FI100339B - Keraaminen poltin masuunin ilmankuumentimeen - Google Patents

Description

100339

Keraaminen poltin masuunin ilmankuumentimeen

Keksintö koskee masuunin ilmankuumentimen keraamista kaasupol-5 tinta. Tällaisessa polttimessa on tavallisesti keskuskaasukana-va, joka avautuu polttimen laen keskivyöhykkeelle, ja kaasu-kanavan kummallakin puolella sivuilmakanavat, jotka avautuvat myös keskivyöhykkeelle. Keksintö koskee myös menetelmää, jolla tällaista keraamista poltinta käytetään.

10

Ilmankuumentimet, jotka toimivat regeneratiivisina lämmönvaihti-mina masuunin puhallusilman kuumennuksessa, ovat yleisesti tunnettuja. Edellä kuvattu poltin tunnetaan eurooppalaisesta patenttijulkaisusta EP-A-0306072. Tässä yleisesti tunnetussa 15 polttimessa kaasu- ja ilmakanavien poistovirtausaukkojen keskinäisen sijainnin tarkoituksena yhdessä poistoaukkojen pitkissä sivuissa olevien urien muodostamien syvennysten kanssa on alentaa kohtaa, jossa sekoituspyörre on täydellinen. Tällä on positiivinen vaikutus liekin kestävyyteen sekä myös siihen, että 20 polttokaasu palaa tasaisesti ja täydellisesti.

Palamisen täydellisyyden aste, niin kutsuttu palama, riippuu siitä korkeudesta polttimen yläpuolella, jossa maksimi palama saavutetaan, eli maksimi palama saavutetaan ainoastaan määrä- 25 tyllä korkeudella polttimen yläpuolella. Palaman suunta korkeu- ‘ ' den funktiona polttimen yläpuolella voidaan kuvitella siten, ; ’.· että se on nouseva käyrä, joka lähenee maksimi palamaa asymp- • · · ·.· « toottisesti.

30 Keksinnön kohteena on parantaa palamisominaisuuksia, erityisesti sitä, että palaman ja polttimen yläpuolella olevan korkeuden suhteen käyrästä tulee jyrkempi; toisin sanoen toivotaan, että maksimi palama saavutetaan matalammalla korkeudella polttimen • · · *. . yläpuolella tai että samalla korkeudella polttimen yläpuolella :3'5: saavutetaan korkeampi polttokaasun palaman aste.

: X Keksinnön mukaisesti on aikaansaatu ilmankuumentimen keraaminen *" kaasupoltin, jossa on polttimen laki sekä kaasu- ja ilmakanavat, joiden poistoaukot ovat mainitussa polttimen laessa; mainitut 100339 2 kaasu- ja ilmakanavat käsittävät: keskuskaasukanavan; 5 vähintään kaksi sivuilmakanavaa, joiden mainitut poistoaukot ovat vastaavasti mainitun keskuskaasukanavan mainitun poistoau-kon vastakkaisilla puolilla; ja vähintään yhden keskusilmakanavan, jossa on vähintään yksi 10 mainittu poistoaukko mainitun keskuskaasukanavan sisällä pohja-piirroskuvasta katsottuna. Keskuskaasukanava ulottuu sopivimmin pystysuoraan ylöspäin omaan poistoaukkoonsa keskuskaasukanavan sisällä.

15 On edullisinta, että keskusilmakanava avautuu polttimen laen keskivyöhykkeelle, johon myös keskuskaasukanava ja sivuilmakana-vat aukenevat.

Keskusilmakanava aikaansaa edullisimmin myös sellaisen T:n 20 muotoisen virtausreitin ilmalle, jossa on ylöspäin ulottuva T:n jalkaosa ja sen yläosassa T:n varsiosat, jotka ulottuvat sivuit-tan vastakkaisiin suuntiin omiin poistoaukkoihinsa. Tällä polttimen mallilla saavutetaan hyvin voimakas kaksinkertainen ilman sekoitus, joka johtaa kaasun nopeampaan ja parempaan palamiseen. 25’ Kaksinkertaisella ilman sekoituksella tarkoitetaan ilman ylimääräistä sekoitusta keskellä kaasukanavaa sen sisäpuolella.

• · • · · 'S - Keskusilmakanavassa on edullisimmin myös rakenne, joka käsittää ylöspäin ulottuvan osuuden ja sen päällä olevan yläosan, joka 30 työntyy ulkonevasti sivuittain ylöspäin ulottuvan osan kummallekin vastakkaiselle puolelle. Yläosassa on vastakkaiset sivupin-nat, joissa keskus ilmakanavan poistoaukot sijaitsevat. Tämä yläosa voi siten työntyä kaasuvirtaan suorassa kulmassa. Tämä . saa aikaan sen, että sekoitus voimistuu edelleen, koska kaasu :3'5 pyörii keskus ilmakanavan ulkonevia osia vasten ja niitä pitkin.

Ulkonevat osat eivät ole tarkoituksella aerodynaamisesti muo-’·. toillut, mikä parantaa edelleen kaksinkertaisen ilmansekoituksen ! tehoa.

* I ia.L lii H M-t Λ 3 100339

Keksinnön mukaisen keraamisen polttimen eräässä muodossa keskus-kaasukanavassa, mainitussa polttimen laessa, on ylöspäin levenevä alue, ja keskusilmakanavan poistoaukko tai -aukot sijaitsevat ylöspäin levenevän alueen alapään korkeudella. Tämän avulla 5 voidaan sekoituksen tehoa edelleen parantaa.

Kummassakin sivuilmakanavassa on edullisimmin useita poistoaukko ja, jotka on järjestetty omiin riveihinsä keskuskaasukanavan vastakkaisille puolille, ja kuten pohjapiirroskuvasta näkyy, 10 keskusilmakanavassa on useita poistoaukkoja, jotka on suunnattu sivuittain ja järjestetty paikkoihin, jotka sivuilmakanavien poistoaukkojen rivien pitkittäissuunnassa ovat lomittain suhteessa sivuilmakanavien poistoaukko jen sijaintipaikkoihin. Tämän pitäsi tehdä kaasun ja ilman välisen sekoituksen vieläkin voi-15 makkaammaksi.

Eräs keksinnön mukaisen keraamisen polttimen tehokas rakenne saadaan aikaan, kun polttimen rakenne käsittää vastakkaiset ulommat sivuseinät, jotka rajoittavat sivuilmakanavia, sekä vä-20 liseinät, jotka erottavat sivuilmakanavat keskuskaasukanavasta, ja polttimen laella on rakenne, joka lepää sivuseinien ja väliseinän päällä, ja sivuseinissä ja väliseinissä toisaalta, ja polttimen laen rakenteessa toisaalta on yhdessä toimivia pontti-liitosrakenteita, jotka sijoittavat poltinrakenteen vaakasuo-25 raan. Näin saadaan aikaan sellainen vaikutus, että mainittu väliseinä on suljettu kaikelta sisäänpäin suunnatulta liikkeeltä ; '.· ilman, että virtaus keskivyöhykkeellä häiriintyy.

«·« • · · • · ♦

Keksinnön mukaisella polttimella saadaan erityinen etu, jos 30 poltin on ainakin osittain tehty muottiin valetusta betonista. On havaittu, että näin saadaan aikaan huomattavia säästöjä rakennuskustannuksissa.

• · · * · · . Keksintö liittyy myös menetelmään, jolla edellä kuvattua keraa-:35 mistä poltinta käytetään. On erityisen edullista, jos koko syötetyn ilman määrästä 10-20 % syötetään keskusilmakanavan X kautta, ja loput keskuskaasukanavan kummallakin puolella olevien * sivuilmakanavien kautta.

4 100339

Keksinnön eräs suoritusmuoto kuvataan nyt ei-rajoittavana esimerkkinä viitaten oheisiin piirustuksiin.

Piirustuksissa 5 kuvio 1 esittää patentin EP-A-0306072 yleisesti tunnetun poltti-men ja keksinnön mukaisen, kuvatun polttimen palaman suunnan polttimen yläpuolella olevan korkeuden funktiona, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen keraamisen polttimen ylhäältä kuvattuna, 10 kuvio 3 esittää poikkileikkauksen kuvion 2 viivaa 1-1 pitkin.

Ilmankuumentimen polttokammiossa olevan polttimen sijainti ja toiminta ovat yleisesti tunnettuja, joten niitä ei selitetä tässä tarkemmin.

15

Kuviossa 1 esittää vaakasuora akseli korkeutta polttimen yläpuolella ja pystysuora akseli esittää palamaa prosentteina täydellisestä palamisesta. Käyrä 1 on patentin EP-A-0306072 yleisesti tunnetun polttimen palaman ominaiskäyrä; käyrä 2 on 20 keksinnön mukaisen, esitetyn polttimen palaman ominaiskäyrä.

Kaksinkertaisen ilmansekoituksen ansiosta, joka on mahdollista keksinnön mukaisessa polttimessa, on maksimi palama suurempi (lähes 100 %), ja suurempi palama-aste saadaan pienemmällä korkeudella polttimen yläpuolella. Palaneiden kaasujen hiilimonok-25 sidipitoisuus, joka voidaan saavuttaa yleisesti tunnetulla polttimella maksimi palamassa, on suuruudeltaan noin 5 000 : miljoonasosaa hiilimonoksidia. Keksinnön mukaisella kuvatulla : : : polttimella tämä osa voidaan pienentää keskimäärin 100 mil joonasosaan hiilimonoksidia.

30

Kuviot 2 ja 3 esittävät polttimen, johon keksintö liittyy. Polt-timessa on keskuskaasukanava 7, joka avautuu polttimen laen keskivyöhykkeelle 9. Kummassakin sivuilmakanavassa 8 on rivi \ . poistoaukkoja 6 keskuskaasukanavan 7 vastakkaisilla puolilla.

•3i5: Keskuskaasukanavan 7 sisällä on keskusilmakanava 3, joka ulottuu : ; pystysuoraan ylöspäin yläosaan, jossa ilmavirran suunta muute- . V taan vaakatasoon, jolloin ilma työntyy sivuittan poistoaukkojen ! 4 kautta kaasuvirtaan. Näin ilmavirralle saadaan T:n muotoinen reitti keskusilmakanavassa. Kuten kuviosta 2 nähdään, kaasu 100339 5 tulee ylöspäin rakojen 5 kautta. Kuten ylhäältä päin otetusta kaavakuvasta nähdään, poistoaukot 4 on sijoitettu aukkojen 6 väliin kutakin aukkoriviä pitkin, eli aukot 4 ja aukot 6 on sijoitettu lomittain toisiinsa nähden.

5

Kuviosta 3 voidaan nähdä, että keskusilmakanavan 3 sivupoistoau-kot 4 ovat korkeudella, jossa kaasukanava 7 alkaa levetä ylöspäin.

10 Sivuilmakanavat 8 keskuskaasukanavasta 7 erottavien väliseinien 11 pyrkimystä liikkua sisäänpäin vastustetaan polttimen laen elementtien 10 rajakkaisilla pinnoilla olevilla ponttisaumoilla 12 sekä alimpien elementtien 10 rajakkaisilla pinnoilla ja tukevilla väliseinillä 11 sekä polttimen rungolla 13. Polttimen 15 runko 13 ja väliseinät 11 voidaan valaa tulenkestävästä betonista. Keskusilmakanava 3 koostuu tässä esimerkissä teräsprofii-leista, joiden ulommat reunat on sovitettu betoniin ja sisemmät reunat syöttävät pääilmavirran. Suorakulmaiseksi ulkonevaksi yläosaksi voidaan keskusilmakanavan pystysuoran osan päälle 20 sovittaa esimerkiksi T:n muotoinen palkki.

. Polttimen laen elementit 10 muodostuvat tässä esimerkissä kolmesta toistensa päälle asetetusta kerroksesta. Nämä elementit on ·'· esivalettu muoteissa tulenkestävään betoniin.

’25 * ’ Polttimen käyttämiseksi syötetään polttokaasu kaasukanavaan 7 ja • palamiseen tarvittava polttoilma syötetään kanaviin 3 ja 8, ·* edullisimmin sellaisessa suhteessa, että kanavaan 3 tulee 10-20 % ja sivukanaviin 8 90-80 % polttoilmasta. Nopean ja täydellisen 30 sekoituksen ansiosta polttimessa on mahdollista pienentää polt-tokammion korkeutta ja parantaa polttokaasun palamaa. Kun ilman ylimäärä on 10 % suhteessa stoikiometrisesti tarvittavaan ilman * · määrään, parannettu ilman sekoitus voi vähentää hiilimonoksidin • · *. . päästöä kertoimella 50.

• · *

Claims (10)

100339

1. Ilmankuumentimen keraaminen kaasupoltin, jossa on polttimen laki, jossa kaasu- ja ilmakanavilla (7,8) on poistoaukot, ja siinä ovat keskuskaasukanava (7) ja sivuilmakanavat (8), joiden 5 poistoaukot (6) ovat mainitun kaasukanavan (7) poistoaukon kummallakin vastakkaisella puolella, tunnettu siitä, että siinä on keskusilmakanava (3), jonka poistoaukko tai -aukot (4) ovat mainitun kaasukanavan (7) sisällä pöhjapiirroskuvasta katsottuna. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keraaminen kaasupoltin, tunnettu siitä, että mainitun keskusilmakanavan (3) poistoaukko tai -aukot (4) ovat mainitun polttimen laen keski-vyöhykkeellä. 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen keraaminen kaasupoltin, tunnettu siitä, että mainittu keskusilmakanava (3) ulottuu keskellä mainittua kaasukanavaa (7) sen sisäpuolella.

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-3 mukainen keraa minen kaasupoltin, tunnettu siitä, että mainittu keskusilmakanava (3) aikaansaa T:n muotoisen ilman virtausreitin, jossa ilma virtaa ylöspäin T:n jalkaa pitkin ja sitten sivuittain T:n haaroja pitkin kahteen vastakkaiseen suuntaan ja pois- 25 toaukkoihin (4).

'.· 5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-4 mukainen keraa- minen kaasupoltin, tunnettu siitä, että mainitulla keskusilmakanavalla (3) on rakenne, joka käsittää ylöspäin 30 ulottuvan osuuden ja yläosan, joka työntyy sivuittain pistäen esiin mainitun ylöspäin ulottuvan osuuden kummallekin vastakkai-selle puolelle, ja mainitut poistoaukot (4) sijaitsevat mainitun yläosan sivupinnoilla. ;3’5

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 mukainen keraa- minen kaasupoltin, tunnettu siitä, että mainitussa . V kaasukanavassa (7) on ylöspäin levenevä alue mainitussa poltti-‘ men laessa, ja mainitun keskusilmakanavan (3) poistoaukko tai -aukot (4) ovat mainitun ylöspäin levenevän alueen alapään korkeudella. 100339

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-6 mukainen keraaminen kaasupoltin, tunnettu siitä, että kussakin mainitussa sivuilmakanavassa (8) on useita poistoaukkoja (6), jotka on järjestetty omiin riveihinsä mainitun kaasukanavan (7) vas- 5 takkaisille puolille, ja mainitussa keskusilmakanavassa (3) on pöhjapiirroskuvasta katsottuna useita sivuittain suunnattuja poistoaukkoja (4) paikoissa, jotka ovat mainittujen rivien pitkittäissuunnassa lomittain suhteessa mainittujen sivuilma-kanavien (8) mainittuihin poistoaukkoihin (6). 10

8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-7 mukainen keraaminen kaasupoltin, tunnettu siitä, että polttimen laen rakenne on tuettu polttimen vastakkaisiin sivuseiniin (13), jotka rajaavat mainittuja sivuilmakanavia (8), ja väliseiniin 15 (11), jotka erottavat mainitut sivuilmakanavat (8) mainitusta kaasukanavasta (7), ja että mainituissa sivuseinissä (13) ja mainituissa väliseinissä (11) toisaalta ja toisaalta mainitussa polttimen lakirakenteessa on ponttiliitosrakenteita, jolloin polttimen lakirakenne sijoittuu vaakasuoraan. 20

9. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-8 mukainen keraaminen kaasupoltin, tunnettu siitä, että mainittu poltin on tehty ainakin osittain muottiin valetusta betonista.

10. Menetelmä jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-9 mukaisen ilmankuumentimen keraamisen kaasupolttimen käyttämisek-si, tunnettu siitä, että noin 10-20 % syötetyn ilman :T: kokonaismäärästä syötetään mainitun keskusilmakanavan (3) kautta ja loput mainittujen sivuilmakanavien (8) kautta. •« · « # « m « • · 1 * i · · · • · · • « 100339