169910. lajstromszámú szabadalom • Rotációs áramoltatású tüzelőberendezés gázégővel

169910 3 4 levegőáram ütközési energiája gyakran nem elegendő a teljes keveredéshez különösen leszabályozott állapotban, amikor a levegő és gáz sebessége csökkentett, mivel a gázsugár nem oldódik fel egyenletesen a levegőáramban. Ebből kifolyólag ún. gázbuborékok keletkeznek, melyek csak később, a tűztéri hatásokra keverednek hirtelen és ekkor gyulladóképes keveréket alkotva fellobbanva nyomáshullámot indítanak el. Ez a jelenség az égést pulzálóvá azaz nyugtalanná teszi. Az ismert égőknek igen jelentős hátránya továbbá, hogy a nagy nyomások azaz 1—6att rendelkezésre álló gáz nyomásenergiáját a gázbeömlő furatok a be- és kilépési veszteség miatt csak kismértékben hasznosítják a gáz—levegő keveredésére. Ehelyett a levegőt hozzák örvényeltetett állapotba a ventillátor, illetve ventillátor motorja által felvett villamos energia révén. Ismeretes továbbá olyan megoldás ahol az intenzívebb keveredés érdekében a gázbevezető fúvókákat az égő tengelyére szöget bezáróan és esetleg egymással is szöget bezáróan irányítják a levegőáramba. Ennek a megoldásnak az előnye, hogy a levegőáramra szögben érkező gáz valamivel intenzívebb keveredést biztosít. De az a hátrány, hogy a fúvókából kilépő gázsugarak az áramlási keresztmetszetnek csak kisebb hányadát szövik át, itt is fennáll. Ezért tehát ennél a megoldásnál sem lehet tökéletes pulzálásmentes égést biztosítani. A találmány célja a felsorolt hátrányok kiküszöbölése és olyan gáztüzelő berendezés létesítése, amely a gáz és levegő tökéletes keveredését biztosítja, a levegő teljes keresztmetszetében és így optimális és tökéletes égést biztosít. Cél továbbá, hogy bármely teljesítményérték mellett a gáz nyomásenergiáját a befúvott gáz tömegére vonatkoztatott állandó impulzus nyomatékká alakítjuk át. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a fenti célnak eleget tehetünk, ha a gázt a levegővel való találkozás előtt forgómozgásra kényszerítjük, majd a forgásban levő gázt mintegy fátyol formájában juttatjuk a levegőáram útjába, amikor is a gáz és levegő találkozása és így egyenletes keveredése tökéletes. Ehhez a gázt a gázörvény létrehozására szolgáló kamrába érintőlegesen fújjuk be és ebben az örvénykamrában gázörvényt hozunk létre, majd a tüzelőtérben körkeresztmetszeten keresztül belépő gázörvény impulzus nyomatéka a levegővel való keveredéshez az energiavektor nagyságát és irányát tekintve a legkedvezőbb keveredési effektust tudja létrehozni. Ily módon természetesen a befúvott gáz a levegőt is örvénylésbe hozza. A találmány tehát rotációs áramoltatású tüzelőberendezés, melynek a lényege, hogy a gáz és levegő keveredésére szolgáló tér előtt körkeresztmetszetű örvénykamra van elrendezve és a gázbevezető fúvóka vagy fúvókák a körkeresztmetszetű örvénykamrába az örvénykamra palástjához képest legalább megközelítően érintőlegesen torkolóan vannak elrendezve és az örvénykamra és keverőtér között összefüggő keresztmetszetű, célszerűen kör vagy körgyűrű keresztmetszetű befúvónyílás van. A találmány szerinti tüzelőberendezés megvalósítható egy gázbevezető fúvókával, amely esetben a szabályozhatóság érdekében a fúvókába egy szabályozószelep van beépítve. Előnyös azonban bizonyos esetekben több fúvóka alkalmazása, amikor mindegyik fúvóka egy-egy önálló elzárószervvel rendelkezik és a működésben levő fúvókák számának változtatásával történik ebben az esetben a szabá-5 lyozás. A találmány szerinti tüzelőberendezés előnye, hogy a gázörvénylést biztosító örvénykamrában elrendezett érintőleges fúvókákból kilépő nagy sebességű mintegy 350 m/sec kritikus sebességű gázáram 10 a gázörvényt létrehozva a gáz nyomásenergiáját jó hatásfokkal impulzusnyomatékká alakítja és ez a nagy energiájú gázörvény az örvénykamra körkeresztmetszetű nyílásán kilépve az örvénykamra tengelyével párhuzamosan vezetett levegőbe egyénlete-15 sen és gyorsan azaz optimálisan belekeveredik és egyidejűleg létrehozza a gáz-levegő áram együttes örvénylését. Ehhez azonban nincs szükség arra, hogy a levegőt szállító ventillátor ilyen célra külön energiát használjon fel. Lényeges előny továbbá, 20 hogy a gáz a levegőáramban nem osztott sugarak formájában, hanem mintegy elterülő fátyol hatol be és így a levegő és gáz a gazfátyol teljes felületén érintkezésbe kerül. Előny továbbá, hogy a homogén gázörvény ten-25 gelyében az örvényeltetett áramlás törvényei szerint a környezethez képest depresszió uralkodik, ami a levegőt a gázörvényen keresztüli, a keveredést elősegítő mozgásra kényszeríti. Szabályozás szempontjából is jelentős előnyökkel rendelkezik a talál-30 mány szerinti tüzelőberendezés, mégpedig azért, mert az örvénylést biztosító kamrában az örvénylés mértéke a bevitt gáz tömegegységére vonatkoztatva bármely teljesítmény esetén állandó értéken tartható, tekintve, hogy a fúvóka belépő keresztmet-35 szetében a belépő gáznyomás állandó és így állandó a sebesség is. A tetszőlegesen leszabályozott, azaz csökkentett gázmennyiségnél a gázörvény intenzitása változatlan, mivel a gáz egységnyi tömegére és ezzel együtt az ehhez tartozó égési levegőre 40 vonatkoztatott impulzusnyomaték bármely teljesítménynél állandó marad. A találmányt részletesen kiviteli példák kapcsán, a rajzok alapján ismertetjük. 45 Az 1. ábra a találmány szerinti tüzelőberendezés egy kiviteli példájának sematikus metszete, míg a 2. ábra az 1. ábra szerinti nyilakkal jelölt keresztmetszet. a 3. ábra a találmány szerinti tüzelőberendezés 50 további kiviteli példájának sematikus metszete, míg a 4. ábra a 3. ábra szerinti nyilakkal jelölt vonal mentén vett metszet. Az 1. és 2. ábrák olyan kiviteli példát szemlél-55 tétnek, ahol a tüzelőberendezés égője egyetlen gázbevezető 4 fúvókával rendelkezik. Amint az ábrából látható, 1 levegőszállító ventillátorhoz 2 levegőszekrény csatlakozik, amelyben koaxiálisán 3 örvénykamra van elrendezve. Az örvénykamra a kivi-60 teli példánál egy hengeres és egy kúpos részből áll, míg homlokoldalán körgyűrűkeresztmetszetű 6 befúvónyílás van kialakítva. A 6 befúvónyílás a tüzelőberendezés gáz-levegő keveredésére szolgáló térbe torkollik. A 3 örvénykamrába a -kiviteli példánál 65 egyetlen 4 gázbevezető fúvóka torkollik, mégpedig, 2