FI73512C - Elektrisk aonggenerator. - Google Patents

Description

1 73512 Sähköhöyrynkehitin

Keksinnön kohteena on sähköhöyrynkehitin, joka kä-5 sittää paineastian, johon on vähintään yhdelle osapuilleen pystysuoralle akselille sovitettu kaksi päällekkäistä kaukaloa, joista toinen on ripustettu paineastian seinämän suhteen sähköisesti eristetystä ja kytketty sähkölähtee-seen, mitä vastoin toinen on yhdistetty sähköisesti pai-neastian seinämään, jolloin höyrynkehittimeen kuuluvat välineet, jotka pumppaavat vettä paineastian kokooma-altaasta ylempään kaukaloon ja jolloin kaukalot on muotoiltu siten, että vesi virtaa ylemmästä kaukalosta kalvomai-sesti alempaan kaukaloon ja siitä takaisin paineastian 15 kokooma-altaaseen.

Tällainen höyrynkehitin on tunnettu CH-patenttijulkaisun 612 491 kuviosta 5. Tällaisella rakenteella, johon kuuluu yksi kaukalo ja yksi ylivirtausreuna, on putoavan veden poikkipinta-ala - ja samalla höyrynkehittimen teho -20 suoraan riippuvainen kaukalon halkaisijasta. Putoavan ve- sikerroksen paksuus ei saa ylittää tiettyä arvoa, koska pak-sumpi vesikerros aiheuttaa veden roiskumista ympäriinsä, mitä tulee välttää. Kattilateho riippuu sen vuoksi kaukalon halkaisijasta.

25 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan alussa määri teltyä tyyppiä oleva sähköhöyrynkehitin, joka omaa määrätyl-: lä kaukalokoolla suuremman tehon, jotta voidaan yhtäältä vä- hentää kilowattituntia kohden laskettuja investointikustannuksia ja toisaalta valmistaa samalla kaukalolla eri tehoi-30 siä höyrynkehittimiä.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan siten, että „ jokaiselle pystysuoralle akselille on sovitettu enemmän kuin yksi pari mainittuja kaukaloita päällekkäin siten, että vesi virtaa kalvomaisesti kulloinkin ylemmän kaukaloparin alem-- 35 masta kaukalosta tämän alapuolella olevan kaukaloparin ylem pään kaukaloon ja vasta alimman kaukaloparin alemmasta kau- 2 7351 2 kalosta paineastian kokooma-altaaseen. Uuden ratkaisun eräs lisäetu on siinä, että veden pumppaukseen käytettävien välineiden käyttöteho tuotettua kWh:ta kohti vähenee huomattavasti ja näiden välineiden rakennekustannuk-5 siä voidaan pienentää, koska kierrätettävä vesimäärä pienenee.

Verrattuna tunnettuihin CH-patenttijulkaisun 216 491 mukaisiin sovellutusmuotöihin, joissa on ylivir-tausreunat, jotka muodostuvat suorista tai evolventin 10 muotoisista kaukaloiden urista, on uudessa ratkaisussa se etu, että kaukalot ovat muodoltaan yksinkertaisia ja samanlaisia kuin pienempitehoisiinkin höyrynkehittimiin valmistettavat.

Patenttivaatimuksen 2 mukaisessa keksinnön sovel-15 lutusmuodossa on kaukaloiden tilantarve erittäin pieni.

Patenttivaatimuksen 3 mukaisessa keksinnön sovel-lutusmuodossa jää vedenpumppausvälineiden käyttöteho pieneksi, koska vesi siirretään lyhintä tietä ylimpään kaukaloon.

20 Patenttivaatimuksen 4 mukaisella sovellutusmuodol- la saavutetaan sellainen rakenteellinen etu, että tarvitaan ainoastaan kolme kannatintankoa, joita lisäksi voidaan käyttää virransyöttöön.

Patenttivaatimuksen 5 mukainen suoritusmuoto mah-25 dollistaa kolmivaihevirralla käytettävän höyrynkehittimen syöttämisen yhdellä ainoalla kierrätyspumpulla.

Patenttivaatimuksen 6 mukaisella järjestelyllä vältetään putoavan veden liiallinen hajoaminen pisaroiksi pienemmällä teholla, mikä voisi johtaa roiskeisiin.

30 Lisäksi muodostuu putoavan vesikalvon kehälle heikompi kohta, jonka kautta kalvon sisäpuolella muodostuva höyry pääsee purkautumaan kalvon ulkopuolella olevaan tilaan.

Patenttivaatimuksen 7 mukaiset tunnusmerkit johtavat hyvin hoikkaan paineastiaan, jolla on vastaavasti pie-35 nempi seinämäpaksuus.

3 7351 2

Patenttivaatimuksen 8 mukaisen säädettävyyden ansiosta voidaan tasoittaa yksittäisten vaiheiden tehot suurentamalla kulloinkin kahden ylemmän kaukalon etäisyyksiä siten, että kulloinkin kahden pystysuunnassa vierekkäisen 5 kaukalon välinen vastus säilyy yhtä suurena, vaikka alempien kaukaloiden alueella virtaa pienempi vesimäärä.

Patenttivaatimuksen 9 mukaisella veden lisäsyötöl-lä voidaan vesikerrosten vastusten säätämiseksi korvata putoavan veden yläosissa höyrystyvää vettä, lp Seuraavassa selostetaan lähemmin keksinnön kahta sovellutusmuotoa piirustusten avulla, joissa kuvio 1 esittää hieman kaaviomaisesti sähkönhöy-rykehittimen pystyleikkausta, kuvio 2 esittää vaakasuoraa leikkausta viivaa II-II 15 pitkin kuviossa 1 pienemmässä mittakaavassa, kuvio 3 esittää pystyleikkausta keksinnön toisesta sovellutusmuodosta ja kuvio 4 esittää kuvioon 1 nähden muunnettua yksityiskohtaa.

20 Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti sisältää vaakasuoran akselin ja useampia jalkoja 2 omaava lieriömäinen paine-. ·. astia 1 kolme osapuilleen pystysuoraa, astian pituussuun- .nassa perätysten asetettua nousuputkea 4, jotka on hitsattu kiinni paineastian pohjaan. Nousuputket 4 on yhdis-25 tetty toisiinsa vaakasuoralla jakoputkella 6, joka kulkee astian 1 alaosassa kokooma-altaassa 3 pituussuunnassa.

Paineastian 1 pohjassa on astian seinämään hitsattu lisäksi kaksi lyhyttä putkenosaa 11, joihin kumpaankin on sovitettu kiertyvästi pumpunpyörä 12. Pumpunpyörä 12 30 lepää akselilla 13, joka on laakeroitu hoikkiin 14 ja jonka vapaassa päässä on kiilahihnapyörä 15. Holkki 14 . on kiinnitetty kanteen 16, joka on kiinnitetty tiiviisti muhvin 18 liitäntälaippaan 17, jolloin muhvi puolestaan on hitsattu paineastian ulkopintaan ja muhvi ympäröi 35 pumpunpyörää 12. Osat 11...18 muodostavat kaksi kierrä-tyspumppua 19, yhden kumpaankin muhviin.

4 73512

Kunkin putkenosan 11 ja vastaavan muhvin 18 välisestä rengastilasta johtaa yhdysputki 24 jakoputkeen 6. Molempia kierrätyspumppuja 19 käytetään kiilahihnapyörien 15 kanssa yhdessä toimivien kiilahihnojen (ei esitetty) 5 välityksellä säädettävän kierrosnopeuden omaavilla käyt-tömoottoreilla (ei myöskään esitetty), jolloin vesi siirtyy kokooma-altaasta 3 jakoputkea 6 pitkin kolmeen nousu-putkeen 4.

Kukin nousuputki 4 on varustettu yläpäästään lai-10 palla 26, johon on kiinnitetty matala kaukalo 27, jossa on pyöristetty ulkoreuna 28, joka muodostaa vedelle vaakasuoran ylivirtausreunan. Jokaiseen nousuputkeen 4 on kiinnitetty.hiukan sen puolivälin yläpuolelle kolmen varren 30 avulla rengaskaukalo 32, joka ympäröi nousuputkea 15 ja on poikkileikkaukseltaan makaavan S-kirjaimen muotoinen. Tällöin rengaskaukalon ulompi, pyöristetty reuna muodostaa ylivirtausreunan. Rengaskaukalon 32 sisempi reuna 35 päättyy ylemmälle tasolle kuin ylivirtausreuna 33.

Kunkin nousuputken 4 alempaan puoliskoon on sovitettu 20 peltirengas 40, jolla on harjakaton muotoinen poikkileikkaus ja joka on kiinnitetty kolmella kannatinvarrella 41 nousuputkeen 4.

Suunnilleen puoleen väliin ylimmän kaukalon 27 reunan 28 ja rengaskaukalon 32 reunan 33 välille on sovitettu 25 rengaskaukalo 42, joka muodostaa ylimmän kaukaloparin alemman kaukalon ja joka on poikkileikkaukseltaan myös makaavan S-kirjaimen muotoinen, joka kuitenkin on muodostettu suunnilleen rengaskaukalon 32 S-kirjaimen peilikuvaksi. Rengas-kaukalossa 42 muodostaa sisempi reuna 45 ylivirtausreunan, 3Q kun taas sen ulompi reuna 43 päättyy ylemmälle tasolle kuin reuna 45. Lisäksi kuhunkin nousuputkeen 4 on rengaskaukalon 32 ja peltirenkaan 40 väliin sovitettu rengaskaukalo '42, joka on saman muotoinen kuin rengaskaukalo 42 ja joka muodostaa yhdessä rengaskaukalon 32 kanssa alimman kaukalo-35 parin. Rengaskaukalot 42 ja 42' on kiinnitetty kolmella listalla 50 kannatintankoihin 52, jotka on kiinnitetty 5 7351 2 kulloinkin yhden sisemmän ja yhden ulomman eristyshol-kin 54 ja 55 välityksellä sähköisesti eristetysti paineastiaan 1. Aina kuhunkin kolmesta eristysholkit 54 ja 55 läpäisevästä kannatintangosta 52 on ulkopuolelle kiinni-5 tetty vaiheet R,S,T käsittävän kolmivaiheverkon yksi vir-takiskCD 56. Paineastia 1 on yhdistetty kolmivaiheverkon nöllajohtimeen (ei esitetty). Paineastian laella on höy-rynpoistoyhde 60. Lisäksi paineastiaan on liitetty - ei esitetty - syöttöveden tuloyhde, vähintään yksi lietteen- 10 poistoyhde sekä mahdollisesti kaasunpoistoyhde. Kuhunkin nousuputkeen 4 on järjestetty säätöläppä 62.

Kuvattu sähkökattila toimii seuraavalla tavalla: Laitteen ollessa käynnissä käytetään molempia kierrätys-pumppuja 19 siten, että vesi siirtyy kokooma-altaasta 15 3 kolmen nousuputken 4 kautta kaukaloihin 27. Kaukalois ta 27 vesi virtaa reunan 28 ylitse rengaskaukaloihin 42, joihin muodostuu tietty vedentaso. Sisäreunan 43 ylitse virtaa vesi sitten rengaskaukaloihin 32, joihin samoin muodostuu tietty vedentaso.

20 Ulkoreunan 33 ylitse virtaa vesi rengaskaukaloi hin 42', joihin jälleen muodostuu tietty vedentaso.

.*·- Rengaskaukaloista 42' vesi juoksee - niiden sisemmän reunan 45' ylittäen - peltirenkaalle 40 ja virtaa sitten takaisin kokooma-altaaseen 3.

* 2 S

Höyrynkehittimen ollessa toiminnassa leviää kolmivaiheverkon virta kulloinkin rengaskaukaloista 42 ja 42' ylöspäin kaukaloihin 27 ja 32 ja alaspäin rengas-kaukaloon 32 ja peltirenkaaseen 40 ja virtaa sieltä nousuputkia 4 pitkin paineastian 1 seinämään takaisin.

^0 Veden vapaiden putouskorkeuksien perusteella kaukaloi-den 27 ja 42; 42 ja 32 ; 32 ja 42' sekä rengaskaukalon : 42' ja peltirenkaan 40 välillä, jotka putouskorkeudet on säädetty keskenään suunnilleen yhtä suuriksi, syötetyn vesimäärän perusteella sekä veden säädetyn joh-

O C

tokyvyn perusteella omaa kukin kolmesta elektrodisys- teemistä tietyn vastuksen. Säätämällä läppää 62 voi- _ daan näitä vastuksia tasoittaa toisiinsa nähden.

6 73512 Sähkövirran kulun ansiosta kuumenee paineastiassa oleva vesi aluksi ja - mikäli halutaan ja veden syöttö ja poisto säädetään vastaavasti - höyrystyy, jolloin saavutetaan toivottu paine ja sitä vastaava kylläisen höyryn 5 lämpötila.

Kuvatulle sähköhöyrynkehittimelle on tunnusomaista hyvin yksinkertainen ja selväpiirteinen rakenne.

Kuvion 3 mukaan on paineastia 1' rakennettu pystyakselin suuntaiseksi. Paineastiassa on vain yksi nousuput-ki 4, johon syötetään alakautta kokooma-altaaseen sijoitetun pumpun välityksellä vettä kokooma-altaasta.

Kuten kuvion 1 sovellutusmuodossa, kannattaa nousuputki 4 ylempää kaukaloa 27. Lisäksi laitteeseen kuuluu kolme rengaskaukaloa 42R, 42S ja 42T, joiden korkeutta voidaan 15 säätää ja joita kannattavat säteen suuntaiset tangot, jotka ulottuvat eristysholkkien 59 lävitse. Mainitut kolme rengaskaukaloa 42R, 42S ja 42T on yhdistetty kolmivaihe-verkon kolmeen vaiheeseen R, S ja T. Kunkin rengaskauka-lon 42R, 42S ja 42T alapuolelle on sijoitettu rengaskau-kalo 32R, 32S ja 32T, jotka on kiinnitetty kolmella varrella 30 renkaisiin 31, jotka puolestaan on kiinnitetty nousuputkeen 4 korkeudeltaan säädettävästi. Tässä sovellutusmuodossa on siis sijoitettu kolme kaukaloparia päällekkäin.

^ Rengaskaukaloiden 42R, 42S, 42T ja 32R, 32S, 32T

korkeussäädöllä -voidaan veden putouskorkeudet säätää siten, että vastukset pysyvät kolmessa vaiheessa yhtä suurina huolimatta veden höyrystymisen ansiosta ylhäältä alaspäin pienenevästä vesimäärästä. Kolmen vaiheen epä- o n tasainen kuormitus voidaan tällä tavoin välttää ainakin tietyllä kuormalla.

Kuvion 3 mukainen sovellutusmuoto on rakennetila-vUhäen suhteen erittäin . edullinen, koska paineastiasta tulee hoikka ja suhteellisen kevyt.

"3 C

J Höyrynkehittimen ollessa toiminnassa kulkee vaiheen R virta kaukalosta 42R vesinorojen 67 ja 68 kautta kauka loihin 32R ja 27, vaiheen S virta kaukalosta 42S vesinoro- 7351 2 7 jen 65 ja 66 kautta kaukaloihin 32S ja 32R ja vaiheen T virta kaukalosta 42T vesinorojen 63 ja 64 kautta kaukaloihin 32T ja 32S.

Höyrystyviä vesimääriä voidaan tasata - kaukaloi-5 den korkeussäädön sijasta - siten, että esim. säädettävillä kuristuslaitteilla johdetaan lisävettä nousuputkes-ta 4 suoraan kaukaloihin 42S ja 42T.

Kuviossa 4 esitetyssä sovellutusmuodossa, jota voidaan käyttää sekä kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa sähkökatti-^ lassa, että kuvion 3 mukaisessa sähkökattilassa, ovat kaikki yhdelle pystysuoralle akselille järjestetyt kaukalot - joista kuviossa 4 on esitetty vain rengaskaukalot 32 ja 42' - jonkin verran kallistettuja siten, että kau- kaloiden - tässä 33 ja 45' - ylivirtausreunat kulkevat 15 keskenään yhdensuuntaisissa tasoissa e, jotka ovat vaakasuoraan tasoon nähden hieman kallistettuja. Kuviossa 4 muodostavat tasot e ja h kulman Oi., joka tässä kuviossa on piirretty liioitellun suureksi. Tällä kauka-loiden kallistuksella saadaan aikaan, että höyrynkehit- 20 timen tehon pienentyessä kalvomaisesti ylivirtausreu- nojen 33 ja 45’ ylitse virtaava vesi keskittyy kuvios- sa 4 kunkin kaukalon oikeanpuoleiselle kehälle. Tämän ansiosta pysyy vesikalvo kehän ylivirtauskohdassa riit- : tävän paksuna, että se ei voi hajota pisaroiksi, kuten ' 25 tapahtuisi ylivirtausreunojen ollessa vaakasuorassa. Lisäksi kaukaloiden kallistuksen ansiosta muodostuu ve-- - sikalvoon heikko kohta tai aukko - kuviossa 4 vasemmal la - jonka kautta kalvon sisäpuolella syntyvä höyry pääsee purkautumaan kalvon ulkopuolella olevaan tilaan.

Kuvion 4 mukaisella järjestelyllä aikaansaadut vaikutukset voidaan saavuttaa myös siten, että ylivirtaus-: *·· reunojen ollessa suorassa kulmassa kannatintangon 4 pi- i tuusakseliin nähden tätä akselia kallistetaan kulman verran pystyakselin suunnasta siten, että joko 35 --- paineastian sisäosat tai paineastia sisäosineen seisoo jonkin verran vinossa.

Claims (9)

1. Sähköhöyrynkehitin, joka käsittää paineastian (1), johon on vähintään yhdelle osapuilleen pystysuoralle 5 akselille sovitettu kaksi päällekkäistä kaukaloa (27,42), joista toinen on ripustettu paineastian seinämän suhteen sähköisesti eristetysti ja kytketty sähkölähteeseen, mitä vastoin toinen on yhdistetty sähköisesti paineastian seinämään, jolloin höyrynkehittimeen kuuluvat välineet, jot-10 ka pumppaavat vettä paineastian (1) kokooma-altaasta (3) ylempään kaukaloon (27) ja jolloin kaukalot on muotoiltu siten, että vesi virtaa ylemmästä kaukalosta kalvomaises-ti alempaan kaukaloon (42) ja siitä takaisin paineastian kokooma-altaaseen, tunnettu siitä, että jokaiselle 15 pystysuoralle akselille on sovitettu enemmän kuin yksi pari mainittuja kaukaloita (27,42, 32,42') päällekkäin siten, että vesi virtaa kalvomaisesti kulloinkin ylemmän kaukaloparin (27,42) alemmasta kaukalosta (42) tämän alapuolella olevan kaukaloparin (32,42') ylempään kaukaloon 20 (32) ja vasta alimman kaukaloparin alimmasta kaukalosta (42') paineastian (1) kokooma-altaaseen (3).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrynkehitin, tunnettu siitä, että kullakin pystyakselilla ylimmän kaukalon (27) alapuolelle sijoitetut kaukalot (42, 25 32,42') on tehty muodoltaan rengaskaukaloiksi ja mitoi tettu siten, että vesi virtaa rengaskaukaloiden reunojen (45,33,45') ylitse vuorotellen ulkopuolelta ja sisäpuolelta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen höyrynkehitin, 30 tunnettu siitä, että kullekin pystyakselille sijoitettujen kaukaloiden (27,42,32,42') keskelle on sovitettu ylimpään kaukaloon (27) avautuva nousuputki (4) kokooma-altaasta (3) ylimpään kaukaloon (27) pumpattavaa vettä varten ja että tähän nousuputkeen (4) on kiinnitet- 35 ty - ylhäältä laskien - järjestysluvultaan parittomat kaukalot (27,32). 9 73512

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen höyryn-kehitin, tunnettu siitä, että - ylhäältä laskien -järjestysluvultaan parilliset kaukalot (42,42') on ripustettu niiden ulkokehien ulkopuolelle ulottuvilla eriste- 5 tyillä kannattamilla (52).

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen höyrynkehitin, tunnettu siitä, että paineastiaan (1) on sijoitettu kolmelle pystyakselille sovitetut kaukaloparit (42R,32R;42S,32S;42T,32T) ja kukin akseli on liitetty 10 yhteen kolmivaiheverkon vaiheeseen, että nousuputket (4) on yhdistetty keskenään jakoputkella (6), johon on liitetty pumppausvälineet vähintään yhden kierrätyspumpun (19') muodossa, ja että vähintään'kahdessa nousuputkessa (4) on säädettävät kuristusläpät (62).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen höyryn kehitin, tunnettu sitiä, että kaikkien kaukaloi-den (27,42,32,42') ylivirtausreunat (28,45,33,45') sijaitsevat keskenään yhdensuuntaisissa tasoissa ja että nämä tasot ovat vaakatasoon nähden hieman kallistettuja.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen höyryn kehitin, tunnettu siitä, että eristetysti ripustetut ja pystyakselille sijoitetut kaukalot (42R,42S,42T) on liitetyt kolmivaiheverkon eri vaiheisiin (R,S,T). ·-- 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen höyrynkehitin, ' 25 tunnettu siitä, että ainakin yksi osa kaukaloista : on järjestetty korkeusasemaltaan säädettäväksi.

8 73512

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen höyrynkehitin, :* tunnettu siitä, että ainakin alimman kaukaloparin :Y: alempaan kaukaloon - rinnan ylimmän kaukalon kanssa - syö tetään lisävettä kokooma-altaasta (3). 7351 2 10