FI68121C - Braennare - Google Patents

Description

POLTIN - BRÄNNARE

681 21 Tämän keksinnön kohteena on poltin nestemäiselle polttoaineelle, .joka käsittää astian, jonka yläpäässä on liekkiaukko, jonka pinta-ala on pienempi kuin polttoainehöyryjen virtauspoikkipinta astiassa, astiaa ympäröivän vaipan, elimet primääri- ja sekundää-ri-ilman syöttämiseksi, astian seinämän kanssa samankeskisen renkaan, joka on yhdistetty astian pohjan kanssa nestemäisen polttoaineen kostuttaman astian pohjapinnan rajoittamiseksi, as r. iän pohjan keskellä olevan aukon nestemäisen polttoaineen syöttämiseksi, korin, joka on liitetty renkaaseen sen jatkeeksi ja jossa on rei'itetty sivuseinämä, sekä toisen korin, joka on järjestetty samankeskisesti ensinmainitun korin sisäpuolelle ja jossa on umpinainen kansi ja rei'itetty sivuseinämä, jonka alaosa ulottuu renkaan ja astian pohjan rajoittaman tilan sisäpuolelle .

Tämän tyyppistä poltinta käytetään yleensä pienten huoneiden lämmittämiseen. Toiminnan aikana nestemäinen polttoaine johdetaan pinnankorkeuden säätäjästä säiliöjohdon läpi astian pohjalle. Syötetty polttoaine levitetään tasaisesti olennaisesti vaakasuoralle astian pohjalle ja saatetaan kaasumaiseksi astian pohjapinnan korkealla lämpötilalla. Kuitenkin jos tällaista poltinta käytetään lämmitys laitteena ajoneuvoissa tai aluksissa olevissa tiloissa, polttimen pohjan vaakasuora asento ei ole ollenkaan taattu keinuvien liikkeiden tai ajoneuvon tai aluksen kallistuneen asennon johdosta. Tässä tapauksessa syötetyn nestemäisen polttoaineen jakautuma astian pohjalla ei ole tasainen pinnankorkeuden säätäjän erilaisissa halutuissa asennoissa, mikä on hankalaa sikäli että kaasuttamisprosessi ei tule tyydyttävästi suoritetuksi, liekki tulee epävakaaksi ja palamisen tehokkuus ei ole optimissaan, minkä tuloksena syntyy nokea ja palamiskaasu-jen CO-pitoisuus on korkea.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada edellä mainitun kaltainen poltin, joka on erikoisen sopiva käytettäväksi ajoneuvojen, laivojen tai muiden kohteiden tilojen 1ämmityslaitteena, jotka tilat joutuvat alttiiksi keinuville liikkeille, joissa polttimen akselin asento voi poiketa pystysuorasta.

681 21 2

Keksinnön mukaiselle polttimelle on tunnusomaista se, että ensin-mainittu, astian pohjalla olevaan renkaaseen liitetty ulompi kori ulottuu toista, sisempää koria korkeammalle, että ulompaan koriin kuuluu umpinainen kansi ja että sisempi kori on sijoitettu siten, että se on irrallaan välimatkan päässä renkaasta ja astian pohjasta .

Keksinnön mukaisessa polttimessa öljyn kaasuuntuminen tapahtuu yleensä miltei välittömästi sen jälkeen, kun öljy on virrannut syöttöaukosta astian pohjalle, mikä johtuu siitä, että ensinmainit-tu ulompi kori on hyvin kuuma lämmön säteillessä sen seinämästä ja varsinkin sen umpinaisesta kannesta. Välittömän kaasuuntumisen johdosta on varma, ettei öljy virtaa toisen, sisemmän korin reunan ohi siinäkään tapauksessa, että poltin on kaltevassa asennossa.

Kun polttimeen jatkuvasti syötettävä öljy kaasuuntuu miltei välittömästi, on kaasuuntuminen ja näin ollen myös polttimessa tapahtuva palaminen tasaista. Puhuttaessa polttimen normaalista toiminnasta tarkoitetaan tällä tilannetta, jossa poltin on ollut jonkin ajan toiminnassa niin, että sisempi kori on ehtinyt saavuttaa riittävän lämpötilan lämmittääkseen astian pohjaa. Polttimen toimintaa käynnistettäessä sisempi kori ja astian pohja ovat kuitenkin kylmiä, jolloin öljyn välitöntä kaasuuntumista ei tapahdu. Tässä käynnistysvaiheessa öljy voi virrata astian pohjalla sisemmän korin ohi mutta pysyy joka tapauksessa astian pohjaan kiinnitetyn renkaan sisäpuolella. Kaasuuntumista tapahtuu siis tässä vaiheessa koko renkaan rajoittamalla astian pohjapinta-alalla eli renkaan jatkeena olevan ulomman korin alueella.

US-patenttijulkaisussa 2 513 551 on esitetty poltin, joka käsittää konstruktion, joka muodostuu ulommasta korista sekä sen sisäpuolelle sijoitetusta sisemmästä korista. Tässä konstruktiossa primääri-ilma syötetään sisemmän korin sisään. Ulompi kori on sisempää koria matalampi eikä siihen kuulu kantta. Polttimen toimiessa normaalisti öljy virtaa ulomman korin ulkopuolelle mainittua konstruktiota ympäröivälle pöhjapinna11 e. Öljyn kaasuuntuminen tapahtuu siis normaalitilanteessa korien ulkopuolella.

3 68121

Keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan ulomman korin sivuseinämäl-lä on korkeus, joka on noin kaksi kertaa sisemmän korin korkeus, ja lähellä ulomman korin sivuseinämän alareunaa on rivi ensimmäistä tyyppiä olevia aukkoja ja niiden yläpuolella useita rivejä toista tyyppiä olevia aukkoja kunkin ensimmäistä tyyppiä olevan aukon alan ollessa suurempi kuin toista tyyppiä olevan aukon. Ulomman korin ulkopuolella tapahtuva palaminen lämmittää tällöin tehokkasti sisempää koria lämmönsäteilyn tapahtuessa mainittua ensimmäistä tyyppiä olevien aukkojen kautta.

Ulomman korin mainittua ensimmäistä tyyppiä olevat aukot ovat sopivimmin oleellisesti suorakulmaisia ja rajoittuvat toisaalta renkaan yläreunaan ja toisaalta ulottuvat korin sivuseinämässä korkeudelle, joka on pienempi kuin sisemmän korin kannen ja astian pohjan välinen etäisyys.

Kun sisemmässä korissa aukkoja on järjestetty kauttaaltaan korin koko sivuseinämälle, voi kaasuuntuneen öljyn sekoittuminen ilmaan tapahtua laajalla alueella niin, että palamisen kannalta sopiva seos syntyy siinäkin tapauksessa, että polttimeen syötetään suuria öljymääriä. Tämän johdosta polttimen toimintaa on mahdollista säätää laajoissa rajoissa.

Säätömahdol1isuuksia voidaan vielä lisätä, mikäli liekkiaukon yläpuolelle järjestetään lisäsuojus, jossa on liekkiaukon päällä oleva keskeinen aukko, jonka ala on huomattavasti pienempi kuin liekkiaukon, ja lisäksi järjestetään lisäilmareikiä ilman johtamiseksi suojuksen alapuoliseen tilaan.

Keksintöä kuvataan seuraavassa täydellisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuva 1 on kaavamainen pystyleikkauskuva keksinnön mukaan konstruoidun polttimen eräästä suoritusmuodosta,

Kuva 2 esittää osaa ulomman korin sivuseinämästä,

Kuva 3 esittää osaa sisemmän korin sivuseinämästä, ja 4 6 S1 2 1

Kuva 4 on kuvassa 1 esitetyn polttimen muunnelma.

Kuten kuviossa 1 esitetään, käsittää polttimen astia sylinterimäi-sen sivuseinän 1, pohjan 2 ja aukolla varustetun yläseinämän 3, joka aukko mahdollistaa pääsyn liekkiaukolle. Liekkiaukkoa 4 rajoittaa aksiaa1isesti ulottuva seinä 5, joka on suorassa kulmassa astian yläseinämään 3 nähden.

Astiaa ympäröi vaippa 6, joka yhtyy liekkiaukon seinämän 5 yläreunaan ulottuen aina yli astian pohjan 2, ja siinä on pohjapuolella aukko 7 tuuletinlaitteen (ei esitetty) pakottaman ilman sisäänjoh-tamiseksi. Imetty ilma johdetaan ylöspäin astian seinän ja vaipan välisessä tilassa ja myöhemmin johdetaan pois läpi reikien 8 levinneenä yli koko astian seinämän korkeuden astian primääri-ilmana ja vastaavasti johdetaan pois liekkiaukon 4 seinämässä 5 olevien reikien 9 kautta sekudääri-ilmana.

Tavanomaisesti pinnankorkeudensäätäjään (ei esitetty) yhdistetty putki 10 järjestetään nestemäisen polttoaineen syöttämiseksi. Putki 10 kulkee vaipan 6 läpi ja avautuu astian pohjaan 2 keskeisesti järjestettyyn aukkoon 11.

Astian sisäpuolelle on samankeskisestä järjestettynä esimerkiksi terälevyä oleva rengas 12, joka on yhdistetty pohjaan 2. Rengas 12 rajoittaa nestemäisen polttoaineen kostuttaman astian pohjan pintaa ja keskittää kaasuksisaattamisprosessia renkaan ympäröimän tilan sisäpuolella. Renkaan 12 ulkopintaa ympäröi tiiviisti kori 13, jossa on umpinainen kansi ja rei'itetty sivuseinämä. Korin 13 sisäpuolelle on järjestetty samankeskisesti toinen kori 14, jonka korkeus on noin puolet korin 13 korkeudesta. Toisessa, sisemmässä korissa, on myös kansi ja rei'itetty sivuseinämä. Koria 14 pidetään paikallaan tietyillä tuki1aittei11a (ei esitetty) sellaisella tavalla, että renkaan ja astian pohjan rajoittaman tilan sisäpuolelle ulottuva sivuseinämän alempi puoli ei ole kosketuksissa renkaan 12 ja astian pohjan 2 pinnan kanssa. Sisemmän korin 14 etäisyys on sellainen, että polttimen kaikissa käyttötilanteissa polttoaineen kaasuuntumienn on täydellistä riippumatta polttimen keskiakselin määrätyissä rajoissa tapahtuvista poikkeamisista ver- 681 21 5 tikaalisesta asennosta. Tällöin edellytetään, että poltin on ollut jonkin ajan toiminnassa niin, että se on lämmennyt riittäväs-t i .

Korit 13 ja 14 tehdään tulenkestävästä materiaalista, erikoisesti teräslevystä. Kuvat 2 ja 3 esittävät ulomman korin 13 sivuseinämän osaa ja vastaavasti sisemmän korin 14 sivuseinämän osaa. Kuviosta 2 nähdään, että ulommassa korissa 13 on lähellä alareunaa rivi ensimmäistä tyyppiä olevia, oleellisesti suorakulmaisia aukkoja 16, joiden yläpuolelle on järjestetty useita rivejä toista tyyppiä olevia aukkoja 17, jotka ovat oleellisesti pyöreitä. Kunkin ensimmäistä tyyppiä olevan aukon 16 ala on suurempi kuin kunkin toisentyyppisen aukon 17. Kun ulompi kori 13 sijoitetaan renkaan 12 ympärille, suorakulmaisia aukkoja 16 rajoittaa toisaalta renkaan yläreuna, kun taas mainitut aukot ulottuvat ulomman korin sivusei-nämässä korkeuteen, joka on pienempi kuin sisemmän korin 14 kannen ja astian pohjan 2 välinen etäisyys. Suhteellisen suuret suorakulmaiset aukot 16 päästävät palamisilman esteettä sisempään koriin 14. Sisemmän korin 14 suhteellisen pienet aukot 18 ovat jakautuneina sen koko sivuseinämään.

Käytön aikana sisäänpäästetty polttoaine saatetaan kaasumaiseksi renkaan 12 sisäpuolella olevalla astian osalla. Korien 13 ja 14 umpinaisten kansien ansiosta kaasu ajetaan sivuttain tarkoituksena nostaa korien lämpötilaa optimiarvoon. Vapaasti järjestetty sisempi kori 14 saavuttaa lämpötilan (noin 700°C), joka on olennaisesti korkeampi kuin astian pohjan 2 lämpötila (noin 38C°C). Kuuma sisempi kori 14 ylläpitää polttoaineen täydellistä kaasuuntumista, vaikka poltin on alttiina tietyissä rajoissa tapahtuville keinuville liikkeille, joissa astian pohjan asento poikkeaa vaakasuorasta. Säteilylämmön vaikutuksesta polttoaine kaasuuntuu astian kuumalla pohjalla lähes välittömästi. Näin ollen nestemäisen polttoaineen ja astian pohjan välinen kosketuspinta pienenee ja polttoaine, joka pohjan ollessa kallistettuna pyrkisi virtaamaan suorakulmaisista aukoista 16 renkaan 12 yläreunan yli, kaasuuntuu jo ennen kuin se ehtii saavuttaa rengasta 12. Ulommassa korissa 13 olevien suhteellisen suurten aukkojen 16 kautta sisempään koriin 14 pääsevä palamisilma synnyttää pieniä liekkejä korien sivuseinämissä olevissa suhteellisen pienissä aukoissa. Näitä liekkejä ylläpide- 6 68121 tään sisemmän korin 14 sivuseinämissä ulomman korin 13 avulla, kun poltin toimii suuremmalla teholla.

On huomattu, että dieselöljy nestemäisenä polttoaineena tuottaa optimitulokset ja että myös tietyissä rajoissa olevassa heilumista-pauksessa polttimessa on rauhallinen liekin muoto ja se takaa täydellisen palamisen pinnankorkeuden säätäjän kaikissa asennoissa.

On ilmeistä, että keksinnön puitteissa voidaan muotoilla yllä kuvatun polttimen erilaisia suoritusmuotoja. Poltin saattaa esimerkiksi olla muodoltaan soikea pikemminkin kuin sy1 interimäinen.

Kuviossa 4 esitetty poltin eroaa kuvioissa 1-3 esitetystä siinä, että polttimen tehon lisäämiseksi vaipan 6 yläpuolelle on järjestetty ympyrämäinen rivi 1isäilma-aukkoja 20. Niiden yläpuolelle on järjestetty lisäsuojus 21, jossa on keskeinen aukko 22, jonka ala on huomattavasti pienempi kuin liekkiaukon 4.

Kuviosta 4 nähdään myös, että kori 14 on ripustettu korista 13 kes-kitangolla 23, aukko 7 on yhdistetty ilmajohdolla 24 puhaltimeen 25 ja johto 10 vastaanottaa polttoaineen säiliöstä 26 uimurilaitteen 27 läpi, missä nestepinnan 28 korkeus säilytetään uimurin 29 ohjaaman venttiilin 30 avulla. Nestepinnan 28 ja astian pohjan 2 välinen pintojen ero a on esimerkiksi 2 mm. Säädettyä polttoainemäärää ohjataan tällä pintojen välisellä erolla säätoventtii1i1lä 31, joka vaikuttaa polttoaineen virtausvastukseen.

Claims (5)

68121

1. Poltin nestemäiselle polttoaineelle, joka käsittää astian (1), jonka yläpäässä on liekkiaukko (4), jonka pinta-ala on pienempi kuin polttoainehöyryjen virtauspoikkipinta astiassa (1), astiaa ympäröivän vaipan (6), elimet (8, 9) primääri- ja sekundääri-ilman syöttämiseksi, astian seinämän (1) kanssa samankeskisen renkaan (12), joka on yhdistetty astian pohjan (2) kanssa nestemäisen polttoaineen kostuttaman astian pohjapinnan rajoittamiseksi, astian pohjan keskellä olevan aukon (11) nestemäisen polttoaineen syöttämiseksi, korin (13), joka on liitetty renkaaseen (12) sen jatkeeksi ja jossa on rei'itetty (16, 17) sivuseinämä, sekä toisen korin (14) joka on järjestetty samankeskisesti ensinmainitun korin sisäpuolelle ja jossa on umpinainen kansi ja rei'itetty (18) sivuseinämä, jonka alaosa ulottuu renkaan ja astian pohjan (2) rajoittaman tilan sisäpuolelle, tunnettu siitä, että ensinmainittu ulompi kori (13) ulottuu toista, sisempää koria (14) korkeammalle, että ulompaan koriin (13) kuuluu umpinainen kansi ja että sisempi kori (14) on sijoitettu siten, että se on irrallaan välimatkan päässä renkaasta (12) ja astian pohjasta (2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poltin, tunnettu siitä, että ulomman korin (13) sivuseinämällä on korkeus, joka on noin kaksi kertaa sisemmän korin (14) korkeus, ja että lähellä ulomman korin sivuseinämän alareunaa on rivi ensimmäistä tyyppiä olevia aukkoja (16) ja niiden yläpuolella on useita rivejä toista tyyppiä olevia aukkoja (17) kunkin ensimmäistä tyyppiä olevan aukon alan ollessa suurempi kuin toista tyyppiä olevan aukon.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poltin, tunnettu siitä, että ulomman korin (13) ensimmäistä tyyppiä olevat aukot (16) ovat oleellisesti suorakulmaisia ja rajoittuvat toisaalta renkaan yläreunaan ja toisaalta ulottuvat korin sivuseinämässä korkeudelle, joka on pienempi kuin sisemmän korin kannen ja astian pohjan välinen etäisyys.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen poltin, tunnettu siitä, että sisemmässä korissa (14) aukkoja (18) on järjestetty kauttaaltaan korin koko sivuseinämäl1e. 681 21

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen poltin, t u n -n e t t u siitä, että liekkiaukon (4) yläpuolelle on järjestetty lisäsuojus (21), jossa on liekkiaukon (4) yläpuolella keskeinen aukko (22), jonka ala on huomattavasti pienempi kuin liekkiaukon (4), ja että 1isäilmareikä (20) on järjestetty lisäilman johtamiseksi suojuksen (21) alapuoliseen tilaan. PATENTKRAV 6 8121