ES2291267T3 - Utilizacion de un elemento combustible solido para desintegrar una capa de depositos de combustion. - Google Patents

Abstract

La utilización de un elemento combustible sólido (1) que comprende un espacio interno (2) en el cual se proporciona un producto para desintegrar una capa de depósitos de combustión en el espacio interno, para desintegrar una capa de depósitos de combustión.

Description

Utilización de un elemento combustible sólido para desintegrar una capa de depósitos de combustión.

Esta invención se refiere a un método para desintegrar una capa de depósitos de combustión, tal como por ejemplo depósitos de hollín y/o alquitrán resultante de una combustión.

Con cada dispositivo que entra en contacto con fuego y/o humo, tal como por ejemplo un aparato calentador (una solera, una estufa,...), un incinerador y los tubos de humo (por ejemplo, chimeneas) del mismo, existe el problema de que, después de cierto tiempo, se forma una capa de depósitos en las paredes que entran en contacto con el fuego o el humo. Esta capa de depósitos, denominada en esta solicitud de patente capa de depósitos de combustión, se vuelve gradualmente más gruesa. La composición de esta capa de depósitos de combustión depende del tipo de combustible. Como consecuencia de la combustión de combustibles sólidos, como el carbón o la madera, esta capa se compondrá principalmente de una combinación de partículas de hollín, ceniza y alquitrán.

Esta capa de depósitos de combustión comprende componentes combustibles y durante la utilización del aparato o la instalación puede empezar a quemarse espontáneamente. Este fuego puede ser peligroso y provocar daños. Estos denominados fuegos de chimenea surgen a través de la ignición de la capa de depósitos de combustión depositada en las paredes de la chimenea.

En las paredes de los tubos de humo, tal como, entre otros, las chimeneas, esta capa además conduce también a un aumento en la sección de paso del conducto, con el resultado de que la descarga de humo progresa de forma menos eficaz.

Con el fin de evitar estos inconvenientes, la instalación y desde luego el tubo de humo de la misma, se deben limpiar regularmente. Además, se pretende eliminar al menos parcialmente la capa de depósitos de combustión antes mencionada. Esta limpieza se puede realizar mediante la eliminación manual de la capa con un cepillo duro o mecánicamente con otra herramienta. Este método se aplica por medio del generalmente conocido barrido de chimenea. Sin embargo es un trabajo más bien laborioso y muy largo para el cual se necesita cierta pericia. Además, la capa de depósitos no se reduce siempre con éxito a un grado suficiente de modo que aun después de la limpieza, sigue existiendo cierto riesgo de ignición y una sección de paso de humos reducida.

Existen también productos químicos para realizar la limpieza mencionada anteriormente. La empresa alemana "Boomex" comercializa un producto conocido. El producto se compone (porcentajes en peso) del 2 al 4% de cloruro cúprico, aproximadamente un 15% de glicol de etileno y aproximadamente un 70% de glicol de polietileno, y es vendido en forma líquida. Se vende otro producto conocido en forma de polvo y contiene cloruro de amonio (< 90%), sulfato de cobre (< 10%) y cloruro de zinc (< 10%). Se dispone también de este producto en forma de pastillas y se compone entonces, entre otros, de cloruro de cobre (II), cloruro de amonio y estearato de zinc.

Estos tipos de productos deben ser introducidos en la chimenea durante la utilización de la instalación o el aparato, para que los componentes activos de los mismos puedan entrar en contacto con la capa de depósitos de combustión. De esta forma, estos componentes activos llegan también con los gases de combustión al tubo de humo donde entran en contacto con la capa de depósitos de combustión sobre las paredes de este conducto. Estos productos químicos tienen la capacidad de desintegrar esta capa de depósitos, y en particular los depósitos de hollín y/o alquitrán, debilitar la cohesión de los mismos al menos para que puedan ser eliminados de forma más fácil y más completa que antes mecánicamente, o se desprendan ellos mismos de la pared.

Un inconveniente del método de uso prescrito de estos productos, consiste en que este uso es más bien largo y no sin peligro. Los productos deben ser considerados como productos químicos bastante peligrosos. Por lo tanto, en las instrucciones de seguridad que acompañan a los productos antes mencionados se especifica que se debe evitar todo contacto con la piel y los ojos. La colocación de cierta dosis de dicho producto químico peligroso en una chimenea encendida es bastante peligrosa.

Existe un elemento combustible sólido en el que está incorporado un producto para desintegrar una capa de depósitos de combustión. Este elemento combustible sólido se describe en la patente francesa No. FR-A-2.749.855, y se compone de tres ingredientes diferentes, a saber, un combustible sólido que contiene celulosa tal como, por ejemplo, desperdicios de madera, un producto químico y/o catalítico para desintegrar los depósitos de alquitrán y/u hollín y un agente ligante añadido tal como, por ejemplo, parafina. Se utiliza el agente ligante con el fin de elaborar un agregado adherente de la mezcla de partículas de combustible sólido y el producto químico. Esto se lleva a cabo por ejemplo prensando la mezcla en un molde.

La FR-A-2564851, describe un encendedor que comprende un elemento combustible que tiene un espacio interno que tiene una fuente de oxígeno naciente (típicamente un dióxido u otro oxidante fuerte) que puede desintegrar depósitos como el hollín.

Este elemento, se puede colocar en la instalación o el aparato antes de encender la chimenea. A la combustión del elemento, el producto químico incorporado dentro se libera gradualmente sin necesidad de operaciones adicionales. Debido a ello, efectivamente se evita la manipulación difícil, peligrosa y larga del producto, pero este elemento tiene el gran inconveniente de que la materia prima y los costes de producción son más bien altos. Otro inconveniente reside en el hecho de que la producción de este elemento es solamente posible si se mezcla el combustible sólido "en partículas pequeñas" con el producto químico y el agente ligante. Las grandes unidades de ciertos combustibles, por ejemplo, trozos de madera, en primer lugar tienen que ser reducidas a pequeñas partículas antes de poder ser utilizadas para la producción de estos elementos. Esta operación adicional aumenta aún más los costes de producción.

La FR-2.564.851 revela un encendedor con una cavidad interna, y un elemento en ella que comprende dióxido de Mn y óxido de Cu, como fuente de oxígeno naciente. Este producto se utiliza solamente como encendedor mejorado.

El propósito de esta invención consiste en proporcionar un método sencillo y eficaz para desintegrar una capa de depósitos de combustión, sin los inconvenientes de los métodos conocidos, mediante la utilización de un elemento que sea menos caro que los productos conocidos, y que se pueda producir en particular con bajos costes de materia prima y producción, aun a partir de unidades relativamente grandes de ciertos combustibles.

Para lograr este objetivo, esta invención prevé el uso de un elemento combustible sólido que comprende un espacio interno en el cual se proporciona un producto para desintegrar una capa de depósitos de combustión.

En el alcance de esta invención, y específicamente en esta especificación y en las reivindicaciones adjuntas, el término "espacio interno" se emplea en el sentido de cualquier orificio, espacio, hueco, paso, canal o vacío en el material del elemento combustible que esté rodeado al menos parcialmente de este material. Esto significa que dicho espacio interno puede estar tanto abierto como cerrado, y que estando o no totalmente cerrado ello no puede interpretarse por lo tanto como una característica por la cual este espacio no se pueda considerar como un espacio interno en el sentido que se aplica en esta solicitud de patente. Por lo tanto, entre otros, un taladro o un canal en el elemento en el que el o los orificios de acceso no están cerrados se considera como un espacio vacío interno.

Por capa de depósitos de combustión en esta especificación y en las reivindicaciones de esta solicitud de patente se entiende una capa de depósitos cualquiera, que se haya originado como consecuencia de un contacto con humo y/o fuego, y en particular una capa de depósitos que contenga partículas de hollín y/o ceniza y/o alquitrán. Por producto para desintegrar dicha capa de depósitos de combustión se entiende todo producto que pueda desintegrar total o parcialmente dicha capa de depósitos (sin tener en cuenta la composición de la misma) o pueda reducir la cohesión de dicha capa de depósitos o pueda favorecer o causar dicha desintegración o reducción de la cohesión que vaya a originarse.

Si para la producción de un elemento, como él que se emplea en esta invención, se hace uso de pequeñas partículas de un combustible sólido, ya no es necesario añadir un agente ligante a la combinación de partículas de combustible sólido y producto para desintegrar una capa de depósitos de combustión. Se pueden comprimir realmente numerosos productos combustibles a gran presión sin añadir agente ligante alguno hasta que formen un agregado adherente. Por ejemplo en el caso de partículas de combustible de origen vegetal (tales como, entre otros, desperdicios de madera o aserrín de madera), un componente natural (lignina) asegura la cohesión necesaria entre las distintas partículas. El hecho de mantener abierto un espacio interno durante la compresión no acarrea ningún coste adicional de materia prima o coste de producción. Después de la compresión, se puede formar también dicho espacio interno con muy bajos costes de producción adicionales (por ejemplo, perforando un orificio). Finalmente, sólo se debe proporcionar sin embargo el producto en este espacio interno.

Para la producción de un elemento combustible, tal como él que se emplea en esta invención, se puede hacer uso también de unidades relativamente grandes de un combustible sólido, sin tener que reducir primero éstas a partículas más pequeñas. Es realmente suficiente proporcionar un espacio interno en estas grandes unidades, por ejemplo, perforando e insertando los productos anteriormente mencionados.

Como no es necesario ningún agente ligante, se ahorra en costes de materia prima. Como el procesamiento del agente ligante y la formación de una mezcla de componentes (de acuerdo con el método de producción conocido a partir de la FR-2.749.855) se suprimen y se sustituyen por la simple inserción de un producto en un espacio interno previsto para ello, este método de producción es también mucho más sencillo y menos caro. Asimismo, partiendo de unidades relativamente grandes de un combustible sólido, tal como, por ejemplo, trozos o cepas de madera, el método de producción es mucho menos caro que el método de producción existente. Se puede retener realmente la cohesión natural del elemento. El resultado de todo esto es que se puede producir un elemento combustible a un precio de coste considerablemente más bajo que los elementos combustibles conocidos.

Preferentemente, el elemento tiene una cohesión natural o, a través de la compresión de una cantidad de partículas sueltas de uno o varios materiales combustibles, sin adición de agente ligante alguno, se comprime en un agregado adherente, mientras se proporciona en el elemento un espacio interno en el cual se coloca el producto anteriormente mencionado. Por lo tanto se puede hacer uso de las propiedades y componentes naturales del material combustible para formar un agregado adherente. En el caso de materiales combustibles de origen vegetal, es la lignina que se encarga de ello, Por lo tanto, ya no se necesita añadir agente ligante alguno. Para el material combustible, todos los productos combustibles son adecuados, pero los desperdicios o sustancias residuales procedentes de otros procesos de producción son preferentes debido a que son normalmente bastante baratos. Las partículas sueltas anteriormente mencionadas pueden ser muy pequeñas, tal como, por ejemplo, en el caso de aserrín de madera, pero también pueden medir varios centímetros de largo si por ejemplo se utilizan fibras combustibles o trozos vegetales.

También es posible no fabricar el elemento por medio de la compresión de partículas sueltas de un material combustible, sino utilizar un elemento con una adhesión natural. Un trozo de madera o cepas de madera por ejemplo tiene una cohesión natural por contraste con una cantidad comprimida de desperdicios de madera o aserrín de madera en los cuales se obtiene la cohesión por medios técnicos (una prensa), antes o después de añadir un agente ligante. Entonces, en dicho elemento con una cohesión natural sólo se debe realizar un espacio interno (por ejemplo, perforando un orificio en el mismo) y posteriormente se debe colocar el producto en este espacio. Se puede volver a cerrar el orificio (por ejemplo, por medio de un tapón u obturadores) después de insertar el producto con el fin de impedir que el producto salga. Sin embargo, no es absolutamente necesario.

También se pueden tomar otras medidas para impedir que el producto vuelva a salir del espacio interno. Así, se puede proporcionar el producto en una envoltura o recipiente que se adapte al espacio interno, con lo cual la envoltura o recipiente puede encajarse en este espacio (por ejemplo, debido al hecho de que es comprimible) o puede fijarse de otra manera (por ejemplo, mediante un adhesivo). También se podría procesar el producto en una forma sólida (mediante la adición o no de un material portador adicional), con lo cual esta forma sólida podría fijarse dentro del espacio interno.

La envuelta, el recipiente, el eventual material portador y los posibles obturadores están hechos preferentemente de productos que se queman bien y que con la combustión no provocan la formación de sustancias que puedan ser nocivas para la salud o el ambiente.

Los materiales combustibles preferentemente son esencialmente de origen vegetal. Estos materiales se encuentran a menudo como materiales de desperdicios, entre otros procedentes de la agricultura, industria alimenticia e industria de procesamiento de la madera, y en general son bastante baratos. Además, la mayoría de los materiales vegetales poseen la importante ventaja de que se pueden comprimir en un agregado adherente sin la adición de agente ligante alguno. Se pueden utilizar materiales combustibles de origen no-vegetal, tales como, entre otros, los combustibles fósiles (carbón).

El producto anteriormente mencionado puede proporcionarse en el espacio interno tanto en forma de polvo como en forma líquida o como una o varias unidades sólidas (por ejemplo, pastillas).

El elemento tiene preferentemente una forma alargada simétrica con respecto a un eje central que se extiende de acuerdo con la dirección longitudinal, al mismo tiempo que la cara interna se extiende de acuerdo con el eje central anteriormente mencionado.

El espacio interno puede cerrarse después de que el producto anteriormente mencionado haya sido colocado dentro, y se puede formar cualquier elemento mediante la compresión de una cantidad de partículas sueltas de uno o varios materiales combustibles sin la adición de agente ligante alguno hasta que formen un agregado adherente, o se puede utilizar un elemento con una cohesión natural.

Si se calienta el molde prensador durante la compresión de las partículas, se obtiene la ventaja adicional de que la cohesión de las partículas aumenta debido al hecho de que se forma una corteza dura en la superficie de los lados del elemento que entran en contacto con las paredes del molde prensador calentado. Es particularmente así si las partículas comprimidas contienen celulosa.

También se ahorra dinero en particular si, durante la compresión, se mantiene libre un paso por todo el elemento. Entonces, este paso puede funcionar como el espacio interno anteriormente mencionado. Esto ahorra una etapa de procesamiento y en consecuencia reduce los costes de producción.

Como producto para desintegrar una capa de depósitos de combustión, se puede utilizar cualquier producto conocido para ello, y entre otros, todos los productos que se mencionan en la FR-2.749.855.

En lo que figura a continuación, se describen detalladamente una realización y un método posibles para fabricar un elemento, tal como se utiliza de acuerdo con esta invención, con el propósito de aclarar y complementar las características de la invención. Por lo tanto, esta especificación no se puede interpretar en modo alguno como una restricción del alcance de protección de esta invención definido en las reivindicaciones. En esta especificación, se hace referencia a la Figura 1 adjunta, en la cual se representa en perspectiva una realización preferente de un elemento combustible de acuerdo con esta invención.

El aserrín procedente de la madera (preferentemente exento de polvo) alimenta una corriente continua de alimentación a un sistema de cinta transportadora a través de una instalación de secado hasta que el aserrín se seca hasta un grado de humedad del 2% al 8%.

Posteriormente se transporta el aserrín seco hacia una serie de dispositivos prensadores. Cada dispositivo prensador comprende un canal de prensado abierto con una sección octagonal. Desde la entrada abierta del canal hasta la salida abierta del mismo, las dimensiones transversales disminuyen progresivamente. Es obvio que este canal de prensado puede tener cualquier forma posible en corte transversal, tal como, por ejemplo, triangular, cuadrangular, rectangular, hexagonal o redonda.

Además cada dispositivo prensador comprende también un dispositivo calentador con el que las paredes del canal de prensado pueden calentarse hasta una temperatura de 100ºC a 200ºC.

Finalmente, cada dispositivo prensador está provisto de un tornillo prensa que comprende un eje central al cual se une una pared que se extiende en la dirección radial y que se desplaza helicoidalmente alrededor del eje central (denominado en adelante pared helicoidal).

Este tornillo prensa tiene una parte trasera que se une a una tolva de alimentación que es alimentada con el aserrín y una parte frontal que se encuentra en el canal de prensado.

La parte frontal del tornillo prensa tiene delante una espiga saliente en la extensión del eje central. El aserrín sale cayendo de la tolva de alimentación en los espacios entre las partes de las paredes helicoidales sucesivas de la parte trasera del tornillo prensa, es llevado mediante la rotación continua de este tornillo prensa -de acuerdo con el principio del tornillo de Arquímedes- y es prensado en el canal de prensado. De esta manera el tornillo prensa lleva continuamente aserrín al canal de prensado, y prensa el aserrín en el canal hacia la salida del canal. Mediante esta presión y a través del estrechamiento gradual del canal de prensado, se comprime el aserrín. Durante el prensado, las paredes del canal de prensado se mantienen a una temperatura de aproximadamente 180ºC.

A la salida del canal de prensado, el aserrín forma un agregado adherente. La cohesión se obtiene de una parte mediante la "lignina" presente en la madera que se libera durante el proceso de producción y de otra parte, debido al hecho de que el contacto con las paredes calientes del canal de prensado forma una corteza dura en la superficie de las paredes laterales del agregado comprimido. A través del espacio que la espiga del tornillo prensa que se proyecta delante, ocupa en el canal de prensado, se forma el agregado con un paso central que se extiende según su eje longitudinal.

Mientras la instalación prensadora funciona y está provista de aserrín, la longitud de este agregado crece.

Con el fin de obtener bloques fácilmente manejables, el agregado se corta mediante una instalación de sierra automática en trozos de una longitud de aproximadamente 20 a 30 cm y un peso de aproximadamente 800 g a 1000 g.

Así se obtienen elementos alargados 1 con un aspecto de bloque de madera con una sección octogonal, con un paso central 2 que es principalmente cilíndrico, y con una corteza dura de color marrón oscuro en la superficie de las paredes laterales 3. En la caras frontales 4 de cada elemento 1 se puede observar claramente la estructura granular en la que todavía se pueden distinguir más o menos las partículas de madera prensadas.

Después de prensar y cortar los elementos 1, se dejan enfriar dichos elementos. Posteriormente, una cantidad bien determinada de un producto químico en polvo se inserta en el paso central de cada elemento. Para un elemento que pesa aproximadamente 100 g sin el producto, se proporcionan aproximadamente 150 g de producto. Finalmente, los dos orificios del paso 2 de cada elemento 1 se sellan por medio de tapones u obturadores de un material combustible, o cualquier otro medio obturador.

Obviamente, se pueden aplicar también otros métodos de producción por medio de los cuales las partículas sueltas de uno o varios materiales combustibles se comprimen en un agregado adherente. Dicho otro método es por ejemplo mediante compresión en un molde cerrado.

Los productos eficaces para desintegrar una capa de depósitos de combustión son, entre otros, unos productos que contienen una sal de amonio y/o ácido fosfórico o pentóxido fosforoso. Una mezcla de una sal de amonio y pentóxido fosforoso es preferente. La sal de amonio anteriormente mencionada es por ejemplo sulfato de amonio.

Claims (9)

1. La utilización de un elemento combustible sólido (1) que comprende un espacio interno (2) en el cual se proporciona un producto para desintegrar una capa de depósitos de combustión en el espacio interno, para desintegrar una capa de depósitos de combustión.

2. La utilización de un elemento combustible sólido (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque se proporciona el elemento para desintegrar una capa de depósitos de combustión en un aparato calentador y/o un tubo de humos, tal como una chimenea.

3. La utilización de un elemento sólido de combustión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el elemento (1) tiene una cohesión natural.

4. La utilización de una elemento sólido de combustión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el elemento (1) se forma mediante la compresión de una cantidad de partículas sueltas de uno o varios materiales combustibles sin la adición de ningún agente ligante hasta que forman un agregado adherente.

5. La utilización de un elemento sólido de combustión según la reivindicación 4, caracterizada porque el molde de prensado se calienta durante la compresión de las partículas.

6. La utilización de un elemento sólido de combustión según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque el espacio interno (2) se forma manteniendo un paso libre por todo el elemento (1) durante la compresión.

7. La utilización de un elemento combustible sólido (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los materiales combustibles son esencialmente de origen vegetal.

8. La utilización de un elemento combustible sólido (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el producto anteriormente mencionado se encuentra en forma de polvo o se proporciona en forma de líquido o como una o varias unidades sólidas en el espacio interno.

9. La utilización de un elemento combustible sólido (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento tiene una forma alargada que es simétrica con respecto a un eje central que se extiende según la dirección longitudinal, y porque el espacio interno (2) se extiende según dicho eje central.