FI69696B - Foerfarande och anordning foer alstring av mikrovaetskedroppar - Google Patents

Description

69696

Menetelmä ja laite mikrokokoisten nestepisaroiden tuottamiseksi - Förfarande och anordning för alstring av mikroväts-kedroppar

Keksinnön kohteena on menetelmä mikrokokoisten nestepisaroiden tuottamiseksi, jonka mukaan nestettä suihkutetaan aukosta pyörrekammioon (12) ja siitä kuljetus- tai reaktioti-laan (20), jossa nesteeseen kohdistetaan ulkoinen kaasuvir-taus (13), jonka virtausrata kulkee konsentrisesti ja ruuvi-maisesti reaktiotilaan (20) avautuvan aukon (22) akseliin nähden sekä laite tällaisen menetelmän suorittamiseksi, ja menetelmän sekä laitteen käyttö öljyn polttamista varten.

Tällainen menetelmä ja laite mm. öljyn polttamiseksi on tunnettu US-patenttijulkaisusta 4,120,640. Tunnetussa ratkaisussa suihkutetaan neste erittäin kompaktin, vain vähän avautuvan suihkukartion muodossa reaktiotilaan, jolloin reaktiotilaan avautuvaa aukkoa ympäröi samakeskinen rengas, joka jättää vapaan rengastilan itsensä ja reaktiotilan sisä-seinämän väliin, johon rengastilaan ulkoisen kaasuvirtauksen suutin avautuu. Kaasunvirtaus muodostaa siten jo tässä ren-gastilassa ulkoisen vyöhykkeen, jossa vallitsee ylipaine, joka pysyy ennallaan pääasiassa reaktiotilan koko pituudelta, jolloin suihkukartio pysyy koossa ja vältetään nestepisaroiden kerääntyminen reaktiotilan sisäseinämille. Toisaalta seuraa tästä rakenteesta että reaktiotila on rakennettava suhteellisen pitkäksi suihkutetun nesteen jotakuinkin tyydyttävän sumutusvaikutuksen aikaansaamiseksi.

Keksinnön tehtävänä on nyt saada aikaan edellä mainittua tyyppiä oleva menetelmä ja laite mikrokokoisten nestepisaroiden tuottamiseksi, joka sallii reaktiotilaan suihkutetun nesteen erittäin hienon sumutuksen myös silloin, kun reaktiotila on hyvin lyhyt.

2 6 9 6 9 6 Tämä tehtävä ratkaistaan menetelmän kohdalla keksinnön mukaisesti siten, että pyörrekammiossa (12) muodostetaan onton kartion muotoinen virtausprofiili, joka siihen liittyvässä reaktiotilassa (20) leviää edelleen alipaineen vaikutuksesta välittömästi sisääntuloaukon (22) jälkeen reaktio-tilaan (20).

Keksinnön mukaisilla toimenpiteillä saavutetaan reaktio-tilaan suihkutetun nesteen spontaaninen leviäminen viuhka-maisesti, joka vastaavasti vaikuttaa nestettä hajottavasti. Reaktiotilaan johdettu ontto suihkukartio leviää säteensuun-nassa välittömästi sisääntuloaukon takana vallitsevan alipaineen vaikutuksesta, jolloin saavutetaan erittäin nopea pinta-alan kasvu, joka johtaa mainittuun hienosumutuksessa erittäin lyhyellä matkalla. Ulkoinen kaasuvirtaus estää siten sinänsä tunnetulla tavalla että nestepisarat kerääntyvät reaktiotilan sisäseinämille kerrostumia muodostamaan.

US-patenttijulkaisusta 3,758,259 ja DE-patenttihakemuk-sesta DE-2356 229 on tosin tunnettua saattaa suuttimesta tuleva neste kiertoliikkeeseen ulkoisen kaasuvirtauksen avulla niin, että neste saa letkumaisen tai onton kartion muotoisen virtausprofiilin, jolloin aikaansaadaan ulostule-van nesteen melko tasainen hienosumutus (vrt. esim. DE 2 356 229, s. 2, 3. kpl). Muutoin ei tunnetuissa ratkaisuissa kuitenkaan ole esitetty kuinka onton kartion muotoista virtausprof iilia voitaisiin spontaanisesti saada leviämään viuhkamaisesti suuttimesta tulon jälkeen, mikä johtaa vieläkin hienojakoisempaan sumutukseen erittäin lyhyellä matkalla .

Yllättävästi saavutetaan keksinnön mukaiset vaikutukset myös silloin, kun neste vain vähäisellä paineella sumutetaan pyörrekammioon ja siitä reaktiotilaan.

Keksinnön mukaisen menetelmän edullisia sovellutusmuotoja on kuvattu vaatimuksissa 2-5, jolloin vaatimuksen 5 toimenpiteellä saavutetaan vieläkin tehokkaampi nestepisaroiden hienontaminen. Kaasunvirtaukselle on tässä suoritusmuodossa 3 69696 tunnusomaista kaksi päällekkäistä kiertoliikettä.

Asetettu tehtävä ratkaistaan laitteen kohdalla patenttivaatimuksen 6 toimenpiteillä, jolloin vaatimuksissa 7-11 on kuvattu keksinnön mukaisen laitteen edullisia rakenteellisia edelleenkehitysmuotoja.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuvat erityisesti öljyn polttamisee. On yleisesti tunnettua, että poltto tapahtuu sitä nopeammin ja täydellisemmin, mitä pienempiä polttoaineen (öljyn) pisarat ovat. Prosessiajän t (= poltto-aika) ja pisaraläpimitan d välinen riippuvuus on seuraava: t = c.dl'® jolloin c on vakio. Prosessiaika t on tarvittava oloaika re-aktiotilassa, jolloin keksinnön mukaisesti tämä aika voidaan säilyttää myös reaktiotilan ollessa hyvin lyhyt.

Keksinnön mukaisen laitteen erittäin lyhyestä rakennepi-tuudesta huolimatta saavutetaan käytännöllisesti katsoen jäännösvapaa polttaminen ja hyvin alhaisin CO-, NO- ja CH-jäännösosuuksin. Polttaminen voi vaaratta tapahtua avohuo-neessa.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää selitetään lähemmin keksinnön mukaisen laitteen oheisissa piirustuksissa kaaviomaisesti esitettyjen edullisten suoritusesimerkkien avulla.

Piirustuksissa:

Kuv. 1 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaista laitetta ,

Kuv. 2 esittää, miten kuvion 1 mukainen yksikkö on järjestetty lämmönvaihtimeen, ja

Kuv. 3 ja 4 esittävät graafisesti kuvion 1 mukaisen yksikön edullista vaikutusta.

Kuvion 4 mukainen laite käsittää pyörrekammion 12, johon avautuu suutin 10, sekä reaktiotilan 20, joka liittyy välittömästi pyörrekammioon 12. Suuttimesta 10 ulostuleva neste 4 69696 15 saatetaan pyörrekammiossa 12 ulkoisen kaasuvirtauksen 13 avulla kiertoliikkeeseen, niin että neste pyörrekammiossa 12 saa onton kartion muotoisen virtausprofiilin. Tämä onton kartion muotoinen virtausprofiili joutuu suutinta 10 vastapäätä olevasta aukosta 22 pyörrekammiosta 12 sitä seuraavaan reaktiotilaan 20, jossa se spontaanisesti laajenee edelleen alipaineen vaikutuksesta välittömästi sisääntuloaukon 22 takana reaktiotilaan 20. Tätä laajenemista on kuviossa 1 merkitty viitenumerolla 19. Reaktiotila 20 on, kuten kuviosta 1 nähdään, maljamainen, jolloin sisääntuloaukko 22 on sijoitettu keskeisesti reaktiotilan 20 päätyseinämään. Etäisyydellä aukosta 22 on useita suunnilleen tasaisesti kehälle jakautuneita aukkoja 24 sisääntulevaa kaasua varten, jotka ovat järjestetyt vinosti säteen suuntaan nähden, jotta kaa-suvirtaus 21 saisi ennalta määrätyn ruuviliikkeen reaktiotilan 20 läpi. Maljamaisen reaktiotilan 20 sisäläpimitta voi olla mitoitettu siten, että ulkoinen kaasuvirtaus ei käytännöllisesti katsoen enää vaikuta sivuseinämän 28 sisäpintaan. Siten vältetään nestepisaroiden 19 tai niiden reaktiotuotteiden kerrostuminen sivuseinämän 28 sisäpintaan. Tällaiset kerrostumat voisivat aiheuttaa muutoksen virtausolosuhteissa ja määrätyn käyttöajan jälkeen olisi reaktiotila 20 puhdistettava.

Jotta varmistettaisiin, että pisarat eivät kerrostu sivu-seinämän 28 sisäpintaan, voidaan aukkoihin 24 sijoittaa sivuseinämän 28 sisäpinnan ohi ulottuvat putket 30 (kuv. 1).

Erilaisiin pisarakokoihin, pisaramateriaalin reaktioai-koihin jne. sovittamista varten voi olla edullista, että putket 30 sijoitetaan aukkojen 24 sisäpuolelle siirrettäväs-ti, niin että sivuseinämän 28 sisäpinnan yli ulottuvat osan pituutta voidaan muuttaa. Yksinkertaisimmin tämä ongelma voidaan ratkaista siten, että putket 30 ruuvataan aukkoihin 24.

Lopuksi on myös mahdollista muuttaa aukkojen 24 vast, putkien 30 suihkusuuntaa erilaisiin pisarakokoihin jne. so- 5 69696 vittamista varten.

On osoittautunut, että rengastilassa reaktiotilan 20 suljetun päätysivun ja ulkoisen kaasuvirtauksen sisääntulon 24 vast. 30 välissä muodostuu alipaine, joka vetää tai laajentaa aukosta 22 ulostulevan onton kartion muotoisen virtausp-rofiilin spontaanisesti säteittäisesti ulospäin, jolloin aikaansaadaan erittäin hienojakoinen suihkutus. Ulkoinen kaa-suvirtaus 21 edistää tätä suihkutusta ja estää samanaikaisesti nestepisaroiden kerrostumisen sivuseinämän 28 sisäpinnalle. ,

Reaktiotilaan johdettujen nestepisaroiden levittymisen edelleen parantamiseksi on etäisyydelle nestepisaroiden tu-loaukon 22 eteen järjestetty jakokappale 32, jonka aukkoon 22 päin oleva sivu on muodostettu tasaiseksi. Riippuen ulkoisista parametreistä, kuten kaasuntulonopeudesta, pisara-koosta jne. voi jakokappaleen 32 aukkoon 22 päin oleva taso olla myös muodostettu kuperaksi tai kartiomaiseksi.

Jakokappale 32 edistää siis pisaroiden nopeaa sekoittumista kaasuvirtauksen 21 kanssa, jolloin sekoituksen aste voidaan säätää jakokappaleen 32 muodon avulla. Myös jakokappaleen 32 etäisyys aukosta 22 vaikuttaa sekoituksen tai kuljetustilaan johdettujen nestepisaroiden levittymisen asteeseen. Sekoitusasteen tai levittymisen muuttamiseksi on jako-laite 32 tästä syystä laakeroitu reaktiotilan 20 pituusakselin 9 suuntaan mieluimmin edestakaisin siirrettäväksi. Hyviä tuloksia voidaan saavuttaa silloin, kun jakokappale 32 on tasossa pisaran tuloaukon 22 ja kaasuputken 20 määrittävän tason välissä tämän lähellä, Jakokappale 32 edistää etenkin sisäänjohdettujen pisaroiden 19 tasaista jakaantumista reaktiotilan 20 poikkileikkauksen yli. Jakokappale 32 estää siis pisaroiden paikallisen kasaantumisen, minkä ansiosta saadaan aikaan yhdenmukainen sekoittuminen kaasuvirtaan 21. Kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä jakokappale 32 on kiinnitetty jäykkään lankaan. Voidaan ajatella kuitenkin myös muita kiinnitysmahdollisuuksia, jolloin on kuitenkin otettava huo- 6 69696 mioon se, että kiinnitysvälineet eivät pääse vaikuttamaan epäsuotuisasti virtaukseen, etenkään kaasu-pisara-virtauksen kierreliikkeeseen kuljetustilassa 20.

Mikäli reaktiotilan tulee toimia polttotilana, siihen on järjestetty mieluimmin vielä sytytyslaite 36 pisarantuloau-kon 22 alueelle nestepisaroiden, esim. öljypisaroiden polttamisen käynnistämiseksi.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa aikaansaadaan kaasu-virtauksen 13 kiertoliike pyörrekammiossa 12 suuttimen 10 ulkokehälle vinosti suuttimen pituusakseliin nähden järjestetyillä kaasunohjauselimillä 16, jolloin tällaisina voivat toimia ohjauslevyt tai kierreurat. Pyörrekammio 12 on katkaistun kartion muotoinen jolloin pienemmän päätysivun muodostaa tuloaukko 22 reaktiotilaan 20.

7 6969 6

Kuviossa 2 on käytetty kuvion 1 mukaista yksikköä öljy-polttimena ja sitä on merkitty viitenumerolla 41. Poltin 41 on sijoitettu pystysuoran lämmönvaihtimen 42 yläosaan, jolloin reaktiotila 20 ulottuu hieman poistokaa- 5 sutilaan 43. Reaktiotila 20 toimii kuviossa 2 kaaviomaisesti esitetyssä käyttöesimerkissä polttotilana, jolloin liekki 44 lyö hieman ulos polttotilasta 20. Poistokaasutilan 43 läpi johdetaan kuumat palamiskaasut nuolten 45 mukaisesti, jolloin poistokaasutilan 43 polttimesta poispäin olevaan päähän 10 sen sisäosaan on järjestetty konsentrisesti putkimainen sä-teilykappale 34. Putkimaisen säteilykappaleen 34 ulkoläpimit-ta on hieman pienempi kuin poistokaasutilan 43 sisäläpimitta, mikä tila on muodostettu esitetyssä suoritusesimerkissä samoin putkimaiseksi. Sekä säteilykappale 34 että poistokaasu-15 tilan 43 seinämä on valmistettu mieluummin kuumuuttakestä-västä materiaalista (teräksestä) ja niissä on tumma, mieluummin musta värjäys, niin että ne toimivat ideaalisina säteily-kappaleina. Ylimääräinen säteilykappale 34 sekä poistokaasu-tilaa 43 rajoittava poistokaasuputki edistävät lämmönvaihtoa 20 kuumien palamiskaasujen ja ympäristön, tässä tapauksessa läm-mönvaihtoaineen 38 välillä, joka johdetaan ohi etäisyydellä poistokaasuputkesta.

Kuumien palamiskaasujen ja poistoputken sekä etenkin mustan säteilykappaleen 34 välissä tapahtuu lämmönvaihto konven-25 tion kautta. Poistokaasuputken ja/tai säteilykappaleen vastaanottama lämpö johdetaan pois säteilyn avulla puolestaan ympäristöön vast, lämmönvaihtoväliaineeseen 38 ja kulkeutuu tämän avulla toiseen paikkaan.

Putkimaisen säteilykappaleen 34 lisäksi tai sen sijasta 30 voidaan järjestää myös poistokaasuputken ulostulon taakse vast, lämmönvaihtimen 42 läpi ulottuviin kaasunohjauskana-viin 46 mustia säteilykappaleita, jotka "huuhdotaan" kuumilla palamiskaasuilla. Säteilykappaleiden muoto voi olla esim. munanmuotoinen. Voidaan käyttää kuitenkin myös putkimaisia 35 säteilykappaleita. On tietenkin otettava huomioon se, ettei liian suuria paineenlaskuja pääse muodostumaan järjestettä- 8 69696 essä säteilykappaleet kaasunohjauskanaviin.

Mustat säteilykappaleet ovat metallia, mieluummin kuu-muuttakestävää ruostumatonta terästä. Kuitenkin ne voidaan aivan yhtä hyvin valmistaa keramiikasta tai kivestä. Materi-5 aali riippuu säteilykappaleiden ympäri virtaavasta kaasusta vast, reaktiotilassa 20 tapahtuvista kemiallisista ja/tai fysikaalisista reaktioista.

Järjestettäessä säteilykappaleet suhteellisen kauaksi polttoliekistä säteilykappaleilla ei vaikuteta liekin lämpö-10 tilaan eikä siten palamiseen.

Järjestettäessä säteilykappaleet välittömästi liekin tai reaktiopaikan läheisyyteen saadaan säteilykappaleiden vaikutuksesta jotka siis johtavat lämpöä ulospäin, s.o. ympäristöön, aikaan jäähdytysilmiö, joka aiheuttaa esim. sen, 15 että reaktionopeus laskee tai mitään reaktiota ei tapahdu (esim. krakkausprosessit).

Useissa kemiallisissa tai fysikaalisissa prosesseissa voi olla myös tarpeen lisätä reaktioiden kulkua varten lämpöä ulkoapäin. Tämä on tähän asti saatu tavallisesti aikaan 20 vain lämmittämällä reaktiotilaa lämmityssysteemillä tai vastaavalla. Nyt on osoittautunut, että käyttämällä edellä esitettyjä säteilykappaleita reaktiotilassa voidaan lämmönsiirtoa ulkoapäin reaktiotilaan tehostaa huomattavasti. Reaktio-tilaan järjestetyt säteilykappaleet mahdollistavat ylimää-25 räisen lämmönsyötön lämpösäteilytyksen avulla.

Säteilykappaleet soveltuvat myös etenkin palamiskaasu- Λ jen ohjattuun jälkipolttoon poistokaasukanavassa. Tätä tarkoitusta varten säteilykappaleet järjestetään poistokaasu-kanavaan sopivalle etäisyydelle polttoliekistä ja kuumenne-30 taan ulkoapäin lämpösäteilytyksen avulla. Tällöin säteily-kappaleen konvenktion avulla poistokaasuille luovuttama lämpö saa aikaan poistokaasujen jälkisytytyksen, niin että saadaan aikaan täydellinen palaminen ennen poistokaasujen poistumista ulkoilmaan.

9 69696

Kuten yllä esitetyistä suoritusmuodoista nähdään, esitetty keksintö soveltuu aivan erityisesti öljynpolttimeen. Tästä syystä seuraavassa selitetään vielä lähemmin öljynpoltti-men suhteita ja etuja, jotka saavutetaan keksinnön mukaisen 5 ratkaisun avulla.

On olemassa useita menetelmiä öljynpolttimen noenmuodos-tuksen alentamiseksi. Joitakin näistä menetelmistä on esitetty lähemmin esimerkiksi julkaisussa Peterson ja Skoog "Stoft-bildning vid oijeeldning", Tukholma, 1972. Tällöin tunnetut 10 menetelmät koskevat ensi sijassa raskasöljyjen käyttöä. Näissä tunnetuissa menetelmissä on osoittautunut sopivimmaksi käyttää öljyn ja veden emulsiota. Kuitenkaan ei tässä menetelmässä voida välttää pienten nokihiukkasten muodostumista, jotka johtavat vaarallisiin SO^-konsentraatioihin, kun polt-15 toaineena käytetään kevytöljyä. Näiden ihmisen keuhkolle vaarallisten pienten nokihiukkasten muodostumista voidaan vähentää parantamalla palamista. Palamisintensiteetti tai massanläpivirtausnopeus, joka poltetaan massayksikköä kohden öljyä, voidaan määrittää seuraavasti: 20 ih = 2§~ (cy - cf) ' ρΒ jolloin Λ = massanläpivirtausnopeus pisaran massayksikköä kohden, d = pisaran läpimitta cy = höyrykonsentraatio liekissä, 25 p = öljyn tiheys pisaralämpötilassa ja 3 = höyryn siirtokerroin.

Yllä olevasta yhtälöstä (1) nähdään, että palamisintensiteetti paranee: a) pisaran läpimitan pienentyessä, 30 b) cy:n arvon kasvaessa, jota voidaan korottaa korottamalla öljynlämpötilaa, esim. esilämmityksen avulla, ja c) 3:n arvon kohotessa, joka määritetään seuraavalla yhtälöllä: 69696 10 6 = I ' Pf/Ptot <2) jolloin D = diffuusiokerroin pf = osittaispaine Cy:n arvon mukaisesti ja Ptot = kokonaispaine polttoalueella.

Yhtälön (2) käyttö rajoittuu siihen tapaukseen, jossa ei esiinny mitään suhteellisen liikkeen vaikutusta pisaran ja ympäristön välillä.

Kuten yhtälöstä (2) nähdään, voidaan arvoa ja siten arvoa m korottaa korottamalla öljypisaran ympäristön, yleensä ilmakehän lämpötilaa koska D:n arvo on lämpötilasta riippuvainen ja dD/dT > 0. Pisarakoolla on siis suuri merkitys, koska pienemmät pisarat johtavat suurempaan β:η arvoon.

Yhteenvetona saadaan siis, että palamista voidaan parantaa - pienempien öljypisaroiden avulla, - pisaraa ympäröivän väliaineen, useimmiten ilman korkeamman lämpötilan avulla.

Molemmat ensimmäiset ehdot täytetään optimaalisesti kuvatun laitteen avulla.

Kolmas ehto voidaan samoin täyttää hyvin yksinkertaisesti esilämmittämällä poltettava öljy.

Kuten edellä jo reaktiotilan 20 yhteydessä esitettiin seikkaperäisesti, saadaan välittömästi nesteen sisääntuloau-kon takana vallitsevan alipaineen ja reaktiotilan läpi kulkevien nestepisaroiden ruuviliikkeen ansiosta riittävä oloaika pisaroiden täydellistä palamista varten reaktiotilassa (20) (0,01 s), vaikka reaktiotila 20 on rakennettu hyvin lyhyeksi. Reaktiotilan 20 lyhyellä rakennetavalla on muuten se etu, että lämpösäteilyn hukka on reaktiotilan alueella vastaavan pieni.

1 1 69696

Huolimatta reaktiotilan 20 lyhyestä rakennetavasta taataan siis keksinnön mukaisessa ratkaisussa täydellinen palaminen tässä tilassa.

Kokeet ovat osoittaneet, että noenmuodostus käytettäessä 5 keksinnön mukaista menetelmää tai kuviossa 1 esitettyä keksinnön mukaista laitetta on lähes nolla. Tällöin on osoittautunut edulliseksi, kun suihkutustilan ja reaktiotilan ollessa peräkkäin johdetaan käytettävissä olevasta painekaasusta n. 15% suihkutustilaan ja 85% reaktiotilaan.

10 Reaktiotilaan johdetun painekaasun, esim. ilman nopeus on mieluimmin n. 50 - n. 150 m/s. Nämä arvot ovat osoittautuneet erittäin edullisiksi, etenkin vältetään ilman ylimäärät, jotka johtavat ei-toivotun SO^-muodostukseen. Vähäinen SO^-muodostus johtaa myös noenmuodostuksen vähenemiseen, kuten 15 jo on osoitettu julkaisussa Gaydon et ai "Proc. of Royal Society", London, 1947.

Seuraavassa mainittakoon vielä muutama sana typpioksidien muodostumisesta. Typpioksidit (ΝΟχ) ovat hyvin vaarallisia etenkin eläimille ja ihmisille. Tästä syystä on useissa mais-20 sa lähimääräyksiä, joiden mukaan poistokaasuissa olevat typ-pioksidi-konsentraatiot eivät saa ylittää määrättyä arvoa. Saksassa typpioksidi-konsentraatio öljy-polttimissa (raskas-öljyllä käytettynä) ei saa ylittää arvoa 500 ppm poistokaasussa.

25 Typpioksidien muodostus on seuraus - typpiatomien osuudesta öljyn muodostavissa aineissa. Noin 50 % typpioksideista, jotka muodostuvat palamisen yhteydessä, ovat välittömästi peräisin öljyn muodostavista komponenteista .

30 - typpioksidien muodostumisesta palamisen yhteydessä.

Viimeksi mainitussa muodostuu sekä NO:ia että N02:ia.

N0:n muodostumista on tutkittu intensiivisesti. Tällöin on saatu seuraavat tulokset: - liekkilämpötilan korotus vähentää NO:n muodostumista, 35 - vähäinen ilman ylimäärä edistää NO:n muodostusta, - NO:n muodostuminen riippuu hyvin voimakkaasti ajasta, joka 12 69696 on käytettävissä muodostumiseen. Tässä yhteydessä viitataan kuvioon 3/ jossa on esitetty graafisesti NO:n muodostuminen palamiskaasujen oloajasta riippuvaisena, jonka ne ovat polt-totilassa. Kuviosta 3 nähdään, että NO:n muodostuminen riip-5 puu polttoilman lämpötilasta.

Käytettäessä kuvion 1 mukaista yksikköä öljynpolttimena saadaan pienen (erittäin lyhyen reaktiotilan 20) rakenneta-van johdosta palamiskaasujen vastaavan pieni oloaika. Edelleen itse palamisaika vähenee erittäin pienten neste- tai 10 vast, öljypisaroiden johdosta minimiin. Pisaroiden ja poistokaasujen oloaika kuvion 1 mukaisessa yksikössä on noin 0,07 sekuntia. Kuvion 3 mukaisesti muodostuu tästä syystä noin 20 ppm NO:ia käytettäessä kuvion 1 mukaista yksikköä öljynpolttimena. Tällöin tämän lyhyen oloajan yhteydessä pa-15 lamisilman esilämmityksellä on tuskin mitään merkitystä.

Kuten edellä on esitetty, parannetaan palamisilman esilämmi-tyksen avulla itse palamista tai vast, palamisintensiteettiä.

Kuviossa 4 on esitetty vielä kerran kaaviomaisesti keksinnön mukaisesti rakennetun öljypolttimen NOx~arvot verrat-20 tuna tavanomaisiin öljynpolttimiin, nimittäin riippuvaisena öljyn läpivirtausnopeudesta (1/h) ja hapen osuudesta palamisen yhteydessä.

Kuvion 1 mukaisen suihkutusyksiköllä ja reaktioyksiköllä varustetun laitteen käyttö öljynpolttimena saa aikaan siis 25 optimaalisen, noettoman palamisen hyvin alhaisessa ilman ylimäärässä vähintään 92%:n hyötysuhteella.

Claims (12)

1. Menetelmä mikrokokoisten nestepisaroiden tuottamiseksi, jonka mukaan nestettä suihkutetaan aukosta pyörrekammioon (12) ja siitä kuljetus- tai reaktiotilaan (20), jossa nesteeseen kohdistetaan ulkoinen kaasuvirtaus (13), jonka vir-tausrata kulkee konsentrisesti ja ruuvimaisesti reaktiotilaan (20) avautuvan aukon (22) akseliin nähden, tunnet-t u siitä että pyörrekammiossa (12) muodostetaan onton kartion muotoinen virtausprofiili, joka siihen liittyvässä reaktiotilassa (20) leviää edelleen alipaineen vaikutuksesta välittömästi sisääntuloaukon (22) jälkeen reaktiotilaan (20).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasun virtaussuuunta reaktiotilassa valitaan samansuuntaiseksi eteenkytketyssä pyörrekammiossa vallitsevan kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasun virtaussuunta reaktiotilassa valitaan vastakkaissuuntaiseksi eteenkytketyssä pyörrekammiossa vallitsevan kanssa.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasun johtaminen pyörrekammioon ja/tai reaktiotilaan tapahtuu välimatkan päässä tilan seinämän sisäpinnasta siten, että varmasti vältetään nestepisaroiden kosketus tilan seinämien sisäpintojen kanssa.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu suorittaa kierto- tai ruuvimaisen liikkeen.

6. Laite mikrokokoisten nestepisaroiden tuottamiseksi jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukaisen menetelmän mukaan, jossa laitteessa on pyörrekammioon (12) avautuva suutin ja pyörrekammioon (12) liittyvä kuljetus- tai reaktiotila (20), jossa on kaasuntuloaukko (16) kaasuvirtaa varten, jonka virtaussuunta on samankeskinen ja ruuvimainen reaktiotilaan (20) avautuvan aukon (22) akseliin nähden, tunnettu siitä, että välimatkan päähän sisääntuloaukosta (22) on reak- 69696 tiotilaa (20) sivulta rajoittavaan sivuseinämään (28) järjestetty useita, vinosti säteeseen nähden ulottuvia aukkoja (24) tai vast, kaasuntuloa varten.

6 9 6 9 6

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukkoon (24) on sijoitettu sivuseinämän (28) sisäpinnan yli ulottuva putki (30), niin että vältetään varmasti ruuvimaisen kaasuvirtauksen avulla reaktiotilan läpi johdettujen nestepisaroiden kosketus niiden kuljetuksen aikana sivuseinämän sisäpinnan kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että reaktiotilaan (20) ulottuvan putken tai putkien (30) pituus on säädettävissä.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukko (24) on hieman kalteva myös virtaussuuntaan.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 6-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktiotilaan (20) on järjestetty etäisyydelle pisaroiden tuloaukosta (22) jakokappale (32)/ joka levittää reaktiotilaan johdetut pisarat säteit-täisesti ja jakaa ne tasaisesti tilan poikkileikkauksen yli.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 6-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktiotilan (20) taakse on järjestetty tummat, mieluimmin mustat säteilykappaleet (34), jotka luovuttavat konvektion ansiosta pisara-kaasu-seoksesta vast, reaktiokaasusta vastaanotetun lämmön säteilyn avulla ympäristöön, jolloin säteilykappaleet edullisesti muodostaa putkenkappale, joka on sijoitettu konsentrisesti reaktioti-laa (20) seuraavaan kanavaan (42).

12. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukaisen menetelmän tai jonkin patenttivaatimuksista 6-11 mukaisen laitteen käyttö öljyn polttamiseen. 69696