PT1558708E

PT1558708E - Gas generator

Info

Publication number: PT1558708E
Application number: PT03753629T
Authority: PT
Inventors: Timo Saares
Original assignee: Timo Saares
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2008-10-02
Also published as: FI20021946A0; AU2003271794A1; WO2004039925A1; ATE404653T1; EP1558708A1; EP1558708B1; JP2006504820A; DE60322934D1; ES2314231T3; FI113781B

Abstract

A gas generator comprising a substantially cylindrical gasifier vessel (1), a grate (2) on which solid fuel (8) being combusted is fed, a gasifier throat (6) forming in the gasifier vessel (1) a portion with a cross section narrower than that of the other portion of the gasifier, and gasification air nozzles (4) adapted above the gasifier throat (6) to the gasifier vessel (1). The invention is implemented by way of adapting at the gasifier throat (6), substantially concentric with the center axis of the cylindrical gasifier vessel (1), an upward tapering control element (5) of the gasifier throat cross-sectional area.

Description

ΕΡ 1 558 708/ΡΤ DESCRIÇÃO "Gerador de gás" O invento refere-se a um gerador de gás que compreende um recipiente gaseificador substancialmente cilíndrico, uma grade sobre a qual é alimentado o combustível sólido a ser queimado, uma garganta de gaseificador que forma no recipiente gaseificador uma porção com uma secção transversal mais estreita do que a da outra porção do gaseificador e bicos de injecção de ar de combustão adaptados ao recipiente gaseificador por cima da garganta de gaseificador.ΕΡ 1 558 708 / ΡΤ DESCRIPTION " Gas generator " The invention relates to a gas generator comprising a substantially cylindrical gasifier vessel, a grid on which the solid fuel to be burned is fed, a gasifier throat forming a portion having a narrower cross-section of the gasifier vessel. than that of the other portion of the gasifier and combustion air injection nozzles adapted to the gasifier vessel above the gasifier throat.

Nos geradores de gás convencionais, a porção de garganta do recipiente gaseificador tem uma área de secção transversal constante. Contudo, quanto à geração de um produto de gás limpo, isto não é uma situação óptima. Isto é devido à garganta de gaseificador nas condições de máxima capacidade ter de ser capaz de preferência de passar um maior caudal volumétrico de gás do que na situação de operação de capacidade mínima.In conventional gas generators, the throat portion of the gasifier vessel has a constant cross-sectional area. However, regarding the generation of a clean gas product, this is not an optimal situation. This is due to the gasifier throat in the conditions of maximum capacity having to be able to preferably pass a higher volumetric gas flow rate than in the minimum capacity operating condition.

Uma concretização de gerador de gás da arte anterior está descrita na Pat. FI No. 60,884.One prior art gas generator embodiment is described in U.S. Pat. FI No. 60,884.

Além disso, o documento US-A-5226927 descreve um gaseificador substancialmente cilíndrico e os seguintes elementos: uma grade localizada no fundo do recipiente, uma garganta de gaseificador com uma secção transversal mais estreita do que a da outra porção do gaseificador, bicos localizados por cima da porção de garganta e um elemento que é concêntrico com o eixo central e que é cónico numa direcção para cima. É um objecto do invento proporcionar um gerador de gás em que possa ser controlada a área de secção transversal da sua garganta de gaseificador para um valor de combustão óptimo durante a operação do gaseificador. No invento a área de secção transversal variável é implementada por meio de um elemento de controlo que se pode mover verticalmente, em particular um cone de estrangulamento. Quando o cone de 2 ΕΡ 1 558 708/ΡΤ estrangulamento está na sua posição superior, o caudal volumétrico de gás através da garganta de gaseificador é reduzido para um valor que corresponde à capacidade minima de operação do gerador de gás. Respectivamente, tendo o cone de estrangulamento accionado para a sua posição inferior predefinida, é permitido passar um maior caudal volumétrico de gás sem restrições para a camada de redução de carvão, facilitando deste modo a operação do gerador de gás na sua capacidade máxima. 0 gerador de gás de acordo com o invento é particularmente caracterizado por na garganta de gaseificador, substancialmente concêntrico com o eixo central do recipiente gaseificador cilíndrico, estar adaptado um elemento de controlo cónico para cima da área de secção transversal da garganta de gaseificador, sendo o elemento de controlo cónico suportado por um veio adaptado para se prolongar através da grade de gaseificador subjacente, e por o elemento de controlo estar adaptado para se poder mover na direcção vertical.In addition, US-A-5226927 describes a substantially cylindrical gasifier and the following elements: a grate located at the bottom of the vessel, a gasifier throat having a narrower cross-section than that of the other portion of the gasifier, nozzles located by above the throat portion and an element which is concentric with the central axis and which is conical in an upward direction. It is an object of the invention to provide a gas generator in which the cross-sectional area of its gasifier throat can be controlled to an optimum combustion value during the operation of the gasifier. In the invention the variable cross-sectional area is implemented by means of a vertically moveable control member, in particular a throttling cone. When the throttling cone is in its upper position, the volumetric flow rate of gas through the gasifier throat is reduced to a value corresponding to the minimum operating capacity of the gas generator. Respectively, by having the throttle cone actuated to its predefined lower position, it is permitted to pass a greater volumetric gas flow unrestricted to the carbon reduction layer, thereby facilitating the operation of the gas generator at its maximum capacity. The gas generator according to the invention is particularly characterized in that in the throat of the gasifier, substantially concentric with the central axis of the cylindrical gasifier vessel, a conical control element is adapted above the cross-sectional area of the gasifier throat, conical control element supported by a shaft adapted to extend through the underlying gasifier grill, and in that the control member is adapted to be movable in the vertical direction.

Uma concretização preferida do gerador de gás de acordo com o invento é caracterizada por o elemento de controlo ser um cone de estrangulamento, cujo veio de suporte está adaptado para passar através da grelha de gaseificador.A preferred embodiment of the gas generator according to the invention is characterized in that the control element is a throttling cone, which support shaft is adapted to pass through the gasifier grid.

Outra concretização preferida do gerador de gás de acordo com o invento é caracterizada por o veio de suporte do cone de estrangulamento estar ligado à grelha de gaseificador e por o veio de suporte estar adaptado para poder rodar com a rotação simultânea da grelha de gaseificador.Another preferred embodiment of the gas generator according to the invention is characterized in that the throttle cone support shaft is connected to the gasifier grill and that the support shaft is adapted to be rotatable with the simultaneous rotation of the gasifier grill.

Ainda outra concretização preferida do gerador de gás de acordo com o invento é caracterizada por o movimento vertical do veio de suporte do elemento de controlo ser implementado por meios hidráulicos.Yet another preferred embodiment of the gas generator according to the invention is characterized in that the vertical movement of the support shaft of the control element is implemented by hydraulic means.

Por conseguinte, o gaseificador do gerador de gás de acordo com o invento pode ser ajustável para estar à altura das exigências actuais de rendimento de gaseificador de maneira a manter sempre um caudal volumétrico de gás e temperatura óptimos na garganta de gaseificador, pelo que 3Accordingly, the gasifier of the gas generator according to the invention can be adjusted to be up to the current gasifier efficiency requirements in order to always maintain an optimum gas and temperature volumetric flow rate in the gasifier throat,

ΕΡ 1 558 7Ο8/PT estão criadas as condições apropriadas para a geração de um produto de gás de máxima qualidade. A seguir, o invento é examinado em maior detalhe com a ajuda de uma concretização de exemplo preferida fazendo referência ao desenho em anexo que mostra uma vista em corte vertical de um gaseificador de acordo com o invento adequado para ser utilizado num gerador de gás.ΕΡ 1 558 7Ο8 / PT the appropriate conditions are created for the generation of a gas product of the highest quality. In the following the invention is examined in more detail with the aid of a preferred exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing which shows a vertical cross-sectional view of a gasifier according to the invention suitable for use in a gas generator.

Com referência ao diagrama, é mostrado no mesmo, designado pelo número de referência 1, um recipiente gaseificador que basicamente tem uma forma cilíndrica direita com a excepção da garganta de gaseificador 6, em que a área de secção transversal do recipiente é claramente reduzida em relação ao resto do recipiente gaseificador. A garganta de gaseificador 6 está situada por cima da grelha de gaseificador 2. No gaseificador é queimado combustível sólido 8. 0 número de referência 3 designa um leito de carvão de gaseificação e o número de referência 4 designa bicos de injecção de ar de combustão que estão distribuídos de um modo uniforme em torno da periferia do recipiente gaseificador. A zona de combustão de gaseificador 7 opera por cima dos bicos de injecção de ar de combustão 4.Referring to the diagram, there is shown in the same, designated by the reference numeral 1, a gasifier vessel which basically has a right cylindrical shape with the exception of the gasifier throat 6, wherein the cross-sectional area of the vessel is clearly reduced in relation to the rest of the gasifier vessel. The gasifier throat 6 is situated above the gasifier grill 2. In the gasifier, solid fuel is burned 8. Reference numeral 3 designates a gasification carbon bed and the reference numeral 4 designates combustion air injection nozzles which are evenly distributed about the periphery of the gasifier vessel. The combustion zone of gasifier 7 operates above the combustion air injection nozzles 4.

No meio do gaseificador, na garganta de gaseificador 6, numa posição concêntrica com o eixo central vertical do gaseificador, está adaptado um cone de estrangulamento que pode ser controlado 5 da garganta de gaseificador. A forma do cone de estrangulamento é cónica para cima. De um modo vantajoso, feito de um material metálico ou cerâmico, o cone de estrangulamento é suportado por um veio 9 adaptado para se prolongar através da grelha de gaseificador subjacente 2. O veio de suporte 9 está ligado de um modo vantajoso a um mecanismo actuador hidráulico que move o cone de estrangulamento 5 na direcção vertical, realizando deste modo o controlo da área de secção transversal aberta na garganta de gaseificador. Na posição superior do cone de estrangulamento, o caudal volumétrico do gás que passa através da garganta é controlado para um valor mínimo que corresponde ao menor rendimento do gerador de gás. Ao contrário, numa posição inferior predefinida do cone de estrangulamento, é permitido um maior caudal volumétrico de 4 ΕΡ 1 558 708/ΡΤ gás sem obstrução para o leito de carvão de redução, facilitando deste modo o rendimento máximo a partir do gerador de gás.In the middle of the gasifier, in the throat of the gasifier 6, in a position concentric with the vertical central axis of the gasifier, a throttling cone is adapted that can be controlled 5 of the gasifier throat. The shape of the choke cone is conical upward. Advantageously, made of a metallic or ceramic material, the throttle cone is supported by a shaft 9 adapted to extend through the underlying gasifier grill 2. The support shaft 9 is advantageously connected to an actuating mechanism hydraulic valve that moves the throttle cone 5 in the vertical direction, thereby performing control of the open cross-sectional area in the gasifier throat. In the upper position of the throttle cone, the volumetric flow rate of the gas passing through the throat is controlled to a minimum value corresponding to the lower efficiency of the gas generator. On the contrary, in a predefined lower position of the throttle cone, a higher volumetric flow rate of 4 Ρ 1 558 708 / ΡΤ is allowed without unobstruction to the reducing carbon bed, thereby facilitating the maximum efficiency from the gas generator.

De acordo com uma concretização preferida, a grelha de gaseificador 2 pode rodar, pelo que o movimento de rotação é realizado de um modo vantajoso através da rotação do veio de suporte de cone 9. Tal movimento de rotação do veio pode ser implementado utilizando qualquer construção de actuador apropriada bem conhecida por uma pessoa perita na arte. De um modo alternativo, o movimento de rotação pode ser imposto directamente sobre a grade, pelo que a grade por sua vez roda o cone de estrangulamento.According to a preferred embodiment, the gasifier grill 2 is rotatable, whereby the rotational movement is advantageously carried out by rotation of the cone support shaft 9. Such rotation of the shaft can be implemented using any construction of suitable actuator well known to a person skilled in the art. Alternatively, the rotational movement can be imposed directly on the grid, whereby the grid in turn rotates the throttling cone.

Para uma pessoa perita na arte é óbvio que o invento não está limitado à concretização de exemplo descrita acima, mas em vez disso, pode ser alterado dentro do âmbito das reivindicações em anexo. Por exemplo, os mecanismos actuadores ligados ao veio de suporte 9 não são mostrados na medida em que podem ser consideradas implementações adequadas de tais disposições disponíveis.It is obvious to a person skilled in the art that the invention is not limited to the exemplary embodiment described above, but instead may be altered within the scope of the appended claims. For example, the actuating mechanisms connected to the support shaft 9 are not shown to the extent that suitable implementations of such disposable arrangements may be considered.

Lisboa, 2008-09-22Lisbon, 2008-09-22

Claims

A gas generator comprising: - a substantially cylindrical gasification vessel (D), - a grid (2) on which the solid fuel (8) to be burned is fed; (6) forming the gasifier vessel (1) a portion having a narrower cross-section than that of the other portion of the gasifier; and gasification air nozzles (4) adapted to the gasifier vessel (1) above the throat of (6), characterized in that in the gasifier throat (6), substantially concentric with the central axis of the cylindrical gasifier vessel (1), a conical top control element (5) is adapted to the cross-sectional area of the throat of the conical control element being supported by a shaft (9) adapted to extend through the underlying gasifier grill (2), and in that the control element is adapted to be movable in the vertical direction.

The gas generator of claim 1, characterized in that the control member (5) is a throttling cone, the support shaft (9) of which is adapted to pass through the gasifier grid.

The gas generator of claim 2, characterized in that the support shaft (9) of the throttle cone (5) is connected to the gasifier grid (2) and in that the support shaft is adapted to be rotatable with the simultaneous rotation of the gas gasifier grille.

The gas generator of any one of claims 1-3, characterized in that the vertical movement of the support shaft (9) of the control element (5) is implemented by hydraulic means. ΕΡ 1 558 708 / ΡΤ 2/2

The gas generator of any one of claims 1-4, characterized in that the control element (5) is made of a metallic or ceramic material. Lisbon, 2008-09-22 ΕΡ 1 558 708 / ΡΤ 1/1

Fig. 1