RS66433B1 - Generator vrelog gasa za zagrevanje gasa kao i postrojenje za izradu asfalta sa takvim generatorom vrelog gasa - Google Patents

Description

OPIS PRONALASKA

Pronalazak se odnosi na generator (uređaj za proizvodnju) vrelog gasa za zagrevanje gasa kao i na postrojenje za proizvodnju asfalta sa takvim generatorom vrelog gasa.

Ova patentna prijava zahteva prioritet nemačke patentne prijave DE 102016 223 200.2.

Za proizvodnju asfalta je potreban materijal, naročito kameni materijal i/ili matrijal od starog asfalta, dakle reciklirani materijal starog asfalta, kao i materijal za zagrevanje i za sušenje. Postrojenja za proizvodnju asfalta su poznata iz sledećih patentnih dokumenata: DE 102015 217 845 A1, DE 3026 516 A1 i DE 69105 535 T2. Za dovođenje toplote u jedan sušač može da služi uređaj za proizvodnju odnosno generator vrelog gasa, u kome se pomoću toplotnog izvora proizvodi vreli gas i dovodi se u sušač. Generatori vrelog gasa su poznati iz patentnih dokumenata FR 2188 804 A5, EP 0044 063 A1, CH 192424 A i iz američkog patenta US 3, 846, 066 A. Izvor toplote za takav generator vrelog gasa je poznat iz patentnog dokumenta DE 37 40 858 A1 i iz američkog patenta US 3,846,066 A. Sa generatorom vrelog gasa pripremljeni vreli gas ima povećani sadržaj štetnih materija, naročito u obliku jedinjenja ugljovodonika. Pored toga, dodatno se radi o povećanom udelu finih čestica u vrelom gasu. U osnovi pronalaska leži zadatak, da se obezbeđivanje toplote pomoću vrelog gasa za jednu jedinicu za sušenje pomoću generatora vrelog gasa poboljša na takav način, da se znato smanje zgađenja odnosno primese u vrelom gasu, naročito udeo ugljovodoničnih komponenti i/ili finih čestica.

Zadatak se rešava pomoću karakteristika patentnog zahteva 1 i 5. Suština pronalaska se sastoji u tome, da generator vrelog gasa radi sa postupkom u kome se koristi strujanje suprotnog smera odnosno radi u protivstrujnom procesu. U tu svrhu, smer širenja toplote je orijentisan suprotno od smera strujanja gasa. Suproto orijentisano zači, da su pravac toplotnog širenja i pravac strujanja gasa orijentisani antiparalelno. Jedna suprotna orijentacija u smislu pronalaska se takođe dobija tako, kada su pravac strujanja gasa i pravac širenja toplote usmereni pod nagibnim uglom jedan prema drugom, koji iznosi naročito najviše 20º, naročito najviše 15º, naročito maksimalno 10º i naročito maksimalno 5º. Ugao nagiba može, na primer, da bude rezultat toga, što je jedan od pravaca orijentisan u pravcu paralelnom prema podužnoj osi cilindričnog kućišta generatora vrelog gasa, a drugi smer je raspoređen u drugom pravcu odnosno pod uglom u odnosu na podužnu osu. Takođe je moguće, da se oba pravca pružaju nasuprot podužne ose posrojenja pod nekim uglom jedan prema drugome. Pomoću toga, da generator vrelog gasa radi u sistemu suprotnog strujanja odnosno protivstrujnom režimu, moguće je sagorevanje komponenata ugljovodonika naročito efikasno, dakle potpuno sagorevanje bez ostataka. Udeo štetnih supstanci u vrelom gasu, koji napušta generator vrelog gasa, je smanjen. Naročito se smanjuje udeo ugljen-monoksida (CO) i/ili ugljen-dioksida (CO2) i naročito je redukovan ukupan sadržaj ugljenika Cukupno. Pored toga, dodatno je predviđena jedinica za menjanje pravca strujanja odnosno skretanje strujanja, koja omogućava skretanje protoka gasa u kućištu generatora vrelog gasa. Jedinica za skretanje strujanja je postavljena unutar generatora vrelog gasa. Jedinica za skretanje strujanja služi za skretanje struje-toka gasa od otvora za uvođenje gasa do otvora za odvođenje gasa unutar kućišta generatora vrelog gasa. Pomoću jedinice za menjanje pravca strujanja odnosno za skretanja strujanja sprečava se, da protok gasa teče duž zamišljene linije direkno od otvora za uvođenje gasa do otvora za odvođenje gasa. Pomoću jedinice za skretanje strujanja je isključujen direkni linearni pravac strujanja od otvora za uvođenje gasa do otvora za odvođenje gasa. Jedinica za skretanje strujanja izaziva jedno nelinearno strujanje gasa unutar kućišta i naročito nezavisno od konstrukcije odnosno od rasporeda otvora za uvođenje gasa i otvora za odvođenje gasa. Sa jedinicom za skretanje strujanja može se izvršiti određeno odnosno specifično preusmeravanje toka gasa. Otvor za uvođenje gasa i/ili otvor za odvođenje gasa postavljeni su naročito na spoljašnjem zidu omotača kućišta generatora vrelog gasa, pri čemu je kućište izvedeno u cilindričnom obliku. Ova svaka ponaosob površinska normala otvor za uvođenje gasa i/ili otvor za odvođenje gasa je orijentisana vertikalno, naročito radijalno prema podužnoj osi kućišta. Jedinica za skretanje strujanja nije izvedena samo zbog toga, da struju gasa u nastavku posle ulaženja kroz otvor za uvođenja gasa u kućište se menja od jednog u suštini radijalnog pravca strujanja u suštinski aksijalno orijentisani pravac strujanja gasa. Utvrđeno je da ona utiče, da se kao rezultat povoljnog skretanja struje gasa u nastavku toka znatno poboljšava efikasnost procesa sagorevanja ugljovodoničnih jedinjenja tokom sprovođenja gasa. Jedinica za skretanje strujanja omogućava opstrujavanje protoka oko plamena gorionika, koji se kao izvor toplote može priključiti na generator vrelog gasa. Dovedeni gas u generator vrelog gasa prestavlja naročito otpadni gas odnosno izrađeni gas iz jedinice za sušenje. Generator vrelog gasa i jedinica za sušenje su preko cevovoda za sprovođenja gasa spojeni jedan sa drugim i čine jedan zatvoreni sistem kruženje vazduha odnosno gasa.

Jedan izolacioni sloj, koji je postavljen na unutrašnju stranu kućišta, obezbeđuje pouzdanu toplotnu izolaciju.

Kanal za strujanje gasa odnosno protočni kanal jedinice za skretanje strujanja, koji je duž podužne ose izveden u kružnom obliku, omogućava naročito povoljno skretanje odnosno menjanje pravca strujanja gasa. Jedan takav kanal za strujanje se označava kao tvorac spiralnog obrtanja odnosno vrtložni generator. Tvorac spiralnog obrtanja omogućava u odnosu na podužnu osu jedno strujanje gasa u obliku spiralne linije. Strujanje gasa u obliku spiralne linije se vodi oko otvorenog plamen gorionika toplotnog izvora. Ovim je izbegnuto jedno direkno dovođenje vrelog gasa u plamen gorionika. Izbegava se hlađenje plamena gorionika. Ugljovodonici se prevode u gasovito stanje, što dovodi do efikasnijeg sagorevanje ugljeničnih nečistoća u otpadnom odnosno izrađenom gasu. Na strujanje gasa neposredno utiče jedinica za skretanje strujanja, naročito unutar kućišta generator vrelog gasa. Strujanje gasa sledi jedan prinudni pravac strujanja gasa, koji odstupa od ove direkne veze odnosno direkne strujne linije između otvora za uvođenje gasa i otvora za odvođenje gasa. Kružni oblik kanala za strujanje služi za glavni tok dovedenog gasa.

Element za skretanje strujanja sa najmanje jednim elementom za skretanje protoka omogućava povoljno grananje najmanje jednog delimičnog toka sprovedenog gasa. Preusmereni delinmični toka gasa služi za ciljano hlađenje komore za sagorevanje generatora vrelog gasa.

Komora za sagorevanje, koja se duž pravca toplotnog širenja sužava odnosno ide u konus, omogućava efikasno odvođenje vrelog gasa koji se stvara u generatoru vrelog gasa. Komora za sagorevanje omogućava s jedne strane da se otvoreni plamen gorionika širi po celoj komori za sagorevanje. Ovaj naročito konusno izvedeni oblik u pravcu širenja toplote odnosno sužavanje komore za sagorevanje omogućava ciljanu koncentraciju struje vrelog gasa prema otvoru za odvođenje gasa.

Sa postavkom jedne jedinice za skretanje strujanja u skladu sa patentnim zahtevom 2 predviđeno je poboljšano strujanje gasa unutar generatora vrelog gasa. Naročito je obezbeđeno, da se preko otvora za uvođenje gasa dovodi gas direkno u jedinicu za skretanje strujanja. Na taj način je garantovano obezbeđeno jedno efikasno, bez štetnih efekata preusmeravanje struje gasa. Rizik, da se sprovedeni gas slučajno i naročito bez kontrole ubaci direkno u plamen gorionika toplotnog izvora je na ovaj način isključen. Jedan povoljan susedni raspored jedinice za skretanje strujanja je naročito izveden pomoću toga, da je jedinica za skretanje strujanja postavljena duž podužne ose u suštini u području otvora za uvođenje gasa. Otvor za upuštanje odnosno dovođenje gasa je naročito postavljen na spoljnom omotaču cilindričnog kućišta generatora vrelog gasa. Naročito su jedinica za skretanje strujanja i otvor za dovođenje gasa postavljeni duž jednog radijalnog pravca u odnosu na podužnu osu, pri čemu su bar delimično poravnati i naročito u potpunosti poravnati.

Element za zaštitno oblaganje izveden u skladu sa patentnim zahtevom 3 sprečava nekontrolisano odnosno nenamerno ispadanje plamena gorionika i/ili isticanje vrelog gasa kroz otvor za odvođenje gasa. Naročito se zaštitni element pruža duž podužne ose spolja izvan poprečnog preseka otvora za odvođenje gasa.

Konstrukcija odnosno izvođenje elementa za zaštitu u skladu sa patentnim zahtevom 4 omogućava jednostavnu zaštitu otvora za odvođenje gasa.

Postrojenje za proizvodnju asfalta u skladu sa patentnim zahtevom 5 sa jednim generatorom vrelog gasa izvednim prema pronalasku u suštini ima svoje prednosti, na koje će se posle toga ovde posebno uputiti. Pomoću toga, da su jedinica za sušenje i generator vrelog gasa povezani jedan sa drugim preko cevovoda za cirkulaciju vazduha-gasa i time grade jedan zatvoreni sistem sa kružnim tokom, poboljšana je efikasnost postrojenja i umanjena je emisija štetnih supstanci u okolinu.

Izvedba jedinice za sušenje kao protivstrujnog bubnja odnosno bubnja sa suprotnim strujanjem u skladu sa patentnim zahtevom 6 omogućava dodatno povećanje efikasnosti za proces sušenja materijala. Stari asfaltni materijal u bubnju sa suprotnim strujanjem može se indirekno lagano zagrevati do 160º i više uz uštedu toplote. Postupak ima sveukupno pozitivan ukupni energetski bilans. Vrednost emisije leži u oblasti manjoj od 100 mg/Nm<3>, naročito manjoj od 70 mg/Nm<3>i naročito manjoj od 50 mg/Nm<3>.

Zbog smanjene kontaminacije nečistoćama cirkulacionog vazduha u sistemu sa kružnim tokom vazduha, prečišćavajući sistem, a naročito ventilatora duž sistema sa kružnim tokom vazduha, nisu potrebni. Moguće je, u oblasti izlaza iz bubnja, dakle u oblasti izlaza materijala, da se predvid dodavanje aditiva. Materijal ima vreme da reaguje. Pomoću toga može se umanjiti penetracija bitumena, tako da su moguće kvote odnosno udeo do 90% i više starog asfaltnog materijala.

Ciljno odvođenje osušenog materijala preko otvora za izlaz materijala u skladu sa patentnim zahtevom 7 omogućava ciljani nadzor i kontrolu obrade materijala.

Temperaturni senzor u oblasti izlaza materijala prema patentnom zahtevu 8 omogućava kontrolu temperature materijala.

Jedinica za regulaciju u skladu sa patentnim zahtevom 9 omogućava kontrolisan rada postrojenja, naročito sušača materijala i to tako, da se održava ciljna odnosno zahtevana temperatura materijala. Ukoliko je stvarna temperatura materijala promenljiva odnosno odstupa od predhodno zadatog tolerantnog područja ciljne temperature materijala, može se odgovarajuće menjati, na primer, temperatura vrelog gasa i/ili količina marerijala, koji struji u jedinici za sušenje.

Cevovod za protok vrelog gasa u skladu sa patentni zahtevom 10 služi za transport vrelog gasa koji se stvara u generatoru vrelog gasa do jednog potrošača, naročito do jedinice za sušenje. Najmanje jedan element za sprovođenja strujanja obezbeđuje prednost, naročito strujanje vrelog gasa u obliku spirale odnosno vrtložni tok duž cevovoda za vreli gas. Distribucija toplote vrelog gasa je poboljšana pri strujanju duž cevovoda vrelog gasa, pri čemu je naročito raspored temperature homogen. Transport toplote je poboljšana od generatora vrelog gasa do jedinice za sušenje duž cevovoda za protok vrelog gasa. Gubitak toplote je smanjen duž cevovoda za protok vrelog gasa. Ova struja vrelog gasa koja stiže do potrošača omogućava znatno bolje sušenje i/ili zagrevanje.

Izvedba elementa za vođenje strujanja u skladu sa patentnim zahtevom 11 je konstrukciono izvedena sa malim troškovima i mehanički je robusna. Element za vođenje strujanja je naročito izveden kao zavareni vodeći lim koji se spiralno proteže oko uzdužne ose cevovoda najmanje u delovima duž unutrašnje površine cevovoda za vrući gas.

Dalje su povoljne realizacije, dodatne karakteristike i detalji pronalaska dati u narednom opisu jednog izvedenog primera uz pomoć srteža. Oni prikazuju:

Slika 1 šematski prikaz postrojenja za proizvodnju asfalta sa jednim generatorom vrelog gasa izvedenim u skladu sa pronalskom,

Slika 2 izgled sa strane generatora vrelog gasa u skladu sa slike 1,

Slika 3 delimično transparentni pogled odozgo na generator vrelog gasa izveden prema slici 2

Slika 4 izgled uvećanog detalja IV sa slike 2, i

Slika 5 uvećani detaljni prikaz jednog segmenta cevovoda za strujanje vrelog gasa za povezivanje generatora vrelog gasa sa jedinicom za sušenje.

Postrojenje 1 prikazano na slici 1 služi za zagrevanje materijala za proizvodnju asfalta. Ovaj zgrevani materijal pomoću postrojenja 1 je naročito stari asfalt takozvani materijal za reciklažu.

Postrojenje 1 sadrži toplotni izvor 2 izveden kao gorionik, koji je priključen na generator 3 vrelog gasa. Iz generatoru 3 vrelog gasa zagrejani gas se dovodi preko voda 4 za vreli gasa do jedinice 5 za sušenje. Vod 4 za vreli gasa je priključen na prvi čeoni zid 10 jedinice 5 za sušenje, kako je prikazano levo na slici 1. Na prvom čeonom zidu 10 jedinica 5 za sušenje ima jedan integrisani žljeb za izlivanje, da bi se materijal iz jedinice 5 za sušenje mogao da ispusti na poboljšani način. Vod 4 za vreli gas je izveden kao cevovod.

Jedinica 5 za sušenje je izvedena kao bubanj za sušenje, koji se može okretati oko jedne ose 6 obrtanja. U tu svrhu se koristi obrtni pogon i obrtno uležištenje 8. Osa 6 obrtanja je pogodno postavljena pod nagibom u odnosu na podlogu, koja je naročito orijentisana horizontalno. Ugao nagiba ose obrtanja u odnosu na horizontalu podloge iznosi naročito manje od 10º, naročito manje od 8º i naročito manje od 5º. Bubanj za sušenje jedinice 5 za sušenje ima na unutrašnjoj strani više elemenat u obliku lopatica, da bi se materijal u jedinici 5 za sušenje prevrtao, mešao i naročito transportovao odnosno prenosio duž ose 6 obrtanja u pravcu čeonog zida 10. Preko ulaznog otvora na drugoj čeonoj strani 15 se materijal za sušenje dovodi u jedinicu 5 za sušenje. Kretanje materijala u jedinici 5 za sušenje je usmereno od druge čeone strane 15 prema prvom čeonom zidu 10, dakle u skladu sa slikom 1 usmerava se od desne strane prema levoj strani duž strelice 28.

Na čeonom zidu 10 je postavljen izlaz 12 za materijal jedinice 5 za sušenje. Izlaz 12 za isticanje materijala je izveden u suštini u obliku levka i služi za prijem materijala iz žljeba za izlivanje. Izlaz 12 za materijala je postavljen unutar žljeba za ulivanje. Matrijal može iz žljeba usled sile teže da automatski samostalno teče u izlaz 12 za materijala.

U području izlaza 12 za materijal postavljen je senzor 53 za temperaturu u obliku jedne IR -sonde. Senzor 53 za temperaturu je u signalnoj vezi sa jedinicom 54 za regulaciju. Jedinica 54 za regulaciju služi za upravljanje odnosno za konrolisanje rada postrojenja 1, pri čemu se posebno detektuje stvarna temperatura materijala na izlazu 12 za materijal, koja je detektovana senzorom 53 za temperaturu i služi kao ulazna veličinu za kontrolu. Pomoću jedinice 54 za regulaciju može se naročito uticati odnosno vršiti upliv na temperaturu vrelog gasa, koji je proizveden od strane generatora 3 vrelog gasa i/ili uticati na kretanje materijala u jedinici 5 za sušenje, dakle ona ima upliv na transportovanu količinu materijala u jedinici vremena.

Na donjoj strani izlaza 12 za isticanje materijala postavljen je drugi žljeb 13 za isticanje sa elementom 11 za skretanje i dva kanala 14 za predaju materijala. Svaki od kanala 14 za predaju služe za napajanje jednog pufer silosa 9. Pomoću elementa 11 za skretanje mogu se kanali 14 za predaj puniti promenljivo odnosno naizmenično sa materijalom. Mogu takođe da budu predviđena više od dva kanala 14 za predaju materijala. Takođe je moguće, da se predvidi samo jedan kanala 14 za predaju materijala. U ovom slučaju element 11 za skretanje može biti izostavljen.

Takođe je moguće, da se preko kanala 14 za predaju direkno transportuje materijal u mešalicu, dakle bez uključivanja srednjeg pufer silosa 9. U skladu sa prikazanim izvedenim primerom, određeni materijal iz pufer silosa 9 dospeva u mešalicu za dalju preradu, koji na osnovu bolje preglednosti nije prikazan na slici 1.

Na drugom čeonom zidu 15 suprotno postavljenom od prvog čeonog zida 15 spojena je jedinica 5 za sušenje sa jednom usisnom haubom 16. Usisna hauba 16 ima u suštini cilindrično kućište 21, pri čemu je podužna osa 17 kućišta orijentisana normalno na osu 6 obrtanja jedinice 5 za sušenje. Podužna osa 17 kućišta usisne haube je u suštini orijentisana vertikalno. U jednom donjem području usisne haube 16 nalazi se sabirna posuda 18 za fine čestice. U donjem delu, koji je okrenut od kućišta usisne haube 16, sabirna posuda 8 je izvedena konusno, da bi se poboljšao efekat sakupljanja i naročito predaja odnosno oslobađanje finih čestica iz sabirne posude 18.

Na donjoj strani sabirne posude 18, koja je okrenut od kućišta 21 usisne haube, postavljen je uređaj za transpor sa jednim transportnim pužem 19 (pužni mehanizam). Uređaj za transpor služi za odnošenje odnosno transportovanje prikupljenog materijala u sabirnoj posudi 18. Uređaj za transpor sadrži dalje transportnu traku 20, koja se preko transportnog puža 19 puni materijalom iz sabirne posude 18. Transportna traka 20 zajedno sa materijalom iz izlaza 12 za materijala uliva materijal u drugi žljeb 13. Uređaj za transport može da ima puž sa koritom kao alternativu ili dodatak transportnoj traci 20. U suštini je neophodno, da se pomoću uređaja za transport transportuje materijal iz sabirne posude 18 do izlaza 12 za materijal. Pravac transportovanja transportnim uređajem je u suštini orijentisan horizontalno.

Kućište 21 usisne haube 16 ima ulazni otvoru 22 za strujanje mase okrenutu prema čeonoj stranu 15. Preko otvora 22 za strujanje mase može gas koji sadrži čestice da struji iz jedinice 5 za sušenje u kućište 21 duž strujnog pravca označenog strelicom 7. Ulazni otvor 22 za strujanje je postavljen na spoljašnjem zidu cilindričnog kućišta 21. Ulazni otvor 22 za strujanje mase je u suštini orijentisan normalno na osu 6 obrtanja jedinice 5 za sušenje. Ulazni otvor 22 za strujanje mase je u suštini orijentisan vertikalno.

Kućište 21 usisne haube 16 ima jedan izlazni otvor 23 za vazduh koji cirkuliše, na koji je priključen povratni vod 29 za vazduh koji cirkuliše, da bi se vazduh koji cirkuliše vodio iz usisne haube 16 nazad u generator 3 vrelog vazduha. Duž povratnog voda 29 za vazduh koji cirkuliše postavljena je ventilator 30. Usisna hauba 16 ima za izrađeni vazduh ispusni strujni otvor 24, na koji je priključen povratni vod 25 za izrađeni vazduh, koji je spojen sa filterskim uređajem 26, koji je čisto šematski prikazanim na slici 1 i služi za prečišćavanje izrađenog vazduha.

Duž podužne ose 17 kućišta usisne haube postavljeni su izlazni otvor 23 za vazduh koji cirkuliše i ispusni otvor 24 za izrađeni vazduh, koji su postavljen iznad ulaznog otvora 22 za strujanje. Ulazni otvor 22 za strujanje spaja izlazni otvor 23 za vazduh koji cirkuliše i ispusni otvor 24 za izrađeni vazduh preko kanala za protok, koji je izveden pomoću kućišta 21 usisne haube 16. Kućište 21 ima unutrašnji prečnik DA, koji definiše strujnu površinu poprečnog preseka kanala za protok.

Materijal, naročito materijal od starog asfalta, se dodaje pomoću uređaja 50 za doziranje na dovodnu transportnu traku 51 i izručuje se na elevator 52. Preko elevatora 52 sledi dovođenje materijala preko ulaznog otvora za ulivanje, koji nije bliže prikazan, u područje drugog čeonog zida 15 na jedinicu 5 za sušenje.

U narednom opisu biće bliže objašnjeno funkcionisanje postrojenja 1. Preko ulaznog otvora za ulivanje materijala dovodi se materijal u jedinicu 5 za sušenje. U jedinici 5 za sušenje se materijal zagreva pomoću dovedenog vrelog vazduha preko prvog čeonog zida 10 i materijal se pri tome prevrće odnosno meša pomoću obrtanja obrtnog bubnja oko ose 6 obrtanja. Jedinica 5 za sušenje radi u postupku sa suprotnim strujanjem vrelog gasa odnosno u protivstrujnom režimu, to znači, da dovedena toplota, dakle vreli gas, struji duž strujnog pravca 7 suprotno pravcu 28 kojim se kreće materijal od prvog čeonog zida 10 do drugog čeonog zida 15. Osušeni materijal se ispušta do izlaznog otvor 12 za materijal.

Ohlađeni gas koji sadrži čestice materijala iz jedinice 5 za sušenje dospeva preko otvor 22 za strujanje u usisnu haubu 16. Površina poprečnog preseka strujne usisne haube 16 je izabran u dovoljno velikoj veličini, koja omogućava da brzina strujanja kojom struji gas, kod izvedenog primera koji je prikazan, ne bude manja od 2 m/s. Zbog smanjene brzine strujanja, a posebno zbog činjenice da uzlazni gas teče od ulaznog otvora 22 za strujanje do najmanje jednog od dva izlazna otvora 23 i/ili 24, čestice u gasu se automatski odvajaju od struje gasa usled gravitacije i prikupljaju se u sabirnu posudu 18. Čestice sakupljene u sabirnoj posudi 18 se prenose do otvora 12 za izlaz materijala preko transportnog puža 19 i transportne trake 20. Vazduh koji se emituje iz usisne haube 16, koji se ili ispušta kao izrađenim vazduh u sistem filtera 26 gde se prečišćava ili se kao recirkulisani vazduh dovodi u generator 3 vrelog gasa. Spojni cevovod nije dodatno kontaminiran. Brzina protoka izrađenog vazduha odnosno recikliranog vazduha koji struje kroz cevovod je približno 20 m/s.

Element za vođenje strujanja, koji nije prikazan, u usisnoj haubi 16 obezbeđuje dodatno poboljšano odvajanje čestica. Zbog elementa za vođenje strujanja, tok izrađenog gasa iz jedinice 5 za sušenje ne može nesmetano da teče kroz ulazni otvor 22 za strujanje u usisnu haubu 16. Izrađeni gas koji struji u suštini horizontalno mora da teče oko elementa za vođenje strujanja i na taj način se ubrzava nizvodno, barem u nekim delovima, ka sabirnoj posudi 18. Zbog ubrzanja nizvodno, protok izrađenih gasova u ovoj oblasti može biti do oko 6 m/s. Protok izrađenih gasova tada menja pravac ka izlaznim otvorima 23, 24. Zbog relativno jakog ubrzanja u oblasti elementa za vođenje strujanja, naročito teške čestice se odvajaju od struje odnosno toka materijala. Protok izrađenih gasova tada raste sa smanjenom brzinom strujanja od oko 2 m/s do izlaznih strujnih otvora 23, 24.

Generator 3 vrelog gasa je detaljnije objašnjen u nastavku uz pomoć slike 2 i slike 3. Generator 3 vrelog gasa ima kućište 55 koje je u suštini cilindrično u odnosu na uzdužnu osu 33. Kućište 55 se sastoji od spoljašnjeg kućišta 34 i unutrašnjeg kućišta 39, koje obuhvata jednu šupljinu 56, koja je delimično ili potpuno ispunjena izolacionim slojem 57 sastavljenim od izolacionog materijala.

Debljina izolacionog sloja 57 je, na primer, ukupno 250 mm. Debljina može biti veća ili manja od 250 mm.

Izolacioni sloj 57 je posebno izveden iz više slojeva. Prema jednom povoljnom izvođenju, izolacioni sloj 57 ima tri sloja. Prvi sloj okrenut prema unutrašnjem kućištu 39 leži naročito na unutrašnjem kućištu 39 najmanje u delovima, a naročito preko cele njegove površine. Prvi sloj ima početnu debljinu od 50 mm. Prvi sloj je napravljen od kalcijum-silikatnih vlakana. Materijal prvog sloja je naročito pogodan za primenu na visokim temperaturama. Posebno, materijal prvog sloja može da se sastoji od keramičkih vlakana. Konkretno, gustina materijala prvog sloja je veća od 100 kg/m<3>.

Prvi sloj je okružen drugim i trećim slojem, koji su okrenuti prema spoljašnjem kućištu 34. Prema prikazanoj varijanti, drugi sloj i treći sloj su napravljeni od identičnog materijala i imaju identičnu debljinu od 100 mm svaki. Na taj način se dobija ukupna debljina izolacionog sloja 57 od 250 mm. Prema prikazanom primeru, materijal drugog i trećeg sloja je kamena vuna gustine 100 kg/m<3>.

Spoljno kućište 34 ima ulazni otvor 35 za cirkulišući vazduh, kroz koji se dovodi recirklirani vazduh iz usisne haube 16 i povratnog voda za recirkulaciju vazduha. Otvor 35 za cirkulišući vazduha je postavljen na donjoj strani spoljašnjeg kućišta 34. Dovedeni cirkulišući vazduh struji kroz generator 3 vrelog gasa prema slici 3, koji u suštini cirkuliše s leva na desno i napušta generator 3 vrelog gasa 3 preko otvora 36 za ispuštanje gasa, na koji je priključena cev 4 za vreli gasa za povezivanje sa jedinicom 5 za sušenje. Iz ilustrativnih razloga, cev 4 za

1

vreli gasa nije prikazan na slikama 3 i 4. Ulazni otvor za cirkulišući vazduh se takođe naziva ulazni otvor 35 za strujanje gasa.

Izvor toplote, koji nije prikazan, može da se poveže sa spoljnim kućištem 34 generatora 3 vrelog gasa preko prednjeg čeonog poklopca 37 prikazanog levo na slici 3. Poklopac za zaštitu od toplote 38 je postavljen na prednjem čeonom poklopcu 37 i postavljen je pod nagibnim uglom n u odnosu na podužnu osu 33. Ugao nagiba je oko 3°. Kosi položaj toplotnog zaštitnog poklopca 38 obezbeđuje da plamen gorionika izvora 2 toplote bude postavljen pod uglom u odnosu na izlazni otvor 36 vrelog gasa. Ovo sprečava da se plamen gorionika uvuče direktno u cev 4 za vrući gas . Pomoću toga je smanjen rizik od pojave nezgoda.

Generator 3 vrelog gasa dalje sadrži unutrašnje kućište 39, koje je prikazano isprekidanim linijama na slici 4. Šupljina 56 je ograničena unutrašnjim kućištem 39 i spoljašnjim kućištem 34. Unutrašnje kućište 39 ima unutrašnji prečnik DHkoji je manji od unutrašnjeg prečnika DAusisne haube 16. Cirkulacioni vazduh ulazi u unutrašnje kućište 39 preko otvora 35 za dovod gasa. Cirkulacioni vazduh može da struji sa prvim delimičnim tokom unutar komora 44 za sagorevanje izvedene u obliku tupog konusa. Drugi delimični tok cirkulišućeg vazduha struji oko komore 44 za sagorevanje spolja. Prvi delimični tok, raspoređen unutar komore 44 za sagorevanje, direktno je izložen plamenu gorionika. Drugi delimični tok citkulišućeg vazduha, koji struji oko komore 44 za sagorevanje omogućava hlađenje komore 44 za sagorevanje. Snabdevanje toplotom duž pravca 40 širenja toplote, odnosno plamena gorionika, je u suštini suprotno od strujanja vazduha koji se zagreva duž pravca 41 strujanja gasa u generatoru 3 vrelog gasa. Generator 3 vrelog gasa radi u protivstrujnom režimu.

Gorionik 2 se može pomerati u odnosu na generator 3 vrelog gasa duž pravca kretanja. U tu svrhu su na donjoj strani gorionika 2 predviđeni valjci, pomoću kojih gorionik 2 može da se kotrlja po odgovarajućim odnosno korespodentnim šinama. Kretanje gorionika 2 duž smera kretanja vrši se pomoću aktuatora koji je prema prikazanom primeru izveden kao pneumatski cilindar. Aktuator je podešljivi element sa linearnim dejstvom i izaziva trenutno pomeranje duž pravca kretanja, bilo prema generatoru 3 vrelog gasa ili dalje od generatora 3 vrelog gasa Pogon može biti, na primer, i linearni motor na električni pogon. Umesto pneumatskog cilindra može se koristiti i hidraulični cilindar.

Zbog svojstva pokretljivosti gorionika 2 moguće je, da se gorionik 2 ukloni iz generatora 3 vrelog gasa duž pravca 68 kretanja nakon paljenja generatora 3 vrelog gasa. U maksimalnom rasporedu za moguće pomeranje, gorionik 2 je postavljen na udaljenosti od najmanje 0,3 m, naročito najmanje 0,5 m, a naročito najmanje 1 m od generatora 3 vrelog gasa, naročito prema prednjem čeonom poklopcu 37. Otvor 42 za dovod toplote na prednjem čeonom poklopcu 37 može se zatvoriti pomoću poklopca 38 za zaštitu od toplote. Poklopac 38 za toplotnu zaštitu se u suštini okreće oko horizontalne okretne ose 43. Okretno kretanje ravnog poklopca 38 za toplotnu zaštitu se odvija u vertikalnoj ravni. Površinska normala vertikalne ravni je odgovarajuće nagnuta pod uglom n nagiba u odnosu na podužnu osu 33 postrojenja. Pošto se poklopac 38 za toplotnu zaštitu može okretati u vertikalnoj ravni, otvor 42 za dovod toplote može se zatvoriti jednostavno brže i lakše. Konkretno, relativno kratak put gorionika 2 duž pravca 68 kretanja je dovoljan da bi se zatvorio poklopac 38 za zaštitu od toplote. Smanjuje se potrebno minimalno rastojanje gorionika 2 od prednjeg čeonog poklopca 37 generatora 3 vrelog gasa.

Pošto se gorionik 2 može ukloniti iz generatora 3 vrelog gasa nakon završetka procesa gorenja, rizik od oštećenja gorionika 2 je znatno smanjen. Generator 3 vrelog gasa zrači od sebe visoke temperature preko svog spoljašnjeg kućišta 34, a posebno preko prednjeg čeonog poklopca 37. Komponente na gorioniku, naročito elektronske komponente kao što su nadzor plamena i motor ventilatora, ali i električni kablovi, naročito kablovi za paljenje, mogu biti oštećeni kao rezultat zračenja. Pošto se gorionik 2 može postaviti na povećanom rastojanju od generatora vrelog gasa, smanjeno je toplotno oštećenje elektronskih komponenti.

Prema prikazanom izvedenom primeru -varijanti, kao gorivo za gorionik 2 služi gas i/ili mrki ugalj. Moguće su i druga gorive sirovine, kao što je, na primer, nafta.

Uređaj za zaštitu gorionika služi da zaštiti gorionik 2 od pregrevanja. Zaštitni uređaj gorionika se sastoji od gorionika 2, koji se može povezati sa generatorom 3 vrelog gasa, pneumatskog cilindra i poklopca 38 za zaštitu od toplote.

Jedinica 45 za skretanje strujanja je detaljnije objašnjena u nastavku sa pozivanjem na sliku 4. Gas 43, koji se dovodi do generatora 3 vrelog gasa kroz ulazni otvor 35 za strujanje gas, podeljen je na glavni tok 47 i razgranati delimični tok 48 pomoću najmanje jednog elementa 46 za skretanje strujanja. Element 46 za skretanje strujanja je postavljen u obliku limene pregrade na spoljašnjem delu komore 44 za sagorevanje izvedene u obliku konusa. Ovaj delimični tok 48 se ne zagreva direktno i struji spolja oko komore 44 za sagorevanje. Delimični tok 48 izaziva sa spoljne strane hlađenje komore 44 za sagorevanje. Delimični tok 48 je skrenut strujom 43 gasa koji se dovodi u radijalnom pravcu u odnosu na podužnu osu 33 tako, da teče u suštini paralelno sa podužnom osom 33 duž unutrašnje strane unutrašnjeg kućišta 39. Skretanje delimičnog toka 48 se odvija pomoću konusnog segmenta 65 elementa 46 za skretanje strujanja.

Element 46 za skretanje strujanja je postavljen ekscentrično u odnosu na središnju liniju 63 otvora 35 za dovod gasa. Središnja linija 63 je orijentisana upravno, a naročito radijalno na uzdužnu osu 33.

Element 46 za skretanje strujanja u skladu sa slike 4 je u ravni uzdužnog preseka izveden u suštini L-oblika. Element 46 za skretanje strujanja ima prstenasti pojas 64 koja je orijentisana naročito upravno na uzdužnu osu 33. Prstenasti pojas 64 pruža se barem delimično duž obodnog pravca oko uzdužne ose 33. Konusni deo 65 prstenastog pojasa je postavljen na unutrašnjoj ivici prstenastog pojasa 64 i integralno je formiran na prstenastom pojasu 64. Konusni deo 65 je okrenut ka komori 44 za sagorevanje. U ravni uzdužnog preseka prema slici 4, prstenasti pojas 64 i konusni deo 65 zaklapaju konusni ugao a. Prema prikazanoj varijanti na slici 4, ugao a konusa je 100°. Povoljno je ako ugao a konusa iznosi između 90° i 180°, naročito između 95° i 150°, naročito između 100° i 135°.

Počevši od otvora 42 za dovod toplote zaštitni element 58 se proteže u unutrašnjost generatora 3 vrelog gasa, koji u početku ima konusni tok koji se širi koncentrično u pravcu 40 širenja toplote (pravac strelice 40). Produžni element 59 koji je cilindričan u odnosu na pravac širenja toplote 40 postavljen je na element 58 za zaštitu. Prečnik produžnog elementa 59 približno odgovara prečniku proširenog konusnog dela zaštitnog elementa 58. Zaštitni element 58 sa elementom za proširenje 59 štrči duž uzdužne ose 33 na otvoru 36 za ispuštanje gasa.

Glavni tok 47 teče duž radijalnog pravca, dakle poprečno i naročito normalno na podužnu osu 33 u unutrašnje kućište 39 generatora 3 vrelog gasa. Glavni tok 47 se dovodi u kružni kanal 49 za strjanje od jedinice 45 za skretanje strujanja. Kružni protočni kanal 49 omogućava glavnom toku 47 da teče kroz ulazni otvor, čija je površinska normala jedna kružna linija u obodnom pravcu oko uzdužne ose 33. Glavni tok 47 je vođen u delovima duž ove kružne linije u kružnom kanalu 49 za strujanje. Strujni kanal 49 se prostire, na primer, preko ugla rotacije od 90° oko uzdužne ose 33 duž kružne linije. Protočni kanal 49 ima izlazni otvor čija je normala na površinu otvora orijentisana u suštini paralelno sa uzdužnom osom 33. Kada protiče kroz protočni kanal 49, glavni tok 47 stvara prvu komponentu protoka koja je orijentisana u obodnom pravcu oko uzdužne ose 33 i drugu komponentu protoka koja je orijentisana u aksijalnom pravcu prema uzdužnoj osi 33. Superpozicija ove dve komponente protoka rezultira jednim pravcem strujanja u obliku spiralne linije. Po celom obimu oko uzdužne ose 33, protočni kanal 49 ima nekoliko, naročito četiri, ulaznih i odgovarajućih izlaznih otvora. Duž obodnog kruga, poprečni presek protočnog kanala 49 je u suštini pravougaonog oblika. Poprečni presek protočnog kanala 49 može imati i drugačiju konturu.

1

Protočni kanal 49 ima kružnu konturu u ravni koja je normalna na uzdužnu osu 33. Glavni tok 47 se pretvara u strujanje sa spiralnim oblikom toka oko uzdužne ose 33 pomoću protočnog kanala 49, koji se takođe naziva i vrtložni generator. Glavni tok 47 gasa se dovodi u komoru 44 za sagorevanje i širi se konusno duž pravca 41 strujanja gasa proširene komore 44 za sagorevanje duž njenog unutrašnjeg zida. Pomoću toga sprečava se, da gas koji se zagreva ne dođe u direktan kontakt sa plamenom gorionika.

Pozicioniranjem elementa 46 za skretanje strujanja unutar kućišta 55, naročito u odnosu na otvor 35 za dovod gasa, direktno će se uticati na podelu dovedenog toka 43 gasa na glavni tok 47 i delimični tok 48. Posebno je pogodno ako je element 46 za skretanje strujanja postavljen u kućištu 55 na način da mu je pozicija promenljiva. Posebno je pogodno ako je element 46 za skretanje strujanja izveden poziciono pomerljiv u kućištu u odnosu na podužnu osu 33.

Gas koji se dovodi u generator 3 vrelog gasa na tipičan način ima temperaturu od oko 100 °C. Toplota koju daje plamen gorionika neprekidno zagreva gas duž pravca 41 strujanja gasa. Vrući gas napušta generator vrelog gasa na temperaturi većoj od 500 °C preko izlaznog otvora 36 za gas.

Deo cevovoda 4 za vrući gas i njegova struktura su detaljnije opisani u nastavku sa pozivanjem na sliku 5. Sa prirubnicom 60, cevovod 4 za vrući gas se može preko prirubnice spojiti sa mlaznicom 61 generatora 3 vrelog gasa, koji nije prikazan na slici 5. Nekoliko elemenata 62 za vođenje protoka zavareno je na unutrašnju stranu cevovoda 4 za vrući gas. Svaki od elemenata 62 za vođenje protoka je dizajniran kao limena pregrada u obliku spiralne konture pod rotacionim uglom od približno 90° oko uzdužne ose cevovoda 4 za vrući gas. Limene pregrade blago vire u poprečni presek cevi. Kao rezultat dejstva elemenata 62 za vođenje protoka, usmereni tok 66 gasa orijentisan duž uzdužne ose cevovoda za vrući gas 4 se pretvara u spiralni tok odnosno spiralno strujanje gasa. To znači da je izlaz toplog gasa iz cevi 4 za vrući gas u obliku vrtloga. Ovo poboljšava distribuciju toplote u cevovodu 4 vrelog gasa, a posebno u jedinici 5 za sušenje.

Tok 66 gasa, koji u suštini izlazi linearno iz generatora 3 toplog gasa kroz mlaznicu 61, pretvara se pomoću elemenata 62 za vođenje protoka u cevovodu 4 za vrući gas u spiralni tok 67 gasa duž cevovoda 4 za vrući gas.

Claims (11)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Generator (3) vrelog gasa za zagrevanje gasa koji sadrži u odnosu na uzdužnu osu (33) cilindrično kućište (55) sa

a. jednim otvorom (42) za dovod toplote, na koji se može povezati izvor (2) toplote izveden kao gorionik za dovod toplote duž pravca (40) širenja toplote,

b. otvor (35) za dovod gasa kojim se dovodi gasa, pri čemu je površinska normala otvora (35) za dovod gasa orijentisana normalno na uzdužnu osu (33),

c. otvor (36) za ispuštanje gasa za odvođenje zagrejanog gasa,

d. pravac (7) strujanja gasa orijentisan od otvora (35) za dovod gasa do otvora (36) za ispuštanje gasa, koji je orijentisan suprotno od smera (40) širenja toplote,

e. jedinica (45) za skretanje strujanja za skretanje struje gasa u kućištu (55), pri čemu kućište (55) ima spoljašnje kućište (34) i unutrašnje kućište (39), koje obuhvata šupljinu (56), pri čemu šupljina (56) ima izolacioni sloj (57) sastavljen od izolacionog materijala za toplotnu izolaciju,

naznačen time, da

- jedinica (45) za skretanje strujanja ima u odnosu na podužnu osu (33) strujni kanal (49) kružnog oblika za glavni tok dovedenog gasa za stvaranje struje gasa u oblika spiralne linije u odnosu na uzdužnu osu (33), koja se vodi oko otvorenog plamena gorionika koji je izvor (2) toplote,

- generator (3) vrelog gasa ima komoru (44) za sagorevanje, koja se sužava duž pravca (40) širenja toplote,

- jedinica (45) za skretanje strujanja ima najmanje jedan element (46) za skretanje strujanja za odvajanje najmanje jednog delimičnog toka dovedenog gasa, pri čemu odvedeni delimični tok služi za ciljno hlađenje komore (44) za sagorevanje.

2. Generator (3) vrelog gasa prema zahtevu 1, naznačen time, što je jedinica (45) za skretanje strujanja postavljena pored otvora (35) za dovođenje struje gasa.

3. Generator (3) vrelog gasa prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je zaštitni element (58) raspoređen u predelu otvora (42) za dovođenje toplote, koji naročito štrči duž uzdužne ose (33) na otvor (36) za odvođenje gasa.

4. Generator (3) vrelog gasa prema zahtevu 3, naznačen time, što se zaštitni element (58) širi duž pravca (40) širenja toplote, naročito konusno, pri čemu zaštitni element (58) naročito ima produžni element ( 59), koji je naročito izveden cilindrično.

5. Postrojenje za proizvodnju asfalta sadrži

a. jedinicu (5) za sušenje za sušenje materijala,

b. generator (3) vrelog gasa prema jednom od prethodnih zahteva za obezbeđivanje vrelog gasa za jedinicu (5) za sušenje,

c. izvor (2) toplote koji se može povezati sa generatorom (3) vrelog gasa.

6. Postrojenje prema zahtevu 5, naznačeno time, što je jedinica (5) za sušenje izvedena kao protivstrujni bubanj.

7. Postrojenje prema zahtevu 5 ili 6, naznačeno time, što je otvor (12) za izlaz materijala povezan na jedinicu (5) za sušenje radi ispuštanja materijala osušenog u jedinici (5) za sušenje.

8. Postrojenje prema zahtevu 7, naznačeno time, da je temperaturni senzor (53) postavljen u oblasti otvora (12) za izlaza materijala, naročito u obliku IR sonde, za kontrolu temperature materijala.

9. Postrojenje prema jednom od zahteva od 5 do 8, naznačeno time, da jedinica (54) za regulisanje kontroliše rad postrojenja (1), naročito na upliv temperature vrelog gasa i/ili na protok materijala u jedinici (5) za sušenje, u zavisnosti od temperature materijala.

10. Postrojenje prema jednom od zahteva od 5 do 9, naznačeno time, što je cevovod (4) za vreli gas povezan sa otvorom (36) za odvođenje gasa radi odvođenja vrelog gasa u jedinicu (5) za sušenje, pri čemu je duž cevovoda (4) za vreli gas predviđen najmanje jedan element (62) za vođenje protoka.

11. Postrojenje prema zahtevu 10, naznačeno time, što je element (62) za vođenje protoka pričvršćen za unutrašnju stranu cevovoda (4) za vreli gas, pri čemu je element (62) za vođenje protoka naročito izveden kao lim za vođenje.

1