FI104994B - Uunirakenne sekä menetelmä puun polttamiseksi - Google Patents

Description

104994

Uunirakenne sekä menetelmä puun polttamiseksi Ugnskonstruktion samt förfarande för att bränna trä

Keksinnön kohteena on etenkin puun tai senkaltaisen polttamiseksi tarkoitettu uunirakenne, erityisesti uunin sydänkasetti, jossa on arinan ja toisioilman syötön käsittävä tulipesä, välittömästi tämän yläpuolella sijaitseva jälkipalotila ja savusola, jotka yhdysrakenteisina muodostavat palokanavan, jossa on savukaasujen kulkusuuntaa ensin likimain vaakasuuntaiseksi muuttavat ohjauselimet, sekä palokanavaan liittyvä savukanava. Keksinnön kohteena on myös menetelmä puun tai senkaltaisen polttamiseksi uunirakenteessa, joka käsittää alapuolisella arinalla ja toisioilman syötöllä varustetun tulipesän, jonka yläpuolella on jälkipalotila ja savusola siihen liittyvine savukanavineen.

Perinteisesti puuta polttava uunirakenne on käsittänyt tuli-pesän, jossa on alapuolinen arina, jonka kautta olennainen osa polttoprosessin tarvitsemasta happipitoisesta ilmasta syötetään tulipesään. Tulipesän yläpuolella alkaa savukanava, joka kehittyneimmissä uunirakenteissa käsittää savusolan, jossa j : savukaasut ja mahdollinen jäännösilma sekoittuvat ja mahdollis- tavat vielä polttamatta jääneiden palamiskelpoisten puutisle-kaasujen jälkipalamisen. Tulipesän ja savusolaan liittyvän

IM

.···. yläpalokammion eli jälkipalotilan välissä on nykyaikaisimmissa • « » uunirakenteissa vielä muuhun savukanavaan nähden kapeahko • · « nielurakenne, jolla on pyritty saamaan aikaan savukaasuissa

« I I

turbulenssia ja siten parantamaan jälkipalotilaan nousevien savukaasujen ja ilman sekoittumista.

· · · · • · « • · · ·.* * Kuvatun perusrakenteisen uuniratkaisun palamistehon parantami-seksi on vielä kehitetty erilaisia lisäilman syöttöjärjeste- • .···, lyitä, joiden kautta toisioilmaa johdetaan etenkin sellaisiin

IM

kohtiin, joissa oletetaan polton aikana ilmenevän hapen puu- • · tetta. Näin voidaan myös huolehtia siitä, että polttoilmaa on riittävästi läsnä mahdollista palokaasujen jälkipalamista ajatellen.

2 104994

Kasvavan ympäristötietoisuuden myötä on asetettu yhä tiukemmat päästövaatimukset myös puuta polttaville uunirakenteille. Samaten on todettu, että tunnettujen uunirakenteiden hyötysuhteessa edelleen on toivomisen varaa siten, että savukaasujen myötä poistuu huomattava määrä sinänsä vielä poltettavissa olevia ainesosia. Hyvin monella taholla suoritetuista kokeiluista huolimatta ei kuitenkaan ole löydetty keinoja, joilla tavanomaisten puuta polttavien uunirakenteiden hyötysuhde enää olisi ratkaisevasti nostettavissa samalla kun pidetään huolta siitä, että polttoprosessin aiheuttamat haitallisten aineiden kuten eräiden hiilivetyjen, hiukkasten ja senkaltaisten päästöt ilmastoon ovat mahdollisimman alhaisella tasolla. Näin toistaiseksi tunnettuja uunirakenteita edelleen voidaan pitää varsin epätyydyttävinä. Tämä on valitettavaa, kun otetaan huomioon, että puu sinänsä on uusiutuva energialähde, jonka hyötykäyttöä myös pientalouksissa pitäsi voida tehostaa aiheuttamatta kuitenkaan lisää ympäristöongelmia.

Keksintö lähtee edellä olevasta ongelmasta, johon se tarjoaa uudenlaisen ratkaisun, jossa puun polton hyötysuhde on sel- : västi parantunut ja haitallisten päästöjen osuus vastaavasti ·· pienentynyt tunnettuihin uunirakenteisiin verrattuna.

« · I · f ,··«, Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuk- • · "I sista. Näin ollen keksinnön mukainen uunirakenne erityisesti • m · tunnetaan siitä, että palokanava on mitoitettu palamiskaasujen • · *’ ’ olennaisesti tasaisen laminaarivirtausnopeuden mukaisesti, ja että ohjauselimet ovat pienen lämpökapasiteetin omaavia ohuita • · · ·.· * levyjä, jotka liekkien/palokaasujen ja niihin johdetun toisio- t · · V : ilman sisäistä sekoittamista varten on sovitettu muuttamaan . ,·. vaakasuunnassa etenevien palokaasujen suuntausta vastakkaiseen t « « ,···, suuntaan eli olennaisesti 180° ja sen jälkeen vielä olennai-• · sesti pystysuuntaan alaspäin tulipesän eristämättömän taka- • « · V *’ seinäosuuden takana olevaan palokanavaosuuteen. Näin jälkipalo-

III

• iif · tila ja savusola muodostavat yhdys rakenteisen, palokaasujen olennaisesti tasaisen laminaarivirtauksen nopeuden mukaan mitoitetun kanavan, jossa palokaasujen sisäistä sekoittamista 3 104994 varten on kanavan pääasiallista suuntausta ainakin 75° muuttavat, pienen lämpökapasiteetin omaavat ohuet ohjauselimet, jotka käytännössä likimain välittömästi tulipesän liekki-vyöhykkeen yläosan tuntumassa aiheuttavat kuumien palokaasujen ja toisioilman sekoittumisen.

Keksinnön mukainen polttomenetelmä taas tunnetaan siitä, että poistuvia palokaasuja pidetään uunin yhdysrakenteisen kuuman vyöhykkeen muodostavassa jälkipalotilassa/savusolassa olennaisesti tasaisen nopeuden omaavassa virtauksessa toisaalta säätämällä tulipesään syötettyä ilmamäärää ja toisaalta ohjaamalla palokaasut olennaisesti tasapaksuisen, savukaasujen laminaari-virtauksen mukaisesti mitoitetun yhdysrakenteisen jälkipalo-tilan ja vastaavasti savusolan muodostavan palokanavan läpi, jolloin liekin/palokaasujen ja siihen syötetyn toisioilman sisäinen sekoittaminen toteutetaan muuttamalla pienen lämpö-kapasiteetin omaavien ohjauselimien avulla liekin/palokaasujen olennaista suuntausta välittömästi tulipesän yläpuolella ja useina peräkkäisinä toimintoina ensin vaakasuunnassa ja sitten pystysuunnassa etenkin puupanokseen liittyvän liekkivyöhykkeen välittömässä läheisyydessä.

• · · • · ·

· · I

ψ Näin keksinnön mukainen ratkaisu olennaisesti poikkeaa toistai- seksi tehokkaimpina pidetyistä uuniratkaisuista siinä, että .···. siinä ei ole tulipesän ja jälkipalotilan tai savusolan välillä • · mitään selvää kuristavaa nielua, jossa pyrittäisiin savukaasu- * · · jen turbulenssin avulla tapahtuvaan sekoittumiseen. Varsin V · · yllättäen on tunnetun tekniikan kehityssuunnasta poiketen todettu, että vielä parempaan lopputulokseen päästään siten, • · * ·.* · että savukanava sinänsä on mitoitettu laminaarivirtauksen · · ' V : mukaan, mutta että siinä tehdään ainakin yksi terävä käännös . .·. yhtä tai useampaa ohutta ja siten pienen lämpökapasiteetin • omaavaa ohjauselintä pitkin ja edullisesti vielä sen ulko- *" reunan ympäri vastakkaiseen suuntaan. Näin liekkiin nähden • I · ·.· · suhteellisen lähelle muodostetun jälkipalotilan ansiosta eten-kin puupanoksen yläpinnan korkeuteen syötetty toisioilma heti liekkivyöhykkeen yläosaan liittyen alkaa sekoittumaan palo-kaasuihin, mikä osaltaan saa aikaan toistaiseksi tunnettua 4 104994 selvästi täydellisemmän kaasujen loppupalamisen.

Seuraavassa keksintö esitetään yksityiskohtaisemmin sen erääseen edulliseen suoritusmuotoon sekä oheisiin piirustuksiin viitaten, missä kuvio 1 leikkauspiirustuksena esittää kaavamaista esimerkkiä nykytekniikan mukaisesta uunirakenteesta, kuvio 2 vastaavasti kaavamaisesti esittää keksinnön mukaisen uunirakenteen erästä periaateratkaisua, kuvio 3 esittää pystyleikkausta viivan B-B kohdalla keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesta uunirakenteesta, ja kuvio 4 esittää vaakaleikkausta kuvion 3 mukaisesta uunirakenteesta viivan A-A kohdalla.

Toistaiseksi uusimman tekniikan tason mukainen puun polttoon tarkoitetussa uunissa on kuvion 1 mukaisesti tulipesä 1, jonka pohja muodostuu arinasta 2, jonka alla on tuhkatila 3. Tuli-pesään 1 järjestetään poltettavaksi tarkoitettu puupanos 4, • · · joka sytytetään sinänsä tunnetulla tavalla. Puun palamisen • · · ;;; tarvitsemaa happipitoista ensiöilmaa 5 virtaa ensisijaisesti • · *;”* arinan 2 läpi sekä yleensä myös tulipesän luukun 6 alapuolis-• * koon järjestettyjen ilma-aukkojen 7 kautta lähinnä tulipesän 1 • · ·.·.· yläosaan. Sytytyksen jälkeen puupanos 4 palaa ilmassa olevaa • · · vί happea kuluttaen siten, että tulipesään 1 muodostuva lämpö saa aikaan polttokelpoisten kaasujen haihtumisen puupanoksesta 4. :*·*· Kaasut syttyvät ja palavat etenkin panoksen 4 yläpuolella, jolloin palamisliekin 8 säteilylämpö jatkaa vaikuttamista panokseen 4. Samanaikaisesti puupanoksen 4 hiiliaines lämmön * · · '·' ’ aiheuttaman hiiltymisen kautta muuttuu tuhkaksi, joka vähitel- • · i

Ien putoaa tuhkatilaan 3. Polttoprosessista syntyvä lämpö otetaan talteen joko suoraan liesirakenteeseen liittyvän läm- · * .·. : mönvaihto- eli esim. keittotason, uunirakenteen massaan sitou- • · # tuvan lämmön tai erikseen järjestettyjen lämmönvaihtorakentei- 5 104994 den avulla. Tällä tavalla puuta on perinteisesti hyötypoltettu iät ajat.

Uudenaikaisimmissa uunirakenteissa on edellä mainitun tuli-pesän l yläpuolella oleva tila vielä erotettu erilliseksi jälkipalotilaksi 9 eli toisiopalokammioksi. Vielä palamis-kelpoisia kaasuja kuten hiilimonoksidia sisältävät palamis-kaasut 10 johdetaan tällöin jälkipalotilaan 8 erillisen kapean nielun 11 kautta, jossa virtausnopeuden kasvun ja sen myötä toivotun turbulenssin ansiosta on pyritty palokaasujen 10 ja etenkin luukun 6 ilma-aukkojen 7 kautta tulevan toisioilman 12 tehokkaaseen sekoittumiseen. Jälkipalotilassa 9 palamiskelpoi-set kaasut pyritään polttamaan mahdollisimman tarkoin siten, että jälkipalotilasta 9 poistuvien savukaasujen 13 lähinnä tulisi sisältää vain palamattomia ainesosia ja etenkin hiilidioksidia ja vesihöyryä. Tunnettujen uunirakenteiden ongelmana on kuitenkin toistaiseksi ollut se, että savukaasut kaikista huolimatta edelleenkin sisältävät myös merkittävän osuuden palavia ainesosia kuten hiilimonoksidia eli häkää sekä vielä poltettavissa olevia haitallisia hiilivetyjä ja muita sinänsä energiapitoisia ja usein myös terveydelle haitallisia ainesosia. Näiden aineiden poistuminen palamattomina savussa ; aiheuttaa toisaalta suoranaisia terveys- ja ympäristöongelmia • « · · ja toisaalta merkitsevät energiahukkaa.

• · · · IM « • · ".I' Keksinnön mukainen ratkaisu poikkeaa perusajatukseltaan täysin • » ”1 tunnetusta tekniikasta. Tässä viitataan ensin keksintöä kuvaa-• · « vaan periaatekuvioon 2, josta ilmenee, että keksinnön mukai- • · · * sessa uunirakenteessa ei olekaan mitään kapeata nielua tuli-pesän 1 ja jälkipalotilan välissä. Palokaasuja ei siten erik- • « « - : seen kiihdytetä palokaasuja ja ilmaa sekoittavan turbulenssin : aikaansaamiseksi. Sen sijaan tulipesän yläpuolella jatkuu - p>|.t laminaarivirtauksen mukaan mitoitettu kaasukanava, jota ylei-• · · "... sesti on merkitty viitteellä 14. Tulipesää 1 ja sopivasti olennaisesti pystysuoraksi alaspäin suuntautuvaa kaasukanavan • · · jatketta 25 yhdistävässä jälkipalotilana toimivassa kaasu-:*·.! kanavassa 14 on keksinnön mukaisesti kuumien palokaasujen 15 ohjauselimet 16, 17, joiden vaikutuksesta kaasujen virtaus- 6 104994 suuntaa muutetaan ainakin 75°, edullisesti ensin likimain 90° ja heti sen jälkeen vielä noin 180°.

Yllättäen on osoittautunut, että tämä virtausuunnan muutos saa aikaan selvästi paremman kaasujen sekoittumisen kuin perinteinen kapea nielurakenne. Kaasukanava 14 on mitoitettu siten, että palokaasujen virtausnopeus teoreettisesti pysyy lineaarisena, jolloin kanavan 14 rakenneleveys yleensä on likimain uunirakenteen toimivan sisäleveyden tai lähinnä arinan leveyden mittainen. DIN-normipuupanoksessa polttopuun pituus on 33 cm, ja tällaiselle mitoitetussa uunirakenteessa toiminnallinen leveys on suuruusluokkaa 38 cm.

Jälkipalotilana toimivan kaasukanavan 14 toiminnallinen poikki-mitta, eli ohjauselimien 16, 17 keskinäinen minimietäisyys ja kanavaa rajoittavien muiden seinämäpintojen keskinäinen minimi-etäisyys, on olennaisesti tasamittainen. DIN-normimittaiselle puupanokselle tämä etäisyys on sopivasti suuruusluokkaa 80...120 mm, edullisesti n. 90 mm. Suhteessa arinan pinta-alaan kaasukanavan poikkipinta-ala on edullisesti alueella 0,6:1...0,3:1, edullisimmin n. 0,45:1, ja poikkileikkaus on ; sopivasti likimain suorakaiteen muotoinen, mikä edesauttaa « * · v uunirakenteen rungon valmistusta esim. teräspellistä.

« · · · « · · • · V.’. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti uuni- • · ;·* rakenne näin ollen muodostuu peltikasetista, joka sinänsä on · · *·’·* muurattavaissa halutunmuotoiseen haluttua materiaalia olevaan · · V * takkaan tai senkaltaiseen uuniin. Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty esimerkki tällaisesta kasetista. Siinä ohjauselimet 16 ja 17 • · · '·/· · edullisesti muodostuvat suhteellisen ohuista metallilevyistä tai pelleistä, joiden lämpökapasiteetti on pieni, joten ne \t lämpenevät erittäin nopeasti ja auheuttamatta häiriötä uunin • · I" toiminnassa alkuvaiheessakaan.

• • ·

Ml ί’ί : Ensimmäinen ohjauslevy 16 on keksinnön mukaisesti sovitettu tulipesän 1 takaseinään 19 siten, että tulipesästä 1 nousevat • · · palamiskaasut 10, 15 sen vaikutuksesta ohjautuvat ainakin 75°, edullisesti n. 90° kulmaan pystytasoon verrattuna eli likimain 7 104994 suoraan eteenpäin. Ensimmäisen ohjauslevyn 16 ulkoreunan 21 luona jälkipolttotilana toimivan kaasukanavan 14 suunta taas edullisesti muuttuu, tässä tapauksessa sopivasti 180®, eli palokaasujen 15 virtaus suuntautuu nyt likimain suoraan taaksepäin. Tätä varten on kaasukanavassa 14 edullisesti lämpöeris-tetty etuseinämä 34. Koko ajan palokaasujen 15 virtausnopeus näin "kokoontaitetussa" jälkipalotilassa eli palokanavassa 14 säilyy suhteellisen hitaana, tyypillisesti noin 0,8...2 m/sek, edullisesti n. 1,2 m/sek siten, että ne viipyvät riittävän kauan kuumassa vyöhykkeessä hyvän jälkipalamisen takaamiseksi.

Edullisesti on kaasujen virtaussuunnassa ennen ensimmäistä ohjauslevyä 16 sijoitettu toinen ohjauselin 17, joka sekin on edullisesti ohut nopeasti lämpenevä metallilevy, joka ulottuu tulipesän 1 yläosassa likimain luukkukehästä 18 edullisesti yläviistoon tulipesän 1 takaseinään 19 päin siten, että pelti 17 päättyy edellä mainitun minimietäisyyden päähän tulipesän 1 takaseinästä 19 tai siihen sopivasti järjestetystä tulenkestävästä kerroksesta 20. Ohjauspelti 17 vastaavasti päättyy välin päähän ensimmäisen ohjauslevyn 16 alatasosta, edullisesti siten, että ohjauslevyt 16 ja 17 jonkin verran lomittuvat ja : niiden väliin jää kaasukanavan 14 minimimitan täyttävä etäi- .syys. Tämän ohjauspellin kallistuskulma vaakatasoon nähden on • I I ( sopivasti noin 15...45°, edullisesti n. 25°. Mainittu toinen

I I

t···, ohjauslevy 17 suuntaa tulipesästä 1 nousevat palokaasut 15 • siten, että ne ohjautuvat ensimmäisen ohjauslevyn 16 ja tuli-pesän l takaseinämän 19 muodostamaan kulmaukseen ja kohtaavat • · · ’·* * etenkin itse ohjauslevyä 16 likimain kohtisuorassa kulmassa, josta ne ohjautuvat edelleen jälkipalotilana toimivaan kaasu- • · · V ’ kanavaan 14 likimain kohtisuorassa suunnassa tulipesän 1 taka- t · - ί seinästä 19 poispäin.

• • t · w · t

Jotta palamisilmaa olisi jälkipalotilassa eli palokanavassa 14 riittävästi läsnä ja sekoittuisi palokaasuihin tehokkaasti • · f V ’ siitäkin huolimatta, että mitään nielurakenteen aiheuttamaa : turbulenssiä ei esiinny, syötetään keksinnön erään toisen edullisen piirteen mukaan toisioilmaa 22 tulipesään 1 sen takaseinämässä 19 olevan ahtaan raon 23 tai reikärivin kautta 8 104994 puupanoksen 4 yläpuolella olevaan liekkivyöhykkeeseen 8. Edullisesti tämä lisäilman syöttö 23 on järjestetty likimain puu-panoksen 4 yläpinnan kohdalle, yleisesti varsinaisen tulipesän 1 keskikorkeudella. Keksinnön erään erityisen edullisen suoritusmuodon mukaan on tämän toisioilman 22 syöttökanava 24 järjestetty ainakin osittain kulkemaan tulipesän takaseinän 19 ja uunirakenteen takana alaspäin suuntautuvan palokanavan jatkeen 25 etuseinän 26 välissä, mikä takaa toisioilman 22 tehokkaan esilämmityksen.

Keksinnön erään erityisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti toisioilmaa 12 syötetään myös sopivasti lasilla varustetun etuluukkuun 6 edullisesti sen yläreunaan järjestetyn ilmaraon tai -aukkojen 27 kautta liekkivyöhykkeen 8 etuosaan, jolloin tämä ilmavirtaus 12 ensin suuntautuu luukun 6 sisäpintaa pitkin alaspäin ja näin ollen pitää lasipintaa puhtaana. Tämänkin toisioilman syöttö varmistaa sen, että palamiskaasut palo-kanavassa 14 tapahtuvasta laminaarivirtauksesta huolimatta joutuvat riittävällä tavalla kosketukseen happirikkaan ilman kanssa, jolloin kaasujen 15 ja ilmavirtojen 12, 22 sekoittu mista tapahtuu etenkin mainittujen ohjauslevyjen 16, 17 reuno- . jen 21 ja vastaavasti 28 luona. Tässä suoritusmuodossa taka- * · * * seinässä olevien ilma-aukkojen ja vastaavasti luukun ilma-aukkojen poikkileikkauspinta-alojen välinen suhde on edulli- • · V/. sesti alueella 0,3:1...0,8:1.

• · • « • · · * · • t t *·*·* Kuten edellä esitetystä ilmenee, suuntautuu jälkipolttotilana • · · V * toimivan palokanavan 14 jatke 25 edullisesti alaspäin tuli- pesän 1 takana ja välittömästi kapeaan mutta edullisesti uuni- ·«· · rakenteen levyisen toisioilman syöttökanavaan 24 liittyen.

ΓΓ: Leikkauskuvion 4 mukaisesti palokanavan 14 alaspäin suuntautu- t *.p va jatke 25 on edullisesti poikkileikkaukseltaan kolmiomainen • » · siten, että sen yksi sivu muodostuu tulipesän 1 takaseinästä « · *·"* 19 ja alempana toisioilman syöttökanavan seinämästä 26, ja sen :.l : kaksi muuta sivua 29 rajoittuvat suoraan uunirakenteen alta takaisin ylös savuhormiin 32 päin nousevaan savukanavaan 30,

• I I

jossa edullisesti vielä on lämmönvaihtoputket 31 huoneilman lämmittämistä varten. Kun palokanavan jatke 25 on sijoitettuna 9 104994 toisaalta kuuman tulipesän l ja toisaalta kuumien savukanavien 30 väliin, säilyy palavien kaasujen lämpötila mahdollisimman korkeana mahdollisimman pitkään, mikä mahdollistaa kaasujen tehokkaan loppuunpalamisen ennen niiden poistamista savuhormin 32 kautta. Samalla kuuma pinta 26 johtaa lämpöä toisioilma-kanavaan 26 toisioilman esilämmitystä varten, mikä omalta osaltaan parantaa palamista prosessin alkupäässä.

Kuviosta 4 ilmenee myös, että itse tulipesä edullisesti on vuorattu iskunkestävällä tulenkestävillä materiaalikerroksilla 20, 33. Eristävää materiaalia on edullisesti sijoitettu myös jälkipalotilana toimivan palokanavan 14 ulkopintoihin, mikä on esitetty viitteellä 34. Tämä eristekerros 34 ottaa jälkipalo-tilassa vastaan kuumia palokaasuja 15 ja ohjaa niitä taaksepäin sekä myötävaikuttaa siihen, että kuumat palokaasut 15 koko jälkipalamisen aikana pysyvät mahdollisimman kuumina, mikä takaa savukaasujen puhtauden.

Kuviosta 4 ilmenee edelleen, että ensiöilman syöttöä ja pala-mistuhkan putoamista varten sovitettu arina 2 edullisesti on koko tulipesän 1 pohjan levyinen, jotta palamattomia kekäleitä : ei jää reunoihin palamisen loppua heikentämään. Arinan 2 ja • * a · ... toisioilma-aukkojen 7, 23 poikkipinta-alojen suhde on edul- • it .···, lisesti alueella 0,4:1...1,4:1. Itse tulipesä on edullisesti • · .···, vain hieman DIN-normin määrittelemän normipuun (pituus 330 mm • · "1^ ±10%) pituutta leveämpi eli sopivasti n. 38 cm siten, että

I I I

tulipesään ei jää tyhjää tilavuutta.

• t » • · ·

Keksinnön mukaisella uunirakenteella saavutetaan aikaisemmin • · · V : tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna huomattavasti tasaisempaa • · · - v 5 ja täydellisempää palamista ja siten tehokkaampaa puun ener- , ,·, gian hyötykäyttöä. Samalla savukaasujen sisältämien haitallis- «Il : ,·’··, ten yhdisteiden kuten hiilimonoksidin, haitallisten hiili- • a vetyjen ja hiukkasten osuus on keksinnön mukaisella ratkai- 1*1 ·.· sulia selvästi aikaisemmin tunnettua alhaisempi. Kuviosta 2 a a a :>t>! ilmenee vielä että keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan tunnettua teknikkaa huomattavasti kompaktimpi uuni-rakenne.

10 104994

Edellä on esimerkinomaisesti erääseen suoritusmuotoon viitaten esitetty keksinnön eräitä edullisiä piirteitä, mutta alan asiantuntijalle on selvää, että rakenne on keksinnön perusajatuksesta poikkeamatta muunnettavissa monella muullakin tavalla oheisten patenttivaatimuksien puitteissa.

a a a • · «

lii I

« • · · •

• · I

• ia « · a a a a a a a a a a a ·

Ml • · aa· a · · a a a a a a · · a a a a

Claims (10)

11 104994

1. Etenkin puun tai senkaltaisen polttamiseksi tarkoitettu uunirakenne, erityisesti uunin sydänkasetti, jossa on arinan (2) ja toisioilman (12, 22) syötön (7, 23) käsittävä tulipesä (1) , välittömästi tämän yläpuolella sijaitseva jälkipalotila (9, 14) ja savusola, jotka yhdysrakenteisinä muodostavat palo-kanavan (14, 25) , jossa on savukaasujen kulkusuuntaa ensin likimain vaakasuuntaiseksi muuttavat ohjauselimet (16, 17), sekä palokanavaan liittyvä savukanava (30, 32), tunnet -t u siitä, että palokanava (14, 25) on mitoitettu palamis- kaasujen (10, 15) olennaisesti tasaisen laminaarivirtaus- nopeuden mukaisesti, ja että ohjauselimet (16, 17) ovat pienen lämpökapasiteetin omaavia ohuita levyjä, jotka liekkien/palo-kaasujen (8, 10, 15) ja niihin johdetun toisioilman (12, 22) sisäistä sekoittamista varten on sovitettu muuttamaan vaakasuunnassa etenevien palokaasujen suuntausta vastakkaiseen suuntaan eli olennaisesti 180° ja sen jälkeen vielä olennaisesti pystysuuntaan alaspäin tulipesän (1) eristämättömän takaseinäosuuden (19) takana olevaan palokanavaosuuteen (25).

·,; · 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uunirakenne, tunnet - *!1 t u siitä, että kaasujen (10, 15) suuntauksen ohuet ohjaus- elimet (16, 17) on sovitettu välittömästi tulipesän (l) ylä- • · · .···. puolelle kuumien palokaasujen (10, 15) ja/tai liekin (8) sekä • · · siihen sekoittuvan toisioilman suuntauksen muuttamiseksi liki- • · · t1.·, main välittömästi liekkivyöhykkeen (8) yläosassa edullisesti • · · likimain 90° eteenpäin ja heti sen jälkeen taaksepäin ennen palokaasujen ohjaamista alaspäin välittömästi tulipesän (1) • « · *·1 ’ yläosuuden takana sijaitsevaan palokanavaan (25) . · · • · · ·1;

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen uunirakenne, t u n - φ · · .···. n e t t u siitä, että kaasujen (10, 15) suuntauksen ohuet i · i ^ ohjauselimet (16, 17) käsittävät ainakin ensimmäisen sopivasti t · « '·' ' metallia olevan ohjauslevyn (16) , joka ulottuu olennaisesti tulipesän (1) takaseinämän (19) tasosta eteenpäin likimain palokanavan (14) pystysuoran osuuden syvyyden verran, sekä sopivasti toisen ohjauspellin (17), joka sijoitettuna palo- 104994 12 ' kaasujen (10, 15) virtaussuunnassa katsottuna ennen ensim mäistä ohjauspeltiä (16) ulottuu tulipesän (1) etuosasta takaseinää (19) päin likimain ensimmäisen ohjauspellin (16) etu-reunan (21) tasalle, edullisesti jonkin verran sen ohitse.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1...3 mukainen uuni-rakenne, tunnettu siitä, että ohjauslevyjä (16, 17) on sijoitettu vuorotellen peräkkäin olennaisesti pystysuoraan palokanavaan (14), jonka poikkileikkauspinta-ala suhteessa varsinaisen tulipesäosuuden eli arinan (2) pinta-alaan edullisesti on alueella 0,6:1...0,3:1, edullisimmin n. 0,45:1, jolloin palokanavan (14) leveys sopivasti on olennaisesti sama kuin arinan (2) leveys, eli pituudeltaan 33 cm olevien normi-halkojen tapauksessa edullisesti noin 38 cm, ja palokanavan (14) vaakasuorien osuuksien korkeus ja vastaavasti pystysuorien osuuksien syvyys likimain 9 cm, kanavan (14) poikkileikkauspinnan ollessa olennaisesti suorakaiteen muotoinen.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1...4 mukainen uuni-rakenne, tunnettu siitä, että esilämmitetyn toisio-ilman (22) ainakin yksi syöttökohta (23) muodostuu kapeasta • · t M ! raosta, joka avautuu tulipesään (1) olennaisesti välittömästi < polttopuupanoksen (4) yläpuolella eli yleisesti tulipesän (1) « < I keskikorkeudella, jolloin siinä edullisesti on toinenkin toisioilman (12) syöttörako (7) tai senkaltainen sijoitettuna :*·*: tulipesän (l) etuluukun (6) yläreunaan. • · • · · • t • · ·

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1...5 mukainen uuni- t...< rakenne, tunnettu siitä, että tulipesän (1) takaseinä • · · I.. (19) sellaisenaan muodostaa toisioilmakanavan (24) ainakin • · · * erään osuuden seinämän sekä edullisesti poikkileikkaukseltaan !e|ti kolmiomuotoisen alaspäin lämmönvaihtokammion (30-31) läpi suuntautuvan palokanavan (14) jatkeen (25) toisen seinämän • · · (26) osuuden siten, että toisioilmakanava (24) ainakin osit- • · · I I I tain ulottuu tulipesän (1) ja palokanavan (14) jatkeen (25) • · *·’·' välissä ja välittömästi rajoittuu niihin toisioilman (22) esilämmitysjärjestelyn muodostamiseksi. 13 104994

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1...6 mukainen uuni-rakenne, tunnettu siitä, että savukanava (30) ulottuu olennaisesti pystysuorasti ja muodostaa palokanavan (14) jatketta (25) sopivasti kahdelta sivulta ympäröivän lämmönvaihto-kammion (30-31), jossa edullisesti on useita lämmönvaihto-elementtejä (31).

8. Menetelmä puun tai senkaltaisen polttamiseksi uuniraken- teessa, joka käsittää alapuolisella arinalla (2) ja toisio-ilman (12, 22) syötöllä (7, 23) varustetun tulipesän (1) , jonka yläpuolella on jälkipalotila (9) ja savusola siihen liittyvine savukanavineen (30, 32) , tunnettu siitä, että poistuvia palokaasuja (10, 15) pidetään uunin yhdysraken-teisen kuuman vyöhykkeen (14, 25) muodostavassa jälkipalo- tilassa/savusolassa olennaisesti tasaisen nopeuden omaavassa virtauksessa toisaalta säätämällä tulipesään (1) syötettyä ilmamäärää (2, 12, 22) ja toisaalta ohjaamalla palokaasut (10, 15) olennaisesti tasapaksuisen, savukaasujen laminaarivirtauk-sen mukaisesti mitoitetun yhdysrakenteisen jälkipalotilan ja vastaavasti savusolan muodostavan palokanavan (14, 25) läpi, jolloin liekin/palokaasujen (8, 10, 15) ja siihen syötetyn :.i : toisioilman (12, 22) sisäinen sekoittaminen toteutetaan muutta- #>‘·' maila pienen lämpökapasiteetin omaavien ohjauselimien (16, 17) avulla liekin/palokaasujen (8, 10, 15) olennaista suuntausta t · · välittömästi tulipesän (1) yläpuolella ja useina peräkkäisinä «M toimintoina ensin vaakasuunnassa ja sitten pystysuunnassa. • · · · l I I • · *

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu ... siitä, että palokaasujen (10, 15) suuntaus muutetaan välittö- • · · mästi tulipesän (1) yläosaan ja edullisesti suoraan liekki- • · · ’] * vyöhykkeen (8) yläosaan liittyvän ainakin yhden ohuen ja : pienen lämpökapasiteetin omaavan ohjauselimen (16, 17) avulla • · · ensin olennaisesti 90° eteenpäin ja välittömästi sen jälkeen • · · .·. olennaisesti 180° taaksepäin ja sitten sopivasti vielä alas » ♦ * *;*/ palokanavan (14) jatkeeseen (25) , edullisesti siten, että * · palokaasuja (10, 15) pidetään yhdysrakenteisen taitetun kuuman palokanavan (14, 25) muodostavassa jälkipalotilassa/ savusolassa mahdollisimman kauan, sopivasti säätämällä kaasu- 14 104994 jen (15) virtausnopeutta siten, että se on alueella 0,8...2 m/sek, edullisesti noin 1,2 m/sek.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että arinan (2) ilmarakojen ja toisioilman (12, 22) syöttöaukkojen (7, 23) poikkileikkauspinta-alojen välistä suhdetta pidetään alueella 0,4:1...1,4:1, edullisesti siten, että toisioilmaa (12, 22) syötetään kahdesta aukosta (7, 23) eli toisaalta likimain tulipesän (1) takaseinän (19, 20. keskeltä olennaisesti puupanoksen (4) yläpinnan kohdalla ja toisaalta etuluukun (6) yläpäästä, jolloin näiden aukkojen (7, 23) poikkileikkauspinta-alojen välistä suhdetta edulli sesti pidetään alueella 0,3:1...0,8.-1. « • · · • · · »M | f III Iin • Il • I • · ··♦ ··♦ • · • · ·· • ♦ • · · • · « • · • · · • · Φ • · ♦ • · · • 1 ♦ • · · • M» · I · · « · · • · · • • · I • t « · • I · « • · « • 1 • · • · · • · « • · · 15 104994