FI72379B - Foergasningsoljebraennare med en oljefinfoerdelningsanordning - Google Patents

Description

72379

Kaasutusöljypoltin, jossa on öljynsumutuslaite

Keksinnön kohteena on kaasutusöljypoltin, jossa on öljyn-sumutuslaite, tätä ympäröivä palamisilmansyöttö, virtaa alaspäin öljynsumutuslaitteen päästöaukosta järjestetty ohjaus-levy, jossa on aukko, koaksiaalisesti ohjauslevyn aukon kanssa virtaa alaspäin tästä järjestetty sekoitusputki, olennaisesti sylinterimäinen tuliputki, jonka virtaa ylöspäin oleva pää on yhdistetty tiivistäen ohjauslevyä kannattavan palamisilmansyötön päätyseinämän kanssa ja johon on järjestetty sekoitusputki olennaisesti vapaasti makaa-vasti.

Tällainen kaasutusöljypoltin on tunnettu esimerkiksi DE-ha-kemusjulkaisusta 29 18 416.

Tässä tunnetussa laitteessa suihkutetaan öljynsumutuslait-teella, etenkin painepyörresuuttimella tuotettu suihkutus-sumu polttojärjestelmään ja samanaikaisesti sekoitetaan polttoilman kanssa sen virratessa polttojärjestelmän virtaa ylöspäin olevalla sivulla olevan, samankeskisestä suuttimen akselin ympärille järjestetyn, pyöreän ohjauslevyn läpi ja kuljetetaan tämän palamisilman kanssa edelleen polttojärjestelmään. Tämä öljypisaroista ja polttoilmasta koostuva seos saapuu sitten sekoitusputkeen, joka on järjestetty virtaa alaspäin ohjauslevystä ja joka on varustettu virtaa ylöspäin olevassa päässään jossa se rajoittuu ohjauslevyyn, ikkunoilla, joiden kautta - johtuen polttoilmavirran injektorivaiku-tuksesta - imetään kuumia kiertokaasuja, sekoitetaan poltto-ilmavirtaan ja käytetään polttoainepisaroiden haihduttamiseen. Tunnetun laitteen sekoitusputkessa esiintyvä virtausnopeus on suurempi kuin liekinetenemisvilkkaus, niin että siinä ei mikään palaminen voi stabiloitua. Tästä syystä saadaan tällä alueella aikaan vain lämmönsyötöllä öljynsuihkun sivu-pisaroiden palaminen.

2 72379

Kun polttoilmasta ja öljystä muodostuva kokonaisvirta poistuu sekoitusputkesta, saadaan poikkileikkauksen laajennuksen avulla virtauksen hidastus. Virtausnopeus alittaa määrätyllä etäisyydellä sekoitusputken ulostulosta liekin-etenemisvilkkauden, niin että siinä palaminen voi asettua.

Polttoilman injektorisuihkun imupumpun kaltaisen vaikutuksen ansiosta ohjauslevyn läpi tuotetaan alipaine säteittäisen päästöaukon ulkopuolella sekoitusputkessa rengastilassa sekoitusputken ja tuliputken välissä virtaa alaspäin ohjaus-levystä. Tämä alipaine imee virtaa alaspäin olevalta palamisalueelta kaasuja. Nämä kaasut ovat osaksi öljyn ja ilman välisen reaktion jälkeisiä palamiskaasuja, osaksi kuitenkin kaasumaista, palamatonta öljyä ja ilmaa. Etenkin asettuu kiertotilassa sekoitussuhde, jossa on enemmän tai vähemmän selvä polttoaineen ylimäärä. Kiertotilassa esiintyvät korkeat lämpötilat, jotka ovat esimerkiksi 870-1070 K, johtavat etenkin aromaattisten hiilivetyjen vähemmän stabiilien molekyylirakenteiden ollessa kyseessä siihen, että nämä särkyvät ("krakkautuvat"). Useimmiten krakkaustuottei-den aineosana ovat asetyleenit, joilla on tämän lisäksi taipumus polymerointiin. Asetyleeneistä muodostuu hyvin helposti nokea. Noenmuodostus on ei-aromaattisten hiilivetyjen kohdalla huomattavasti vähäisempää.

Virtaa ylöspäin ohjauslevystä olevat polttojärjestelmän rakenneosat, kuten ohjauslevyä kannattava päätyseinä, itse ohjauslevyn kiinnitin ja myös polttoilmanohjausputki jäähdytetään intensiivisesti polttoilmavirralla, jolla on suunnilleen ympäristön lämpötila. Tuliputki ja myös sekoitus-putki ovat jo tunnetuissa rakenteissa kosketuksissa pääty-seinämän ja/tai polttoilmanohjausputken kanssa. Tästä syystä tapahtuu intensiivinen lämpövirta polttojärjestelmästä ja sen rakenneosista polttoilmanohjaustilaan ja sen rakenneosiin. Tällä alueella laskevat tästä syystä virtaa ylöspäin olevassa suunnassa katsottuna rakenneosien seinämien lämpötilat.

Il 3 72379 Tämän lisäksi on öljypoltinsuuttimilla noin 65 kW:n teho-alueesta ylöspäin tälle polttojärjestelmälle lisääntyvästi epäsuotuisampi suihkutuskarakteristika. Suuremmat öljy-kalvonpaksuudet ja hienosumutuksen johdosta tarvittavat kul-jetuspaineet ja siten suuremmat pisaranopeudet antavat polttoaineylimäärän tulla voimakkaammaksi sekoitusputken ulommalla virtausalueella. Siten huononee polttimien työtilanne kasvavan teholuokan mukana.

Molemmat ilmiöt saavat aikaan sen, että ensin kerääntyy seinämille nokikerroksia, jotka lämpötilan laskiessa edelleen kondensoituvien, korkeammassa lämpötilassa kiehuvien lämmitysöljyn aineosien kanssa ja 600-700 K:n lämpötiloissa alkavat muodostaa öljykarstaa. Kerrostumismäärä on verrannollinen noenmuodostusmäärään kiertoalueella. Tämä tarkoittaa, että kerrostumismäärät ovat käytettäessä aromaattipi-toisia lämmitysöljyjä hyvin paljon korkeammat kuin normaalien, nykyisin tavanomaisesti käytettyjen lämmitysöljyjen kohdalla. Tämän lisäksi se kasvaa poltintehon mukana. Yritykset käyttää korkeita aromaattipitoisuuksia omaavaa lämmi-tysöljyä polttojärjestelmässä alussa esitetyllä tavalla ovat saaneet aikaan tunnettujen rakenteiden yhteydessä niin korkeita noki- ja öljykarstan kerrostumismääriä, että suhteellisen lyhyen, suuruusluokaltaan 100-200 tunnin käyttöajan jälkeen kiertoikkuna- ja osittain myös ohjauslevyn päästöaukon poikkileikkaus ovat ahtautuneet niin suuressa määrin, että noeton palaminen on häiriytynyt huomattavasti.

Keksinnön tehtävänä on parantaa alussa mainitun tyyppistä kaasutusöljypoltinta siten, että öljyn- ja noenmuodostus vähenee kiertotilassa ja ohjauslevyn alueella, etenkin käytettäessä hyvin korkean aromaattisten hiilivetyjen pitoisuuden omaavia lämmitysöljyjä ja/tai polttoaineen ylimäärässä kiertoalueella.

Tämä tehtävä ratkaistaan alussa esitetyn tyyppisessä kaasutusöl jypolttimessa keksinnön mukaisesti siten, että sekoi-tusputkessa on välittömästi ohjauslevyyn liittyvässä osakap- 4 72379 paleessa suljettu seinämä, että säteettäinen päästöaukko liittyy tähän suljetun seinämän sisältävään sekoitusputken osa-kappaleeseen ja että ohjauslevyn ja säteittäisen päästö-aukon väliin ulottuvan suljetun seinämän sisältävän sekoitusputken osakappaleen pituus on 0,1-0,6-kertainen sekoitus-putken läpimitasta.

Kokeet tällaisen rakenteen kanssa ovat osoittaneet, että tämän muutoksen avulla verrattuna jo tunnettuihin rakenteisiin rakenneosat pysyvät noettomina, rakenneosien lämpötilat nousevat hieman verrattuna jo tunnettuihin rakenteisiin ja sivuilmiönä tapahtuu tuntuva melutason pienentyminen poisto-kaasuputkessa .

Tämän hetkisen tietojen tason mukaan muuntamalla sylinteri-mäisen sekoitusputkiosan pituutta ohjauslevyn ja säteettäi-sen päästöaukon välillä voidaan ohjata rakenneosien lämpötilan nousua.

Virtaa ylöspäin säteettäisestä päästöaukosta järjestetyn sylinterimäisen sekoitusputkiosan avulla tuotetaan ohjaus-levyn raunan, ohjauslevyn seinämän ja sekoitusputken seinä-mön välisellä alueella säteettäiseen päästöaukkoon asti kuollut tila, johon polttoilmasta ja öljyseoksesta koostuva käyttösuihku, joka saapuu sisään ohjauslevyn kautta, imee kuumaa kiertokaasua. Kiertokaasun lämpötila on korkeampi ja siten tämä on sisältyvän polttoaineylimäärän johdosta syttyvä, kun lisää ilmaa sekoitetaan. Tämä tuoreen ilman sekoitus tapahtuu ohjauslevyn läpi saapuvasta polttoilma-suihkusta. Tästä syystä voidaan lähteä siitä, että nopeuden pienenemisen johdosta kuolleessa tilassa ohjauslevyn ja sekoitusputken jatkeen välillä muodostuu eräänlainen ohjaus-liekki, joka saa aikaan kiertokaasuun sisältyvän polttoaine-ylimäärän osittaisen polttamisen.

Tästä syntyvä kiertokaasujen lämpötilan kasvu saa aikaan polttoilmavirtaan tapahtuvan sekoittumisen jälkeen käyttö-suihkun lämpötilatason kasvun. Tämä edistää toisaalta öljy- 5 72379 pisaroiden haihtumisnopeutta, korottaa toisaalta rakenneosien, etenkin virtaa alaspäin säteettäisestä päästöäukos-ta järjestetyn sekoitusputken osakappaleen lämpötilaa ja saa lopuksi aikaan sen, että ilmapolttoainevirran sytytys tapahtuu sekoitusputkesta poistumisen jälkeen nopeammin. Seoksen korkeampi syttyvyys uudella rakenteella aikaansaadun lämpötilan kasvun johdosta saa aikaan liekkirinta-man stabiloinnin.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa on järjestetty niin, että päätyseinämä sekoitusputken ja tuliputken alueella on siirretty ohjauslevyn suhteen virtaa alaspäin, mieluummin siirretty päätyseinämäalue on samassa tasossa kuin säteet-täisen päästöaukon virtaa ylöspäin oleva rajoitus. Siten otetaan toisaalta se tilaisuus, että edellä esiintyvässä kuolleessa tilassa sekoitusputken ulkopuolella voi kerääntyä kerroksia. Toisaalta siirretty seinämäosa virtaa ylöspäin olevalla sivullaan ulkonevassa asemassa jäähdytetään vähemmän ohjauslevyn virtaavalla ilmalla, niin että samoin vähennetään päällystemuodostuksen vaara.

Eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa on järjestetty niin, että sekoitusputken osakappaleen sisäläpimitta ohjaus-levyn ja säteettäisen päästöaukon välillä poikkeaa virtaa alaspäin säteettäisestä päästöaukosta olevan sekoitusputken osakappaleen sisäläpimitasta, etenkin on virtaa ylöspäin olevan sekoitusputken osakappaleen sisäläpimitta suurempi kuin virtaa alaspäin päästöaukosta olevan sekoitusputken osakappaleen sisäläpimitta. Muuttamalla toisaalta ohjaus-levyn ja läpikulun välistä etäisyyttä ja toisaalta virtaa ylöspäin olevan sekoitusputken osakappaleen sisäläpimittaa voidaan vaihdella kuolleen tilan tilavuutta sekoitusputken jatkeen sisäosassa ja sovitetaan optimaalisesti kulloinkin kyseessä oleviin käyttöolosuhteisiin.

Päätyseinämä voi olla varustettu virtaa ylöspäin olevalla sivullaan lämmöneristyskerroksella. Eristysaineen ja eris-tysaineen vahvuuden valinnan avulla voidaan säätää menetel- 6 72379 mälle suotuisa seinämälämpötila.

Seuraava keksinnön parhaimpien suoritusmuotojen selitys selittää lähemmin keksintöä piirustuksen kanssa. Piirustuksessa kuvio 1 esittää kaaviomaista poikkileikkausta keksinnön mukaisesta kaasutusöljypolttimesta ja kuvio 2 esittää kuvion 1 kaltaista kuvaa kaasutusöljypoltti-men eräästä muunnetusta suoritusesimerkistä yksinkertaistettuna .

Piirustuksessa esitetyssä kaasutusöljypolttimessa 2 on kammio 4, johon on kiinnitetty tavanomaisella tavalla suutin-rungon 8 päälle painesumutussuutin 6. öljy kuljetetaan öljypumpusta 10, jota käytetään sähkömoottorilla 12, joka käyttää samanaikaisesti tavanomaisella tavalla puhallinroot-toria 14. öljypumppu 10 kuljettaa säädettävän kuristusvent-tiilin 16 ja sähkömagneettisesti käytetyn sulkuventtiilin 18 kautta öljyn sumutussuuttimeen 6 ulottuvaan suutinrunkoon 8. Puhallinroottori 14 kuljettaa palamisilman ilmakanavan 20 kautta kammioon 4, nimittäin ilmaläpällä 24 varustetun kuris-tusventtiilin 22 kautta, jota läppää voidaan säätää moottorin 26 kautta. Suutinrungon 8 päälle järjestetyllä kiinnittimellä 28 on kiinnitetty sytytyselektrodipari 30, joka on yhteydessä sytytysmuuntajaan 32.

Ennen sumutussuuttimen 6 suuta on järjestetty ohjauslevyksi muodostettu ohjausseinämä 34, jossa on päästöaukko 36. Ohjauslevyn päästöreikä 36 on koaksiaalisesti sumutussuutti-men 6 akselin suhteen. Virtaa alaspäin ohjauslevyn päästö-aukosta 36 on järjestetty samoin koaksiaalisesti sumutussuut-timen 6 akselin suhteen sekoitusputki 38, joka on järjestetty koaksiaalisesti tuliputkeen 42, jonka virtaa ylöspäin oleva pää on yhdistetty tiivistäen päätyseinämään 40. Päätysei-nämä 40 sulautuu ohjausseinämään 34 ja erottaa kammion 4 tuliputken 42 ympäröimästä palotilasta.

7 72379

Kalvon päästöaukon 36 läpimitta on pienempi kuin sekoitus-putken 38 sisäläpimitta.

Sekoitusputken 38 seinämään on järjestetty säteettäisiä päästöaukkoja 44, joiden virtaa ylöspäin olevalla rajoituksella 46 on ohjausseinämästä 34 etäisyys, joka on 0,1—0,6— kertainen sekoitusputken 38 sisäläpimitasta. Säteettäinen päästöaukko 44 muodostetaan kehäraoilla, joiden väliin jäävät listat 48, jotka yhdistävät virtaa ylöspäin olevan sekoitusputken osakappaleen 50 ja virtaa alaspäin järjestetyn sekoitusputken osakappaleen 52 keskenään.

Kuviossa 1 esitetyssä suoritusesimerkissä on sekoitusputken osakappaleessa 50 sama sisäläpimitta kuin sekoitusputken osakappaleessa 52, mutta keksinnön puitteissa on kuitenkin mahdollista valita sekoitusputken osakappaleen 50 sisäläpimitta poikkeavaksi sekoitusputken osakappaleen 52 sisäläpimitasta.

Edelleen on mahdollista vaihdella sekoitusputken osakappaleen 50 ulottuvuutta aksiaalisessa suunnassa, nimittäin - kuten mainittiin - sekoitusputken läpimitan noin 0,1-kertaisen ja 0,6-kertaisen välillä. Vaihtelemalla sekoitusputken osa-kappaleen 50 sisäläpimittaa ja pituutta voidaan muuttaa kuolleen tilan 54 tilavuutta ja geometrisia mittoja, jota tilaa rajoitetaan toisaalta ohjauslevyn päästöaukon 36 rajoituksella ja ohjauslevyä ympäröivällä ohjausseinämällä ja toisaalta sekoitusputken osakappaleen 50 seinämällä. Tämän kuolleen tilan 54 mittojen tämän muutoksen avulla laite voidaan sovittaa käyttöolosuhteisiin.

Vain täydellisyyden vuoksi viitataan vielä siihen, että on järjestetty päätyseinämän 40 läpi ulottuva ionointisondi 56, joka työntyy tuliputkeen liekkialueelle asti ja on liitetty tavanomaisella tavalla ohjauslaitteeseen 58, jonka kautta liekin sammuessa keskeytetään öljynsyöttö sulkemalla venttiili 18 ja katkaisemalla moottori 12.

8 72379

Kuviossa 2 esitetty suoritusesimerkki poikkeaa kuviossa 1 esitetystä vain päätyseinämän 40 ja päätyseinämän ja säteettäisen päästöaukon 44 välissä olevan sekoitusputken osakappaleen 50 muodossa. Vastaavilla osilla on tästä syystä samat viitemerkit.

Kuvion 2 mukaisessa suoritusesimerkissä on sekoitusputken osakappaleen 50 sisäläpimitta valittu suuremmaksi kuin sekoitusputken osakappaleen 52 sisäläpimitta. Tämän lisäksi on sekoitusputken osakappaletta 50 ympäröivä päätyseinä-mä 40 siirretty virtaa alaspäin niin paljon, että se on samassa tasossa kuin säteettäisen päästöaukon 44 virtaa ylöspäin oleva rajoitus 46. Siten vältetään kuolleen tilan 60 muodostaminen, joka ympäröi kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä sekoitusputken osakappaletta 50.

Lisäksi on päätyseinämässä 40 sen kammioon 4 päin olevalla sivulla termisesti eristävä kerros 62, jonka materiaali ja paksuus valitaan niin, että päätyseinämän 40 lämpötila takaa minimaalisen noen kerääntymisen päätyseinämään 40.

Tietenkin on kuvion 2 mukaisessa rakenteessa samoin mahdollista vaihdella sekoitusputken osakappaleen 50 sisäläpimit-taa ja aksiaalista ulottuvuutta, niin että tässä rakenteessa kuolleen tilan 54 tilavuus ja muoto voidaan sovittaa optimaalisesti käyttöolosuhteisiin.

Päinvastoin on myös kuvion 1 mukaisessa sovellutuksessa mahdollista päällystää päätyseinämä 40 sen kammioon 4 päin olevalla sivulla eristyskerroksella 62.

Claims (2)

72379 9 1. Kaasutusöljypoltin (2), jossa on öljynsumutuslaite, tätä ympäröivä palamisilmansyöttö, virtaa alaspäin öljynsumutuslait-teen poistosta järjestetty ohjauslevy (34, 36), jossa on aukko(36), koaksiaalisesti ohjauslevyn aukon kanssa virtaa alaspäin tästä järjestetty sekoitusputki (38) , säteettäinen päästöaukko (44) se-koitusputken virtaa ylöspäin olevassa osassa, olennaisesti sylin-terimäinen tuliputki (42), jonka virtaa ylöpäin oleva pää on yhdistetty tiivistäen polttoilmansyötön ohjauslevyä tukevaan pääty-seinämään (40) ja johon sekoitusputki on järjestetty olennaisesti vapaasti makaavaksi, tunnettu siitä, että sekoitusputkes-sa (38) on välittömästi ohjaus levyyn (34 , 36) liittyvässä osakappa-leessa (50) suljettu seinämä, että säteettäinen päästöaukko (44) liittyy tähän suljetulla seinämällä varustettuun sekoitusputken osakappaleeseen (50) ja että ohjauslevyn (34, 36) ja säteettäisen päästöaukon (44) väliin ulottuvan suljetun seinämän omaavan sekoitusputken osakappaleen (50) aksiaalinen pituus on 0,1-0,6-kertai-nen sekoitusputken läpimitasta. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen öljypoltin, tunnettu siitä, että päätyseinämä (40) on siirretty sekoitusputken (38) ja : tuliputken (42) välisellä alueella ohjauslevyn (34, 36) suhteen virtaa alaspäin. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen öljypoltin, tunnettu siitä, että siirretty päätyseinämäalue (40) on samassa tasossa kuin säteettäisen päästöaukon (44) virtaa ylöspäin oleva rajoitus (46). 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen öljypoltin, tunnettu siitä, että sekoitusputken osakappaleen (50) sisäläpimitta ohjauslevyn (34, 36) ja säteettäisen päästöaukon (44) välissä poikkeaa virtaa alaspäin säteettäisestä päästöaukosta (44) olevan sekoitusputken osakappaleen (52) sisäläpimitasta. 72379 10 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen öljypoltin, tunnet-t u siitä, että sekoitusputken osakappaleen (50) sisäläpimitta ohjauslevyn (34, 36) ja säteettäisen päästöaukon (44) välissä on suurempi kuin virtaa alaspäin säteettäisestä päästöaukosta (44) olevan sekoitusputken osakappaleen (52) sisäläpimitta. 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen öljy-poltin, tunnettu siitä, että päätyseinämä (40) on varustettu kammioon (4) päin olevalla sivullaan lämmöneristyskerrok-sella (62).

1. Förgasningsoljebrännare (2) med en oijefinfördelnings-anordning, en denna omgivande förbränningslufttillförsel, en nedströms oijefinfördelningsanordningens utlopp anordnad styr-platta (34, 36) med en öppning (36), ett koaxiellt med styr-plattans öppning nedströms denna anordnat blandningsrör (38), en radiell utloppsöppning (44) i den uppströms vända delen av blandningsröret, ett väsentligen cylindriskt flamrör (42) , vars uppströms liggande ände är förbunden tätad med den styrplattan bärande ändväggen (40) av förbränningslufttillförseln och i vilken blandningsröret är anordnat väsentligen fritt liggande, kanne-tecknad av att blandningsröret (38) i det omedelbart tili styrplattan (34, 36) anslutande delstycket (50) uppvisar en sluten vägg, att den radiella utloppsöppningen (44) ansluter tili detta blandningsrördelstycke (50) med sluten vägg och att den axiella längden av det mellan styrplattan (34, 36) och den radiella utloppsöppningen (44) sig sträckande blandningsrördelstycke (50) med sluten vägg är 0,1 - 0,6-faldig av blandningsrördiametern.

2. 01jebrännare enligt patentkravet 1, kännetecknad av att ändväggen (40) i omrädet mellan blandningsröret (38) och flamröret (42) är förskjuten .nedströms i förhällande tili styrplattan (34, 36) .