Opublikowano dnia 25 wrzesnia 1958 r. mLBi BIBLIOTEKA Urzedu Patentowego PilsfcielH?eczwtyHW Lrtwiej 1 tn POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 41386 KI. 13 g, 6/02 VEB Dampferzeuger Berlin-Wilhelmsruh, Niemiecka Republika Demokratyczna Wytwornica pary dzialajaca na zasadzie falujacego spalania Patent trwa od dnia 15 kwietnia 1957 r.Wynalazek dotyczy wytwornicy pary (kotla) dzialajacej na zasadzie falujacego spalania, przy czym obok ukladów palników do spalania ^falujacego sprzezonych od strony doplywu po¬ wietrza, zastosowano uklady powierzchni grzej¬ nych, np. przewody gazów spalinowych i rury wodne, przy czym przewody gazów spalinowych posiadaja wspólne ujscie.W znanych wytwornicach pary zaopatrzonych w urzadzenia do spalania falujacego, falujacy ruch gazów istnieje na ogól tylko w ukladzie palników spalania falujacego, stanowiacego równoczesnie plaszczyzne grzewcza. Takie urza¬ dzenie powoduje badz wytwarzanie zbyt wyso¬ kiej temperatury gazów odlotowych i wobec tego nie jest ekonomiczne, badz tez wymaga ono konstrukcyjnie zbyt duzych wymiarów, a tym samym czestotliwosci wybuchu sa zbyt niskie, przy czym urzadzenia pod wzgledem spalania sa trudne do obslugi.Tym niedogodnosciom zapobiega wytwornica pary wedlug wynalazku dzieki temu, ze miedzy ukladem palników a ukladem rur dymnych za¬ stosowano osobna komore gazów, sprzegajaca uklad palników z powierzchnia ogrzewcza; sta¬ nowi ona równoczesnie pojemnosc, która lacz¬ nie z rurami dymowymi dzialajacymi jako wzniecarki, tworzy obieg falowania.Wlaczenie oddzielnej komory gazowej mie¬ dzy ukladem palników a ukladem rur dymo¬ wych umozliwia lepsze pod wzgledem czestotli¬ wosci dopasowania ukladu palników do ukladu rur dymnych. Dzieki temu mozna urzadzenie uksztaltowac odpowiednio do danych warun¬ ków pracy, a takze ekonomiczniej pod wzgle¬ dem wydajnosci.Uzyskiwane w urzadzeniu wedlug wynalazku czestotliwosci falowania obydwóch ukladów pal¬ ników sa przekazywane przestrzeniom plasz¬ czyzn grzejnych, które dostrojone na odpo¬ wiednia czestotliwosc dzialaja wskutek wyso¬ kiej czestotliwosci drgan gazów, a zatem wsku¬ tek znacznych szybkosci czasteczek gazu o du¬ zym przeplywie ciepla.Dalsza cecha wynalazku polega na tym, ze za ukladem palników przy zastosowaniu po-sredniej oddzielnej komory gazowej: fozmiesz- % cza* sie w u^tadzie^kilka równoleglych prze¬ wodów do^gazów dymnych. W ten sposób uzys- .kuje sie te zalete, ze do kazdego ukladu pal¬ ników mozna dolaczyc dowolnie wielka plasz¬ czyzne grzejna, nie potrzebujac przy tym pra¬ cowac z czestotliwosciami zbyt malymi.Powiekszone w ten sposób plaszczyzny grzej¬ ne sa jednak mniejsze w stosunku do zwykle potrzebnych plaszczyzn grzejnych, wobec czego komory gazowe moga byc mniejsze niz zwykle.Przez zmniejszenie komór uzyskuje sie znacz¬ ne zmniejszenie niebezpieczenstwa wybuchu w przypadku ewentualnego spóznionego dzia¬ lania zaplonów. Do posredniej komory gazowej , dolaczona jest rura do dostrajania ukladu rur dymnych do czestotliwosci falowania ukladu palników.Wedlug zasadniczo nowej mysli w zakresie wynalazku komory mieszczace sie za ukladami palników sa uksztaltowane i dzialaja jako ukla¬ dy rur dymnych, osadzonych w zbiorniku cis¬ nieniowym, tj. w bebnie zawierajacym wode, przy czym czestotliwosci falowania obydwóch ukladów sa ze soba sprzezone w sposób wyzej opisany.Wskutek umieszczenia ukladów ruf dymnych w zbiorniku z woda, woda nie tylko tlumi halas, lecz takze oslabia lub nawet eliminuje mecha¬ niczne drgania ewentualnie przekazywane ru¬ rom dymnym. Ponadto wytwornica wedlug wy¬ nalazku, wymaga mniejszej ilosci surowca, jak równiez mniejszego nakladu pracy.Wedlug innej postaci wykonania wynalazku akustyczne sprzezenie ukladów palników od strony doplywu powietrza jest przewidziane jako sprzezenie nieruchome, podczas gdy w zna¬ nych tego rodzaju wytwornicach pary istnieja na stronie doplywu powietrza akustycznie luzne tylko sprzezenie, nie dajace dostatecznej gwa¬ rancji dokladnej synchronizacji. Równiez ruch w takcie przeciwnym, tj. przesuniecie fazy o 180°, mozna uzyskac tylko z trudem w zna¬ nych urzadzeniach z potrzebna dokladnoscia.Ta dokladnosc jest konieczna w celu wyeli¬ minowania bardzo przeszkadzajacego halasu przez zastosowanie interferencji drgan cisnie¬ niowych. Dokladnosc te gwarantuje nierucho¬ me sprzezenie wytwornicy wedlug wynalazku.Wedlug innej jeszcze postaci wykonania wy¬ nalazku komora spalania i ewentualnie takze plaszcze chlodzace, otaczajace rury wahliwe, moga byc chlodzone woda lub para, dzieki cze¬ mu osiaga sie lepsze wykorzystanie ciepla.Przyklady wykonania przedmiotu wynalazku sa uwidocznione schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny kotla wzdluz linii A-B na fig. 2, fig. la — prze¬ krój poprzeczny kotla wzdluz linii N-O na fig. 1, fig. 2 —p przekrój poprzeczny kotla wzdluz linii C-D ha fig. 1, fig. 3 — widok boczny w kie¬ runku strzalki na fig. 2, fig. 4 — widok boczny odmiany kotla parowego, fig. 5 — przekrój po¬ dluzny wzdluz linii E-F na fig. 8, fig. 6 — prze¬ krój podluzny wzdluz linii G-H na fig. 8, fig. 7 — czesciowy przekrój wzdluz linii J-K na fig. 4, fig. 8 — przekrój poprzeczny wzdluz linii L-M na fig. 5, fig. 9 — widok od tylu kotla z odjeta sciana tylna, fig. 10 — przekrój podluzny dru¬ giej odmiany kotla o dwóch komorach wodnych, fig. 11 — przekrój podluzny trzeciej odmiany kotla z jedna komora wodna, a fig. 12 — ogól¬ ny schemat kotla obejmujacego glówne jego czesci. v W pierwszym przykladzie wykonania wyna¬ lazku zastosowano wytwornice pary w postaci malego kotla, opalana paliwem gazowym lub olejem gazowym, ewentualnie takze pylem we¬ glowym.Zbiornik wytwornicy pary, wykonany jako zbiornik cisnieniowy stanowi pionowy cylin¬ dryczny plaszcz, zamkniety u dolu przyspawa¬ nym dnem 2, a u góry pokrywa 3, zaopatrzona w kolnierz. Zbiornik I zawiera w dolnej czesci wode wrzaca, w górnej zas czesci ponad rura¬ mi komore parowa.Jako palniki sa przewidziane np. dwa wspól¬ pracujace ze soba uklady palników wahliwych, posiadajacych komory spalania 4a, 4b i rury wahliwe 5a, 5b, których wylot wchodzi do osobnych komór gazowych 6a, 6b, dostepnych po odjeciu znanych pokryw 7d9 7b lecz w czasie ruchu zamknietych tymi pokrywami. Z komo¬ rami gazowymi 6a,6b sa polaczone skierowane do góry dwie rury dymne 8a, 8b. Poza tym do kazdej z tych komór gazowych 6a, 6b wchodzi jeden wylot od zewnatrz zamknietych oddzwie- kowych rur 9a, 9b, sluzacych do dostrajania na potrzebna czestotliwosc drgan. Srubowo wygie¬ te rury dymowe 8a l Sb posiadaja Ujscia, wcho¬ dzace u góry do wspólnej srodkowej rury dym¬ nej 10, kierujacej gazy spalinowe do komina.Rury wahliwe 5at 5b i komory gazowe 6a, 6b, jak równiez wspólne rury dymne 8a, Sb znajdu¬ ja sie w zbiorniku 1, oddaja one cieplo gazów spalinowych otaczajacej wodzie w celu wytwa¬ rzania pary, przy czym zmniejsza sie równiez halas, gdyz woda dziala tlumiace na drgania rur dymowych, spowodowane spalaniem falu¬ jacym. -2-Komory spalania 4af 45 sa otoczone plaszcza¬ mi chlodzacymi 11, które pod wzgledem obiegu wody sa polaczone z jedna strona ze zbiorni¬ kiem 1, poprzez rure 12a i przewód 12 oraz za¬ wory 13, 14, z drugiej zas strony sa one pola¬ czone poprzez przewody 15a, ?55 nasyconej pa¬ ry z komora parowa 16 lub z rura 18 do odply¬ wu pary, znajdujaca sie w oddzielaczu cyklono¬ wym 17. Bezposrednio za zaworem 14 znajduje sie przewód odmulajacy 19 z zaworem 20. Poza tym rura 12a jest zaopatrzona W zawór 21.Kolnierze 22 oddzielaja dzialajace jako prze- grzewacze, plaszcze chlodzace 11 komór 4a, 4b od zbiornika wodnego 1. Oddzielacz cyklonowy 17 sluzy do dostatecznego wstepnego osuszenia pary wodnej tak, ze nasycona para przy prze¬ plywie przez rury 15a, 15b do plaszczy chlodza¬ cych 11 porywa ze soba malo wody.Podczas rozruchu kotla przy zamknietym za¬ worze 20 mozna przez otworzenie zaworów 13, 14 napelnic woda plaszcze chlodzace 11 komór spa¬ lania 4a, 4b. Gdy* w kotle 1 panuje dostateczna preznosc pary, zamyka sie zawór 14, a otwiera zawór 20. W ten.sposób woda zostaje wydmu¬ chana z plaszczy 11 poprzez przewód odmula¬ jacy 19, a komory 4a, 4b sa obecnie ochladzane para poprzez rury 15a, 15b, przez które przeply¬ wa para nasycona. Plaszcze ochladzajace 11 dzialaja wiec jako przegrzewacze. Gdy woda zostanie bez reszty wydmuchana, kociol zostaje polaczony poprzez zawór 21 ze zródlem zapo¬ trzebowania, a równoczesnie zamyka sie zawo¬ ry 13, 20. Poprzez rozdwojona rure 12 obydwa plaszcze chlodzace 11 sa polaczone z zaworem 21 na pare goraca.Komory spalania 4a, 4b posiadajace ogniood¬ porna wykladzine sa zaopatrywane w powietrze spalania przez aerodynamiczne zawory 21, pod¬ czas gdy do komór 4a, 4b jest wdmuchiwany poprzez zawór 24 gaz palny albo plynne paliwo poprzez dysze rozpylajaca 25.Przebieg spalania lub obieg gazów spalino¬ wych jest nastepujacy. Po pierwszym zaplonie za pomoca nie uwidocznionej na rysunku swie¬ cy, dalszy bieg jest utrzymywany przez zaplon samoczynny lub udarowy. Wplywajacy poprzez zawór* 24 gaz palny (albo wstrzykiwane przez dysze 25 plynne paliwo) miesza sie z wplywaja¬ cym poprzez zawór 23 lub zasysanym powietrzem w komorach spalania 4a, 4b i%spala sie w spo¬ sób wybuchowy w komorach 4a, 4b i w rurach 5a, 55.Drgania gazów spalinowych, powstajace przy spalaniu w ukladzie komór i rur 4a, 5a, 45, 5b, przechodza przez osobna komore gazowa 6, a takze przez plaszczyzny grzejne Sa, Sb, dzieki czemu przechodzenie ciepla jest znacznie .po¬ lepszone.Schemat wedlug fig. 12 wyjasnia te zjawiska.Przy wspóldzialaniu przewodów spalinowych, przylaczonych za pomoca oddzielnych komór gazowych 6a, 65, albo plaszczyzn grzejnych Sa, 8b, oddzielne komory gazowe 6a, 6b tworza jako pojemnosc akustyczny krag drgan albo rezona¬ tor, którego palnik wahliwy doprowadza do * drgan.Wytwornica pary lub kociol wedlug fig. 4—9 sklada sie z dwóch bebnów pionowych 31, 32 i jednego bebna poziomego 33, otoczone plasz¬ czem 33a. Calosc wytwornicy jest otoczona oslo¬ na 34. W plaszczu 33a sa wbudowane komory spalania 4a, 4b ukladu wahliwych palników.Wlasciwe rury wahliwe 5a, 55 przechodza lu¬ kiem przez górne czesci bebnów 31, 32, nastep¬ nie w kierunku do dolu przez te same zbiorni¬ ki, a ich ujscie wchodzi do jednej lub drugiej komory gazowej 6a lub 6b, zmontowanych u do¬ lu bebnów 31, 32.Drgania wychodzace z' komór spalania ~4a, 45 i przekazywane na rury 5a, 55 sa przekazywane nastepnie poprzez komory gazowe 6a, 6b i rury dymne 35 w kierunku do góry. W malej komo¬ rze 36a lacza sie rozgalezienia gazów Spalino¬ wych i plyna jako jeden nie pulsujacy strumien do znajdujacej sie miedzy obydwoma bebna¬ mi 31, 32 komory 36 w kierunku do £olu, ude¬ rzajac przy tym o podgrzewacz wody 37 i wy¬ chodzac wreszcie poprzez króciec 38 na zewnatrz lub ewentualnie do nieuwidocznionego na ry¬ sunku wylotu spalin.Zapas wody miesci sie w obydwóch bebnach 31, 32 i w czesci górnego bebna poziomego 33.Zasilanie woda odbywa sie poprzez zawór. 39 i podgrzewacz wody 37.Dla powrotnego przeplywu wody z bebna po¬ ziomego 33 zastosowano jedna lub kilka rur spustowych 40 miedzy bebnem 33 a obydwoma pionowymi bebnami 31, 32, których odgalezie¬ nia 40a znajduja ujscie u dolu w bebnach 31, 32.Mieszanina pary i wody z pionowych bebnów 31, 32 plynie rurami 41 do komory wodnej bebna 33 lub rurami 41a do komory 42 plaszcza 33a, jak równiez rurami 43 do bebna 33 lub do jego komory parowej 44. Z komory parowej 44 bebna poziomego 33 nasycona para jest kiero¬ wana rurami 45 do górnego przegrzewacza 46, a od niego rurami 47 do dolnego przegrzewa¬ cza 48. Dwa laczace sie przewody 49 przeprowa¬ dzaja pare z przegrzewacza 48 do zaworu 50. — 3Inny korzystny przyklad wykonania wyna¬ lazku jest uwidoczniony na fig. 10, wedlug któ¬ rego w obydwóch zbiornikach wodnych 51, 52, Dolaczonych rurami 57 wspólnej oslony kotlo¬ wej 53 sa umieszczone lub w nich wbudowane nie tylko rury wahliwe 5a, 5bt oddzielne komo¬ ry gazowe fia, 6b (oddzielone od siebie sciana dzialowa 55) i uklady rur dymnych 8af 85, lecz takze komory spalania 4a, 4b. Miedzy obydwo¬ ma zbiornikami 51, 52 znajduje sie znane wspól¬ ne przejscie lOa, polaczone wydrazonym plasz¬ czem lOb ze wspólnym króccem wypustowym 10.Ten przyklad wykonania kotla wedlug fig. 10, wykazuje w stosunku dq_ uwidocznionych na fig. 1—3, znaczne uproszczenia konstrukcyjne i oszczednosciowe, polegajace zwlaszcza na tym, ze zastosowano w nim proste rury wahliwe 5a, 5b i rury dymne 8a, 8b, Proste rury sa korzyst¬ niejsze zarówno pod wzgledem ich wyrobu, jak i naprawy i czyszczenia.W odmianie u kotla wedlug fig. 11 zastoso¬ wano dalsze konstrukcyjne uproszczenia. We wspólnym zbiorniku wodnym 56 sa osadzone nie tylko rury wahliwe 5a, 5b, komory gazo¬ we 6a, 6b oraz uklady rur dymnych 8a, 8b, lecz równiez i komory spalania 4a, 4b chlodzone woda- Uchodzace z ukladów rur dymnych 8a, 8b spaliny zbieraja sie We wspólnym znanym przejsciu lOa i plyna nastepnie nieuwidocznio- na na.rysunku rura polaczeniowa do wspólne¬ go krócca wypustowego 10. Obok konstrukcyj¬ nych uproszczen, zwlaszcza zastosowania wspól¬ nego zbiornika wodnego 56, uzyskuje sie tu te korzysc, ze uklady rur dymnych 8a, 8b sa dluz¬ sze, dzieki czemu powiekszona zostaje powierz¬ chnia grzejna. Ewentualnie powstajace i wy¬ chodzace normalnie na zewnatrz odglosy wy¬ buchów sa tlumione przez wode.Reasumujac podkresla sie, ze zasadnicze urza¬ dzenie wedlug wynalazku jest w zasadzie za¬ warte we wszystkich czterech rodzajach wyko¬ nania kotla. Pod tym wzgledem wskazuje sie na schemat wedlug fig. 12, w którym 4a, 4b przedstawiaja komory spalania, a 5a, 5b — ru¬ ry wahliwe. Komory spalania i rury wahliwe stanowia uklad rur wahliwych.Miedzy ukladami komór i rur wahliwych 4a, 4b i 5a, 5b a ukladami rur dymnych 8a, 8b znaj¬ duja sie oddzielne komory gazowe 6a, 6b, dzia¬ lajace akustycznie. Równiez i tu obydwa ukla¬ dy rur dymnych 8a, 8b sa polaczone w znany sposób do wspólnego krócca wypustowego 10, przez który gazy spalinowe na przen4& ucho¬ dza na zewnatrz, wskutek czego przeszkadzaja¬ cy halas zostaje w znacznej mierze stlumiony.Rury 9a, 9b sa przylaczone do komór gazowych flfc, 6b w celu dostrajania ich czestotliwosci drgan.Równiez uklady rur dymnych 8a, 8b sa zao¬ patrzone w elementy, np. w wypelniacze 58 (fig. 11) do dostrajania czestotliwosci. To do¬ strajanie jest oznaczone w schemacie' wedlug fig. 12 strzalkami. PL