HUT74544A - Raw gas burner and process for burning oxygenic constituents in process gas - Google Patents

Description

A találmány tárgya égő, oxidálható anyagoknak műveleti gázban való elégetéséhez, továbbá eljárás éghető anyagok elégetésére. A találmány előnyös kiviteli alakját egy égó képezi, termális utóégető készülékhez, amilyent jellegzetesen a nyomdaiparban használnak a környezetre káros alkotókat tartalmazó távozó anyag elégetéséhez, továbbá egy eljárás az éghető anyagoknak az említett égővel történő elégetésére.

Manapság a környezeti szempontok azt követelik, hogy az atmoszférába kibocsátott anyagok igen alacsony szinten tartalmazzanak ártalmas anyagokat. A nemzeti és nemzetközi NO_x-emisszió-szabályozások egyre szigorúbbak lettek.

Az NO_x-emissziók a következőképpen jönnek létre:

A fűtőanyaghoz kapcsolódó Ν0_χ azáltal alakul ki, hogy a fűtőanyagban lévő kémiailag kötött nitrogén az égetési folyamat során felszabadul. A termális N0_x úgy alakul ki, hogy molekuláris oxigént és nitrogént tartalmazó műveleti áramlást tartanak fenn megemelt hőmérsékleten a lángban, vagy azt követően. Minél hosszabb az érintkezési periódus, vagy minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb mértékű az NO_x-kialakulás. A folyamat által kialakult N0_x legnagyobb része termális Ν0_χ. A prompt Ν0_χ az atmoszférikus oxigén és nitrogén által jön létre a fő égési zónában, ahol a folyamat gazdag a szabad gyökökben. Ez az emisszió olyan magas lehet, mint a teljes emisszió 30%-a, a jelenlévő gyökök koncentrációjától függően.

Annak érdekében, hogy biztosítsuk a termális oxidáció megvalósítását, mint az illő szerves vegyületek (VOC) szabályozási technikáját, alacsonyabb NO_x-emissziójú égőket kell ···· ·· ·· · · • · · · · · · • · · · · « · · · · ·«·· kifejleszteni.

Ezért a találmány egyik feladata olyan nyersgáz-égő létrehozása, amely minimálissá teszi az Ν0_χ kialakulását azon feltételek szabályozásával, melyek előmozdítják az Ν0_χ kialakulását .

A találmány az ismert technika állásánál fennálló problémákat olyan nyersgáz-égő létrehozásával küszöböli ki, amely az égő fűtőanyag-hasznosítását maximálja, minimálisra csökkenti a tartózkodási időt, valamint csökkenti, vagy kiküszöböli a láng érintkezését a műveleti levegővel vagy gázzal, annak érdekében, hogy minimális NO_x-képződés történjék. A találmány szerinti égő eléri, vagy meghaladja a világszerte elfogadott, Ν0_χ és CO-emisszióra vonatkozó szabványokat a termális emissziót szabályozó készülékekhez.

A műveleti levegőáram egy hőcserélő hideg oldalától érkezik, mely hőcserélő egy termális oxidáló berendezéshez vagy hasonlóhoz társul -ilyen berendezés ismerhető meg az US-PS 4,850,857 sz. leírásból (ezt itt referenciaként említünk), és az égőbe, vagy aköré van irányítva. A műveleti levegő azon része, amely az égőbe irányítódik, a fűtőanyag elégetéséhez szükséges oxigént biztosítja. A műveleti levegő azon része, amely nem lép be az égőbe, az égő külső felületének hűtésére szolgál. Az égőbe belépő műveleti levegő mennyiségét az égőszerelvény által előidézett nyomásesés alapján szabályozzuk. Az említett nyomásesést viszont egy vagy több külső csillapító szerelvény, egy belső csillapító szerelvény, valamint az égőnek azon berendezéshez viszonyított mozgatása útján szabályoz- 4 - .........

zuk, amely berendezésbe bele van szerelve.

Az égőbe belépő műveleti levegőt egy örvénygenerátor alkalmazásával forgásba hozzuk. Ez a fűtőanyag és a műveleti levegő alapos keveredését biztosítja, továbbá stabil lángot eredményez az égéskamrában. Az égőbe táplált fűtőanyag állandó sebességgel lép be az örvénylő műveleti levegőbe az égőszerelvény aljánál és az örvénylő műveleti levegő közepébe. Előnyösen gáznemú fűtőanyagot használunk, ami általában nem tartalmaz kémiailag kötött nitrogént. A fűtőanyag keveredik a műveleti levegővel és ez a fűtőanyag/műveleti levegő-keverék jut be az égő égetési szakaszába, ahol az örvénylő áramlás recirkulál. Ez a recirkuláció biztosítja a fűtőanyagnak az égéskamrában történő teljes elégését. Az elégett fűtőanyag és műveleti gáz keveréke láng nélkül átadja energiáját az égő égéskamráján kívül cirkuláló műveleti gáznak és elegendően forró ahhoz, hogy begyújtsa a műveleti gázt ott, amely azután az égő égéskamrájától elválasztottan ég, például a termális utóégető készülék fő égetőházában. A hőmérséklet rétegeződése a lángcsőben jelentősen csökken és így biztosítja a műveleti VOC jobb és korábbi oxidációját. Ellentétben az ismert technika állásával, itt a fűtőanyag kizárólag az égő égéskamrájában ég el, ami garantálja az Ν0_χ lényeges csökkentését.

A műveleti gáznak az égőn átáramló része szabályozható és beállítható, például az égő teljesítményétől függően. Egy kedvező kiviteli alaknál a műveleti gáznak az égő keverő örvénykamrájába belépő része az égőkamrának hossztengely-irányú mozgatásával szabályozható. Ez a folyamat beállítja az égő nyo5 • ·· · ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · másesését, ami viszont szabályozza a keverő örvénykamrába belépő műveleti gáz mennyiségét.

A keverő örvénykamrába betáplált műveleti gáz legalább egy része előnyösen tangenciálisan lép be, legalábbis először, majd visszairányítódik tengelyirányban a keverő örvénykamra irányába. A tengelyirányú és a tangenciális mozgás ezen kombinálása különösen megbízható égést eredményez fluktuáló betáplálási áramlás során.

A találmányt a továbbiakban annak példaképpen! kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben a csatolt rajzok segítségével, ahol

- az 1. ábra a találmány szerinti égő keverő-örvénykamráját mutatja előlnézetben;

az 1A. ábrán az 1. ábra szerinti keverő-örvénykamrát oldalnézetben látjuk;

- a 2A. ábra a találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál a belső örvénygenerátor előlnézete;

- 2B. ábránk a találmány másik kiviteli alakjánál a belső örvénygenerátort előlnézetben mutatja;

2C. ábránkon a találmány egy további kiviteli alakjánál a belső örvénygenerátor előlnézetét láthatjuk;

- a 2D. ábrán a találmány egy még további kiviteli alakjának belső örvénygenerátorát mutatjuk be előlnézetben;

a 3A. ábra a találmány egyik kiviteli alakjánál egy köralakú fúvóka/ szelep-szerelvény előlnézete;

- a 3B. ábrán a találmány egy másik kiviteli alakjánál a köralakú fúvóka/szelep-szerelvényt előlnézetben látjuk;

• ·

a 4A. ábra a találmány egyik kiviteli alakjánál egy szögletes fúvóka/szelep-szerelvény előlnézetét szemlélteti;

- a 4B. ábrán a találmány egy másik kiviteli alakjánál a szögletes fúvóka/szelep-szerelvényt előlnézetben látjuk;

5A. ábránkon a találmány szerinti égéskamrát oldalnézetben mutatjuk be;

az 5B. ábra a találmány szerinti égéskamrát előlnézetben szemlélteti;

- a 6. ábra a találmány szerinti oxidáló készülékbe szerelt égő vázlatos hosszmetszete;

7. ábránkon a találmány egyik kiviteli alakjánál a szonda oldalnézetét mutatjuk be;

- a 8. ábra a 7. ábrán látható szondát előlnézetben szemlélteti; végül

- 9. ábránkon a találmány szerinti égő-szerelvényt vázlatos oldalnézetben láthatjuk.

Rátérve először a 6. ábrára, azon az 1 égő vázlatos oldalnézete látható, amely égő a feldolgozó- vagy műveleti gáz utóégetéséhez szolgáló 100 készülék részét képezi. A 100 készüléknek 101 külső oldala van, amelyben 102 nyílás található az 1 égő befogadására, továbbá 103 és 104 bevezető nyílás szolgál a műveleti gáz részére, míg a 105, 106 elszívónyílás szolgál az égési anyag számára. A 101 külső oldallal párhuzamosan helyezkedik el a 107 és 108 betápláló vezeték, melyek a 103, ill. 104 nyíláson át belépő műveleti gázt vezetik; ez a gáz azután áthalad az 50 égéskamrán, ill. annak mentén, a 100 készülékbe beépített 109 lángcsőbe.

• · · · · · · • · · · · · · • · · · · * ·· ·· ·«·«

- 7 A műveleti gáz a (nem ábrázolt) hőcserélő hideg oldalának egyik kivezetésétől áramlik a 107, 108 betáplálóvezetékbe. A műveleti gáz egy része, ami a 110, 111 nyilakkal van érzékeltetve, átáramlik a 10 keverő örvénykamra 12 nyílásain és ellátja az 1 égőt a tüzelőanyag elégetéséhez szükséges oxigénnel. A műveleti gáz többi része, amit nem tápláltunk be az égőbe, az 50 égéskamra külső felülete mentén áramlik végig. Ez hőcserét hoz létre az 50 égéskamra és a műveleti gáz-áram között, ami az 50 égéskamra hűtését idézi elő. Az 50 égéskamra külső felületét elláthatjuk több hűtőbordával, ami fokozza a hőcserét.

Az örvénylő égéstermékek kiáramlanak az égő 55 nyílásán anélkül, hogy érintkeznének és keverednének a 112 nyíláson át a 109 lángcsőbe belépő műveleti gázzal. A műveleti gáz és az égéstermékek 113 keveréke örvényléssel áramlik a 109 lángcső mentén, amely csökkenti a lángcsőben a hőmérséklet-gradienst és elősegíti a műveleti gázban lévő illő szerves anyagok jobb és gyorsabb oxidációját.

Miután az égéstermékek elhagyták a 109 lángcsövet, azok bekerülnek a 100 készülék fő 114 égetőházába, ahol utóégetés történik. Az égéstermék-gázok, azaz a fáradt gázok a fő 114 égetőházba beépített 105 és 106 elszívónyílásokon keresztül hagyhatják el a 100 készüléket.

Az 1 égő tartalmaz egy 10 keverő örvénykamrát, amelyhez közvetlenül csatlakozik az 50 égéskamra és a 60 hordozó-szerelvény, amelyhez a 10 keverő örvénykamra 61 fejescsavarok, vagy egyéb alkalmas eszközök útján van hozzáerősítve. A 60

hordozó-szerelvény tartalmaz még 63 fűtőanyag-szondát, 66 UVlángletapogatót és 67 gyújtókészüléket. Az égő hossztengelyirányú mozgását a 64 helyezőmotor szabályozza.

Az 1 égőben, speciálisan annak hossztengelye mentén helyezkedik el a 63 szonda, amelyen keresztül a fűtőanyag -például a földgáz- bejut a 10 keverő örvénykamrába. A 12 nyílások, amelyeken keresztül a műveleti gáz egy része beáramlik a 10 keverő örvénykamrába, ezen 10 keverő örvénykamra kerülete mentén vannak elhelyezve.

A műveleti gáz és a fűtőanyag keverése kritikus a találmány szerinti nyersgáz-égő teljesítménye szempontjából. Annak biztosítására, hogy a fűtőanyag hatékonyan égjen el az égéskamrában, azaz hogy elérhessük a kívánt alacsony ΝΟ_χ és CO-emissziót, az 1. és az 1A. ábrán látható 10 keverő örvénykamrát használjuk, amelynél sugárirányú és tangenciális örvényléstechnika van alkalmazva stabil keverési zóna elérése érdekében széles műveleti tartományban. A keverék örvénylő mozgása stabil lángot eredményez az 50 égéskamrában. A 10 keverő örvénykamra három fő alkatelemből áll. A 11 bemeneti henger (lásd az 1A. ábrát) határozza meg az égő külső határát. A 11 bemeneti hengerben számos 12 nyílás található, amelyek lehetővé teszik a műveleti levegő bejutását az égőbe. Ezen 12 nyílások mérete és száma határozza meg a műveleti levegő örvénylését. A 12 nyílások előnyösen négyszögletes, vagy négyzet-alakúak és teljes szabad területük úgy van megválasztva, hogy a műveleti levegő belépési sebessége 20 és 80 m/mp között legyen. A 12 nyílások száma változó lehet, de jellegzetesen 2 és 10 között van • ♦ · · • · · · · · · • · · · · • ·· ♦· ·«·«

- 9 Az ábrákon három nyílás van feltüntetve, s ezek egymástól 120°os osztással helyezkednek el. A 11 bemeneti henger belső oldalán mindegyik 12 nyílásnál 13 áramlásterelő van alkalmazva. Ezek a 13 áramlásterelők görbített rézsű- vagy ékformájúak, az alappal szintbe hozottan vannak szerelve és a 12 nyílásokkal azonos magasságúak. Mindegyik 13 áramlásterelő úgy irányítja az áramlást, hogy megkezdődjön a műveleti gáz örvénylése.

A 10 keverő örvénykamra alapját egy lapos 14 alaplap képezi, amely lezárja a 11 bemeneti henger egyik végét. Ez a 14 alaplap arra szolgál, hogy rá lehessen szerelni megfelelő elhelyezéssel a belső 20 örvénygenerátort, a fűtőanyag-füvókát, valamint hogy az 1 égőt hozzá lehessen szerelni a szigetelő betétdarabhoz. A 14 alaplap középütt el van látva 16 nyílással, a 63 szonda befogadására.

A belső 20 örvénygenerátor több hajlított 15 lappal, vagy lapáttal van ellátva, míg egy perem felfekszik és hozzá van szerelve az égő 14 alaplapjához. A 20 örvénygenerátor külső átmérője előnyösen a 11 bemeneti henger átmérőjének 1/3-adától az 1/4-éig terjed. A 15 lapátok száma előnyösen megegyezik a 11 bemeneti hengerben lévő 12 nyílások számával, azonban ennél több, vagy kevesebb is lehet anélkül, hogy kilépnénk a találmány oltalmi köréből, ill. eltérnénk annak alapgondolatától. A 15 lapátok száma, alakja és hajlása meghatározza a belső örvény intenzitását. Alkalmas példaképpeni kiviteli alakok láthatók a 2A., 2B., 2C. és a 2D. ábrákon.

A 2A. ábrán három darab 150 lapátot láthatunk, melyek a

151 cső hengeres szakaszától kifelé nyúlnak. A 150 lapátok félkör-alakúak és a 151 cső hengeres szakaszától legtávolabbi végén 152 peremmel vannak ellátva. A 150 lapátok egymástól kb. 120°-os szögosztással helyezkednek el és mindegyik azonos magasságú .

A 2B. ábra egy kiviteli változatot mutat be, ahol a 150' lapátok spirálisan haladnak a központi 151 cső hengeres szakaszától kifelé. A lapátok úgy csatlakoznak a 151 cső szakaszához, hogy azok 152' külső végét a 153' belső végével összekötő képzeletbeli vonal metszi a 20 örvénygenerátor központját. A lapátok félkörív-alakúak és egymással azonos magasságúak. Az örvénygenerátor ezen kiviteli alakjának hossza a fele a 2A. ábrán látott örvénygenerátorénak.

A 2C. ábra egy további kiviteli alakot mutat be, amely azonos a 2B. ábrán látottal, azonban a 150 lapátok tengelyirányú mérete úgy módosult, hogy egy lényegileg trapezoid-alak jön létre, amikor a lapátokat síkba terítjük ki.

A 2D. ábrán egy még további kiviteli alakot láthatunk, amely szintén a 2B. ábráéhoz hasonló, azonban itt nem alkalmaztunk központi hengeres csövet, hanem a lapátok egyszerűen a 14 alaplapra vannak szerelve és lényegileg háromszög-alakot mutatnak, amikor azokat síkba terítjük ki.

A műveleti gáz az égő alapjánál lép be a 11 bemeneti hengerben lévő 12 nyílásokon keresztül és követve a 13 áramlásterelőket, kialakítanak egy örvényt. Az örvénylő műveleti gáz egy része érintkezik a belső 15 örvénylapátokkal, s ez erősebb sugárirányú örvénylést hoz létre az örvény középpontjában.

A 12 nyílások, a 13 áramlásterelők, a 15 örvénykeltő la-

pátok és a 63 szonda számára szolgáló 16 nyílás elrendezése lehetővé teszi a műveleti gáz egy részének a fűtőanyaggal való keveredését, valamint egy olyan örvénylés létrehozását, amely tangenciális és tengelyirányú összetevővel is rendelkezik. Ez a kialakítás stabil keverőzónát eredményez, a műveleti alkalmazás széles tartományában. A fűtőanyagot az örvényáram 16 közepénél juttatjuk az égőhöz, a 63 szonda útján. Előnyösek azok a fűtőanyagok, melyekben nincs kémiailag kötött nitrogén, mint a földgáz, a bután, a propán, stb., de a földgáz különösen előnyös, tekintettel annak alacsonyabb kalorimetrikus lánghőmérsékletére. A központi műveleti légörvény intenzitása és elhelyezkedése meghatározza a szükséges fűtőanyag-sebességet és a fúvóka elhelyezését. A fűtőanyagot a keverő örvénykamrához állandó sebességgel kell beadagolni annak érdekében, hogy az égő NO_x-emissziója csökkenjen. A lassú gázáramlási sebességek a fűtőanyag és műveleti gáz sovány keverékét, s ebből adódóan magas NO_x-szintet eredményeznek. A nagy gázsebességek ugyancsak sovány keveréket és magas NO_x-szintet produkálnak. Előnyösen a gázáramlási sebességek 50 és 150 m/mp nagyságrendben vannak. Az égőbe belépő fűtőanyag-mennyiséget egy szelepszerelvény, hagyományos működtető és hőmérsékletszabályozó készülék határozza meg. A fűtőanyag mennyisége növekszik, vagy csökken, amint azt a szükséges beállított hőmérsékletszabályozási pont fenntartása szükségessé teszi.

A fűtőanyag és a műveleti levegő elkezd keveredni, amint tengelyirányban haladnak lefelé a 10 keverőkamrában és belépnek az égő 50 égéskamrájába. Az 50 égéskamrán belüli áramlás jellemzőit tekintve, a fűtőanyag és a műveleti levegő keveréke érintetlen marad mindaddig, amíg teljesen elég az 50 égéskamrában, úgyhogy csupán égéstermékek bocsátódnak ki az 1 égőből .

Áttérve a 7. és 8. ábrára, azokon a 63 szonda egyik kedvező kiviteli alkját láthatjuk. A 63 szonda tartalmaz egy 70 külső csövet, amelyben a 71 csővezeték található a fűtőanyag például földgáz - betáplálásához, továbbá tartalmaz egy 72 elszívó-fuvókát, egy 73 lángdetektálőt, valamint egy 74 őrlángot. A 70 külső cső egyik oldalánál a fűtőanyag-betápláló 71 csővezeték el van látva egy külső karima-alakú 75 bemenettel, amelyen keresztül a fűtőanyag bejut a 71 csővezetékbe. A 63 szondának például a 60 hordozó-szerelvényhez történő csatlakoztatása érdekében a 70 külső cső rendelkezik egy tárcsa-alakú 76 karimával. A 73 lángdetektálő előnyösen egy UV-érzékelő, ami lehetővé teszi az őrláng, valamint a műveleti láng megfigyelését .

A fűtőanyag sebességének szabályozása, amellyel belép az égőszerelvénybe, fontos az égő NO_x-teljesítménye és lecsökkenése ( ez a nagy tüzelésnek a kis tüzeléshez való viszonya, ahol a kis tüzelést 1-nek vesszük ), s ez egy beállítható fúvóka- szerelvénnyel megvalósítható. A 60:1 nagyságú lecsökkenési arányok a találmány szerinti égővel elérhetők. Az alacsony fűtőanyag-sebesség szegény levegő/fűtőanyag-keveredést és/vagy a láng kialvását eredményezi. A nagy fűtőanyag-sebesség a fűtőanyagot a keveredési ponton túlra tolja el, aminek eredménye a magasabb NO_x-kibocsátás és a láng elfújása.

A 3A. és a 3B. ábrán kerek kialakítású 31, 32 gázfúvókák láthatók, melyeket a fűtőanyag-sebesség szabályozásához terveztünk, míg a 4A. és a 4B. ábrák derékszög-alakú 41, 42 gázfúvókákat mutatnak be. A 3A. és a 4A. ábrákon látott kiviteli alakoknál egy sor, egymást követő fúvókanyílás biztosítja az állandó sebesség szoros megközelítését. Ezek a fúvókanyílások lehetnek egymás között azonos méretűek, de lehetnek növekvő nagyságúak is. A fúvóka-nyílások elhelyezhetők egyenes vonalban, vagy félkörös mintával. Ezen utóbbi megoldás előnyös az égő kialakítása, valamint a műveleti levegő áramlási képe tekintetében. Változatként a sorban elhelyezkedő nyílások helyett használhatunk hasítékot is, amint ez a 3B. és a 4B. ábrán látható. A 33, 33' és a 43, 43' csúszőszelep egy összeilleszkedően megmunkált alkatrész, ami az egymásutáni mozgásakor kinyitja a fűtőanyag-fúvókákat, vagy megnöveli a hasítéknyílást . A szelep fokozatos kinyílása állandó fűtőanyagáramlási sebességet biztosít. A szelep ezen progresszív természete az égő állandó sebességű üzeméről gondoskodik. A félkör-alakú kivitelnél egy forgatható 33 vagy 33' csúszószelepet, ill. tolózárat használunk (lásd a 3A. ill. 3B. ábrát). Az egyenes mozgatású kivitelnél úgy oldjuk meg a zárás-nyitás feladatát, hogy a 43, ill. 43' csúszószelepet elcsúsztatjuk a fúvókák/hasítékok hátoldalán (lásd a 4A. és a 4B. ábrát). Lehetséges a szelep teljes lezárása is. A szelep mozgását megfelelő szabályzási/működtetési technológiával szabályozzuk, ami a szak ember számára jól ismert.

A fúvóka/szelep-szerelvény elhelyezése kritikus az égő ü• ··· ··

- 14 zemére nézve. A szelep/fúvóka-kombinációs szerelvény az 1 égő 10 keverőkamrájában lévő 63 szonda végénél helyezkedik el, ami a szabályozási jelekre való közvetlen, azonnali reagálást biztosítja és gyakorlatilag kiküszöböli az égő instabilitását.

Amint a 6. ábrán láthatjuk, az égő 50 égéskamrája a 10 keverő örvénykamra tengelyénél van elhelyezve és egy csatlakozó teret biztosít a fűtőanyag elégetéséhez. A fűtőanyagnak egy ilyen csatlakozó térben történő elégetése lehetővé teszi a reakció szabályozását. Az oxigén és a nitrogén mennyiségének korlátozása az égő égetőkamrájában csökkenti az NO_x-emissziőt.

Ráadásul a kamra belsejében történő teljes elégetés kiküszöböli a láng érintkezését a műveleti levegővel, s ezáltal is minimálissá teszi az ΝΟ_χ kialakulását. A kamra hőcserélőként is működik, lehetővé téve bizonyos mértékű hőtranszfert a művelethez. Áttérve mármost az 5A. és 5B. ábrára, az 50 égéskamra tartalmaz két nyílásos 51, 52 lapot, valamint egy 53 hengert. A kimeneti nyílás 52 lapja sík gyűrűalakú, melynek külső átmérője megfelel az 53 henger átmérőjének. A kimeneti nyílás 52 lapján keresztül egy 54 nyílás van kialakítva, melynek átmérője kisebb az 53 hengerénél, s amelyen keresztül az égési gáz eltávozik az 50 égéskamrából. Egy korlátozott méretű 54 nyílás alkalmazásával az 50 égéskamra végénél,további lángstabilitáshoz vezet. A bemeneti nyílás 51 lapja ugyancsak sík gyűrűalakú és van egy központosán elhelyezett 55 nyílása, melynek átmérője megfelel a kimeneti nyílás 52 lapjában lévő 54 nyílás átmérőjének. Az 54 és 55 nyílások átmérője előnyösen egyenlő a 10 keverő örvénykamra 11 hengerének átmérőjével. A ·· ·· ·· ·· • ··· ·· · · • · · · ·· ·· ♦*»· kimeneti nyílás 51 lapjának külső átmérője nagyobb, mint a 10 keverő örvénykamra hengeres házának átmérője. A bemeneti nyílás 51 lapja és a kimeneti nyílás 52 lapja nagy nyírófeszültséget ébreszt az örvénylő beérkező és távozó áramlatokban. Ez a nyírófeszültség biztosítja a dinamikus egyensúlyt, ami fenntartja a lángot a kamrában. Az 50 kamrában örvénylő áramlás és az említett nyílások által keltett recirkulációs zónák biztosítják a fűtőanyag teljes elégését és csak az égéstermékek távoznak az 50 kamrából. Az örvénykamra és az 50 égéskamra között kialakított hirtelen átmérőváltozás van, ami a forró égési gázok recirkulálását idézi elő, aminek következménye a láng stabilitása. Előnyösen az égő 50 égéskamrájának átmérője kb. kétszer akkora, mint az örvénykamra és az égéskamra közötti gyűrűalakú nyílásé. Ékalakú 56 erősítőbordák merevítik az 50 henger szerkezetét és javítják a hőcserét az égéskamra, valamint a körülötte áramló műveleti gáz között. Külső -nem ábrázolt- hútőbordák is elhelyezhetők az 50 égéskamrán, a hőtranszfer további fokozására.

Az égőn keresztüli nyomásesés szabályozza az égőbe belépő műveleti levegő mennyiségét és meghatározza az égőn belüli örvénylő áramlás intenzitását. A nyomásszabályozás előnyös módja, ha a keverőkamrát és az égő égéskamráját egyenes vonal mentén mozgatjuk. Abból adódóan, hogy az égő az utóégető készülékben van elhelyezve (lásd a 6. ábrát, a 10 örvénykamrába, ill. abból való mozgás megváltoztatja a nyílás méretét a 109 lángcső bemeneténél, ami a pontos égőműködéshez szükséges nyomásesést hozza létre. Az égő mozgatása szabályozható, az é16 góbén fix nyomásesés fenntartása érdekében, de be is programozható speciális égőhelyzet biztosítására, ami megfelel a műveleti levegő és a fűtőanyag arányának.

Az égő mozgatását előnyösen egyenesvonalú mozgatással valósítjuk meg. A 9. ábra egy előnyös kiviteli alakot mutat be. Az 50 égéskamra és a 10 keverő örvénykamra csatlakoztatva van a 63 szondához, a 62 szerelőperem útján. Ez a szerelvény áthalad a szigetelt 60 szerelőházon, az égő 22 hossztengelye mentén. A melegoldali 64 ágyazószerelvény és a hidegoldali 65 ágyazószerelvény hordozza az égő mozgó részeit (azaz a 63 szondát, a 10 keverőkamrát és az 50 égéskamrát ). Az égőnek a 60 házhoz viszonyított ki- és befelé történő egyenesvonalú mozgását a 63 szondához csatolt helyező lineáris 61 működtető útján szabályozzuk. Egy 66 UV-lángletapogató és a 67 gyujtókészülék szintén látható a rajzon.

Az égő lineáris helyzetét a fűtőanyag-felhasználás és a kamra differenciálnyomásának kijelzése útján szabályozzuk. Az égő előtti és utáni nyomás különbségét - a differenciálnyomást - úgy mérjük, hogy érzékeljük a utóégető 100 készülékben lévő nyomást ( 6. ábra ), éspedig mind az égő előtt a 108 táplálóvezetékben, mind az égő után a 109 lángcsőben. Az égőt ezután lineárisan mozgatjuk, a mért differenciálnyomástól függően. Mivel az 50 égéskamra átmérője valamivel - éspedig 5-20 mm-rel, de legelőnyösebben 10 mm-rel - kisebb, mint a 109 lángcső 115 fojtási pontjának átmérője, így az égőnek a be- és kifelé való mozgása változtatja az 50 égéskamra és a 109 lángcső közötti nyílás méretét. Ez szabályozza az égő után áramló ···· ·· ·· ‘I • · · ·· · « · • · ··· ·

- 17 műveleti levegő nyomásesését, s ebből kifolyólag szabályozza az égőbe belépő műveleti levegő mennyiségét. Például amint az égőt előre, azaz a 109 lángcső vége felé mozgatjuk, akkor az 50 égéskamra és a 109 lángcső közötti nyílás csökken és a műveleti levegő nyomásesése növekszik. Az égőelhelyezés optimumát a különböző légáramlási és tüzelési arányokhoz, az égő helyzetével változtatjuk. Amint a helyes égőhelyzetet meghatároztuk, komputeres programozást használhatunk megfelelő jelek biztosításához a helyező működtető részére, az égő mozgásának szabályozására.

Bár előnyös az égő egyenesvonalú mozgatása, beláthatjuk, hogy más eszköz, ill. mód is használható az 50 égéskamra és a 109 lángcső közötti nyílás méretének változtatásához, hogy ezáltal szabályozzuk a műveleti levegőáramot anélkül, hogy kilépnénk a találmány oltalmi köréből.

Claims (13)

1. Szabadalmi igényp ontok

   1. Égő (1) illő szerves anyagok elégetésére műveleti gázban, azzal j ellemezve, hogy van egy keverőkamrája (10) az égőhöz fűtőanyagot bevezető eszközzel (63) és a műveleti gázt bevezető eszközzel(12), van továbbá egy, ezen keverőkamrával közlekedő égéskamrája (50), végül hogy a keverőkamra el van látva az égő fűtőanyagának és a műveleti gáznak keverésére és a keverőkamrából (10) az égéskamrába (50) juttatására szolgáló eszközzel.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti égő, azzal jeli e m e zve, hogy a fűtőanyag és a műveleti gáz keverésére szolgáló eszköz egy örvénygenerátor (20), mely számos lapáttal (15) van ellátva.
3. 3. Az-1. vagy 2. igénypont szerinti égő, azzal j e 1 1 eme zve, hogy a fűtőanyagot állandó sebességgel a keverőkamrába juttató eszköze (32, 33) van.
4. 4. A 3. igénypont szerinti égő, azzal j ellemezv e, hogy az eszköz, amely előidézi a fűtőanyag állandó sebességgel történő belépését az említett kamrába, tartalmaz egy fúvókát (72) , melynek a fűtőanyagot kibocsátó nyílása állítható .
5. 5. Az 1.- 4. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal j ellemezve, hogy rendelkezik a keverőkamrába a műveleti gázbementen át belépő gáz mennyiségét szabályozó eszköz- 19 ··· ·« * ♦ · · · ·· ·· ··♦· zel.
6. 6. Az 1. - 5. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal jellemezve, hogy a műveleti gázbemenet a műveleti gáz keverőkamrába (10) való tangenciális belépését biztosító eszközzel (103, 104) rendelkezik.
7. 7. Az 1.- 6. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal j e llemezve, hogy a fűtőanyag-bemeneti eszköz egy szonda (63), beállítható kimeneti fúvókával.
8. 8. Az 1.- 7. igénypontok bármelyike szerinti égő, azzal j ellemezve, hogy a keverőkamra és az égéskamra úgy van méretezve, hogy közöttük hirtelen, meredek átmérőváltozás áll elő.
9. 9. Berendezés (100) éghető anyagok műveleti gázban való elégetésére, amelynek van egy fő égéskamrája (114) és egy fűtőanyag-betápláló vezetéke, azzal j ellemezve, hogy van egy lángcsöve (109), az említett műveleti gáz-betápláló vezetékkel közlekedő bemenettel és a fő égéskamrával közlekedő kimenettel, van továbbá az 1.- 8. igénypontok bármelyike szerinti égője (1), végül ezen égőnek (1) a lángcsőhöz (109) képesti lineáris mozgatásához szolgáló eszköze (64) .
10. 10. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jel 1 e m e z v e, hogy az égéskamra (50) külső átmérője kisebb, mint a lángcső-bemenet belső átmérője, miáltal az égéskamra és a lángcső között gyúrúalakú nyílás van meghatározva, melynek méretei az égéskamra és a lángcső között létesített relatív mozgással változtathatók.
11. 11.

    Eljárás éghető anyagoknak műveleti gázban történő

    - · * · · ·· <· ···· elégetésére, azzal jellemezve, hogy alkalmazunk egy utóégető készüléket, melynek égéskamrája (114), egy, ezen égéskamrával közlekedő kimenettel rendelkező lángcsöve (109), ezen lángcső bemenetével közlekedő műveletigáz-betápláló bemeneté (103, 104), továbbá egy égője van, amely áll egy fűtőanyag-bemeneti eszközzel (63) és műveletigáz-beveztő eszközzel (12) rendelkező keverőkamrából (10), valamint egy égéskamrából (50), mely közlekedik az említett keverőkamrával, mimellett a keverőkamra a fűtőanyag és a műveleti gáz keverését és a keverőkamrából kijuttatását, majd az égéskamrába (50) bevezetését szolgáló eszközt (20) tartalmaz; az eljárás során érzékeljük a műveleti gázbetápláló bemenetnél a nyomást, ugyancsak érzékeljük a lángcsőben lévő nyomást, ezután a műveleti gázbetápláló bemenetnél érzékelt nyomást összehasonlítjuk a lángcsőben érzékelt nyomással, végül ezen nyomás-összehasonlítás alapján szabályozzuk az égőbe bejuttatott műveleti gáz mennyiségét.
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal j e 1 lémé z v e, hogy a fűtőanyag bemenetén át belépő műveleti gáz mennyiségét azáltal szabályozzuk, hogy szabályozzuk a műveletigáz-betápláló bemenet (103, 104) és a lángcső (109) közötti nyomáskülönbséget.
13. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal j e 1 1 em e z v e, hogy az említett nyomáskülönbséget az égéskamra (50) és az örvénykamra (10) egyenesvonalú mozgatásával szabályozzuk, a lángcsőhöz (109) viszonyítva.