NO142156B - Anordning for regulering og overvaaking av de indre betingelser i en stabel av brennbart materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for regulering og overvåking av de indre betingelser i en stabel av brennbart materiale, med en tilkobling for et medium (luft, forbrenningsgass, damp, saltoppløsning i forutbestemt blanding) som regulerer disse betingelser, og med et rør som i hvert fall over en del av sin lengde er utstyrt med utstrømningsåpninger og har minst en inngangsventil.

En slik stabel kan f. eks. bestå av lagrede treprodukter, såsom sagmugg, treflis, treavfall, torv, stenkull, tre-fiberplater og lignende substanser. Ild som forårsakes av selvantennelse av slike produkter bevirker ødeleggelse som koster enorme summer.

Spontan forbrenning av organiske og uorganiske materialer er en komplisert prosess, og for at den skal finne sted må et antall betingelser oppfylles.. Selv om hovedparten av disse betingelser under hvilke spontan forbrenning finner sted fremdeles ikke fullt ut forstås, er det kjent at all spontan forbrenning krever en nøyaktig definert omgivelse. De trekk som definerer en slik omgivelse innbefatter egnet varmeisolasjon og en tilstrekkelig lufttilførsel, selv om mengden av luft som kreves vanligvis er meget liten. Det er også kjent at oppvarmingsprosessen som går forut for trinnet ved hvilket produktet går opp i flammer, dvs. den ukontrollerte fremdrift av en oksydasjonsprosess, bevirkes enten av termofile bakterier eller ved en eller annen form av autooksydasjon som et resultat av produksjonsprosesser. I det førstnevnte tilfelle har: man flere organiske substanser, såsom sagmugg, treavfall, høy, torv etc, mens det sistnevnte tilfelle opptrer ved andre selvan-tennbare materialer, såsom stenkull, fiberplater, pulverformet jern og jernspon etc. Tilstedeværelsen av urenheter som har en katalytisk effekt sammen med fuktighet, er også ofte betingelser under hvilke spontan forbrenning kan opptre.

Den ovenfor nevnte varmeisolasjon og ventilasjon er imidlertid hovedbetingelsene for at en spontan forbrenning skal kunne finne sted. Vanligvis kan prosessen bringes i ubalanse og retardere ved forandring av lufttilførselen til de lagrede materialer, f. eks. ved begrensning av luft som tilføres eller ved økning av lufttilførselen. Vanligvis er det ikke mulig å kvele det lagrede materiale, selv om det er mulig i praksis å tilføre luft til det.

Det er kjent i noen tilfeller, som ved lagring av korn, å mate luft til produktet som lagres selv om meningen i dette tilfelle ganske enkelt er å tørke produktet.

Problemene med spontan forbrenning er særlig frem-herskende ved lagring av slike treprodukter, som f. eks. bark, treflis, furunåler og ferskt tre. Disse produkter som oppnås når trær felles i stor målestokk utgjør en innkomstkilde som inntil nu ikke fullt ut er utnyttet, da produktene når de lagres meget lett går opp i flammer som et resultat av spontane forbrenningsprosesser. Av denne grunn er det fastslått åv det svenske nasjonale naturbevaringsråd at bark f. eks. ikke må lagres i stabler høyere enn 2,5 m på grunn av den fare for brann disse representerer.

Fra U.S. patent nr. 1402711 er det kjent å hindre selvantennelse i en massestabel av brennbart materiale ved at det i stabelen innføres brannhindrende fluidum som slippes ut når en bestemt temperatur utvikles i massen for derved å hindre selvantennelse.

Fra tysk utlegningsskrift nr. 1075887 er det videre kjent en innretning til samme formål, hvor det stikkes rør inn i stabelen, hvilke rør er forbundet med en mediumkilde og har utstrømningsåpninger langs sin lengde.

Selv om disse kjente anordninger til en viss grad reduserer problemene ved slike stabler av brennbart materiale, har det likevel vist seg at de ikke gir en tilfredsstillende mediumtilførsel, særlig til det indre av stabelen.

Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning som muliggjør at en stabel av brennbart materiale kan bli tilfredsstillende behandlet med et kontrollmedium på en slik måte at også den del av mediet som fø-res inn til de innerste deler av stabelen vil trenge ut av inn-føringsdelen og strømme gjennom hele stabelen og ut gjennom overflaten.

Denne hensikt oppnås ved en anordning av den innled-ningsvis nevnte art, som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Oppfinnelsen kan videre omfatte temperaturfølsomme innretninger for innsetning i stabelen og som kan forbindes via kontrollinnretninger med kilden av medium, idet anordningen er slik at kontrollinnretningen er effektiv via ventilinnretningen til å bevirke at et valgt medium eller blanding av slike innfø-res i stabelen gjennom røret hvis temperaturnivået overskrider eller faller under et på forhånd valgt temperaturområde.

Forskjellige hensikter og ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av et utførel-seseksempel som er fremstilt på tagningen, som viser: fig. 1 skjematisk og i snitt en luftinnføringsdyse som blant annet kan benyttes til å innføre luft i en lagret masse av brennbart materiale,

fig. 2 skjematisk fire luftinnføringsdyser som er forbundet med en luftkilde under trykk og innsatt i en stabel av brennbart materiale,

fig. 3 skjematisk et mer detaljert riss av en anordning ifølge oppfinnelsen, og

fig. 4 skjematisk og i et planriss en bunnplate hvor flere innføringsdyser er anordnet.

På fig. 1 er det vist en luftinnføringsdyse 4 med form av et i det vesentlige hult rør som er tilspisset ved en ende. Røret er utstyrt med skillevegger 11, 13 og 15 som mel-lom seg avgrenser kamre 10, 12 og 14. Ved den ende av luftinn-føringsdysen som ligger lengst borte fra den spisse ende er det anordnet flere ventiler 5, som hver står i forbindelse med et respektivt rør 7, 8 og 9. Som det fremgår av fig. 1 står røret 7 i forbindelse med kammeret 10, røret 8 står i forbindelse med kammeret 12 og røret 9 står i forbindelse med kammeret 14. Enden av kammeret lengst fra veggen 13 er lukket med en skillevegg 15. Langs lengden til dysen 4 er det anordnet flere åpninger 16 som står i forbindelse med de respektive kamre 10, 12 og 14.

På fig. 2 er luftinnføringsdysen vist innsatt i en stabel av brennbart materiale som kan omfatte hvilket som helst av de foran nevnte brennbare produkter. Hver dyse er forbundet med en kilde av luft under trykk som kan ha form av en vifte eller kompressor 1 gjennom luftslanger 2. Endene til slangene som skal forbindes med luftinnføringsdysene 4 er utstyrt med hurtigkoblinger 3 som muliggjør at slangene lett kan forbindes og kobles av dysene.

Anordningen av kamrene, rørene som står i forbindelse med dem og ventilene muliggjør at de respektive kamre vanligvis kan settes under trykk, slik at luft kan føres ut gjennom åpningene 16 til hvert kammer etter ønske. Dette muliggjør betingelser slik de er angitt av det svenske naturbevaringsråd, da luftinnføringsdysene bare innsettes i stabelen, slik at det maksimalt er en avstand på 2,5 m fra den første perforering av dysen til den ytre flate av stabelen. Hensiktsmessig kan luft-innføringsdysen omfatte deler som kan skrus sammen for å gi dysen enhver ønsket lengde.

I praksis vil bruken av slike luftinnføringsdyser være effektivt for å forhindre en overoppvarming f. eks. av stabler av bladtre, bark og lignende. Når de rådende betingelser er egnet, kan luft innføres i stabelen i konstant mengde over en relativt lang tidsperiode.

Når det brennbare materiale lagres i beholdere, såsom siloer eller binger, kan hull anordnes i siloveggen eller binge-veggen for å passe til luftinnføringsdysene. Da dysene lett kan forbindes til og kobles fra kilden av luft under trykk, kan de lett fjernes hvis det er ønsket for å løsne materiale i beholderen eller tilføre materiale eller fjerne materiale.

Hensiktsmessig kan luftinnføringsdysen utstyres med et termometer som muliggjør en kontroll av temperaturen som hersker i stabelen. Hvis dysene blir benyttet i stor målestokk, kan det anordnes innretninger som reagerer på forandringer i temperaturen til stabelen for å åpne og lukke ventilene på en måte som beskrives nedenfor.

Innføring av luft i en stabel av brennbart materiale er virksom for å hindre spontan forbrenning. Ved lagring av organiske substanser må imidlertid målinger gjennomføres som ikke bidrar til forhindringen av spontan forbrenning. Det kan f. eks. være ønsket å tørke det lagrede materiale hurtig, selv om en akselerert tørkeprosess eller en forsinket dekomponering av materialet, som f. eks. er ønskelig ved visse fibermateri-aler, gir opphave til de foran nevnte betingelser under hvilke spontan forbrenning kan finne sted. Hvis til tross for alle tiltak en spontan' forbrenning finner sted, er det meget ønskelig at temperaturen til det lagrede materiale kan bringes til et egnet nivå.

Fig. 3 viser en utførelse for oppfinnelsen hvor luft-innføringsdysen på fig. 1 kan forbindes til forskjellige medium-kilder hvorved betingelsene i materialstabelen som lagres kan kontrolleres i større utstrekning.

Ved utførelsen på fig. 3 er kilden 1 av luft under trykk forbundet med luftinnføringsdysene via luftslangen 2, en ventil 5, som i dette tilfelle ligger utenfor dysen 4, og en blandeinnretning 160. I tillegg til luftdysen 4 er det anordnet en spiss langstrakt sonde 17 med en temperaturfølsom innretning som er beregnet på å innsettes i stabelen 6 i det vesentlige parallelt med og over luftdysen 4. Den temperaturfølsomme innretning kan være anordnet på egnet måte langs tengden av sonden 17 eller en enkelt temperaturfølsom innretning kan anordnes ved spissen av sonden. Den temperaturfølsomme innretning til sonden 17 er forbundet med en kontrollinnretning 18 som styrer ventilen 5, hvilken kontrollinnretning kan virke slik at den åpner og lukker ventilen 5 automatisk når den temperaturfølsomme innretning måler en temperatur som ligger over eller under et forutbestemt temperaturnivå. Dette nivå er et ved hvilket det materiale som lagres i stabelen spontant vil forbrenne eller bli ødelagt som et resultat av økede temperaturer.

Selv om prosessen med spontan forbrenning kan forhindres i en slik grad at materialet ikke går opp i flammer, kan temperaturen som hersker i stabelen være slik. at materialet karboniseres. Ifølge en fordelaktig utførelse for oppfinnelsen forhindres en slik karbonisering ved innblanding av en saltoppløsning i luften som innføres i stabelen, som i den viste utførelse oppbevares i en beholder 19 som står i forbindelse med blandeinnretningen 160 gjennom en ventil 20, hvilken ventil styres av kontrollinnretningen 18 som er forbundet med sonden 17.

Blandeinnretningen er utstyrt med en forstøvnings-innretning (ikke vist), hvorved saltoppløsningen innblandes i form av små' dråper i luften i blandeinnretningen 160 og tran-sporteres inn i stabelen.

Den temperaturfølsomme innretning på sonden 17 kan innstilles slik at den bevirker at saltoppløsningen automatisk blandes med luften som tilføres til stabelen når man når en forutbestemt temperatur i stabelen. Alternativt kan manuelt drevne innretninger være anordnet hvorved ventilen 20 kan åp-nes for å innføre saltoppløsningen i stabelen når det er bestemt at temperaturen i stabelen er av en slik størrelse at innførin-gen bare av luft ikke er tilstrekkelig til å senke temperaturen i stabelen innenfor en rimelig tidsperiode.

I samsvar med oppfinnelsen kan damp føres inn i stabelen 6 for å øke dekomponeringen av materialet i stabelen.

For å øke materialet i stabelen er det vanlig å innføre varm forbrenningsgass. I denne henseende kan damp innføres i forbindelse med forbrenningsgassen. Til dette formål er apparatet utstyrt med en treveisventil 21 som styres av kontrollinnretningen 18 og som er forbundet med viften 1, og en strupeventil 26 som styres av kontrollinnretningen 18 og er anordnet i en ledning 22 som utstrekker seg .til minst en sylindrisk hylse 24 med flere åpninger langs lengden, og hvor temperaturfølsomme innretninger 27, 28, 29 svarende til sonden 17 er forbundet med denne. Som ved sonden 17 er de temperaturfølsomme innretninger 27, 28, 29 også forbundet med kontrollinnretningen 18. Hylsen 24 for innføring av damp, forbrenningsgass eller luft i stabelen av materiale 6 har flere utgangsåpninger langs sin lengde. Det er klart at hylsen også kan ha form av en luftinnføringsdyse, såsom dysen 4, slik at luft, forbrenningsgass og damp valgvis kan innføres i utvalgte deler av stabelen.

Det brennbare materiale kan lagres i kasser, siloer eller binger. I dette tilfelle kan flere hylser 23, 24, 25 anordnes og fortrinnsvis støpes inn i en betongplate som kan ut-gjøre bunnen til kassen, siloen eller bingen. En slik bunnplate er vist på fig. 4, og det er klart at hylsene 23 og 24 har krumninger for å tilveiebringe en bestemt innføring i stabelen over et vesentlig bunnområde.

Hvis det er ønsket å øke dekomponeringen av materialet i stabelen 6, kan ventilen 21 lukkes, slik at viften 1 tilfører damp til hylsene 22, 23, 24. Hvis man ved hjelp av innretningene 27, 28, 29 ser at temperaturen i stabelen er ste-get til en tillatelig verdi, kan kontrollinnretningen 18 innstilles, slik at frisk luft tilføres til stabelen ved hjelp av viften 1.

Hvis det alternativt er ønsket å akselerere tørkin-gen av materialet i stabelen, kan ventilen 21 innstilles slik at den tilfører forbrenningsgass til viften, hvilken gass inn-føres i stabelen gjennom ventilen 26, ledningen 22 og hylsen 24. På analog måte kan det gjøres en innstilling slik at luft innføres i stabelen hvis temperaturen øker til uønskede verdier.

Oppfinnelsen tilveiebringer således et apparat ved hvilket et egnet medium lett kan innføres i en stabel av for-brennbart materiale i avhengighet av de indre betingelser i stabelen og derved tilveiebringe en korrigerende behandling av stabelen.

Claims (4)

1. Anordning for regulering og overvåking av de indre betingelser i en stabel av brennbart materiale, med en tilkobling for et medium (luft, forbrenningsgass, damp, saltoppløs-ning i forutbestemt blanding) som regulerer disse betingelser, og med et rør (4) som i hvert fall over en del av sin lengde er utstyrt med utstrømningsåpninger (16) og har minst en inngangsventil (5), karakterisert ved at røret (4) er oppdelt i flere kamre (10, 12, 14) i aksial retning, at hvert av disse kamre over en ledning er koblet til en tilhørende ventil (5) på en slik måte at det regulerende medium selektivt til-føres stabelen gjennom kamrene (10, 12, 14).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det er anordnet temperaturmåleinnretninger (17) for innføring i stabelen, at disse temperaturmåleinnretninger (17) over reguleringsinnretninger (18) er koblet sammen med tilkob-lingen for det regulerende medium, og at hele anordningen er ut-formet slik at reguleringsinnretningene (18) over ventilene (5) injiserer et bestemt reguleringsmedium, henholdsvis en blanding av slike gjennom røret (4) inn i stabelen, når temperaturen har overskredet eller underskredet et forutbestemt verdiområde.

3. Anordning ifølge ett av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at det er anordnet flere rør (23, 24, 25), som er innsatt i en grunnplate som tjener som bunn for stabelen eller er innformet i denne grunnplate, og at hvert rør (23, 24, 25) er tilkoblbart til tilhørende ventiler (5).

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at minst ett av rørene (23, 24) er bueformet på en slik måte at en ønsket (selektiv) injeksjon av reguleringsmediet kan foretas over et vesentlig område av stabelen.