169662. lajstromszámú szabadalom • Keramikus sugárzó-égő ipari, gáztüzelésű kemencékhez

169662 3 4 delphia 34 Pennsylvania, továbbá, pl.: Heat Transfer in a Gas-Fired Furnace, Selas Corporation of America). A Selas-égő kerámiából készül, csésze alakú sugárzó felülettel, és ugyancsak kerámiából való égőfejjel (kiömlővel). A teljes légkeverésű égőben a gázhoz a kiömlő nyílások előtt a tökéletes égéshez szükséges teljes levegőmennyiséget hozzákeverik, a gázelegy nyomása 500—1500 mm vízoszlop, a légfelesleg tényező 1,05 ... 1,1. Az égőből a gáz-levegő elegy a csésze tengelyére lényegében merőleges rés alakú kiömlő nyílásokból nagy sebességgel áramlik ki, és a csésze felületén ég el. Az égéstermék sebessége a csésze görbülete mentén 100 m/sec körüli, a láng, illetve az égéstermék a csészefalnak kb. 200 kcal/m2

, óra hőátadási tényezővel adja át a hőtartalmát és a csésze felületi hőmérsékleténél alig nagyobb hőmérséklettel hagyja el azt. Ha a csészének mint félgömbnek térfogatával számolunk, akkor kb. 80 ml-nyi térfogatban 1,5 m3

/óra földgáz terhelés, illetve kb. 170 millió kcal/m3

, óra fajlagos hőterhelés érhető el. Ismeretes továbbá a nagy hőmérsékletű sugárzó gázégők terén a 151 338 lajstromszámú, (OA—237) magyar szabadalom szerinti gázégő. Az égő a gáz-levegő elegy égésének lehető kis térfogatban való biztosítását célozza és ezt úgy éri el, hogy az elegyet az I konfuzorban (1. 1. ábrát), majd gyűrűalakban elhelyezett II fúvókában felgyorsítja és az így keletkező nagysebességű elegysugarat („fő gázáram") egy kiszélesedő, a III ún. örvénykamrába vezeti. Az örvénykamrát egyrészt a kerámiából való, hasznos hősugárzást szolgáltató, csészeszerűen kiképzett, homorú felületű V „égőkő", másrészt az ugyancsak kerámiából való, gombaszerűen kialakított IV betét megfelelő felületelemei alkotják. A betét alakja olyan, hogy az örvénykamrát elhagyó gáz-levegőnyaláb (amelyet szakadozott vonallal az 1. ábrába berajzoltunk) rajta felütközzék és ezután az elegyet a VI csésze belső felületére terelje. Az elegynek a betét alsó VII felületén való felütközése helyén torlónyomás keletkezik, amely a fúvókának az örvénykamrába való torkolási helye közelében — a nagy, 100-150 m/sec áramlási sebesség következtében -keletkező szívással együttműködve az elegy egy részét, a konfuzorból kiáramló nyaláb két oldalán, visszavezeti, „recirkuláltatja" („mellékgázáram"). A leírt szerkezeti elemek hatásaképpen az egymással ellenkező irányban áramló „fő"- és „mellék" gázáram határfelületein örvények keletkeznek, amelyekben 0 sebességű gázrészecskék is vannak. Ezek stabilizálják az égést, amely a jó hőátadáshoz szükséges nagy áramlási sebesség miatt különben nem lenne biztosítható; örvénykamra, illetve a torlónyomást előidéző szerkezeti elem nélkül a láng a kiömlő nyílásokról, illetve a csészéről egyszerűen „elszállna" (leszakadna). A Selas-égőben a nagy fajlagos (az idő- és térfogategységre eső) hőterhelés a nagy égési- és reakciósebesség következménye. Az égőben ezeket a viszonylag magas hőmérséklet biztosítja. Az égő szerkezete azonban, pontosabban az az elv, hogy a rés alakú kiömlőnyílásokból kiáramló gáz-levegő elegy lényegében érintőlegesen „ütközik" fel a csészén és hogy a kiömlés nem az égőfej egész kerületén történik, továbbá az a körülmény, hogy az elegy égése csakT kiömlőnyílások elhagyása után, bizonyos útveszteség-5 gel kezdődhet, nem biztosíthatja az égésnek a lehető legmagasabb indulási és az elérhető legmagasabb csésze felületi hőmérsékletet és ezzel a legjobb sugárzási hatásfokot, hőátadást. A 151 338 lajstromszámú égő új műszaki hatást 10 biztosít; egyrészt az örvénykamra fent leírt működése következtében az égést a korábban ismeretes égőkhöz képest igen meggyorsítja, ami az égési hőmérsékletet emeli, a hasznosítható hóesést pedig növeli, másrészt azért, mert a gáz-levegő elegy az örvénykamrából az 15 egész kerületen ömlik ki, nem pedig réseken, ami az égés térigényét ismételten csökkenti. Van azonban egy hátránya: az örvénykamra keresztmetszetének bővülése, de az elegyet továbbvezető, a betét alsó, pereméhez közeleső felülete és a 20 csészének a tengelyhez legközelebb eső felülete közötti keresztmetszetek bővülése miatt is a fúvókából való kilépési sebesség jelentős mértékben csökken, amiknek következtében az égő gáz-levegő nyaláb csak csökkent sebességgel ütközik a csésze 25 felületén. Ehhez a veszteséghez még a sebesség irányának megváltozásából származó impulzusveszteség is hozzájárul. E körülmények következtében az említett szabadalom sem biztosítja az elérhető maximális műszaki hatást. 30 A maximális műszaki hatást, a gáz-levegő elegynek a csésze reakciót kezdő felületén, lényegében a fúvókából való kilépési sebességgel való felütközését, emellett az égésnek közvetlenül a fúvókánál való 35 beindítását és az égés ugyanott való stabilizálását, tehát térben és időben való állandósítását e találmányi bejelentés szerinti gázégő biztosítja. Ennél az elegy nagy kilépési sebességet okozó fúvókák célszerűen a betét peremének közvetlen közelében, úgy vannak 40 elhelyezve, hogy a fúvókák tengelye, tehát az (égő) elegy áramlási iránya az elegynek a csésze felületén, az égő tengelyéhez igen közel eső pontokon való felütközését biztosítsa. Az égésnek a fúvóka kiömlőjénél való beindítását közvetlenül a fúvóka után alkal-45 mázott örvénykamra biztosítja. A recirkulációt az örvénykamra keresztmetszetének az áramlás irányában konfuzorszerűen való kiképzése, tehát szűkítése is létesítheti. 50 A találmány tehát a Selas-égő, de a 151 338 lajstromszámú magyar szabadalom tárgyának hátrányaitól mentes, kerámiából készült, sugárzó gázégőt, amelyet két példaképpeni kiviteli alakjában a csatolt 2. ábra összeállítva, metszetben, a 55 3. ábra az égő egy kiömlőnyílását, illetve annak környezetét, metszetben és felnagyítva, a 4. ábra a „betétet" az égőkő egy más kiviteli alakjában, ugyancsak metszetben ábrázol. A 2. ábrán, hossztengelye menti metszetében 60 látható sugárzó égőhöz alulról, a menetes 1 csatlakozón keresztül, a nyíl irányában érkezik a gáz-levegőáram, amelynek összetétele igen közel áll a sztöchiometriai elegyéhez. Az elegy a konfuzorszerű csatornával kialakított 2 csatlakozó darabon, valamint 65 a 3 „betét" 4 gyűrű alakú csatornájában felgyorsul. 2