152978. lajstromszámú szabadalom • Égőberendezés éghető gáz- vagy gőzelegyek lángreakciójához
152978 vízzel hűtik. Ezek a berendezések bonyolult üreges kiképzésük mellett a 2 és 3 szakasz közötti átmenetnél ugyancsak nagy holt terekkel bírnak és ezért ezek sem előnyösek. Ismeretesek továbbá olyan törekvések, amelyek kisebb és nagyobb ellenállású furatok alkalmazását irányozzák elő gázégőkben őrláng kialakítása céljából. Ezek a szerkezetek azonban a találmány szerinti lángreakció lefolytatására teljességgel alkalmatlanok, s így csupán a kis és nagy hidraulikus ellenállású csatornarendszer ismertetésének tekinthetők. Találmányunk értelmében a 2 szakasz szűkített keresztmetszetét párhuzamosan elhelyezett, célszerűen 1,5 és 3 mm közötti vastagságú, hőt jól vezető anyagból, célszerűen f érőből készült 4 lemezek határolta 5 rések alkotiák, amelyeknek méreteit a lemezeken kiképzett, az A—A metszetben látható 6 távolságtartó bordák szabják meg. Az 5 rések és a 4 lemezek keresztmetszetének aránya 1:1 és 1:2 között változik, vagyis a 2 szakasz szabad keresztmetszetének és a 3 égési tér keresztmetszetének aránya lényegesen kisebb, mint az ismert berendezéseknél alkalmazott arány. A találmányunk szerinti berendezés ilyen arányok mellett is kellő biztonságot nyújt a diffuzorba való visszaégés ellen és ugyancsak stabil lángot szolgáltat, mert az 5 rések méretét úgy választottuk meg, hogy a szóbajöhető terheléseknél a Reynolds-szám a rések között a lamináris, a 3 égési térben pedig a turbulens tartományban legyen. Ez azért előnyös, mert a lamináris tartományban lényegesen kisebb az elegyek égési sebessége, mint a turbulens tartományban, tehát így a rések között nagyobb lesz az áramlási sebesség és az égési sebesség viszonya és ezáltal a találmányunkban alkalmazott keresztmetszet-arányok is elegendő biztonságot nyújtanak a diffuzorba való visszaégés ellen. A lángnak a diffuzorba való visszaégése elleni biztonság természetesen a 4 lemezek magasságától is függ. Minél nagyobb biztonságra törekszünk és minél nagyobb nyomásingadozás várható a rendszerben, annál magasabb lemezeket kell a diffuzor és az égési tér közé iktatni. Az azonos keresztmetszetű 5 rések sűrű osztása a 2 szakasz keresztmetszetén biztosítja az egyenletes égést és ezzel a reakció kedvező feltételeit. A lényegesen kisebb holt keresztmetszetek következtében annyira csökkennek az áramlás szempontjából holt terek, hogy megszűnik a kokszlerakódás lehetősége. A4, lemezeknek aránylag kicsiny a hőterh élése, mert az égési térből besugárzott felületek aránya a lemezek között áramló elegy „hűtötte" felületekhez igen kedvező (1:50 és 1:100 között változik). Ennek megfelelően a 2 szakaszt biztonsággal az elegy előmelegítési hőfokánál nem több, mint 100 C°-kal magasabb hőmérsékletnek ellenálló fémből, vízhűtés nélkül lehet kialakítani. A találmánynak további jellemzője, hogy a szűkített szabad keresztmetszetű 2 szakaszban ' a szabad keresztmetszetet kétféle csatornarendszer alkotja, amelyeken az elegy más-más sebességgel áramlik át. Az egyik csatornarendszer, amelyen az elegy zöme áramlik át, az 5 aránylag nagy keresztmetszetű 5 résekből áll, amelyekben kisebb az áramlási ellenállás, tehát oly nagy áramlási sebesség érhető el, amely a láng visszacsapását a diffuzorba biztosan megakadályozza. Ezzel szemben a távolságtartó 10 bordákban kialakított, szűk keresztmetszetű 7 hornyokban nagyobb áramlási ellenállásuk miatt kisebb az áramlási sebesség és a hornyok megfelelő méretezésével elérhető, hogy biztonsággal a láng leszakadási sebessége alatt 15 maradjon, de az égési sebességet csiak annyira közelítse meg, hogy a láng a szűk hornyokon át ne csaphasson vissza a diffuzorba, amit egyébként gátol a fémfalak hűtőhatása is. így az a körülmény, hogy az elegy a 7 hornyokból 20 az égési sebességnél esetleg kisebb, de a láng leszakadási sebességénél biztosan kisebb sebességgel áramlik ki az égési térbe, biztosítja az égés folytonosságát, mert a 7 hornyokból kiáramló elegy állandó gyújtólángokat szolgáitat 25 a hornyok közvetlen közelében lévő 5 résekből nagyobb sebességgel kiáramló elegy számára. Ezek a gyújtólángok az egész keresztmetszeten célszerűen elosztva, biztosítják az égés stabilitását, ami lehetővé teszi az égő terhelésének 30 nagymértékű változtatását, mert a terhelés mindaddig növelhető, míg a 7 hornyokból kiáramló elegy sebessége el nem éri a láng leszakadási sebességét. Az alábbi példák a metán jól ismert parciá-35 lis oxidációjára vonatkoznak. 1. kiviteli példa: 62,5% metánból és 37,5% oxigénből álló, 600 C°-ra előmelegített elegyet 1,1 ata nyomáson vezettünk az égőn keresztül. Az égő szűkített szabad keresztmetszetére vo-40 natkoztatott fajlagos terhelés 200 Nm3 metán/ dm2 .ó volt. A 4 lemezek magassága 75 mm, maximális hőmérséklete pedig 625 C° volt az égési tér felőli oldalon. A lemezeken kokszlerakódás nem volt. A reakció szokásos befa-45 gyasztásával kapott termékgáz összetétele a következő volt: acetilén 50 szénmonoxid hidrogén széndioxid metán etilén 55 oxigén 2. kiviteli példa: Ez esetben 63% metánból és 37% oxigénből álló, 600 C°-ra előmelegített elegyet 4 ata nyomáson vezettünk az égőn ke-60 resztül.' Az égő szűkített szabad keresztmetszetére vonatkoztatott fajlagos terhelés a nagyobb nyomás következtében 600 Nm3 metán/dm 2 .ó értékre emelkedett. Az ugyancsak 75 mm magasságú 4 lemezek maximális ' hőmérséklete 65 mégis csak 650 C°-ra emelkedett az égési tér 8,6 tf% 26,0 s; 57,5 !) 3,7 )) 3,5 )) 0,5 ÍJ 0,2 í? z
