169516. lajstromszámú szabadalom • Combustor a légszennyeződés lecsökkentésére
3 169516 4 elgázosítja ill. elbontja, majd a következő második lépésben még az égőberendezésben intenzív keverés biztosítása mellett úgy keverjük össze a szekunder levegővel + hígítóközeggel I-nél jóval nagyobb légfeleslegtényező mellett, hogy még átmenetileg se tudjon kialakulni 1400 C° -nál; nagyobb hőmérséklet az égőben, ill. a combustorban. Fentiek alapján a találmány szerinti kamrás égőberendezés - combustorkialakításának lényege a következő: Az égő olyan kamrás égő - combustor -, a 300-400 C° közt előírt hőmérsékletű füstgáz-levegőkeverék („légfelesleges füstgáz") előállítására, amelynek keverőernyővel (22) ellátott olaj- vagy gázlándzsája ill. lándzsái (21) tűzálló béléssel ellátott olyan olajgázosító ül. gázbontó kamrába (50a) torkollik, ill. torkollanak, amelynek profilja az ernyő körül célszerűen szűkülő a keveredés előmozdítására, majd bővülő a keletkező olajgáz ill. bontott gáz expanziója miatt, s hogy ehhez közvetlenül kapcsolódik egy szintén tűzálló béléssel ellátott gázelosztó kamra (50b), amelynek oldalfalában gázfúvókák (43) vannak beépítve, s amelyek a combustornak a gázelosztó kamrája (50B) körüli, vagy melletti, tűzálló béléssel ellátott égési terébe (47) torkollanak. Az ilyen kialakítású égő biztosítja a fenti felismerések szerinti tüzelés teljes folyamata alatt a rögzített követelmények betartását s ezáltal az égő tengelyirányában, vagy arra merőlegesen a combustorból kilépő füstgázban minimális légszennyeződések találhatók, mivel azok az égés során gyakorlatilag nem is keletkeznek. A találmány lényegének jobb megvilágítása érdekében először a Fig.l-n látható ismert, előnyös kialakítású égőberendezéssel kapcsolatban írjuk le az ott végbemenő égési folyamatot a légszennyeződés szempontjából, különös tekintettel az NOx képződésére. Ennek leírása a következő:. Az 1 irányból érkezik az Lpr égési levegő, amely az elméletileg szükséges égési levegő mennyiségével kb. egyenlő, vagy annál kis mértékben nagyobb. Ez a 2 csövön jut a tüzelőanyagot bevezető fúvókán át a 4 égési kamra belsejébe. Az 5 nyílásokon át a 6 irányban áramlik be a levegő az égés teljes befejezéséhez, majd a 7 nyílásokon át a 8 irányban közel tangenciálisan, majd a 9 nyílásokon át a 10 irányban további hígító levegő áramlik be, végül all irányban beáramló hígító levegő állítja be az előírt hőmérsékletet. A füstgáz a 13 köpeny belsejéből a 14 irányban hagyja el az égőt és pl. vagy gázturbina, vagy egyéb tüzelőberendezés felé áramlik. Az ábrából is látható, hogy a 15 lángtérben ill. reakciótérben ég el a tüzelőanyag az intenzív keverés folytán - közvetlenül, mint szénhidrogén - s áll elő ennek során az az égéshőmérséklet, amely feltétlenül meghalad kb. 10 000 kcal/kp fűtőértékű olajnál 1400 C°-t. Itt ugyanis a levegő/tüzelőanyag arány az elméleti érték közelében van. Csak a 16 szekunder zónában kezd csökkenni a hőmérséklet, mégpedig a 17 zónában még csak kisebb mértékben, a 18 zóna végéig pedig az előírt mértékben, mert ennek megfelelő mennyiségű összlevegőt, ill. levegőt + hígító füstgázt adagolunk a 3 és a 12 irányból. A 15 és 17 zónákban tehát kedvezők az előfeltételek a CO, CH és korom képződésére, mert ha a keverés csak kis mértékben is elégtelen, helyi léghiányok keletkeznek a lángon belül, amelyek teljes 5 kiégetése a későbbiek során nem kellően biztosított, mivel a keverés előfeltételei az égőtől távolabb általában lényegesen csökkennek. Az NOx keletkezésére is adva van a lehetőség, mert a 15 és a 17 zónákban a láng hőmérséklete még jóval 10 meghaladja a 1400 C°-t, amelyen felül ennek képződése a helyi légfelesleggel rohamosan megindul. Mindennek nemcsak a légtisztaság, hanem a gazdaságosság szempontjából is káros kihatásai vannak. Pl. a túlzottan nagy helyi hőmérsékletek 15 elkerülése érdekében sok esetben elhagyják az egyébként gazdaságos levegőelőmelegítést, emiatt megtakarítási lehetőségektől esnek el stb. Hasonló elvi tüzelés valósul meg az összes egylépcsős keverésű égőnél, emiatt ezek mindegyiké-20 nél a fenti alapvetően hátrányos égési folyamat játszódik le, vagyis a tüzelőanyag első lépésben teljesen elég és csak a második lépésben csökkentik le megfelelő mértékű hígítással a füstgázak hőmérsékletét az előírt értékre. 25 A találmány szerinti combustor leírása a Fig.2--Fig.7. kapcsán az alábbiakban következik. A Fig.2. a találmány szerinti combustor tengelyirányú hosszmetszete axiális irányú füstgázkivezetésre. 30 A Fig.3. a találmány szerinti combustor keresztmetszete oldalirányú füstgázkiáramlás esetében. A Fig.4. az előző ábrán látható combustor A-A metszete. A Fig.5. ugyanazon combustor B-B metszete. 35 A Fig.6. olyan combustor keresztmetszet, amelynél a szekunder levegő és a hígító közeg a tüzelőberendezés részben lehűlt füstgáza. A Fig.7. ugyanezen combustor C—C metszene. A Fig.2. szerinti combustor axiális irányban vezeti 40 el a füstgáz-levegő keveréket, azaz a „légfelesleges füstgázt". A tüzelőanyag a 20 irányból jut a 21 lándzsába, amelynek végén önmagában ismert 22 keverő ernyő helyezkedik el. Ekörül érkezik a 45 csövön, a. 36 pillangószelepen át a 37 injektoros 45 bekeveréssel a hígító füstgáz, továbbá a 28 csonkon és 29 pillangószelepen át a primer levegő, amely a tüzelőanyagot - olajat, vagy gázt — elgázosítja, ül. bontja s amelynek mennyisége az elméleti égési levegőnek kb. 20-40%-a. A hígító füstgáz mennyisége 50 max. a primer levegő mennyiségével egyenlő, akkora mennyiségre szabályozandó be a 36 pillangószeleppel, hogy a combustorban keletkező „meleg gáz" - olajgáz, ül. bontott gáz hőmérséklete 800-1300 C° között az előre megjelölt értékű legyen. 55 A 31 primer levegő házban a 32 lukacsos lemezhenger a primer levegőt és hígító füstgázt egyenletesen elosztja a 21 lándzsa körül és a 38 konfúzorszerű szűkülő keresztmetszetű tűzálló falazat között a 22 ernyő segítségével jól elkeveredik a 60 beporlasztott ül. befúvott tüzelőanyaggal. A begyújtott, jól elkevert és stabil lánggal begyulladt tüzelőanyagból keletkezett „meleg gáz" rohamosan növekvő térfogata miatt kell az 50a olajgázosító ül. gázbontó további szakaszát diffúzorszerűen bővíteni. 65 Ezután közvetlenül kapcsolódik hozzá az 50b ->
