PL136948B1 - Method of igniting a flammable gas mixture and system therefor - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zapalania palnej mieszanki gazowej oraz uklad zaplonowy palnika mieszanki gazowej, zwlaszcza dla bezpo¬ sredniego iskrowego zaplonu mieszanki palnej w palniku bez wstepnego mieszania paliwa i utlenia¬ cza.Znane sa dwa typy palników — na palna mie¬ szanke ze wstepnym mieszaniem oraz bez wstepnego mieszania. Palnik ze wstepnym mieszaniem jest palnikiem, w którym paliwo i utleniacz zostaja zmieszane zanim osiagna one koncówke palnika i wczesniej niz wydostana sie do obszaru spalania.W palniku drugiego typu, bez wstepnego mieszania, paliwo i utleniacz pozostaja oddzielone od siebie za¬ nim nie znajda sie w obszarze spalania.Uklady zaplonowe sa zwykle projektowane z u- wzglednieniem dwóch zasadniczych kryteriów: po pierwsze chodzi o pewny zaplon mieszanki paliwo- -utleniacz, a po drugie chodzi o to, aby zapewnic ochrone zaplonu. Nalezy tu zauwazyc, ze elementy ukladu zaplonowego moga latwo ulec zniszczeniu przy charakterystycznych temperaturach strefy spa¬ lania.Typowy uklad zaplonowy palnika bez wstepnego mieszania zawiera elementy do ochrony ukladu za¬ plonowego przed wysokimi temperaturami spalania, poniewaz uklad zaplonowy musi przekazac zaplo¬ nowy plomien do mieszanki paliwo-utleniacz w strefie spalania. Powszechnie stosowane elementy 10 15 20 25 30 wykorzystuja oddzielny pilotujacy plomien, który jest zapalany w obszarze chronionym przed silnym ogrzewaniem strefy spalania, a nastepnie przepro¬ wadzony do strefy spalania aby zapalic glówne skladniki spalania. Wada takiego ukladu jest wy¬ maganie posiadania podwójnego ukladu zasilania w paliwo i w utleniacz.Innym znanym ukladem zaplonowym palnika bez wstepnego mieszania jest taki, który wyciaga sie natychmiast po dostarczeniu plomienia zaplonowe¬ go. Takie urzadzenia sa skomplikowane mechani¬ cznie i wymagaja wysokich wstepnych nakladów finansowych, jak równiez wysokich kosztów obslugi i utrzymania.Kolejny znany uklad zaplonowy palnika bez wste¬ pnego mieszania wykorzystuje srodki do tworze¬ nia odpowiedniej mieszanki paliwo-utleniacz w ob¬ szarze iskry. Jak wspomniano wyzej, w palniku bez wstepnego mieszania paliwo i utleniacz nie sa mie¬ szane zanim nie zostana wprowadzone do strefy spalania. Takie palniki wymagaja odpowiedniego mieszania paliwa i utleniacza w obszarze iskry, w miejscu dostarczania iskry do obszaru z odpowied¬ nia mieszanka, jak przy wysuwanym urzadzeniu.Wada takiego ukladu jest koniecznosc dostarczania prawidlowej mieszanki, a wiec koniecznosc stoso¬ wania urzadzenia odchylajacego, rozpylacza itp., co moze byc nieporeczne lub w inny sposób uciazliwe, oraz fakt, ze zuzycie elektrody iskrowej jest wyraz¬ nie wieksze gdy spalanie zachodzi blisko nie}, co 136 9483 136 948 4 wlasnie ma miejsce jesli prawidlowa mieszanina paliwo-utleniacz wystepuje w jej sasiedztwie.Jesli uklad zaplonowy nie jest ukladem bezpo¬ srednim,, tak jak przerywany pilotujacy plomien, spalajiie -bliskft ^elektrody moze byc tolerowane, ¦poniewaz wiele jest ukladów, które nie sa przezna¬ czone do ciaglego palenia. Tak wiec uklady te moga .znosic chwilowe wysokie temperatury wokól elek¬ trody spowodowane przez spalanie dostatecznie zmieszanej mieszanki paliwo-utleniacz w jej po¬ blizu. Bezposredni uklad zaplonowy, który wyma¬ ga, aby spalanie bylo ciagle, nie moze tolerowac tak wysokich temperatur w poblizu elektrody, bez narazania jej na wysokie zuzycie lub pogorszenie jakosci.Jeszcze inny typowy uklad zaplonowy palnika bez wstepnego mieszania doprowadza iskry do obszaru prawidlowej mieszanki paliwo-utleniacz bez umie¬ szczania generatora iskrowego w tym obszarze, a tylko przez doprowadzanie iskry do tego obszaru.Moze to byc uzyskane przez podwyzszenie napiecia stosowanego do wytwarzania iskry, tak ze iskra wpada z zewnatrz, z generatora, do obszaru pra¬ widlowej mieszanki. Alternatywnie iskra moze wpa¬ dac z zewnatrz przez umieszczenie jej na drodze szybko poruszajacego sie strumienia gazu. Jak moz¬ na zauwazyc, sposoby takie wymagaja wyraznego wzrostu zuzytej energii.Uklad zaplonowy palnika bez wstepnego miesza¬ nia, który zapewnia zaplon pewny jest wysoce po¬ zadany i to taki, który zabezpiecza ochrone ukladu zaplonowego od wysokiej temperatury strefy spa¬ lania, który unika koniecznosci stosowania dodatko¬ wych czesci do zespolu palnika i nie wymaga wy¬ sokiej energii aby dokonac zaplonu.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu za¬ plonowego do palnika bez wstepnego mieszania pa¬ liwa z utleniaczem, pozbawionego wad znanych rozwiazan.Uklad zaplonowy mieszanki gazowej, dla zapa¬ lania palnej mieszanki gazowej paliwa i utlenia¬ cza wyrzucanej z palnika, zawierajacy pierwszy przepust dla doprowadzania paliwa gazowego oraz drugi przepust dla doprowadzania utleniacza gazo¬ wego, przy czym obydwa przepusty ograniczaja czesc wylotowa urzadzenia, wedlug wynalazku cha¬ rakteryzuje sie tym, ze zawiera pierwszy przepust elektrycznie przewodzacy, drugi przepust elektrycz¬ nie przewodzacy i oddalony od wspomnianego pier¬ wszego przepustu, tak ze napiecie przebicia pomie¬ dzy pierwszym a drugim przepustem jest najnizsze przy czesci wylotowej urzadzenia i elementy do doprowadzania elektrycznego potencjalu poprzez pierwszy i drugi przepust, przez co gdy potencjal elektryczny wiekszy niz najmniejsze napiecie prze¬ bicia jest doprowadzany przez pierwszy i drugi przepust, wystepuje elektryczne wyladowanie, po linii prostej, tylko przez przestrzen pomiedzy pier¬ wszym a drugim przepustem przy czesci wylotowej.Sposób zapalania palnej mieszanki gazowej we¬ dlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze wy¬ woluje sie przeplyw strumienia paliwa gazowego i strumienia gazowego utleniacza, w tym samym kierunku, przez pierwszy i drugi przepust, które to przepusty sa elektrycznie przewodzace i izolo¬ wane wzgledem siebie, przy czym kazdy przepust ma czesc wylotowa, ponadto przeplywajace stru¬ mienie utrzymuje sie oddzielone wzajemnie od sie¬ bie przez pierwszy przepust. Nastepnie miesza sie gazowe strumienie po wylocie z przepustów, odsu¬ wa sie drugi przepust od pierwszego przepustu tak, ze napiecie przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepustem jest najnizsze przy czesci wy¬ lotowej pierwszego przepustu, przy czym stosuje sie elektryczny potencjal wyzszy niz najnizsze na¬ piecie przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepustem tak, ze wystepuje elektryczne wylado¬ wanie, po linii prostej, tylko poprzez przestrzen po¬ miedzy dwoma przepustami, przy czesci wylotowej pierwszego przepustu, którego wnetrze wypelnia tylko jeden z gazów(.Okreslenie napiecia przebicia oznacza tu napiecie lub róznice potencjalów pomiedzy dwoma przewo¬ dami niezbedne dla uzyskania elektrycznej iskry dla wyladowania pomiedzy tymi dwoma przewodami.Okreslenie zaplon bezposredni oznacza tu zaplon glównego plomienia bez potrzeby pilotujacego palni¬ ka lub innego urzadzenia pomocniczego.Rozwiazanie wedlug wynalazku zawiera przepust, przez który przepuszczane jest albo paliwo gazowe albo gazowy utleniacz. Przepust oddziela strumien gazu w jego wnetrzu od drugiego gazu, który znaj¬ duje sie w strumieniu na zewnatrz przepustu. Tak wiec, jesli strumien gazowy wewnatrz przepustu jest gazem utleniajacym, wówczas strumien na ze¬ wnatrz przepustu jest paliwem gazowym. Natomiast jesli strumien wewnatrz przepustu jest paliwem gazowym, to na zewnatrz przepustu znajduje sie gaz utleniajacy. Jesli strumien wewnatrz przepustu wydobywa sie z czesci wylotowej, dwa wczesniej oddzielone gazowe strumienie mieszaja sie two¬ rzac palna mieszanke.Istota wynalazku jest równiez drugi przepust od¬ dalony od pierwszego przepustu tak, ze napiecie przebicia pomiedzy nimi jest najnizsze przy czes¬ ci wylotowej.Trzecim aspektem wynalazku sa elementy dla doprowadzania elektrycznego potencjalu do prze¬ pustów.Obydwa przepusty sa elektrycznie przewodzace, jednakze sa wzgledem siebie odizolowane. Tak wiec, jesli potencjal elektryczny jest doprowadzony do przepustów, prad elektryczny przeplywa przez scia¬ ny obydwu przepustów, ale nie moze przeplynac z jednego na drugi. Jednakze jesli potencjal do¬ prowadzony do przepustów jest wiekszy niz napie¬ cie przebicia przy czesci wylotowej, to jest to najnizsze napiecie przebicia pomiedzy przepustami w jakimkolwiek punkcie wzdluz ich dlugosci, a w czesci wylotowej nastepuje wyladowanie elektrycz¬ ne pomiedzy przepustami.Luk lub iskra jest wytwarzana w obszarze lub strefie, gdzie wystepuje tylko albo paliwo gazowe albo gaz utleniajacy i gdzie nie wystepuje miesza¬ nina obydwu tych gazów. Jednakze mieszanka ga¬ zowa paliwa i utleniacza, lub palna mieszanka, zo¬ staje zapalona przez elektryczne wyladowanie po¬ miedzy dwoma przepustami i w ten sposób osiag¬ niety zostaje cej, wynalazku. Iskra powstaje wprost pomiedzy dwoma przewodnikami bez koniecznosci 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 136 948 6 wirowania lub petlowania iskry, a uklady wyma¬ gajace takiego wirowania lub petlowania iskry wy¬ kazuja wyzsze zuzycie energii.Pewny zaplon uzyskany zostaje przy wzglednie niskim poziomie zuzycia energii. Jak wspomniano potrzeba doprowadzania potencjalu poprzez przepu¬ sty, który tylko przekracza najnizsze napiecie po¬ miedzy nimi przy czesci wylotowej. Rezultatem tego jest wyladowanie pomiedzy tymi dwoma prze¬ wodnikami jedynie w czesci wylotowej. Przy zna¬ cznym wzroscie potencjalu pomiedzy przewodnika¬ mi mozna zauwazyc wyladowanie pomiedzy nimi w innych punktach na ich dlugosci. Jesli wzrost potencjalu przewyzsza napiecie przebicia w tych punktach, mozna obserwowac petlujaca iskre skie¬ rowana na zewnatrz do obszaru prawidlowej mie¬ szaniny paliwo-utleniacz. Pewny zaplon osiagany przy wzglednie niskim poziomie zuzycia energii jest jedna z zalet sposobu i przyrzadu wedlug wynalaz¬ ku.Jak wspomniano powyzej, iskra wystepuje w ob¬ szarze nie odznaczajacym sie prawidlowa miesza¬ nina paliwo-utleniacz i w ten sposób nie odbywa sie tu duza czesc spalania, wlasnie wokól punk¬ tów wytwarzajacych iskre. Tak wiec wymagania zuzycia i konserwacji tych czesci palnika sa rze¬ czywiscie zredukowane. Jest to szczególnie wazne w ciaglym dzialaniu warunków charakterystycz¬ nych dla ukladów z bezposrednim zaplonem.Uklad zaplonowy zawiera tylko czesci palnika.Uklad zaplonowy wedlug wynalazku nie wymaga oddzielnej swiecy iskrowej, albo plomienia steruja¬ cego, albo dodatkowych elektrod, lub deflektorów itp., które stanowia niezbedne elementy wielu zna¬ nych ukladów zaplonowych dla palników bez wste¬ pnego mieszania. Jest to zaleta z kilku wzgledów, takich jak obnizone koszty i konserwacja ukladu wedlug wynalazku, mniejsza przestrzen wymagana, co moze byc bardzo wazne w wielu okreslonych specyficznych zastosowaniach.Takim specyficznym zastosowaniem, w którym waznym wymaganiem jest mala przestrzen, jest za¬ plon palnika, który przedstawiono w zgloszeniu a- merykanskim nr 138 759 z dnia 10 kwietnia 1980.Przyrzad zaplonu bezposredniego i sposób wedlug wynalazku szczególnie nadaja sie do zastosowania w zwiazku z takim palnikiem.Przepusty ukladu zaplonowego-wedlug wynalazku sa korzystnie rurami i moga miec odpowiedni prze¬ krój poprzeczny. Moga miec przekrój kolowy, pól¬ kolisty, prostokatny itp. Najkorzystniejszym ksztal¬ tem przekroju przepustów jest kolo, a wówczas przepusty sa cylindrami.Jak juz wspomniano powyzej, przepusty sa elek¬ trycznie przewodzace. Wybór rodzaju materialu, z jakiego wykonane sa przepusty nie jest krytyczny, o ile tylko material ten jest przewodzacy elektry¬ cznie. Korzystnie stosuje sie zelazo, jesli gazem utleniajacym jest powietrze i miedz, jesli gaz utle¬ niajacy zawiera wyzsze stezenia tlenu.Przez paliwo gazowe rozumie sie gaz, który be¬ dzie spalany, taki jak gaz ziemny, metan, gaz kok¬ sowniczy, gaz generatorowy i podobne* Korzystnym paliwem gazowym jest gaz ziemny lub metan. Jako gaz utleniajacy stosuje sie powietrze, powietrze wzbogacone tlenem, lub czysty tlen. Wy¬ bór gazu utleniajacego bedzie zalezal od szczegól¬ nego zastosowania, do jakiego uzywany jest palnik.Przepusty sa elektrycznie odizolowane od siebie. 5 Jak wiadomo znawcom tej dziedziny, istnieje wie¬ le mozliwosci uzyskania takiej izolacji. Jesli me¬ chaniczne wymagania narzucaja polaczenie przepu¬ stów, aby tworzyly one jedna konstrukcje, wów¬ czas wstawiony zostaje miedzy nie elektrycznie izolujacy material. Efektywnie izolujacy material jest odpowiedni; korzystnymi materialami izoluja¬ cymi sa fluoropochodne weglowodorów.Potencjal elektryczny jest doprowadzany poprzez przepusty i jest dostarczany z odpowiedniego zródla, jak z wtórnego uzwojenia konwencjonalnego wy¬ sokonapieciowego (zwykle od 5000 do 9000 V) trans¬ formatora polaczonego ze zródlem przemiennego pradu o napieciu 120 V.Waznym jest aby napiecie przebicia pomiedzy przepustami bylo minimalne w czesci wylotowej.Istnieje wiele mozliwosci uzyskania tego. Na przy¬ klad jedna z mozliwosci jest to, aby przepusty by¬ ly wzgledem siebie równolegle, z zachowaniem sta¬ lej odleglosci we wszystkich punktach na ich dlu¬ gosci. W czesci wylotowej mozna wyciac dwie szczeliny w scianie jednego przepustu tak, aby utworzyc klapke, a jedna moze byc zagieta w kie¬ runku sciany drugiego przepustu tak, ze odleglosc pomiedzy przepustami jest najmniejsza przy czesci wylotowej. Innym sposobem osiagniecia tego rezul¬ tatu jest przyspawanie malej klapki do jednego przepustu przy czesci wylotowej. Oczywiscie za¬ równo wycieta klapka jak i przyspawana klapka moga byc umieszczone albo na jednym przepuscie albo na obydwu przepustach, tak aby zmniejszyc odleglosc pomiedzy przepustami przy czesci wyloto¬ wej. Jeszcze innym sposobem uzyskania tego same¬ go rezultatu, to jest minimalne napiecie przebicia pomiedzy rura a sciana przy czesci wylotowej,.jest umieszczenie materialu izolacyjnego we wszystkich punktach pomiedzy przepustami, za wyjatkiem cze¬ sci wylotowej. Znawcy tej dziedziny techniki znaja prawdopodobnie wiele innych metod uzyskiwania tego waznego aspektu wedlug wynalazku.Konstrukcja przepustów moze znacznie sie róznic i moze przyjmowac rózne formy. Dla zilustrowania ponizej omówione zostana dwa rodzaje konstrukcji.W jednej konstrukcji, jeden przepust jest cylin¬ dryczna rura, i drugi przepust jest cylindrem, który otacza rure na calej jej dlugosci, tak wiec konstru¬ kcja ta sprowadza sie do dwóch koncentrycznych cylindrów. Przepusty sa od siebie oddzielone, jak tego wymagaja zastrzezenia. Albo paliwo gazowe, albo gazowy utleniacz plynie przez srodek rury, podczas gdy drugi gaz plynie przez obszar pomie¬ dzy srodkowym cylindrem a zewnetrznym cylin¬ drem.W innym ukladzie, jeden przepust jest cylindry¬ czna rura, a drugi przepust jest równiez cylindrem otaczajacym rure i oddalonym od tej rury, jak wy¬ magaja tego zastrzezenia. Albo paliwo gazowe albo gazowy utleniacz plynie przez rure, podczas gdy drugi gaz plynie przez przestrzen pomiedzy rura i drugim cylindrem.Rozwiazanie wedlug wynalazku jest objasnione 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad zaplonowy w przekroju wzdluznym, fig. 2 — uklad zaplonowy z fig. 1 wi¬ dziany od strony spalania z uwidocznieniem klapek, fig. 3 — drugi przyklad ukladu zaplonowego w przekroju wzdluznym, fig. 4 — uklad zaplonowy z fig, 3 widziany od strony strefy spalania z uwi¬ docznieniem przyspawanych klapek, a fig. 5 przed¬ stawia trzeci przyklad wykonania ukladu zaplono¬ wego w przekroju wzdluznym.Przepusty 1 i 2 sa cylindrami i umieszczone sa tak, ze jeden przepust otacza drugi przepust two¬ rzac koncentryczny uklad cylindryczny. Odleglosc pomiedzy zewnetrznym przepustem a sciana 3 we¬ wnetrznego przepustu pozostaje na calej ich dlugos¬ ci z wyjatkiem czesci wylotowej 4, gdzie odleglosc ta jest zmniejszana przez klapke 5. Odleglosc po¬ miedzy klapka a powierzchnia zewnetrznego cylin¬ dra moze byc okreslona przerwa iskrowa 6. Prze¬ pusty sa we wszystkich punktach fizycznie oddalo¬ ne od siebie wzajemnie za wyjatkiem miejsc, gdzie konieczne sa mechaniczne polaczenia. W tych miej¬ scach znajduje sie fluoroweglowodorowa izolacja 7 pomiedzy ich przewodzacymi powierzchniami.Tlen 8 jest doprowadzany do przestrzeni pomie¬ dzy zewnetrznym cylindrem a cylindrem wewnetrz¬ nym, a ponadto do wnetrza zewnetrznego cylindra jest doprowadzany gaz ziemny 9. Obydwa te gazy plyna w kierunku czesci wylotowej 4 i sa wzdluz drogi oddzielone od siebie przez sciane 3 wewnetrz¬ nego przepustu. Gdy strumienie gazów osiagna czesc wylotowa 4, one mieszaja sie glównie w obszarze 10, aby utworzyc mieszanke palna. Ten obszar mie¬ szania 10 mozna okreslic strefa spalania.Elektryczny potencjal jest doprowadzany poprzez przepusty za pomoca elektrycznego obwodu przed¬ stawionego w postaci schematycznej. Transformator 15 jest swymi wejsciowymi zaciskami 11, 12 dola¬ czony do zródla pradu zmiennego o czestotliwosci 60 Hz i napieciem 110 V, które normalnie stanowi domowa siec zasilajaca. Transformator 15 jest kon¬ wencjonalnym podwyzszajacym napiecie transfor¬ matorem. Wysoko-napieciowe zaciski wyjsciowe 13, 14 transformatora sa polaczone odpowiednio z we¬ wnetrznym i zewnetrznym przepustem. Jesli napie¬ cie doprowadzane poprzez przepusty przewyzsza napiecie przebicia poprzez przerwe iskrowa 6, na¬ stepuja wówczas elektryczne wyladowania pomie¬ dzy przepustami w tym punkcie, to jest w czesci wylotowej, a mieszanka palna zapala sie w strefie spalania. Zaplon jest prawidlowy (doskonaly) na¬ wet wtedy gdy iskra przechodzi przez obszar który zostal wypelniony zasadniczo tylko tlenem i nie zawieral znacznej ilosci mieszanki palnej.Drugi przyklad wykonania ukladu zaplonowego wedlug wynalazku jest przedstawiony na fig. 3 i 4.Na fig. 3 przedstawiono uklad zaplonowy w prze¬ kroju wzdluznym. Na fig. 4 przedstawiono rozwia¬ zanie z fig. 3 w widoku od strony strefy spalania.Oznaczenia zastosowane na fig. 3 i 4 odpowiadaja oznaczeniom z fig. 1 i 2, przy czym nie sa przed¬ stawione wyciete klapki 5 z fig. 1 i 2. W ich miej- 8 sce przedstawiono spawana klapke 25. Klapka 25 jest przyspawana do wewnetrznego cylindra. W ten sposób napiecie przebicia pomiedzy przepustami jest zminimalizowane w czesci wylotowej. 5 Kolejny przyklad wykonania ukladu zaplonowego wedlug wynalazku jest przedstawiony na fig. 5, w przekroju wzdluznym. Oznaczenia uzyte tu rów¬ niez odpowiadaja oznaczeniom z poprzednich figur rysunku, przy czym nie wystepuja tu ani wycieta 10 klapka, ani spawana klapka. Natomiast przedsta¬ wiona jest elektryczna izolacja 45 znajdujaca sie pomiedzy przepustami na prawie calej ich dlugosci przy czesci wylotowej. W ten sposób minimalizowa¬ ne zostaje napiecie przebicia pomiedzy przepustami 15 w czesci wylotowej.Nastepujace dalej przyklady sluza dalszemu zi¬ lustrowaniu korzystnych rezultatów uzyskanych przy stosowaniu ukladu zaplonowego wedlug wy¬ nalazku. W tych przykladach zastosowania uklad 20 zaplonowy byl podobny do przedstawionego na fig. 1.Zewnetrzna srednica srodkowej rury wynosila 2,67 cm, a wewnetrzna srednica tej rury wynosila 3,51 cm. Tak wiec odleglosc pomiedzy przepustami 25 we wszystkich punktach na ich dlugosci za wyjat¬ kiem czesci wylotowej, gdzie odleglosc ta wynosi 0,42 cm. Dwie klapki wyciete byly w srodkowej rurze w czesci wylotowej, a obydwie zostaly wy¬ giete na zewnatrz, w kierunku powierzchni zew- 30 netrznej rury, tak ze najmniejsza odleglosc pomie¬ dzy przepustami w czesci wylotowej tak wiec przer¬ wa iskrowa wynosila 0,16 cm.Konwencjonalny transformator wysokiego napie¬ cia mial strone pierwotna zasilana przemiennym 35 napieciem 120 V o czestotliwosci 120 Hz przy 150 VA, a na stronie wtórnej wystepowalo napiecie 6000 V, stanowiace elektryczny potencjal wyzszy niz napiecie przebicia w przerwie iskrowej przy czesci wylotowej pomiedzy przepustami. Tak wy- 40 wolano elektryczne wyladowanie poprzez przerwe iskrowa.Przebadano cztery przyklady. W przykladzie 1 gaz jako paliwo w srodkowej rurze byl gazem ziemnym majacym duza wartosc opalowa, okolo 45 8600 kcal/Nm*, a gaz w przestrzeni pomiedzy rura srodkowa a rura zewnetrzna byl czystym tlenem, jako utleniacz. W przykladzie 2 pozycje paliwa i utleniacza byly odwrotne niz w przykladzie 1. W przykladzie 3, gaz w srodkowej rurze byl gazem 50 ziemnym, jako paliwo, a gaz w przestrzeni pomie¬ dzy rura srodkowa i rura zewnetrzna byl powie¬ trzem, jako utleniacza W przykladzie 4 pozycje pa¬ liwa i utleniacza byly odwrotne niz w przykla¬ dzie 3. 55 Kazdy przyklad przeprowadzono przy kilku wspól¬ czynnikach przeplywu dla paliwa i utleniacza, a powodzenie lub niepowodzenie przy zaplonie mie¬ szanki palnej bylo notowane. Wyniki przedstawiono w tabelach I do IV, odpowiednio dla przykladów oo l do 4. W tabelach tych wspólczynnik przeplywu podano w dwóch jednostkach: normalna stopa szescienna na godzine (SCFH) i normalny metr szescienny na godzine (NmVgodz.). *136 948 9 Tabela I (Przyklad 1) 10 Tabela II (Przyklad 2) Wspólczynnik prze¬ plywu paliwa (SCFH), (Nm*/godz) 400, 11,7 400, 11,7 400, 11,7 1000, 29,3 4300, 126,0 , 8000, 234 i Wspólczynnik prze¬ plywu utleniacza (SCFH), (NnWgodz) 340, 10 800, 23,4 1650, 48,3 2000, ^58,6 800, 23,4 1600, 46,9 Za¬ plon tak tak tak tak tak tak Tabele III i IV zawieraja kolumne oznaczonego wspólczynnika wydmuchu. Okreslenie to uzyte zo¬ stalo w rozumieniu wspólczynnika przeplywu po- 10 15 Wspólczynnik prze¬ plywu paliwa! (SCFH), (Nm»/godz) 340, 10 800, 23,4 1650, 48,3 1600, 46,9 1600, 46,9 Wspólczynnik prze¬ plywu utleniacza (SCFH), (Nm»/godz) 400, 11,7 400, 11,7 400, 11,7 800, 23,4 8000, 234 Za¬ plon tak tak tak tak tak wietrza przy szczególnym wspólczynniku przeplywu paliwa, w którym przeplyw powietrza gasi plomien, poniewaz predkosc przewyzsza predkosc spalania.Tabela III (Przyklad 3) Paliwo (SCFH) 200, 200, 200, 400, 400, 600, 600, 600, 800, 800, 800, 800, 1000, 1000, 1000, 1000, | Wspólczyn¬ nik prze¬ plywu (Nm8/godz) 5,9 5,9 5,9 11,7 11,7 17,6 17,6 17,6 23,4 23,4 23,4 23,4 29,3 29,3 29,3 29,3 Wspólczynnik wydmuchu (SCFH), (NmVgodz.) 540, 540, 540, 870, 870, 1270, 1270, 1270, 1470, 1470, 1470, 1470, 1570, 1570, 1570, 1570, 15,8 15,8 15,8 25,5 25,5 37,2 37,2 37,2 43,1 43,1 43,1 43,1 46,0 46,0 46,0 46,0 Utleniacz (Wspólczynnik przeplywu) (SCFH), (Nm*/godz.) 96, 480, 540, 96, 870, 96, 870, 1070, 870 1070, 1270, 1470, 870, 1070, 1370, 1570, 2,8 14,1 15,8 2,8 25,5 2,8 25,5 31,4 25,5 31,4 37,2 43,1 25,5 31,4 40,1 46,1 Zaplon tak tak tak tak tak tak tak nie tak nie nie nie nie nie nie nie Tabela IV (Przyklad 4) Paliwo (CSFH), 200, 200, 200, 400, 400, 600, 600, 800, 800, 800, 1000, 1000, 1000, 1000, (Wspólczyn¬ nik przeply¬ wu) (Nmtygodz) 5,9 5,9 5,9 11,7 11,7 17,6 17,7 23,4 23,4 23,4 29,3 29,3 29,3 29,3 Wspólczynnik wydmuchu (SCFH), 1690, 1690, 1690, 1900, 1900, 2360, 2360, 1810, 1810, 1810, 2020, 2020, , , 2020, 2020, (Nmtygodz) 49,5 49,5 49,5 55,7 55,7 69,1 69,1 53,0 53,0 53,0 59,2 59,2 59,2 59,2 | Utleniacz (Wspólczynnik przeplywu) (SCFH), 870, 1070, 1270, 870, 1900, 1270, 1470, 1070, 1270, 1810, 870, 1 1070, 1270, 1810, (Nms/godz) 25,5 31,4 37,2 25,5 55,7 37,2 43,1 31,4 37,2 53,0 25,5 31,4 37,2 53,0 Zaplon tak. tak nie tak tak tak nie tak nie nie nie nie nie nie |11 136 948 12 Jak wykazano w przykladach, urzadzenie i spo¬ sób wedlug wynalazku zabezpieczaja pewny za¬ plon mieszanki w palnikach, przy niskim poziomie zuzytej energii, bez koniecznosci istotnych mody- fikcji w zespole palnikowym, i bez koniecz¬ nosci doprowadzania iskry w obszar prawi¬ dlowej mieszanki paliwo-utleniacz. Brak zaplonu moze wystepowac przy pewnych wysokich wspól¬ czynnikach przeplywu paliwa i przy zastosowaniu tlenu, poniewaz energia iskry dajaca sie wykorzy¬ stac do inicjacji zaplonu szybko ulega rozprosze¬ niu. W takiej sytuacji zaplon mozna osiagnac przez zapalenie palnika przy niskim wspólczynniku prze¬ plywu i zwiekszac wspólczynnik przeplywu, podczas gdy spalanie trwa dalej.Taka procedura jest jedna z czesciej przepro¬ wadzanych w zastosowaniach przemyslowych do palenia plomienia przy wysokich wspólczynnikach, bez wzgledu na zastosowany uklad zaplonowy, po¬ niewaz ktos zyczy sobie uniknac rozleglej i nie¬ bezpiecznej obecnosci paliwa w komorze spalania jesli zaplon nie wystepuje.Dotychczas mozna bylo przypuszczac, ze pewny zaplon mieszanki paliwowo-tlenowej wymaga, aby zródlo zaplonu, to jest iskra, byla dostarczana w punkcie charakteryzowanym przez prawidlowa mie¬ szanine paliwa i utleniacza. Jak to wynika z opi¬ su, uklad zaplonowy wedlug wynalazku dostarcza iskre do obszaru zaplonu, gdy nie ma tam prawi¬ dlowej mieszaniny paliwa i utleniacza. Pomimo to obserwuje sie zaplon pewny. Ta pewnosc nie byla oczekiwana.Uklad zaplonowy wedlug wynalazku przedstawio¬ no szczególowo w odniesieniu do kilku przykladów wykonania, nalezy jednak rozumiec, ze mozliwych jest wiele róznych rozwiazan wedlug wynalazku, które mieszcza sie w zakresie i charakterze przed¬ miotowego wynalazku.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zapalania palnej mieszanki gazowej, znamienny tym, ze wywoluje sie przeplyw stru¬ mienia paliwa gazowego i strumienia gazowego u- tleniacza w tym samym kierunku, przez pierwszy i drugi przepust, które sa przewodzace elektrycz¬ nie i izolowane wzgledem siebie, przy czym kazdy przepust ma czesc wylotowa, utrzymuje sie prze¬ plywajace strumienie oddzielone wzajemnie od sie¬ bie przez pierwszy przepust, nastepnie miesza sie gazowe strumienie po Wylocie z przepustów, odsu¬ wa sie drugi przepust od pierwszego przepustu tak, ze napiecie przebicia pomiedzy pierwszym a dru¬ gim przepustem jest najnizsze przy czesci wylotowej pierwszego przepustu, przy czym stosuje sie elek¬ tryczny potencjal wyzszy niz napiecie najnizsze przebicia poprzez pierwszy i drugi przepust tak, ze wystepuje elektryczne wyladowanie, w prostej linii, tylko poprzez przestrzen pomiedzy pierwszym a drugim przepustem przy czesci wylotowej pier¬ wszego przepustu, którego wnetrze wypelnia tylko jeden z gazów. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo gazowe przeplywa przez pierwszy przepust, a utleniacz gazowy przeplywa przez drugi prze¬ pust. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo gazowe przeplywa przez drugi przepust a gazowy utleniacz przeplywa przez pierwszy prze¬ pust. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo gazowe stosuje sie gaz ziemny. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako utleniacz gazowy stosuje sie czysty tlen. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako utleniacz gazowy stosuje sie powietrze. 7. Uklad zaplonowy palnika mieszanki gazowej, dla zapalania palnej mieszanki gazowej paliwa i utleniacza wyrzucanej z palnika, zawierajacy pier¬ wszy przepust dla doprowadzania paliwa gazowe¬ go oraz drugi przepust dla doprowadzania utlenia¬ cza gazowego, przy czym obydwa przepusty ogra¬ niczaja czesc wylotowa urzadzenia, znamienny tym, ze zawiera pierwszy przepust elektrycznie przewo¬ dzacy, drugi przepust elektrycznie przewodzacy i oddalony od wspomnianego pierwszego przepustu, tak, ze napiecie przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepustem jest najnizsze przy czesci wy¬ lotowej urzadzenia, i elementy do doprowadzania elektrycznego potencjalu poprzez pierwszy i drugi przepust, przez co, gdy potencjal elektryczny wiek¬ szy niz najmniejsze napiecie przebicia jest dopro¬ wadzany poprzez pierwszy i drugi przepust, wyste¬ puje elektryczne wyladowanie, po linii prostej, tyl¬ ko przez przestrzen pomiedzy pierwszym a drugim przepustem przy czesci wylotowej. 8. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 7, znamienny . tym, ze pierwszy i drugi przepust sa rurami. 9. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze pierwszy przepust jest cylindryczna rura. 10. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 8, znamien¬ ny tym, ze drugi przepust jest cylindryczna rura. 11. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 8, znamien¬ ny tym, ze obydwa przepusty pierwszy i drugi sa cylindrycznymi rurami. 12. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 11, znamien¬ ny tym, ze pierwszy i drugi przepust sa równole¬ gle wzgledem siebie na calej swej dlugosci. 13. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 12, znamien¬ ny tym, ze pierwszy i drugi przepust sa koncen¬ trycznymi cylindrycznymi rurami. 14. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze elektrycznie przewodzaca klapka jest do¬ laczona do przynajmniej jednego przepustu przy czesci wylotowej dla zminimalizowania napiecia przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepus¬ tem przy wylotowej czesci. 15. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 7, znamien¬ ny tym, ze wystepuje elektryczna izolacja pomie¬ dzy pierwszym a drugim przepustem za wyjatkiem czesci wylotowej dla zminimalizowania napiecia przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepus¬ tem przy czesci wylotowej. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55136 948 FIG. 3 10 FIG. 5 PL PL PL

Claims (15)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zapalania palnej mieszanki gazowej, znamienny tym, ze wywoluje sie przeplyw stru¬ mienia paliwa gazowego i strumienia gazowego u- tleniacza w tym samym kierunku, przez pierwszy i drugi przepust, które sa przewodzace elektrycz¬ nie i izolowane wzgledem siebie, przy czym kazdy przepust ma czesc wylotowa, utrzymuje sie prze¬ plywajace strumienie oddzielone wzajemnie od sie¬ bie przez pierwszy przepust, nastepnie miesza sie gazowe strumienie po Wylocie z przepustów, odsu¬ wa sie drugi przepust od pierwszego przepustu tak, ze napiecie przebicia pomiedzy pierwszym a dru¬ gim przepustem jest najnizsze przy czesci wylotowej pierwszego przepustu, przy czym stosuje sie elek¬ tryczny potencjal wyzszy niz napiecie najnizsze przebicia poprzez pierwszy i drugi przepust tak, ze wystepuje elektryczne wyladowanie, w prostej linii, tylko poprzez przestrzen pomiedzy pierwszym a drugim przepustem przy czesci wylotowej pier¬ wszego przepustu, którego wnetrze wypelnia tylko jeden z gazów.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo gazowe przeplywa przez pierwszy przepust, a utleniacz gazowy przeplywa przez drugi prze¬ pust.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo gazowe przeplywa przez drugi przepust a gazowy utleniacz przeplywa przez pierwszy prze¬ pust.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo gazowe stosuje sie gaz ziemny.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako utleniacz gazowy stosuje sie czysty tlen.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako utleniacz gazowy stosuje sie powietrze.

7. Uklad zaplonowy palnika mieszanki gazowej, dla zapalania palnej mieszanki gazowej paliwa i utleniacza wyrzucanej z palnika, zawierajacy pier¬ wszy przepust dla doprowadzania paliwa gazowe¬ go oraz drugi przepust dla doprowadzania utlenia¬ cza gazowego, przy czym obydwa przepusty ogra¬ niczaja czesc wylotowa urzadzenia, znamienny tym, ze zawiera pierwszy przepust elektrycznie przewo¬ dzacy, drugi przepust elektrycznie przewodzacy i oddalony od wspomnianego pierwszego przepustu, tak, ze napiecie przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepustem jest najnizsze przy czesci wy¬ lotowej urzadzenia, i elementy do doprowadzania elektrycznego potencjalu poprzez pierwszy i drugi przepust, przez co, gdy potencjal elektryczny wiek¬ szy niz najmniejsze napiecie przebicia jest dopro¬ wadzany poprzez pierwszy i drugi przepust, wyste¬ puje elektryczne wyladowanie, po linii prostej, tyl¬ ko przez przestrzen pomiedzy pierwszym a drugim przepustem przy czesci wylotowej.

8. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 7, znamienny . tym, ze pierwszy i drugi przepust sa rurami.

9. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze pierwszy przepust jest cylindryczna rura.

10. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 8, znamien¬ ny tym, ze drugi przepust jest cylindryczna rura.

11. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 8, znamien¬ ny tym, ze obydwa przepusty pierwszy i drugi sa cylindrycznymi rurami.

12. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 11, znamien¬ ny tym, ze pierwszy i drugi przepust sa równole¬ gle wzgledem siebie na calej swej dlugosci.

13. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 12, znamien¬ ny tym, ze pierwszy i drugi przepust sa koncen¬ trycznymi cylindrycznymi rurami.

14. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze elektrycznie przewodzaca klapka jest do¬ laczona do przynajmniej jednego przepustu przy czesci wylotowej dla zminimalizowania napiecia przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepus¬ tem przy wylotowej czesci.

15. Uklad zaplonowy wedlug zastrz. 7, znamien¬ ny tym, ze wystepuje elektryczna izolacja pomie¬ dzy pierwszym a drugim przepustem za wyjatkiem czesci wylotowej dla zminimalizowania napiecia przebicia pomiedzy pierwszym a drugim przepus¬ tem przy czesci wylotowej. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55136 948 FIG. 3 10 FIG. 5 PL PL PL