161649. lajstromszámú szabadalom • Aluminiumoxid-rácsszerkezet és törmelékréteg alkalmazása gáz- és olajtüzelés hatásfokának emelésére

3 161649 4 műszaki szintű tüzeléstechnikai új eljárás alkalmazásától remélhető a felsorolt hátrányos és káros jelenségek megszüntetése vagy legalábbis tűrhető szintre történő leszorítása. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amellyel a légnemű vagy cseppfolyós tüzelőanyagoknak a gyakorlati határig történő tökéletes elégetése, a szénmonoxid-, füst- és koromképződés tűrhető határig vagy teljes leszorítása, tüzelési hatásfok emelése és az egyenletes tűztérterhelés biztosítva van. A szerkezet egyszerű, gyártása olcsó, üzemeltetése, karbantartása különösebb szakértelmet nem igényel. A találmány szerkezeti kialakításával olyan megoldást biztosít, amely lehetővé teszi már üzemelő tűztérbe történő utólagos beszerelését vagy új gyártás és szerelés esetén a leendő tűztérbe történő elhelyezését. A találmány alumíniumoxid anyagból készült rácsszerkezet, és az erre reáhelyezett törmelékréteg. A rács és törmelékréteg együtt képezi a hatásfoknövelő szerkezetet. A tűztérbe beépített rács és törmelékréteg a tűzteret vízszintes irányba két részre osztja, ahol az alsó részben zajlik a lángtüzelés, a felső részben pedig a sugárzó hőátadás, miközben a fajlagos felületnövelés belép és beavatkozik az egész égési folyamatba, mivel a lángtüzelés közben keletkezett hőenergiahordozó égéstermékek átáramlásra kényszerülnek a rácsszerkezeten (rács és törmeléken). Ezen kényszerű átáramlás közben a rács szerkezetében egy másodlagos égési folyamat, az ún. utóégés zajlik le. Ilyen másodlagos égési folyamat rácsszerkezet alkalmazása nélkül a lángtüzelésű megoldásoknál nem következik be. A rácsszerkezet a célkitűzésben megjelölt feladatokat az alábbiak szerint oldja meg: Az alumíniumoxid ismert tulajdonsága, hogy felületeire nagy erővel vonzza és tárolja a környezetében megjelenő oxigénmolekulákat. A találmány szerinti rácsszerkezetben az utóégés úgy következik be, hogy az égéstermékek kényszerű átáramlása közben a rács megtöri a lángokat, a törmelékrétegen átáramló égéstermékek pedig igen finom elosztású torbulens mozgásra kényszerülnek. Ezen mozgás közben bekövetkezik egy nagyméretű felületi érintkezés a törmelékréteg alumíniumoxid felületeivel. A törmelékrétegen átáramló égéstermékekben levő fel nem használt oxigénmolekulák lecsapódnak a réteg felületeire. Az égéstermékben levő el nem égett szénhidrogén-molekulák a törmelékrétegben uralkodó turbulens mozgások hatására egyesülni kényszerülnek a felületi oxigénmolekulákkal és oxidálódnak. Ez az utóégés a tüzelés alatt folytatólagos. A rácsszerkezet megtöri a tüzelés lángjait, a törmelék pedig az azon átáramló hőenergiákat részben tárolva és azok, valamint az utóégés hatására erősen felizzott állapotban sugárzás útján adja át a képzett hőenergiát a környező tűztér felületeire. Az égéstermékeket a tűztérbe beépített rács és törmeléken történő átáramlásra vagy a kéményhuzat vagy elszívóventillátor szívó-, nyomóhatása kényszeríti. Az átáramlás sebessége, illetve mértéke szabályozható. A rajzok a találmány szerinti rácsszerkezet egyes beépítési és használati módját ábrázolják metszetekben. A rajzokon az 1. ábra (2/1. lap) állóhengeres katarit gázégőkkel működő, gázzal üzemelő gőzkazán égésterébe beépített rács és törmelékszerkezet, függőleges hosszmetszetben. Az 1. ábrán a gázbevezető 1 fő vezeték a 2 katarit égőkhöz való gázbevezetést biztosítja. A gázégőkkel képzett égéstermékben levő el nem égett szénhidrogének, az alumíniumoxid anyagú 3 rácsszerkezete, valamint az ugyancsak alumíniumoxid 4 törmelékrétegen áthaladva a kialakuló utóégés folyamán maradék nélkül elégésre kényszerülnek a törmelékrétegben uralkodó turbulens mozgások hatására. Az utóégés következtében a 4 törmelékréteg feüzzik, és izzó állapotban sugárzással adja át a hőenergiát a környező fűtőfelületekre. A füstgázok a 6 füstcsöveken át távoznak el, míg a kazán víztere, 7 beömlés a járulékos levegő bevezetésére szolgál. A 2. ábra (2/2 lap) a találmány szerinti rácsszerkezetnek egy öntöttvas tagos központifűtőkazán tűzterébe történő beépítési és használati módját hosszmetszetben mutatja be. A 3. ábra a 2. ábra keresztmetszete A—A metszési vonal szerint. A 11 hamu térbe a 13 gáztüzelő szerkezet égéstermékei kerülnek, mely égéstermékek a beépített 15 alumíniumoxid rácsszerkezeten, valamint az erre ráhelyezett ugyancsak alumíniumoxid anyagú 19 törmelékrétegen át távoznak a tűztérbe, és onnan a 16 füst járatokon át a szabadba. A füstgázoknak, ill. az égéstermékeknek a rácsszerkezeten át történő átáramlása közben itt is kialakul az utóégés folyamata és a sugárzó hőátadás. Mint látható, a rácsszerkezet valóban egyszerű, gyártása alacsony költséggel megvalósítható, beszerelése nehézséget nem okozó művelet. Üzemeltetése semmiféle külön feladatot nem igényel, karbantartása szokványos, kazán és egyéb tűztér karbantartása alkalmával egyszerűen elvégezhető. A rácsszerkezet beépítése az égési folyamatba biztosítja a kitűzött célok elérését, amelyek: tüzelési hatásfok javítása, füstgázszennyeződés csökkentése, sugárzó hőátadás létesítése, egyenlőtlen hőterhelésekből származó kazánsérülések megszüntetése. Szabadalmi igénypontok 1. Tűztérbe beépített rácsszerkezet gáz- vagy olajtüzelés hatásfokának emelése, égésterméktisztítás és sugárzó fűtés létesítésére, azzal jellemezve, hogy egyenletes és/vagy egyenlőtlen mintázatú furatokkal vagy járatokkal ellátott, előnyösen alumíniumoxid anyagú rácsszerkezete (3, 15) és ezen (ezeken) vagy a rácselem(ek) kö-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60