NO862834L - Anordning for aktivering av forbrenningsforloep. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for aktivering av forbrenningsforløpet av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Når forbrenningskvaliteten 1 forbindelse med forbrenningsanlegg skal forbedres, skal i første linje brennstofforbruket bli redusert og dermed tilveiebringes en tilsvarende energi innsparing. I tillegg til dette skal det imidlertid også bli tatt hensyn til å finne frem til et anlegg hvor det kan tilveiebringes en lettere og bedre rengjøring av den anvendte varmekjelen og det anvendte brennkammeret med hensyn til sot og avleiringer. Videre skal det tas hensyn til en optimering av energiutvekslings- og effektevnen, tilveie-bringelsen av en gunstigere virkningsgrad for forbrenningsanlegget ved endring av flammegeonretrien, en reduksjon av emisjonen av røykgasser og faste partikler så vel som reduksjon av mulig korrosjonsårsaker. De til nå kjente tiltak og innretninger for forbedring av kjente metoder<p>g anleggs-komponenter er generelt forbundet med høye investerings-kostnader, som igjen har medført at slike anlegg ikke er blitt anvendt i stor målestokk.

Fra europeisk patentsøknad nr. 50.258 er kjent en forbrenn-ingskatalysator, ifølge hvilken der er anordnet en regule-ringsinnretning mellom en vannbeholder og en brennsone. Derved oppstår ved drift den ulempen at ved tenning av brennstoffet og ved omkopling av et trinn til et annet, forplanter det opptredne trykkslaget seg på bufferoppfyllin-gen til reguleringsinnretningen slik at buffervæske når inn i vannbeholderen.

Fra OE-A 2359414 er kjent en innretning for innledning av damp i kraftbrenselledningssystemet til en brennkraftmaskin, ved hjelp av hvilken virkningsgraden til kraftstofforbrennin-gen skal bli forbedret og skadestoffemisjonen bli redusert. Dampen frembrakt i en beholder blir tilført denne kjente innretningen via en hul utformet tomgangsinnstillingsskrue til forgasseren i brennkraftmaskinen. For sikring mot en uønsket tilbakestrøm eller mot feiltenningstilbakeslag fra forgasseren er det anordnet ved endeavsnittet til tomgangs-innstillingsskruen en kuletilbakeslagsventil, hvis ventilkule kan styres alene ved hjelp av gasstrømmen. Et slikt tilbake-slagssystem har kun en lav sikringsverdi og er derfor ikke egnet for anvendelse i et fyringsanlegg.

Oppgaven til foreliggende oppfinnelse består i å tilveie-bringe tiltak ved anordning av den innledningsvis nevnte art hvor ulempen ved tidligere kjente unngås, hvor det således tilveiebringes en total forbedring av aktiveringen av forbrenningsforløpet og samtidig optimeres driftssikkerheten betydelig.

Dette tilveiebringes ved en innretning av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Ved innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse blir forbrenningsluften som er nødvendig for brenneren til forbrenningsanlegget erstattet av en blanding bestående av den vanligvis anvendte omgivelsesluften og luften aktivert ved hjelp av innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Ved undersøkelse av røykgassene ved utgangen av en varme-kjele, ble det registrert at denne aktiveringen eller anrikingen av den totalt tilførte forbrenningsluften bevirket en betydelig reduksjon av brennstofforbruket ved sammen-lignbar høy utgangseffekt. Med hensyn til forbrenningsfor-løpet har det vist seg at det vanlige luftoverskuddet reduseres og dermed kan den fyringstekniske virkningsgraden bli øket og stabilisert. Allerede etter 200 til 300 bren-nerdriftstimer for en til da ved vanlig drift drevet kjele, er det mulig å se ved innkoplet anriking en betydelig selvrengjøringseffekt i brennkammeret, slik at den vanlig opptredene opplagring av sot og forbrenningsrester praktisk talt var forsvunnet. I stedet for dette fremkom et fint hvitt sjikt, som var mulig å fjerne uten videre med en børste, hvorved det fremkom en betydelig fordel med hensyn til vedlikehold.

For omgivelsene er det av betydning at luftoverskuddet kan reduseres, da dette medfører en reduksjon av røykgassmassene som angives til atmosfæren og dermed en reduksjon av varmetapet betinget av røykgassen. Den totale forbrenningen finner sted med tilnærmet støkiometrisk luftforhold.

Som følge av den tilveiebrakte selvrengjøringseffekten av brennkammeret og røykgassavtrekket blir videre tilstanden til utveksleroverflaten mellom energibæreren og brennkammeret forbedret, hvorved virkningsgraden til oppvarmingskjelen som energiomformer blir øket og samtidig reduseres primærenergi-behovet.

Ved anvendelse av innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, økes også flammetemperaturen, omfanget av flammen blir kortere og den kjemiske strukturen til oksygenbærerforbren-ningsluften endrer seg. Totalt ligger reduksjonen av de skadelige stoffmengdene ved anvendelse av innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse i et forbrenningsanlegg i størrel-sesorden av 15-25$ ved en tilsvarende reduksjon av NOx-utslippet. Ifølge det reduserte brennstofforbruket reduseres også utslippet av SO2.

Det har videre vist seg at anvendelsen av innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse ved forbrenningsanlegg har en viss avhengighet av den ytre temperaturen til en bygning som skal oppvarmes og, da slik at ved lavere utetemperaturer opptrer en del økning av reduksjonen av forbruket. Dette fenomenet forklares på den ene siden av den økede flammetemperaturen og på den andre siden av brennkammerets selvrengjøring, som forbedrer energiomsetningen i brennkammer/energibærervæsken. Det er mulig å beregne emperisk at forbindelsen mellom disse effektene fører til at skallverdien satt i oppvarmingskjele- termostaten blir hurtigere nådd enn ved utkopling av innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Derved blir driftsvarigheten til brenneren forkortet og innkoplings-hyppigheten øket. Den nevnte virkningen kan sammenlignes med en kunstig effektøkning av brenneren, som er tilfelle ved overskridelse av den maksimale brennstofftilførselen. Innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse tillater dermed en totalreduksjon av styringen på brennstofftilførselen og dermed en reduksjon av den minimale brennstofftilførselen.

Styreanordningen anordnet for innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse er dermed enkel i oppbygningen og allerede derved I stor grad driftssikker. En ved hver mulig driftsfor-styrrelse nødvendigvis fremkommen nivåendring i buffervæsken fører til en øyeblikkelig avslåing av brenneren slik at anvendelsen av Innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse praktisk talt kan bli ansett som risikofri.

I det påfølgende skal foreliggende oppfinnelse beskrives nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel ifølge foreliggende oppfinnelse med henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk snitt av en slik innretning. Fig. 2 viser likeledes i snitt et forstørret utsnitt av den

samme med to pusterør.

Fig. 3 viser virkningen av innretningen ved hjelp av et diagram, som viser CC^-innholdet til røykgassen i avhengighet av sotmengden ifølge Bacharach.

Ifølge fig. 1 er en beholder 4 forbundet via en ledning la med en luftpumpe 1, som pumper trykkluft gjennom en eller flere rør inn i en beholder 4 med en væske 3. Væsken 3 fyller beholderrommet kun delvis slik at over væskeflaten forblir et luftrom 3a.

Det øvre avsnittet av beholderen 4 inneholder et trykkutjevn-ingskammer 5, som er adskilt ved hjelp av en skillevegg T fra et ytterligere kammer 8 delvis fylt med olje 7. Et i skilleveggen T anordnet rør 6, som forbinder kamrene 5 og 8, tjener til luf tgjennomføring og gir derved en art støt-dempningsfunksj on.

Over en ledning 9 er kammeret 8 forbundet med brenneren 11, hvorved den munner ut i luftinnsugningsstussen 10.

Ved hjelp av luftpumpen 1 blir luft pumpet gjennom en eller flere rør 2 gjennom den aktive væsken 3 inn i beholderen 4.

Luften aktivert ved gjennomgangen gjennom væsken blir tilslutt presset gjennom trykkutjevningskammeret 5 og røret 6 med mindre diameter og støtdemperfunksjonen 6.

Etter gjennomstrømningen i oljen 7 og det andre kammeret 8 blir den aktiverte luften blandet sammen med innsugnings-luften 10 til brenneren 11 ved hjelp av forbindelsesslangen 9.

For funksjonssikring er montert en elektronisk krets på en plate 12 med høydeinnstilling 13.

Nivåstyringen foregår ved hjelp av sensoren 14 ved hjelp av ultralyd, lys, infrarødt osv.

Ved en lekkasje eller utfall av luftpumpen 1 utjevner seg oljestanden i kammeret 5+8, da oljen 7 strømmer gjennom røret 6 inn i trykkut jevningskammeret 5. Den avtagende tettheten registrerer nå sensoren 14 og den dermed forbundne elektronikk 12 kopler via reléet 15 og brennerstyringen 16 ut brenneren 11.

På siden av beholderen 4 befinner seg en oppfyllingsstuss 17, som er festet på en nivåstyrer 18.

En tømmekran 19 er anordnet nede ved tanken.

Innretningen egner seg for aktivering av forbrenningsforløpet til et fyringsanlegg for forbrenning av fosile brennstoffer som olje, gass, kull så vel som tre etc, men kan også anvendes i otto- og dieselmotorer. Derved fremkommer praktisk talt fullstendig forbrenning av hydrokarbonene og en sterkt redusert sotverdi.

Vannfyllingen av beholderen 4 inneholder destilert vann med 2 til 12 volum-# fortrinnsvis 5# metylalkohol.

Forsøk har vist at innretningen gir en overraskende tenn-akselerasjon forbundet med en fullstendig forbrenning av hydrokarbonene.

Virkningen av aktivatoren på olje-, gass- og kullforbrenning kan sammenfattes som følgende: Det er mulig å drive fyringsanlegget uten luftoverskudd. Automatisk rengjøring av kjelen.

Økning av den fyringstekniske virkningsgraden.

Økning av kjelevirkningsgraden.

Mulighet for å drive overdimensjonerte anlegg I dellast-området uten å øke røykgasstapet, som fører til en økning

av årsvirkningsgraden.

Redusering av røykgassmassen.

Redusering av svovelsyren (H2SO4) = forlengelse av kjelens

levetid.

Redusering av nitrogenoksyd.

Redusering av kullmonooksyd.

Fig. 3 viser COg-innholdet i røykgassen i avhengighet av sotverdien ifølge Bacharach ved en oljefyring, som er utført med en utførelsesform av innretningen ifølge foreliggende oppf innelse.

EKSEMPEL

Oljefyring med fyringsolje EL

CO2maksimum 15,3 vol-%

Minste luftbehov 14,5 kg/kg B

n Fyringsteknisk 100_( TA- TE) x 0 58

C02

Derved fremkommer følgende verdier:

Claims (4)

1. Innetning for aktivering av forbrenningsforløpet, spesielt for økning av den prosentvise C02 -andelen og redusering av sotverdien i forbrenningsanlegg matet med faste, flytende eller gassformede brennstoffer, med en delvis med vann fylt beholder (4), i hvilken fylling rager inn et lufterør (2) praktisk talt til dens bunn og er tilsluttet en trykk-gasskilde, idet det mellom beholderen (4) og brennrommet koples inn et styreapparat for den fuktige luften som strømmer fra vannbeholderen til brennrommet, hvilket styreapparat er delvis fylt med en buffervæske, karakterisert ved at styreapparatet er delt i to kammer ved hjelp av en vertikal skillevegg, hvis ene kammer (8) er forbundet med brennrommet og delvis fylt med buffervæske mens i det andre kammeret (5) rager Inn et rør som står I forbindelse med luftrommet til vannbeholderen og hvor begge kamrene bare er forbundet med hverandre ved hjelp av en boring (6) anbrakt i skilleveggen med et slik gjennom-gangstverrsnitt, at det tilveiebringes en støtdemperfunksjon.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at begge kamrene (5, 8) til styreapparatet har et hoved-sakelig kasseformet tverrsnitt og at det har en felles kammerbunn så vel som et felles kammerdeksel, at ledningstil-slutningen (9) til det ene kammeret (8) som fører til brennrommet er anbrakt ved kammertaket, at røret (20) som går gjennom kammerbunnen til det andre kammeret (5) avsluttes kort før det når kammertaket, at boringen (6) er utformet i nærheten av kammerbunnen i den vertikale skilleveggen (T) og at fyllnivået til buffervvæsken ved ikke drevet, men i driftsklar innretning ligger i begge kamrene utjevnet ovenfor åpningstverrsnittet til boringen (6) og stiger I løpet av driften tilsvarende til et på forhånd gitt nivå i kammeret (8) tilsvarende trykkforholdet i begge kamrene (5, 8).

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at styreapparatet er forsynt med en nivåkontroll (14) som overvåker fyllnivået til den ene kammeret (8).

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at som buffervæske anvendes olje og at nivåstyringen arbeider på basis av ultralyd, infrarøde stråler eller lysstråler og har en sikkerhetsutkoplingsinnretning (14, 15) forbundet med en brennerstyring (16) for brennrommet.