RS65407B1 - Emiter svetlosti - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na emiter svetlosti, sa gorionikom, duvaljkom i emiterskom pločom opremljenom kanalima za prolazak plamena koja služi kao emiterska površina, pri čemu je gorionik povezan sa dovodom gorivog gasa, pri čemu je duvaljka prilagođena za to da gorioniku dovodi vazduh za sagorevanje, pri čemu je gorionik prilagođen za to da izaziva ravanski sjaj emiterske ploče.

[0002] U komercijalnom i industrijskom sektoru često se koriste infracrveni emiteri za grejanje proizvodnih i magacinskih prostora. Oni proizvode infracrveno zračenje koje se koristi za proizvodnju toplote. Prednost infracrvenih emitera u odnosu na konvencionalne sisteme grejanja je što oni odaju svoju toplotu skoro bez gubitaka. Kao drugo, izbegnuta je pojava promaje vazduha, koja nastupa kod konvencionalnih sistema sa sagorevanjem.

[0003] Infracrveni emiteri se dele na emitere svetlosti i emitere zračenja. Dok se kod emitera zračenja toplota stvara sagorevanjem smeše gorivog gasa-vazduha u zatvorenoj cevi, pri čemu površina cevi koja se zagreva vrelim gasovima oslobađa toplotu pretežno u vidu zračenja, kod emitera svetlosti smeša gorivog gasa-vazduha sagoreva na površini jedne ili više keramičkih emiterskih ploča prilagođenih za te svrhe. Kao gorivi gas se koristi zemni gas ili tečni gas (propan gas ili biogas). Naziv emiter svetlosti zasniva se na vidljivom sagorevanju smeše gorivog gasa-vazduha na keramičkoj emiterskoj ploči, koja usled toga sija. Za ove svrhe keramička emiterska ploča ima međusobno paralelno raspoređene kanale za prolazak plamena sa udubljenjima napravljenim na emiterskoj strani, koja su često konusna. Pri sagorevanju formiranje plamena se vrši u suštini u udubljenjima, zahvaljujući čemu se ostvaruje ravnomerno zagrevanje bočnih zidova udubljenja i rebara formiranih između udubljenja. Keramička emiterska ploča pri tome može dostići temperature od 950°C i više. Otpadni gasovi od sagorevanja predaju se sobnom vazduhu. Takvi emiteri svetlosti opisani su, na primer, u EP 2014 980 A1.

[0004] Da bi se minimizirale štetne materije koje nastaju pri sagorevanju goriva, činjeni su stalni pokušaji da se ostvari optimalni stehiometrijski odnos između gorivog gasa i vazduha da bi se ostvarilo što je moguće potpunije sagorevanje kod koga je emisija štetnih materija minimizirana. Kod modernih emitera svetlosti već su ostvarene veoma dobre vrednosti otpadnih gasova, što se, između ostalog, realizuje podešavanjem gorivog gasa i/ili vazduha u gorioniku. U DE 10 2014 019 766 A1 je dalje opisan jedan emiter svetlosti, kod koga se pomoću senzora određuje kalorijska vrednost gorivog gasa i reguliše se dovod vazduha u zavisnosti od odnosa mešanja koji je optimalan za ovu svrhu. US2017/307212 A1 opisuje emiter svetlosti prema uvodnom delu prvog zahteva.

[0005] Moderni emiteri svetlosti su se dokazali u praksi i imaju relativno niske emisije štetnih materija, uz istovremeni visok stepen korisnog dejstva. Predmetni pronalazak je zasnovan na zadatku da se realizuje emiter svetlosti čije emisije štetnih materija su još više smanjene bar pri istom stepenu korisnog dejstva. Prema pronalasku ovaj zadatak je rešen karakteristikama prema karakterišućem delu patentnog zahteva 1. Pronalaskom je realizovan emiter svetlosti koji u poređenju sa stanjem tehnike ima bar isti stepen korisnog dejstva, a čije emisije štetnih materija su smanjene. Zahvaljujući tome što je dovod gorivog gasa prvenstveno povezan isključivo sa izvorom vodonika, u otpadnom gasu teorijski nisu sadržane nikakve štetne materije koje sadrže ugljenik, kao što su ugljenmonoksid, ugljendioksid ili ugljovodonici, pošto vodonik ne sadrži ugljenik.

[0006] Kod jednog usavršavanja pronalaska dovod vodonika i duvaljka su izvedeni i orijentisani tako da su strujanje vodonika i strujanje vazduha za sagorevanje međusobno postavljeni pod uglom, pri čemu je ugao prvenstveno manji ili jednak 90 stepeni i veći ili jednak 45 stepeni. Zahvaljujući ovome ostvareno je dobro mešanje vodonika i vazduha za sagorevanje.

[0007] Predviđen je jedan reflektor koji okružuje emitersku površinu emiterske ploče i ograničava komoru za otpadni gas, pri čemu je gorionik postavljen uzvodno od mešačke komore za vazduh za sagorevanje, koja je povezana sa izvorom vazduha za sagorevanje i komorom za otpadni gas. Dovođenjem otpadnog gasa vazduhu za sagorevanje se ostvaruje smanjenje kiseonika, čime je omogućeno snižavanje temperature plamena. Pored toga, smanjenje emisija azotnih oksida je ostvareno pomoću recirkulacije otpadnog gasa.

[0008] U sledećem izvođenju pronalaska komora za otpadni gas je povezana sa mešačkom komorom za vazduh za sagorevanje preko ejektora, pri čemu je pogonski medijum ejektora vazduh za sagorevanje koji se uvodi pomoću duvaljke i medijum koji se usisava u mešačku komoru za vazduh za sagorevanje je otpadni gas koji se nalazi u komori za otpadni gas. Zahvaljujući ovome se ostvaruje definisani odnos vazduha za sagorevanje i otpadnog gasa. Prvenstveno je predviđen jedan uređaj za podešavanje pomoću koga se može podešavati odnos zapreminskog protoka vazduha u odnosu na zapreminski protok usisanog otpadnog gasa ejektora.

[0009] Kod jednog usavršavanja pronalaska mešačka komora za vazduh za sagorevanje je postavljena unutar duvaljke. Zahvaljujući ovome ostvareno je dobro mešanje vazduha za sagorevanje i otpadnog gasa.

[0010] U jednom izvođenju pronalaska dovod vodonika je vođen ravanski preko razvodne ploče, koja je postavljena paralelno odmaknuto od emiterske ploče i ograničava mešačku komoru za gorivo. Zahvaljujući ovome ostvareno je ujednačeno, ravansko mešanje vodonikavazduha za sagorevanje, uz istovremeno sprečavanje vraćanja plamena nazad. Prvenstveno dovod gorivog gasa takođe može biti povezan sa izvorom smeše vodonika-vazduha za sagorevanje, pri čemu je koncentracija vodonika u dovedenoj smeši iznad gornje granice eksplozije, zbog toga što smeša vodonika-vazduha za sagorevanje nije zapaljiva. Na ovaj način neophodan je samo veoma mali sadržaj kiseonika u vazduhu za sagorevanje koji se uvodi u mešačku komoru.

[0011] U sledećem izvođenju pronalaska razvodna ploča je postavljena tako da bar delimično okružuje dovodni kanal, koji je povezan sa duvaljkom. Prvenstveno je dovodni kanal izveden tako da se ostvaruje ravansko prestrujavanje razvodne ploče sa vazduhom za sagorevanje. Zahvaljujući ovome ostvareno je ujednačeno mešanje sa vodonikom koji struji kroz razvodnu ploču.

[0012] Kod jednog usavršavanja pronalaska predviđen je optički senzor koji je prilagođen za detekciju najmanje jednog parametra plamena koji stvara gorionik. Prvenstveno je senzor UV senzor. Zahvaljujući ovome je ostvarena detekcija plamena za nevidljivi plamen vodonika.

[0013] U jednom izvođenju pronalaska optički senzor je prvenstveno orijentisan u odnosu na emitersku ploču tako da zaklapa tupi ugao sa njom. Zahvaljujući ovome ostvarena je pouzdana detekcija plamena.

[0014] U sledećem izvođenju pronalaska reflektor koji bar delimično okružuje emitersku ploču je opremljen prozorom, pri čemu je optički senzor izvan reflektora orijentisan ka emiterskoj ploči kroz prozor. Zahvaljujući ovome ostvarena je detekcija plamena u položaju senzora koji je zaštićen od toplote.

[0015] Kod jednog usavršavanja pronalaska optički senzor je povezan sa uređajem za podešavanje povezanim sa duvaljkom radi prekidanja i/ili podešavanja dovoda vazduha za sagorevanje. Prvenstveno je optički senzor povezan sa uređajem za podešavanje povezanim sa dovodom gorivog gasa radi prekidanja i/ili podešavanja dovoda vodonika. Zahvaljujući ovome je omogućen uticaj smeše vazduha za sagorevanje-vodonika ili takođe isključivanje dovoda vodonika u zavisnosti od stanja plamena.

[0016] U jednom izvođenju pronalaska uređaj za podešavanje je povezan sa upravljačkim i regulacionim modulom, koji je programiran da prilagođava svojstva plamena na osnovu memorisanih ciljnih parametara putem promene količina vodonika i/ili vazduha za sagorevanje.

[0017] Druga usavršavanja i izvođenja pronalaska su data u preostalim zavisnim zahtevima. Primeri izvođenja pronalaska su prikazani na nacrtu i biće opisani u nastavku. Na njemu prikazuje:

slika 1 šematski prikaz emitera svetlosti;

slika 2 šematski prikaz emitera svetlosti u drugom primeru izvođenja;

slika 3 šematski prikaz emitera svetlosti u trećem primeru izvođenja i

slika 4 šematski prikaz emitera svetlosti u četvrtom primeru izvođenja sa razvodnom pločom i emiterskom pločom.

[0018] Emiter svetlosti sa slike 1 koji je izabran kao primer izvođenja sadrži gorionik 1, koji je povezan sa dovodom 2 vodonika i duvaljkom 3. Predviđen je reflektor 4 koji okružuje gorionik 1.

[0019] Gorionik 1 sadrži mešačku komoru 11 za gorivo, koja je ograničena keramičkom emiterskom pločom 12. Keramička emiterska ploča 12 je na poznat način opremljena perforiranom strukturom koja se pruža preko cele površine i formirana je cilindričnim kanalima za prolazak plamena, koji su izvedeni tako da se konično proširuju na strani emiterske ploče 12 koja je usmerena prema spoljašnjosti. Nasuprot emiterske ploče 12, ortogonalno na nju, postavljen je dovod 2 vodonika, koji se uliva u mešačku komoru 11 za gorivo. Pod pravim uglom u odnosu na dovod 2 vodonika u mešačku komoru 11 za gorivo se uliva potisni vod 31, koji je povezan sa duvaljkom 3.

[0020] Duvaljka 3 je na svojoj usisnoj strani povezana sa ejektorom 32, čiji pogonski priključak je povezan sa dovodom 33 vazduha za sagorevanje i čiji usisni priključak je povezan sa dovodnim vodom 34 za otpadni gas, koji se sprovodi kroz reflektor. U dovodnom vodu 34 za otpadni gas postavljena je recirkulaciona blenda 35. Struja vazduha za sagorevanje koja se usisava kroz dovod 33 vazduha za sagorevanje pomoću duvaljke 3 ovde služi kao pogonski medijum, pomoću koga dolazi do usisavanja jednog dela rezervi 381 otpadnog gasa koji se nalazi unutar reflektora 4 kroz recirkulacionu blendu 35. Pomoću recirkulacione blende 35 može se podesiti udeo struje otpadnog gasa u struji vazduha za sagorevanje, zahvaljujući čemu je ponovo određen sadržaj kiseonika u struji smeše otpadnog gasa-vazduha za sagorevanje. Struja preostalog otpadnog gasa struji iz reflektora 4 u okolni vazduh. U duvaljku 3 je integrisana mešačka komora 39 za vazduh za sagorevanje.

[0021] Sa potisne strane u mešačku komoru 11 za gorivo se pomoću duvaljke 3 dovodi smeša otpadnog gasa -vazduha, koja se pali zajedno sa strujom vodonika koja se uvodi pomoću dovoda 2 vodonika, posle izlaska iz emiterske ploče 12, pomoću elektrode 13 za paljenje koja je postavljena na gorionik 1 sa spoljašnje strane ispred emiterske ploče 12, zahvaljujući čemu se sa spoljašnje strane na emiterskoj ploči 12 stvara plamen u vidu tepiha. Sagorevanje se u suštini odvija u konusno proširenim sekcijama kanala za prolazak plamena emiterske ploče 12, zahvaljujući čemu se njena spoljašnja površina zagreva tako da sija svetlo crveno. Temperatura plamena može se regulisati pomoću sadržaja kiseonika u struji smeše otpadnog gasa-vazduhа za sagorevanje, koji se može podesiti pomoću recirkulacione blende 35.

[0022] U primeru izvođenja sa slike 2 gorionik 1 je izveden odgovarajuće prethodnom primeru izvođenja i ponovo je okružen reflektorom 4. Nasuprot emiterske ploče 12 gorionika 1, ortogonalno na nju, ponovo je postavljen dovod 2 vodonika, koji se uliva u mešačku komoru 11 za gorivo. Pod pravim uglom u odnosu na dovod 2 vodonika u mešačku komoru za gorivo se uliva potisni vod 31, koji je povezan sa duvaljkom 3. Ono što odstupa od prethodno opisanog primera izvođenja je to što je duvaljka 3 sa usisne strane povezana sa dovodom vazduha za sagorevanje, pri čemu je u potisni vod 31 unutar reflektora 4 umetnut ejektor 36, pomoću koga je formiran usisni zazor 37 koji radijalno okružuje potisni vod 31. Sekcija potisnog voda 31 koja se nastavlja na ejektor 36 formira mešačku komoru 37 za vazduh za sagorevanje.

[0023] Pomoću struje vazduha za sagorevanje, koja se pomoću duvaljke 3 uvodi u potisni vod 31, preko usisnog zazora 37 se usisava struja 38 otpadnog gasa iz rezervi 381 otpadnog gasa formiranih unutar reflektora 4, koja se meša sa strujom vazduha za sagorevanje. Smeša otpadnog gasa-vazduha za sagorevanje koja izlazi iz mešačke komore 37 za vazduh za sagorevanje potisnog voda 31 se u mešačkoj komori 11 za gorivo meša sa strujom vodonika koja je dovedena pomoću dovoda 2 vodonika i ponovo se posle izlaska iz emiterske ploče 12 pali pomoću elektrode 13 za paljenje koja je postavljena na gorionik 1 sa spoljašnje strane ispred emiterske ploče 12.

[0024] U primeru izvođenja sa slike 3 u reflektor 4 je umetnut držač 41 senzora koji ima prozor 42. U držač senzora je umetnut UV senzor 43, koji je preko električnog voda 44 povezan sa jednim – neprikazanim - uređajem za podešavanje radi prekidanja dovoda vodonika. UV senzor 43 je u ovom primeru izvođenja orijentisan pod uglom od 45° u odnosu na emitersku ploču 12. Ukoliko se pomoću UV senzora 43 ne detektuje plamen, onda uređaj za podešavanje prekida dovođenje vodonika. Uređaj za podešavanje ili upravljački i regulacioni modul koji je sa njime povezan takođe mogu biti dodatno povezani sa elektrodom 13 za paljenje i mogu biti prilagođeni tako da u slučaju kada se ne detektuje plamen, prvo aktiviraju elektrodu 13 za paljenje, pa tek ukoliko plamen i dalje izostane, onda vrše prekidanje dovođenja vodonika.

[0025] U primeru izvođenja sa slike 4 predviđen je gorionik 5, koji je ponovo povezan sa duvaljkom 3. Gorionik 5 sadrži mešačku komoru 51 za gorivo, koja je ograničena keramičkom emiterskom pločom 52. Nasuprot emiterske ploče 52, ortogonalno na nju, postavljen je dovod 2 vodonika, koji se uliva u mešačku komoru 51 za gorivo. Između dovoda 2 vodonika i emiterske ploče 52, paralelno u odnosu na emitersku ploču 52, postavljena je razvodna ploča 53. Razvodna ploča 53 je ravanski opremljena perforiranom strukturom koju formiraju cilindrični prolazi. Dovod 2 vodonika je preko jedne sekcije 21 u vidu haube povezan sa razvodnom pločom 53, tako da se vrši ravansko prostrujavanje vodonikom razvodne ploče 53.

[0026] Između razvodne ploče 53 i emiterske ploče 52 predviđen je dovodni kanal 54 koji okružuje mešačku komoru 51 za gorivo, čije mlaznice 55 su orijentisane u imaginarnoj ravni koja je postavljena paralelno na razvodnu ploču 53. Dovodni kanal 54 je povezan sa duvaljkom 3, pomoću koje se snabdeva.

[0027] Odgovarajuće prvom primeru izvođenja, duvaljka 3 je na svojoj usisnoj strani povezana sa ejektorom 32, čiji pogonski priključak je povezan sa dovodom 33 vazduha za sagorevanje i čiji usisni priključak je povezan sa dovodnim vodom 34 za otpadni gas, koji se sprovodi kroz reflektor 4. U dovodnom vodu 34 za otpadni gas postavljena je recirkulaciona blenda 35. Struja vazduha za sagorevanje koja se usisava kroz dovod 33 vazduha za sagorevanje pomoću duvaljke 3 ovde ponovo služi kao pogonski medijum, pomoću koga dolazi do usisavanja jednog dela rezervi 381 otpadnog gasa, koji se nalazi unutar reflektora 4, kroz recirkulacionu blendu 35. Pomoću recirkulacione blende 35 se ovde takođe može podesiti udeo struje otpadnog gasa u struji vazduha za sagorevanje, zahvaljujući čemu je ponovo određen sadržaj kiseonika u struji smeše otpadnog gasa-vazduha za sagorevanje. Struja preostalog otpadnog gasa struji iz reflektora 4 u okolni vazduh. Takođe je i ovde mešačka komora 39 za vazduh za sagorevanje integrisana u duvaljku 3.

[0028] Sa potisne strane se u mešačku komoru 51 za gorivo pomoću duvaljke 3, preko dovodnog kanala 54, dovodi smeša otpadnog gasa -vazduha za sagorevanje, koja ravanski prestrujava razvodnu ploču 53 i meša se sa vodonikom koji prostrujava kroz razvodnu ploču 53, pre nego što se zapali pomoću elektrode 13 za paljenje koja je postavljena u mešačkoj komori 51 za gorivo. Kroz kanale emiterske ploče 52 prostrujava vreli gorivi otpadni gas i na taj način je dovodi do potrebne temperature.

[0029] Razvodna ploča 53 se hladi pomoću ravanskog strujanja smeše otpadni gas-vazduh za sagorevanje proizvedenog pomoću dovodnog kanala 54 preko razvodne ploče 53, zahvaljujući čemu je sprečeno vraćanje plamena kroz razvodnu ploču 53.

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Emiter svetlosti, sa gorionikom (1, 5), duvaljkom (3) i emiterskom pločom (12) opremljenoj kanalima za prolazak plamena koja služi kao emiterska površina, pri čemu je gorionik (1, 5) povezan sa dovodom gorivog gasa, pri čemu je duvaljka (3) prilagođena za to da gorioniku (1, 5) dovodi vazduh za sagorevanje, pri čemu je gorionik (1, 5) prilagođen za to da izaziva ravanski sjaj emiterske ploče (12, 52), pri čemu je dovod gorivog gasa povezan sa izvorom vodonika kao izvorom gorivog gasa, naznačen time, što je predviđen reflektor (4) koji okružuje emitersku površinu emiterske ploče (12, 52) i ograničava komoru za otpadni gas, pri čemu je gorionik (1, 5) postavljen uzvodno od mešačke komore (39) za vazduh za sagorevanje, koja je povezana sa izvorom vazduha za sagorevanje i komorom za otpadni gas radi dovođenja otpadnih gasova vazduhu za sagorevanje.

2. Emiter svetlosti prema zahtevu 1, naznačen time, što je dovod gorivog gasa izveden kao dovod (2) vodonika, a dovod (2) vodonika i duvaljka (3) su izvedeni i orijentisani tako da su strujanje vodonika i strujanje vazduha za sagorevanje međusobno postavljeni pod uglom, pri čemu je taj ugao prvenstveno manji ili jednak 90 stepeni i veći ili jednak 45 stepeni.

3. Emiter svetlosti prema zahtevu 1 ili 2 naznačen time, što je komora za otpadni gas povezana sa mešačkom komorom (39) za vazduh za sagorevanje preko ejektora (32, 36), pri čemu je pogonski medijum ejektora (32, 36) vazduh za sagorevanje koji se uvodi pomoću duvaljke (3) i što je medijum koji se usisava u mešačku komoru (39) za vazduh za sagorevanje otpadni gas koji se nalazi u komori za otpadni gas.

4. Emiter svetlosti prema zahtevu 3, naznačen time, što je predviđen uređaj (35) za podešavanje, pomoću koga se može podešavati odnos zapreminskog protoka vazduha za sagorevanje prema zapreminskom protoku usisanog otpadnog gasa ejektora (32, 36).

5. Emiter svetlosti prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je mešačka komora (39) za vazduh za sagorevanje postavljena unutar duvaljke (3).

6. Emiter svetlosti prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je dovod vodonika vođen ravanski preko razvodne ploče (53), koja je postavljena paralelno odmaknuto od emiterske ploče (52) i ograničava mešačku komoru (51) za gorivo.

7. Emiter svetlosti prema zahtevu 6, naznačen time, što je razvodna ploča (53) postavljena tako da bar delimično okružuje dovodni kanal (54), koji je povezan sa duvaljkom (3).

8. Emiter svetlosti prema zahtevu 7, naznačen time, što je dovodni kanal (54) izveden tako da se ostvaruje ravansko prestrujavanje razvodne ploče (53) sa vazduhom za sagorevanje.

9. Emiter svetlosti prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je predviđen optički senzor koji je prilagođen za detekciju najmanje jednog parametra plamena koji stvara gorionik (1).

10. Emiter svetlosti prema zahtevu 9, naznačen time, što je optički senzor UV senzor (43).

11. Emiter svetlosti prema zahtevu 10, naznačen time, što je optički senzor prvenstveno orijentisan u odnosu na emitersku ploču (12) tako da zaklapa tupi ugao sa njom.

12. Emiter svetlosti prema jednom od zahteva 9 do 11, naznačen time, što je reflektor (4) koji bar delimično okružuje emitersku ploču (12) opremljen prozorom (42), pri čemu je optički senzor izvan reflektora (4) orijentisan ka emiterskoj ploči (12) kroz prozor (42).

13. Emiter svetlosti prema jednom od zahteva 9 do 12, naznačen time, što je optički senzor povezan sa uređajem za podešavanje povezanim sa duvaljkom (3) radi prekidanja i/ili podešavanja dovoda vazduha za sagorevanje i/ili što je optički senzor povezan sa uređajem za podešavanje povezanim sa dovodom gorivog gasa radi prekidanja i/ili podešavanja dovoda vodonika.

1

14. Emiter svetlosti prema zahtevu 13, naznačen time, što je uređaj za podešavanje povezan sa upravljačkim i regulacionim modulom, koji je programiran da prilagođava svojstva plamena na osnovu memorisanih ciljnih parametara putem promene količina vodonika i/ili vazduha za sagorevanje.