RS65048B1

RS65048B1 - Uređaj za sagorevanje

Info

Publication number: RS65048B1
Application number: RS20240015A
Authority: RS
Inventors: Michael Harris; Michael Harris Jr; Glenn Harris
Original assignee: Harris Multi Jet Burner Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2024-02-29
Also published as: CN113167471B; EP3857125B1; US11242989B2; EP3857125C0; ES2966779T3; PL3857125T3; ZA202101964B; HUE065104T2; SMT202400002T1; US20210341143A1; WO2020065264A1; EP3857125A1; GB2577565A; CN113167471A; SA521421598B1; GB2577565B; HRP20240010T1

Description

Opis

Oblast tehnike

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na uređaj za sagorevanje koji je podesan za sagorevanje otpadnih materijala.

Stanje tehnike

[0002] Stvaranje otpada je veliki teret za društvo i infrastrukturu. Vlade zahtevaju upravljanje i otpadom iz domaćinstava, i komercijalnim otpadom u masovnim razmerama na način koji bi bio dugoročno održiv. Zbog toga je zadatak bavljenja materijalima velike raznovrsnosti na efikasan način izazovan.

[0003] Jedan od glavnih problema kada se rukuje otpadnim materijalima iz domaćinstava i komercijalnim otpadnim materijalima је stvaranje toksičnih i/ili opasnih јedinjenja koja potiču iz samih materijala i/ili rezidualnih jedinjenja sadržanih u otpadu. Inicijalna obrada ovih materijala oslobađa ova jedinjenja i može olakšati sekundarne reakcije koje proizvode naredna štetna jedinjenja. Ilustraciju ovog problema predstavlja rukovanje otpadnim pločama vlaknaticama iz građevinske industrije. U toku inicijalne prerade ploča vlaknatica se lomi u male komade, zbog čega se izlažu štetni adhezivi i konzervansi sadržani unutar pločastih proizvoda.

[0004] Problemi povezani sa sagorevanjem otpadnog materijala iz domaćinstava i komercijalnog otpadnog materijala takođe su pogoršani vlagom u materijalima. Bilo kakva vlaga smanjuje temperaturu sagorevanja i zato menja smešu gasova koji se oslobađaju. Smanjenje temperature takođe čini proces sagorevanja neefikasnim i povećava naslage pepela koje ostaju na kraju.

[0005] Uobičajene šeme upravljanja uključuju odlaganje unutar deponija. Ovo dugoročno nije održivo i ima posledice za životnu sredinu. Druge šeme uključuju spaljivanje u velikim razmerama da bi se generisala električna energija, ali ovo često dovodi do velikih emisija štetnih gasova.

[0006] Više uređaja je prethodno pokušalo da reši gornje probleme, ali oni uključuju stvaranje veoma visokih temperatura koje se mogu dobiti samo usitnjavanjem otpadnog materijala u veoma male komade, a zatim njegovim uduvavanjem tangencijalno oko komore za sagorevanje. Ovime se dobija proces sagorevanja sa viškom količine gasa i obezbeđuje se dovoljno mešanje svog materijala. Primer takvog uređaja je prikazan u WO2015033170A1. Međutim, da bi ovakav tip uređaja radio efikasno neophodno je da materijal bude usitnjen u čestice i osušen pre sagorevanja. Ovo ceo proces čini skupim i dugotrajnim. Primeri drugih uređaja za sagorevanje su dati u US4231304 i US 3942455, koji oba imaju karakteristike koje su navedene u uvodnom delu zahteva 1, WO2012026756 i JPH0814518.

[0007] Sada je razvijen uređaj za sagorevanje koji prevazilazi i/ili suštinski ublažava gore navedene i/ili druge nedostatke povezane sa stanjem tehnike.

Suština pronalaska

[0008] Prema jednom aspektu pronalaska realizovan je uređaj za sagorevanje koji je definisan u zahtevu 1.

[0009] Uređaj za sagorevanje prema pronalasku je podesan prvenstveno zato što gas koji se potiskuje niz bušotinu puža i napolje kroz otvore pojačava sagorevanje, što povećava brzinu kojom se otpad može spaljivati. Pošto se hladni gas konstantno uduvava pomoću duvaljke, u toku rada uređaja održava se efektivna radna temperatura, umesto pregrevanja. Dok se gas kreće kroz bušotinu, on se zagreva, a pošto su otvori raspoređeni po cevastom pužu, onda se deo komore koji prihvata sagorljivi materijal od dovodnog ulaza snabdeva vrelim gasom. Ovo zagreva i suši otpadni materijal koji dolazi, čineći uređaj za sagorevanje efikasnijim i čineći potrebu da se otpadni materijal prethodno pretvori u čestice izlišnom. Prethodno pretvaranje u čestice takođe nije potrebno, jer otvori u pužu omogućavaju da velike količine gasa iz duvaljke struje u komoru. Brzina puža može se regulisati da bi se kontrolisalo kretanje materijala kroz uređaj, a time i proces sagorevanja. Takođe se može regulisati brzina duvaljke da bi se kontrolisao gas iz otvora u pužu, a time i stepen sagorevanja koje se dešava po dužini puža. Pošto nema vrtloga formiranog gasom, kao što se može videti kod uobičajenih uređaja, ovaj uređaj može sagorevati mnogo širi spektar materijala. Na primer, mogu se spaljivati fragmentirani delovi unutrašnjosti automobila koji bi (čak i ako su pretvoreni u čestice) normalno oblagali unutrašnjost uobičajenih uređaja za sagorevanje i sprečavali njihov ispravan rad.

[0010] Uređaj za sagorevanje prema pronalasku može se koristiti za sagorevanje komercijalnih materijala ili materijala iz domaćinstava, na primer, otpadnog materijala. Veličina i sastavni delovi materijala koji treba da se spale odrediće koliko brzo se oni spaljuju u uređaju, zbog čega je kritično vreme boravka materijala unutar komore. Brzina puža unutar komore može se menjati da bi se omogućala optimizacija vremena boravka.

[0011] Gas je prvenstveno vazduh, pošto se dobija najjeftinije i najlakše. Međutim, mogu se koristiti i drugi gasovi, kao što su metan, propan ili butan ili drugi sagorljivi gasovi da bi se ostvarile više temperature sagorevanja.

[0012] Komora može imati samo jedan bočni zid (na primer, komora koja ima kružni poprečni presek), ali prvenstveno komora ima mnoštvo bočnih zidova. Ovo olakšava ugradnju bilo kog vatrostalnog materijala i uključivanje bilo kojih kanala koje zauzima puž. Puževi onda mogu efikasnije raditi na potiskivanju materijala kroz uređaj, bez opasnosti da se nespaljeni materijal gomila na njihovom vrhu i da se ne pomera kroz uređaj.

[0013] Uređaj za sagorevanje prema pronalasku je konfigurisan za spaljivanje otpadnih materijala svih tipova i podesan je za spaljivanje otpadnih materijala na bazi drveta, kao što je iverica koja sadrži adhezive, gde je neophodna visoka temperatura sagorevanja da bi se izbeglo ispuštanje toksičnih ili štetnih gasova. Uređaj će takođe spaljivati kompleksne proizvode kao što su sagorljivi delovi vozila, uključujući instrument table, sedišta, radkapne itd.

[0014] Gasovi nastali sagorevanjem iz uređaja mogu biti propušteni kroz izmenjivač toplote da bi se izdvojila korisna energija, a zatim kroz čestične filtere/prečišćavače da bi se obezbedilo da gasovi koji se finalno ispuštaju u atmosferu zadovoljavaju odgovarajuće standarde.

[0015] Da bi se povećala zapremina materijala koji sagoreva pomoću uređaja može postojati mnoštvo obrtnih cevastih puževa sa otvorima, pri čemu svaki ima bušotinu povezanu sa duvaljkom. Bilo da postoji samo jedan puž ili mnoštvo njih, poželjno je da puževi budu postavljeni u dnu komore. Dno komore je najniži unutrašnji deo komore. Kada se nalazi na dnu, to znači da puž radi najefikasnije, jer će sav materijal unutar komore težiti da pada na dno zbog gravitacije.

[0016] Da bi se podstaklo kretanje materijala kroz uređaj puž je prvenstveno postavljen unutar kanala koji se pruža po dužini uređaja. Kanal može biti napravljen od materijala same komore, međutim, prvenstveno je kanal napravljen od vatrostalnog materijala koji oblaže unutrašnjost komore. Primeri podesnog vatrostalnog materijala uključuju vatrostalni cement ili materijal za toplotnu izolaciju.

[0017] Otvori na svakom pužu prvenstveno su razmaknuti jedan od drugog na pravilnim intervalima. Ovo obezbeđuje ujednačen proces sagorevanja po dužini puža.

[0018] Puževi su prvenstveno napravljeni od nerđajućeg čelika, ali mogu biti napravljeni od keramičkog materijala ili drugog nesagorljivog materijala.

[0019] Prvenstveno je prvo delimično pregradno sredstvo postavljeno unutra, između primarnog uređaja za paljenje i dovodnog ulaza, pri čemu je prvo pregradno sredstvo konfigurisano za kontrolu toka materijala kroz komoru. Ovo obezbeđuje prednost kontrole vremena boravka sagorljivog materijala unutar komore. Postavljanje tamo gde jeste znači da se materijal duže zadržava u blizini dovodnog ulaza i zato se više suši pre nego što se pomeri dalje pomoću puža. To takođe znači da se održava glavno sagorevanje koje se dešava dalje nizvodno (tj. prema suprotnom kraju komore) i da ne dolazi do prevremenog gorenja materijala.

[0020] Prvenstveno je drugo delimično pregradno sredstvo postavljeno između izlaza za gasove nastale sagorevanjem i primarnog uređaja za paljenje, pri čemu je drugo delimično pregradno sredstvo konfigurisano za kontrolu toka materijala kroz komoru. Ovo ima prednost kontrole vremena boravka sagorljivog materijala unutar komore. Postavljanje tamo gde jeste znači da se materijal duže zadržava u blizini uređaja za paljenje i glavne oblasti sagorevanja uređaja i da zato više sagoreva pre nego što se pomeri dalje pomoću puža. To takođe znači da se zadržavaju gasovi koji se proizvedu sagorevanjem, koje se generalno dešava dalje nizvodno (tj. prema suprotnom kraju komore) i da je sprečeno prevremeno ispuštanje gasova nazad nasuprot toku u pužu.

[0021] Prvo i drugo pregradno sredstvo su prvenstveno unutrašnji produžeci bočnog zida komore. Međutim, prvo pregradno sredstvo i/ili drugo pregradno sredstvo se mogu pomerati unutar komore. To znači da prvo pregradno sredstvo i/ili drugo pregradno sredstvo mogu biti u stanju da se podignu ili spuste da bi se povećao ili smanjio razmak između spiralnih segmenata puža i kraja odgovarajućeg pregradnog zida. Ovo je korisno ukoliko u uređaju treba da sagore veći materijali i omogućava da se pregradno sredstvo podiže ili spušta da bi se u skladu sa time prihvatili takvi materijali. To takođe pomaže kontrolu vremena boravka.

[0022] Uočeno je da kada neki materijali sagorevaju, onda mogu da se formiraju naslage pepela u komori. Zbog toga je prvenstveno izlaz pepela nastalog sagorevanjem smešten u bočnom zidu komore nasuprot izlaza za gasove nastale sagorevanjem. Taj izlaz omogućava izlazak pepela i sprečava začepljenje i gušenje sagorevanja unutar komore.

[0023] Puž sadrži spiralne segmente koji su isprekidani prazninama. Na ovaj način gas koji izlazi iz otvora u pužu se vodi i prema prvom i prema drugom kraju uređaja. Ovo ima efekat da proces sagorevanja nije ograničen spiralnim segmentima puža, već se odvija po celoj dužini puža. Praznine takođe pomažu omogućavanju širenje puža i spiralnih segmenata pri zagrevanju. Još poželjnije, u pužu mogu postojati jedan ili više otvora unutar praznina i taj jedan ili više otvora unutar praznina su usmereni prema kraju uređaja gde je smešten dovodni ulaz. Ovo proširuje proces sagorevanja u smeru unazad i dalje obezbeđuje da sav sagorljivi materijal ispravno sagori pre nego što stigne do prednjih delova uređaja (tj. izlaza za gasove nastale sagorevanjem). To takođe obezbeđuje da spiralni segmenti puža ne odvajaju posebno materijal koji sagoreva i nalazi se pod rizikom od gašenja. Praznine i nagnuti otvori omogućavaju proširivanje sagorevanja po celoj dužini puža.

[0024] Duvaljka je konfigurisana za obezbeđivanje gasa u višku u bušotini puža i napolje kroz otvore da bi se obezbedilo efikasno sagorevanje. Pošto je gas u višku i konstantno se osvežava, uređaj se održava na temperaturi koja se može kontrolisati i ne postaje previše vreo. Višak gasa može biti ispušten da bi se koristio za sekundarne svrhe, kao što je zagrevanje sekundarnih uređaja za toplu vodu ili slično ili za zagrevanje prostorija. Da bi se gas ispustio, kraj puža nasuprot duvaljke može sadržati slavinu za kontrolu ispuštanja gasa iz bušotine puža. Otvaranje slavine omogućava da gas izađe, ali ne utiče značajno na gas koji izlazi iz otvora u pužu, pošto je gas u višku koji obezbeđuje duvaljka. Slavina se takođe može otvoriti da bi se sprečilo pregrevanje uređaja.

[0025] Duvaljka može biti povezana sa bilo kojim krajem puža. Uočeno je da će uređaj raditi najbolje kada je duvaljka montirana na najtoplijem kraju puža. To je kraj gde izlaze gasovi nastali sagorevanjem. Tako će ovo biti kraj bliži izlazu za gasove nastale sagorevanjem. Ovo znači da se gas koji se kreće kroz bušotinu puža zagreva, a kada dospe do regiona komore gde je smešten dovodni ulaz, on je vreo i ovo ima efekat sušenja dolazne dovedene materije. Međutim, moguće je povezati duvaljku na kraj puža koji je bliži dovodnom ulazu. Tada će trajati duže da se gas unutar puža zagreje, pošto će biti potrebno da cirkuliše unutar bušotine pre nego što dostigne odgovarajuću temperaturu sušenja.

[0026] Da bi se dalje povećala količina gasa koji se dovodi u komoru da bi se dalje poboljšao proces sagorevanja, bočni zid komore prvenstveno sadrži mnoštvo otvora, pri čemu je svaki otvor u fluidnoj komunikaciji sa duvaljkom sekundarnog gasa.

[0027] Uočeno je da je uređaj prema pronalasku koristan, pošto može sagoreti velike količine neprerađenog materijala. Međutim, u nekim primerima izvođenja je korisno dalje povećati protok kroz uređaj. Dovodni ulaz za sagorljivi materijal zato može biti smešten oko srednje tačke komore između dva kraja, a cevasti puž može sadržati spiralne segmente konfigurisane za usmeravanje sagorljivog materijala u suprotnim smerovima prema dva kraja suprotna od dovodnog ulaza, mogu postojati dva izlaza za gasove nastale sagorevanjem kroz bočni zid dalje od dovodnog ulaza, po jedan na svakom kraju komore u bočnom zidu komore i mogu postojati dva primarna uređaja za paljenje sa obe strane dovodnog ulaza. Ovo efektivno udvostručuje proces sagorevanja kada puž pomera materijal u dva suprotna smera od samo jednog dovodnog ulaza. U takvom primeru izvođenja, mogu postojati dva izlaza pepela nastalog sagorevanjem koji su smešteni u bočnom zidu komore, svaki nasuprot svakog izlaza za gasove nastale sagorevanjem.

[0028] Može postojati mnoštvo izlaza za gasove nastale sagorevanjem, u zavisnosti od materijala koji se spaljuje ili broja puževa.

Kratak opis slika nacrta

[0029] Na slikama, koje ilustruju ilustrativni primer izvođenja pronalaska:

slika 1 je šematski bočni izgled u preseku prvog primera izvođenja uređaja za sagorevanje,

slika 2 je šematski bočni izgled u preseku drugog primera izvođenja uređaja za sagorevanje; i

slika 3 je šematski bočni izgled u preseku trećeg primera izvođenja uređaja za sagorevanje.

Detaljni opis ilustrativnog primera izvođenja

[0030] Uređaj za sagorevanje (kao što je prikazano na slici 1) sadrži cevastu komoru 1 za sagorevanje, koja je podesno napravljena od čelika obloženog vatrostalnim materijalom, kao što je vatrostalni cement. Takođe može biti ugrađen materijal za toplotnu izolaciju da bi se minimizirali toplotni gubici iz komore. Komora ima četiri bočna zida i prvi i drugi krajnji zid 2 i 3. Gornji zid komore 1 ima dovodni ulaz 4, koji je u primeru prikazanom na slici 1 bliži prvom krajnjem zidu 2. Dovodni ulaz 4 sadrži bunker 5 za prihvat sagorljivog materijala. Zid komore 1 takođe ima sredstvo 6 za paljenje koje sadrži upaljač 7, dovod nafte (nije prikazan) i ulaz 8 za gas kroz bočni zid komore 1. Dalje od dovodnog ulaza 4 nalazi se izlaz 9 za gasove nastale sagorevanjem, koji je u bočnom zidu komore 1 bližem krajnjem zidu 3. Izlaz 9 za gasove nastale sagorevanjem sadrži dimovod 10. Izlaz 9 je podesno napravljen od čelika obloženog vatrostalnim materijalom, kao što je vatrostalni cement. Dimovod je podesno napravljen od uobičajenog materijala za ispusne gasove. Unutar komore nalaze se dva pregradna zida 11, 12. Zidovi 11, 12 se pružaju prema unutrašnjosti sa bočnog zida komore delimično preko unutrašnje širine komore. Zid 11 je postavljen pored izlaza 9, a zid 12 je postavljen pored ulaza 8 na dovodnoj ulaznoj strani ulaza 8. Pregradni zidovi 11, 12 su podesno napravljeni od čelika obloženog vatrostalnim materijalom. Kroz donji deo komore 1 ide puž 13. Puž 13 je montiran na jednom kraju na prvom krajnjem zidu 2, a na suprotnom kraju na drugom krajnjem zidu 3. Montaža je pomoću 3 ili više obrtnih ležajeva koji zahvataju oko oboda vratila puža. Na ovaj način puž se može slobodno širiti i skupljati bočno. Puž leži unutar kanala napravljenog od vatrostalnog materijala koji oblaže unutrašnjost komore. Puž 13 je konstruisan od šuplje cevi sa otvorima 14 koji su ravnomerno raspoređeni po celoj dužini cevi. Spiralni segmenti 15 puža takođe se pružaju po celoj dužini cevi. Puž 13 je podesno montiran na krajnjim zidovima pomoću obrtnih ležajeva koji omogućavaju da se puž 13 okreće oko svoje uzdužne ose, kao što je prikazano strelicom A. Spiralni segmenti 15 su konfigurisani kao što je prikazano na slici 1, tako da kada se puž okreće u smeru prikazanom na slici 1 onda se bilo kakav materijal unutar komore potiskuje od ulaza 4 u region krajnjeg zida 2 prema izlazu 9. Cevasti deo puža 13 može imati bilo koji oblik poprečnog preseka. Zato bi mogao biti, na primer, trouglast ili kvadratni. Okretanje puža 13 vrši se pomoću motora 16 koji je povezan sa pužem 13 i montiran je na spoljašnjosti krajnjeg zida 3. Pomoću brzine motora 16 može se kontrolisati isporuka otpadnog materijala željenom brzinom da bi se održalo potpuno sagorevanje. Motor, alternativno tome, može biti montiran na suprotnom kraju komore, na zidu 2 i u njoj povezan sa pužom na isti način. Alternativno tome, mogu postojati dva motora, po jedan na svakom kraju komore i mogu biti povezani sa oba kraja puža 13. Duvaljka 17 je povezana sa bušotinom puža 13 i konfigurisana je za uduvavanje gasa u puž 13 kada je potrebno. Gas koji se uduva u bušotinu puža 13 kreće se niz puž i napolje iz otvora 14. Kraj puža 13 nasuprot duvaljke 17 ima slavinu 18 koja je povezana sa njim. Slavina 18 se može otvoriti da bi se omogućilo izlaženje gasa iz cevi i zbog toga smanjenje temperature uređaja. Izlaz 19 za pepeo je postavljen u donjem zidu komore dalje od ulaza 4.

[0031] Pri upotrebi otpadni materijal se utovaruje u bunker 5 koji snabdeva direktno dovodni ulaz 4. Ovo puni gasom komoru bliže krajnjem zidu dva. Motor 16 koji pokreće puž 13 se uključuje i materijal počinje da se kreće prema krajnjem zidu 3. Kada materijal dostigne region primarnog sredstva 6 za paljenje, onda se u komoru dovodi dovedeno naftno gorivo i smeša otpada i nafte se pali pomoću upaljača 7. Gas za ovo inicijalno sagorevanje se dovodi iz ulaza 8. Posle oko 30 minuta primarno sredstvo 6 za paljenje se isključuje pošto uređaj postaje samoodrživ, to jest, dovođenje materijala sa ulaza 4 uz korišćenje puža 13 je dovoljno za održavanje sagorevanja materijala koji se kreće duž komore. Treba shvatiti da se glavno sagorevanje otpada dešava oko centralne sekcije komore. Da bi se održalo sagorevanje otpadnog materijala na ovaj samoodrživi način gas se uduvava u nju iz duvaljke 17 koja uduvava gas niz bušotinu puža i napolje kroz otvore 14. Gas se na ovaj način obezbeđuje u višku i ovo stvara temperature u regionu od 1000°C- 1200°C unutar komore. Ako temperatura uređaja postane suviše visoka, onda se može otvoriti slavina 18 da bi se omogućilo ispuštanje vrelog gasa. Ovaj vreli gas je na oko 100°C i može se koristiti za sekundarno grejno sredstvo, kao što je za zagrevanje prostorija ili sistem za toplu vodu. Materijal nastavlja da sagoreva i da se potiskuje dalje prema krajnjem zidu 3 pomoću puža. U vreme kada stigne do krajnjeg zida 3, on je u potpunosti sagoreo i ono što je ostalo su pepeo i gas. Gasovi se ispuštaju kroz izlaz 9 za gas, a pepeo se deponuje iz izlaza 19 za pepeo. Jedna važna karakteristika uređaja je da kada se centralni deo komore zagreva, onda on zagreva gas unutar bušotine puža koji se uduvava pomoću duvaljke. Ovaj gas se uduvava celom dužinom puža, tako da posle gore opisanog perioda prethodnog sagorevanja od 30 minuta, vreli gas izlazi iz otvora 14 u regionu dovodnog ulaza 4. Ovaj vreli gas suši dovedeni otpadni materijal pre nego što se on pomeri dalje u glavnu zonu sagorevanja komore. Pošto se spoljašnji gas konstantno uduvava u komoru na ovaj način, takođe se održava temperatura sagorevanja i ne gubi se kontrola nad njom. Pregradni zid 12 ovo dalje podstiče, pošto sprečava da se nesagoreli dovedeni materijal unutar ovog regiona kreće suviše brzo kroz glavnu oblast sagorevanja komore. Zato pregradni zid 12 obezbeđuje da materijal koji treba da sagori u komori bude potpuno suv. Trebalo bi naglasiti da se oba pregradna zida 11 i 12 pružaju sa unutrašnjosti zida komore i da se završavaju neposredno pre granice spiralnih segmenata na pužu 13. Puž 13 je postavljen neposredno ispod pregrada 11, 12 i može se slobodno dovoljno okretati. Pregradni zid 11 ima sličnu svrhu po tome što sprečava da materijal koji sagoreva izađe iz izlaza 9 suviše rano. On zato obezbeđuje potpuno sagorevanje. Utvrđeno je da uređaj može sagoreti 400-500kg materijala na sat.

[0032] U sledećem primeru izvođenja uređaja (koji je prikazan na slici 2), uređaj sadrži u suštini sve karakteristike uređaja sa slike 1, ali sa nekoliko dodatnih karakteristika. Ono što je važno je da je predviđena sekudarna duvaljka 20 koja ima izlaz povezan sa vodom 21. Vod 21 ima otvore 22. Vod 21 je postavljen na donjem zidu komore 1 i, u ovom primeru izvođenja, pomenuti donji zid je opremljen otvorima 23. Razmak i veličina otvora 22 odgovaraju onima kod otvora 23. Vod 21 je montiran na zidu na takav način da su otvori 22 poravnati sa otvorima 23. Obe grupe otvora pružaju se u suštini po celoj dužini komore 1. Pri upotrebi, dok uređaj radi kao što je gore opisano, uključuje se sekudarna duvaljka 20 i ona uduvava gas u vod 21, a zatim kroz otvore 22, 23 u komoru 1. Ovo dalje povećava dovođenje gasa materijalu koji sagoreva unutar komore 1 i rezultuje primerom izvođenja pronalaska koji je u stanju da sagoreva na višim temperaturama, da sagoreva veće komade materijala i da sagoreva širi spektar različitih tipova materijala.

[0033] U sledećem primeru izvođenja (koji je prikazan na slici 3) uređaj za sagorevanje sadrži komoru 1 za sagorevanje, koja je podesno napravljena od čelika obloženog vatrostalnim materijalom, kao što je vatrostalni cement. Materijal za toplotnu izolaciju takođe može biti ugrađen da bi se minimizirali toplotni gubici iz komore. Komora ima četiri bočna zida i prvi i drugi krajnji zid 2 i 3. Gornji bočni zid komore 1 ima dovodni ulaz 4, koji je u primeri prikazanom na slici 3 postavljen generalno centralno između dva krajnja zida 2, 3. Dovodni ulaz 4 sadrži bunker 5 za prihvat sagorljivog materijala. Zid komore 1 takođe ima dva sredstava 6a i 6b za paljenje, pri čemu oba sadrže po jedan upaljač 7a, 7b, dovod nafte (nije prikazano) i ulaz 8a, 8b za gas kroz bočni zid komore 1. Sredstva 6a i 6b za paljenje su postavljena sa gornje strane dovodnog ulaza 4. Dalje od dovodnog ulaza 4 u oba smera postoje dva izlaza 9a i 9b za gasove nastale sagorevanjem, koji su u bočnom zidu komore 1 bliže krajnjem zidu 3 i krajnjem zidu 2, respektivno. Svaki izlaz 9a i 9b za gasove nastale sagorevanjem sadrži dimovod 10a i 10b. Izlazi 9a i 9b su podesno napravljeni od čelika obloženog vatrostalnim materijalom, kao što je vatrostalni cement. Dimovodi su podesno napravljeni od uobičajenog materijala za ispusne gasove. Unutar komore 1 nalaze se dve grupe pregradnih zidova 11a, 12a i 11b, 12b. Zidovi 12a i 12b su postavljeni pored ulaza 8a i 8b, respektivno, na strani dovodnog ulaza od ulaza 8a i 8b za gas. Zidovi 11a i 11b su postavljeni pored izlaza 9a i 9b, respektivno. Zidovi 11a, 11b, 12a, 12b se pružaju prema unutrašnjosti sa bočnog zida komore 1 delimično preko unutrašnje širine komore 1. Pregradni zidovi 11a, 11b, 12a, 12b su podesno napravljeni od čelika obloženog vatrostalnim materijalom. Kroz donji deo komore 1 se pruža puž 13. Puž 13 je montiran na jednom kraju na prvom krajnjem zidu 2, a na suprotnom kraju na drugom krajnjem zidu 3. Montiranje je pomoću 3 ili više obrtnih ležajeva koji zahvataju oko vratila puža. Na ovaj način puž se može slobodno širiti i skupljati bočno. Puž leži unutar kanala napravljenog od vatrostalnog materijala koji oblaže unutrašnjost komore. Puž 13 je konstruisan od šuplje cevi sa otvorima 14 koji su ravnomerno raspoređeni po celoj dužini cevi. Spiralni segmenti 15 puža takođe se pružaju po celoj dužini cevi. Puž 13 je podesno montiran na krajnjim zidovima pomoću obrtnih ležajeva koji omogućavaju da se puž 13 okreće oko svoje uzdužne ose, kao što je prikazano strelicom A. Cevasti deo puža 13 može imati bilo koji oblik poprečnog preseka.

1

Zato bi mogao biti, na primer, trouglast ili kvadratni. Spiralni segmenti 15 su konfigurisani kao što je prikazano na slici 3, tako da kada se puž okreće u smeru prikazanom na slici 3, onda se bilo kakav materijal unutar komore potiskuje sa ulaza 4 u centralni region prema izlazima 9a i 9b. Da bi se ovo ostvarilo spiralni segmenti na jednoj polovini puža su montirani na cevasto vratilo u smeru kazaljke na satu, a druga polovina u smeru suprotnom od kazaljke na satu. Okretanje puža 13 vrši se pomoću motora 16 koji je povezan sa pužem 13 i montiran je na spoljašnjosti krajnjeg zida 3. Pomoću brzine motora 16 može se kontrolisati isporuka otpadnog materijala željenom brzinom da bi se održalo potpuno sagorevanje. Motor, alternativno tome, može biti montiran na suprotnom kraju komore, na zidu 2 i u njoj povezan sa pužom na isti način. Alternativno tome, mogu postojati dva motora, po jedan na svakom kraju komore i mogu biti povezani sa oba kraja puža 13. Duvaljka 17 je povezana sa bušotinom puža 13 i konfigurisana je za uduvavanje gasa u puž 13 kada je potrebno. Gas koji se uduva u bušotinu puža 13 kreće se niz puž i napolje iz otvora 14. Kraj puža 13 nasuprot duvaljke 17 ima slavinu 18 koja je povezana sa njim. Slavina 18 se može otvoriti da bi se omogućilo izlaženje gasa iz cevi i zbog toga smanjenje temperature uređaja. Dva izlaza 19a i 19b za pepeo su postavljena u donjem zidu komore dalje od ulaza 4, po jedan pored svakog kraja komore 1.

[0034] Pri upotrebi primera izvođenja uređaja prikazanog na slici 3, otpadni materijal se utovaruje u bunker 5 koji snabdeva direktno dovodni ulaz 4. Ovo puni komoru u centralnoj oblasti blizu dovodnog ulaza 4. Motor 16 koji pokreće puž 13 se uključuje i materijal počinje da se kreće prema krajnjem zidu 3 i krajnjem zidu 2. Kada materijal dostigne region primarnih sredstava 6a i 6b za paljenje, onda se u komoru dovodi dovedeno naftno gorivo i smeša otpada i nafte se pali pomoću upaljača 7a i 7b. Gas za ovo inicijalno sagorevanje se dovodi iz ulaza 8a i 8b. Zbog toga u ovom primeru izvođenja dva procesa sagorevanja počinju istovremeno. Posle oko 30 minuta primarna sredstva 6a i 6b za paljenje se isključuju pošto uređaj postaje samoodrživ, to jest, dovođenje materijala sa ulaza 4 uz korišćenje puža 13 je dovoljno za održavanje sagorevanja materijala koji se kreće duž komore 1. Treba shvatiti da se glavno sagorevanje otpada dešava oko centralne sekcije komore. Da bi se održalo sagorevanje otpadnog materijala na ovaj samoodrživi način gas se uduvava u nju iz duvaljke 17 koja uduvava gas niz bušotinu puža 13 i napolje kroz otvore 14. Gas se na ovaj način obezbeđuje u višku, što maksimizira sagorevanje i ovo stvara temperature u regionu od 1000°C- 1200°C unutar komore. Ako temperatura uređaja postane suviše visoka, onda se može otvoriti slavina 18 da bi se omogućilo ispuštanje vrelog gasa. Ovaj vreli gas je na oko 100°C i može se koristiti za sekundarno grejno sredstvo, kao što je za zagrevanje prostorija ili sistem za toplu vodu. Materijal nastavlja da sagoreva i da se potiskuje dalje prema krajnjem zidu 3 i krajnjem zidu 2 pomoću puža 13. U vreme kada stigne do krajnjeg zida 3 i krajnjeg zida 2, on je u potpunosti sagoreo i ono što je ostalo su pepeo i gas. Gasovi se ispuštaju kroz izlaze 9a i 9b za gas, a pepeo se deponuje iz izlaza 19a i 19b za pepeo. Jedna važna karakteristika uređaja je da kada se centralni deo komore zagreva, onda on zagreva gas unutar bušotine puža koji se uduvava pomoću duvaljke. Ovaj gas se uduvava celom dužinom puža, tako da posle gore opisanog perioda prethodnog sagorevanja od 30 minuta, vreli gas izlazi iz otvora 14 u regionu dovodnog ulaza 4. Ovaj vreli gas suši dovedeni otpadni materijal pre nego što se on pomeri dalje u glavnu zonu sagorevanja komore. Pošto se spoljašnji gas konstantno uduvava u komoru na ovaj način, takođe se održava temperatura sagorevanja i ne gubi se kontrola nad njom. Pregradni zidovi 12a i 12b dalje ovo podstižu, pošto sprečavaju da se nesagoreli dovedeni materijal unutar ovog regiona kreće suviše brzo kroz glavnu oblast sagorevanja komore. Zato pregradni zidovi 12a i 12b obezbeđuju da materijal koji treba da sagori u komori bude potpuno suv. Trebalo bi naglasiti da se i pregradni zidovi 11a, 11b, 12a, 12b pružaju sa unutrašnjosti zida komore i da se završavaju neposredno pre granice spiralnih segmenata na pužu 13. Puž 13 je postavljen neposredno ispod pregrada 11a, 11b, 12a, 12b i može se slobodno dovoljno okretati. Pregradni zidovi 11a i 11b imaju sličnu svrhu po tome što sprečavaju da materijal koji sagoreva izađe iz izlaza 9a i 9b suviše rano. Oni zato obezbeđuju potpuno sagorevanje. Primer izvođenja uređaja prikazan na slici 3 je zato specijalno prilagođen za sagorevanje velikih količina materijala uz korišćenje dvosmernog puža koji pokreće samo jedan motor ili sredstvo za obrtanje.

[0035] Kao što je ranije opisano puž 13 ima praznine unutar spiralnih segmenata. Zbog toga je prema pronalasku predviđen uređaj koji je prikazan na slikama 1, 2 ili 3 i u suštini kao što je gore opisano, ali gde su spiralni segmenti na pužu odvojeni prazninama. Praznine su prisutne na pravilnim intervalima oko puža 13. Praznine su oblasti bez spiralnih segmenata. U ovim narednim primerima puž 13 je konfigurisan tako da uvek postoji jedan otvor 14 u cevi puža unutar oblasti koju zauzima svaka praznina. Pored toga, otvori unutar praznina su usmereni unazad, u poređenju sa svim drugim otvorima u ovim primerima i onim na slikama 1, 2 ili 3 koji su usmereni generalno pod pravim uglovima u odnosu na cev puža 13. Unazad znači prema kraju uređaja gde se nalazi dovodni ulaz 4. Unazad usmereni otvori koji usmeravaju gas kroz praznine u spiralnim segmentima puža znače da se gas iz duvaljke koji izlazi iz otvora usmerava unazad preko manje sagorelog materijala dok kretanje puža potiskuje materijal u smeru napred prema izlazu gasa. Ovo obezbeđuje da se materijal, koji je po dužini puža okružen spiralnim segmentima, kanalom u kome leži puž i cevi puža, ne gasi sam zbog nedostatka gasa. Gas koji se usmerava unazad iz unazad usmerenih otvora obezbeđuje da se materijal po dužini puža uvek snabdeva dovoljnom količinom gasa za sagorevanje.

1

Claims

Patentni zahtevi

1. Uređaj za sagorevanje koji sadrži

komoru (1) koja ima najmanje jedan bočni zid koji se pruža između prvog i drugog krajnjeg zida (2,3),

dovodni ulaz (4) za sagorljivi materijal koji se pruža kroz bočni zid,

izlaz (9) za gasove nastale sagorevanjem kroz bočni zid dalji od dovodnog ulaza (4),

obrtni cevasti puž (13) sa otvorima koji je montiran između prvog i drugog krajnjeg zida (2, 3) i pruža se po celoj dužini komore (1) da bi prenosio materijal u vidu čestica iz regiona komore bližeg dovodnom ulazu (4) do izlaza (9) za gasove nastale sagorevanjem,

duvaljku (17) povezanu sa jednim krajem cevastog puža (13) i konfigurisanu za uduvavanje gasa u bušotinu puža (13) i napolje kroz otvore (14) u komoru (1), i primarni uređaj (6) za paljenje postavljen u bočnom zidu komore (1) između dovodnog ulaza (4) i izlaza (9) za gasove nastale sagorevanjem, pri čemu primarni uređaj (6) za paljenje sadrži naftni ili uljni gorionik, upaljač (7) i ulaz (8) za gas, naznačen time što puž (13) sadrži spiralne segmente (15) koji su isprekidani prazninama.

2. Uređaj za sagorevanje prema zahtevu 1, pri čemu postoji mnoštvo obrtnih cevastih puževa (13) sa otvorima, od kojih svaki ima bušotinu povezanu sa duvaljkom (17).

3. Uređaj za sagorevanje prema zahtevu 1 ili zahtevu 2, pri čemu je prvo delimično pregradno sredstvo (12) postavljeno unutra, između primarnog uređaja (6) za paljenje i dovodnog ulaza (4) i prvo pregradno sredstvo (12) je konfigurisano za kontrolu toka materijala kroz komoru (1).

4. Uređaj za sagorevanje prema zahtevu 3, pri čemu je drugo delimično pregradno sredstvo (11) postavljeno između izlaza (9) za gasove nastale sagorevanjem i primarnog uređaja (6) za paljenje i drugo delimično pregradno sredstvo (11) je konfigurisano za kontrolu toka materijala kroz komoru (1).

5. Uređaj za sagorevanje prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu je izlaz (19) pepela nastalog sagorevanjem smešten u bočnom zidu komore (1) nasuprot izlaza (9) za gasove nastale sagorevanjem.

6. Uređaj za sagorevanje prema zahtevu 1, pri čemu postoje jedan ili više otvora (14) u pužu (13) unutar praznina i jedan ili više otvora (14) unutar praznina su usmereni prema kraju uređaja gde je smešten dovodni ulaz (4).

7. Uređaj za sagorevanje prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu kraj puža (13) nasuprot duvaljke (17) sadrži slavinu (18) za kontrolu gasa iz duvaljke (17) izvan bušotine puža (13).

8. Uređaj za sagorevanje prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu bočni zid komore (1) sadrži mnoštvo otvora (13), pri čemu je svaki otvor (13) u fluidnoj komunikaciji sa sekundarnom duvaljkom (20) za gas.

9. Uređaj za sagorevanje prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu

dovodni ulaz (4) za sagorljivi materijal je smešten oko srednje tačke komore (1) između dva kraja (2, 3),

cevasti puž (13) sadrži spiralne segmente (15) konfigurisane za usmeravanje sagorljivog materijala u suprotnim smerovima prema dva kraja suprotno od dovodnog ulaza (4),

postoje dva izlaza (9a, 9b) za gasove nastale sagorevanjem kroz bočni zid dalje od dovodnog ulaza (4), po jedan na svakom kraju komore (1) u bočnom zidu komore (1) i

postoje dva primarna uređaja (6a, 6b) za paljenje na obe strane dovodnog ulaza (4).

10. Uređaj za sagorevanje prema zahtevu 9, pri čemu postoje dva izlaza (19a, 19b) pepela nastalog sagorevanjem smeštena u bočnom zidu komore, svaki nasuprot svakog izlaza (9a, 9b) za gasove nastale sagorevanjem.

1