FI58014C - Saett att braenna flytande kolvaeten i en braennare och anordning foer utfoerande av saettet - Google Patents

Description

RÄSFn [B] (11)KUULUTUSJULKAISU

fggjft L»j V V ujläGGN I NGSSKRIFT O O 0 Ί 4 C. m f · *t ·’ '' Λ >»./ίί· ». .*f. Λ*-el ^ * (51) Kv.ik.3(i«.o.3 F 2? D 11/00 SUOM I — FI N LAN D (21) P»wnttlh«k#mu· — Patancameknlng 389/73 (22) Hakrnnltpihrl — An*Mcnlng*d«g 09.02.73 ^ ^ (23) AlkupUvf—Glftlghvtsdig 09*02.73 (41) Tullut JulklMksI — Bllvtt offmcllg 11.08.73 »tantti- Ja rekisterihallitus ******** j. kuuLlulkttun pvm.-

Patent- och registerstyrelsan ' Araftku utltgd och uti.skrtft«n pubikarad 31 07 * 80 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkuut -t«|trd prtorfcvt 10.02*72 USA(US) 225259 (71) Blueray Systems, Inc., 22 Jericho Turnpike, Mineola, New York 11501, USA(US) (72) Frank W. Bailey, East Orange, New Jersey, USA(US) (7^) Forssen & Salomaa Oy (5*0 Menetelmä polttaa nestemäisiä hiilivetyjä polttimessa ja menetelmän toteuttamiseen tarkoitettu laite - Sätt att bränna flytande kolväten i en brännare och anordning för utförande av sättet

Keksinnön kohteena on menetelmä polttaa nestemäisiä hiilivetyjä polttimessa, joka käsittää takaa avoimen hoikin, jonka ulostulo johtaa polttokammioon, johon nestemäistä polttoainetta ruiskutetaan suuttimesta hoikissa olevaan sisäänruiskutus-vyöhykkeeseen, jolloin useita palamisilmasuihkuja johdetaan hoikin sisäänmenoon ja hoikin läpi ja jolloin kaasumaisia palamistuotteita uudelleen kierrätetään imun " avulla polttokammiosta hoikin sisäänmenoon ja tämän jälkeen hoikin sisään.

Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmän toteuttamiseen käytettävä laite nestemäisten hiilivetyjen polttamiseksi, joka laite käsittää hoikin, jossa on takaa avoin sisäänmeno sekä ulostulo, joka johtaa nestejäähdytteisessä lämmönvaihtimessa olevaan polttokammioon, suuttimen nestemäisestä polttoaineesta koostuvan pilven syöttämiseksi mainittuun holkiin, useita hoikin sisäänmenon alueelle sovitettuja aukkoja, joiden kautta useita ilmasuihkuja johdetaan sisäänmenoon ja hoikin läpi, sekä kanavan, jonka kautta kaasumaisia palamistuotteita jälleen kierrätetään polttokammiosta sisäänmenoon ja hoikin läpi.

Tämä keksintö liittyy sinisellä liekillä palaviin polttimiin ja lämmönvaihtoproses- 2 58014 siin ja laitteeseen, jolla poltetaan hiilivetynestettä vakaan, sinisen liekin aikaansaamiseksi pienellä typpioksidin purkauksella ja pienellä hiukkaspurkauksel-la (Bachrach).

Esillä olevaan keksintöön liittyvän tekniikan tason osalta viitataan keksijän US-patenttiin n:o 3 545 902 ja DE-patenttijulkaisuun n:o 1 177 271. Esillä olevan keksinnön lähtökohtana on ollut etenkin edellä mainittu US-patentti, jossa selostettu poltin on tarkoitettu aikaansaamaan sinisellä liekillä palavan nestemäisen hiilivetypolttoaineen polton.

Edellä mainittu DE-patenttijulkaisu n:o 1 177 271 sivuaa esillä olevaa keksintöä, vaikkakaan tässä viitteessä ei ole kysymys sinisen liekin aikaansaavasta palamisesta, eikä tässä viitteessä ole esitetty useiden palamisilmasuihkujen käyttämistä sekoituskammiossa. DE-patentissa onkin esitetty yksi ainoa renkaan muotoinen sisäänmeno.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että polttoaineen ruiskutusvyöhyke sovitetaan lähelle mainitun hoikin suuta, että mainittua suutinta jäähdytetään palamisilman pienemmällä osalla, minkä jälkeen tämän pala-misilman pienemmän osan annetaan virrata suoraan polttoaineen ruiskutusvöhykkee-seen, että palamisilman suurempi osa syötetään mainittuina useina suihkuina, että uudelleen kierrätyt kaasumaiset palamistuotteet johdetaan lämmönvaihtoon neste-jäähdytteisen lämmönvaihtimen kanssa uudelleen kierrätettävien kaasumaisten tuotteiden jäähdyttämiseksi, sekä että mainitut palamisilmasuihkut sekoitetaan uudelleen kierrätettävien, kaasumaisten tuotteiden kanssa sekoitusvyöhykkeessä, joka sijaitsee polttoaineen ruiskutusvyöhykkeen ylävirran puolella niin, että palamis-ilma täten sekoittuu ja kemiallisesti muuttuu ennen kuin se saavuttaa polttoaineen mainitun ruiskutusvyöhykkeen, minkä vaikutuksesta polttokammiossa aikaansaadaan vakaa, sininen liekki, jolla on alhainen typpioksidien ja hiukkasten pitoisuus.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittu suutin on sovitettu hoikin etuosaan muodostamaan polttoaineen ruiskutusvyöhykkeen hoikin ulostulon kohdalle, että ilmaputki ulottuu hoikin sisään-menon läpi ja hoikin sisään palamisilman pienemmän osan syöttämiseksi suuttimen läheisyyteen suuttimen jäähdyttämiseksi, että holkki on laajempi kuin ilmaputki ja ne rajoittavat renkaanmuotoista sekoitusvyöhykettä hoikin sisällä ilmaputken ympärillä, aukkojen ollessa suunnatut kohti rengasmaista sekoitusvyöhykettä niin, että mainitut useat ilmasuihkut kulkevat rengasmaisen sekoitusvyöhykkeen kautta ja sekoittuvat uudelleen kierrätettyjen kaasumaisten palamistuotteiden kanssa virratessaan rengasmaisen sekoitusvyöhykkeen läpi kohti polttoaineen ruiskutus- vyöhykettä, sekä että nestejäähdytte-inen lämmönvaihdin on sovitettu jäähdyttämään 3 58014 uudelleen kierretettyjä kaasumaisia palamistiiotteita, minkä vaikutuksesta poltto-kammioon muodostuu vakaa sininen liekki, jolla on alhainen typpisoksidien ja hiukkasten pitoisuus.

Suurin osa polttoilmasta syötetään keksinnössä edullisesti voimakkaiden suihkujen muodossa, jotka suunnataan laimennusvyöhykkeen läpi, joka on polttokammioon johtavaan polttoaineen sisäänruiskutusalueeseen nähden yläjuoksun puolella. Voimakas suihkuvaikutus aikaansaa alennetun paineen, kun suihkut tulevat laimennusvyöhykkeeseen, mikä aiheuttaa sen, että osa kaasumaisista palamistuotteista tulee kierrätetyksi uudelleen tähän vyöhykkeeseen ilman laimentamiseksi ja sen muutta-" miseksi kemiallisesti ennen kuin se kohtaa polttoainesuihkun. Uudelleenkierrätyk-sen aikana palamistuotteet läpikäyvät hyödyllisen lämmönvaihdon niiden jäähdyttämiseksi, mieluiten alle 426°C lämpötilaan, ennen kuin ne tulevat laimennusvöhykkee-" seen. Polttoilman pienempi osa jäähdyttää polttoainesuutinta ja menee sitten polttoaineen ruiskutusalueelle polttokammiota kohti suunnattujen suihkujen muodossa. Näin saadaan tehokas ja vakaa, sininen liekki, jossa on verraten vähän ylimääräistä happea ja jolla saadaan hajapalaminen ilman paikallisia, kuumia alueita, jotka aiheuttaisivat suurempaa NO-muodostusta, ja ilman ohimeneviä epävakaisuuksia syttymisessä tai käynnistyksessä. Monia tavallisia ilman ja öljyn käsittelyosia voidaan käyttää suoraan tämän keksinnön toteutuksessa, esim. polttoainepumppuja, puhaltimia, moottoreita ja polttoaineen sumutussuuttimia.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellutusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintö ei ole rajoitettu.

Kuvio 1 esittää pystyleikkauskuvantoa sivulta keksinnön eräästä toteutusmuodosta.

Kuvio 2 esittää poikkileikkauskuvantoa pitkin kuvion 1 viivaa 2-2.

Kuvio 3 esittää kuvantoa ylhäältä pitkin kuvion 1 viivaa 3-3.

Kuvio 4 esittää suurennettua kuvantoa kuvion 1 osista.

Kuvio 5 esittää poikkileikkauskuvantoa pitkin kuvion 1 viivaa 5-5.

Kuvio 6 esittää läpileikkauskuvantoa keksinnön mukaisesta polttimesta, joka on yhdistetty erilaisen lämmönvaihtimen ja juoksevan aineen lämmitysjärjestelmän kansa-sa.

4 58014

Kuvio 7 esittää läpileikkauskuvantoa keksinnön mukaisesta polttimesta, joka on yhdistetty toisen lämmönvaihtimen ja juoksevan aineen lämmitysjärjestelmän kanssa.

Kuviot 8 ja 9 esittävät graafisia kaavioita tuloksista, jotka on saatu arvostelu-kokeista vertaamalla tämän keksinnön mukaista öljynpoltinta aikaisemmin tunnettuun, tavalliseen, keltaisella liekillä palavaan polttimeen.

Kuten kuviosta 1 selviää, sisältyy keksinnön mukaiseen, sinisellä liekillä palavaan polttimeen ja lämmönvaihtojärjestelmään poltin 10, jonka piippu on suunnattu lämmönvaihtimeen 12, joka on yhdistetty veden lämmittimen tai vesikattilan tai lämpimän ilman lämmittimen 14 kanssa. Nimitys "juoksevan aineen lämmitin" tarkoittaa veden, höyryn ja ilman tai muiden juoksevien lämmönvaihtoaineiden lämmittimiä.

Poltin 10 sisältää kotelon 16, joka on kiinnitetty asennus laippaan 18 liitäntosal-la 20, joka on kiinnitetty juoksevan aineen lämmittimen 14 aukkoon tavallisen, keltaisella liekillä palavan polttimen sijasta.

Kotelo 16 sisältää alaosan 24, jolle on asennettu sähkömoottori 26 (kuvio 2) ja jonka puhaltimen pyörä 28 on kiinnitetty akselille 30 kotelo-osan 24 sisällä. Kotelo-osalle 24 on asennettu juoksevan aineen syöttölaite 32, joka sisältää nestemäisen hiilivetypolttoaineen pumpun, jota käyttää akseli 30, jolloin nestemäinen polttoaineen syöttö tapahtuu johdon 34 kautta.

Säädettävä ruuvi 36 säätää polttoaineen syötön johdon 38 kautta ja putki 40, jolla on liitäntä 42 aksiaaliseen polttoainejohtoon 44 (kuvio 1), ulottuu eteenpäin polttoaineen ruiskutusvälineen 46 luokse, joka näytetään ruiskutussuuttimen muodossa.

Suuttimen ja sytytyselektrodikytkyeen irottamiseksi putki 40 sijaitsee irrotettavana kotelossa 16 olevissa koloissa 49 (kuvio 1) ja kytkye sisältää irrotettavan kytkimen 39 (kuvio 3).

Kotelo 16 sisältää yläosan 50. Sytytysmuuntaja 52 on asennettu kannelle 54, joka on saranoitu kohdassa 56. Asennuslaippa 58 sijaitsee yläosan 50 etuosalla.

Kuvion 2 mukaisesti muodostaa kotelo-osa 50 johdon puhaltimen pyörästä 28 tulevaa, paineenalaista ilmaa varten. Ilma menee puhaltimen pyörään 28 ilmanottoaukkojen 60 kautta, jotka ovat alakotelossa 24. Kierukka 62 purkaa paineilman puhaltimen ulosmenoaukon 64 kautta yläkoteloon 50. Puhaltimen 28 muodostama paine on käytettävissä yläkotelon muodostamassa täyttökammiossa 66. Polttoilma kulkee täyttö-kammiosta 66 kiinteän väliseinän 68 kautta (kuvio 1). Tämän väliseinän päätyosassa 5 58014 70 on useita aukkoja 72, jotka on sijoitettu samankeskisesti isomman keskiaukon 74 ympärille. Kaarimainen rako 76 (kuvio 5) ulottuu osittain keskiaukon ympäri. Väliseinän 68 sivuosa 78 sopii tiukasti putkiosan 20 sisälle. Tämän väliseinän laippa 80 koskettaa asennus laippaan 18, kuten kuviosta 1 näkyy.

Väliseinän 68 kanssa on yhdistetty säädettävä (pyöritettävä) väliseinä 82, joka on asennettu tukputkelle 84 (kuvio 3). Säädettävässä väliseinässä on useita aukkoja 86, jotka ovat samalla linjalla kuin vastaavat aukot 72 (kuvio 5). Tukiputki 84 ulottuu eteenpäin kiinteän väliseinän keskiaukon 74 (kuvio 4) kautta ja tukiputki on samankeskisesti polttimen akselin ympärillä.

Tukiputken 84 etupään kohdalla on rengas 88 ja samankeskinen holkki 90, joka tukee suuttimen 46 ja sen polttoainejohdon 44 vasten (ks. myös kuviota 3) poltto-ainejohdolla 44 ja pakottaa väliseinän 82 seinämää 70 vasten. Jousi 92 painaa eteenpäin istukkaa 95 vasten (kuvio 4), joka on elektrodien tukiosalla 96, jossa on muhvi 97, joka ympäröi tukiputken 84 takapäätä. Tuki 96 on kiilattu kohdassa 93 putkelle 84. Suuttimen polttoainejohto 44 sijaitsee löysästi reiässä 98, joka pitää tämän johdon samankeskisesti tukiputken 84 sisällä.

Kuten kuviosta 4 näkyy, kammiossa 66 oleva paineilma jakautuu käytössä kahdeksi osaksi, joista pienempi osa 99 virtaa tukiputkeen 84 useiden pienten aukkojen 100 kautta, jotka sijaitsevat väliseinän 68 takana. Paineilman valtaosa 101 virtaa eteenpäin aukkojen 72 kautta ja virtauksen osasta 101 muodostuu näin useita saman keskisiä, välimatkan päässä toisistaan sijaitsevia voimakkaita ilmasuihkuja 102, jotka on suunnattu eteenpäin rengasmaiseen vyöhykkeeseen 104, joka ympäröi tukiput-kea 84 väliseinän 68 edessä. Mainittu polttoilmavirtauksen pienempi osa 99 on mieluiten noin alle 15 % ilmavirtauksen valtaosasta 101. Kaksi ilmavirtaa 99 ja 101 muodostavat mieluiten kaiken polttoilman, jota syötetään lämmönvaihtimen 12 (kuvio 1) kanssa yhdistettyyn polttokammioon 106.

Ilman päävirtauksen 101 säätämiseksi on elektrodien tukiosalla 96 varsi 108. Sää-töväline sisältää ruuvin 110, jonka kanta on päällystetty, ja mutterin 112 (kuviot 2 ja 3), joka koskettaa varren 108 toista sivua vasten. Männän 114 laajennettu osa 115 koskettaa myös vartta 108 vasten ja jousi 116 painaa laajennusta 115 vasten männän 114 pakottamiseksi vartta 108 vasten. Kiertämällä ruuvia 110 säädetään aukkojen 86 asema suhteessa kiinteisiin aukkoihin 72.

Koska puhaltimen lähtöpaine on käytettävissä täyttökammiossa 66 suihkujen 102 aikaansaamiseksi, ei polttokammiossa 106 vallitsevan aineen vaihteluilla ole merkittävää vaikutusta näihin suihkuihin. Äkilliset vedon muutokset, jotka esiintyvät 6 58014 tuulisina päivinä savupiipussa tai kaasukanavassa ja aiheuttavat paineen vaihteluja polttokammiossa 106, eivät näin ollen vaikuta haitallisesti polttimen toimintaan.

Kaksi sytytyselektrodipuikkoa 118 ulottuu eristävien keramiikkaholkkien 120 kautta, jotka on kiinnitetty osan 96 koloihin kiinnitystangon 124 avulla, joka on kiinnitetty ruuvilla. Näiden puikkojen 118 takapäät muodostavat joustavat koskettimet 128, jotka tulevat kytketyiksi vastaavien suurjännitepäätteiden 130 avulla (kuvio 1), kun kansi 54 suljetaan. Koskettimen 128 joustavuus sallii osan 96 säätämisen kohdalleen katkaisematta kosketusta.

Elektrodipuikot 118 ulottuvat pyöritettävän väliseinän 82 aukkojen 86 ja kiinteän väliseinän 68 kaarimaisen raon 76 läpi. Elektrodipuikkoja 118 on taivutettu niiden etupäiden kohdalla konvergoivien elektrodikärkien 132 muodostamiseksi (kuvio 3). (Kuviossa 4 on elektrodit 118 jätetty pois toiminnan valaisemiseksi selvemmin. Sytytyskipinän sijainnin näyttää plusmerkki, joka on pienen ympyrän sisällä).

Kuten kuviosta 4 näkyy, virtaa pienempi osa 99 paineilmavirtauksesta suuttimen tu-kiputken 84 sisälle ja virtaa eteenpäin sen sisällä polttoainejohdon 44 ja suuttimen 46 jäähdyttämiseksi. Tämä jäähdytysilma 99 purkautuu nokkarenkaassa 88 olevien useiden pikkureikien 133 kautta (kuvio 4). Tätä nokkarengasta 88 on mieluiten viistetty taaksepäin säteittäin ulos suutinkärjestä, niin että se saa ilmasuihkujen 135 suunnan muuttumaan alajuoksun puolelle. Mainitut suihkut 135 muodostaa laimen-tamaton ilma, joka auttaa sytytyksen aikaansaamisessa ja vakaan sinisen liekin pidättämisessä polttoaineen sisäänruiskutusalueen 105 suun 136 takana. Muuttamalla suihkujen 135 suunta kuvion 4 mukaisesti saadun polttokammiossa 106 hajanaisempi ja tasaisempi sininen liekki, joka aikaansaa lämmön paremman siirtymisen ja vakaamman palamisen laajemmalla lämmitysarvoalueella.

Metallinen, samankeskinen sekoitusholkki 134 ympäröi putken 84 etuosaa muodostaen rengasmaisen laimennusvyöhykkeen 104 (kemiallista muutosta varten) ilmaa varten ja myöskin osan uudelleenkierrätysradasta. Sekoitusholkki 134 ulottuu alajuoksun puolella suuttimen 46 ohi muodostaen alajuoksun puolella polttoaineen ruiskutus-alueen 105, johon suunnataan polttoainesuihku. Polttoainesuihku 48 ei mieluiten osu huuleen hoikin 134 suun 136 kohdalla. Tässä edullisessa toteutusmuodossa on polttoaineen ruiskutusalueen 105 läpimitta suurempi kuin sen pituus L, mitattuna aksiaalisesti suuttimesta 46 hoikin suun 136 kohdalle.

Hoikin 134 suun 136 kohdalle on kiinnitetty säteittäinen laippa 138 tms., jota 7 58014 peittää tulenkestävä erityskerros 137, jonka olake 141 pitää kiinni. Tämä osa 138 toimii suuntaa muuttavana välineenä, joka saa palamistuotteet kiertämään uudelleen juoksevan aineen lämmittimen 14 eristämättömien lämmönvaihtopintojen yli. Suunnan muuttava väline 138 ja holkkiväline 134 toimivat niin, että ne muodostavat matalan paineen alaisen uudelleenkierrätystien 139 ja 140 kaasumaisia palamistuottei-ta varten, jotka on kierrätettävä uudelleen rengasvyöhykkeeseen 104. Näitä uudelleen kiertäviä palamistuotteita osoittavat nuolet 142-1,142-2 ja 142-3.

On huomattava, että uudelleenkierrätystie 139 ja 140 sisältää rengasmaisen osan 139, joka ulottuu säteittäisesti sisäänpäin pitkin lämmittimen 14 vaipan 146 paljasta metalliseinämää 144. Uudelleenkierrätystie sisältää myöskin sylinterimäisen osan.

Kuten kuviossa 1 näytetään, voi lämmöneristys 150 ympäröidä polttokammiota 106. Polttokammion 106 takaosaa voi peittää irrotettava paneeli 152, joka muodostaa kanavan 154 kuumia polttokaasuja varten, jotka virtaavat putkimaisten lämmön-vaihto-osien 156 läpi kaasukanavan laatikkoon 158 ja savujohdon 160 kautta.

Hoikin 134, osan 138 ja eristyksen sekä väliripat 162 voi valmistaa sarjan muodossa niiden asentamiseksi kentällä olemassa oleviin juoksevien aineiden lämmittimiin 14.

Ilman laimennusvöhykkeen 104 takaosaan tulevat, useat suihkut 102 aikaansaavat käytössä alhaisen paineen alueella 164 aukkojen 72 lähellä, kuten kuviosta 2 selviää. Tämä matalapainealue 164 saa kaasumaiset palamistuotteet kiertämään uudelleen nuolien 142-1,142-2 ja 142-3 osoittamalla tavalla. Nämä kiertävät kaasut 142 kulkevat tehokkaassa lämmönvaihdossa paljaiden metalliseinämien 151 ja 144 kanssa. Saavutettu lämmönvaihto on niin tehokas, että uudelleen kierrätettyjen kaasujen 142-3 lämpötila hoikin 134 takaosassa on sopivimmin alle 426°C.

Suihkut 102 aikaansaavat tehokkaan liikemäärän vaihdon uudelleen kiertävien kaasujen 142-3 kanssa saaden suuren määrän uudelleen kiertäviä polttokaasuja liikkumaan eteenpäin vyöhykkeen 104 kautta ja aikaansaaden näin perusteellisen sekoituksen polttoilman (suihkuissa 102) ja uudelleen kiertävien kaasujen 142-3 kesken. Sekoittuessaan yhteen jäähdytettyjen, uudelleen kierrätettyjen kaasujen 142-3 kanssa tulee polttoilma näin ollen laimennetuksi ja sen koostumus tulee kemiallisesti muutetuksi.

Tämä polttoilman valtaosan laimennus ja sen kemiallinen muuttuminen tapahtuvat rengasvyöhykkeessä 104 ennen kuin laimennettu ilma saapuu alajuoksun puolella polttoaineen ruiskutusalueelle 105. Laimennettu ilma ja polttoainesuihku 48 sekoittu- 8 58014 vat tehokkaasti toisiinsa alueella 105. Koska suurin osa, nimittäin noin 80...90 %:a polttoilmasta on tullut laimennetuksi ennen kuin se saavuttaa polttoaineen, ei polttimella 10 ole paljon tilaisuuksia ruveta palamaan keltaisella liekillä puuskaisen tuulen vuoksi kaasukanavan ulosmenoaukon kohdalla tai huolimatta säädöstä laajalla lämmitysarvoalueella.

Laimentamattomat ilmasuihkut 135 aikaansaavat pyörrevirtauksen 166 nokkarenkaan 88 lähellä pienten polttoainepisaroiden muodostaman sumun vetämiseksi suihkusta 48 sytytyskipinään, mikä aikaansaa polttoaineen nopean sytytyksen. Liekin etuosa liikkuu nopeasti alajuoksun puolelle ja liekki vakiintuu polttokammiossa 106.

Virtaustien poikkileikkauspinta kasvaa äkkiä suusta 136 alaspäin, niin että esiintyy sinisen liekin taaksepäin kiertävä pyörre 168. Tämä taaksepäin kiertävä pyörre 168 ulottuu suun 136 ympäri pidättäen ja vakiinnuttaen sinisen liekin ja polttokammiossa 106. Hajaantuvat, laimentamattomat ilmasuihkut 135 suunnataan mieluiten niin, että ne eivät osu huuleen 136, vaan kulkevat pyörteeseen 168, hieman suuremman happimäärän saamiseksi vakiinnuttavaan pyörteeseen 168, mikä on eduksi sinisen liekin pidättämisessä ja sen levittämisessä koko polttokammioon 106. Ilmasuihkut 135 hajaantuvat mieluiten 30-60° sisäkulmalla ja saavat myös poltto-ainesuihkun leviämään edullisesti polttimen suusta 136 purkautuvan, paimennetun ilmavirran olennaisesti koko poikkileikkauspintaan.

Kuvio 6 esittää polttimen 10 juoksevan aineen erilaisen lämmittimen 146, joka on veden lämmitin, jolla on syöttöjohto 190 ja lämpimän veden syöttöjohto 192. Lämminvesisäiliön 146 muoto on tavanomainen ja se sisältää paljaan, koveran metallipinnan 151. Polttokammion 106 muodostaa eritysaine 150, joka on tuettuna metallilieriön 196 sisälle, ja lasikuitueristysaine 198 ympäröi kammiota 106. Laippa 200 ulottuu kammion 106 yläpään ympäri. Kuumat, kaasumaiset palamistuot-teet menevät ylätilaan 194 lämmönvaihdossa pinnan 151 kanssa ja ne suunnataan alaspäin. Laippa 200 suuntaa kaasut uudelleen ylös rengaskanavaan 202 ja ulos kaasujohdon 160 kautta. Ulompi, eristetty kuori 204 ympäröi kanavaa 202.

Sekoitusholkin 134 takapään ympärillä on rengasmainen, ontto osa 206, joka muodostaa rengasmaisen uudelleenkierrätyskammion 140. Ontto osa 206 sisältää johto-osan 208, joka muodostaa kanavan 139, joka on yhteydessä kammion 140 ja tilan 194 kanssa.

Polttokammion 106 poikkileikkauspinta kasvaa paikallisesti polttoaineen ruiskutus-alueen 105 suun kohdalla olevan huulen 136 takana, mikä aikaansaa taaksepäin kier- 9 58014 tävän rengaspyörteen 168. Kuten edellä mainittiin, autta tällainen takapyörre 168 vakaan sinisen liekin pidättämisessä polttokammiossa 106.

Polttimen 10 useat ilmasuihkut vetävät osan kaasutuotteista alas kanavien 139 ja 140 kautta ja se menee ilman laimennusvyöhykkeeseen 104, jossa ilma muuttuu kemiallisesti .

Kuvio 7 esittää polttimen 10 juoksevan aineen umpinaisen lämmittimen 14B kanssa, jonka syöttöjohto 190 on yhdistetty lämmönvaihtimen 12 kierukkaan 222. Kierukka 222 on yhdistetty lämpimän veden syöttöjohtoon 192. Tämä lämmitin 14B sisältää ensimmäisen, pitkänomaisen, sylinterimäisen osan 224, joka on tehty jäykästä eristysaineesta 150, joka muodostaa polttokammion 106. Holkkivälineen 134 huulesta 136 alaspäin kasvaa poikkileikkauspinta äkkiä muodostaen polttokammiossa 106 taaksepäin kiertävän pyörteen 168.

Ensimmäistä sylinterimäistä osaa 224 kannattavat väliosat 228, jotka on tehty eri-tysaineesta, samankeskisesti toisen, suuremman, pitkänomaisen ja sylinterimäisen eristysaineesta 150 tehdyn osan sisällä. Osat 224 ja 232 ovat välin päässä toisistaan muodostaen suurin piirtein rengasmaisen, sylinterimäisen kanavan 234, joka on yhteydessä kammion 106 pään kanssa polttoaineen ruiskutusalueelta 105 poispäin. Osalla 234 on metallivaippa 236, joka on kiinnitetty kannattimilla 238 sylinterimäiseen metallikuoreen 240.

Toinen osa 232 ja kuori 240 muodostavat tilan 241 kierukkaa 222 varten, joka tila on yhteydessä ulosmenokammion 242 ja johdon 160 kanssa. Kuorella on päätykansi 244.

Hyödyllinen lämmönvaihto tapahtuu uudelleenkierrätystietä 139 ja 140 kulkevien kaasujen ja juoksevan aineen jäähdyttämän lämmönsäteilijäkierukan 222 välillä, niin että nämä uudelleen kierrätetyt kaasut tulevat jäähdytetyiksi mieluiten alle 426°C:n lämpötilaan ennen kuin ne menevät vyöhykkeeseen 104, jossa ilma tulee laimennetuksi ja muutetuksi kemiallisesti.

On edullista, että huomattava paine-ero esiintyy kanavien 234 ja 139 välisen liitoksen ja matalapainealueen 164 välillä vyöhykkeeseen 104 tulevien voimakkaiden ilmasuihkujen lähellä; tämän vuoksi aikaansaadaan jäähdytettyjen palamistuottei-den hyvin tehokas uudelleen kierrätys tietä 139 ja 140 pitkin.

Kuvio 8 esittää graafisesti ylimääräisen ilman vaikutukset typpioksidin (NO) purkauksiin 252 ja hiilimonoksidin (CO) purkauksiin 253 tavallisessa polttoöljyn 10 5801 4 polttimessa, jonka liekin pidättävä pää lämmittää kaupasta saatavaa, ulkona sijaitsevaa veden lämmitintä, ja myöskin kohdissa 256 ja 257 polttimessa, joka on tämän keksinnön toteutusmuoto ja joka lämmittää samaa veden lämmitintä. Tätä veden lämmitintä muunnettiin poistamalla eristys lähellä aukkoa 22 kohdissa 144 ja 151, kuten kuviosta 4 näkyy. Molempia polttimia kokeiltiin tässä veden lämmit-timessa, kun eristys oli poistettu. (Tämä muunnos alensi NO-purkauksia tavallisen polttimen osalta verrattuna polttimeen, jossa kohdissa 144 ja 151 on eristys, ja tämä muunnos ei näin ollen vaikuttanut haitallisesti tavallisen polttimen suoritukseen). Molempia polttimia käytettiin arvolla 2,85 1 - 3,04 1 (am. 0,75-0,80 gall.) tai 3,4 1 - 3,63 1 (engl. gall.) n:o 2 polttöljyä tunnissa käyttäen polttoaineen tavallisia suurpainesumutussuuttimia.

Kuvio 9 esittää graafisesti savun purkaukset ja uunin tehokkuusarvot suhteessa ylimääräiseen ilmaan vakaissa käyttöolosuhteissa. Savun purkaukset 250 ja 254 on merkitty suhteessa pystysuoraan akseliin vasemmalla Bachrach-numeroin. Uunin tehokkuusarvot on merkitty kohdissa 251 ja 255 suhteessa pystyakseliin oikealla.

Ylimääräinen ilma on riippumaton muuttuja, joka ylittää prosenttiluvulla ilman ja polttoaineen välisen, stökiometrisen suhteen. Esim. 10 % ylimääräistä ilmaa merkitsee, että polttimen läpi syötetyn ilman määrä ylittää stökiometrisen suhteen kymmenellä prosentilla, jne.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.

Claims (17)

1. Menetelmä polttaa nestemäisiä hiilivetyjä polttimessa, joka käsittää takaa avoimen hoikin (134), jonka ulostulo johtaa polttokammioon, johon nestemäistä polttoainetta ruiskutetaan suuttimesta (46) hoikissa (134) olevaan sisäänruisku-tusvyöhykkeeseen, jolloin useita palamisilmasuihkuja (102) johdetaan hoikin (134) sisäänmenoon ja hoikin (134) läpi ja jolloin kaasumaisia palamistuotteita uudelleen kierrätetään imun avulla polttokammiosta hoikin (134) sisäänmenoon ja tämän jälkeen hoikin (134) sisään, tunnettu siitä, että polttoaineen ruisku-tusvyöhyke (105) sovitetaan lähelle mainitun hoikin (134) suuta (136), että mai- " nittua suutinta (46) jäähdytetään palamisilman pienemmällä osalla (99), minkä jälkeen tämän palamisilman pienemmän osan (99) annetaan virrata suoraan polttoaineen ruiskutusvyöhykkeeseen, että palamisilman suurempi osa (101) syötetään mai- ·" nittuina useina suihkuina (102) , että uudelleen kierrätetyt kaasumaiset palamis- tuotteet (142-1 - 142-3) johdetaan lämmönvaihtoon nestejäähdytteisen lämmönvaih-. timen (14) kanssa uudelleen kierrätettävien kaasumaisten tuotteiden jäähdyttämiseksi, sekä että mainitut palamisilmäsuihkut (102) sekoitetaan uudelleen kierrätettävien, kaasumaisten tuotteiden kanssa sekoitusvyöhykkeessä (104), joka sijaitsee polttoaineen ruiskutusvyöhykkeen (105) ylävirran puolella niin, että palamis-ilma täten sekoittuu ja kemiallisesti muuttuu ennen kuin se saavuttaa polttoaineen mainitun ruiskutusvyöhykkeen (105), minkä vaikutuksesta polttokammiossa aikaansaadaan vakaa, sininen liekki, jolla on alhainen typpioksidien ja hiukkasten pitoisuus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palamisilman mainittu pienempi osa (99) syötetään polttoaineen ruiskutusvyöhykkeeseen (105) useina ilmasuihkuina (135), jotka on suunnattu ulospäin polttoainepisara-pilven (48) ympärillä polttoainepilven säteittäisen hajaantumisen vahvistamiseksi.

" 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polt tokammioon polttoaineen ruiskutusvyöhykkeen (105) tuntumaan saadaan aikaan taaksepäin kiertyvä, olennaisesti renkaan muotoinen pyörre (168) ja että ilmasuihkut (135) johdetaan pääasiallisesti pyörrettä (168) vasten, jotta aikaansaadaan tietty happipitoisuuden kohoaminen taaksepäin kiertyvän pyörteen yhteydessä sinisen liekin vakaan pysyvyyden aikaansaamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasumaiset palamistuotteet jälleenkierrätetään sellaista jälleenkierrätysreittiä, jonka lähtökohta on lähellä taaksepäin kiertyvää mainittua pyörrettä (168). 5 801 4

5. Patenttivaatimuksen 2,3 tai 4 mukainen menetelmä, jossa nestemäinen polttoaine ruiskutetaan pienten pisaroiden muodostamana kuviona (48), jotka pisarat levittäytyvät alavirran suuntaan kohti polttokammiota, tunnettu siitä, että ilmavirrat (135) ovat jakautuneet polttoaineen levityskuvion ympärille ja ovat ulospäin suuntautuneet niin, että ne levittäytyvät alavirran suuntaan, sekä että polttoainepilvi sytytetään leviävän polttoainepilven ja levittävien ilmasuihku-jen välisessä pisteessä, minkä vaikutuksessa ilmavirtojen levityskuviointi vetää pienistä polttoainepisaroista koostuvia raitoja ruiskutuskuvioinnista sytyspis-teen läheisyyteen polttoaineen nopean syttymisen parantamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1,2,3,4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmansekoitusvyöhyke (104) on renkaanmuotoinen ja että mainittu palamisilman pienempi osa (99) syötetään olennaisesti aksiaalisesti sekoitusvyöhykkeen (104) alueen kautta.

7. Patenttivaatimuksen 1,2,3,4,5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu pienempi osa (99) ja mainittu suurempi osa (101) palamisilmaa muodostavat olennaisesti koko sen ilmavirran, joka tulee polttokammioon, jolloin olennaisesti koko palamisilmamäärä tulee polttoaineen ruiskutusvyöhykkeeseen (105) .

8. Patenttivaatimuksen 1,2,3,4,5,6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttoaineen ruiskutusvyöhyke (105) on sellaisen lieriön muotoinen, jonka halkaisija on suurempi kuin sen pituus.

9. Patenttivaatimuksen 1,2,3,4,5,6,7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palamisilman suuremman osan (101) virtaus kuristetaan useissa välin päässä toisistaan olevissa aukoissa (72) palamisprosessin säätämiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 1-9 mukaisen menetelmän toteuttamiseen käytettävä laite nestemäisten hiilivetyjen polttamiseksi, joka laite käsittää hoikin (134), jossa on takaa avoin sisäänmeno sekä ulostulo, joka johtaa nestejäähdytteisessä lämmön-vaihtimessa olevaan polttokammioon (106), suuttimen (46) nestemäisestä polttoaineesta koostuvan pilven syöttämiseksi mainittuun holkiin (134), useita hoikin (134) sisäänmenon alueelle sovitettuja aukkoja (72), joiden kautta useita ilma-suihkuja (102) johdetaan sisäänmenoon ja hoikin (134) läpi sekä kanavan (139,140), jonka kautta kaasumaisia palamistuotteita jälleen kierrätetään polttokammiosta (106) sisäänmenoon ja hoikin (134) läpi, tunnettu siitä, että mainittu suutin (46) on sovitettu hoikin (134) etuosaan muodostamaan polttoaineen ruisku- 13 5 801 4 tusvyöhykkeen (105) hoikin ulostulon (136) kohdalle, että ilmaputki (84) ulottuu hoikin (134) sisäänmenon läpi ja hoikin (134) sisään palamisilman pienemmän osan (99) syöttämiseksi suuttimen (46) läheisyyteen suuttimen jäähdyttämiseksi, että holkki (134) on laajempi kuin ilmaputki (84) ja ne rajoittavat renkaanmuotoista sekoitusvyöhykettä (104) hoikin (134) sisällä ilmaputken (84) ympärillä, aukkojen (72) ollessa suunnatut kohti rengasmaista sekoitusvyöhykettä (104) niin, että mainitut useat ilmasuihkut (102) kulkevat rengasmaisen sekoitusvyöhykkeen (104) kautta ja sekoittuvat uudelleen kierrätettyjen kaasumaisten palamistuotteiden kanssa virratessaan rengasmaisen sekoitusvyöhykkeen (104) läpi kohti polttoaineen ruisku-tusvyöhykettä (105) sekä että nestejäähdytteinen lämmönvaihdin (12;146;148) on sovitettu jäähdyttämään uudelleen kierrätettyjä kaasumaisia palamistuotteita, minkä vaikutuksesta polttokammioon (106) muodostuu vakaa sininen liekki, jolla on alhainen typpioksidien ja hiukkasten pitoisuus. ✓

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että neste- jäähdytteisen lämmönvaihtimen (12) yhteen osaan (151) nähden erilleen on sovitettu poikkeutuslevy (137,138) niin, että se rajoittaa sellaista uudelleenkierrätys-reittiä (142-1,142-2), joka johtaa uudelleenkierrätyskanavaan (140).

11 5 801 4

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että nestejäähdytteinen lämmönvaihdin (14B) käsittää ensimmäisen pitkänomaisen, lieriömäisen osan (224), joka rajoittaa polttokammiota (106) niin, että mainitun osan (224) poikkileikkauspinta-ala on suurempi kuin hoikin (134) ulostulon (136) pinta-ala (kuvio 7).

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitun ensimmäisen osan (224) ympärille on sovitettu toinen, suurempi, pitkänomainen, lämpöä eristävästä aineesta valmistettu osa (232), niin että ensimmäinen ja toinen osa (224,232) ovat säteittäisesti ja aksiaalisesti siten erillään, että ne rajoittavat olennaisesti renkaanmuotoista, lieriömäistä kanavaa (234), joka on hoikin (134) ulostuloon (136) nähden polttokammion (106) vastakkaisen pään kanssa yhteydessä niin, että toisen osan (232) ympärille on sovitettu, sopivimmin lämmön-kestävää metallia oleva, vaippa (240), joka vaippa (240) ja toinen osa (232) ovat säteittäisesti ja aksiaalisesti toisistaan erillään siten, että ne rajoittavat olennaisesti renkaan muotoisen tilan (241), joka on yhteydessä renkaanmuotoisen kanavan (234) kanssa, sekä että renkaanmuotoiseen tilaan on sovitettu nestetila (222), joka on tarkoitettu tämän tilan (222) kautta lämmitettäessä kulkevaa nes-tevirtausta varten, siten että renkaanmuotoinen kanava (234) on yhdistetty uudelleen kierrätyskanavan (140) kanssa (kuvio 7).

14. Patenttivaatimuksen 10,11,12 tai 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että ilmaputkessa (84) on etuosa, joka ympäröi polttoainesuutinta (46) ja joka on varustettu aukoilla (133) suutinta (46) jäähdyttäneen palamisilman päästämiseksi polttoaineen ruiskutusvyöhykkeeseen (105).

14 S 8014

15. Patenttivaatimuksen 10,11,12,13 tai 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että hoikilla (134) on verraten suuri läpimitta ja lyhyt kokonaispituus, jolloin pituuden suhde läpimittaan ei ylitä suhdetta 2:1.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 10,11,12,13,14 tai 15 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että aukkoihin (72) on yhdistetty ilmansyöttölaitteita (82) aukkojen (72) kautta menevän ilmavirran säädettävää kuristusta varten ja että laitteessa on säätöelimet (110,114) ilmansyötön säätämiseksi.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 10,11,12,13,14,15 tai 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukot (133) ovat sovitetut johtamaan mainitun palamisilman pienemmän osan (99) useina polttoainesuihkupilven ympärillä ulospäin suunntuina ilmasuihkuina, joiden hajaantumiskulma on esimerkiksi 30-60°. 5 801 4