FI67136B - Aongpanna - Google Patents

Description

ESr^l rBl KUULUTUSJULKAISU snA-ic LBJ <11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 6/136 +¾¾¾ C (45) Paler.lii oyL’nr.cliy 10 01 1905 ^ ’ (51) K».«t.3/Jm.CI.3 F 22 B 9/08 SUOMI—FINLAND (21) PKMttthakMMt-PK«itaMBiii«in( 78247^ (22) Hik«ml»p*lvt — Αη»βΙοιΙηρ<ί»χ 14.08.78 * * (23) Alkupitvi — GifclfhMsdtf 14.08.78 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentllg 19.02.79

Patentti- ja reklrterihaJUtu* _ .....

_ ' . (44) Nlhtivilcil punon Ja kuuLJutkaisun pvm. —

Patani- och ragitterityraltan Amekan utiagd och utiJknft·» pubiicerad 28.09.8^t (32)(33)(31) P)rydettf etuoikeus— Begird priorket 1 8.08.77

Engl ant i-England(GB) 3^795/77 Toteennäytetty-Styrkt (71) The Energy Equipment Company Limited, Energy House, Olney,

Buckinghamshire, Englanti-England(GB) (72) Peter Bewicke Caplin, Olney, Buckinghamshire, Englanti-England(GB) (7*0 Ruska £ Co Oy (5*0 Höyrykattila - Jngpanna Tämä keksintö koskee höyrykattilaa, johon kuuluu tulioesä, johon syötetään polttoainetta sekä lisäksi paineenalaista ilmaa palamisen ylläpitämiseksi tulipesässä, pitkänomainen tulitorvi, joka läpäisee tulipesän seinän ja on yhteydessä toisesta päästään sen kanssa ja jossa mahdollisesti epätäydellisestä palaneen polttoaineen tulipesässä alkanut palaminen jatkuu, useita tuliputkia, jotka sijaitsevat tulitorven ympärillä ja kulkevat sen suuntaisina, jolloin tulitorven toinen pää ja tuliputkien viereiset päät ovat yhteydessä siirtynä-kannion kanssa, ja jolloin tulitorvesta tulevat palamistuotteet syötetään tuliputkiin, joiden vapaat päät ovat yhteydessä nokipesään ja savutorveen kaasujen poistoa varten, sekä vesivaippa, joka ympäröi tuJ i pesää, tuli torvea .ja tu Liput k ia.

keksinnön mukaisessa höyrykattilassa on tulipesä, jossa höyrykattilaan syötetyn polttoaineen palaminen alkaa, tuiipesasta jatkuva tu-1itorvi, jossa polttoaineen palaminen voi jatkua, ja ryhmä tuliputkia, joiden kautta tulitorvesta tulevat palamistuotteet syötetään savupiippuun. Tulipesän, tulitorven ja tuliputkien pintoja ympäröi i--.arr.ic, joka sisältää lämmönsiirtoväliair.c-tta , sopivimmin vettä. Tähän höyrykattilaan voi kuulua tulistin, jossa kammiossa kehitetty 2 671 36 höyry tulistetaan, jolloin tulistin on'sijoitettu sopivimmin tuli-torven toiseen päähän. Höyrykattilaa voidaan käyttää veturin voimanlähteenä.

Tämän keksinnön kohteena on erityisesti, joskaan ei yksinomaan vaip-patyyppiset höyrykattilat. Keksinnön mukainen höyrykattila on tunnettu seuraavasta yhdistelmästä: tulipesä sisältää leijukerroksen, johon kerroksen leijuttamiseksi ja siihen syötetyn polttoaineen palamisen ylläpitämiseksi johdetaan ilmaa ilmanjakajan avulla, joka on sen läpi pääasiassa vaakasuoraan kulkevan suihkuputkisarjan muodossa, jolloin kerroksessa alkanut palaminen jatkuu kerroksen yläpuolisessa tulipesän tilassa; tuli-torvi läpäisee tulipesän seinän tulipesässä olevan leijukerroksen yläpuolella ja sallii palavan aineen siirtyä tulipesästä tulitorveen, jotta sen palaminen jatkuisi, ja tulitorveen syötetään ilmaa erillisestä lähteestä siihen tulipesästä siirtyvän aineen palamisen jatkamiseksi.

Kammion voi muodostaa vaippa, joka on kannatettu tulipesään, tuli-torveen ja tuliputkiin nähden ryhmällä kannatuselimiä. Yksi tai useampi mainituista kannatuselimistä voi olla taipuisa ja/tai liikkuva.

Lämmönsiirtoväliaineena voi olla vesi, ja lisäksi höyrykattilaan voi kuulua tulistin, jossa mainitussa kammiossa kehitetty höyry tulistetaan. Sopivimmin tulistin on sijoitettu tulitorven ja tuliput-kien toiseen päähän. Myöskin tulitorvi voi olla varustettu fluidaatio-kerroksella.

Keksinnön muihin piirteisiin kuuluu edellä esitetyn höyrykattilan käyttö veturin voimanlähteenä.

Keksinnön erästä sovellutusmuotoa selitetään seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti pitkittäistä leikkausta keksinnön mukaisesta höyrykattilasta, kuvio 2 esittää kuviosta 1 pitkin viivaa 2-2 otettua leikkausta ja kuvio 3 esittää perspektiivisesti höyrykattilaa, sen osan ollessa poisleikattu.

Kuten huomataan, höyrykattilaan kuuluu tulipesä 10, jonka sivuseinä-mien päällä on puoliympyrän muotoinen kupu 11. Tulipesän 10 pohjal- 67136 la on I'luidaatiokerros 12, jonka läpi ilmaa (kompressori/esikuumen-timesta 13) ja/tai polttoainetta voidaan syöttää suihkuputkiryhmän 14 kautta. Myöskin jotakin muuta sopivaa menetelmää voidaan käyttää ilman ja/tai polttoaineen syöttämiseksi fluidaatiokerroksen läpi.

Höyrykattilaan syötetyn polttoaineen alkupalaminen tapahtuu tulipe-sän 10 tilassa 15 puolipyöreän kuvun 11 alapuolella. Tämä tila 15 johtaa kuristuslevyssä 16 olevan aukon kautta tulitorveen 17, jossa voi olla toinen fluidaatiokerros 18. Esitetyn mukaan toinen flui-daatiokerros 18 on sovitettu tulitorven 17 sivuseinämän 19, pääty-seinän 20 ja kuristuslevyn 16 väliin. Tätä tulitorvessa 17 olevaa fluidaatiokerrosta syötetään erikseen johtamalla ilmaa suihkutuseli-mien 21 (tai muiden sopivien elimien) välityksellä ilmansyöttöläh- teestä 22. Höyrykattilaan syötetyn polttoaineen palaminen jatkuu tulitorvessa ja palamistuotteet kulkevat tulitorvesta 17 höyryntu-listimeen 23» joka käsittää elimet 24 tulistetun höyryn kehittämiseksi. Tulistimesta 23 tulevaa tulistettua höyryä voidaan haluttaessa käyttää esimerkiksi höyryturpiinin siipien tai veturin käyttövoimana .

Palamistuotteet, sen jälkeen kun ne ovat kulkeneet tulistimen 23 läpi, kulkevat tuliputkien 25 läpi, jotka kulkevat yhdensuuntaisesti tulitorven 17 kanssa. Nämä tuliputket 25 päättyvät nokipesään 26, joka ympäröi tulitorvea 17 ja johtaa savupiippuun 27.

Tulipesän 10, tulitorven 17 ja tuliputkien 25 ulkopuolelle on järjestetty suojus tai vaippa 34, joka sisältää kattilalla kuumennettavaa vettä (esimerkiksi ennen sen siirtoa tulistimien 23 elimiin 24).

Vaippa 34 on kannatettu välin päässä tulipesästä, tulitorvesta ja tuliputkista tuilla 28, kuristuslevyllä 16 ja putkilla 29· Tuet voivat olla jäykkiä, mutta sopivimmin eräät niistä ovat taipuisia ja/tai liikkuvia vaipan ja höyrykattilan muun osan laajenemisen sallimiseksi.

Ilman syöttö tulitorvessa 17 olevaan fluidaatiokerrokseen 18 saa aikaan kaikkien tulipesän 10 fluidaatiokerroksesta 12 tulevien kiinteiden osasten palamisen. Tällä menetelmällä, jossa tuodaan lisä-limaa tulitorveen 17, on lisäetuna tulitorvessa olevaan sekundääriseen palamisalueeseen syötetyn ilman esikuumennus ja tulitorvessa olevan Kerroksen jäähdytys, jolloin aikaansaadaan tulipesästä 10 67136 tulevien kaikkien palamistuotteiden täydellinen palaminen.

Kun käytetään nestemäistä hiilivetyä, kuten polttoöljyä, voi olla hyvin mahdollista tulla toimeen ilman toista fluidaatiokerrosta 18 tulitorvessa 17. Tässä tapauksessa sen takaamiseksi, että mitään kiinteitä palamistuotteita ei kulje tulipesästä tulitorveen, kuris-tuslevyyn 16 on tehty aukko ja viereinen tulitorvi voi olla varustettu hehkuvalla keraamisella tulikynnyksellä, joka saa aikaan kaikkien tulipesästä tulitorveen tulevien ei-kaasumaisten tuotteiden nöyrys tämisen.

Huomataan, että selitetty erityinen järjestely mahdollistaa lämmön-siirtoväliaineen kuumennuksen korkean tason. Niinpä esimerkiksi kokeissa on todettu, että jopa 50 % tulipesässä 10 kehitetystä lämmöstä voi siirtyä sen sivuseinien ja puolipyöreän kuvun kautta läm-mönsiirtoväliaineeseen. Osa tästä lämmönsiirron korkeasta tasosta aikaansaadaan tulipesän kuvun kulmattomari muodon vaikutuksesta.

Lämmönsiirron korkea taso aikaansaadaan pääasiallisesti säteilylämmönsiirrolla tulipesän, tulitorven ja tuliputkien pinnoista vaipassa 34 olevaan lämmönsiirtoväliaineeseen, joka vaippa ympäröi täydellisesti kattilan nämä osat.

Selitetty rakenne takaa sen, että lämmönsiirtoväliaineen kuumennus on sellaisella tasolla, että höyryntulistimesta 23 lähtevien (ja sen jälkeen tuliputkiin 25 kulkevan) palamistuotteiden lämpötila on verraten alhainen.

Palamistuotteet tulevat tulitorveen verraten pienellä nopeudella, johtuen tulitorven suuresta läpimitasta verrattuna tuliputkiin, mistä on seurauksena se, että kuristus levy 16 ei joudu alttiiksi suurille lämpöjännityksille ja/tai mekaanisille jännityksille, kuten tapahtuisi siinä tapauksessa, jos pieniläpimittaiset tuliputket olisi välittömästi yhdistetty tulipesään, joten saadaan se edullinen tulos, että kuristuslevy ja tuliputket kestävät kauemmin kuin muuten .

Kuten on esitetty kuviossa 3, kattila on sovitettu syötettäväksi kiinteällä hiilipolttoaineella suppilosta 30 syöttimen 31 avulla.

Itse asiassa voidaan käyttää mitä tahansa palavaa ainetta joko kiinteässä tai nestemäisessä muodossa.

5 6 71 3 6

Kuvio 3 esittää myöskin yksityiskohtaisemmin kuin kuvio 1 kompres-sori/esikuumenninosaa. Tähän osaan kuuluu edullisesti puhallin 32 ilman johtamiseksi fluidaatiokerrokseen 12 esikuumentimen 33 kautta. Tämän esikuumentimen sopivalla toiminnalla on mahdollista kohottaa kerroksen 12 lämpötila nopeasti parhaaseen lämpötilaan käytettyä polttoainetta varten. Tämä esikuumennin 33 voidaan erottaa toimin-nasta (tai sen tehoa voidaan alentaa), heti kun kerros 12 on saavuttanut parhaan toimintalämpötilansa.

Keksinnön puitteissa voidaan tehdä selitettyyn rakenteeseen erilaisia muutoksia. Niinpä esimerkiksi tulipesän 10 pohjalla oleva flui-daatiokerros voidaan muodostaa kahdeksi osaksi, joihin ilmaa syötetään erikseen, jolloin kaikki palamattomat osaset putoavat fluidaa-tiokerroksen läpi ja poistuvat sen pohjalta.

Tämän rakenteen erityisenä etuna on se, että kuristuslevyyn 16 kohdistuu pieni lämpöjännitys, ja että seurauksena hyvin suuresta lämmönsiirrosta tulipesästä ympäröivään vaippaan saadaan aikaan kooltaan verraten pieni suuritehoinen kattila. Selitetyllä järjestelyllä on mahdollista aikaansaada kattila, jonka koko pituus on noin 9 m ja läpimitta noin 2,5 ~ 3 m, mikä on tarpeeksi pieni veturin kattilaa varten.

Claims (3)

1. Höyrykattila, johon kuuluu tulipesä (10), johon syötetään polttoainetta sekä lisäksi naineenalaista ilmaa palamisen ylläpitämiseksi tulipesässä, pitkänomainen 5 tulitorvi (17), joka läpäisee tulipesän (10) seinän ja on yhteydessä toisesta päästään sen kanssa ja jossa mahdollisesti epätäydellisestä palaneen polttoaineen tulipesässä alkanut palaminen jatkuu, useita tuliputkia (25), jotka sijaitsevat tulitorven (17) ympärillä ja kulkevat 10 sen suuntaisina,jolloin tulitorven (17) toinen pää ja tuliputkien (25) viereiset päät ovat yhteydessä siirtymä-kammion (23) kanssa, ja jolloin tulitorvesta tulevat pala-mistuotteet syötetään tuliputkiin, joiden vapaat päät ovat yhteydessä nokipesään (26) ja savutorveen (27) kaasujen 15 poistoa varten, sekä vesivaippa (3^), joka ympäröi tuli- pesää (10), tulitorvea (17) ja tuliputkia (25),t u n n e t t u seuraavasta yhdistelmästä: tulipesä (10) sisältää leijukerroksen (12), johon kerroksen leijuttamiseksi ja siihen syötetyn polttoaineen oala-20 misen ylläpitämiseksi johdetaan ilmaa ilmanjakajan avulla, joka on sen läpi pääasiassa vaakasuoraan kulkevan suihku-putkisarjan (14) muodossa, jolloin kerroksessa alkanut palaminen jatkuu kerroksen yläpuolisessa tulipesän tilassa; tulitorvi (17) läpäisee tulipesän (10) seinän tuii-25 pesässä olevan leijukerroksen (12) yläpuolella ja sallii oalavan aineen siirtyä tulipesästä (10) tulitorveen (17),jotta sen palaminen jatkuisi, ja tulitorveen (17) syötetään ilmaa erillisestä lähteestä (22) siihen tulioesästä siirtyvän aineen palamisen jatkamiseksi. ’0

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, t u n n n e t t u siitä, että tulitorvi (17) on varustettu leijukerroksella (13), johon mainittu toinen ilma-lähde (22) syöttää ilmaa yhden tai useamman suihkuputken (21) avulla. ;.j

3- Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että tulipesän (10) kanssa yhteydes- li 671 36 sä oleva tulitorvi (17) on varustettu tulikynnykseilS, joka hehkuttaa ja höyrystää tulipesästä (10) tuiitorveen (17) tulevia kiinteitä aineita.