FI61814C - Emulgeringsanordning - Google Patents

Description

γβ! m) KuuLUTusjuLKAisu ,1ft1 .

' UTLÄGG NI NGSSKRI FT 6 löi 4 »ffig C<45> Patent"L:4lai " ' (51) Kv.lk?/lnt.ci.3 B 01 F 3/08 // C 10 L 1/32 SUOMI-FINLAND (21) Pttcnttlhakemui — Patantamökning 802303 (22) H»k«ml*pllvä — Araöknlngidag 22.07-80 ^ ^ (23) AlkupMvl — Glttljhaudag 22.07.8 0 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offvntllg 23.01.82

Patentti· ja rekisterihallitus .... ...... . ,. ...

1 (44) Nlhtlvtkalpanon ja kuuLJulkalaun pvm.— ~,r. r,c an

Patent- och registerstyreisen An*ök»n utligd och utl.ikrlften publlcerad ιν.υο.οέ (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Btgird priorltet (71) FinnReg Oy, Rajakatu 27, 18100 Heinola 10, Suomi-Finland(FI) (72) Eljas Koskela, Heinola, Suomi-Finland(FI) (’jb) C-G. Gädeke (‘./O Emulgoimislaite - Emulgeringsanordning

Keksinnön kohteena on emulgoimislaite, erikoisesti veden emulgointia varten raskaaseen polttoöljyyn, jossa laitteessa vettä määrätyssä suhteessa suuttimen avulla ruiskutetaan kuumennetun öljyn sekaan paremman palamishyötysuhteen saavuttamiseksi.

Koska maailman öljyvarat ovat rajalliset on raakaöljyn mahdollisimman suuri hyödyntäminen tullut ajankohtaiseksi. Tämä on johtanut siihen, että mm. polttoöljyksi tarkoitettu öljy on laadullisesti muuttunut eli on siirrytty huonompaan, siis raskaampaan öljyyn. Toisaalta ovat yleiset ympäristönsuojelumääräykset tiukentuneet.

Jo melko kauan on tunnettu menetelmä, jossa öljyyn on sekoitettu vettä eli on synnytetty emulsio, vettä ja öljyä mahdollisimman hyvin yhteen sulautuneina. Vaikka menetelmä on tunnettu pitkään, ei se ulkuaikoinaan kuitenkaan ollut merkittävästi käytössä. Hyt on uusi tietämys sekä parempi emulgoinnin tekniikka tuonut menetelmän uudelleen käyttöön ja suuren mielenkiinnon kohteeksi. Kmulsion avulla saavutetaan nimittäin eräitä tärkeitä etuja:

Palaminen paranee; COg-pitoisuus palamisessa nousee.

Savukaasun loppulämpötila laskee.

Kiin toainopitoisuus laskee.

Kattilan nuohousvälit oitenevät.

2 61 81 4

Emulsiota valmistettaessa on pyrittävä saamaan vesi öljyyn tietynsuuruisina pisaroina ja tietyssä määrin. Pisarakoon on oltava 2-5 Jim. Määrä vaihtelee eri poltinvalmistajilla 4-6 til.-% öljymäärästä. Teoreettinen vesimäärä on 5 til.-96.

Kun vesipisarat emulsiossa ovat riittävän pieniä, ovat ne sitoutuneet öljynisaroihin, jotka hajoitetaan polttimessa. öljypisarat lämpenevät nopeasti syntyvien kuumien kaasujen ansiosta ja jo 100° C:n lämpötilassa muodostuu vesihöyryä, joka "räjäyttää'* öljypi saran lukuisiksi pienemmiksi pisaroiksi. Tämä aiheuttaa lyhentyneen pala-misajan ja sitä tietä myös pienemmän kiintoainepitoisuuden.

öljyn ja veden emulsio saadaan aikaan käyttäen erilaisia menetelmiä. Tavallisin on ns. ruiskumenetelmä, jossa vettä ruiskutetaan öljy-putkeen tai -pumppuun suuttimen tai suuttimien avulla. Tällaisia ovat esim. U.S.-patenttien 3,741,712 ja 4,048,963 mukaiset laitteet. Viimeksi mainitussa tapauksessa laitteeseen kuuluu lisäksi vibraat-tori, jolla ääniaaltojen avulla pyritään parantamaan emulsion laatua. Ilämä tunnetut laitteet toimivat kyllä tyydyttävästi, kun kysymyksessä on normaaliraskasta öljyä. Jos sensijaan pyritään käyttämään vielä paksumpaa ja halvempaa osaa raakaöljystä, ne eivät riitä aikaansaamaan tarpeeksi hienojakoista ja homogeenista emulsiota.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada emulgoimislaite, jolla myöskin tätä raskainta osaa raakaöljystä voidaan käyttää hyväksi polttimissa. Tämä käy keksinnön mukaan mahdolliseksi lähinnä kahden tekijän yhteisvaikutuksen ansiosta, nimittäin että vesi kuumennetaan ennen sen syöttämistä pakko-ohjatun venttiilin kautta öljyn sekaan ja että näin syntynyttä emulsiota vielä käsitellään eri-koisrakenteisessa sekoittimessa ennen sen syöttämistä polttimeen. Keksinnön tunnusmerkit käyvät lähemmin ilmi patenttivaatimuksista.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen, erään keksinnön suoritusmuodon esittävään piirustukseen, jossa:

Kuvio 1 kaaviokuvana esittää keksinnönmukaisen emulgoimislaitteen siihen liittyvine vedenkuumennuslaitteineen ja emulsion sekoittimineen sekä kuvio 2 itse sekoittimen sivulta nähtynä ja keskeltä läpileikattuna.

Vettä johdetaan mahdollisesti esilämmitettynä korkeapainepumpun 1 kautta sähköiseen vedenlämmittimeen 2, jossa vesi kuumennetaan 80-120°,C:seen. sieltä vesi kulkee pakko-ohjatun venttiilin 3 kautta, 3 61814 joka portaattomasti säätää vesimäärän öljymäarän mukaan, sekoittimen toisessa päässä olevaan veden sumutussuuttimeen 4. Sekoittimen muodostaa lieriönmuotoinen suljettu kotelo 5, jonka pituusakselin suunnassa, suuttimeen 4 nähden vastakkaisessa päädyssä, kulkee moottorin 6 pyörittämä akseli 7. Kotelossa 5 on akselin 7 päähän kiinnitetty kaksi samankeskeistä, pienillä säteissuuntaisilla reisillä varustettua, pyörivää lieriötä 8, joiden välissä on kiinteä, kotelon toiseen päähän kiinnitetty, samoin reititetty lieriö 9. Suutinta 4 ympäri: koteloon 9 jatkoksi liitetty lieriönmuotoinen kappale 10, jonka päätylevyyn 11 putkenmuotoinen suuttimenpidike 12 pituussuunnassa säädettäväsi! on kiinnitetty kierteillä ja lukittu mutterilla 13-Suutin 4 on kierteillä kiinnitetty suuttimenpidikkeeseen 12, joten se helposti on vaihdettavissa suurempaan tai pienempään kokoon.

Lieriönmuotoisen kappaleen 10 alaosassa on putkiliitin 14 raakaöljyn sisääntuloa varten ja kotelon 5 yläosassa on putkiliitin 15 valmiin emulsion ulostuloa varten. Akseli 7 on laakeroituna kotelon 5 pääty-levyssä olevaan hoikkiin 16 tiivistysrenkaiden 17 ja kiristysholkin (ei esitetty piirustuksessa) avulla. Lieriöissä 8 ja 9 olevien reikien läpimitta voi olla esim. 0,5-1,5 mm ja lieriöpintojen välit 1-2 mm. Akselin 7 ja lieriöiden 8 ja 9 kierrosluku voi sopivasti olla 2800 kierr./min. Jos se on huomattavasti korkeampi niin keskipakos-voima pyrkii erottamaan veden ja öljyn.

Keksinnön mukainen laite toimii seuraavasti: Vettä johdetaan korkea-painepumpun välityksellä, paine esim. 25 baria, sähkövastuksella varustetun vedenlämmittimen 2 ja pakko-ohjatun venttiilin 3 kautta suuttimeen 4. Öljyä tulee tunnettuun tapaan kuumennettuna80-120° C ja 0,5-3,5 barin paineen alaisena putkinliittimeen 14 ja siitä lieriön 8 sisään, jossa siihen sekaantuu vesisumua suuttimesta 4.

Näin syntynyt puolivalmis emulsio kulkee sekoittimessa vuorotellen pyörivien ja kiinteän lieriöiden reikien lävitse ja sekoittu näin hyvin, joten syntyy hienojakoista ja homogeenista emulsiota, joka poistuu putkiliittimen 15 kautta polttimeen.

Kuumennetun veden ja sekoittimen käytön ansiosta saadaan siis korkealaatuista emulsiota vaikka käytetään kovinkin raskasta raakaöljyä.

Sekoittimen rakennetta voidaan kuitenkin muunnella huomattavastikin allaolevien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (2)

4 6181 4

1. Emulgoimislaite, erikoisesti veden emulgotntia varten raskaaseen polttoöljyyn, jossa laitteessa vettä määrätyssä suhteessa suuttimen (4) avulla ruiskutetaan kuumennetun öljyn sekaan paremman palamishyötysuhteen saavuttamiseksi, tunnettu siitä, että vesi kuumennetaan vedenlämmittimessä (2) 80 - 120° C:en lämpötilaan ennen sen syöttämistä pakko-ohjatun venttiilin (3) kautta öljyn sekaan ja että näin syntynyttä emulsiota käsitellään sekoit-timessa (5), jonka muodostaa joukko toistensa suhteen pyöriviä, samankeskisiä ja revitettyjä lieriöpintoja (8,9), joiden läpi emulsio pakoitetaan kulkemaan paremman emulsiolaadun saavuttamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoittimen muodostaa lieriönmuotoinen suljettu kotelo (5), jonka pituusakselin suunnassa, suuttimeen (4) nähden vastakkaisessa päädyssä kulkee moottorin (6) pyörittämä akseli (7), jonka päähän kotelossa (5) on kiinnitetty kaksi akselin (7) suuntaista, ja siis samankeskistä, pienillä säteissuuntaisilla rei'illa varustettua, pyörivää lieriötä (8), joiden välissä on kiinteä, kotelon (5) toiseen päähän kiinnitetty, samoin reititetty lieriö (9), joiden lieriöiden reikien lävitse emulsio joutuu kulkemaan sisältä ulospäin. 1 Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin (4), joka sijaitsee oleellisesti samassa linjassa kuin akseli (7), on kierteillä kiinnitetty suuttimenpidik-keeseen (12) ja näinollen vaihdettavissa, ja että suuttimenpidik-keen (12) asema pituussuunnassa on säädettävissä.