ES2232037T3 - Sistema de quemado de humos y metodo que emplea unidad de requemado con medios de reduccion de flujo. - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE COMBUSTION DE EMANACIONES PARA MEJORAR LA CALIDAD AMBIENTAL DEL FLUIDO GASEOSO QUE EMANA, POR EJEMPLO, DE UN INCINERADOR. CONSTA DE UNO O MAS TUNELES DE REQUEMADO (41, 42) EN LOS QUE SE QUEMA EL FLUIDO GASEOSO. EL TAMAÑO DE LAS ABERTURAS DE SALIDA (63, 64) DE LOS TUNELES DE REQUEMADO ESTA CONTROLADO POR REGULADORES DE TIRO (91, 92) QUE SE PUEDEN DESPLAZAR DE UNA POSICION EN LA QUE CIERRAN PARCIALMENTE LAS SALIDAS (SEGUN ILUSTRA LA FIGURA 6) A UNA POSICION EN QUE NO LAS OBSTRUYEN. EN LA POSICION ILUSTRADA EN LA FIGURA 6, CADA REGULADOR DEL TIRO CUBRE UN MAXIMO DEL 60% DE SU CORRESPONDIENTE ABERTURA DE SALIDA. EN LA REALIZACION DE LA INVENCION QUE SE ILUSTRA, LOS REGULADORES DEL TIRO ESTAN MONTADOS CON BISAGRAS Y ESTAN CONTROLADOS POR UNOS ACCIONADORES (94) MEDIANTE UNOS BRAZOS (93). EL PESO DEL REGULADOR DE TIRO SE PUEDE CONTRARRESTAR PARCIALMENTE CON UN PESO (99) CONECTADO AL REGULADOR POR UN CABLE (94). DE FORMA ALTERNATIVA, SE PUEDEN UTILIZAR REGULADORES CORREDEROS O DE COMPUERTA DE MARIPOSA. LA POSICION DE LOS REGULADORES SE CONTROLA SEGUN LAS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO PARA GARANTIZAR LA COMBUSTION OPTIMA DEL FLUIDO GASEOSO.

Description

Sistema de quemado de humos y método que emplea unidad de requemado con medios de reducción de flujo.

La invención se refiere a un sistema y a un método para la quema de gases o humos de combustión, y, en la realización preferida, proporciona un sistema y un método para la quema de humos de combustión, destinado a mejorar la calidad medioambiental del fluido gaseoso que emana de una instalación de incineración.

Los documentos de la técnica anterior Nos. GB 906.993 y US 4.285.282 describen, cada uno de ellos, un sistema y un método para la quema de humos de combustión, de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones que se acompañan.

Un primer aspecto de la invención proporciona un sistema para la quema de humos de combustión, de acuerdo con la reivindicación independiente 1 que se acompaña. Otras características nuevas y ventajosas se relacionan en las reivindicaciones dependientes 2 a 3. Un segundo aspecto de la invención proporciona un método para quemar gases o humos de combustión, de acuerdo con la reivindicación independiente 4 que se acompaña. Etapas nuevas y ventajosas adicionales del método se relacionan en las reivindicaciones 5 a 7 que se acompañan.

El sistema para la quema de humos de combustión incluye, en la realización preferida de la invención, un dispositivo excitador situado en el interior de, rodeado por y acoplado a, la unidad de requemado de un incinerador. El dispositivo excitador, como propósito mínimo, reduce efectivamente el área en sección transversal a través de la cual ha de desplazarse el gas con contenido de oxígeno para alcanzar los hidrocarburos combustibles. Por otra parte, aquél proporciona una superficie reflectante que permitirá al calor que, bien entra o bien se genera dentro de la unidad de requemado, alcanzar las moléculas gaseosas con el fin de favorecer adicionalmente una combustión completa. Dentro de la unida de requemado, la mayor parte de la longitud del dispositivo excitador, al pasar desde la entrada al dispositivo de requemado hasta la salida del dispositivo de requemado, deberá permanecer sin ningún contacto con la pared de la unidad de requemado. El dispositivo excitador tiene como propósito reducir el área en sección transversal de los planos transversales al recorrido o trayectoria que pasa desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida de la unidad de requemado.

El dispositivo excitador, en esta configuración, puede servir para introducir el gas con contenido de oxígeno en el interior de la unidad de requemado. Esto lo hace por medio de toberas o boquillas, que se encuentran en comunicación de fluido con el mecanismo de oxigenación y que tienen una disposición situada sobre la superficie del dispositivo excitador. Las boquillas introducen el aire en el espacio comprendido entre la superficie interna de la unidad de requemado y el dispositivo excitador, y esto lo hacen en un ángulo perpendicular a la dirección del recorrido que va de la entrada a la salida del dispositivo excitador. Al evitar, de esta forma, la configuración en "T", el aire que entra en la unidad de requemado a través de las boquillas contribuirá a la turbulencia del gas sin retrasar o bloquear su avance.

Sin embargo, no es necesario que el dispositivo de excitación introduzca el aire u otro gas con contenido de oxígeno en la unidad de requemado para que éste desempeñe una función importante y útil. Éste puede permanecer pasivamente en el interior de la unidad de requemado con el fin de reflejar el calor generado o introducido allí. Ello mantendrá los gases a una temperatura elevada, a la que experimentarán su combustión eficaz y completa. Con el fin de lograr esto, la superficie del dispositivo excitador situada de cara al interior de la unidad de requemado deberá estar compuesta de un material resistente al calor y a la corrosión. Esto evita su destrucción a las temperaturas y con los entornos gaseosos con los que funciona la unidad de requemado.

Expuesto de forma alternativa, el dispositivo excitador no deberá absorber ni hacer pasar el calor desde la unidad de requemado al interior del mismo. En lugar de ello, deberá tener una conductividad térmica relativamente baja para llevar a cabo la reflexión del calor en su superficie, de vuelta al seno de los gases que experimentan la combustión. Como límite conveniente, la superficie del dispositivo excitador situada de cara al interior de la unidad de requemado deberá tener una composición de un material con una constante de conductividad térmica k menor que aproximadamente 8,7 W/m K (60 Btu in / h ft^{2} ºF), donde k viene definida por la expresión k = q l/AT, siendo q el flujo de calor, en vatios (Btu/h), a través de una superficie de un espesor l en metros (pulgadas) y un área A en metros cuadrados (pies cuadrados), y a una temperatura T en grados centígrados (grados F -Fahrenheit).

Tanto si se tienen secciones de requemado gemelas o dobles, o un dispositivo excitador, como si no, un quemador de gases o humos de combustión, cuando presenta una baja entrada de fluido gaseoso, puede funcionar de una forma más eficaz cuando permite un paso o gasto menor de gases. Con el fin de lograr este objetivo, el quemador de gases de combustión incluye un dispositivo de reducción del flujo o estrangulamiento, acoplado a su salida exterior y destinado a reducir selectivamente el área en sección transversal de esta abertura de salida. Éste retendrá los gases dentro de la unidad de requemado durante un periodo de tiempo suficiente para llevar a cabo la combustión completa, incluso aunque tenga una entrada mínima. Puede también encontrar un uso con la puesta en marcha inicial del funcionamiento de la unidad, después de que se haya enfriado y antes de la introducción de los desechos. La unidad puede entonces alcanzar la temperatura de funcionamiento para la que evita la contaminación del medioambiente. La inversión del efecto de estrangulamiento o reducción del flujo y el hecho de permitir que la abertura de salida de la unidad de retorno recupere su tamaño íntegro permiten entonces el funcionamiento normal del sistema.

En lugar de funcionar como meros quemadores de humos de combustión, los componentes proporcionados anteriormente pueden formar parte de un sistema incinerador integrado. En este caso, además de la unidad de requemado, con cualesquiera de las mejoras de entre las proporcionadas anteriormente que ésta pueda incorporar, el sistema incinerador incluirá también una cámara de combustión principal que esté provista de una entrada para la introducción de residuos sólidos en masa. Una abertura de salida desde la cámara principal permite la expulsión, a través de ella, de los productos gaseosos de la combustión. La abertura de salida procedente de la cámara de combustión principal se conecta entonces a la abertura de entrada de la unidad de requemado, con la que exhibe una comunicación de fluido.

Un método para la quema de gases o humos de combustión que utiliza túneles de requemado dobles comprende el paso de los humos de combustión desde una salida de una fuente directamente al interior de las aberturas de entrada de las primera y segunda secciones de requemado. Con el objeto de mantener la temperatura deseada, el proceso requerirá generalmente el quemado de un combustible en estas dos secciones de requemado. A fin de favorecer la combustión de los gases, ha de introducirse un gas con contenido de oxígeno en las secciones de requemado. Por último, los productos de combustión gaseosos contenidos en las secciones de requemado salen al exterior a través de las aberturas de salida.

La práctica de llevar a cabo la combustión con un dispositivo excitador no necesita, por supuesto, secciones de requemado dobles. En lugar de ello, los humos de combustión que emanan de la salida de una fuente pasan al interior de la abertura de entrada de una unidad de requemado. Una vez allí, pasan en torno a un dispositivo excitador situado en su interior, el cual está rodeado por la unidad de requemado y acoplado a la misma. La mayor parte de la longitud del dispositivo excitador, que se extiende desde la entrada de la unidad de requemado hasta su salida, permanece sin entrar en contacto con la pared de la unidad de requemado.

Con el fin de mantener la temperatura adecuada, un combustible sufre, típicamente, el requemado en el interior de la unidad de requemado. A continuación, como antes, debe introducirse un gas con contenido de oxígeno en la unidad de requemado para llevar a cabo la combustión de los hidrocarburos. El gas con contenido de oxígeno entre en espacio comprendido entre la superficie interna de la unidad de requemado y el dispositivo excitador, con un ángulo que no es perpendicular a la dirección del flujo del gas dentro de ese espacio. Finalmente, los productos de gaseosos de la combustión pasan al exterior de la unidad de requemado.

Como aspecto alternativo, el quemado de los humos de combustión prosigue en una unidad de remado tal y como se ha indicado, en general, anteriormente. La combustión de combustible en esa unidad mantiene la temperatura deseada. La introducción del gas con contenido de oxígeno permite la quema de los humos de combustión de la forma requerida. De acuerdo con la invención, el área de la abertura de salida de salida a través de la cual pasan los productos de combustión gaseosos hacia fuera de la unidad de requemado, puede reducirse selectivamente con el objeto de mantener la temperatura en la unidad en el nivel deseado con la adición de un combustible auxiliar en cantidad mínima o sin su adición en absoluto.

La quema de los residuos o desechos de acuerdo con estos desarrollos esbozados en lo anterior requiere, además de los procedimientos expuestos anteriormente para el quemado de los humos de combustión, la colocación de los residuos, a través de una abertura de entrada, en el interior de una cámara principal del incinerador. Allí, la masa de residuos se quema para dar lugar a productos de combustión gaseosos. Estos productos de combustión gaseosos pasan al exterior de la cámara de combustión principal a través de una abertura de salida, y se introducen directamente en una abertura de entrada de la unidad de requemado.

La invención se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción de una realización preferida de instalación incineradora, la cual incorpora una realización del sistema de quemado de gases o humos de combustión de acuerdo con la presente invención, en la que se ha hecho referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de una instalación de sistema incinerador;

la Figura 2 es una vista en planta superior de una unidad de requemado que tiene dos túneles de requemado independientes, de tal manera que cada túnel presenta dos etapas de requemado independientes;

la Figura 3 proporciona una vista en alzado lateral de la unidad de requemado que se muestra en la Figura 2, e ilustra también etapas adicionales del tratamiento de los gases de escape:

la Figura 4 proporciona una vista en sección transversal de los túneles de requemado dobles de la Figura 3, tomada a lo largo de la línea 4-4;

la Figura 5 proporciona una vista ampliada, parcialmente en sección, de la compuerta de regulación de paso que puede servir para cerrar uno de los túneles de requemado dobles, o incluso ambos, de las Figuras 1 a 4;

la Figura 6 muestra las aberturas de salida de los túneles de requemado dobles y las compuertas de reducción del flujo o estrangulamiento que pueden cerrar parcialmente cada una de las aberturas de salida;

la Figura 7 ilustra una compuerta o válvula de regulación del flujo que puede servir para cerrar la abertura de entrada a uno de los túneles de requemado dobles, o para bloquear parcialmente las aberturas de salida;

la Figura 8 proporciona una vista en sección transversal de un túnel de requemado que está provisto de un dispositivo excitador en cuyo interior entre el aire a través, tanto de la pared de la unidad de requemado como de la pared del dispositivo excitador;

la Figura 9 proporciona una vista lateral en sección transversal de una porción de un túnel de requemado que tiene un dispositivo excitador en su interior, en el cual el aire entra en el túnel de requemado a través de unas boquillas situadas únicamente en el dispositivo excitador;

la Figura 10 proporciona una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 10-10 del túnel de requemado que se muestra en la Figura 9;

las Figuras 11 a 15 proporcionan vistas diagramáticas o esquemáticas en sección transversal de túneles de requemado provistos de dispositivos excitadores, que muestran, en particular, diferentes técnicas para incrementar las áreas en sección transversal de los túneles de requemado, yendo desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida;

la Figura 16 proporciona una vista isométrica, en corte parcial, de una cámara principal de incinerador que está provista de una parrilla en las proximidades de la abertura de entrada a la cámara, pero situada por encima del suelo de la cámara;

la Figura 17 muestra una vista desde un extremo, en corte o sección transversal, de la cámara de incinerador de la Figura 16;

la Figura 18 proporciona una vista en alzado lateral de un mecanismo de pala o cucharón destinado a retirar las cenizas del pozo o cubeta de salida de un sistema incinerador;

la Figura 19 proporciona una vista en alzado lateral de una pala para cenizas que se emplea en el mecanismo de la Figura 18;

la Figura 20 muestra una vista en planta superior de la pala de la Figura 19;

la Figura 21 proporciona una vista en alzado desde un extremo, tomada a lo largo de la línea 21-21 de la guía de carril de la pala que se muestra en la Figura 20;

la Figura 22 ilustra una vista en alzado desde un extremo, de aún otro mecanismo de retirada de cenizas alternativo;

la Figura 23 proporciona una vista aumentada del mecanismo de tobogán o rampa de transporte que se muestra en la Figura 22; y

la Figura 24 proporciona una vista en alzado lateral de una pala de retirada de cenizas alternativa, para uso en el mecanismo mostrado en las Figuras 18, 22 y 23.

Descripción detallada

La Figura 1 muestra un sistema incinerador designado generalmente con la referencia 30. Los residuos o desechos en masa de líquidos que contienen hidrocarburos se introducen en el incinerador 30 a través del receptáculo de carga 31 y entran en la cámara principal 32. Durante la mayor parte de su estancia en el incinerador 30, los residuos sólidos permanecen sobre los suelos de hogar de movimiento alternativo o pulsante 33 y 34. Al completar la combustión, las cenizas que quedan caen dentro del pozo 35, desde donde el mecanismo de extracción designado en general con la referencia 36 las eleva para colocarlas en el interior del camión 37. La compuerta o registro 38 permite el acceso al interior de la cámara principal 32 para el mantenimiento habitual.

Los gases producidos por la combustión en el interior de la cámara principal pasan a través de los túneles de requemado gemelos o dobles 41 y 42, así como a través de las etapas adicionales 43 de tratamiento, recirculación y extracción del calor. Salen, finalmente, a través de la chimenea 44. El calor recuperado del sistema incinerador 30 puede pasar al interior de la tubería 45.

En las Figuras 2 y 3, los túneles de requemado 41 y 42 incluyen las respectivas primeras etapas de requemado 51 y 52, y las respectivas segundas etapas de requemado 53 y 54. Los quemadores 55 y 56, situados al principio de las primeras etapas 51 y 52, mantienen las temperaturas en los túneles 41 y 52 en los niveles deseados para un funcionamiento adecuado. También se encargan de hacer aumentar las temperaturas de requemado hasta que alcancen los niveles adecuados, cada vez que se inicie el funcionamiento. De hecho, las normativas medioambientales exigen a menudo que el incinerador alcance, en cualquier caso, sus temperaturas de funcionamiento antes de la introducción de las primeras cantidades de residuos, después de una parada. Los quemadores 55 y 56 contribuyen a esta tarea.

Las soplantes 47 y 58 proporcionan aire para la combustión a las primeras etapas 51 y 52, y las soplantes 59 y 60 llevan a cabo la misma función para las segundas etapas 53 y 54. Los gases procedentes de las segundas etapas 53 y 54 pasan a través de las aberturas de salida 63 y 64.

Como puede observarse, las segundas etapas de requemado 53 y 54 tienen áreas de sección transversal mayores que las de las primeras etapas de requemado 51 y 52, respectivamente de los túneles 41 y 42. Esto permite a las segundas etapas de requemado 53 y 54 adaptarse a los mayores volúmenes de gases que resultan de la introducción de aire y de la combustión de los hidrocarburos volatilizados dentro de los túneles 41 y 42. Esto representa uno de los métodos para incrementar el volumen de los túneles de requemado, desde sus aberturas de entrada hasta sus aberturas de salida. Otras técnicas que llevan a cabo el mismo propósito se exponen más adelante con referencia a las Figuras 11 a 15.

Después de abandonar las segundas etapas 53 y 54, los gases pasan a continuación a la sección de tratamiento subsiguiente 43, que se ha mencionado en lo anterior.

Como se observa en las Figuras 4 y 5, los gases procedentes de la cámara principal 32 pasan a través de las aberturas de salida 67 y 68, que forman también las aberturas de entrada a las unidades de requemado 41 y 42, respectivamente. Las compuertas de regulación de paso 69 y 70, cuando se encuentran en las posiciones que se muestran en las Figuras 3 a 5, cubren las aberturas 67 y 68, respectivamente, y las cierran. En funcionamiento, por supuesto, al menos una de las compuertas de regulación de paso 69 y 70 permanecerá abierta. Una vez que la cámara principal 32 tiene el suficiente material combustible en su interior, ambas se abrirán y permitirán a los gases pasar a través de los túneles de requemado 41 y 42.

Con el fin de llevar a cabo su movimiento, las compuertas de regulación de paso 69 y 70 incluyen las extensiones o prolongaciones axiales 71 y 72. Los brazos de palanca 75 y 76 se unen entonces rígidamente a las prolongaciones 71 y 72. Las barras 77 y 78 unen los brazos de palanca 75 y 76 a los pistones 79 y 80, los cuales se fijan rígidamente, por sus otros extremos, a las ménsulas 81 y 82. La extensión de los pistones 79 y 80 de las Figuras 3 a 5, véase especialmente ésta última, inducirán la rotación del brazo de palanca 76 y de su parte contraria o antagonista, no mostrada, alrededor del centro del eje 72, para dar lugar a la apertura de las compuertas de regulación de paso 69 y 80.

Los contrapesos 83 y 84 se encuentran acoplados a rotación a los otros extremos de los brazos de palanca 75 y 76. Estos contrarrestan o equilibran el peso de las compuertas de regulación de paso 69 y 70 y facilitan su movimiento controlado.

Una parte significativa del peso de las compuertas de regulación de paso 69 y 70 es consecuencia del hecho de que éstas tienen un recubrimiento del material refractario 86, tal como se muestra en la Figura 5. Éste, por supuesto, proporciona protección contra las elevadas temperaturas y el riesgo de corrosión de los gases que pasan en torno a ellas.

Con el fin de contribuir a la protección de las compuertas de regulación de paso 69 y 70, éstas incluyen canales de aire según se expondrá más adelante, en relación con la Figura 7. El paso del aire a través de las compuertas de regulación de paso 69 y 70 las mantiene a una temperatura lo suficientemente reducida como para evitar su destrucción.

De forma similar, las compuertas de regulación de paso 91 y 92 cubren las aberturas de salida 63 y 64 de los túneles de requemado 41 y 42, respectivamente. Sin embargo, tal como se muestra en la Figura 6, las compuertas de regulación de paso 91 y 92, incluso cuando se encuentran en la posición cerrada que se muestra en ella, únicamente cubren hasta aproximadamente un máximo de en torno al 60 por ciento de las aberturas de salida 63 y 64. Cuando están cerradas, retienen los gases en el interior de los túneles de requemado 41 y 42 durante un tiempo más largo, con el fin de garantizar su combustión completa. Típicamente, dicha retención se hace deseable cuando los túneles 41 y 42, y, a menudo, la cámara principal 32, funcionan con una cantidad substancialmente menor que la cantidad máxima de residuos o de gases de combustión que el sistema puede admitir.

Las compuertas de regulación de paso 91 y 92 funcionan una independientemente de la otra, dependiendo de las condiciones que existan en los respectivos túneles de requemado 41 y 42. Éstas pueden, por ejemplo, someterse al control de la temperatura por parte de sensores situados dentro de sus respectivos túneles. Una temperatura en descenso puede indicar la necesidad de cerrar la compuerta de regulación de paso apropiada, a fin de retener el calor dentro del túnel respectivo. Alternativamente, cuando el sistema incinerador produce vapor, el control de las compuertas de regulación de paso puede medir la presión del vapor producido por el sistema. Una presión del vapor que desciende puede indicar una menor cantidad de calor en el interior del sistema. Ello proporcionará una indicación de que una de las compuertas de regulación de paso 91 y 92, o ambas, debería cerrarse al menos en cierto magnitud.

Las compuertas de regulación de paso 91 y 92 de la Figura 6 no sólo adoptan las posiciones totalmente abierta o totalmente cerradas. Éstas pueden también ocupar posiciones intermedias con el fin de bloquear de manera efectiva las salidas 63 y 64 en una magnitud menor que el cierre máximo que las compuertas de regulación de paso pueden alcanzar.

El movimiento de la compuerta de regulación de paso 91 se ilustra en la Figura 6 bajo la acción del brazo de palanca 93, que está unido al pistón 94, el cual lleva a cabo el movimiento deseado entre la abertura y el cierre. El cable 95 está fijado a la compuerta de regulación de paso 91, pasa por encima de la polea 97 y se une al contrapeso 99 con el fin de contrapesar el peso de la compuerta de regulación de paso 91. En la Figura 6 tan solo aparecen el cable 96, la polea 98 y el peso 100, para el túnel 42.

Las compuertas de estrangulamiento o reducción del flujo 91 y 92 sirven para retener el gas en el interior de los túneles de requemado 41 y 42 durante un periodo mayor de tiempo. En otras palabras, se encargan de ralentizar el paso del gas a través de estas cámaras. Con el fin de lograr la combustión deseada, la velocidad del gas no debe exceder, típicamente, de aproximadamente 17 metros por segundo (55 pies por segundo). Para garantizar la combustión correcta, el gas deberá desplazarse no más rápido que en torno a 14 metros por segundo (46 pies por segundo).

Las compuertas de regulación de paso 91 y 92, como se muestra, adoptan la forma de bloques rectangulares que pivotan abriéndose y cerrándose. Alternativamente, en su forma de bloques cuadrados, pueden deslizar lateralmente hasta la posición en la que cierran parcialmente las aberturas de salida 63 y 64. Éstos las reabren al deslizarse lateralmente en el sentido opuesto. De hecho, pueden incluso deslizarse a través de una abertura existente en la pared exterior del sistema incinerador para este propósito.

Como alternativa adicional, las compuertas de reducción del flujo situadas en los extremos de los túneles de requemado 41 y 42 pueden adoptar la forma de válvulas de mariposa. Esto les conferirá una configuración redonda o rectangular, en su posición dentro de las aberturas de salida de las unidades de requemado. Pivotarán entonces alrededor de sus centros con el fin de cerrar o abrir parcialmente las aberturas de salida de la unidad de requemado. En esta última configuración, permanecerán dentro de la abertura pero, exponiendo sus bordes de área mínima con el fin de evitar una interferencia substancial con el paso de los gases.

La Figura 7 muestra una compuerta de regulación de paso típica, por ejemplo, el cierre 70 a la abertura de salida 68 del segundo túnel de requemado 42, que se observa en la Figura 5. En la Figura 7, un suministro de aire pasa a través de la compuerta de regulación de flujo 70 para impedir que su temperatura se eleve hasta un punto en el que pudiera sufrir serios daños por efecto del entorno calentado a partir del cual opera. Tal como se observa en la Figura 5, los extremos de las prolongaciones axiales 72 se asientan sobre la parte exterior del túnel 42.

Las prolongaciones 72 tienen partes interiores huecas que permiten el paso del gas a su través. Con el fin de proporcionar el gas de enfriamiento, el tubo flexible 104 se encuentra conectado a la prolongación axial más cercana 74, al objeto de proporcionar una fuente de gas de enfriamiento. El gas de enfriamiento se desplaza a través del interior de la prolongación 72, para introducirse en el eje 106 y salir por la abertura 108 al interior de la cámara 110. Sigue entonces un camino creado por los divisores o separadores 112, e indicado por las flechas 114. Finalmente, alcanza la abertura 116 en el eje 106, por donde sale, a través de la otra prolongación axial 72, y se introduce en el tubo flexible 118.

La Figura 18 muestra un túnel de requemado generalmente designado con la referencia numérica 123, el cual servir, bien como una de las secciones 51 ó 53 del túnel de requemado 41, o bien como una de las secciones 52 y 54 del túnel de requemado 42. El túnel 113 se asienta generalmente sobre los soportes 124 y 125. La película exterior 126 rodea al túnel 123 y forma la cavidad 127, en combinación con la pared 128. La soplante 129 introduce aire en la cavidad 127 a presión. Desde ésta, el aire puede pasar a través de las boquillas 130, que lo llevan a la parte interior 131 del túnel de requemado 123. El material refractario 123 recubre la pared interior 128 y las boquillas 130 con el fin de protegerlas del calor y del entorno corrosivo de la parte interior 131 del túnel 123. Adicionalmente, el aire contenido en la cavidad 127 puede pasar a través del soporte 133 y al interior del dispositivo excitador 134, situado en la parte interior 131 del túnel. Desde allí, éste pasa a través de las boquillas 135 y a la parte interior 131, donde contribuye a mantener la combustión.

El soporte 133 incluye, en sí mismo, la pared interior 138, que tiene generalmente una composición metálica. El material refractario 139 rodea a la pared 138 para protegerla del entorno del túnel. De forma conveniente, el soporte 133 puede tener una sección transversal rectangular según planos paralelos a la superficie sobre la que se asienta el túnel. Esto le proporcionará un área en sección transversal máxima para el grado de interferencia en el flujo del gas dentro del túnel que éste crea.

De forma similar, el dispositivo excitador 134 protege su pared metálica interior 142 de la corrosión y de los daños provocados por el calor, por medio de la cubierta refractaria 143. Las boquillas 135 pasan a través del material refractario 143.

Como se observa en la Figura 8, el aire que abandona las boquillas 135 lo hace con una componente tangencial en su velocidad. En otras palabras, las boquillas 135 forman un cierto ángulo con los radios trazados desde el centro del dispositivo excitador 134. Cuarenta y cinco grados es un ángulo deseable.

El gas que emana de las boquillas 135 con su componente tangencial de velocidad sigue el recorrido indicado generalmente con las flechas 144. Este movimiento tangencial del aire provoca que éste se mezcle de una manera eficiente y eficaz con los gases combustibles contenidos en la parte interior 131 del túnel. Además, las boquillas 135, así como las boquillas exteriores 130, introducirán generalmente el aire con una componente axial de la velocidad. En otras palabras, las boquillas apuntan aguas abajo. La dirección de la velocidad de los gases que abandonan las boquillas puede, de hecho, formar un ángulo de 45 grados con respecto a la dirección axial o de aguas abajo.

De manera adicional, las boquillas 135 pueden presentarse sobre el dispositivo excitador 134, dispuestas en filas o hileras que se extienden desde la entrada hasta la salida. Con el fin de contribuir adicionalmente a la creación de la turbulencia deseada dentro de la parte interior 131, las boquillas pueden presentar una configuración escalonada de una fila a otra, a fin de proporcionar un suministro del aire y una turbulencia más uniformes.

La construcción que se muestra en la Figura 8 puede sufrir modificaciones con vistas a diferentes propósitos. Así, el taponamiento de las boquillas 130 dará lugar a que todo el aire procedente de la cavidad 127 pase alrededor de la pared 128, a través del soporte 133, al interior del dispositivo excitador 134, y hacia fuera de las boquillas 135, para pasar a la parte interior 131 del túnel. Esto parece tener un efecto beneficioso por cuanto que crea la turbulencia necesaria para la combustión.

De manera adicional, el hecho de colocar una barrera en la posición 145, entre la pared exterior 126 y la pared 128 de la cavidad, provocará que el aire procedente de la soplante 129 pase en torno a substancialmente toda la cavidad 127, antes de alcanzar la entrada 146 al miembro de soporte 133. Esto tendrá el efecto de enfriar la pared 128 con el aire, antes de la introducción de éste en la parte interior 131. Por otra parte, el calentamiento del aire contribuye a mantener la temperatura dentro del túnel 123 en los niveles necesarios para la combustión.

De forma alternativa, el dispositivo excitador 134 puede carecer por completo de boquillas en el mismo. En este caso, la totalidad del aire que entra en la parte interior 131 del túnel pasará a través de las boquillas 130 situadas en la propia unidad de requemado 123. No obstante, el dispositivo excitador debe disponer, con todo, de una cierta cantidad de aire que pase a su través, desde uno de los soportes hasta el otro. Esto proporciona un cierto efecto de enfriamiento con el fin de evitar que el calor en el seno del túnel de requemado 123 destruya el dispositivo excitador 134.

Con o sin boquillas, el dispositivo excitador 134 sirve a propósitos adicionales. El calor generado en la parte interior 131 del túnel 123 contribuye por sí mismo a mantener la combustión de los gases dentro del mismo. El calor en las proximidades del centro de la parte interior 131 pasará al interior de la superficie refractaria 143 del dispositivo excitador 134. Desde allí, se irradiará de vuelta a la parte interior 131, donde contribuirá a inducir la combustión.

Al objeto de proporcionar la reradiación del calor absorbido, la pared del excitador 134 deberá permitir que pase a su través una cantidad muy pequeña del calor. De esta forma, deberá tener una constante de conductividad térmica k generalmente menor que aproximadamente 8,7 W/m K (60 Btu in/h ft^{2} ºF). Preferiblemente, la constante de conductividad k, según se ha definido en lo anterior, no deberá exceder de aproximadamente 3,5 (24).

Por otra parte, el aire que entra en la parte interior 131 deberá crear una turbulencia con el fin de llevar a cabo la combustión. El dispositivo excitador 134 reduce la dimensión máxima del espacio en el interior del túnel 123. De esta forma, el aire que entra en la parte interior 131 tiene una distancia mucho más corta que recorrer para alcanzar los gases combustibles. Así, es capaz de crear de una forma más eficaz la turbulencia requerida para la combustión, debido a la presencia del dispositivo excitador 134.

De manera deseable, el espacio comprendido entre la superficie exterior del material refractario 143 del dispositivo excitador 134 y la superficie interior del material refractario 132 que cubre la pared exterior 128, deberá permanecer constante en todo el contorno del dispositivo excitador 134. Esto permite la mezcla y la turbulencia más eficientes posibles del oxígeno introducido en la parte interior 131 del túnel. En el caso de un túnel de requemado circular, tal y como se muestra en la Figura 8, esto dará lugar a que la parte interior 131 adopte una configuración anular.

En el caso de un sistema incinerador con un único túnel de requemado, bastará, obviamente, un solo dispositivo excitador. Para un sistema que tiene túneles de requemado gemelos o dobles, tal y como los mostrados en las Figuras 1 a 6, ya sea uno de los túneles, ya sean ambos, pueden incluir un dispositivo excitador. Ésta última, por supuesto, es la configuración más deseable.

La Figura 9 muestra generalmente una porción de un túnel de requemado 153 que puede, de hecho representar parte de uno de los túneles de requemado 41 ó 42. La pared exterior 154 incluye la cubierta refractaria 155, pero sin boquillas que pasen a su través. En su lugar, la totalidad del aire que pasa a la parte interior 156 del túnel 153 pasa a través de las boquillas 157 situadas en el dispositivo excitador 158. El aire, como antes, entra en el dispositivo excitador 158 a través de sus soportes 159 y 160, y, finalmente, desde la cavidad 161. Como se observa en la Figura 10, la soplante 162 proporciona el aire a presión que finalmente pasa, a través de las boquillas 157, a la parte interior 156.

Al igual que antes, las boquillas 157 introducen el aire con una componente axial en su velocidad. Expresado en otras palabras, el aire es introducido al menos parcialmente en la dirección que va desde la abertura de entrada de la sección de requemado 153 hasta la abertura de salida, o en la dirección que va desde el primer soporte 159 hacia el segundo soporte 160. Como en la Figura 9, el ángulo generalmente asciende a aproximadamente 45 grados.

Por otra parte, como se muestra tanto en la Figura 9 como en la Figura 10, las boquillas imparten una componente de la velocidad tanto tangencial como radial al aire que pasa a través de ellas. De nuevo, las boquillas introducirán el aire en un ángulo de aproximadamente 45 grados con respecto a la dirección radial. De esta forma, la mitad de la velocidad no axial de los gases los desplazará hacia fuera, y la otra mitad los desplazará en torno a la parte interior 156. El resultado aparece en la Figura 10, en la que las flechas 166 muestran la vorticidad o rotacional general de la dirección del movimiento del aire.

La cavidad 161 no extiende en toda la circunferencia del túnel de requemado 153. En su lugar, tan solo va desde la soplante 162 hasta el soporte 159. La pared exterior 167, conjuntamente con la pared 154 fijada al material refractario 155, crea la cavidad 161. La Figura 11 proporciona un diagrama de una sección de un túnel de requemado que tiene la pared exterior 180, el material refractario 181 y las dos secciones de dispositivo excitador 182 y 183. La flecha indica la dirección del movimiento del gas, como en las Figuras 12 a 15. Los dispositivos excitadores 182 y 183 tienen la misma área en sección transversal, que es constante. Sin embargo, el área en sección transversal de la parte interior 184 aumenta en la dirección del desplazamiento del gas, debido a que la pared refractaria 181 se inclina o abre hacia fuera. Esto permite a la sección de requemado adaptarse a las cantidades crecientes de aire introducido, ya sea a través de la pared 181 ó de los dispositivos excitadores 182 y 183. En la Figura 11, el área en sección transversal de la parte interior 184 se incrementa gradualmente debido a la pendiente gradual de la pared refractaria.

En la Figura 12 se muestra otra sección de requemado. Ésta tiene también la pared exterior 190 y 191, el material refractario 192 y 193, y las secciones de dispositivo excitador 194 y 195. Como se muestra en ella, la parte interior 196 presenta un incremento súbito y discontinuo en la junta de unión 197. Ésta puede, por ejemplo, representar la junta de unión entre dos etapas de requemado independientes, tal como se muestra en la Figuras 2 y 3, según se ha expuesto en lo anterior.

La Figura 13 muestra de nuevo una sección de requemado que tiene la pared exterior 200 y 201, las secciones refractarias 202 y 203, y las secciones de dispositivo excitador 204 y 205. En ella, el volumen interior 206 se incrementa gradualmente en la junta de unión 207 entre las dos secciones. Sin embargo, la pared en pendiente existente en la junta de unión 207 da lugar a una adición menor de turbulencia adicional indeseada que la discontinuidad muy abrupta 197 que se muestra en la Figura 12.

En la Figura 14 se muestra otra sección de requemado, la cual incluye la pared exterior 210, el material refractario 211 y las secciones de dispositivo excitador 212 y 213. El área en sección transversal más pequeña del dispositivo excitador 213, en comparación con el dispositivo excitador 214, da lugar a un incremento del área en sección transversal 214 del la parte interior, a medida que el gas se desplaza desde el dispositivo excitador 212 hasta el dispositivo excitador 213.

Finalmente, la Figura 15 muestra la sección de requemado con las paredes 220 y 221, y las secciones de dispositivo excitador 222 y 223. La forma cónica de las secciones de excitador 222 y 223 da lugar a un incremento gradual del volumen del gas, a medida que éste pasa a través de ellas hasta la parte interior 224.

La combustión inicial de los residuos, por supuesto, tiene lugar en la cámara principal 32, como puede observarse en las Figuras 16 y 17. Los dispositivos alimentadores de tornillo 230 pueden contribuir a la introducción de los residuos en partículas, tales como cáscaras de arroz. De una forma más convencional, los residuos en masa se introducen a través de la abertura 231 practicada en la pared delantera 232. En cualquier caso, la masa de residuos que entra en el incinerador 32 se asienta sobre la parrilla en la posición generalmente designada con la referencia 234. Permanecerá allí brevemente para permitir que comience la combustión.

Si los residuos tienen un alto contenido de humedad, pueden someterse a un tratamiento de secado mientras reposan sobre la parrilla 234, con el fin de permitir que su quemado subsiguiente sea más fácil. Si, al entrar, se asentasen inmediatamente sobre la solera u hogar 33, experimentarían una mayor dificultad a la hora de secarse con el fin de experimentar la subsiguiente combustión.

De manera alternativa, un material con un alto valor o poder calorífico (contenido de Btu), tal como el plástico, puede quemarse a temperaturas muy altas. Si esto se produjese sobre el suelo 33, el calentamiento irregular o desigual podría provocar la calcinación del propio suelo.

De esta manera, los desechos se asientan sobre la parrilla 234 durante un periodo limitado de tiempo. Sin embargo, la mayor parte de los hidrocarburos fijados en el seno del material deberán permanecer sin quemar cuando los residuos se deslicen a través o fuera de la parrilla 234, para caer sobre el suelo 33. El contenido de hidrocarburos volátiles bien puede haber entrado ya, en este momento, en la corriente de gas.

Como se muestra en las Figuras 16 y 17, la parrilla 234, a fin de permitir que los residuos caigan sobre el suelo 33, incluirá los orificios 235 que pasan a su través. El tamaño de las aberturas de los orificios 235 se extiende generalmente dentro del intervalo entre 305 y 475 mm (entre 12 y 18 pulgadas). Esto permite que la mayor parte de los tipos de residuos caigan a su través hasta el suelo, antes de que se produzca el quemado de la mayoría de los hidrocarburos fijos.

La parrilla 234, por supuesto, se encuentra en el seno del entorno calentado y corrosivo de la cámara principal 32. Así pues, deberá tener generalmente algún mecanismo para enfriarla, a fin de evitar que se destruya por el efecto del calor o de la corrosión. Con el fin de lograr este resultado, la parrilla 234 incluye las tuberías longitudinales huecas 236 y 237, y las tuberías transversales 238. La tubería 236 tiene los acoplamientos 239 y 240, en tanto que la tubería 237 incluye los acoplamientos 241 y 242. Esto permite el paso a su través de un fluido que efectuará la refrigeración de la parrilla 234. El fluido así introducido puede presentarse en forma de aire, agua, vapor o aceite.

De manera adicional, las tuberías 236 a 238 de la parrilla 234 tendrán un revestimiento refractario destinado a proporcionar una protección adicional contra el calor. Por último, una superficie de desgaste compuesta típicamente por material refractario de cara o superficie endurecida contribuirá a proteger la parrilla 234 de la abrasión ocasionada por los residuos situados sobre la misma.

El suelo 33 puede adoptar un cierto número de formas. En la Patente norteamericana de Basic Nº 4.475.469, mencionada anteriormente, se muestra un tipo particular y avanzado de suelo de hogar con movimiento alternativo o pulsante. Pueden funcionar también otros tipos de suelo, que resultan deseables en diversos grados.

De esta forma, por ejemplo, el suelo 33 puede estar formado sencillamente de un hogar estático. Alguna forma de cilindro de prensado o de otro dispositivo empujador se encargará entonces, típicamente, de desplazar los residuos en dirección longitudinal, hasta que éstos ardan para dar lugar a cenizas que caerán entonces al interior de un dispositivo de recogida apropiado. A menudo, sin embargo, el suelo experimentará algún tipo de movimiento con el fin de contribuir a que los residuos en combustión se desplacen desde la abertura de entrada hasta la abertura de salida de la cámara principal 32.

El suelo 33 puede a menudo constituir un hogar, ya sea en movimiento o estacionario. La experiencia indica que ésta última constituye la técnica preferida. El hogar de movimiento alternativo o pulsante, ya sea con la configuración mostrada en la Patente de Basic, ya sea con otra forma, ha demostrado ser el más eficaz. En la Patente de Basic, el hogar experimenta un movimiento arqueado, en impulsos, según la dirección desde la abertura de entrada 231 hacia la abertura de salida. Éste se desplaza más rápidamente en el sentido hacia delante que en el sentido hacia atrás, con el fin de impulsar los residuos longitudinalmente en un movimiento de tipo de pala quitanieves.

El suelo 33 del hogar, que se muestra en la Figura 16, tiene una forma que ha demostrado ser beneficiosa en la combustión de muchos tipos de residuos. Aquí, el suelo se inclina desde la abertura de entrada 232 hacia el pozo o cubeta de cenizas de salida 244. Esta ligera pendiente construida dentro del suelo superior 33 y del suelo inferior 34 contribuye al desplazamiento de los residuos en respuesta a cualquier movimiento experimentado por los suelos.

De manera adicional, los suelos 33 y 34 incluyen unas crestas o nervaduras 246 y 247, respectivamente, situadas en sus superficies superiores. Ello contribuye a canalizar y a arrastrar los residuos que se asientan en ellos, a fin de ayudar a su combustión. Los chorros 248, situado en el suelo superior 33, y 249, situado en el suelo inferior 34, proporcionan aire alimentado por debajo de la llama, a fin de contribuir a la combustión de los residuos que se están quemando.

Como se muestra en la Figura 17, las boquillas 249, al igual que las boquillas 248 situadas en el suelo superior 33, se inclinan, en el suelo inferior 34, conforme introducen el aire en la cámara principal 32. Este ángulo descendente que forman las boquillas 249 y 248 ayuda a impedir la entrada de partículas de desechos dentro de las mismas, lo que podría dar lugar a su obstrucción.

La cantidad de aire que se introduce a través de las boquillas 248 y 249 puede variar dependiendo de las condiciones en el interior del sistema incinerador, en general, y en el interior de la cámara de combustión principal 32, en particular. Así, como se ha expuesto en lo anterior, el sistema puede contener una cantidad insuficiente de residuos como para funcionar con su capacidad o próximo a la misma. La introducción, en este caso, de una cantidad menor de aire a través de estos chorros puede contribuir a que todo el sistema incinerador alcance o permanezca en su temperatura de funcionamiento adecuada.

En lugar de los suelos de hogar 33 y 34, la cámara principal 32 puede incluir un suelo de parrilla o rejilla por debajo de la parrilla 234. Los residuos caerán desde la parrilla superior a la parrilla inferior, y experimentarán entonces su combustión completa. Esta parrilla inferior puede entonces, bien permanecer estática o bien experimentar algún tipo de movimiento con el fin de trasladar los residuos en combustión en dirección al pozo de cenizas 244.

Éste puede trabajar en combinación con la utilización de compuertas de estrangulamiento o reducción del flujo, 91 y 92. Uno de los métodos para llevar a cabo la reducción del aire presente en la cámara principal comprenderá sencillamente desconectar o interrumpir la introducción de aire en el segundo suelo de hogar pulsante 34.

La cámara principal 32 incluye las paredes laterales de membrana 253 y 254, las cuales aparecen esquemáticamente en las Figuras 16 y 17. En estas paredes, el agua pasa a través de las tuberías de entrada inferiores 255 y 256. Desde éstas, el agua pasa a través de los tubitos 257 y 258 de las paredes de membrana 253 y 254, hacia el tubo de cabezal o colector 259. Desde allí, puede trasladarse a cualquier parte con el de proporcionar energía útil en la forma de vapor para la generación de electricidad, calentamiento u otros propósitos.

Como se ha descrito anteriormente, la cámara principal puede no albergar la cantidad de residuos suficiente como para mantener el calor a través del sistema incinerador. En este caso, la cantidad de calor extraída a través del colector 259 puede sufrir una reducción con el fin de dejar el suficiente calor en el interior de la cámara principal y de los túneles de requemado, para mantener las temperaturas requeridas para un quemado lo suficientemente limpio y

\hbox{eficiente.}

El pozo de cenizas 244 de la cámara principal 32 incluye los alimentadores de tornillo 263 y 264. Estos se encargan de extraer las cenizas del pozo 244. Sin embargo, al igual que con otros sistemas de extracción de cenizas, tales como el sistema de draga de cadena, los componentes móviles de los alimentadores de tornillo 263 y 264 se asientan bajo el agua y en el interior del pozo o cubeta de cenizas, donde cualquier reparación se muestra difícil. Un tipo significativamente mejorado de sistema de extracción de cenizas se ilustra en las Figuras 18 a 25.

El pozo de cenizas 35 aparece en la parte inferior de la Figura 18. Típicamente, éste contendrá agua 271 y las cenizas 272 en el fondo. El agua 271, por supuesto, proporciona una obturación entre el interior de la cámara de combustión principal y la atmósfera ambiental.

Naturalmente, de vez en cuando es necesario proceder a la retirada de las cenizas 272 del pozo 35. Con el fin de llevar a cabo este propósito, el mecanismo de pala o cucharón que se muestra indicado generalmente con la referencia 273, desciende a lo largo del carril 277 hasta que la pala 278, en la configuración que se muestra en líneas continuas en la Figura 18, se introduce en el agua 271 y escarba o penetra en el montón de cenizas 272. A continuación retorna a su configuración de transporte, que se muestra en líneas discontinuas en la Figura 18, al tiempo que permanece en el fondo del pozo 272. Ello permite a la pala 278 recoger una porción de las cenizas 272.

El mecanismo de pala 273 se eleva entonces a lo largo del carril 277. De forma deseable, se detendrá poco después de que la propia pala 278 se eleve fuera del agua 271. El agua arrastrada con las cenizas 272 tendrá entonces la posibilidad de drenarse a través de las aberturas 281 existentes en el fondo de la pala 278. La parte posterior del carril 277 forma una depresión o canalón 278 que guiará el agua que gotea de vuelta al pozo 35.

Una vez que el mecanismo 273 ha regresado a su posición elevada, tal como se muestra en la Figura 18, la pala 278 se desplaza desde su configuración de contención, que se muestra en líneas discontinuas, hasta su configuración de liberación, que se muestra en líneas continuas. Las cenizas caen entonces desde la pala 278, a través de la abertura 282 existente en el canalón 278, al interior del camión 37 u otro contenedor. Las barandas laterales 283 evitan que las cenizas se esparzan o salpiquen fuera del camión 37.

El mecanismo de pala 273 se desplaza arriba y abajo bajo la acción del cable 284. En uno de sus extremos, el cable 288 se ha fijado a una cabria o torno típico, el cual enrolla y libera el cable 284 dependiendo de los controles del torno. A su vez, el cable 284 pasa sobre la polea 285 y se fija al mecanismo de pala 273. Cuando el torno procede a desenrollar el cable 284, éste último pasa sobre la polea 285 y permite al mecanismo de pala 273 descender al interior del pozo 35. Cuando el torno enrolla el cable 284, éste tira del mecanismo de pala 273, arrastrándolo fuera del agua e izándolo por el carril 277.

El mecanismo de pala, o trole, 273 se muestra con mayor detalle en las Figuras 19 y 20. El trole 273 consta, en primer lugar, del bastidor rígido formado por las barras correderas 288 y 289, y por la barra transversal anterior o frontal 290 y la barra transversal posterior o trasera 291, rígidamente unidas a las barras correderas 288 y 289. Las ruedas anteriores 292 y 293, así como las ruedas posteriores 294 y 295, corren por el interior del carril 277, tal como se muestra en la Figura 21. Además, las ruedas de guía horizontales 296 y 297 presionan contra los raíles 277 desde el exterior de las ruedas posteriores 294 y 295, respectivamente. Esto garantiza la correcta alineación del trole 273 sobre la pista 277.

La disposición de las ruedas de guía 296 y 297 ofrece una ventaja adicional a la hora de considerar el uso del trole 273 para la extracción de las cenizas del pozo 35. Específicamente, las ruedas posteriores 294 y 295, que corren por la parte interior de los miembros de carril 277, y las ruedas de guía 296 y 297, que presionan contra el lateral de los miembros de carril 277, orientan en gran medida el mecanismo de pala 273 sobre el carril 277. Cuando el cable 288 permite a la pala 278 descender al interior del pozo 35, únicamente el extremo anterior del trole 273 entra verdaderamente en el agua 271. La parte trasera del trole 273, que incluye las ruedas 294 a 297, permanece en todo instante fuera del agua 271.

De esta forma, las ruedas, que deben estar en contacto íntimo y adecuado con el carril 277 para orientar ante todo el trole 273, permanecen fuera del agua, que podría causar que éstas se corroyeran o quedasen inutilizadas por los residuos presentes en el agua.

El hecho de mantener la parte trasera del trole 273 fuera del agua tiene ventajas adicionales por lo que respecta a controlar la configuración de la pala 278. La pala 278 incluye la brida rígidamente fijada 301, a la que se une de forma pivotante la barra 302 por la pieza de unión 303. El otro extremo de la barra 302 se encuentra unido a un pistón contenido dentro del cilindro 306. El pistón 306, a su vez, se une de forma pivotante a las bridas 307 y 308 dispuestas sobre la barra transversal posterior 291.

Cuando la presión dentro del cilindro 306 fuerza a su pisón a desplazarse hacia fuera, éste extiende o prolonga la barra 302 hacia la parte derecha de las Figuras 19 y 20. Esto, a su vez, hace que la brida 301 se desplace hacia abajo. Como consecuencia de ello, la pala 278 se mueve alrededor de sus acoplamientos rotativos 309 y 310, hacia las barras laterales 288 y 289. Esto provoca que la pala 278 se desplace desde la posición que se muestra en líneas continuas en las Figuras 18 y 19, hasta la posición que se muestra en líneas de trazos.

A la inversa, cuando la presión dentro del cilindro hace retraerse al pistón, la barra 302 se desplaza hacia la parte izquierda de las Figuras 19 y 20, y tira de la pieza de unión 303, conjuntamente con la brida 301, en esa misma dirección. Esto, a su vez, hace que la brida 301 y la pala 278 roten en el sentido horario (el sentido de giro de las agujas del reloj) desde la posición que se muestra en líneas de trazos en la Figura 19 hasta la que se muestra en líneas continuas. Esto hace desplazarse a la pala desde la configuración de liberación hasta la configuración de contención, en la que retendrá las cenizas. Este movimiento tiene lugar, por supuesto, con la pala 278 dentro del pozo 35, de tal manera que ésta puede recoger una porción de las cenizas 272.

Durante este último tipo de movimiento, o recogida, la pala 278 puede entrar en contacto con algún objeto sólido que se encuentre dentro del pozo 35. Esto se produce puesto que el sistema incinerador 30 acepta residuos en masa sin una clasificación previa. Un objeto habitual que puede abrirse camino hasta llegar al pozo 35 es un silenciador de tubo de escape u otro desecho sólido. De forma deseable, el cilindro 306 no deberá tratar de forzar adicionalmente el movimiento de la pala 278. De este modo, en esta configuración intermedia, la pala 278 permanecerá en contacto con el objeto sólido.

A medida que el trole 273 se desplaza entonces hacia arriba por el carril 277, éste arrastrará el objeto sólido con él. En su posición más superior, la pala 278 se moverá de nuevo hasta su posición de liberación y dejará caer el silenciador de tubo de escape u otro cuerpo sólido al interior del camión 37. El uso de controles neumáticos para el cilindro 306 le proporcionará este amortiguamiento o flexibilidad necesaria para permitirle retirar dichos objetos sólidos sin provocarse daños a sí mismo ni al carril 277.

Como ayuda adicional, los controles pueden reducir en la práctica la presión en el interior del cilindro 306 una vez que la pala 278 entra en contacto con el objeto sólido contenido en el pozo 35. Esto proporciona una garantía adicional de que el objeto sólido no dañará ningún componente del sistema de extracción de cenizas.

El fluido destinado a controlar el cilindro 306 pasa a través de las manguetas 315 y 316, que, a su vez, se enrollan alrededor del carrete 317. A medida que el trole 273 se desplaza hacia arriba y hacia abajo por el carril 277, el carrete 317 libera y vuelve a capturar las porciones intermedias 319 y 320 de las manguetas, a fin de mantenerlas fuera de la trayectoria del trole 273.

De nuevo, con el trole 273 en su posición más baja, en la que la pala 278 se introduce en el pozo 35, el cilindro 306 y el carrete 317 permanecen fuera del agua. Éstos evitan, de este modo, el efecto perjudicial del agua, de las cenizas y de los compuestos químicos contenidos en ambas. Además, el torno que actúa sobre el cable 284, según se observa en la Figura 18, permanecerá siempre fuera del agua.

La Figura 22 muestra el mecanismo de carril, designado generalmente con la referencia 325, pero con un mecanismo de tobogán o rampa de transporte ligeramente diferente para suministrar las cenizas al interior del camión 37. El carril 277 y el trole 273 siguen siendo prácticamente los mismos que antes.

Sin embargo, el carril 325 incluye la guía de tobogán rotativa 326, que adopta la configuración que se muestra en la Figura 22, con el trole 273 cerca de la parte superior del carril. A continuación, la pala 278 se mueve desde su configuración de contención hasta su configuración de liberación. Cuando esto ocurre y las cenizas caen desde la pala, la guía de tobogán 326 dirige las cenizas al camión 37. Una vez que las cenizas se han introducido en el camión 37, la guía de tobogán 326 rota en el sentido anti-horario (contrario al del giro de las agujas del reloj) que se muestra en la Figura 22, de tal manera que su hoja 327 forma una porción del canalón 328.

El mecanismo para controlar la guía rotativa de tobogán 326 se muestra más claramente en la Figura 24, la cual ilustra el lado del carril 325 opuesto al que se observa en la Figura 22. Como se aprecia en ella, el funcionamiento de la porción de carril rotativa 327 del canalón 326 se produce como consecuencia de la acción del cilindro 330. Cuando el cilindro 330 fuerza su pistón hacia fuera, éste último se acopla al brazo de palanca 331 rígidamente unido a la porción de carril rotativa 327. En este caso, el brazo de palanca 331 adoptará la posición que se muestra en líneas discontinuas, y la porción de carril 327 se acoplará con el resto del tobogán 328.

Cuando el pistón 330 se contrae, tira del brazo de palanca 331 hacia la derecha hasta la posición que se muestra en la Figura 23, lo que da lugar a que la porción de carril 327 gire en el sentido horario. Esto hará que los residuos de la pala 278 caigan a su través hasta el camión 37.

Un tipo alternativo de mecanismo de pala se muestra, en general, con la referencia numérica 337 en la Figura 24. Éste utiliza el mismo trole que en las Figuras 19 y 20. Así pues, incluye las mismas barras correderas 288 y 289, con las barras transversales 290 y 291. Se desplaza a lo largo del carril de la misma manera que se ha descrito previamente, utilizando las ruedas 292 a 297.

Este trole emplea, en lugar de la pala 278 que se muestra en las figuras previas, el cofre 338, el cual tiene los orificios 339 a fin de que el agua pase a su través. El cofre 338 tiene un acoplamiento a rotación a través de la pieza de unión 292 y de la brida 340, que controla su configuración. La brida 340, a su vez, está unida al brazo de palanca 341, el cual se fija a la barra habitual 302. A su vez, la barra 302 está unida a un pistón en el interior del cilindro hidráulico 339. El cilindro 339, a su vez, tiene un acoplamiento pivotante a la brida 340, que debe añadirse al trole 273, tal como se hace en las Figuras 19 y 20.

Con el fin de garantizar el movimiento adecuado de la barra 302 y del brazo de palanca 341, la barra 302 se acopla también, por su pieza de unión 303, al brazo de palanca 346. Éste último se acopla de forma pivotante a la brida 347, fijada por los tirantes 348 a la barra transversal 290. El brazo de palanca 346 garantiza de esta forma el correcto movimiento rotativo de la pieza de unión 303 y, de forma concomitante, el movimiento de paleo del cofre 338.

Durante su funcionamiento, la extensión de la barra 302 por medio del cilindro 344 provocará que el cofre 338 gire en el sentido horario, según se muestra en la Figura 24. En esta configuración, no albergará residuos. El trole 333 descenderá entonces al interior del agua con el cofre 338 desplazándose entre el carril 277 y el canalón 328.

Cuando el cofre 338 alcance el fondo del pozo 35, el cilindro 344 retraerá o replegará la barra 302. Bajo la acción de los brazos de palanca 341 y 346, esto provocará que el cofre gire en el sentido anti-horario, según se muestra en la Figura 24. En la práctica, esto induce al cofre, cuando se encuentra dentro del pozo, a desplazarse hacia delante para recoger las cenizas.

El trole 337 se desplaza entonces hacia arriba por el carril 277. A continuación, el cilindro hace extenderse la barra 302 y el cofre gira en el sentido horario, según se representa en la Figura 24, y deja caer su contenido.

La utilización del cofre 338 parecerá garantizada en las situaciones en las que se produzcan cenizas o residuos pesados, tales como grava que se somete a descontaminación en el sistema incinerador. Un cilindro hidráulico 344 más fuerte proporcionará al cofre 338 una fuerza adicional para excavar el contenido del pozo 35.

En comparación, la pala de cuchara en posición posterior, 278, que se muestra en las Figuras 19 y 20 se mostrará más deseable para los desechos municipales habituales. En este caso, la pala 278 puede tener que detener su movimiento en dirección hacia delante cuando tope con un objeto sólido como un silenciador de tubo de escape o una bicicleta. El cilindro neumático 306 tiene un amortiguamiento mayor con el fin de permitir que la pala 278 detenga su movimiento cuanto establezca el contacto, sin que por ello se destruya ni el cilindro 306 ni la pala 278. Por otra parte, la instalación de válvulas del cilindro 306 es capaz de reducir la presión en el caso de que la pala 278 entre en contacto con un objeto sólido de esa clase. Esto ayuda a evitar la destrucción de muchos de los componentes del trole 273 ó del carril 277.

El intercambio entre la pala 278 y el cofre 338 requiere tan sólo un esfuerzo mínimo. Naturalmente, con el fin de transportar éste último, el trole deberá incluir las ménsulas 345 y 347. De otro modo, el intercambio entre los dos mecanismos implicará sencillamente el intercambio de los cilindros 306 y 344, y de la pala 278 con el cofre 338. De manera adicional, el cofre 338 requiere los brazos de palanca 341 y 346, en tanto que la pala 278 no se sirve de ninguno de dichos brazos de palanca. Así pues, el sistema de extracción de cenizas puede emplear uno de ambos tipos de pala, dependiendo de los residuos que se introduzcan en el incinerador.

Claims (7)

1. Un sistema de quemado de humos o gases de combustión, destinado a mejorar la calidad medioambiental de un fluido gaseoso que emana de la salida (67, 68) de una fuente que contiene hidrocarburos combustibles, el cual comprende una unidad de requemado (41, 42, 123) provista de:

(1) una abertura de entrada (67, 68), acoplada a dicha salida (67, 68) y en comunicación de fluido con la misma;

(2) una abertura de salida (62, 63), para emisión de los productos gaseosos de la combustión de dicha unidad de requemado (41, 42, 123);

(3) medios de quemador (55, 56), acoplados a dicha unidad de requemado (41, 42, 123) y destinados quemar un combustible en el interior de dicha unidad de requemado;

(4) medios de oxigenación (127, 129, 130, 133, 134, 135), acoplados a dicha unidad de requemado y destinados a introducir un gas con contenido de oxígeno en dicha unidad de requemado; y

(5) medios de estrangulación o reducción de flujo (91, 92), acoplados a dicha abertura de salida y destinados a reducir selectivamente el área en sección transversal de dicha abertura de salida,

caracterizado por:

(A) medios detectores o sensores, acoplados a dicha unidad de requemado y destinados a determinar un estado existente dentro de dicha unidad de requemado; y

(B) medios de control de la reducción del flujo, acoplados a dichos medios detectores y a dichos medios de reducción de flujo, a fin de controlar, en respuesta al estado determinado por dichos medios detectores, la magnitud del área en sección transversal de dicha abertura de salida que se ha reducido por dichos medios de reducción del flujo.

2. El sistema de quemado de humos o gases de combustión, de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza adicionalmente por que:

(A) dicha unidad de requemado (41, 42, 123) incluye unas primera y segunda secciones de requemado independientes (41, 42);

(B) dicha salida tiene unas primera y segunda lumbreras de salida (67, 68), cada una de las cuales está destinada a permitir la emisión de los productos gaseosos de la combustión desde dicha cámara de combustión principal;

(C) dicha abertura de entrada (67, 68) tiene unas primera y segunda lumbreras de entrada, acopladas a dicha salida y en comunicación de fluido con la misma, de tal manera que dichas primera y segunda lumbreras de entrada desembocan, respectivamente, en dichas primera y segunda secciones de requemado;

(D) dicha abertura de salida incluye unas tercera y cuarta lumbreras (62, 63), respectivamente desde dichas primera y segunda secciones de requemado;

(E) dichos medios de quemador incluyen unas primera y segunda secciones de quemador (55, 56), acopladas a dichas primera y segunda secciones de requemado, respectivamente, a fin de quemar un combustible en dichas primera y segunda secciones de requemado, respectivamente; y

(F) dichos medios de oxigenación incluyen unas primera y segunda secciones de oxigenación (127, 129, 130, 133, 134, 135), acopladas, respectivamente, a dichas primera y segunda secciones de requemado, con el fin de introducir un gas con contenido en oxígeno en dichas primera y segunda secciones de requemado, respectivamente.

3. Un sistema de combustión que comprende un sistema de quemado de humos de combustión, de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el cual el sistema de combustión comprende una cámara de combustión principal (32) que tiene las características consistentes en:

(a) una entrada (231) para la introducción de residuos sólidos en masa; y

(b) una salida (67, 68), acoplada a dicha primera abertura de entrada de dicha unidad de requemado para la emisión de los productos gaseosos de la combustión, procedentes de dicha cámara principal.

4. Un método para quemar gases o humos de combustión que emanan de la salida de una fuente, el cual comprende:

(A) hacer pasar dichos gases de combustión desde dicha salida directamente al interior de una abertura de entrada (67, 68) de una unidad de requemado (41, 42, 123);

(B) quemar un combustible en dicha unidad de requemado;

(C) introducir una cierta cantidad de un gas con contenido de oxígeno en dicha unidad de requemado;

(D) hacer pasar los productos de combustión gaseosos al exterior de dicha unidad de requemado a través de una abertura de salida (62, 63); y

(E) reducir selectivamente el área en sección transversal de dicha abertura de salida;

caracterizado por:

(A) determinar un estado dentro de dicha unidad de requemado; y

(B) en respuesta al estado determinado dentro de dicha unidad de requemado, controlar la magnitud del área en sección transversal de dicha abertura de salida, que ha sido reducida por dichos medios de estrangulación o reducción del flujo.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado adicionalmente por:

(A) colocar residuos en masa a través de una primera entrada (231), en el interior de una cámara incineradora principal (32);

(B) quemar dichos residuos en masa para generar productos de combustión gaseosos; y

(C) hacer pasar los productos de combustión gaseosos fuera de dicha cámara de combustión principal, a través de dicha salida (67, 68) y directamente al interior de dicha abertura de entrada (67, 68) de dicha unidad de requemado.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, que se caracteriza adicionalmente por:

(A) el hecho de que dicha unidad de requemado comprende unas primera y segunda secciones (41, 42), y el paso de los productos de combustión gaseosos fuera de dicha cámara de combustión principal, a través de dicha salida, se realiza directamente al interior de (a) una segunda abertura de entrada (67) de dicha primera sección de requemado, y de (b) una tercera abertura de entrada (68) de dicha segunda sección de requemado;

(B) quemar un combustible en dichas primera y segunda secciones de requemado;

(C) introducir una cierta cantidad de un gas con contenido de oxígeno en dichas primera y segunda secciones de requemado; y

(D) hacer pasar los productos de combustión gaseosos al exterior de dichas primera y segunda secciones de requemado, a través de unas primera y segunda aberturas de salida (62, 63), respectivamente.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado adicionalmente por:

(A) hacer pasar los productos de combustión gaseosos fuera de dicha cámara de combustión principal, a través de dicha salida y directamente al interior de (a) una primera abertura de entrada (67) de una primera sección de requemado (41) de dicha unidad de requemado, y de (b) una segunda abertura de entrada (68) de una segunda sección de requemado (42) de dicha unidad de requemado;

(B) quemar dicho combustible en dichas primera y segunda secciones de requemado;

(C) introducir una cierta cantidad de dicho gas con contenido de oxígeno en dichas primera y segunda secciones de requemado; y

(D) hacer pasar los productos de combustión gaseosos fuera de dichas primera y segunda secciones de requemado, a través, respectivamente, de unas primera y segunda aberturas de salida (62, 63) de dicha unidad de requemado.