BR112019000218B1

BR112019000218B1 - Aparelho que é parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável e aparelho que é parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável de um reator principal

Info

Publication number: BR112019000218B1
Application number: BR112019000218-9A
Authority: BR
Inventors: Oluwadare OLUWASEUN; Anthony F. Tenore; David Fowler
Original assignee: Golden Renewable Energy, LLC
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2021-03-30
Also published as: ZA201900712B; AU2017293428B2; KR102464917B1; CR20190058A; SA519400822B1; KR102588432B1; CN109477001A; IL300259A; KR20220150441A; MX2018016005A; KR20230144667A; CN109477001B; CL2018003831A1; IL264137A; IL264137B2; JP2019529586A; BR112019000218A2; SG11201811197UA; JP2021183694A; DOP2018000295A

Abstract

um alimentador de vedação ao ar aquecido é descrito. o alimentador de vedação ao ar aquecido permite a alimentação contínua de plástico triturado sólido em um tubo de reator cercado por caixas de queima tipo concha. dentro do tubo do reator, dois trados, um com lâminas à direita e outro com lâminas à esquerda, são soldados para alisar o trado para criar dois trados contínuos que empurram material plástico sólido, material plástico líquido e material plástico derretido através de dois pequenos furos. na medida em que o plástico está em seu estado fundido enquanto é forçado a atravessar dois pequenos orifícios, uma vedação ao ar é formada impedindo a entrada de ar no sistema. à medida que o plástico sólido, triturado é alimentado no sistema, uma vedação ao ar é formada permitindo a alimentação contínua do sistema. as caixas de queima tipo concha permitem a convecção e o calor radiante, permite um calor uniforme e contínuo.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

[001] A presente invenção melhora a tecnologia extrusora já que permite a alimentação contínua do reator enquanto usa muito menos energia, aumentando assim a eficiência e reduzindo o custo de produção para o combustível produzido. Este pedido refere-se a um aparelho que é parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável. Este aparelho permite a alimentação contínua de plástico dentro da unidade, uma vez que o aparelho aqui descrito cria um processo pelo qual o calor é tolerado em um ambiente anaeróbico, a pressão atmosférica não entra nem sai do aparelho, o ar não entra dentro do aparelho, e o plástico na forma sólida e líquida aquecida não causa problemas no aparelho a jusante do alimentador. Discussão da Técnica Conhecida

[002] O uso de sistemas de vedação de ar alimentadores em aparelhos de energia reutilizáveis é conhecido. Exemplos de dispositivos conhecidos incluem a patente N° US 5.762.666 de Amrein et. al, patente N°. US 3.151.784 de Tailor, e Patente N° US 3.129.459 de Kullgren et. al. Essas patentes ensinam vedações de ar com portas laterais (Amrein et al.), um alimentador giratório a uma vedação de ar que usa pás (Tailor) e uma extrusora que usa calor elétrico (indução) (Kullgren). O dispositivo Tailor ensina um aparelho de estilo giratório no qual as pás de aço são montadas em um eixo e giradas dentro de um alojamento redondo usinado. Uma abertura está na parte superior e inferior do alojamento para permitir que o material entre e saia do alojamento. As pás bloqueiam as pressões de diferença entre a entrada e a saída. Há quatro limitações com este design. A primeira é que ela não tolerará o calor, uma vez que se expandirá e permitirá que as pressões vazem. A segunda é que as palhetas atuam como bolsas e também transportam a atmosfera da entrada para a saída. A terceira diz respeito à velocidade de rotação. A velocidade de rotação deve ser lenta para dar tempo para o material cair da descarga ou o material será transportado de volta e impedirá o reabastecimento a partir da entrada. A quarta é que este dispositivo não permitirá o uso de um material fundido como plástico quente.

[003] O dispositivo de Amrein ensina um sistema de vedação de ar alimentador utilizando duas válvulas, com uma tremonha ou tubo entre elas para permitir o enchimento de material. Embora este design tolere calor, ele permite que a atmosfera entre no alimentador a partir da entrada e passe para a descarga. Esta é uma limitação, uma vez que os gases atmosféricos podem não ser permitidos em alguns processos, uma vez que causarão problemas a jusante. Uma segunda limitação com este dispositivo é que não permitirá o uso de um material fundido como plástico quente.

[004] O dispositivo de Kullgren ensina uma extrusora aquecida por indução. Esta extrusora emprega aquecimento por indução com o uso de bobinas elétricas. As limitações com este aparelho são que ele não cria uma vedação de ar e não permite a alimentação contínua de material plástico e requer um tambor longo e espesso que requer alta potência para atingir a pressão interna e o calor necessário para derreter o plástico, traduzindo em um requisito de alta potência.

Sumário

[005] O material de dejetos de plástico é triturado e alimentado dentre de um reator de pirólise. Aplicar calor acima de 350 graus Celsius fará com que o material plástico desfiado derreta e vaporize. O Sistema de Vedação ao Ar Aquecido é o aparelho no qual o material plástico triturado é alimentado dentro do reator de pirólise. Os principais componentes do sistema de alimentação de vedação de ar aquecido são o acionamento, acoplamento, caixa de transmissão, trados, alojamento, caixas de queima, carro de expansão e estrutura de suporte. Descobriu-se que a técnica anterior não permitia a alimentação contínua de plástico aquecido para dentro do alimentador enquanto se mantinha uma vedação de ar.

[006] Exemplos preferenciais da invenção revelada incluem: As caixas de transmissão existentes, projetadas o mais curtas possível para reduzir o material e a mão de obra na fabricação, têm função limitada com este pedido de patente de utilidade, pois as caixas de transmissão curtas são limitadas ao levar uma carga de cantiléver pois a força de tentar segurar um eixo pesado longo coloca pressão extrema no rolamento principal resultando na redução da vida útil do rolamento ou exigindo um rolamento para tarefas pesadas para manejar a força. Se um rolamento para tarefas pesadas for usado, isso resultará em um rolamento maior, criando grandes bolsas no alojamento da caixa de transmissão. As maiores bolsas reduzem a capacidade do alojamento de suportar o rolamento, de modo que, por sua vez, o alojamento ficará mais espesso. Isso aumenta o custo de uma caixa de transmissão padrão. Esse design amplia o espaço entre os rolamentos e reduz a carga nos rolamentos. Ao afastar mais os rolamentos, a carga do cantiléver é reduzida, o tamanho do rolamento pode ser menor e o alojamento pode ser mais fino, reduzindo o custo total e melhorando o desempenho. Quanto mais distantes os pontos na conexão dos rolamentos, mais estreito o alinhamento nos eixos, reduzindo o desgaste e aumentando a vida útil da caixa de transmissão;

[007] Uma barra plana presa entre o carro e a estrutura que permite que o aparelho se expanda e se contraia devido à transferência de calor na medida em que este aparelho incorpora material mais fino no reator, permitindo melhor transferência de calor;

[008] Duas zonas de aquecimento, permitindo que o material plástico seja transformado de um estado sólido e triturado para um estado líquido; o material plástico sólido e triturado no início do alimentador e o estado líquido no final do alimentador. Entre o estado sólido triturado e o estado líquido existe material plástico em estado fundido. O material plástico derretido é espesso e pegajoso e permite a formação da pressão necessária para criar a câmara de ar necessária para impedir a entrada de ar no reator; e,

[009] O uso de queimadores gás de vapor (gás natural ou gás sintético) e tipo concha permitindo que o calor externo seja permitido no processamento do material plástico enquanto a técnica anterior usava faixas de aquecedor elétrico e pressão interna, resultando em alto consumo de energia, para produzir o calor necessário para processar o material plástico. O uso de queimadores de gás de vapor e tipo concha permite menor consumo de energia, maior tempo de processamento e produção de calor mais precisa e consistente.

[010] O uso de queimadores tipo concha permite que o calor seja gerado em toda a superfície externa do tubo penetrante e permitindo o acesso ao tubo do reator. O uso de queimadores tipo concha permite um baixo perfil para o reator interno reduzindo a quantidade de espaço entre a fonte de calor e a superfície do tubo penetrante, aumentando a transferência de calor sem aumentar o valor de BTU requerido por um sistema de queimador. O design tipo concha combina o calor de convecção e o calor radiante, produzindo uma fonte de calor uniforme em torno do tubo de penetração. A combinação dos dois tipos de calor é realizada com o uso de uma tela perfurada que percorre todo o comprimento do tubo penetrante e um terço do caminho para cima, na parte inferior dentro dos queimadores tipo concha. Esse design também impede pontos quentes que normalmente ocorrem em caixas de queimador. Outra diferença neste sistema em comparação com os sistemas existentes é que a fonte de ignição está dentro da caixa do queimador tipo concha junto à tela perfurada. O sistema contém sensores de chama, bem como um interruptor de pressão do ventilador para garantir o fluxo de ar. Fluxos de gás duplos são usados ajustando a quantidade de gás ou a quantidade de ar, enquanto os sistemas existentes usam amortecedores de controle de ar complicados para ajustar a proporção de ar e gás que pode causar queima irregular do combustível criando um tamanho de chama irregular. O design tipo concha que faz parte do Alimentador de Vedação de Ar Aquecido não é revestido com refratário em todas as superfícies, mas apenas na metade superior da concha. O fato de que a metade inferior da concha não é revestida com refratário permite que qualquer acúmulo de calor se dissipe através de toda a superfície da caixa. Este projeto também reduz a chance de autoignição do gás misto.

[011] Deve ser observado e compreendido que, enquanto as vantagens acima e outras e os resultados da presente invenção se tornarão evidentes para os versados na técnica a partir da descrição detalhada a seguir e desenhos anexos, mostrando a nova construção contemplada, combinações e elementos aqui descritos, e mais particularmente definidos pelas reivindicações anexas, deve ser claramente entendido que as alterações nas modalidades precisas da invenção aqui descrita se destinam a ser incluídas no escopo das reivindicações, exceto na medida em que podem ser impedidas pela técnica anterior.

Breve Descrição dos Desenhos

[012] Os desenhos em anexos ilustram modalidades preferidas da presente invenção de acordo com o melhor modo atualmente concebido para produzir e utilizar a presente invenção e em que:

[013] A Figura 1 mostra todo o aparelho de energia reutilizável, do qual o Alimentador de Vedação de Ar Aquecido faz parte.

[014] A Figura 2 mostra o Alimentador de Vedação de Ar Aquecido sombreado com a parte restante do aparelho de energia reutilizável desbotada.

[015] A Figura 3 mostra os trados que estão no Alimentador da Vedação de Ar Aquecido que também são mostrados na Figura 4 em 51.

[016] A Figura 4 mostra o Alimentador de Vedação de Ar Aquecido em sua forma completa e dividido por suas partes.

[017] A Figura 5 mostra a Coluna de Separação de Carvão em sua forma completa e dividida por suas partes.

[018] A Figura 6 mostra o Sistema de Descarga de Carvão em sua forma completa e dividido por suas partes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[019] Embora a invenção seja aqui descrita e revelada em relação a certas modalidades preferenciais, a descrição não pretende limitar a invenção às modalidades específicas mostradas e descritas aqui, mas a invenção destina-se a cobrir todas as modalidades e modificações alternativas que se enquadram na espírito e escopo da invenção como definido pelas reivindicações aqui incluídas, assim como quaisquer equivalentes da invenção divulgada e reivindicada.

[020] A patente de utilidade deste pedido descreve a aplicação de contrapressão ao material de alimentação entre o material frio e o material de fusão aquecido (plástico fundido). Os principais componentes do sistema de Alimentador de Vedação de Ar Aquecido são o acionamento, acoplamento, caixa de transmissão, trados, alojamento, caixas de queima tipo concha, o carro de expansão e a estrutura de suporte. A Figura 1 mostra todo o conjunto do sistema reator de energia reutilizável. A Figura 2 mostra o Alimentador de Vedação de Ar Aquecido que faz parte de todo o conjunto do sistema de reator de energia reutilizável. O sistema de acionamento é um acionador de engrenagens helicoidal de prateleira padrão com uma alta taxa de torque, Figura 4 em 59. O acionamento da engrenagem é selecionado com a área de projeção vertical para reduzir o comprimento total do sistema, Figura 4 em 59. Este acionamento é conectado a um acoplamento completo padrão. Este acoplamento é projetado para separar sob condições de sobrecarga para proteger a caixa de transmissão. O acoplamento consiste em dois trados. Os dois trados da Figuras 4 em 51 são construídos de forma personalizada. Esses trados também são ilustrados na Figura 3. Estes trados são um sistema de três peças usinadas. A primeira parte dos trados são os eixos de acionamento ilustrados na Figura 3 em 51a e 51b, um eixo de acionamento mais longo que o segundo eixo de acionamento. Estes são alongados axialmente rotacionáveis. A seção média dos trados são parafusos alongados, axialmente rotacionáveis, cada um tendo um eixo alongado com rosca helicoidal que se estende para o exterior ao longo da metade do comprimento de cada eixo, começando na caixa de transmissão, Figura 3 em 51, e se conectando a um trado de superfície lisa que gira axialmente onde a parte lisa de cada trado no lado da saída do aparelho é usinada de modo que o espaço entre cada trado e o alojamento de tambor tubular alongado seja menor do que 2,54 cm (1 polegada), Figura 3 em 52.

[021] Estes trados são localizados dentro da Figura 4 em 53 que está dentro da Figura 4 em 61. Um trado tem rosca à esquerda, o outro trado possui rosca à direita que se sobrepõem aos rosca à esquerda. Um dos trados, Figura 4 em 51 é mais comprido do que o outro para se projetar através da caixa de transmissão e se conectar ao acoplamento de acionamento localizado na caixa de transmissão, Figura 4 em 57. Os trados são construídos a partir de materiais sólidos com conexões deslizantes para fins de usinagem. Os trados são construídos em segmentos para reduzir o custo de material e mão de obra para fabricar o conjunto. Os segmentos também são intercambiáveis para uma fabricação mais simples. Os acionamentos de engrenagem na caixa de transmissão 57 são encaixados dentro do eixo e vedados em ambos os lados. A caixa de transmissão consiste em vedações de lábio duplo, rolamentos e engrenagens dentadas. O comprimento da caixa de transmissão é estendido para suportar a carga de cantiléver da rosca de parafuso, Figura 4 em 51 e 52.

[022] Todas as superfícies são usinadas no lado de contato de ambos os itens, Figura 4 em 51 e 52 após a soldagem. O alojamento, Figura 4 em 53, é pré- soldado antes de usinar o interior para exigir um design reto. Os flanges de conexão nas duas extremidades e na entrada correspondem à caixa de transmissão e ao padrão do pino do reator. A Figura 4 em 54 é uma máquina afunilada para reduzir a área de saída para aumentar a contrapressão no interior do Alimentador de Vedação de Ar Aquecido (Figura 4). Este conjunto de alimentador é soldado a um flange de correspondência do reator, Figura 4 em 55, e então soldado ao corpo da Figura 4 em 53. A Figura 4 em 52 é soldada à Figura 4 em 51 e, então, todos este conjunto desliza através do corpo da Figura 4 em 53 e projeta a descarga para a extremidade da Figura 4 em 54, para as portas de saída. A caixa de transmissão e o alojamento do conjunto repousam sobre a estrutura de suporte, Figura 4 em 67. Este conjunto é aparafusado na parte traseira é o principal ponto de ancoragem para todo o reator. À medida que o alimentador de vedação de ar aquecido se expande devido ao calor, ele se expande longitudinalmente. Para resolver a expansão, este aparelho é suportado com um carro, Figura 4 em 60 para permitir que a máquina se expanda sem criar tensão sobre os suportes. A técnica existente usava seções mais curtas que são aparafusadas e construídas a partir de um material muito espesso para absorver o calor. Este design usou um material mais fino para melhor transferência de calor, mas requer um sistema de suporte móvel.

[023] O material plástico triturado sólido (temperatura ambiente) é alimentado dentro do Alimentador de Vedação de Ar Aquecido em 56 na Figura 4, o calor é aplicado em 61 na Figura 4, e o material plástico aquecido que está em um estado fundido é criado a partir do material plástico sólido triturado (temperatura ambiente) em que 51 se conecta a 52 na Figura 4. 51 e 52, um trado contínuo está localizado dentro de 53, que está localizado dentro de 61. A vedação de ar é criada na extremidade de 52 na Figura 4 a partir da contrapressão do material sólido, plástico triturado (temperatura ambiente) empurrando-a.

[024] Este aparelho é utilizado para induzir material plástico aquecido dentro do reator principal e atuar como uma vedação de ar ao mesmo tempo. Aplicando contrapressão no material plástico alimentado, entre o material plástico triturado sólido e o material de fusão (material plástico fundido), um ponto morto mostrado na Figura 4 em 52 é criado. Em 52 não há rosca no eixo de acionamento. Este ponto morte criado por este processo, ilustrado na Figura 4 em 52, permite que o material plástico fundido aumente a pressão pelo sólido entrante, sendo o material plástico triturado (temperatura ambiente) alimentado dentro do aparelho em 56 na Figura 4. Esta área 52 também tem uma área de eixo de acionamento maior, que preenche o vazio entre 52 e 53. Este eixo de acionamento maior aumenta a pressão no interior criando um efeito de vedação de ar. A descarga do alimentador de vedação de ar também é restrita em 54 na Figura 4 pelas duas aberturas que são grandemente reduzidas em tamanho em comparação com a abertura onde o material plástico fragmentado sólido (temperatura ambiente) é alimentado em 56 na Figura 4. Quando o alimentador é desligado, o material plástico permanece dentro do alimentador na área em 52, na Figura 4, porque, mesmo quando os trados do alimentador em 51 na Figura 4, continuam a girar, o material plástico não será empurrado para fora do alojamento em 53 na Figura 4. A razão para isto é porque o material plástico aquecido fundido é apenas empurrado para fora quando é introduzido novo material plástico triturado, sólido (temperatura ambiente). O material plástico entrante cria pressão e força o material plástico fundido na área 52 a ser deslocado. Isso significa que, quando o alimentador da vedação de ar resfria, o material plástico remanescente se tornará sólido e vedará até a próxima execução. Quando a próxima execução ocorrer, este material plástico irá derreter quando reaquecido e permitirá que os trados em 51 na Figura 4 girem.

[025] Este aparelho também aquece o material plástico para um estado de vapor e líquido com um queimador tipo concha em 61 na Figura 4. A fonte de calor para este alimentador de vedação de ar são dois aquecedores tipo concha da Figura 4 em 61 a 65. Estas duas caixas de aquecimento tipo concha produzem o calor necessário para fazer a vedação da vedação de ar e iniciar a vaporização do plástico no interior do alimentador. O material plástico é aquecido a partir da extremidade de descarga até o meio do alimentador de vedação de ar. Por ter duas zonas de aquecimento, o material é transformado de um estado líquido em uma extremidade, para o estado triturado na outra. Entre esta transição, existe um material plástico fundido. Este plástico fundido é espesso e pegajoso e forma a pressão necessária para criar um efeito de vedação de ar. Estas caixas tipo concha entram em contato com o alimentador da vedação de ar com a vedação da Figura 4 em 63. Isso permite maior expansão do alojamento da Figura 4 em 53 a partir das caixas de fogo tipo concha porque as caixas são isoladas no interior, não permitindo que o metal se expanda como do lado de fora. O Alimentador de Vedação de Ar Aquecido tem dois queimadores de caixa tipo concha. Uma caixa cobre a Figura 4 em 52 do trado interno, e o outro aquece o trado em 51 do trado. A vantagem de dois queimadores de caixa de aquecimento tipo concha é demonstrada na inicialização e no desligamento do reator. Permitindo que o trado da Figura 4 em 51 esfrie a um ponto que uma vedação plástica é conseguida para criar a vedação de ar necessária para iniciar um desligamento. O plástico derretido esfria em um sólido ao redor do trado e do alojamento, vedando o alimentador. A capacidade de esfriar rapidamente também é uma grande vantagem do uso de aquecedores tipo concha. A chama dos queimadores pode ser extinta e os ventiladores podem continuar a funcionar para resfriar o alojamento da Figura 4 em 53.

[026] As caixas de queima tipo concha são usadas já que o alimentador de vedação de ar aquecido requer um fornecimento contínuo de calor para produzir plástico fundido. A quantidade correta de calor controlado é vital para o processo de fluxo de material consistente. Processos dessa natureza requerem calor de todas as direções. A necessidade de um fluxo de ar de alta velocidade em uma caixa circular seria suficiente para esse processo. Caixas de aquecimento com estruturas de processo penetrando através da caixa também exigirão um sistema de vedação para impedir vazamentos. A expansão da estrutura penetrante tanto no comprimento quanto em diâmetro foi considerada neste design. A capacidade de aquecer e esfriar é necessária nesse processo. A estrutura penetrante precisa de capacidade de suporte para impedir danos às vedações da caixa de aquecimento. A estrutura penetrante (tubulação ou tubo) precisaria ser suportada fora das caixas de aquecimento. Devido à expansão de calor na estrutura de penetração, é necessário um suporte móvel. A necessidade de controlar a direção da expansão também é necessária para impedir o empenamento da estrutura penetrante e deflexão que danificaria as vedações da caixa de aquecimento, exigindo um sistema de suporte controlado para restringir a deflexão na direção que poderia danificar o equipamento.

[027] As caixas de aquecimento de forno são usadas em muitos processos para produzir calor necessário para incinerar, cozinhar, fundir e para outros processos que requerem calor. Quando um cilindro ou tubo penetra em uma caixa de aquecimento, problemas com aquecimento irregular, vazamento de vedação e expansão podem ocorrer. Também a necessidade de acessar o tubo e tubulação penetrante é necessária. Um design tipo concha foi implementado por esses motivos. O design tipo concha permitido para uma forma circular corresponder ao perfil do tubo ou tubulação penetrante. Este perfil próximo, juntamente com o fluxo de ar de alta velocidade, garante um aquecimento uniforme em torno da tubulação penetrante. O design tipo concha tem um perfil interior muito baixo para reduzir a quantidade de espaço entre a fonte de calor e a superfície da tubulação penetrante, aumentando a transferência de calor sem aumentar o valor de BTU requerido por um sistema de queimador. Comparado a uma caixa de queimador padrão onde um queimador é fixado em um lado da caixa a uma distância que não permite que uma chama aberta entre em contato com a tubulação penetrante, este design usa pontos de chama muito pequenos para distribuir o calor a um terço do caminho em torno da tubulação penetrante. Isso reduz o valor total de BTU. Esse design combina os dois tipos de calor, convecção e radiante, produzindo uma fonte de calor uniforme ao redor da tubulação penetrante. Uma tela perfurada da Figura 4 em 61a foi utilizada que distribui o combustível de gás e controla a altura da chama enquanto permite que o fluxo de ar através da caixa de aquecimento. Um pacote de queimador de prateleira padrão pode ser usado para fornecer tanto o gás quando a mistura de ar para a ignição. A diferença neste sistema é a fonte de ignição estar dentro da caixa do queimador tipo concha junto à tela perfurada. Um sensor de chama é usado para garantir a ignição e um interruptor de pressão do ventilador é usado para garantir o fluxo de ar. Gases duplos podem ser usados ajustando a quantidade de gás ou a quantidade de ar. Os sistemas existentes usam amortecedores de controle de ar complicados para ajustar a razão de ar/gás, causando a queima irregular do combustível criando um tamanho de chama irregular. A velocidade e a pressão do ar devem estar em uma taxa fixa para assegurar que o gás da mistura saia dos orifícios perfurados, conforme necessário, para não permitir que o gás da mistura se incendeie sob a tela perfurada. Esse design supera esse problema interrompendo o fluxo de gás e permitindo que o ar continue quando a temperatura estiver acima de um determinado ponto de ajuste. Quando o sistema esfria para um ponto de ajuste baixo, os gases podem voltar à mistura e reinflamados. Este controle é alcançado com um controlador PIO padrão com termopares para indicar as temperaturas internas. O design da concha permite o acesso ao revestimento refratário que é instalado apenas na metade superior da concha. Todas as caixas de aquecimento conhecidas são normalmente revestidas com refratários em todas as superfícies. A metade inferior desta concha não tem revestimento refratário, permitindo que qualquer acúmulo de calor se dissipe através da superfície da caixa e garante que a temperatura da superfície permaneça abaixo do ponto de ignição automática. A tela perfurada atua como um regulador de pressão entre o gás misturado e a chama acima. Esta câmara está sendo alimentada com ar ambiente e gás misto, ambos à temperatura ambiente. Isso mantém a metade inferior do resfriador tipo concha. Sem refratário na concha inferior, a substituição do refratário não é necessária. O calor radiante da chama não está em contato com a parte inferior do tubo penetrante da Fundo 4 em 53. O fluxo de ar do queimador força o ar ao redor da penetração a levar calor completamente ao redor da penetração devido à perturbação natural. O movimento deste ar regula a superfície de calor radiante do tubo penetrante, puxando calor excessivo para a corrente de ar forçando o ar ao redor do tubo penetrante através de uma porta de exaustão. A tela perfurada tem pequenas chamas que percorrem todo o comprimento e um terço ao redor do tubo penetrante. Isso impede pontos quentes que normalmente ocorrem em caixas de queimador. Ao aquecer o tubo penetrante em todas as direções, a expansão ocorre em todas as direções. Para impedir deflexão ou desalinhamento do tubo penetrante durante o aquecimento, a direção da expansão é controlada por um sistema de suporte. O suporte é preso ao tubo de expansão e impede o movimento de direções indesejáveis. O carro consiste de seguidores de came que são comprimidos entre duas barras planas estruturais, uma em cada lado do carro. A largura do carro é projetada de modo que fique a 0,125 cm (um oitavo de polegada) entre a largura das duas barras planas estruturais, de modo que caia entre as barras planas estruturais e assegure o movimento lateral. Os seguidores de came (rolos) suportam o peso do tubo de penetração, impedindo que ele se expanda para cima ou para baixo. Isto permite o controle da ação direta de expansão seja em um movimento lateral somente. Rolos de suporte da tubulação típicos permitem a expansão em múltiplas direções. Este design restringe a expansão para o movimento lateral mantendo apenas o tubo penetrante em desalinhamento. O conjunto é montado em uma estrutura de montagem de patim de aço da Figura 4 em 67. As caixas de aquecimento tipo concha consistem em seções superiores, Figura 4 em 61 e inferiores, Figura 4 em 64. Estas seções estão conectadas com uma flange aparafusada correspondente e uma câmara de vedação, Figura 4 em 63 que engloba o tubo de penetração. A caixa de entrada de ar de gás é montada na seção inferior, Figura 4 em 64 para permitir a mistura de gás de ar na seção inferior. A seção inferior tem uma tela de metal perfurada, Figura 4 em 64a soldada aproximadamente 7,62 cm (3 polegadas) acima da seção inferior, Figura 4 em 64. Isso funciona como uma câmara de ar para distribuir ar e gás misturados através da tela perfurada. A quantidade e o diâmetro dos furos na tela perfurada são vitais para controlar a altura da chama enquanto permite que o volume da mistura de gás e ar passe. A concha inferior, Figura 4 em 64 também tem uma caixa de mistura de ar, Figura 4 em 65 e a porta de conexão do queimador, Figura 4 em 65a conectada a ela. A caixa misturadora, Figura 4 em 65 tem uma configuração alargada para distribuir uniformemente a mistura de ar e gás sob a tela perfurada, Figura 4 em 64a. A caixa misturadora, Figura 4 em 65 cria alguma contrapressão na mistura de ar e gás que assegura uma razão de ar de gás consistente para cada abertura na tela perfurada, Figura 4 em 64a. O queimador de prateleira padrão pode ser conectado à porta, Figura 4 em 65a. O dispositivo de ignição do queimador padrão, juntamente com o indicador de chama, está localizado no topo da tela perfurada, Figura 4 em 64a. Uma tubulação de acesso Figura 4 em 64b é utilizada para penetrar através tanto da concha inferior Figura 4 em 64 como da tela perfurada Figura 4 em 64a, para um dispositivo de ignição e para o sensor de chama Figura 4 em 64c a ser montado. Uma luz piloto contínua Figura 4 em 64c é instalada através desta tubulação e para acima da tela perfurada Figura 4 em 64a. A prova de luz piloto da chama é necessária para indicar que uma chama está presente até que o gás seja permitido na mistura de ar e gás. Quando o ponto de ajuste de calor é atingido, o gás sozinho, da mistura de gás e ar, cessa enquanto o ventilador continua a funcionar e empurra o ar fresco através da caixa de queima. A luz piloto continua a funcionar nesta fase do processo de aquecimento. O controle do calor é usado com um controlador PID. Este controlador é alimentado por termopares localizados na concha superior Figura 4 em 61. Uma ampla faixa de temperaturas pode ser alcançada e controlada com este tipo de processo. A capacidade de alternar entre gases combustíveis também é possível com este design. Dois conjuntos de válvulas solenóides localizadas no queimador Figura 4 em 65b e com orifícios ajustáveis para permitir que uma quantidade fixa de gás entre em uma quantidade consistente de ar. O gás natural misturado com o ar requer uma taxa de mistura de ar diferente do que o gás sintético exigiria com o mesmo volume de ar. O ajuste dos orifícios fixos permite alternar entre os gases. A expansão do tubo de penetração Figura 4 em 53 é controlada pelo suporte de carro Figura 4 em 60. Este carro consiste em construção de placa de metal pesado, apoiada entre dois retentores de barra plana Figura 4 em 60b que são soldados a uma estrutura Figura 4 em 67. Isso permite que os seguidores de came rolem em uma superfície lisa, impedindo o movimento para cima e para baixo. A largura do carro é apenas 118” menor que o espaço entre as barras planas Figura 4 em 60c, impedindo o movimento lateral e para cima e para baixo, permitindo apenas o movimento da esquerda para a direita.

[028] Ao pré-aquecer e vaporizar o material de biomassa de plástico sob pressão positiva e calor elevado, o reator principal representado na Figura 1 é encurtado em cerca de 40 pés para adquirir o mesmo desempenho que uma seção de reator padrão faria. Isso reduz o comprimento de expansão do reator (Figura 1) ao longo do trado da Figura 4. Essa redução no tamanho aumenta o torque nessa área, pois o trado é mais curto. O trado no reator superior ilustrado na Figura 1 em 1 está onde o maior torque é necessário devido à grande quantidade de plástico líquido contido no reator. Quanto mais o plástico passa pelo reator representado na Figura 1, mais material plástico é convertido em vapor e menos o trado tem que funcionar.

[029] As caixas de queima representadas na Figura 4, em 61, estão em duas seções. Isso permite zonas de calor controladas. Este controle é necessário para manter o efeito de vedação de ar durante a inicialização e o desligamento do reator. À medida que o reator se aquece, começa a aumentar a pressão no interior. Essa pressão vai procurar uma saída do reator. O primeiro é o alimentador de reator aquecido que é o aparelho objeto deste pedido de patente representado na Figura 4 e a segunda e terceira áreas em que a pressão pode sair do sistema está na descarga de cinzas representada na Figura 6 e na extremidade do separador de cinzas ilustrado na Figura 5. A descarga de carvão na Figura 6 é uma vedação com portas deslizantes que impedem a perda de vapor. O separador de carvão representado na Figura 5 permite que os vapores sejam removidos.

[030] Este design é uma construção modular para montagem rápida na oficina e rápida instalação. Isto também permite a fácil manutenção no campo. O design modular pode ser completamente montado e testado na loja.

[031] Embora a invenção acima tenha sido particularmente mostrada, descrita e ilustrada em detalhe com referência às modalidades e modificações preferidas, deve-se compreender que o supracitado e outras modificações são apenas exemplificativas, e que alterações equivalentes na forma e detalhe podem ser feitas sem sair do verdadeiro espírito e escopo da invenção reivindicada, exceto como excluído pela técnica anterior.

Claims

1. Aparelho que é parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável de um reator principal compreendendo: um sistema de acionamento (59) compreendendo um acionamento de engrenagem; trados (51); em que, um trado tem rosca à esquerda e o outro tendo rosca à direita; em que os trados (51) são parafusos axialmente rotacionáveis, alongados, cada um tendo um eixo alongado com rosca helicoidal se estendendo para fora; um alojamento de tambor tubular alongado (53); em que, os trados (51) são localizados dentro do alojamento de tambor tubular alongado (53), caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: um acoplamento uma caixa de transmissão (57); e uma pluralidade de caixas de aquecimento tipo concha de conjunto dividido, em que, o acionamento de engrenagem é disposto com uma área de projeção vertical para reduzir um comprimento total do reator principal, em que o acionamento de engrenagem é conectado ao acoplamento, em que, o acoplamento é projetado para separar sob condições de sobrecarga para proteger a caixa de transmissão (57), em que, o acoplamento consiste em dois trados (51) compreendendo eixos de acionamento (51a, 51b), onde um dos eixos de acionamento (51a, 51b) dos dois trados (51) é maior que o outro e é configurado para se estender para dentro da caixa de transmissão (57) e se conectar a um acoplamento de acionamento para fornecer rotação, em que, a caixa de transmissão (57) é estendida para acomodar uma carga de cantiléver dos dois trados (51), em que, o alojamento de tambor tubular alongado (53) é configurado tendo um lado que é afunilado para reduzir uma área de saída para aumentar a contrapressão dentro de um alimentador de vedação de ar aquecido (56), em que, um conjunto dos dois trados (51) e do alojamento de tambor tubular alongado (53) é cercado pela pluralidade de caixas de aquecimento tipo concha de conjunto dividido, a rosca helicoidal dos dois trados (51) se estendendo para fora ao longo de uma metade de um comprimento de cada eixo alongado iniciando na caixa de transmissão (57) e terminando em uma superfície lisa, onde a superfície lisa tem o mesmo diâmetro que os trados (51) com a rosca helicoidal se estendendo para fora, em que, as roscas dos dois trados (51) se sobrepõem para fornecer rotação da rosca helicoidal se estendendo para fora em direções opostas.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de tambor tubular alongado (53) está conectado a um conjunto alimentador.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada caixa de aquecimento tipo concha compreende seções superior (61) e inferior (64).

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as seções superior (61) e inferior (64) são circulares a 180 graus.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada seção inferior (64) inclui uma tela perfurada (64a).

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tela perfurada (64a) é montada aproximadamente 76,2 milímetros (3 polegadas) acima da seção inferior (64).

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende uma fonte de ignição disposta dentro de cada caixa de aquecimento tipo concha próxima à tela perfurada (64a).

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tela perfurada (64a) é configurada para controlar uma altura de chama enquanto permite um volume de gás e mistura de ar passar através da mesma.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a tela perfurada (64a) é de metal.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada seção inferior (64) compreende uma caixa de mistura de ar (65) incluindo uma porta de conexão do queimador (65a).

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende um sensor de chama (64c).

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende um interruptor de pressão de ventilador.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho é conectado a um carro de expansão para permitir que o aparelho se expanda e se contraia.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o carro de expansão é configurado para repousar em uma estrutura de suporte (67) do aparelho.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o carro de expansão compreende uma construção de placa de metal e repousa entre retentores (60b) conectados à estrutura de suporte (67), o carro de expansão sendo configurado para rolar em uma superfície da estrutura de suporte (67), dessa forma, impedindo o movimento para cima e para baixo.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acionamento de engrenagem é um acionamento de engrenagem helicoidal.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acoplamento é um acoplamento de cisalhamento.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a caixa de transmissão (57) compreende acionamentos de engrenagem configurados para acionar os dois trados (51).

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os acionamentos de engrenagem da caixa de transmissão (57) compreendem engrenagens dentadas.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partes lisas de cada trado (51) em um lado de saída do aparelho são usinadas de forma que um espaço entre cada trado (51) e o alojamento de tambor tubular alongado (53) é menor do que 25,4 milímetros (1 polegada).

21. Aparelho que é parte de uma unidade de processamento de combustível reutilizável, tendo um conjunto sendo usado para introduzir plástico dentro de um reator principal e atuar como uma vedação de ar ao mesmo tempo permitindo a alimentação contínua de plástico dentro do reator principal, compreendendo: um sistema de acionamento (59) compreendendo um acionamento de engrenagem; trados (51); em que um trado tem rosca à esquerda, o outro tem rosca à direita; em que os trados (51) são parafusos axialmente rotacionáveis, alongados, cada um tendo um eixo alongado com rosca helicoidal se estendendo para fora; um alojamento de tambor tubular alongado (53); em que os trados (51) são localizados dentro do alojamento de tambor tubular alongado (53), caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: um acoplamento; uma caixa de transmissão (57); e caixas de aquecimento tipo concha de conjunto dividido, em que, o acionamento de engrenagem é disposto com uma área de projeção vertical para reduzir o comprimento total do reator principal, em que o acionamento de engrenagem é conectado ao acoplamento, em que, o acoplamento é projetado para separar sob condições de sobrecarga para proteger a caixa de transmissão (57), em que, o acoplamento consiste de dois trados (51) compreendendo eixos de acionamento (51a, 51b), onde um dos eixos de acionamento (51a, 51b) dos dois trados (51) é maior que o outro e é configurado para se estender para dentro da caixa de transmissão (57) e se conectar a um acoplamento de acionamento para fornecer rotação, em que, a caixa de transmissão (57) é estendida para acomodar uma carga de cantiléver dos dois trados (51), em que, um lado do alojamento de tambor tubular alongado (53) é afunilado para reduzir uma área de saída para aumentar a contrapressão dentro de um alimentador de vedação de ar aquecido (56), em que, o conjunto dos dois trados (51) e o alojamento de tambor tubular alongado (53) são cercados por duas caixas de aquecimento tipo concha de conjunto separado, uma cobrindo uma extremidade dos dois trados (51) e a outra cobrindo a outra extremidade dos dois trados (51), que produz calor que permite a vedação de ar vedar e iniciar vaporização de plástico dentro do alimentador de vedação de ar aquecido (56), as caixas de aquecimento tipo concha de conjunto dividido vindo a ter contato com o alimentador de vedação de ar aquecido (56) permitindo uma expansão maior de um alojamento (53) a partir das caixas de aquecimento tipo concha de conjunto dividido devido ao fato de que elas são isoladas no lado interno de forma que metal não se expande no lado externo, em que, a rosca helicoidal dos dois trados (51) se estendendo para fora ao longo de uma metade do comprimento de cada eixo alongado iniciando na caixa de transmissão (57) e terminando em uma superfície lisa, onde a superfície lisa tem o mesmo diâmetro que os trados (51) com a rosca helicoidal se estendendo para fora, em que as roscas dos dois trados (51) se sobrepõem para fornecer rotação da rosca helicoidal se estendendo para fora em direções opostas.