RO125778A0 - Instalaţie şi procedeu pentru creşterea energiei de combustie produsă de un gaz natural combustibil - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o instalaţie şi la un procedeu pentru tratarea unui gaz natural combustibil, pentru creşterea energiei sale de combustie, pentru consum industrial sau casnic, în condiţiile în care are loc şi o reducere a noxelor din gazele arse. Instalaţia conform invenţiei are în componenţă un reactor (A) prevăzut cu o cameră (b) de tratare, delimitată de un perete (d) interior, neted, al unei ţevi (9) diamagnetice, realizată din cupru electrolitic cu o puritate de 99,99%, celălalt perete (e) exterior al ţevii (9) având nişte porţiuni (e) îngroşate, cu o grosime a ţevii (9) în dreptul lor cu 100% mai mare decât grosimea normală a peretelui ţevii (9), care este de 1,5...6 mm, în imediata apropiere a acestor porţiuni (e) îngroşate, în contract cu ele, fiind plasate nişte miezuri (8) ale unor unităţi (4) electromagnetice aparţinând reactorului (A), fiecare miez (8) fiind fabricat dintr-un material care conţine 0,07...0,11% C, 0,19...0,27% Mn, 0,18...0,25% Si, 0,009...0,014% P, 0,005...0,08% S, 4,7...6,3% Cr, 0,22...0,28% Ni, 0,03...0,08% Mo, 0,11...0,15% Cu, 0,02...0,05% Al, 0,023...0,041% V, 0,015...0,04% Ti, 1,16...1,45% W şi 0,018...0,041% Nb. Procedeul conform invenţiei constă în aceea că timp de 7...9 zile unităţile (4) electromagnetice sunt alimentate cu putere electrică având o valoare de 1,5 W/kg, după care se scade valoarea puterii electrice progresiv, până la atingerea unei valori de 0,5 W/kg, cele două cicluri, fiecare, cu o durată de 7...9 zile, repetându-se, dar nu mai mult de 5...10 cicluri, ultimul ciclu fiind cel în care puterea electrică de alimentare are o valoare de 0,5 W/kg, după care este oprită alimentarea cu energie electrică şi cu energie termică, precum şi preîncălzirea gazului combustibil, iar gazul natural este vehiculat cu o viteză având o valoare de maximum 0,41 m/s prin camera (b) de tratare, timp de 3...16 zile.

Description

OFICIUL DE STAT PENTRU INVENȚII Șl MĂRCI Cerere de brevet de invenție

N_r O c^olo

Data depozit ..

Instalație și procedeu pentru creșterea energiei de combustie produsă de un gaz natural combustibil

Invenția se referă la o instalație și la un procedeu pentru tratarea unui gaz natural combustibil, pentru creșterea energiei sale de combustie pentru consum industrial sau casnic în condițiile în care are loc și o reducere a noxelor din gazele arse.

Sunt cunoscute instalații pentru creșterea energiei de combustie produsă de gazul natural care are în componență un reactor, prevăzut cu niște unități electromagnetice și un circuit de căldură, acesta din urmă fiind alcătuit dintr-un rezervor pentru uleiul folosit ca agent termic, care încălzește gazul natural în care sunt plasate niște rezistențe electrice pentru încălzirea uleiului, o pompă pentru vehicularea uleiului, un radiator de răcire a uleiului și un circuit pentru transportul uleiului de la rezervor la unitățile electromagnetice, precum și un tablou electric de alimentare cu curent electric pentru reactor și niște conducte de transport a gazului natural, unitățile electromagnetice fiind dispuse în jurul unei țevi realizate dintr-un material diamagnetic, și având un diametru exterior același pe toată înălțimea sa niște miezuri metalice cu proprietăți magnetice ale unităților fiind în contact cu țeava, prin care circulă gazul natural preîncălzit și sunt ordonate în etaje de câte trei unități, fiecare etaj fiind rotit față de etajul anterior cu un unghi cuprins în intervalul 70° ... 73°, astfel încât între primul și ultimul etaj să se realizeze o rotație completă de 360°, unitățile electromagnetice fiind poziționate prin introducerea lor în niște orificii ale unui suport, izolator termic, fiecare unitate având câte un miez metalic cu proprietăți magnetice, plasat într-o bobină electrică, un rezervor schimbător de căldură cu rol de menținere a unității electromagnetice la o temperatură constantă și niște capete de conectare electrică - Brevet de invenție nr. RO 121655 B1.

Dezavantajele acestor instalații constau în aceea că au un consum de energie electrică relativ mare pentru funcționare iar atunci când se fabrică miezurile unităților electromagnetice folosind materiale tari sau moi din punct de vedere magnetic, proprietățile magnetice ale miezurilor, în condițiile asocierii unui câmp magnetic și termic specifice, determină obținerea unei calități relativ scăzute a cuplajelor dintre fluctuațiile de zero ale vidului și țeava diamagnetică.

Sunt cunoscute procedee pentru creșterea energiei de combustie produsă de un gaz natural care cuprind etapele de alimentare a gazului natural preîncălzit la o (C- 1 010-00463-2 8 -Q5~ temperatură de 18...30°C printr-ο cameră de tratare delimitată de un perete de formă cilindrică neted la interior și la exterior realizat dintr-un material diamagnetic, în dreptul căruia la exterior în contact cu el sunt plasate după o spirală niște unități electromagnetice, dintre care unitățile electromagnetice de capăt sunt dispuse diametral opus în raport cu axa longitudinală verticală a camerei, astfel încât se creează un câmp magnetic rotitor care acționează asupra gazului prin intermediul țevii diamagnetice, având fiecare aceeași polaritate în dreptul contactului cu țeava, în condițiile în care asupra gazului acționează simultan și un câmp termic rotitor creat de miezurile unităților electromagnetice menținute la o temperatură situată în intervalul 31 ... 65°C, asigurându-se astfel un transfer energetic de la fluctuațiile de zero ale vidului către masa de gaz natural care circulă în flux ascendent prin cameră, iar în final gazul astfel tratat este dirijat către un arzător, unitățile electromagnetice fiind menținute la o aceeași temperatură de 31 ... 65°C, creând un câmp magnetic cu o valoare de 0,1...0,8 T, iar fluxul magnetic fiind asigurat de miezul fiecărei unități cu o valoare de 0,03...0,228 Wb - Brevet de invenție nr. RO 121655 B1.

Dezavantajele acestor procedee constau în aceea că necesită un consum relativ mare de energie electrică și energie termică datorită funcționării lor neîntrerupte pe toată perioada de tratare a gazului natural supus arderii, iar valorile caracteristicilor magnetice ale fiecărui miez aparținând unei unități electromagnetice fac ca proprietățile magnetice ale fiecărei unități electromagnetice, în condițiile asocierii unui câmp magnetic și termic rotitor, să nu realizeze cantitatea optimă a cuplajelor cu fluctuațiile de zero ale vidului.

Sunt cunoscute miezuri magnetice ale unui echipament electric care conțin maximum 0,06% C și, de preferință, 0,02...0,04% C, 0,20...0,80% Mn, maximum 0,15% Si și respectiv 0,025 S, 0,12...0,18% P, 0,30...0,50% Mg ca și impurități uzuale și Fe rest, și care au o microstructură duplex, având o secțiune mediană de ferită fin granulată, cu precipitate de carburi fin dispersate și un strat superficial de ferită grosier granulată cu o grosime de minimum 0,05 mm, si, de preferință, de 0,089 mm și în care conținutul de carbon este de maximum 0, 005% - Brevet de invenție nr. 81282 din România.

Dezavantajele acestor miezuri magnetice constau în aceea că nu asigură unei unități electromagnetice de tratare într-un reactor a gazului combustibil realizarea cantității optime a cuplajelor cu fluctuațiile de zero ale vidului în condițiile în care curgerea gazului combustibil este realizată printr-o țeavă diamagnetică.

gv (V 2 Ο 1 Ο - Ο Ο 4 6 3 - -

8 -LG zLîO

Sunt cunoscute alte miezuri magnetice ale unui echipament electric care conțin maximum 0,003% C, 1,5...3,5% Si, 0,2...3,0% Al ( % Si + % Al) > 1,9%, 0,02 ... 1,0% Mn, maximum 0,0030% S, maximum 0,0050 Ti, maximum 0,2% Cu - US 2009/0250145 A1.

Dezavantajele acestor miezuri magnetice constau în aceea că nu asigură în condițiile în care sunt folosite pentru echiparea unei unități electromagnetice pentru tratarea unui gaz combustibil fie o creare a unui câmp magnetic cu valori constante în timp, care să fie corelate cu valorile care ar crea în timp îndelungat legătura cu fluctuațiile de zero ale vidului, în condițiile vehiculării gazului combustibil prin țeava diamagnetică.

Problema pe care o rezolvă invențiile revendicate din cadrul grupului de invenții constă în asigurarea unor valori ale caracteristicilor magnetice ale fiecărui miez magnetic care să creeze și să întrețină în interiorul țevii diamagnetice un câmp magnetic care acționează împreună cu un câmp termic pentru tratarea gazului combustibil, chiar și în condițiile în care pentru o anumită perioadă de timp unitățile electromagnetice care conțin miezurile nu mai sunt alimentate cu energie electrică și/sau cu energie termică.

în mod cu totul neașteptat s-a găsit faptul că prin asigurarea unor valori ale caracteristicilor magnetice ale fiecărui miez metalic cu proprietăți magnetice, în condițiile fabricării țevii diamagnetice dintr-un material constând din 99,99% Cu electrolitic având un perete exterior care nu este neted de către compoziția materialului din care este fabricat fiecare miez metalic cu proprietăți magnetice care are componente de aliere constând din : Nb, T, V, Al, Cu, No, Ni, Cr se obține o creștere a valorii energiei de combustie produsă de gaz timp de 3...15 zile, de la data la care se constată creșterea energiei de combustie cu o valoare cuprinsă între 12 ...22% în condițiile în care viteza gazului de combustie în țeava diamagnetică are o valoare de maximum 0,41 m/s, fără a se alimenta cu energie electrică și/sau termică unitățile electromagnetice.

Instalația, conform invenției înlătură dezavantajele amintite mai înainte prin aceea că are în componență și un tablou electric, precum și un circuit de căldură care cuprinde un rezervor de ulei, în care sunt plasate niște rezistențe electrice pentru încălzirea acestuia, uleiul cald generând câmpul termic care acționează asupra gazului combustibil de tratat, caracterizat prin aceea că mai conține un reactor prevăzut cu o cameră de tratare a gazului natural delimitată de un perete

S ²ⁱ-‘^l O.S.I.M.

⁴ FILĂ ÎNLOCUITĂ interior neted al unei țevi diamagnetice realizată din cupru electrolitic cu o puritate de 99,99%, celălalt perete exterior al țevii având niște porțiuni îngroșate cu o grosime a țevii în dreptul lor cu 100% mai mare decât grosimea normală a peretelui țevii care este de 1,5...6 mm, în imediata apropiere a acestor porțiuni îngroșate care în contact cu ele sunt plasate niște miezuri ale unor unități electromagnetice aparținând reactorului, fiecare miez având o inducție magnetică de 1,64 ... 8,17 KGs, o intensitate a câmpului magnetic coercitiv de 1,3...12,0 Oe, o permeabilitate magn etică relativă maximă de 360...1500 și pierderi magnetice totale de 0,1...0,3 Kj/kg pentru o plajă de temperatură de funcționare de 31...65°C și fiind fabricat dintr-un material care conține 0,7...0,11% C, 0,19...0,27% Mn, 0,18...0,25% Si, 0,009...0,014% P, 0,005...0,008% S, 4,7...6,3% Cr, 0,22...0,28% Ni, 0,03...0,08% Mo, 0,11...0,15% Cu, 0,02...0,05% Al, 0,023...0,041 %V, 0,015...0,04% Ti, 1,16...1,45% W și 0,018...0,041% Nb cu o duritate de 127...152 H.B..

Un alt obiectiv al instalației conform invenției revendicate constă în aceea că țeava diamagnetică are o lungime astfel aleasă încât raportul dintre aceasta și un diametru al unui unități electromagnetice este egal cu 5,5...9,8 mm, iar înălțimea fiecărei porțiuni îngroșate are o valoare minimă egală cu valoarea diametrului unei unități electromagnetice poziționate în dreptul ei, distanța dintre două porțiuni îngroșate adiacente fiind egală cu distanța dintre planurile transversale în care sunt situate două unități electromagnetice succesive dispuse simetric față de un sistem de referință ortogonal cu centrul în mijlocul țevii diamagnetice și având una dintre axe care coincide cu axa longitudinală a camerei de tratare.

Un alt obiectiv al instalației conform invenției revendicate constă în aceea că miezul este fabricat de preferință dintr-un material care are în compoziție lichidă 0,09%C, 0,24% Mn, 0,21% Si., 0,012% P, 0,007% S, 5,34% Cr, 0,26% Ni, 0,06% Mo, 0,13% Cu, 0,035% Al, 0,036% V, 0,025% Ti, 1,34 %W, 0,029 % Mb, duritatea având o valoare de 132 HB și are o inducție magnetică de 4,6 KGs, o intensitate a câmpului magnetic coercitiv de 7,8 Oe, o permeabilitate magnetică maximă de 950 și pierderi magnetice totale de 0,2 W/kg pentru o plajă de temperatură de funcționare de 30°C.

Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele arătate mai înainte prin aceea că pentru creșterea energiei de combustie produsă de un gaz natural combustibil, care este aplicat în instalația conform revendicărilor 1...3 și care cuprinde alimentarea cu gaz natural combustibil preîncălzit la o temperatură de

Ο-- 2 Ο 1 Ο Ο Ο 4 ⁰ “

8 -C5- 3

O.S.I.M. ί filă înlocuită

18. ..30°C a unei camere de tratare a gazului delimitată de un perete interior neted, în dreptul căreia sunt plasate după o spirală niște unități electromagnetice dintre care cele de capăt sunt dispuse diametral opus în raport cu un sistem de referință ortogonal cu centrul în mijlocul camerei și având una dintre axe care coincide cu axa longitudinală a camerei, astfel că se creează un câmp magnetic rotitor care acționează asupra gazului cu o singuă polaritate, în condițiile în care asupra gazului acționează simultan și un câmp termic rotitor la o temperatură de 31....65°C, fluxul magnetic al fiecărei unități electromagnetice având o valoare de 0,03...0,228Wb indiferent de legăturile în serie sau în paralel a unităților, caracterizat prin aceea că timp de 7...9 zile unitățile electromagnetice sunt alimentate cu putere electrică cu o valoare de 1,5 W/kg după care se scade valoarea puterii electrice progresiv până la atingerea unei valori de 0,5 W/kg, cele două cicluri, fiecare cu o durată de 7...9 zile repetându-se dar nu mai mult de 5...10 cicluri, ultimul ciclu fiind cel în care puterea electrică de alimentare are o valoare de 0,5 W/kg, după care este oprită alimentarea cu energie electrică și cu energie termică, precum și preîncălzirea gazului combustibil, iar gazul natural este vehiculat cu o viteză având o valoare de maximum 941 m/s prin camera de tratare timp de 3...16 zile.

Un alt obiectiv al procedeului conform invenției revendicate constă în aceea că după sfârșitul perioadei de 3...16 zile în ciclul aplicat imediat gazului natural valoarea puterii electrice aplicate unităților electromagnetice este de 1,5 W/kg și durează un timp egal cu durata maximă a acestui ciclu.

Instalația și procedeul conform invențiilor revendicate prezintă următoarele avantaje:

- miezul unității electromagnetice are dimensiuni relativ reduse, ceea ce face ca o unitate electromagnetică să aibă o dimensiune relativ redusă;

- prezintă o stabilitate bună a caracteristicilor magnetice ale miezului la variații de temperatură;

- prezintă pierderi magnetice reduse;

- consumul energetic este substanțial redus prin tratarea gazului combustibil pe o anumită perioadă de timp fără alimentare cu energie electrică și termică a unităților electromagnetice.

Se prezintă în continuare câte un mod de realizare a instalației, și a procedeului conform invențiilor revendicate în legătură cu fig. 1..., care cuprinde:

^-2010-004^3- 2 8 -05- 2510 6

- fig. 1, schema instalației de creștere a energiei de combustie produsă de gazul natural;

- fig. 2, vedere din spațiu a unităților electromagnetice;

- fig. 3, secțiune după un plan longitudinal printr-o unitate electromagnetică;

- fig. 4, secțiune după planul A - A redat în fi gura 3 prin unitatea electromagnetică;

- fig. 5, secțiune după un plan longitudinal printr-o bobină a unității electromagnetice;

- fig. 6, detaliu „A” constructiv redat în figura 5;

- fig. 7, secțiune după un plan longitudinal printr-o țeavă diamagnetică a reactorului;

- fig. 8, schema tabloului electric;

- fig. 9, vedere în spațiu a suporturilor unităților magnetice;

- fig. 10, secțiune după planul B - B redat în figura 9 prin reactor, având unitățile electromagnetice nemontate;

- fig. 11, secțiune după planul C - C redat în fig. 2 prin reactor;

- fig. 12, diagramă de tratament termic a materialului din care este fabricat un miez.

Instalația, conform invenției este constituită dintr-un reactor A și un circuit B de căldură. Acesta din urmă este alcătuit dintr-un rezervor 1 pentru uleiul folosit ca agent termic care încălzește gazul natural, în care sunt plasate niște rezistențe electrice pentru încălzirea uleiului neredate în figuri, un radiator 2 de răcire a uleiului, o pompă 3 pentru împingerea uleiului, un circuit nepoziționat în figuri pentru transportul uleiului de la rezervorul 1 la niște unități 4 electromagnetice ale reactorului A. De asemenea, mai există un tablou 5 electric de alimentare cu energie electrică a pompei 3 și niște conducte 6 de transport a gazului natural.

Reactorul A este alcătuit din: unitățile 4 care sunt, de preferință, în număr de 18, dispuse geometric câte trei în câte un etaj situație în care fiecare etaj este rotit față de etajul anterior cu un unghi de 72 grade. Unitățile 4 sunt dispuse într-un suport 7 izolator termic confecționat de preferință din lemn, poziționat fiecare în câte unul din niște orificii a. Fiecare unitate 4 are un miez 8 metalic a cărui suprafață este în contact direct cu o țeavă 9 verticală realizată dintr-un material diamagnetic, care delimitează o cameră b de tratare.

O unitate 4 electromagnetică este alcătuită din miezul 8 metalic și o bobină 10 electrică cu rol de sursă de generare a unui câmp magnetic, de către miezul 8 metalic.

Bobinele 10 ale unităților 4 sunt alimentate electric prin niște capete 11 de conectare, dispuse de preferință, în trei șiruri, legate în paralel, de câte șase bobine 10 înseriate în cadrul schemei a tabloului 5 electric. Fiecare unitate 4 este prevăzută cu câte un rezervor 12 schimbător de căldură cu rol de menținere a unității 4 la o temperatură constantă, cuprinsă între 31 °C și 65°C. Prin menținerea unității 4 la temperatura de lucru se crește mult probabilitatea de cuplare între câmpul magnetic generat de miezul 8 metalic plasat în bobina 10 și momentele magnetice de spin ale perechilor de zero. în interiorul acestui rezervor 12 este circulat uleiul folosit ca agent termic, care este introdus în aceasta printro țeavă 13 de alimentare și din care este preluat de o țeavă 14 de evacuare.

Țevile 13 și 14 au diametrele egale, dar țeava 13 este mai lungă decât țeava 14 de evacuare, raportul dintre lungimi fiind de 2 ... 2,5, astfel încât să se realizeze o curgere turbionară a uleiului în rezervorul 12, ceea ce conduce la o încălzire sau răcire uniformă a unității 4 electromagnetice. Uleiul preia căldura în exces sau aduce un aport de căldură în cazul unei temperaturi mai mici decât cea de lucru, operații necesare menținerii unității 4 la temperatura de lucru. Țeava 13 a unei unități 4 este conectată cu țeava 14 a unității 4 electromagnetice următoare în succesiunea celor 18 unități 4, realizându-se astfel înserierea tuturor celor 18 rezervoare 12 pentru ca uleiul care este împins de pompa 3 să poată circula prin acestea succesiv.

Circuitul B realizează încălzirea uleiului prin rezistențele de încălzire plasate în rezervorul 1 în care este stocat uleiul. în același timp se poate realiza și răcirea uleiului prin trecerea lui prin radiatorul 2. Pomparea uleiului în rezervoarele 12 ale celor 18 unități 4 se face cu ajutorul pompei 3, care realizează atât alimentarea cu ulei a unităților 4 electromagnetice, cât și transportul uleiului evacuat din acestea.

Circuitul de transport ulei este alcătuit din niște conducte izolate termic care conectează în serie rezervoarele 12 de la cele 18 unități 4 cu rezervorul 1 prin intermediul pompei 3 care realizează circulația uleiului în circuit închis. Radiatorul 2 pentru răcirea uleiului este dispus în cuprinsul traseului circuitului de transport al uleiului și este acționat doar atunci când este necesară eliminarea excesului de căldură ca urmare a depășirii temperaturii de lucru.

Tabloul 5 realizează alimentarea cu curent electric prin intermediul unui redresor 15 care furnizează curent electric la o tensiune necesară la realizarea câmpului magnetic în cele 18 unități 4. De asemenea, tabloul 5 asigură alimentarea cu curent electric a

Ο 1 Ο - Ο Ο 4 6 3 - Ο ο . '.'’Ή

4C vj .ν rezistențelor electrice din rezervorul 1 ca și pentru acționarea unui ventilator cu care este dotat radiatorul 2 pentru răcirea uleiului și pentru acționarea pompei 3. Pentru menținerea la o temperatură de lucru fixată a celor 18 unități 4 electromagnetice sunt prevăzute un termocuplu 16 pentru ulei și un termocuplu 17 pentru unitățile 4, și respectiv niște relee 18 de acționare a unui sistem de încălzire și un releu 19 de acționare a pompei 3 alimentată cu curent electric de la tabloul 5. De la o unitate 20 centrală sunt acționate alimentarea cu curent electric și debranșarea releelor 18 și 19, termocuplelor 16 și 17 și a unui termocuplu 21, și redresorului 15, pentru menținerea unităților 4 la temperatura de lucru, prin corelarea valorilor parametrilor de temperatură, dați de termocuplul 16 pentru ulei și de termocuplul 17 montat în fiecare dintre unitățile 4 electromagnetice. Unitatea 20 centrală comandă și alimentarea cu curent electric a rezistentelor electrice din rezervorul 1 și pompa 3 atunci când temperatura unităților 4 electromagnetice este mai mică decât temperatura necesară în reactorul A. Prin aceste comenzi, uleiul este încălzit în rezervorul 1 cu ajutorul rezistențelor electrice și pus în circulație în circuitul de încălzire cu ajutorul pompei 3, ajungând în rezervoarele 12 ale unităților 4, conducând la încălzirea miezului 8 metalic care ajunge astfel la temperatura optimă necesară cuplării cu fluctuațiile de zero ale vidului pentru creșterea energiei de combustie pusă în evidență la arderea gazului tratat în reactorul A. Unitatea 20 centrală comandă și răcirea unităților 4 prin oprirea alimentării cu curent electric a rezistențelor electrice atunci când termocuplul 17 înregistrează o temperatură mai mare decât temperatura necesară în reactorul A. Prin circulația uleiului în radiatorul 2 și pornirea ventilatorului de răcire uleiul se răcește eliberând în exteriorul reactorului A căldura în exces preluată de la unitățile 4 prin intermediul rezervoarelor 12 schimbătoare de căldură. Astfel unitățile 4 se răcesc, iar temperatura lor coboară până la atingerea temperaturii de lucru a reactorului A, atunci când se poate extrage energia de zero a vidului pentru creșterea energiei de combustie produsă de gazul natural care circulă prin reactorul A. încălzirea și răcirea unității 4 electromagnetice se realizează într-un timp optim atunci când uleiul încălzit sau răcit după caz este introdus în fiecare rezervor 12 prin țeava 13 și evacuat prin țeava 14, realizându-se astfel o curgere turbionară fără gradienți mari de temperatură în interiorul unității 4 electromagnetice.

Legăturile în serie sau în paralel ale unităților 4 electromagnetice este indicat a fi realizate în serie în perioadele de timp cald, respectiv vara și în paralel în perioadele de timp rece, respectiv iarna.

β- 2 Ο 1 Ο - Ο Ο 4 3 5 - 2 β r ^·^ύ

Bobina 10 realizează prin intermediul miezului 8 un câmp magnetic continuu în exteriorul acestuia.

Acest câmp este necesar în funcționarea unității 4 electromagnetice pentru a se realiza o echilibrare în zona adiacentă țevii 9 diamagnetice a momentelor magnetice ale perechilor de zero care apar la fluctuația vidului. Prin crearea cuplajului între câmpul magnetic al unității 4 electromagnetice menținută la temperatura de lucru în cadrul reactorului A și momentele magnetice ale perechilor de zero ale vidului face posibilă extragerea energiei care se adaugă energiei moleculei de gaz natural care circulă prin țeava 9 diamagnetică.

Traseul pentru gazul natural este alcătuit dintr-o conductă care traversează rezervorul 1 pentru ulei care realizează o preîncălzire a gazului natural, țeava 9 diamagnetică care trece axial prin reactorul A străbătând un orificiu c realizat în suportul 7 pentru unitățile 4 electromagnetice. Țeava 9 diamagnetică realizează expunerea gazului natural acțiunii fizice a unităților 4 electromagnetice fiind in contact direct cu capetele miezurilor 8 metalice și este racordată la conducta de gaz preîncălzit printr-un racord 22 de alimentare. Un racordul 23 de ieșire a gazului natural realizează legătura dintre țeava 9 diamagnetică și arzătoarele de gaz natural nereprezentat în figuri.

La arderea, de exemplu, a gazului natural, se obțin circa 8125 Kcal/mc-căldură în condițiile unui amestec optim de aer-gaz. Prin extragerea unei părți din energia de zero a vidului în reactorul A se poate crește căldura obținută la combustie până la 11375 Kcal/mc, această creștere ducând implicit la scăderea consumului de gaz.

în reactorul A are loc o creștere a energiei de combustie a gazului prin acțiunea celor 18 unități 4 electromagnetice care sunt menținute în timpul funcționării lor la o temperatură de lucru prestabilită. Gazul natural este introdus în camera b prin conducta de gaz la o presiune de 2,5 ... 3,5 bar, conducta traversând rezervorul 1, pentru a realiza o preîncălzire a acestuia la temperatura de lucru a reactorului A, apoi gazul suferă o detentă în camera b. Țeava 9 diamagnetică este fabricată din cupru electrolitic cu o puritate de 99,99% și are un perete d interior neted și un perete e exterior prevăzut cu niște porțiuni f îngroșate cu o grosime a țevii 9 diamagnetice cu 100% mai mare decât grosimea normală a peretelui țevii 9 diamagnetice care este de 1,5...6 mm, cu care vin în contact unitățile 4 electromagnetice. înălțimea fiecărei porțiuni f îngroșate fiind egală cu diametrul miezului 8 al unității 4 electromagnetice considerate în zona apropiată sau de contact, distanța dintre ¢^2010-00465-2 8 2010 două porțiuni f îngroșate adiacente fiind egală cu distanța dintre planurile transversale în care sunt situate două unități 4 electromagnetice succesive dispuse simetric față de un sistem de referință ortogonal cu centrul în mijlocul țevii 9 diamagnetice și având una dintre axe care coincide cu axa longitudinală a camerei b. Țeava 9 diamagnetică are o lungime L astfel aleasă încât raportul dintre aceasta și un diametru D al unei unități 4 este egal cu 5,5...9,8 mm.

Raportul dintre diametrul țevii 9 diamagnetice care trece prin reactorul A și conducta 6 cuplată cu aceasta pentru alimentarea cu gaz natural este situat într-un intervalul valoric de 3 ... 8. Gazul care este gaz natural își încetinește viteza de transport în țeava 9 diamagnetică, el rămânând un timp de ordinul 1...2 s sub acțiunea celor 18 unități 4 electromagnetice care determină modificarea nivelelor de energie cuantică ale moleculelor. Unitățile 4 electromagnetice sunt aduse la temperatura de lucru prin acțiunea uleiului încălzit care circulă prin rezervoarele 12 și realizează adaosul energetic în molecula de gaz prin înghețarea metricii spațiului la nivel cuantic și extragerea energiei de zero a vidului. După ieșirea din țeava 9 diamagnetică a gazului acesta este vehiculat spre arzătoare unde se pune în evidență surplusul caloric datorat extragerii unei părți din energia de zero a vidului. Prin creșterea puterii calorice astfel, noua cantitate de gaz care se arde este mai mică decât în situația când gazul natural nu înglobează o parte din energia de zero a vidului care se extrage în reactorul A.

Miezul 8 metalic are o inducție magnetică de 1,64...8,17 KGs, o intensitate a câmpului magnetic coercitiv de 1,3...12,0 Oe, o permeabilitate magnetică relativ maximă de 360...1500, și pierderi magnetice totale sunt de 0,1...0,3 kj/Kg pentru o plajă de temperatură de funcționare de 31...65°C.

Aceste caracteristici ale miezului 8 sunt asigurate de materialul din care este fabricat, care trebuie să aibă în general în compoziție C 0,7...0,11%; Mn 0,19...0,27%; Si 0,18...0,25%; P 0,009...0,014%; S 0,005...0,008%; Cr 4,7...6,3%; Ni 0,22...0,28%; Mo 0,03...0,08%; Cu 0,11...0,15%; Al 0,02...0,05%; V 0,23...0,41%; Ti 0,015...0,04%; W 1,16...1,45%; Nb 0,018...0,041% și o duritate de 127...152 HB.

Miezul 8 este fabricat de preferință dintr-un material care are în compoziția lichidă 0,9% C, 0,24% Mn, 0,21% Si, 0,012% P, 0,007% S, 5,34% Cr, 0,26% Ni, 0,06% Mo, 0,13% Cu, 0,035% Al, 0,036% V, 0,025% Ti, 1,34% W, 0,029% Nb. Duritatea miezului 8 are o valoare de 127...152 H.B.

¢7- 2 0 1 0 - 0 0 4 65-£ C 'U LImU 11

Miezul 8 fabricat din acest material are o inducție magnetică de 4,6 KGs, o intensitate a câmpului magnetic coercitiv de 7,8 Oe, o permeabilitate magnetică maximă de 950 și pierderi magnetice totale de 0,2 W/kg pentru o plajă de temperatură de funcționare de 30°C.

Miezul 8 este obținut pornind de la elaborarea unei șarje dintr-un material întrun cuptor electric cu arc cu o capacitate nominală de 8 tone, echipat cu o instalație de insuflat oxigen la o presiune de 8 atm. Oala de turnare material în legătură cu care este montat un dispozitiv de insuflare gaze inerte are o capacitate de 10 tone.

în cuptor are loc o topire cu oxidare parțială a încărcăturii, după care au loc afinarea cu insuflarea oxigenului în baia metalică, predezoxidarea și dezoxidarea materialului.

Apoi au loc alierea materialului și prelevarea unei probe din material pentru determinarea compoziției chimice, precum și pregătirea oalei de turnare în care materialul este evacuat din cuptor. Se continuă cu insuflarea de gaze inerte în materialul din oală, după care materialul este turnat într-o lingotieră și au loc răcirea lingoului în lingotieră.

Șarjarea se efectuează astfel încât flacăra arzătorului să nu bată direct pe semifabricat, în cazul în care încălzirea se efectuează la un grup de semifabricate se asigură un spațiu de minimum 400 mm între acestea.

Lingoul cu un diametru de 400 mm și o lungime de 820 mm are o greutate de 835 kg este introdus în cuptor unde temperatura este de 350...400°C și este menținut timp de două ore, după care temperatura crește până la o valoare de 800...850°C timp de 5...5,5 h și este menținut la această temperatură timp de 3 h, după care preîncălzirea este terminată.

Apoi urmează încălzirea până la o temperatură de forjare care are o valoare de 1100°C timp de 3 h și menținerea lingoului la această temperatură.

Durata totală de încălzire a lingoului în fosele de preîncălzire și încălzire este de 17...17,5 h, în condițiile în care variația temperaturii cuptorului în incinta de lucru este de maximum 30°C.

Forjarea lingoului are loc la o temperatură de 1100 ... 900°C și este începută din mijlocul lingoului spre extremități întro presă hidraulică de 1600 tf. în acest timp are loc și o curățire la cald a defectelor de suprafață.

Semifabricatul forjat obținut are un diametru de 340 ± 10 mm și o lungime de 2900 mm cu picior lingou atașat.

^-2010-00465-₁₂ 8 -ρ ,Materialul are în compoziție 0,9% C, 0,24% Μη, 0,21% Si, 0,012% P, 0,007% S, 5,34% Cr, 0,26% Ni, 0,06% Mo, 0,13% Cu, 0,035% Al, 0,036% V, 0,025% Ti, 1,34% W, 0,029% Nb. Duritatea miezului 8 are o valoare de 127...152 H.B.

Materialul având compoziția redată mai înainte este supus unui tratament termic a cărei variație de temperatură în funcție de timp este redată de o curbă g cuprinde un palier de menținere a materialului timp de două ore la o temperatură de 400°C după care are loc o creștere progresivă a temperaturii timp de cinci ore, până se ajunge la o temperatură de 850°C. Apoi semifabricatul este ținut în cuptorul cu vatră fixă încălzit cu gaze timp de trei ore la o temperatură de 850°C iar în final are loc o creștere progresivă a temperaturii timp de trei ore până se ajunge la temperatura de 1100°C, temperatură la care semifabricatul este ținut timp de patru ore.

Rezultă un material, cu o duritate de 132 HB, ale cărui proprietăți magnetice conferă miezului 8 având o inducție magnetică de 4,6 KGs, o intensitate a câmpului magnetic coercitiv de 7,8 Oe, o permeabilitate magnetică maximă de 950 și pierderi magnetice de 0,2 Kj/kg pentru o plajă de temperatură de funcționare de 30 °C.

Procedeul conform invenției cuprinde etapele de alimentare a gazului natural printr-ο cameră b de tratare delimitată de un perete de formă cilindrică realizat din cupru electrolitic cu o puritate de 99,99%, în dreptul căruia sunt plasate după o spirală niște unități 4 electromagnetice, dintre care unitățile 4 electromagnetice de capăt sunt dispuse diametral opus în raport cu axa longitudinală verticală a camerei, astfel încât se creează un câmp magnetic rotitor care acționează asupra gazului cu o singură polaritate, în condițiile în care asupra gazului acționează simultan și un câmp termic rotitor creat de miezurile 8 ale unităților 4 electromagnetice menținute la o temperatură situată în intervalul 31...65°C, asigurându-se astfel un transfer energetic de la fluctuațiile de zero ale vidului către masa de gaz natural, care circulă în flux ascendent prin camera b. Gazul înainte de intrarea în camera b este preîncălzit având o temperatură de 18°C ... 30°C, iar în final gazul astfel tratat este dirijat către un arzător.

Unitățile 4 electromagnetice pot fi alimentate cu curent electric având aceeași intensitate dacă sunt legate în paralel sau având intensități diferite dacă sunt legate în serie cu valori descrescătoare în sensul de curgere a gazului natural prin camera b de tratare, situație în care valoarea câmpului magnetic este situată în intervalul 0,1 ...

^-2010-00465- 2 8 -05 25 W

0,8 T, fiecare unitate 4 electromagnetică fiind menținută la o aceeași temperatură cuprinsă între 31 ... 65°C.

Fluxul magnetic este asigurat de miezul 8 al fiecărei unități 4 electromagnetice și are o valoare cuprinsă în intervalul 0,03 ... 0,228 Wb, indiferent de legăturile în serie sau în paralel ale unităților electromagnetice.

Raportul dintre energia calorică suplimentară obținută și energia electrică cheltuită de reactor este dat de relația (1)

Q(*)/{ (B (u.e.m.) + e} =24/1. (1) în care:

Q (*) reprezintă energia suplimentară obținută față de reacția calorică de oxidare a gazului natural;

B (u.e.m.) — energia electrică consumată pentru obținerea câmpului magnetic în unitățile 4 electromagnetice ale reactorului A;

e — energia folosită în instalație pentru alte operațiuni : răcire ulei, încălzire ulei, punerea în funcțiune a pompei 3.

în timpul funcționării reactorului A și a circuitului B de căldură unitățile 4 electromagnetice sunt alimentate cu putere electrică cu o valoare de 1,5 W/kg iar după o perioadă de 7...8 zile se scade puterea electrică progresiv până la atingerea valorii de 0,5 W/kg.

Ciclurile de alimentare cu putere electrică de 1,5 W/kg și respectiv cu o valoare de 0,5 W/kg au fiecare o durată de 7...9 zile și se repetă dar nu mai mult de 5...10 cicluri, ultimul ciclu fiind cel în care puterea electrică are o valoare de 0,5 W/kg.

După împlinirea termenului de funcționare cu parametrii ultimului ciclu stabilit, este oprită alimentarea cu energie electrică și cu energie termică, precum și preîncălzirea gazului combustibil și are loc vehicularea gazului cu o viteză de maximum 0,41 m/s prin camera b delimitat de țeava 9 diamagnetică timp de 3...16 zile.

în condițiile în care se constată că prin scăderea energiei de combustie se ajunge la o valoare a ei egală cu aceea pentru un gaz combustibil care nu este trecut prin țeava 9 diamagnetică se realimentează unitățile 4 electromagnetice cu energie electrică și se repornește circuitul B realizând un regim de funcționare la parametrii arătați mai înainte.

β Κ- 2 Ο 1 Ο - Ο Ο 4 6 3 - 2 8 Ό- 2210 în prima zi de după perioada de 3...16 zile unitățile 4 sunt alimentate cu energie electrică cu o putere de 1,5 W/kg timp de 9 zile după care urmează primul ciclu de 7...9 zile în care valoarea puterii electrice cu care sunt alimentate untițile 4 este de 0,5 W/kg, în condițiile în care gazul natural este preîncălzit la o temperatură de 18...30°C, iar unitățile 4 sunt încălzite la o temperatură de 31...65°C.

în cazul opririi funcționării reactorului A ca urmare a faptului că alimentarea cu energie electrică este oprită, relația (1) este înlocuită cu relația (2)

Q (*)/(H) < 24/1 (2) în care H are dimensiunea unei energii și se referă la câmpul remanent realizat de unitățile 4 electromagnetice după o perioadă de funcționare.

Câmpul remanent se datorează compoziției chimice a miezurilor 8 ale unităților 4 și a regimului de temperatură la care sunt supuse unitățile 4 electromagnetice în timpul funcționării reactorului A.

Claims (5)

1. ^-2010-00463- 2 F <4 240

   REVENDICĂRI

   O.S.I.M.

   FILĂ ÎNLOCUITĂ

   1. Instalația pentru creșterea energiei de combustie produsă de un gaz natural combustibil, care are în componență un tablou electric, precum și un circuit de căldură care cuprinde un rezervor de ulei, în care sunt plasate niște rezistențe electrice pentru încălzirea acestuia, uleiul cald generând câmpul termic care acționează asupra gazului combustibil de tratat, caracterizat prin aceea că mai conține un reactor (A) prevăzut cu o cameră (b) de tratare a gazului natural delimitată de un perete (d) interior neted al unei țevi (9) diamagnetice realizată din cupru electrolitic cu o puritate de 99,99%, celălalt perete (e) exterior al țevii (9) având niște porțiuni (e) îngroșate cu o grosime a țevii (9) în dreptul lor cu 100% mai mare decât grosimea normală a peretelui țevii (9) care este de 1,5...6 mm, în imediata apropiere a acestor porțiuni (e) îngroșate care în contact cu ele sunt plasate niște miezuri (8) ale unor unități (4) electromagnetice aparținând reactorului (A), fiecare miez (8) având o inducție magnetică de 1,64 ... 8,17 KGs, o intensitate a câmpului magnetic coercitiv de 1,3...12,0 Oe, o permeabilitate magnetică relativă maximă de 360...1500 și pierderi magnetice totale de 0,1...0,3 Kj/kg pentru o plajă de temperatură de funcționare de 31...65°C și fiind fabricat dintr-un material care conține 0,7...0,11% C, 0,19...0,27% Mn, 0,18...0,25% Si, 0,009...0,014% P, 0,005...0,008% S, 4,7...6,3% Cr, 0,22...0,28% Ni, 0,03...0,08% Mo, 0,11...0,15% Cu, 0,02...0,05% Al, 0,023...0,041 %V, 0,015...0,04% Ti, 1,16...1,45% W și 0,018...0,041% Nb cu o duritate de 127...152 H.B..
2. 2. Instalație conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că țeava (9) diamagnetică are o lungime (L) astfel aleasă încât raportul dintre aceasta și un diametru (D) al unui unități (4) electromagnetice este egal cu 5,5...9,8 mm, iar înălțimea fiecărei porțiuni (f) îngroșate are o valoare minimă egală cu valoarea diametrului (D) unei unități (4) electromagnetice poziționate în dreptul ei, distanța dintre două porțiuni (f) îngroșate adiacente fiind egală cu distanța dintre planurile transversale în care sunt situate două unități (4) electromagnetice succesive dispuse simetric față de un sistem de referință ortogonal cu centrul în mijlocul țevii (9) diamagnetice și având una dintre axe care coincide cu axa longitudinală a camerei (b) de tratare.
3. 3. Instalație conform revendicării 1, caracterizată prin acea că miezul (8) este fabricat de preferință dintr-un material care are în compoziție lichidă 0,09%C, 0,24%

   O.S.I.M.

   FILĂ ÎNLOCUITĂ cL- 2 Ο 1 O O O 4 3 3 - π o 4 ϋ l v

   Mn, 0,21% Si., 0,012% P, 0,007% S, 5,34% Cr, 0,26% Ni, 0,06% Mo, 0,13% Cu, 0,035% Al, 0,036% V, 0,025% Ti, 1,34 %W, 0,029 % Mb, duritatea având o valoare de 132 HB și are o inducție magnetică de 4,6 KGs, o intensitate a câmpului magnetic coercitiv de 7,8 Oe, o permeabilitate magnetică maximă de 950 și pierderi magnetice totale de 0,2 W/kg pentru o plajă de temperatură de funcționare de 30°C.
4. 4. Procedeu pentru creșterea energiei de combustie produsă de un gaz natural combustibil, care este aplicat în instalația conform revendicărilor 1...3 și care cuprinde alimentarea cu gaz natural combustibil preîncălzit la o temperatură de 18...30°C a unei camere de tratare a gazului delimitată de un perete interior neted, în dreptul căreia sunt plasate după o spirală niște unități electromagnetice dintre care cele de capăt sunt dispuse diametral opus în raport cu un sistem de referință ortogonal cu centrul în mijlocul camerei și având una dintre axe care coincide cu axa longitudinală a camerei, astfel că se creează un câmp magnetic rotitor care acționează asupra gazului cu o singuă polaritate, în condițiile în care asupra gazului acționează simultan și un câmp termic rotitor la o temperatură de 31....65°C, fluxul magnetic al fiecărei unități electromagnetice având o valoare de 0,03...0,228Wb indiferent de legăturile în serie sau în paralel a unităților, caracterizat prin aceea că timp de 7...9 zile unitățile (4) electromagnetice sunt alimentate cu putere electrică cu o valoare de 1,5 W/kg după care se scade valoarea puterii electrice progresiv până la atingerea unei valori de 0,5 W/kg, cele două cicluri, fiecare cu o durată de 7...9 zile repetându-se dar nu mai mult de 5...10 cicluri, ultimul ciclu fiind cel în care puterea electrică de alimentare are o valoare de 0,5 W/kg, după care este oprită alimentarea cu energie electrică și cu energie termică, precum și preîncălzirea gazului combustibil, iar gazul natural este vehiculat cu o viteză având o valoare de maximum 941 m/s prin camera (b) de tratare timp de 3...16 zile.
5. 5. Procedeu conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că după sfârșitul perioadei de 3...16 zile în ciclul aplicat imediat gazului natural valoarea puterii electrice aplicate unităților (4) electromagnetice este de 1,5 W/kg și durează un timp egal cu durata maximă a acestui ciclu.