FI108810B - Laitteisto ja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi - Google Patents

Laitteisto ja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI108810B
FI108810B FI20001616A FI20001616A FI108810B FI 108810 B FI108810 B FI 108810B FI 20001616 A FI20001616 A FI 20001616A FI 20001616 A FI20001616 A FI 20001616A FI 108810 B FI108810 B FI 108810B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sound
boiler
combustion
characterized
apparatus according
Prior art date
Application number
FI20001616A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20001616A (fi
FI20001616A0 (fi
Inventor
Heikki Ahonen
Arttu Salmela
Original Assignee
Nirania Ky
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nirania Ky filed Critical Nirania Ky
Priority to FI20001616 priority Critical
Priority to FI20001616A priority patent/FI108810B/fi
Publication of FI20001616A0 publication Critical patent/FI20001616A0/fi
Publication of FI20001616A publication Critical patent/FI20001616A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI108810B publication Critical patent/FI108810B/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F23C99/003Combustion process using sound or vibrations

Description

108810

Laitteistoja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi Anläggning och förfarande för att effektivera förbränningen och värmeöverföringen 5

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen laitteisto polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi lämpökattilassa.

10

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 8 johdanto-osan mukainen menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi lämpökattilassa.

Keksintö liittyy voimalaitosten, lämmitysuunien, lämpökattiloiden ja vastaavien 15 palotilassa tapahtuvaan palamiseen ja sen tehostamiseen. Näistä keksinnön sovellutuskohteista käytetään jatkossa nimitystä lämpökattila.

Palaminen on monimutkainen tapahtuma, joka riippuu useista eri tekijöistä, kuten polttoaineen partikkelikoosta, palamislämpötilasta sekä lämpökattilan rakenteesta.

; 20 Palamistapahtumassa käytettävä polttoaine hapettuu, jolloin tuloksena syntyy ; lämpöä. Tyypillisissä palamislämpötiloissa kuuman kiinteän aineen palaminen ·;··· riippuu siitä nopeudesta, jolla happi diffusoituu aineen pintaan. Palamisen edisty- essä partikkelikoko ja partikkelin massa pienenevät. Poltettaessa hiiltä palamis-: tuloksena syntyy hiilimonoksidia, joka edelleen palaa hiilidioksidiksi.

25

On tunnettua edistää palamistapahtumaa aiheuttamalla palamistilaan turbulenssia, joka edistää aineen siirtoa ja lämmönsiirtoa palamisessa. Tunnetuissa ratkaisuissa esiintyy kuitenkin edelleenkin ongelmia voimalaitoksissa, lämmitysuuneissa ja lämpökattiloissa ja vastaavissa tapahtuvan palamisen loppuunsaattamisessa. Tur-: 30 bulenssin tuottajia, kuten sekoittajia, on hankalaa tuoda korkeisiin lämpötiloihin, • · * 2 108810 jotka ovat tyypillisesti 600 - 1000 °C. Erityisesti ongelmia esiintyy ei-haihtuvien hiilihiukkasten palamisessa.

Palamisen edistämiseen liittyy myös lämpökattilan lämmönsiirtopintojen puhdis-5 taminen tuhkapartikkeleista ja palamattomista hiilihiukkasista. Tunnettu puhdistusmenetelmä on akustinen puhdistaminen, jossa äänilähteitä sijoitetaan lämpö-kattilan lämmönsiirto-osiin ja ääntä tuotetaan jaksottaisesti n. 2-15 minuutin välein muutaman sekunnin kerrallaan. Akustiset puhdistuslaitteet tunnetaan mm. julkaisuista WO-82/01328 ja WO-82/03803. Lisäksi patenttijulkaisusta US 10 5,785,012 tunnetaan polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostaminen lämpökat- tilassa varustamalla lämpökattilan palothan pääpalamisvyöhykkeen yläpuolinen tila äänilähteillä.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laitteisto ja menetelmä palamistapahtu-15 man edistämiseksi siten, että palaminen on täydellisempää ja päästöt vähäisempiä.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

* · · 20 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esi-; tetty patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa.

• · : Keksinnön mukaisessa jäqestetyssä palamistapahtumaa edistetään lämpökattilassa : : siten, että varsinaisen pääpalamisvyöhykkeen yläpuoliseen tilaan kohdistetaan 25 pyörivä äänikenttä. Tässä sijaintikohdassa haihtuvat aineet ovat pääasiassa jo pa- ‘"J laneet, mutta osa hiilestä on pieninä hiukkasina vielä palamatta. Äänikenttä on edullisesti jatkuva ja se synnytetään sopivilla äänilähteillä, jotka sijoitetaan läm- pökattilan paloillaan. Keksinnön mukaisella järjestelyllä palamistapahtumaa edistetään siten, että käytettävästä polttoaineesta saadaan enemmän lämpöä ja tu- : 30 loksena syntyy vähemmän palamisjätettä. Samalla saavutetaan myös puhtaampi * * » • · * · . ·. : palaminen, minkä seurauksena haitalliset päästöt vähenevät.

' 3 108810

Seuraavassa keksintöä selostetaan viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioihin, joissa esitettyihin suoritusmuotoihin keksintöä ei ole yksinomaan tarkoitus rajoittaa.

5

Kuvio 1 esittää lämpökattilaa ja keksinnön mukaisen laitteiston sijoittamista siihen.

Kuvio 2 esittää esimerkkiä keksinnön mukaisesta äänikentästä.

10

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti lämpökattilaa, jossa sovelletaan keksinnön mukaista menetelmää polttotapahtuman edistämiseksi. Lämpökattilan 10 palotilaan 11 on sijoitettu äänilähteet S. Äänilähteiden S sijoituspaikkana on pääpalamisvyöhyk-keen yläpuolinen tila ennen savukaasujen jäähdytystä. Äänilähteenä käytetään 15 edullisesti akustisesta puhdistamisesta tunnettuja äänitorvia, jotka tuottavat äänenvoimakkuuden 100-165 dB taajuudella 20-1000 Hz. Valittu äänentaajuusalue on hyvän tunkeutumissyvyyden vuoksi edullinen käytettäväksi juuri palamista-pahtuman edistämiseen. Äänilähteiden S tehoa ja taajuutta voidaan valitulla alueella säätää kattilan tyypin ja koon sekä äänilähteiden S sijoituspaikkojen mukai- • · · 20 sesti. Äänen voimakkuus valitaan siten, että äänilähteiden S synnyttämä ääni- : painetaso on edullisesti vähintään 120 dB äänipainekuvioiden kohtauspaikassa.

« · I

·;··· Äänilähteet S sijoitetaan palotilaan 11 siten, että niiden synnyttämät äänipaineku- : ”: viot kohtaavat 20-90° kulmissa sivu- ja/tai korkeussuunnissa.

• · • · • » · 25 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa äänilähteitä S sijoitetaan lämpökattilan 10 eri korkeuksille ja palotilassa 11 ylös mentäessä äänilähteen S taajuutta suu- ...· rennetaan sitä mukaan, kun kiinteiden hiukkasten halkaisija ja massa pienenevät palotilassa 11 edettäessä. Tällöin haluttu palamistapahtuman edistävä vaikutus : pysyy optimaalisena.

: !·. 30 • · · 4 108810

Keksinnön toisessa edullisessa suoritusmuodossa äänilähteet S sijoitetaan lämpö-kattilaan 10 siten, että syntyvästä äänikentästä saadaan pyörivä. Kuviossa 2 havainnollistetaan tällaista pyörivää äänikenttää, joka saadaan aikaiseksi sijoittamalla halkaisijaltaan suorakaiteen muotoiseen lämpökattilan 10 palotilaan 11 neljä 5 äänilähdettä S, joilla saadaan aikaiseksi kuviossa 2 esitetty äänipaineen suuntaku-vio. Vastaavanlainen pyörivä äänikenttä voidaan synnyttää myös muun muotoisessa lämpökattilassa. Äänilähteiden S määrä ja sijoittelu voivat vaihdella tässä esimerkissä esitetystä, kun synnytetään pyörivä äänikenttä.

10 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa lämpökattilaan 10 sijoitettujen äänilähteiden S kautta syötetään lämpökattilaan 10 osa palamistapahtumassa tarvittavasta sekundääri- ja/tai tertiääri-ilmasta. Tämä syötettävä ilma toimii samalla äänilähteiden S jäähdytysilmana.

15 Keksintöä voidaan soveltaa kaikentyyppisissä voimalaitoksissa, lämmitysuuneis-sa, lämpökattiloissa ja vastaavissa. Äänilähteenä käytetään akustisesta puhdistuksesta tunnettuja äänitorvia, mutta myös muunlaisia äänilähteitä voidaan käyttää.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joissa esitettyihin keksinnön eri suori- 20 tusmuotoihin keksintöä ei ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa. 1 • » * · ·

Claims (8)

  1. 5 108810
  2. 1. Laitteisto polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi lämpökattilassa, joka laitteisto käsittää lämpökattilan (10) palotilan (11) pääpalamisvyöhykkeen 5 yläpuoliseen tilaan sijoitettuja äänilähteitä (S), joilla synnytetään palamistapahtu-maa ja täydellisempää palamista edistävä äänikenttä, tunnettu siitä, että ääni-lähteet (S) on sijoitettu siten, että äänilähteiden (S) synnyttämät äänipainekuviot kohtaavat 20-90° kulmissa sivu- ja/tai korkeussuunnissa ja että äänilähteet (S) on sovitettu lämpökattilaan (10) siten, että syntyvä äänikenttä on pyörivä. 10
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että äänilähteiden (S) synnyttämä äänikenttä on jatkuva. j
  4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että äänilähtei-15 den (S) synnyttämä äänipainetaso on vähintään 120 dB äänipainekuvioiden kohtauspaikassa.
  5. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ääni- . : lähteiden (S) synnyttämän äänen taajuus on 20-1000 Hz. ·:··! 20 : 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että läm- pökattilan (10) sekundääri- ja/tai tertiääri-ilma tai osa siitä on syötetty kattilaan ;, , , ·' äänilähteiden (S) kautta. • · · • · ·
  6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ääni- lähteet on sijoitettu lämpökattilaan (10) siten, että äänentaajuus nousee lämpökat- » » · ··.1 tilan (10) yläosaa kohti. • ·
  7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ääni - • 30 lähteet (S) ovat akustisia torvia. » I ► · I * · · » I 6 108810
  8. 8. Menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi lämpökattilassa, jossa menetelmässä synnytetään äänikenttä äänilähteillä (S) lämpökattilan (10) palothan (11) pääpalamisvyöhykkeen yläpuoliseen tilaan, tunnettu siitä, että eri puolille ja/tai eri korkeuksille lämpökattilaan sijoitetuilla äänilähteillä (S) synny-5 tetään pyörivä äänikenttä. 1 « · « » · • ♦ ♦ • · * · • · » • » * » » · · 7 108810
FI20001616A 2000-07-06 2000-07-06 Laitteisto ja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi FI108810B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20001616 2000-07-06
FI20001616A FI108810B (fi) 2000-07-06 2000-07-06 Laitteisto ja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20001616A FI108810B (fi) 2000-07-06 2000-07-06 Laitteisto ja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi
AT01958090T AT328242T (de) 2000-07-06 2001-07-06 Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der verbrennung und des wärmeübergangs in einem kessel unter verwendung von schall
CA 2414988 CA2414988C (en) 2000-07-06 2001-07-06 Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound
US10/332,101 US20060040226A1 (en) 2000-07-06 2001-07-06 Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound
JP2002509693A JP2004502919A (ja) 2000-07-06 2001-07-06 音響を使用してボイラー内の燃焼及び熱伝達を改善する装置及び方法
AU7982901A AU7982901A (en) 2000-07-06 2001-07-06 Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound
PCT/FI2001/000647 WO2002004861A1 (en) 2000-07-06 2001-07-06 Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound
EP20010958090 EP1311787B1 (en) 2000-07-06 2001-07-06 Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound
DE2001620184 DE60120184T2 (de) 2000-07-06 2001-07-06 Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der verbrennung und des wärmeübergangs in einem kessel unter verwendung von schall
NO20030036A NO323672B1 (no) 2000-07-06 2003-01-03 Anordning og fremgangsmate for forbedret forbrenning og varmeoverforing i en kjele ved bruk av lyd
ZA200300058A ZA200300058B (en) 2000-07-06 2003-01-03 Equipment and method for enhancing combustion and heat transfer in a boiler by using sound.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20001616A0 FI20001616A0 (fi) 2000-07-06
FI20001616A FI20001616A (fi) 2002-01-07
FI108810B true FI108810B (fi) 2002-03-28

Family

ID=8558736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20001616A FI108810B (fi) 2000-07-06 2000-07-06 Laitteisto ja menetelmä polttotapahtuman ja lämmönsiirron tehostamiseksi

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20060040226A1 (fi)
EP (1) EP1311787B1 (fi)
JP (1) JP2004502919A (fi)
AT (1) AT328242T (fi)
AU (1) AU7982901A (fi)
CA (1) CA2414988C (fi)
DE (1) DE60120184T2 (fi)
FI (1) FI108810B (fi)
NO (1) NO323672B1 (fi)
WO (1) WO2002004861A1 (fi)
ZA (1) ZA200300058B (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI118756B (fi) 2004-04-02 2008-03-14 Nirafon Oy Menetelmä kaasupainepulssien tuottamiseksi hiukkaskasautumien puhdistuslaitteistossa ja hiukkaskasautumien puhdistuslaitteisto
EP2016334A1 (en) * 2006-05-10 2009-01-21 Force Technology Method, device and system for enhancing combustion of solid objects

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE162662C1 (fi) *
SE425597B (sv) * 1980-10-13 1982-10-18 Ekstroms Vermetekniska Ab Tvangsstyrd ljudalstrare for infraljudomradet
JPS58500725A (fi) * 1981-04-30 1983-05-06
US4699588A (en) * 1986-03-06 1987-10-13 Sonotech, Inc. Method and apparatus for conducting a process in a pulsating environment
JPS63229125A (en) * 1987-03-18 1988-09-26 Hitachi Zosen Corp Desulfurization inside oven
US5785012A (en) * 1992-12-15 1998-07-28 Bha Group Holdings, Inc. Acoustically enhanced combustion method and apparatus
US5638609A (en) * 1995-11-13 1997-06-17 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Process and apparatus for drying and heating
EP1001214B1 (de) * 1998-11-09 2004-09-15 ALSTOM Technology Ltd Brenner

Also Published As

Publication number Publication date
CA2414988A1 (en) 2002-01-17
DE60120184D1 (de) 2006-07-06
NO20030036D0 (no) 2003-01-03
US20060040226A1 (en) 2006-02-23
NO323672B1 (no) 2007-06-25
EP1311787A1 (en) 2003-05-21
EP1311787B1 (en) 2006-05-31
ZA200300058B (en) 2003-07-23
FI108810B1 (fi)
DE60120184T2 (de) 2007-03-29
FI20001616D0 (fi)
FI20001616A (fi) 2002-01-07
AT328242T (de) 2006-06-15
JP2004502919A (ja) 2004-01-29
AU7982901A (en) 2002-01-21
FI20001616A0 (fi) 2000-07-06
WO2002004861A1 (en) 2002-01-17
CA2414988C (en) 2009-06-09
NO20030036L (no) 2003-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2125204C1 (ru) Горелка
AT401191B (de) Heizkessel zur zweistufigen verbrennung
JP2006000847A (ja) 部分的にガス化された石炭を水銀除去に利用する方法及び装置
KR960002751B1 (ko) 쓰레기 소각로에 있어서의 미연소분 발생 억제 방법 및 쓰레기 소각로
CA2385801A1 (en) Method for operating a boiler using oxygen-enriched oxidants
JP2004084981A (ja) 廃棄物焼却炉
US4785748A (en) Method sudden expansion (SUE) incinerator for destroying hazardous materials & wastes
US2177258A (en) Incineration of smoke and industrial fumes
CZ59197A3 (en) Method of heating asphalt surface and apparatus for making the same
ES2005521T3 (es) Metodo para incinerar, especialmente basura.
KR100529826B1 (ko) 플라즈마 열분해에 의한 폐기물 처리 장치 및 방법
BR9903050A (pt) Forno elétrico de cozimento com grelha a gás com infravermelho
EA200101218A1 (ru) Система для сжигания массового топлива
ES2275086T3 (es) Metodo y dispositivo para controlar la inyeccion de aire primario y secundario en un sistema de incineracion.
KR0151166B1 (ko) 재순환 및 플러그 흐름 연소방법
US3947215A (en) Fume flare
US6962117B2 (en) Method and apparatus for controlling combustion in a furnace
NL8102667A (nl) Inrichting en werkwijze voor rookgasrecirculatie in een met vaste brandstof werkende stoomketel.
US4479921A (en) Solid fuel heating appliance and combustor apparatus therefor
US6715431B1 (en) Multifunctional disposal apparatus
JP2009510383A (ja) 最適条件下での燃焼排ガスからの蒸気生成ボイラ
US4924847A (en) Combustion system
CA2088659C (en) Apparatus and process for control of nitric oxide emissions from combustion devices using vortex rings and the like
EP0819885A3 (en) Combustion apparatus
US4515147A (en) Clean burning grate for fireplaces and wood stoves

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: NIRAFON OY

Free format text: NIRAFON OY