DE597061C

DE597061C - Device for cooling superheated steam by injecting water

Info

Publication number: DE597061C
Application number: DEW88791D
Authority: DE
Original assignee: BERNARD THEODORE WINGFIELD
Current assignee: BERNARD THEODORE WINGFIELD
Priority date: 1931-07-14
Filing date: 1932-04-19
Publication date: 1934-05-22

Description

Es ist bekannt, zum Erzielen einer gleichbleibenden Temperatur strömenden Heißdampfes diesen durch Einspritzen von Wasser mittels einer Zerstäuberdüse zu kühlen, deren Austrittsquerschnitt selbsttätig in Abhängigkeit von der Heißdampftemperatur durch Verstellen eines Absperrkörpers geregelt wird. Der angestrebte Zweck, ein hoher Gleichförmigkeitsgrad, konnte aber bisher, insbesondere bei stark schwankender Dampfeintrittsternperatur und wechselnder Belastung, nicht in befriedigender Weise erfüllt werden.It is known to achieve a constant temperature flowing hot steam to cool this by injecting water using an atomizer nozzle, whose The outlet cross-section is automatically adjusted depending on the superheated steam temperature a shut-off device is regulated. However, the intended purpose, a high degree of uniformity, has so far been possible, in particular for strongly fluctuating steam inlet temperature and changing load, not in a satisfactory manner Way to be fulfilled.

Es wurde nun gefunden, daß dieser Mangel durch Herstellen eines gleichbleibenden Verhältnisses zwischen dem Verstellweg des selbsttätig gesteuerten Absperr körpers und dem freien Austrittsquerschnitt der Zerstäuberdüse beseitigt werden kann. Ein solches Verhältnis kann indessen mit der bisherigen Anordnung eines kegeligen Absperrkörpers nicht herbeigeführt werden, da dieser der Zerstäuberdüse stets eine kurvenförmige Kennlinie verleiht. Dieses wird vielmehr gemäß der Erfindung dadurch hergestellt, daß der Absperrkörper eine paraboloidische Gestalt erhält, wie es an sich bei Vorrichtungen zum Regeln von Brennstoff- und Speisewasserzufuhr im Betrieb von Dampferzeugern bekannt ist.
Während bisher die Temperatur des aus dem Kühler abströmenden Dampfes einer oft sehr heftigen Schwankung unterliegt, soll durch den erfindungsgemäßen Kühler auch bei verschiedenster Belastung die Schwankung auf höchstens 3⁰C herabgedrückt, also praktisch beseitigt werden.It has now been found that this deficiency can be eliminated by establishing a constant ratio between the adjustment path of the automatically controlled shut-off body and the free outlet cross-section of the atomizer nozzle. However, such a relationship cannot be brought about with the previous arrangement of a conical shut-off body, since this always gives the atomizer nozzle a curve-shaped characteristic. Rather, this is produced according to the invention in that the shut-off body is given a paraboloidal shape, as is known per se in devices for regulating the supply of fuel and feed water in the operation of steam generators.
Yet while the temperature of the effluent from the cooler vapor of an often very violent fluctuation subject to by the inventive cooler even at verschiedenster load fluctuation suppressed to a maximum of 3 ⁰ C, are thus virtually eliminated.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing, for example.

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt undFig. Ι shows a longitudinal section and

Fig. 2 einen Schnitt durch den Düsenkörper in größerem Maßstab.2 shows a section through the nozzle body on a larger scale.

Die Vorrichtung besteht aus einem in die Dampfleitung eingeschalteten Dampftopf 1, i^a mit Einlaßstutzen 2, Zerstäuberkammer 3, Umlenktopf 7 und Auslaßstutzen 9. Der Umlenktopf 7 ist durch ein sich an die Zerstäuberkammer 3 anschließendes Rohr 6 in zwei Räume unterteilt, von denen der innere von an der Innenwand des Rohres 6 angeordneten Stau- und Leitblechen 5 durchzogen ist. Ein um die Außenwand des Rohres 6 schneckengangförmig herumgezogenes Blech 8 dient zur Abscheidung von Wasser, das sich am Grund des Topfes 7 sammelt und hier abgelassen werden kann. Die Zuführung des Kühlwassers erfolgt durch eine in der Zerstäuberkammer 3 angeordnete Düse 4. Im Austrittsstutzen befindet sich ferner ein Thermostat 10.The device consists of a steam pot connected to the steam line 1, i ^a with inlet port 2, atomizer chamber 3, deflector pot 7 and outlet port 9. The deflector pot 7 is divided by a tube 6 adjoining the atomizer chamber 3 into two rooms, of which the inner one is traversed by baffles 5 arranged on the inner wall of the tube 6. A sheet metal 8 drawn around the outer wall of the tube 6 in the shape of a helix serves to separate water which collects at the bottom of the pot 7 and can be drained off here. The cooling water is supplied through a nozzle 4 arranged in the atomizer chamber 3. A thermostat 10 is also located in the outlet connection.

.Das Kühlwasser wird mit einem den Dampfdruck übersteigenden Druck durch den Einlaßflansch 12 dem die Düse 4 tragenden Aufsatz-.The cooling water is at a pressure exceeding the steam pressure through the inlet flange 12 the attachment carrying the nozzle 4

körper ir zugeleitet, der mittels eines Flansches 13 über einem Stutzen auf dem Gehäuse 1 befestigt ist.body ir fed by means of a flange 13 over a socket on the housing 1 is attached.

Eine in einer Stopfbüchse 19 gelagerte Ver-A feeder stored in a stuffing box 19

s stellspindel 18 durchdringt den Aufsatzkörper 11 und trägt am unteren Ende einen mittels einer Mutter 21 befestigten Düsenkegel 20. Der eigentliche Düsenkörper 4 ist mittels einerThe adjusting spindle 18 penetrates the attachment body 11 and carries at the lower end a nozzle cone 20 fastened by means of a nut 21 actual nozzle body 4 is by means of a

Überwurfmutter 16 an einem Gewindenippel 15Union nut 16 on a threaded nipple 15

ίο befestigt, der mit dem Aufsatzkörper 11 durch ein Rohrstück 14 verbunden ist (Fig. 2).ίο attached to the attachment body 11 through a pipe section 14 is connected (Fig. 2).

In dem Düsenkörper 4 befindet sich in bekannter Weise ein mit schraubengangförmigen Nuten versehener Drallkörper 22, der auf der Verstellspindel 18 befestigt ist und mit dieser in dem Düsenkörper 4 gleitet.In the nozzle body 4 is located in a known manner with a helical Grooved swirl body 22, which is attached to the adjusting spindle 18 and with this slides in the nozzle body 4.

Der Düsenkegel 20 hat paraboloidische Form,The nozzle cone 20 has a paraboloidal shape,

so daß der freie Durchgangsquerschnitt zwischen dem Düsenmundstück 4 und dem Kegel 20 von der Schließlage sich im gleichen Verhältnis zu dem Verstellweg der Spindel 18 ändert.so that the free passage cross section between the nozzle mouthpiece 4 and the cone 20 of the closed position changes in the same proportion to the adjustment path of the spindle 18.

Die Verstellspindel 18 ist durch eine Lasche 23 mit einem Hebel 24 verbunden, der um einen Bolzen 25 drehbar an einem mittels eines Flansches 28 auf dem Gehäuse 1 befestigten Stützkörper 27 gelagert ist. Der Stützkörper 27 trägt noch ein Membrangehäuse 39, 40 mit über einer Schutzplatte 37 liegender Membran 38. Die Schutzplatte wird von einer Stange 30 getragen, die in einer Führung 31 längs des Stützkörpers 27 verschiebbar ist und am unteren Ende eine geschlitzte Hülse 29 trägt. In dem Schlitz der Hülse 29 ist der mit der Verstellspindel 18 gekuppelte Arm des Schwinghebels 24 zwischen Rollen 35, 36 geführt. Die Hülse 29 stützt sich auf einer Gleitstange 34 ab, die in Achsenrichtung der Stange 30 verschiebbar ist und auf einem Federteller 34* auf ruht. Dieser Teller 34® ist mit dem Tragbolzen 33" gegen einen zweiten, fest mit dem Stützkörper 27 verbundenen Federteller 33 verschiebbar. Zwischen den Tellern 33 und 34" ist eine Schraubenfeder 32 angeordnet, die bestrebt ist, das Düsenventil entgegen dem auf den Abschluß-4-5 körper 20 einwirkenden Wasserdruck und den auf die Membran 38 einwirkenden Druck eines durch den Thermostaten 10 beeinflußten Druckmittels zu schließen. Der Thermostat 10 kann beliebig ausgebildet sein und wirkt durch eine Steuereinrichtung auf das in der Verbindungsleitung 41 befindliche Druckmittel — etwa Luft, Wasser, Öl o. dgl. —- für die Membran ein, so daß je nach Sinken oder Steigen der Dampftemperatur der auf der Membran 38 lastende Druck fällt oder ansteigt.The adjusting spindle 18 is connected by a bracket 23 with a lever 24 which is around a Bolt 25 rotatably attached to a housing 1 by means of a flange 28 Support body 27 is mounted. The support body 27 also carries a membrane housing 39, 40 with over A membrane 38 lying on a protective plate 37. The protective plate is held by a rod 30 carried, which is displaceable in a guide 31 along the support body 27 and on the lower End of a slotted sleeve 29 carries. In the slot of the sleeve 29 is the one with the adjusting spindle 18 coupled arm of the rocker arm 24 guided between rollers 35, 36. The sleeve 29 is supported on a slide rod 34 which is displaceable in the axial direction of the rod 30 and rests on a spring plate 34 *. This Plate 34® is against with the support bolt 33 " a second spring plate 33, which is firmly connected to the support body 27, is displaceable. Between the plates 33 and 34 "is a coil spring 32 arranged, which strives to counteract the nozzle valve on the conclusion-4-5 body 20 acting water pressure and acting on the membrane 38 pressure of a to close by the thermostat 10 influenced pressure medium. The thermostat 10 can be designed in any way and acts through a control device on that in the connecting line 41 located pressure medium - such as air, water, oil or the like - for the membrane, see above that depending on whether the steam temperature rises or falls, the one on the membrane 38 is loaded Pressure falls or rises.

Der zweite Arm des Schwinghebels 24 trägt einen in eine Kugel 44 auslaufenden Stellstift 43, auf die die Spindel 45 eines Handrades 46 einwirkt. Die Düsenöffnung kann also unabhängig von der selbsttätigen Thermostatregelung durch Verstellen des Handrades gegen die Wirkung der Feder 32 eingestellt werden.The second arm of the rocker arm 24 carries an adjusting pin 43 which ends in a ball 44, on which the spindle 45 of a handwheel 46 acts. The nozzle opening can therefore be independent from the automatic thermostat control by adjusting the handwheel against the effect the spring 32 can be adjusted.

Das Wasser tritt durch den Stutzen 12 mit einem den Dampfdruck übersteigenden Druck in die Vorrichtung ein und gelangt unter vollem Druck durch das Rohr 14 nach der Düse 4. Die in die Vorrichtung eingespritzte Wassermenge ändert sich im gleichen Verhältnis mit dem Hub des Abschlußkörpers 20. Infolge der durch den Drallkörper 22 erteilten schraubenförmigen Bewegung und der durch den Druckunterschied zwischen dem Kühlwasser und dem Dampf erzielten hohen Geschwindigkeit wird das Wasser in fein verteiltem Zustand in die Kammer 3 eingespritzt. Die Geschwindigkeit des Wassers, die von dem Druckunterschied zwischen Wasser und Dampf abhängig ist, bleibt bei allen Öffnungsstellungen des Düsenventils unverändert.The water passes through the nozzle 12 with a pressure that exceeds the steam pressure into the device and passes under full pressure through the pipe 14 to the nozzle 4. The The amount of water injected into the device changes in the same proportion as the Stroke of the closing body 20. As a result of the helical shape imparted by the swirl body 22 Movement and that caused by the pressure difference between the cooling water and the Steam achieved at high speed will enter the water in a finely divided state into the Chamber 3 injected. The speed of the water, depending on the pressure difference between water and steam is dependent, remains in all opening positions of the nozzle valve unchanged.

Kann die zur Abkühlung erforderliche Wassermenge nicht durch eine einzige Düse eingespritzt werden, so können in bekannter Weise zwei oder mehrere Düsen vorgesehen werden, die entweder getrennt oder zu einer Gruppe vereinigt gemeinsam gesteuert werden.Cannot inject the amount of water required for cooling through a single nozzle two or more nozzles can be provided in a known manner, which are either controlled separately or combined to form a group.

Claims

Claim:

Device for cooling superheated steam by injecting water by means of a automatically regulated in the free cross-section as a function of the superheated steam temperature by adjusting a shut-off device Nozzle, characterized in that the shut-off body (20) of the nozzle (4) to achieve a constant ratio between the adjustment path and the free exit cross-section a paraboloidally limited one Has shape.

1 sheet of drawings