SE453219B - Vermare for uppvermning av utrymmen, serskilt passagerarutrymmen i fordon och liknande - Google Patents

Description

20 25 30 35 453 219 åstadkommes enligt uppfinningen genom att värmaren utformas med de särdrag som framgår av den kännetecknande delen av krav 1.

Lämpliga utföringsformer av värmaren enligt uppfinningen anges i underkraven. uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifo- gade ritning, vilken visar ett schematiskt tvärsnitt genom en värmare enligt en utföringsform av uppfinningen.

Den på ritningen visade värmaren består av två huvuddelar, nämligen en förbränningsanordning 1 och en till denna ansluten värmeväxlare 2. Förbränningsanordningen 1 innefattar på känt sätt ett luftinlopp 3, genom vilket förbränningsluft inmatas i pilens 4 riktning från en icke visad fläkt eller liknande. I luftinloppet 3 mynnar ett tíllförselrör 5 för bränsle. och vid sin i luftinloppet 3 belägna ände är tillförselröret S försett med ett munstycke 6 för finfördelning av det inmatade bränslet och blandning av detta med förbränningsluften.

Efter luftinloppet 3 och munstycket 6 har förbränningsanord- ningen 1 ett parti med ökande tvärsnittsarea, och i detta parti finns ett förvärmningsorgan i form av en glödspiral 7.

Glödspiralen 7 är avsedd att uppvärmas elektriskt och vid start av värmaren uppvärma bränsle-luftblandníngen för att förånga allt bränsle i denna och möjliggöra förbränning.

Efter passage förbi glödspíralen 7 kommer bräns1e-luftb1and- ningen med bränslet i ångform in i en katalytisk reaktor 8.

Den katalytiska reaktorn 8 innefattar ett stort antal.kanaler. genom vilka bränsle-luftblandningen strömmar och vilka avgrän- sas av väggar av ett bärarmaterial. belagt med ett katalysa- tormateríal. som är valt för att möjliggöra katalytisk för- bränning av den aktuella bränsle-luftblandningen. Den kataly- tiska reaktorn 8 sträcker sig över förhränningsanordningens 1 hela tvärsnitt, och dess kanaler har en mycket stor yta för kontakt med bränsle-luftblandningen. Den katalytiska reaktorns längd A är emellertid så vald. att åtminstone vid full effekt. 10 15 20 25 30 35 453 219 I dvs. då bränsle-luftblandningen har maximalt flöde, sker ingen fullständig förbränning av bränsle-luftblandningen i den kata- lytíska reaktorn 8. I denna sker således en ofullständig för- bränning av bränsle-luftblandningen. så att de gaser som läm- nar den katalytiska reaktorn innehåller en relativt stor andel brännbara produkter.

Slutförbränningen av de brännbara produkterna i den gas som lämnar den katalytiska reaktorn 8 sker i en termisk reaktor 9. vilken är anordnad efter den katalytiska reaktorn 8. sett i gasernas strömningsriktning. Den termiska reaktorn 9 är därvid så avpassad till sin storlek. att en i huvudsak fullständig förbränning kan genomföras innan förbränningsgaserna strömmar ut ur den termiska reaktorn 9 genom ett utlopp 10.

Värmeväxlaren 2 är ansluten till utloppet 10 från den termiska reaktorn 9. och värmeväxlaren 2 är avsedd att åstadkomma vär- meväxling mellan de heta förbränningsgaserna från utloppet 10 och ett uppvärmningsmedium. som tillföres det utrymme, som skall uppvärmas. På ritningen visas värmeväxlaren 2 endast schematískt. varvid förbränningsgaserna efter utloppet 10 från den termiska reaktorn 9 strömmar kring en värmeväxlarkropp ll.

Inuti värmeväxlarkroppen ll strömmar ett uppvärmningsmedium från ett inlopp 12 till ett utlopp 13 och upptar därvid värme från de heta förbränningsgaserna. Efter passage förbi värme- växlarkroppen 11 strömmar förbränníngsgaserna genom ett utlopp 14 ut ur värmeväxlaren 2. Utloppet 14 är därvid givetvis an- slutet till en utloppsledning, men denna visas icke på rit- ningen.

Funktionen hos värmaren enligt uppfinningen torde framgå av den ovanstående beskrivningen. men sammanfattningsvis kan nämnas att den genom luftinloppet 3 inströmmande förbrännings- luften efter blandning med bränsle från munstycket 6 och even- tuell förvärmning och förångning medelst glödspiralen 7 ström- mar in i den katalytiska reaktorn 8, där en ofullständig kata- lytisk förbränning av bränsle-luftblandningen sker. vilken förbränning åtminstone vid full effekt hos värmaren är ofull- ständig. Den ofullständigt förbrända bränsle-luftblandningen 10 15 20 25 30 35 453 219 slutförbrännes efter passage genom den katalytiska reaktorn 8 i den termíska reaktorn 9, varefter de heta förbränningsgaser- na genom utloppet 10 strömmar ut ur förbränningsanordningen 1 och in í värmeväxlaren 2. där värmeväxling till ett uppvärm- ningsmedium sker. varefter förbränningsgaserna lämnar värmaren genom utloppet 14.

Vid start av värmaren är det nödvändigt att allt bränsle för- ångas med hjälp av glödspiralen 7, och därför väljes luft- och bränsleflödena relativt låga, exempelvis l/5 av flödena vid full effekt. Därvid får man efter uppvärmning av katalysatorns yta till erforderlig temperatur. ca 200-300°C, i huvudsak fullständig förbränning i den katalytiska reaktorn 8. När temperaturen i den termíska reaktorn 9 har stigit till er- forderligt värde, exempelvis 500°C. kan luft- och bränsle- flödena ökas till sina maximala värden. varvid förbränningen i den katalytiska reaktorn B blir ofullständig. Det är därvid fortfarande nödvändigt att allt bränsle förångas. vilket kan ske genom återföring av en del av värmen från den termiska reaktorn 9. Detta visas emellertid inte på ritningen.

Med värmaren enligt uppfinningen får man flera fördelar. För- utom större tillförlitlighet än tidigare kända värmare får man vid jämförelse med rent katalytisk förbränning den fördelen. att man kan arbeta med ett mindre luftöverskott och ändå hålla temperaturen i den katalytiska reaktorn 8 tillräckligt låg för att undvika skador på katalysatormaterialet. Den fortsatta förbränningen i den termiska reaktorn 9 sker i gasfas, och där får man högre verkningsgrad vid lägre luftöverskott, vilket innebär att man kan förbränna ett större bränsleflöde och därigenom ta ut större effekt vid en bestämd tvärsnittsarea_ hos den katalytiska reaktorn 8. Vidare har den katalytiska. reaktorn 8 mindre volym än i en värmare för rent katalytisk förbränning. varför mindre effekt förbrukas vid start 5.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel. utan ändringar kan vidtagas inom ramen för efterföljande patentkrav. '

Claims (3)

1. 0 15 20 25 30 35 455 219 O Patentkrav 1. värmare för uppvärmning av utrymmen, särskilt passagerar- utrymmen i fordon och liknande, vilken värmare innefattar dels en förbränningsanordning (1) med organ (3, 5. 6) för tillförsel och blandning av bränsle och förbränningsluft samt ett utlopp (l0) för förbränningsgaser. dels en till förbrän- ningsanordningens (l) utlopp (10) ansluten värmeväxlare (2) för âstadkomnande av värmeväxling mellan förbränningsgaserna och ett uppvärmningsmedium. som tillföres det utrymme, som skall uppvärmas. varvid förbränningsanordningen (l) innefat- tar en katalytisk reaktor (8) och en mellan denna och utlop- pet (10) belägen termisk reaktor (9), k ä n n e t e c k - n a d av att förbränningsanordningens (1) samtliga organ (3. 5. 6) för tillförsel och blandning av bränsle och förbrän- ningsluft mynnar i förbränningsanordningen (l) före den kata- lytiska reaktorn (8) för åstadkommande av en bränsle-1uft- blandning samt att den katalytiska reaktorn (8) är anordnad att genomföra katalytisk förbränning av åtminstone en del av bränsle-luftblandningen och den termiska reaktorn (9) är anordnad att genomföra slntförbrännlng av den i den kataly- tiska reaktorn (8) endast delvis förbrända bränsle-luftb1and- ningen. k ä n n e t e c k n a d av att den katalytiska reaktorn har ett tvärsnitt som täcker i huvudsak hela strömningstvärsnittet i förbrânningsanordningen

2. Värmare enligt krav l. (1) och en till tvärsnittet avpassad längd som ger en kata- lysatorarea. vilken åtminstone vid full effekt hos värmaren endast medger ofullständig förbränning av bränsle-luftbland- ningen i den katalytiska reaktorn (8).

3. Värmare enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att ett förvärmningsorgan (7) är anordnat i förbrännings- -anordningen (l) mellan tillförsel- och blandningsorganen (3, 5. 6) för bränsle och förbränningsluft samt den katalytiska reaktorn (B).