteessa tämä suoritusmuoto on rakenteeltaan samanlainen kuin kolmas suoritusmuoto, paitsi että urat 16 muodostavat sivupinnat eivät ole muodoltaan sellaisia, että saataisiin syntymään kehänsuuntaiset kaltevat pinnat, jotka muodostaisivat edellä esitetyn suoritusmuodon sisäkehäpinnan 8. Rummun akselin 9 suuntaiset urat on muodostettu rummun 1 sisäkehäpintaan sopivin välein kehän suunnassa. Urien 16 väliset osat muodostavat pääasiallisesti ympyrämäisen sisäkehäpinnan. Urat 16 ovat tietenkin kaltevat rummun akseliin 9 nähden ja päättyvät rengasmaiseen syvennykseen 10, joka on muodostettu rummun toiseen päähän ja varustettu valutusputkella 11. Sisäkehapinta 8, lukuunottamatta aluetta, johon rengasmainen syvennys 10 on muodostettu, on peitetty kapillaa-rimateriaalilla 17» jolla myös urat 16 on päältä päin päällystetty. Kapillaarimateriaali on tässä suoritusmuodossa tärkeämpi kuin kolmannessa suoritusmuodossa.

Käytön aikana sisäkehäpintaan 8 tiivistynyt lauhdevesi E diffundodtuu tasaisesti kapillaarimateriaalin 17 läpi kapillaari- 8 63797 voiman vaikutuksesta. Vaikuttava keskipakovoima saattaa lauhdeveden virtaamaan pitkin niitä vastakkaisin sijaitsevia sivureunoja näiden reunojen muodostamiin uriin 16. Tämän jälkeen lauhdevesi virtaa pois rummusta samalla tavalla kuin edellä jo on selitetty.

Kuvio 19 esittää erästä muunnosta, jossa rummun sisäkehä-pinta 8, lukuunottamatta aluetta, johon rengasmainen syvennys 10 ja urat 16 on muodstettu, on peitetty kapillaarimateriaalilla 17, joten urat täten on jätetty avoimiks.i. Tätä rakennetta voidaan myös käyttää kuvion 12 mukaisessa suoritusmuodossa.

Claims (1)

1. 63797 9 PATENTTIVAATIMUS Höyrykuivuri, jossa on pyörivä rumpu (1), joka on varustettu ulkokehäpinnalla, joka muodostaa lämmityspinnan, höyryn tulojohto (5) rummun (1) toisessa päässä rummun akselilla (9), poisto-veden lähtöjohto rummun (1) toisessa päässä rummun akselilla ( 9 ), rummun sisäkehäpinnalla (8) ainakin yksi rengasmainen syvennys (10), joka ulottuu jatkuvana kehän suuntaisesti pitkin rummun (1) koko ympärystä, syvennyksen muotoisia kanavia (16) rummun sisäkehäpinnalla (8) lukuisissa kohdissa pitkin ympärystä, jotka kanavat (16) osittain ulottuvat rummun akselin (9) suuntaisesti, osittain ovat kaltevat rummun akseliin (9) nähden ja osittain ovat yhteydessä rengasmaiseen syvennykseen (10), ja poistoveden valutusputki (11), jossa on sisääntulopää (12), joka sijaitsee rengasmaisessa syvennyksessä (10), ja joka poistoveden valutusputki (11) ulottuu poistoveden lähtöjohdon läpi poistaakseen rummusta rengasmaiseen syvennykseen (10) kerääntyneen poistoveden, tunnettu siitä, että rumpu (1) on pääasiallisesti koko sisäkehäpinnaltaan (8) päällystetty kapillaarimateriaalilla (17) lukuunottamatta ainakin sitä aluetta, jolla rengasmainen syvennys (10) sijaitsee.