RS65455B1 - Tamni radijator - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na tamni radijator, sa gorionikom, ventilatorom i zračnom cevi, pri čemu je gorionik priključen na dovod gorivnog gasa, ventilator je podešen tako da dovodi vazduh za sagorevanje u gorionik, pri čemu je gorionik podešen da emituje plamen u zračnu cev.

[0002] U komercijalnom i industrijskom sektoru, za zagrevanje proizvodnih i skladišnih objekata se često koriste tamni radijatori. Tamni radijatori kao elemente za zračenje pokazuju jednu ili više cevi za zračenje, kojima je dodeljen najmanje jedan gorionik. Sagorevanjem smeše gorivnog gasa i vazduha unutar gorionika stvara se plamen koji pomoću ventilatora može da se rasporedi po celoj dužini zračne cevi. Zračne cevi su ravnomerno prohodno u nastavku gorionika sa njim povezane linearno ili u obliku slova U i treba da zrače toplotu koju stvara plamen ravnomerno po celoj dužini cevi. Zračna cev se ravnomerno zagreva plamenom i generiše toplotno zračenje koje se emituje na područje koje se zagreva. Da bi se povećala efikasnost, često se pritom koriste reflektori. Otpadni gasovi koji nastaju sagorevanjem uklanjaju se iz zračne cevi pomoću ventilatora, na primer ispuštaju se u spoljašnji vazduh preko izduvnih cevi

[0003] Kao gorivni gas služi prirodni gas ili tečni gas (gas propan ili biogas), koji se meša sa vazduhom za sagorevanje u komori za mešanje u unapred određenom odnosu, nakon čega se uvodi u komoru za sagorevanje kroz ploču gorionika obezbeđenu sa kanalima za prolaz i pali. Ploča gorionika, koja je najčešće izrađena kao keramička ploča, služi kao odvod plamena i istovremeno ima zadatak da zadrži plamen. Alternativno, rešetke ili žičane mreže kroz koje se provodi smeša goriva i vazduha mogu se koristiti kao odvod povratnog udara i držač plamena. Takav tamni radijator je opisan, na primer, u EP 2014 980 A1 i EP 2708 814 A1.

[0004] Gorionici već poznatih tamnih radijatora postaju sve složeniji. Ovo nije najmanje važno u svetlu kontinuiranog nastojanja da se postigne optimalan stehiometrijski odnos između gorivnog gasa i vazduha kako bi se postiglo najpotpunije moguće sagorevanje u cilju maksimalnog smanjenja emisije zagađivača.

[0005] Generički tamni radijator je poznat iz DE 1064 671 B.

[0006] U ovom trenutku predmetni pronalazak stupa na scenu. U osnovi pronalaska je cilj da se obezbedi tamni radijator koji je jednostavno konstruisan i čija je cena proizvodnje povoljna. Prema pronalasku, ovaj cilj se postiže svojstvima karakterističnog dela patentnog zahteva 1.

[0007] Pronalazak obezbeđuje tamni radijator koji je jednostavno konstruisan i čija je cena proizvodnje povoljna. Pošto je dovod gorivnog gasa povezan sa izvorom vodonika kao izvorom gorivnog gasa i ima gasnu mlaznicu, pri čemu je uređaj za paljenje postavljen na odstojanju od gasne mlaznice bez prisustva držača plamena, postignuta je jednostavna konstrukcija sa smanjenim brojem komponenti. Iznenađujuće, pokazalo se da korišćenjem vodonika kao gorivnog gasa, prethodno mešanje sa vazduhom za sagorevanje nije neophodno. Pošto se struja vodonika koja izlazi iz mlaznice pod pritiskom pali usled svoje reaktivnosti nakon kontakta sa vazduhom za sagorevanje ispred mlaznice, kada se postigne potreban odnos mešanja, formira se stabilan plamen na dovoljnoj udaljenosti od mlaznice, koji sam sebe održava, pri čemu ne postoji opasnost od povratnog udara plamena u mlaznicu. Držač plamena koji se koristi u stanju tehnike, koji istovremeno ima i funkciju zaštite od povratnog udara, nije neophodan. Ovo takođe rezultira smanjenom emisijom zagađujućih materija. Pošto vodonik ne sadrži ugljenik, otpadni gas teoretski ne sadrži zagađivače koji sadrže ugljenik kao što su ugljen monoksid, ugljen dioksid ili ugljovodonici.

[0008] U daljem razvoju pronalaska, ventilator je raspoređen tako da se zračna cev najmanje u pravcu plamena iza gasne mlaznice preplavljuje vazduhom za sagorevanje. Ovo obezbeđuje da se prostor ispred mlaznice adekvatno snabdeva vazduhom za sagorevanje, čiji protok podržava mešanje sa vodonikom koji izlazi iz mlaznice. Poželjno, ventilator je postavljen tako da se gasna mlaznica obliva vazduhom za sagorevanje.

[0009] U primeru izvođenja prema pronalasku, ventilator je povezan na usisnoj strani sa izduvnom cevi koja je povezana sa zračnom cevi. Ovim je omogućeno vraćanje jednog dela otpadnih gasova sagorevanja u vazduh za sagorevanje, što omogućava podešavanje temperature plamena čime se sprečava emisija azotnih oksida.

[0010] U daljem primeru izvođenja prema pronalasku, ventilator je na usisnoj strani povezan sa ejektorom, čiji je usisni priključak povezan sa izduvnom cevi, pri čemu ventilator usisava vazduh za sagorevanje koji služi kao pogonski medijum, tako da se smeša otpadnog gasa i vazduha za sagorevanje dovodi do gorionika pomoću ventilatora. Ovim se postiže definisan protok otpadnih gasova koji se dovodi u tok vazduha za sagorevanje, pri čemu sledi mešanje pomoću ventilatora.

[0011] U daljem razvoju pronalaska, ejektor ili izduvna cev su opremljeni uređajem za podešavanje preko koga može da se podešava odnos u kome se mešaju tok otpadnih gasova i tok vazduha za sagorevanje. Ovim je omogućeno kontinuirano podešavanje temperature plamena.

[0012] U primeru izvođenja prema pronalasku, raspoređen je optički senzor koji je podešen da detektuje najmanje jedan parametar plamena. Optički senzor je poželjno UV senzor. Iznenađujuće, pokazalo se da se svojstva nevidljivog plamena sagorevanja vodonika mogu pouzdano odrediti pomoću optičkih senzora, pri čemu se uz pomoć UV senzora mogu detektovati i drugi parametri osim temperature plamena. Optički senzor je pogodno poravnat sa osnovom plamena.

[0013] U sledećem primeru izvođenja prema pronalasku, UV senzor je podešen za UV rezonantnu apsorpcionu spektroskopiju. Ovo omogućava detekciju NOX sadržaja u plamenu i otpadnim gasovima gorenja koji ga okružuju. Senzor je poželjno povezan preko regulacionog modula sa uređajem za podešavanje u cilju podešavanja odnosa u kome se mešaju tok otpadnih gasova i tok vazduha za sagorevanje. Ovim je omogućena regulacija temperature plamena tako što se ovaj odnos mešanja podešava na prethodnu zadatu vrednost NOX.

[0014] U daljem razvoju pronalaska, optički senzor je povezan sa uređajem za podešavanje koji je u cilju prekida i/ili podešavanja dovoda vodonika povezan sa dovodom gorivnog gasa. Ovim je sprečen gubitak vodonika prilikom gašenja plamena.

[0015] U primeru izvođenja prema pronalasku, uređaj za podešavanje je povezan sa kontrolno-regulacionim modulom koji je podešen da reguliše karakteristike plamena na osnovu sačuvanih zadatih parametara, putem promene količine vodonika i/ili vazduha za sagorevanje. Na primer, optički senzor izveden kao UV senzor podešen za UV rezonantnu apsorpcionu spektroskopiju može da se poveže preko kontrolno-regulacionog modula sa uređajem za podešavanje, u cilju podešavanja odnosa u kome se mešaju tok otpadnih gasova i tok vazduha za sagorevanje, čime je omogućena regulacija temperature plamena tako što se ovaj odnos mešanja podešava na prethodnu zadatu vrednost NOX.

[0016] Drugi razvoji i primeri izvođenja prema pronalasku su navedeni u ostalim podzahtevima. Primeri izvođenja pronalaska su prikazani na crtežima i biće detaljno opisani u nastavku teksta. Prikazuju:

Slika 1 šematski prikaz tamnog radijatora;

Slika 2 šematski prikaz tamnog radijatora u još jednom primeru izvođenja

i

Slika 3 šematski prikaz tamnog radijatora u trećem primeru izvođenja.

[0017] Tamni radijator prema slici 1, izabran kao primer izvođenja, sadrži gorionik 1, koji je povezan sa ventilatorom 3 i na koji je priključena zračna cev 4. Zračna cev 4 je na slici 1 samo naznačena; zračna cev 4 može da se proteže nekoliko metara u dužinu i da bude formirana od nekoliko elemenata zračne cevi. U primeru izvođenja, zračna cev 4 je izrađena kao cev od nerđajućeg čelika koja ima visoku otpornost na toplotu. Alternativno, mogu da se koriste i specijalni čelici sa termički nanesenim slojem aluminijum oksida. U primeru izvođenja, zračna cev 4 je okružena reflektorom koji nije prikazan, i koji je u primeru izvođenja izrađen od površinski strukturiranog aluminijumskog lima i koji sa obe strane ima pregradne ploče kako bi se smanjili konvektivni gubici.

[0018] Gorionik 1 uključuje gasnu mlaznicu 21 koja je povezana sa dovodom 2 vodonika. Elektroda 11 za paljenje je rapoređena u gorioniku 1 na odstojanju od gasne mlaznice 21. Na strani gorionika 1 koja je okrenuta od elektrode 11 za paljenje, postavljen je ventilator 3, tako da obliva gasnu mlaznicu 21 vazduhom za sagorevanje. U tom cilju je ventilator na usisnoj strani povezan sa dovodom 31 vazduha za sagorevanje.

[0019] Tok vodonika koji izlazi pod pritiskom iz gasne mlaznice 21 u gorionik 1 meša se sa tokom vazduha za sagorevanje koji obliva gasnu mlaznicu 21 i, kada se postigne potreban odnos mešanja, pali se pomoću elektrode 11 za paljenje postavljene na odstojanju od gasne mlaznice 21, pri čemu se u T rastojanju od gasne mlaznice 21 formira plamen 6, koji se po dužini mlazne cevi 4 proteže u nju. U nezapaljivoj oblasti 22 toka vodonika, koja nema dovoljan odnos mešanja sa vazduhom za sagorevanje, ne dolazi do stvaranja plamena.

[0020] U primeru izvođenja prema slici 2, ventilator 3 je povezan na svojoj usisnoj strani sa ejektorom 32, čiji je pogonski priključak povezan sa dovodom 31 vazduha za sagorevanje i čiji je usisni priključak povezan sa dovodom 33 otpadnih gasova. Dovod otpadnih gasova se napaja preko izduvne cevi (nije prikazano) koja je na izduvnoj strani povezana sa zračnom cevi 4. Vazduh za sagorevanje koji usisava ventilator 3 ovde služi kao pogonski medijum pomoću kog se ostvaruje usisavanje otpadnog gasa. Gasna mlaznica 21 se pod pritiskom napaja smešom otpadnih gasova i vazduha za sagorevanje pomoću ventilatora 3, koja obliva gasnu mlaznicu 21. Smeša otpadnih gasova i vazduha za sagorevanje ima smanjen sadržaj kiseonika, što rezultira plamenom sa smanjenom temperaturom. Zbog visoke reaktivnosti vodonika, čak i nizak sadržaj kiseonika u smeši otpadnih gasova i vazduha za sagorevanje je dovoljan za paljenje, pri čemu se stvara plamen 6 koji se pruža kroz zračnu cev 4.

[0021] U primeru izvođenja prema slici 3, u kućište 12 gorionika 1 je umetnut držač senzora 13, koji ima prozor 14. U držač senzora 13 je umetnut UV senzor 5 i povezan preko električnog voda 51 sa uređajem za podešavanje (nije prikazan) za prekid dovoda 2 vodonika.

U primeru izvođenja, UV senzor 5 je usmeren centralno prema bazi 61 plamena 6. Ako UV senzor 5 ne detektuje plamen 6, uređaj za podešavanje prekida dovod vodonika. Uređaj za podešavanje ili sa njim povezan kontrolno-regulacioni modul može dodatno da se priključi na elektrodu 11 za paljenje i podesi tako da se u slučaju da plamen nije detektovan, prvo aktivira elektroda 13 za paljenje i tek nakon toga, ako plamena i dalje nema, sledi prekid dovoda vodonika.

[0021] Ako je, u skladu sa primerom izvođenja prema slici 2, ventilator 3 povezan na usisnoj strani sa ejektorom preko koga se odvija mešanje toka otpadnog gasa sa tokom vazduha za sagorevanje, ejektor, ili dovod otpadnog gasa kojim se on napaja sa usisne strane, može da bude obezbeđen sa uređajem za podešavanje preko koga je moguće podešavanje odnosa u kome se mešaju tok otpadnog gasa i tok vazduha za sagorevanje. Ako je UV senzor podešen za UV rezonantnu apsorpcionu spektroskopiju, moguća je regulacija temperature plamena na osnovu NOX sadržaja detektovanog pomoću UV senzora. U tom cilju, senzor je svrsishodno povezan sa regulacionim modulom, čija je zadata veličina unapred definisana zadata NOX vrednost, pri čemu stvarnu NOX vrednost isporučuje UV senzor. Na osnovu razlike između zadate i stvarne vrednosti, odnos prilikom mešanja toka otpadnih gasova i toka vazduha za sagorevanje može da se podesi preko kontrole uređaja za podešavanje, što izaziva promenu temperature plamena 6, koja dovodi do promene stvarne vrednosti NOX.

Claims (12)

Patentni zahtevi

1. Tamni radijator, sa gorionikom (1), dovodom (2) gorivnog gasa, izvorom gorivnog gasa, uređajem (11) za paljenje, ventilatorom (3) i zračnom cevi (4), pri čemu je izvor gorivnog gasa izvor vodonika, dovod (2) gorivnog gasa je povezan sa izvorom gorivnog gasa i gorionik (1) je povezan sa dovodom gorivnog gasa, pri čemu je ventilator (3) podešen da dovodi vazduh za sagorevanje u gorionik (1), pri čemu je gorionik (1) podešen da dovodi plamen (6) u zračnu cev (4), naznačen time što dovod (2) gorivnog gasa ima gasnu mlaznicu (21), a uređaj (11) za paljenje je raspoređen na odstojanju od gasne mlaznice (21) bez prisustva držača plamena.

2. Tamni radijator prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je ventilator (3) raspoređen tako da se zračna cev (4) najmanje u pravcu plamena iza gasne mlaznice (21) preplavljuje vazduhom za sagorevanje.

3. Tamni radijator prema patentnom zahtevu 2, naznačen time što je ventilator (3) tako raspoređen da se gasna mlaznica (21) obliva vazduhom za sagorevanje.

4. Tamni radijator prema jednom od prethodno navedenih patentnih zahteva, naznačen time što je ventilator (3) sa usisne strane povezan sa izduvnom cevi koja je povezana sa zračnom cevi (4).

5. Tamni radijator prema patentnom zahtevu 4, naznačen time što je ventilator (3) sa usisne strane povezan sa ejektorom (32), čiji je usisni priključak povezan sa izduvnom cevi, pri čemu vazduh za sagorevanje usisan od strane ventilatora (3) služi kao pogonski medijum, tako da se u gorionik (1) pomoću ventilatora (3) dovodi smeša otpadnog gasa i vazduha za sagorevanje.

6. Tamni radijator prema patentnom zahtevu 4 ili 5, naznačen time što je ejektor (32) ili izduvna cev obezbeđena sa uređajem za podešavanje preko koga je moguće podešavanje odnosa u kome se mešaju tok otpadnog gas i tok vazduha za sagorevanje.

7. Tamni radijator prema jednom od prethodno navedenih patentnih zahteva, naznačen time što je raspoređen optički senzor, koji je podešen za detekciju najmanje jednog parametra plamena 6.

8. Tamni radijator prema patentnom zahtevu 7, naznačen time što je optički senzor UV senzor (5).

9. Tamni radijator prema patentnom zahtevu 7 ili 8, naznačen time što je optički senzor poravnat sa osnovom (61) plamena (6).

10. Tamni radijator prema jednom od patentnih zahteva 7 do 9, naznačen time što je UV senzor (5) podešen za UV rezonantnu apsorpcionu spektroskopiju.

11. Tamni radijator prema jednom od patentnih zahteva 7 do 10, naznačen time što je optički senzor povezan sa uređajem za podešavanje koji je povezan sa dovodom gorivnog gasa, za prekid i/ili podešavanje dovoda (2) vodonika.

12. Tamni radijator prema patentnom zahtevu 11, naznačen time što je uređaj za podešavanje povezan sa kontrolno-regulacionim modulom koji je podešen za regulaciju karakteristika plamena (6) na osnovu sačuvanih zadatih parametara, putem promene količine vodonika i/ili vazduha za sagorevanje.