NO155418B - Grammofon-pickuphode og grammofonplateavspillingsinnretning for kompensasjon for mekaniske ufollkommenheter. - Google Patents

Description

Brennerutstyr for flytende og gassformede brennstoffer.

Foreliggende oppfinnelse angår brennerutstyr for flytende og gassformede brennstoffer, såsom olje og gass.

Kjente brennerutstyr av denne art omfatter enten minst ett reaksjonskammer for dannelse av en varm gass og et forbrenningskammer forbundet med reaksjonskammeret og som tjener til forbrenning av den varme gass med sekundærluft innført giennom minst en sekundærluftkanal eller de omfatter en brenner som er egnet for direkte forbrenning av brennstoffet. Varmeutviklingen som følge av brennstoffets forbrenning finner som oftest sted umiddelbart foran brenneren, slik at det er umulig å oppnå ønskede temperaturer på steder hvor varmen skal strekkes ut. Derfor er de kjente brennerutstyr for flytende eller gassformede brennstoffer i første rekke bare egnet for kjeleanlegg for store belastninger og hvor forbrenningskammeret er hovedsakelig avkjølt ved hjelp av kielerør og derfor er istand til å tåle uunn-gåelige høye forbrenningstemperaturer, mens kjeleanlegg med ikke avkjølte for-brenningskammere eller vanlige industriovner forsynt med brennerutstyr av kjent type, såsom oljebrennere med direkte for-støvning av brennstoffet, tidlig ville bli ødelagt av de varme stikkflammer, selv om de forøvrig byr på betydelige tekniske så vel som teknologiske fordeler, f. eks. mulig-heten for innstilling av ovnsatmosfæren.

Foreliggende oppfinnelse har som ho-vedformål å eliminere slike ulemper og til-veiebringe et brennerutstyr av den beskrevne art, ved hjelp av hvilket flytende og gassformede brennstoffer kan forbrennes ved en jevn forbrenningstemperatur som kan velges innenfor vide grenser og hvor en atmosfære kan oppnåes som er innstillbar uavhengig av slik temperatur, slik at den kan være oxyderende, nøytral eller reduserende også når-det gjelder kjeleanlegg med ikke kjølte forbrenningskam-mere og når det dreier seg om industriovner uten at disse ødelegges.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er en hurtig og intens blanding av brennstoff og forbrenningsluft, slik at forbrenningen foregår nærmest mulig blandestedet, hvorved der oppnåes en homogen atmosfære. Oppfinnelsen tar videre sikte på å frembringe alle typer flammer, såsom brennerflammer med sirkelformet tverrsnittsflate eller flate flammer med forskjellig tykkelse osv. Et annet formål m,ed foreliggende oppfinnelse er å bevirke at temperaturene i flammen henholdsvis i forbrenningsgassene også skal kunne velges og være innstiilbare innen vide grenser, idet det ønskede innstillingsområde spen-ner fra 200 til 1600°C. Et annet formål med oppfinnelsen er å frembringe et konstruk-sjons- og arbeidsprinsipp for det nye bren-. nerutstyr egnet for innstilling etter forskjellige behov bestemt av de laveste og hjøyeste ytelser. Oppfinnelsen tar også sikte på å hindre forkoksning bevirket av varme som reflekteres fra meget varme vegger. Det er også et formål med oppfinnelsen å skaffe et brennerutstyr som er egnet for avvekslende eller samtidig forbrenning av forskjellige brennstoffer. Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å frembringe et brennerutstyr som selv om det svarer til alle de ovenfor nevnte krav også er rimelig i pris og istand til pålitelig funksjon gjennom en lang levetid.

Oppfinnelsen bygges på den erkjen-nelse at de ovennevnte krav kan oppfylles hvis forbrenning av det tilførte brennstoff forsinkes på en ønsket måte. Forsinkelse av forbrenningen betyr at varmeutviklingen fordeles i samsvar med de ønskede punkter for varmeuttrekning, slik at der oppnåes på forhånd fastlagte temperaturer i forbrenningskammeret i ønskede punkter av dette. Med andre ord vil forbrenningen og følgelig varmeutviklingen ved hjelp av primær- og sekundærluft finne sted gradvis, enten den sekundære luft blandes inn i den varme gass eller den varme gass blandes inn i den sekundære luft i ett eller flere trinn. Den trinnvise sammenblanding innebærer forskjellige møtesteder for de samvirkende medier, til hvilket formål det ene eller det annet av disse bringes til å strømme i forskjellige retninger mot hverandre fra et og samme sted i eller tilføres fra forskjellige steder til forbrenningskammeret. Således må den varme gass være disponibel allerede før den møter sekundærluften og må kunne til-føres forbrenningskammeret i brennerutstyret i romlig adskilte punkter. På den annen side rwå sekundærluften møte den varme gass bare når og der hvor forbrenning av denne sistnevnte skal finne sted.

En første forbrenning skal følgelig finne1 sted i mer enn ett trinn, dvs. først en forbrenning med primærluft (første trinn) og deretter en forbrenning med sekundærluft i minst ett trinn (annet trinn). For det annet må de medier som tar del i forbrenningen i det annet trinn, tilføres hverandre i et på forhånd fastlagt punkt eller et flertall slike. For det tredje må sekundærluft tilføres blandestedet adskilt fra den varme gass. Alle disse krav oppfylles av foreliggende oppfinnelse som angår et brennerutstyr for brennstoffer såsom gass og olje og som har på i og for seg kjent, måte et reaksjonskammer for dannelsen av en varm- gass og et forbrenningskammer forbundet med reaksjonskammer et for forbrenning av den varme gass med sekundærluft og minst en sekundærluftkanal. Overensstemmende med foreliggende opp-finnelses hovedtrekk er der anordnet et gassfordelingskammer mellom reaksjonskammeret og forbrenningskammeret anordnet adskilt fra sekundærluftkanalen, idet gassfordelingskammeret ved hjelp av minst en gassinntaksåpning er forbundet med reaksjonskammeret og ved hjelp av minst en gassavløpsåpning forbundet med forbrenningskammeret, idet den nevnte sekundærluftkanal gjennom minst en av-løpsåpning munner direkte ut i forbrenningskammeret. Med brennerutstyret iføl-ge oppfinnelsen foregår således fullstendig forbrenning av brennstoffet i minst to trinn; først forgasses olje eller en varme-gass som sannsynligvis er disponibel, de-komponeres ved delvis forbrenning (første trinn). Således dannes en varm gass med en temperatur på mellom 600 og 1200°C med utilstrekkelig oxygeninnhold, hvor-etter den forbrennes i et annet trinn ved hjelp av tilført sekundærluft. Det kan forekomme at en fullstendig forbrenning av den varme gass ville medføre for høye temperaturer selv i et annet trinn. For oppnåelse av en ønsket lav temperatur på et sådant sted vil sekundærluften bli ført inn også på et tredje sted, idet den full-stendige forbrenning av brennstoffet således finner sted i tre trinn. Hvis det på grunn av en ønsket temperaturfordeling er nødvendig, kan sekundærluften tilføres den varme gass i ytterligere punkter på en lignende måte. Alt etter den ønskede art av forbrenningsatmosfæren er det også mulig å gå frem på omvendt måte: Gassen vil bli tilført sekundærluften som allerede beskrevet i forbindelse med tilførsel av sekundærluft til gassen.

På den annen side tjener gassfordelingskammeret og sekundærluftkanalen ifølge oppfinnelsen også for utformningen av flammen. Ved å variere antallet, formen, stedet og retningen av gassutløps-åpningene så vel som å variere størrelsen, stedet og antallet av utløpsåpnlnger for sekundærluftkanalen, kan også flammens form fra den varme gass som trekkes ut av gassfordelingskammeret, påvirkes vesent-lig og der kan oppnåes en ønsket flat, rund, vifteformet eller kjegleformet flamme.

Videre er brennerutstyret ifølge oppfinnelsen egnet for anvendelse ved fire hovedtyper av driftsmåter.

Ved den første type blandes sekundærluft inn i den varme gass i to eller flere trinn, idet sekundærluften selv tilføres den varme gass fra samme sted i forbrenningskammeret i forskjellige retninger eller den kan innføres i forbrenningskammeret på forskjellige steder.

En annen driftsmåte består i den om-vendte av den ovenfor beskrevne, idet den varme gass tilføres sekundærluften i to eller flere trinn, idet tilførselen av gass finner sted enten i forskjellige retninger fra et og samme sted eller på forskjellige steder i forbrenningskammeret. Dette er mulig i tilfeller hvor den samlede mengde sekundærluft må eller kan bli innført i forbrenningskammeret på en gang og atmosfæren i dette tillater å ha en oxyderende virkning uten ødeleggende følger, idet der ønskes en lavere flammetempera-tur. Således kan også sekundærluftens oxygeninnhold bli oppbrukt i et flertall trinn.

Den tredje arbeidsmåte består i en fremgangsmåte ved fyring, hvor en varm gass dannet ved en temperatur på omkring 600 til 1200°C ledes gjennom et gassfordelingskammer, hvis form er tilpasset formen av den flamme eller de flammer som skal dannes. Deretter tilføres flammen sekundærluft i forbrenningskammeret i ett trinn. Den tilføres imidlertid ikke umiddelbart foran en brenner slik som ved kjente fremgangsmåter, men på et sted hvor en øket temperatur er ønsket.

En fjerde fyringsmåte er påkrevet når forbrenningsgassenes temperatur ved an-komsten til det sted hvor varmeutstreknin-gen foregår, skal være lavere enn forbren-ningstemperaturen og dessuten lavere enn den temperatur ved hvilken den varme gass dannes og fortrinnsvis beløpe seg til omkring 200 til 1200°C som tilfellet er ved forskjellige tørkeanordninger, varmebehandlingsovner og sentralvarmekjeler. En slik arbeidsmåte oppnåes ved at fortyn-nende medier tilsettes forbrennlngsgas-sene i et adskilt forbrenningskammer, hvorved der oppnåes en ønsket lavere temperatur på stedet for varmeuttrekningen som er adskilt fra forbrenningsstedet. Til dette formål kan røkgasser eller luft tilsettes forbrenningsgassene. Når det gjelder tilførsel av røkgasser, oppnåes en reduserende eller nøytral atmosfære, mens der ved anvendelse av luft for fortynning fremkommer en oxyderende atmosfære. Det er således mulig å oppnå en ønsket atmo-sfæretype uavhengig av den temperatur ved hvilken varme trekkes ut.

Ytterligere formål og detaljer ved oppfinnelsen vil bli beskrevet under henvis-ning til tegningene som bare i form av ek-sempler viser forskjellige utførelsesf ormer av oppfinnelsen og hvor fig. 1 er et vertikalsnitt av en første utførelsesform etter linjen I-l på fig. 2, fig. 2 er et snitt etter linjen 11-11 på fig. 1, fig. 3 er et snitt etter linjen III-III på fig. 2, fig. 3a viser en detalj av fig. 3 i forholdsvis stor målestokk; fig. 4 er et vertikalsnitt av en annen utførelses-form og tatt etter linjen IV-IV på fig. 5, fig. 5 er et snitt etter linjen V-V på fig. 4 og fig. 6 er et vertikalsnitt av en tredje ut-førelsesform etter linjen VI-VI på fig. 7, fig. 7 er et horisontalsnitt etter linjen VII-VII på fig. 6, fig. 8 er et horisontalsnitt av en ytterligere utførelsesform og tatt etter linjen VIII-VIII på fig. 9, fig. 9 er et horisontalsnitt etter linjen IX-IX på fig. 8, fig 10 er et horisontalsnitt av en ytterligere utførelsesform og tatt etter linjen X-X på fig. 11, fig. 11 er et vertikalsnitt etter linjen XI-XI på fig. 10, fig. 12 er et vertikalsnitt av en ytterligere ut-førelsesform og tatt etter linjen XII-XII på fig. 13, fig. 13 er et horisontalsnitt etter linjen XIII-XIII på fig. 12, fig. 14 er et vertikalsnitt av ennu en utførelsesform og tatt etter linjen XIV-XIV på fig. 15, fig. 15 er et horisontalsnitt etter linjen XV-XV på fig. 14, fig. 16 er et vertikalsnitt av en ytterligere utførelsesform og tatt etter linjen XVI-XVI på fig. 17, fig. 17 er et horisontalsnitt etter linjen XVII-XVII på fig. 16, fig. 18 er et vertikalsnitt av en annen utførelsesform og tatt etter linjen XVIII-XVIII på fig. 19, fig. 19 er et horisontalsnitt etter linjen XIX-XIX på fig. 18, fig. 20 er et vertikalsnitt av en annen ut-førelsesform tatt etter linjen XX-XX på fig. 21, fig. 21 et horisontalsnitt etter linjen XXI-XXI på fig. 20 idet partier av snittet er bragt inn i tegningens plan, fig. 22 er et horisontalsnitt av ennu en utførelsesform tatt etter linjen XXII-XXII på fig. 23, fig.

23 er et vertikalsnitt etter linjen XXIII-XXIII på fig. 22, fig. 24 er et horisontalsnitt av en ytterligere utførelsesform og tatt etter linjen XXIV-XXIV på fig. 25, fig. 25 er et horisontalsnitt etter linjen XXV-XXV på fig. 24, fig. 26 er et planriss delvis i snitt av ennu en utførelsesform, fig. 27 er et vertikalsnitt etter linjen XXVII -XXVII på fig. 26 og fig. 28 viser et diagram.

På tegningene er tilsvarende detaljer betegnet med samme henvisningstall gjennom alle tegninger, idet deler eller detaljer av samme art er betegnet med henvisningstall og med supplerende bokstaver når et flertall slike deler eller detaljer er vist på en bestemt figur.

Fig. 1—3 viser en utførelse beregnet for et kjeleanlegg med et ikke avkjølt forbrenningskammer 30 som har et tilhørende reaksjonskammer 31 utformet i et reak-sjonskammerlegeme 32. Alt etter som oljen forstøves ved hjelp av en forstøver eller der innføres gass ved hjelp av en dyse, kan enheten 31 og 32 betegnes som en forgasser henholdsvis som en dekomponeringsanord-ning.

Forbrenningskammeret 30 kan få til-førsel av sekundærluft gjennom ledninger 33a og- 33b som enkeltvis munner ut gjennom en rekke avløp 34a og 34b umiddelbart i forbrenningskammeret 30. Ledningssyste-mene som er betegnet med henvisningstallene 33a og 33b og utløpene som er betegnet med 34a og 34b vil i det følgende bli betegnet med uttrykket «sekundærluftkanaler».

I samsvar med oppfinnelsens hovedtrekk er et gassfordelingskammer 35 anordnet mellom reaksjonskammeret 31 og forbrenningskammeret 30 og anordnet adskilt fra nevnte sekundærluftkanaler 33a, 34a, 33b, 34b og forbundet med reaksjonskammeret 31 gjennom en gassinntaksåpning 38. Ved sin annen ende er gassfordelingskammeret 35 forbundet med forbrenningskammeret 30 gjennom gassav-løpsåpninger 36. Gassfordelingskammerets 35 midlere tverrsnittsareal beløper seg fortrinnsvis til omkring det tredobbelte til det femdobbelte av reaksjonskammerets 31 minste tverrsnittsareal.

Forbrenningskammeret 30, reaksjonskammeret 31 og gassfordelingskammeret 35 er ved den viste utførelsesform anbragt i et murverk 41, idet reaksjonskammeret 31 har tiltagende tverrsnittsareal mot gassfordelingskammeret 35 som er tilgjengelig gjennom et mannhull 42 for innspeksjon. Et lokk 43 tjener til stengning av mann-hullet 42.

Forstøveren 29 er fortrinnsvis bygget som vist på fig. 3a. Olje føres inn i for-støveren 29 gjennom en oljeledning 45 og forstøves ved trykkluft eller damp som innføres gjennom en ledning 39. Den for-støvede olje strømmer fra forstøveren 29 gjennom et avløpsmunnstykke 40 inn i reaksjonskammeret 31.

For å oppnå forstøvning uten forkoksning vil avløpsmunnstykket 40 ha en kjeg-leform med en vinkel på maksimum 12° og fortrinnsvis 6 til 8°.

Gjennom en ledning 46 forsynt med en reguleringsanordning, såsom en sleide-ventil 47, strømmer primærluft til et brennerhode 37, hvorfra den når reaksjonskammeret 31. På en lignende måte tjener en ledning 48 til innføring av mager gass eller eventuelt et nødvendig fortynnings-middel, såsom røkgasser, hvilken innførte mengde likeledes kan innstilles ved hjelp av en innstillingsanordning 49. Et lignende arrangement for forstøvning av olje kan være anordnet på toppen med hensyn til fig. 2.

Sekundærluftledningene 33a og 33b tilføres sekundærluft gjennom rørlednin-ger 50a henholdsvis 50b. Det frie tverrsnittsareal i disse ledninger kan reguleres ved hjelp av innstillingsanordninger 51a og 51b. Rørledningene 50a og 50b er forbundet med deres tilhørende sekundærluftledninger 33a og 33b gjennom kanaler 52a henholdsvis 52b. Bokser 44a og 44b tjener for tilkobling av kanalene 52a og 52b med rørledningene 50a henholdsvis 50b.

Som det særlig fremgår av fig. 1 er av-løpene 34a og 34b for sekundærluftledningene 33a henholdsvis 33b delvis orientert i forskjellige retninger ved at de aksiale linjer for avløpsåpningene 34a omslutter en større vinkel a med det vertikale midtre plan III-III (fig. 1) for utstyret henholdsvis forbrenningskammeret 30 enn de sentrale linjer for avløpene 34b som har en helningsvinkel |3.

Når et tilsvarende utstyr for tilførsel av sekundærluft (ikke vist) er anordnet på den annen side av det vertikale aksial-plan III-III, vil aksiallinjene for avløpene 34a henholdsvis 34b skjære aksiallinjene for deres tilhørende symmetrisk anordnede motsatte avløp for sekundærluft i aksial-linjen III-III for forbrenningskammeret 30. Følgelig vil mengder av sekundærluft som; innføres gjennom avløpene 34a og gjennom de på den motsatte side, bli blandet med den gass som innføres gjennom avløpsåpningene 36 i forbrenningskammeret 30 på et høyere nivå og i en større av-stand (under en vinkel a) enn de sekundærluftmengder som kommer inn gjennom avløpene 34b og deres tilhørende avløp på den annen side av den vertikale aksiallinje III-III for forbrenningsrommet 30 (under en vinkel |3). Dette vil uten videre bli for-stått ved å betrakte pilene 60, 61a og 62a på fig. 1.

Under drift vil oljen strømme i pilens 66 retning gjennom forstøveren 29 og bli

forstøvet ved hjelp av et forstøvningsme-dium tilført gjennom ledningen 39 i pilens 65 retning. Primærluften strømmer i pilens 67 retning gjennom ledningen 46 og innstillingsanordningen 47 inn i brennerhodet 37 og derfra inn i reaksjonskammeret 31.

Den forstøvede blanding av olje og luft som går inn i reaksjonskammeret 31, an-tennes og forgasses, idet den brennbare varme gass trekker seg inn i gassfordelingskammeret 35 (pilen 68). Herfra strøm-mer den varme gass gjennom avløpsåp-ningene 36 i pilens 60 retning som allerede nevnt inn i forbrenningskammeret 30.

I mellomtiden strømmer sekundærluft i mengder regulert ved hjelp av innstil-lingsanordningene 51a og 51b gjennom led-ningene 50a og 50b og kanalene 52a og 52b inn i sekundærluftledningene 33a henholdsvis 33b, hvorfra den strømmer for det første gjennom avløpene 44a i pilens 62a retning og for det annet gjennom avløpene 34b i pilens 61a retning inn i forbrenningskammeret 30 (fig. 1). Her blir først de mengder av sekundærluft som kommer inn i pilens 61a retning gjennom avløpene 34b, blandet med den varme gass som inn-føres i pilens 60 retning. I samsvar med den innførte mengde sekundærluft innstilt ved hjelp av innstillingsanordningen 51b, vil deretter en del av gassen bli forbrent mens en ennu brennbar annen del av samme forblir ikke forbrent. Denne del — i et eventuelt ytterligere trinn — strømmer i pilens 60 retning og får kontakt med sekundærluftmengder som innføres i pilens 62a retning i den øvre del av forbrenningskammeret 30. Således forsinkes forbrenningen i sistnevntes vertikale retning, slik at overbelastninger av ovnsveggene på grunn av varme kan unngåes, idet der ved varmeuttrekk i forbrenningskammerets 30 øvre del og forsinkelse av forbrenningen i dettes nedre del bare vil herske moderate temperaturer.

Det kan være ønskelig at blandingen av olje og luft også tilsettes en annen gass (f. eks. røkgasser til fortynning) i forstøve-ren 37. Således kan også en mager gass. f, eks. masovngass, utnyttes ved at den gjøres mer konsentrert ved hjelp av for-støvet olje eller dekomponert fet gass, f. eks. methan. Deretter innføres en slik gass (pilen 64) gjennom ledningen 48 i innstilte mengder ved hjelp av innstillingsanordningen 49 inn i brennerhodet 37 og reaksjonskammeret 31.

Den som eksempel viste utførelsesform på fig. 4 og 5 avviker fra den foregående ved at i stedet for en kjele med et ikke avkjølt forbrenningskammer er en indus-triovn utstyrt med et gassfordelingskammer 35 ifølge oppfinnelsen.

Den som eksempel viste utførelsesform på fig. 6 og 7 er beregnet på å tjene som et oljegassfyringsutstyr for et kjeleanlegg med avkjølt forbrenningskammer 30. Et enkelt horisontalt gassfordelingskammer 35 er her anordnet under kjelen, idet den varme gass innføres i forbrenningskammeret 30 gjennom avløpsåpninger 36 på den allerede beskrevne måte. Begge ytter-ender av gassfordelingskammeret 35 er forsynt med brennerhoder 37a og 37b og med forstøvere 45. Hver gassavløpsåpning 36 er forbundet med et par sekundæråp-ninger 34a og 34b orientert i forskjellige retninger som allerede beskrevet (fig. 1). Sekundærluft strømmer på begge sider av gassfordelingskammeret 35 gjennom rør-

ledninger 50a og 50b. Klaffeventiler 78a og

,78b i sekundærluftledningene 50a henholdsvis 50b tjener til fordeling av sekundærluften mellom symmetrisk anordnede avløpsrekker såsom 34a og 34b. Her oppnås likeledes forbrenning i et antall trinn og en avlang flamme i pilens 60 retning fordi sekundærluftmengder innført gjennom de ytre avløp 34a (pilens 61a) omslutter en spissere vinkel a med det vertikale midtre-plan for utstyret enn sekundærluftmengder som kommer inn med en helningsvinkel p i pilens 62a retning fra avløpene 34b slik tilfellet var ved den som eksempel viste utførelsesform på fig. 1—3a på grunn av at avløpene 34a og 34b var orientert i tilsvarende forskjellige retninger.

Fig. 8 og 9 viser en emaljeringsovn med en oljegassfyring ifølge oppfinnelsen. Som kjent er ovner av denne type — når det gjelder direkte oljeoppvarmning — utsatt for altfor høye temperaturer og følgelig en for tidlig ødeleggelse selv om der anvendes ildfast sten av beste kvalitet. På den annen side er en emaljeringsovn forsynt med et brennerutstyr ifølge oppfinnelsen egnet for drift med en jevn og moderat temperatur, slik at varmebelastningen for de ildfaste vegger avtar betydelig sammenlignet med kjente ovner av lignende type, mens deres levetid hurtig økes.

Gassfordelingskammeret 35 befinner seg sentralt under en ikke vist emaljeringsovn. Forbrenningskammeret 30 ligger delvis under og delvis på begge sider av ovnen. Sekundærluft strømmer gjennom sekundærluftledninger 33a og 33b som er utformet i ovnens vegger og avløpene 34a og 34b er i sekundærluftens strømningsret-ning 61a og 61b noe innsnevret. Det er således mulig å måle det indre trykk som hersker i de ytre ledninger 50a og 50b for sekundærluften (dvs. sekundærluften i det annet trinn) mellom innstillingsanordningen 51a og 51b og ovnskroppen 41 og regulere strømningsforholdene ved hjelp av de førstnevnte i avhengighet av de oppnådde måleresultater.

Ved den som eksempel viste utførelses-form er ovnen også forsynt med ledninger 82a og 82b for tilførsel av tertiærluft (dvs. sekundærluft i det annet trinn) som strømmer ut gjennom kanaler 83a og 83b i pilenes 86a og 86b retning i forbrenningskammeret 30 som det vil fremgå av fig. 8.

Gass som strømmer ut fra gassfordelingskammeret 35, møter sekundærluftmengder som kommer gjennom avløpene

34a og 34b og forbrenner delvis (første

trinn). I mellomtiden strømmer forbren-ningsproduktene langs venstre ytre ende

av ovnen i pilenes 60a og 60b retning oppover og kommer frem til den nedre del av forbrenningskammeret 30, hvorfra de strømmer i pilens 84 retning mot høyre ende av ovnen, hvor de starter en strøm-ning oppover igjen i pilens 85 retning. Forbrenningsgassene møter her tertiærluft-mengder som kommer ut fra kanalene 83a og 83b i pilenes 86a henholdsvis 86b retning, slik at fullstendig forbrenning finner sted (annet trinn) og forbrenningsgassene trekkes ut i pilens 87 retning ved venstre ende av ovnen og inneholder ikke lenger noen brennbare komponenter.

Ved den viste utførelsesform forbrennes således den varme gass i to trinn (oljen i tre trinn) ved at først tilføres primærluft for forgasningsformål, deretter sekundærluft i pilenes 61a og 61b retning og til slutt tertiærluft i pilenes 86a og 86b retning. Det er imidlertid også mulig å for-brenne den varme gass i mer enn to trinn hvis slik forbrenning er ønskelig for oppnåelse av en ennu lavere temperatur og en jevnere temperatur fordeling i en forholdsvis lang ovn.

Den ovenfor beskrevne som eksempel viste utførelsesform av brennerutstyret ifølge oppfinnelsen er også egnet for anvendelse til mer kompliserte varmeanord-ninger enn den viste utførelse, såsom tun-nelovner bestående av retorter med konti-nuerlig drift for oppnåelse av en absolutt jevn temperatur.

Ved den på fig. 10 og 11 viste utførel-sesform har gassfordelingskammeret et trekantet horisontalt tverrsnitt (fig. 8). Sekundærluft tilføres på den allerede beskrevne måte gjennom et antall avløpsåp-ninger 34a, 34b, 34c, 34d, dvs. i forskjellige trinn.

De i det foregående beskrevne utførel-sesformer vist på fig. 1—11 drives i samsvar med den første fremgangsmåte for drift og som er omtalt i innledningen til foreliggende beskrivelse, dvs. ved innfør-ing av sekundærluft i et flertall trinn. Fig. 12 og 13 viser en utførelsesform, hvor det i en ovns forbrenningskammer 30 ved hjelp av oljegassfyring vil bli oppnådd en viftelignende oppad strømmende gass-flamme. Den varme gass tilføres forbrenningskammeret 30 gjennom et par åpninger 36a og 36b. Den gassmengde som trer inn gjennom åpningen 36b, tjener som be-skyttelsesgass mot oxygen. Tilførsel av sekundærluft i retningene 61 og 62 tjener for dannelse av en viftelignende flamme. Fig. 14 og 15 viser en tunnelovn med oljegassfyring eller fyring med en fet gass. Denne utførelse avviker fra de foregående utførelser ved at gassfordelingskamrene 35a og 35b er anordnet på begge sider av tunnelovnen. Sekundærluft strømmer inn i forbrenningskammeret (ovnskammeret) 30 i pilenes 69a og 69b retning (fig. 15) ved virkningen av en ikke vist ventilator eller vifte ved ovnens ende. En vogn 72 er anordnet for kjøring på skinner 73a og 73b i tunnelovnen og føres frem i en retning 76 motsatt sekundærluftens strømningsret-ninger 69a og 69b. Således blir for det før-ste et nytt arbeidsstykke 74 forvarmet ved hjelp av de uttrukne forbrenningsgasser mens på den annen side sekundærluften forvarmes ved hjelp av et utgående arbeidsstykke 74 som på sin side blir avkjølt. Således vil den varmemengde som opptas av arbeidsstykket 74 når dette går inn i ovnen, praktisk talt gjenvinnes når dette forlater ovnen. Gassen som innføres i forbrenningskammeret 30 gjennom gassinn-taksåpningene 36a og 36b anordnet i mer enn en rekke og som møter sekundærluften i et antall trinn, danner en svak flamme som er egnet for varmebehandling og bren-ning av følsomme arbeidsstykker, såsom isolasjonsmateriale eller keramiske styk-ker. Foruten å forsinke forbrenningen vil en foreskrevet maksimalverdi for temperaturen bli innstilt ved tilsvarende jus-tering av oljens strømningshastighet og vognens 72 fremskridende hastighet. Fig. 16 og 17 viser igjen en oljegassfyring for en kjele med ikke avkjølt forbrenningskammer, på begge sider av hvilken der ved bunnen foreligger gassfordelingskammere 35a og 35b forbundet ved hjelp av åpninger 36a og 36b med forbrenningskammeret 30, idet åpningene 36a og 36b er avvekslende orientert i samsvar med helningsvinkler y henholdsvis 5, dvs. i forskjellige retninger (fig. 16). Mellom de to gassfordelingskammere 35a og 35b er der anordnet et par sekundærluftledninger 33a og 33b, over hvilke der befinner seg et tykt lag ildfast avfallsmateriale 90 arrangert mellom et par skuldre på veggen 41. Sekundærluft innført gjennom åpningene 34a og 34b i forbrenningskammeret 30 tvinges til å gå gjennom laget 90 av jevnt fordelt ildfast avfallsmateriale i vertikal retning. Da den varme gass innføres i to retninger, fåes en avlang flamme med jevn og forholdsvis lav temperatur i det midtre parti av forbrenningskammeret 30. Fig. 18 og 19 viser en oljegassfyring i forbindelse med en kjele som har et ikke avkjølt forbrenningskammer 30, hvor tre sider av veggen 41 er forsynt med brennerhoder 37a, 37b, 37c og reaksjonskammeret 31a, 31b og 31c. Den varme gass

strømmer derfra i pilenes 60a, 60b og 60c retning inn i et gassfordelingskammer 35 og Herfra gjennom et flertall gassavløps-åpninger 36a, 36b, 36c inn i forbrenningskammeret 30. Ved den viste utførelse er gassavløpsåpningene 36a, 36b, 36c når de betraktes i strømningens retning 61a og 61b for sekundærluften eller for forbrenningsgassene, anordnet i tre rekker. Det er imidlertid mulig å anordne f. eks. bare en rekke slike åpninger 36a. Sekundærluft innføres i forbrenningskammeret 30 gjennom åpninger 34a og 34b i pilenes 61a og 61b retning. Forbrenning i forbrenningskammeret 30 finner sted i et antall trinn som beskrevet i det foregående. Da der ikke foregår noen forbrenning av varm gass i gassfordelingskammeret 35, vil den der herskende temperatur i samsvar med for-gasningstemperaturen bare beløpe seg til 800 til 1200°C, hvilket er en temperatur som ikke er farlig for ovnens murverk.

En kalkbrenningsovn med et brennerutstyr ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 20 og 21. Den har et sjaktformet legeme 41 i en høyde som er betegnet med XXI—XXI på fig. 20 og omfatter et ringformet gassfordelingskammer 35. Brennstoffet innfø-res gjennom tre brennerhoder 37a, 37b og 37c og gjennom reaksjonskamrene 31a, 31b, 31c, i tangentiale retninger inn i gassfordelingskammeret 35, hvorfra det strømmer gjennom avløpsåpninger 36 inn i forbrenningskammeret 30 som er anordnet i sjak-ten 41. I dette tilfelle tilføres gassen sekundærluft nedenfra gjennom en sekundærluftkanal 33 og et lag kalksten 90 i pilens 61 retning.

Under drift føres kalkstenlaget og sekundærluften i innbyrdes motsatte retninger, idet kalkstenlaget 90 synker nedover i pilens 76 retning og blir mer og mer oppvarmet ved hjelp av forbrenningsgassene, mens sekundærluft strømmer oppover i pilens 61 retning og gradvis blir oppvarmet ved hjelp av det nedadgående kalkstenlag. Således foregår der en gjensidig regenera-tiv oppvarmning av både kalksten og sekundærluft, hvorved fyringens effektivitet økes på en fordelaktig måte. Forbrenningen foregår i flere trinn i midten av sjak-ten, hvorfra den forplanter seg oppover og blir mindre og mindre konsentrert. Varme-balansen og temperaturen innstilles ved å regulere brennstoffets strømningshastighet og bevegelseshastigheten for den behand-lede kalksten. Resultatet er en jevn og foreskrevet temperatur så vel som en utstrakt besparelse av de indre sjaktvegger som hittil ikke har vært oppnådd med oljefyrings-anlegg drevet ved direkte forbrenning av olje i et forbrenningskammer, hvilket vil være vel kjent for en fagmann.

De hittil beskrevne utførelsesformer vist på fig. 12 til 21 drives i samsvar med den ovenfor beskrevne annen fremgangsmåte for drift av brennerutstyret ifølge oppfinnelsen, hvor den varme gass tilføres

■sekundærluften i et flertall trinn.

Fig. 22 og 23 viser en utførelsesform hvor gassfordelingskammeret 35 er forsynt med mer enn en gassinntaksåpning 38 og mer enn en gassavløpsåpning 36. Ved den viste utførelse er i alt fire gassinntaksåp-ninger 38a, 38b, 38c, 38d anordnet overfor i alt syv gassavløpsåpninger 36a, 36b, 36c, 36d, 36f, 36g. Sekundærluftledningene 33a og 33b i foreliggende eksempel er forsynt med mer enn ett avlløp 34a henholdsvis 34b. Som det fremgår av tegningen er antallet avløp 34a og 34b for sekundærluftledningene 33a henholdsvis 33b — i foreliggende tilfelle — et multiplum av antallet gass-avløpsåpninger 36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36f og 36g for gassfordelingskammeret 35, mens det samlede tverrsnittareal for av-løpene 34a og 34b beløper seg til en brøk-del av det samlede tverrsnittsareal for gassavløpsåpningene 36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36f, 36g som det særlig fremgår av fig. 22. En slik brenneranordning tilsvarer en ovnsfyring med et stort antall små brennere.

Ved det viste utførelseseksempel vil den varme gass bli fullstendig forbrent nær gassfordelingskammerets 35 frontvegg med dennes gassavløpsåpninger 36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36f, 36g. Sekundærluft strømmer på tvers av strømningsretningen for den varme gass. Dette bevirker en fordelaktig blanding av de to medier som tar del i forbrenningen, som — i prinsippet så vel som i praksis — foregår i ett enkelt trinn.

Den på fig. 24 og 25 viste utførelse er beregnet som fyringsanlegg for en kjele som likeledes har et avkjølt forbrenningskammer 30. Ved kjelens 4 hjørner er der i alt fire brennerhoder 37a, 37b, 37c, 37d som sammen med reaksjonskamrene 31a, 31b, 31c, 31d, parvis forsyner hvert et gassfordelingskammer 35a og 35b med varm gass. Den varme gass strømmer gjennom åpninger 36a og 36b inn i forbrenningskammeret 30. Således er også i foreliggende tilfelle gassfordelingskamrene 35a og 35b forsynt med mer enn en gassinntaksåpning 38a, 38b og 38c, 38d og med mer enn en gassav-løpsåpning 36a henholdsvis 36b, hvilket innebærer en øket jevnhet i temperaturfordeling og atmosfære i forbrenningskammeret 30.

Sekundærluft innføres nedenfra i pilens 81 retning og møter gassen som strøm-mer ut av åpningene 36a og 36b. Således foregår forbrenningen i forbrenningskammerets 30 sentrale del og forplanter seg mot veggene, idet en jevn varmefordeling i forbrenningskammeret 30 er sikret ved innbyrdes forbindelse av i alt fem jevnt fordelte avløp 34 for sekundærluften og i alt tolv jevnt fordelte avløpsåpninger 36a og 36b for gassen. Fordelen ved en slik utførelse består i at omkring 70 til 85 prosent av forbrenningsluften tar del i den oppad rettede strøm 81, hvorved forbrenningskammerets 30 vegger er be-skyttet mot umiddelbar påvirkning fra flammene som er rettet mot dem. Dette er det motsatte av hva som foregår i kjente kjeler av denne art, hvor flammer fra olje-brennerne slår mot veggene motsatt disse brennere og ødelegger veggenes materiale.

De på fig, 22 til 25 viste utførelsesfor-mer drives i samsvar med den i det foregående beskrevne tredje metode for drift, hvor forbrenning av den varme gass ved hjelp av sekundærluft på et på forhånd fastlagt sted i forbrenningskammeret finner sted i et enkelt trinn.

Fig. 26 og 27 viser en utførelsesform av brennerutstyr ifølge oppfinnelsen beregnet for en oljefyring i et kjeleanlegg i et sentralvarmesystem som arbeider med støpe-iernselementer. Som kjent må ikke olje forbrennes direkte i forbrenningskammeret i slike kjeler, hvor temperaturen av det varmeførende medium ikke må overstige en maksimal verdi på f. eks. 1150°C.

Ved det viste eksempel er et gassfordelingskammer 35 med avlang form og med brennerhode 36a og 36b ved begge ender av samme anordnet under et forbrenningskammer 30. Gassfordelingskammeret 35 munner gjennom gassavløpsåpninger 36 ut i forbrenningskammeret 30. Ledninger 33a og 33b tjener til å slippe inn sekundærluft som tilføres i en mengde som er tilstrek-kelig for fullstendig forbrenning av brennstoffet. Ledninger 33a- og 33d som likeledes er anordnet adskilt fra gassfordelingskammeret 35, munner umiddelbart ut i forbren-ningskammeret 30. De tjener imidlertid til å slippe inn fortynningsmidler, såsom luft eller røkgasser, hvis mengde innstilles i samsvar med et termometer 91 på toppen av kjelen. Både sekundærluften og fortyn-ningsluften eller røkgassene innføres gjennom et antall små åpninger, så som betegnet med henvisningstallene 34a og 34b, slik at der oppnåes korte flammer og jevn fortynning.

Den øvre del av forbrenningskammeret 30 er gjennom røkgassledninger 92a, 92b,

92c forbundet med i og for seg kjente var-meoverføringsinnretninger 93a, 93b henholdsvis 93c, idet varmeoverføringen foregår mellom forbrenningsgassene og det vann som sirkulerer i støpejernselemen-tene i et ikke vist sentralvarmesystem. Røkgassledninger 94a, 94b, 94c tjener til

avløp for forbrenningsgassene til et felles uttak eller en skorsten som ikke er vist.

En slik utførelsesform av oppfinnelsen kan benyttes ikke bare for kjeler i sentral-varmeanlegg, men også for tørkeanlegg og varmebehandlingsovner, og nærmere bestemt for erstatning av elektrisk drevne apparater med slikt formål.

Selve forbrenningen av den varme gass foregår i samsvar med den ovenfor beskrevne fjerde arbeidsmåte, hvor forbrenning og varmeuttrekk skal foregå adskilt fra hverandre.

Som det vil fremgå av de i det foregående beskrevne forskjellige utførelsesfor-mer er det ved anvendelse av de brennerutstyr oppfinnelsen foreslår, gjort mulig å etterkomme kravene også fra forbrukere

som arbeider med de strengeste betingelser til fyringspraksis og fintfølende drift. Dette

innebærer adgangen for fyringsoljer på

områder, såsom mindre industriovner, kjeleanlegg i meget store kraftstasjoner og

særlig industriovner som hittil ikke har vært mulig å drive med oljefyring. De fordeler som skyldes oppfinnelsen sammenlignet med fordelene som bys ved direkte oljefyringer, fremgår av diagram-met vist på fig. 28. Heltrukne linjer betegnet med små bokstaver angir forholdet mellom temperatur t (°C) og frontalav-stand m (meter) for et målepunkt, mens

strektrukne linjer betegnet med store bokstaver angir oxygeninnhold i atmosfæren i prosent likeledes i avhengighet av av-standen m.

Både kurven a og kurven A er karakteristiske for oljebrennere som arbeider

med direkte forbrenning. Som det vil fremgå er temperaturen tilbøyelig til å foran-dre seg betydelig langs forbrenningskammeret, mens atmosfæren viser en oxyderende virkning.

Kurvene b og B viser de samme egen-skaper men enten i tilfelle av en tungolje-brenner eller i tilfelle av ufullstendig blanding.

Kurvene c og C er karakteristiske for tilfeller hvor oljegass brennes i et enkelt trinn umiddelbart foran en brenner på kjent måte. En slik forbrenningstype vil bli valgt når det ønskes en ennu høyere temperatur og en atmosfære med øket ho-mogenitet.

Kurvene dl, d2 og D kjennetegner den første fortarenningstype i brennerutstyret ifølge oppfinnelsen. Her tilsettes sekundærluft til den varme gass i flere enn et trinn. I samsvar med temperaturutform-ningen i den varme gass kan forbrennings-temperaturen velges innenfor vide grenser (f. eks. mellom 700 og 1200°C) som antydet med kurvene dl og d2. Kurven D viser at — med en slik driftsmåte — kan der oppnåes en i høy grad homogen atmosfære med lite oxygeninnhold.

Kurvene e og E er karakteristiske for den ovenfor beskrevne annen driftsmåte, hvor den varme gass innføres i flere enn ett trinn. Som vist med kurven E har atmosfæren en oxyderende natur. Temperatur-forløpet kan velges i likhet med den første driftsmåte. Alt etter som det er ønskelig med en reduserende eller en oxyderende atmosfære vil den første eller den annen av de kjente driftsmåter bli anvendt.

Kurvene f og F er karakteristiske for det tilfellet hvor — i likhet med tilfellet med kurvene c og C — forholdsvis større temperaturer er ønskelige på et punkt mer fjernt fra brenneren, hvilket kan oppnåes ved anvendelse av gassfordelingskammeret i samsvar med oppfinnelsen. Atmosfæren er like oxygenfattig som i tilfellet C. Som det har vært anført, slik er den ovenfor beskrevne tredje driftsmåte for brennerutstyr ifølge oppfinnelsen, hvor sekundærluft slippes inn i den varme gass i et enkelt trinn.

Den ovenfor beskrevne fjerde driftsmåte, hvor en ønsket temperatur skal være lavere enn både forbrenningstempe-raturen og utformningstemperaturen for den varme gass, oppnåes ved å skille forbrenningsstedet fra det sted hvor varmeut-treknlngen foregår så vel som1 ved fortynning av forbrenningsgassene ved hjelp av tilsetning av røkgass eller luft. Ved anvendelse av røkgasser til fortynnelse oppnåes en reduserende atmosfære (kurven Gl), mens fortynning ved hjelp av luft fører til en oxyderende atmosfære (kurven G2).

Det er også klart at brennerutstyr ifølge oppfinnelsen tillater oppnåelsen av temperaturer innenfor vide grenser på f. eks. 300 til 1700°C og atmosfærer av en hvilken som helst art (reduserende, nøy-trale, oxyderende) bare ved egnet anvendelse av gassfordelingskammeret og egnet anordning av sekundærluftkanalene. Mens ved kjente brennerutstyr med brenner verdien og stedet for en ønsket temperatur så vel som arten av den fremkomne atmosfære bestemmes av brennertypen, kan ved oppfinnelsen — på grunn av at brennere unnværes og der anvendes gassfordelingskammere i samsvar med oppfinnelsen — både verdien av og stedet for en ønsket temperatur og arten av atmosfæren velges uavhengig av hverandre.

Claims (10)

1. Brenneutstyr for brennstoffer såsom gass og olje, omfattende et reaksjonskammer for dannelse av en varm gass og et forbrenningskammer i forbindelse med reaksjonskammeret for forbrenning av den dannede varme gass med sekundærluft og minst en sekundærluftkanal, karakte-sert ved at et gassfordelingskammer (35) er anordnet mellom reaksjonskammeret (31) og forbrenningskammeret (30) og anordnet adskilt fra sekundærluftkanalen (33a, 34a; 33b, 34b) idet gassfordelingskammeret er forbundet gjennom minst en gassinntaksåpning (38) med reaksjonskammeret og gjennom minst en gassav-løpsåpning (36) med forbrenningskammeret, idet sekundærluftkanalen munner ut direkte i forbrenningskammeret (30) gjennom minst ett avløp (34a, 34b).

2. Brennerutstyr ifølge påstand 1, karakterisert ved at gassfordelingskammeret (35) er forsynt med mer enn en gassinntaksåpning (38a, 38b, 38c, 38d) og med mer enn av gassavløpsåpning (36a— 36g), (f. eks. fig. 22 og 23).

3. Brennerutstyr ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved en sekundærluftkanal med mer enn ett avløp og et gassfordelingskammer med mer enn en avløps-åpning, hvorved antallet avløpsåpninger (34a, 34b) fra sekundærluftkanalen (33a, 34a; 33b, 34b) er et multiplum av antallet av nevnte avløpsåpninger (36a—g) for gassfordelingskammeret (35), idet det samlede tverrsnittsareal for nevnte avløp fra sekundærluftkanalen er en brøkdel av det samlede tverrsnittsareal for nevnte avløps-åpninger for gassfordelingskammeret.

4. Brennerutstyr ifølge påstand 3, omfattende mer enn en sekundærluftkanal, karakterisert ved at avløpene (34a, 34b) fra sekundærluftkanalene (33a, 34a; 33b, 34b) er i det minste delvis orientert i forskjellige retninger (a, (3).

5. Brennerutstyr ifølge en av påstan-dene 1—4, omfattende et gassfordelingskammer (35) med mer en en avløpsåpning, karakterisert ved at avløpsåpnin-gene (36a, 36b) er i det minste delvis orientert i forskjellige retninger (y, fj).

6. Brennerutstyr ifølge en av påstan-dene 1—5, omfattende et gassfordelings kammer med mer enn en avløpsåpning, karakterisert ved at avløpsåpnin-gene (36a hhv. 36b) i gassfordelingskammeret (35 hhv. 35b) er anordnet i mer enn en rekke.

7. Brennerutstyr ifølge en av påstan-dene 1—6, omfattende flere avløpsåpnin-ger, karakterisert ved at avløpsåp-ningene (36a, 36b, 36c) når de betraktes i strømningsretningen (61a, 61b) for et medium som strømmer gjennom dem — er anordnet i' det minste i en rekke bak hverandre.

8. Brennerutstyr ifølge en av påstan-dene 1—7, omfattende flere avløp for sekundærluft, karakterisert ved at nevnte avløp (34a, 34b; 34c, 34d) — når de betraktes i strømningsretningen (60) for den varme gass — er arrangert bak hverandre i minst en. rekke.

9. Brennerutstyr ifølge en av påstan-dene 1—8, karakterisert ved åt der er anordnet ledninger (33c, 33d) for tilfør-sel av et fortynningsmedium eller fortyn-ningsmedier, idet disse ledninger likeledes er- anordnet adskilt fra gassfordelingskammeret (35) og munner direkte ut i forbrenningskammeret (30).

10. Brennerutstyr ifølge en av påstan-dene 1—9, karakterisert ved at reaksjonskammeret (31) har en konisk form og tverrsnittsarealer som tiltar mot nevnte gassfordelingskammer (35), idet vinkelen i den nevnte koniske form høyst er 20°.