FI63290B - Uppvaermningsanordning - Google Patents

Description

G35?71 ΓβΙ nn KUULUTUSJULKAISU s 7 n Q n jST* [Β] (11>UTLÄCGNINCSSKItlFT 6 32 90 c (45) Fatentti cyJnnct ty 10 05 1933 ^ ^ (51) Kv.ik?/iBc.a3 F 24 H 1/44 * SUOM I —Fl N LAN D (21) P«*"ttJh»lttiwi» — ftK«tamMcnlA| 802605 . (22) H»k«ml*ptJvt — Aiw6fcninpdtg 19.08.80 ' ' (23) AlkiipUvt—CHtlgh*t»d«| 19.08.80 (41) Tullut iulklMlui — MMt offantlig Q2 8i j. r.ki.arih.Hjtu. „ ***,,*„ ' '

Patani· och ragiataratyralaan 7 Aiwakm uti»gd odi «UkrMkM pubHcma 31.01.83 (32)(33)(31) Pyr·*·*»/ «uolkwt.B^M prlorlm 20.08.79 Tanska-Danmark(DK) 3465/79 (71)(72) Eyvind Skjold Nielsen, 35 Als oddevej, DK-9560 Hadsund,

Niels Rudi Pedersen, 59 Nybrogaardsvej, DK-9560 Hadsund,

Tanska-Danmark(DK) (74) Berggren Oy Ab (54) Lammityslaitos — Uppvärmningsanordning

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 lajimääritelmän mukainen lämmityslaitos, polttoöljyä, polttokaasua tai muita palavia nestemäisiä tai kaasumaisia aineita varten.

Maailmanlaajuisen energiakriisin takia on viime vuosina lämmi-tyslaitosten, erityisesti öljylämmityslaitosten kehittelyssä kaikin tavoin pyritty palavien aineiden lämmön täyteen hyväksikäyttöön. Niinpä on kehitetty erittäin tehokas siniliekkinen poltin eli poltin, joka ei missään tapauksessa kehitä nokea (ks. esite "Verbrennung total" RE, M.A.N. Brennerbau, Rossweg 62000, Hamburg). Lämpötalous ei tällaistakaan poltinta käytettäessä ole ihanteellinen, koska osa savukaasun lämmöstä menee hukkaan savupiipun ilman mukana. Tällaisen polttimen yhteydessä on yritetty ottaa talteen lämpöä, joka häviää savupiipun ilman mukana, mutta toistaiseksi ilman suurta menestystä. Tässä yhteydessä viitataan artikkeliin julkaisussa "Ingeni^ren", n:o 49, 8.12. 1978, "Oliefyret minikedel uden forurening og med 100 % nyttevirkning", ("öljylämmitteinen pienkattila, ilman saastetta ja 100 %:n hyötysuhteella").

2 63290

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan lämmityslaitos, jolla on parempi lämpötalous kuin aiemmilla tämäntyyppisillä lämmitys-laitoksilla. Tämän saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle lämmi-tyslaitokselle tunnusomaista se, että kuplalaitteen sivuseinillä on normaalikäytössä esiintyvän paineen ja tilavuusnopeuden mukaan vähimmäiskorkeus 20-500 mm, jolloin vältytään haitallisilta sykäyksiltä, että kuplalaitteen lävistykset kattavat sivuseinien alueen sellaisen osan, että savukaasuvirta virtaa normaalikäytön aikana vain lävistysten läpi eikä kupli kuplalaitteen sivuseinien alemman osan alapuolelle, ja että kuplalaite myös käsittää lämmönvaihtimen, joka jäähdyttää kuvun oleellisesti vaakasuoran osan.

Keksinnön mukaisessa lämmityslaitoksessa liekin lämpöä käytetään ensin hyväksi normaaliin tapaan yhden tai useamman lämmönvaihtimen avulla, jotka on sijoitettu palamiskammion yhteyteen. Tämän jälkeen savukaasu saatetaan kuplimaan kuplalaitteen läpi, jossa alue, jolla kuplinta tapahtuu, muodostaa sitä suuremman osan lä-vistysalueesta, mitä suurempi savun paine on. Tässä selityksessä pesuri on vettä sisältävä kuplalaite. On erittäin tärkeää käyttää suuritehoista poltinta, jossa nokea ei muodostu, jotta kuplalaite ei pian tukkeutuisi. Yllättäen on osoittautunut, että tällä tavoin rakennettu kuplalaite voi erittäin tehokkaasti absorboida vesihöyryn lauhdutuslämmön, joka on peräisin palamisesta, yhdessä savukaasun sisältämän lämmön kanssa. Lisäksi on havaittu, että lämmön-vaihdin, joka jäähdyttää kuvun oleellisesti vaakasuoran osan, on välttämätön, koska kuplalaitteen oleellisesti vaakasuora osa muuten kuumenisi voimakkaasti käytön aikana ja muuttaisi sen tähden muotoaan, jolloin on olemassa vaara, että jotkut lävistykset sijaitsevat kuplalaitteen nestepinnan yläpuolella, mikä alentaisi suuresti lämmityslaitoksen tehoa. Tämä pätee, kun kuplalaite on tehty metallista, edullisesti ruostumattomasta teräksestä, joka on kuplalaitteen normaali rakennusaine. Jos kuplalaite on tehty esim. keramiikka-aineesta, kuplalaitteen vaakasuoran osan jäähdyttävä lämmönvaihdin ei ole ehdottoman välttämätön.

Keksinnön mukaisen lämmityslaitoksen edulliset suoritusmuodot selviävät patenttivaatimuksista 2-4.

Jos kuplalaitteen lävistykset kattavat 1-50 % sivuseinien alueesta, saavutetaan poikkeuksellisen tehokas savukaasun lämpösisällön 3 63290 absorptio savupesurissa ja samalla vältytään haitallisilta sykäyksiltä.

Lävistykset voivat edullisesti olla rakoja. Tällöin saavutetaan luotettava palaminen ilman haitallisia sykäyksiä verrattuna tapauksiin, joissa lävistykset ovat reikiä. Teknisesti tämä on poikkeuksellisen hyvä suoritusmuoto kuplalaitteen valmistusta varten.

Raot voidaan muodostaa aikaansaamalla pystysuoria ohuita lävistyksiä niin, että sivuosissa on vuorotellen taipeita ulospäin ja sisäänpäin. Tällöin saavutetaan hyvä savukaasun sisältämän lämmön hyväksikäyttö.

Havaitaan, että keksinnön mukainen lämmityslaitos voi öljylämmityksen yhteydessä saavuttaa öljyn lämmön hyväksikäytön, joka on 107 % sen alemmasta palamisarvosta, ja 110 % kaasulämmityksen yhteydessä tiettyjä palavia kaasuja, esim. luonnonkaasua, käytettäessä, samoin laskettuna näiden kaasujen alimmasta lämpöarvosta, molemmissa tapauksissa jopa ilman lämpöpumppua.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuviot 1-3 esittävät kaaviomaisesti keksinnön mukaisen lämmityslaitoksen kolmea erilaista edullista suoritusmuotoa. Kuviossa 1 esitetyn lämmityslaitoksen eri rakenneosat käyvät selville seuraavasta yhteenvedosta: 1. Tulipesä 2. Poltin 3. Savupiippu 4. Savukaasukouru 5. Vesijäähdytys 6. Savukourujen (kuplalaitteen) raot 7. Lämmönvaihdin - vesijohtovesi 8. Lämmönvaihdin - lämmitys 9. Poistoputki - palamisilma 10. Lämpöpumpusta tuleva jäähdytysväliaine 4 63290 11. Lämpöpumppu 12. Neutralointilaite, elektronisesti ohjattu 13. Ö1jypolttimen elektroninen ohjaus lämpöpumpun suhteen 14. Sähkökaapeli 15. Kuuma vesi poistolämpöpumpusta 16. Poisto - kuuma vesijohtovesi 17. Poisto - kuuma lämmitysvesi 18. Paluuvesi - lämmitys (radiaattorista) 19. Kylmän vesijohtoveden tulokohta 20. Ylivirtaus 21. Vesi 22. Kattila

Eri rakenneosien yksityiskohtaisempi selitys käy ilmi seuraa-vasta:

Kohta 22 esittää koko kattilayksikköä, jolloin kohta 1 on tuli-pesä ja kohta 2 on noeton öljypoltin, kohta 3 on savukaasuventtii-li ja kohta 4 on kupu (kuplalaite), jossa on lävistetyt sivut, kohta 6, ja lämmönvaihdin kohdassa 5. Kohta 7 on kuuman vesijohtoveden lämmönvaihdin. Kohta 8 on savukaasun lauhdutusläm-mönvaihdin, ja kohta 9 on varsinainen savukaasun poistoputki.

Kohta 10 on jäähdytettyä jäähdytysväliainetta sisältävä putki, ja kohta 11 on lämpöpumppuyksikkö. Kohta 12 on neutralointiyk-sikkö, kohta 13 on elektronisesti ohjattu yksikkö, jossa kohta 14 tarkoittaa kaapeleja, jotka yhdistävät kattilan ja lämpö-pumpun ohjauksen suhteen. Kohta 15 esittää lämpöpumpusta tulevaa kuumaa vettä sisältävää putkea. Kohta 16 esittää kuuman vesijohtoveden poistoa ja kohta 17 lämmitysveden poistoa. Kohta 18 esittää lämmityksen paluuvettä. KOhta 19 esittää kylmän vesijohtoveden tulokohtaa. Kohta 20 esittää ylivirtausputkea ja kohta 21 tarkoittaa vettä.

Lämmityslaitoksen esitetyn suoritusmuodon toiminta käy selville seuraavasta:

Kohta 22 esittää kattilaa, öljypolttimen 2 liekki palaa tulipesässä 1, josta savukaasu puristuu ylös savupiipun 3 kautta. Kun savukaasu osuu kuplalaitteeseen 4, kehittynyt paine saa savukaasun kuplimaan liepeen lävistysten 6 läpi kokonaan kuplalaitteen 5 63290 ympäri, jolloin lämpöä ja kemiallisia jätetuotteita siirtyy veteen 21. Savukaasun lämpöä siirtyy myös lämmönvaihtimeen 5.

Kun savukaasu on poistunut vedestä ja sitä työnnetään eteenpäin, lämmönvaihdin 8 jäähdyttää savukaasun, jolloin se lauhtuu ja siirtää lämpöä kohtaan 8, minkä jälkeen savukaasu poistuu kattilasta poistoputken 9 kautta alhaisessa lämpötilassa. Kohta 7 on lämmönvaihdin, joka absorboi lämpöä vesijohtoveteen. Lämmönvaihtimia 5 ja 8 käytetään absorboimaan lämpöä lämmitystä varten.

Kohta 12 on neutralointiyksikkö, joka tarpeen vaatiessa neutraloi veden 21. Kohta 11 on lämpöpumppu, jonka tarkoituksena on jäähdyttää savukaasu lähes täydelliseen lauhtumiseen. Lämpöpumpun kuumaa osaa käytetään esilämmittämään kylmää vesijohtovettä 19 tämän veden lämmönvaihtimen 7 tuloputkeen 15. Samoin viitataan elektronisesti ohjattuun yksikköön 13, jonka tarkoituksena on ohjata lämpöpumpun 11 käynnistystä ja pysäytystä öljy-polttimen 2 suhteen, niin etteivät ne ole keskenään vastakkaiset.

Keksinnön mukaisen lämmityslaitoksen toinen erityisen edullinen suoritusmuoto on esitetty kuviossa 2, jossa viitenumeroilla, jotka ovat pienempiä tai yhtä suuret kuin 22, on kuvion 1 yhteydessä esitetyt merkitykset.

Tästä suoritusmuodosta puuttuvat seuraavat kuviossa 1 esiintyvät viitenumerot: 7. Lämmönvaihdin - vesijohtovesi 10. Lämpöpumpusta tuleva jäähdytysväliaine 11. Lämpöpumppu 12. Neutralointilaite 13. Elektroninen ohjaus 14. Sähkökaapeli 15. Poistolämpöpumpusta tuleva kuuma vesi 16. Kuuman vesijohtoveden poistokohta 19. Kylmän vesijohtoveden tulokohta.

Tähän suoritusmuotoon kuuluu myös: 23. Sykäyksenestokouru 24. Ohjausventtiili 6 63290 24a. Ohjausventtiili - yksityiskohtapiirros 24b. Ohjausventtiili - kylmä (avattu) tila 24c. Ohjausventtiili - kuuma (suljettu) tila 25. Lämmönvaihtovesikammio 26. Erotinlaatta savun pesuveden ja keskuslämmitysveden välissä.

Eri rakenneosien yksityiskohtaisempi selitys käy selville seu-raavasta, jolloin kohdat 1-22 ovat samat kuin kuviossa 1 ja kohtia 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ja 19 ei ole merkitty tähän piirrokseen selvyyden vuoksi. Tämän lisäksi piirros sisältää seuraavat rakenneosat:

Kohta 23 on sykäyksenestokoutu, joka vaimentaa värähtelyt vesimassassa. Kohta 24 on ohjausventtiili, joka on esitetty yksityiskohtaisesti piirroksessa 24a ja 24b (kylmä) ja 24c (kuuma). Kohta 25 on läramönvaihtovesikammio, joka korvaa kuvion 1 putkilämmönvaihtimen. Kohta 26 on laatta, joka erottaa keskuslämmitysveden savun pesuvedestä.

Lämmityslaitoksen esitetyn suoritusmuodon toiminta on sama kuin kuvion 1 mukaisen lämmityslaitoksen toiminta, mutta seuraavat elementit on lisätty:

Kohta 23 on sykäyksenestokouru, joka vaimentaa vesimassan 21 värähtelyt, varsinkin kylmäkäynnistyksessä. Kohta 24 säätää painetta käynnistyksessä kuplalaitteen 4 sisätilassa, niin kauan kuin kuplalaite 4 ja venttiili 24 ovat kylmät. Kohta 24a on ohjausventtiilin 24 yksityiskohtapiirros jossa katkoviivat esittävät kuplalaitteen 4 lävistystä. Kohta 24b esittää oh-jausventtiiliä kylmänä. Polttimen 2 käynnistyfessä ohjausventtiili 24 avautuu? noin 1 minuutin toiminnan jälkeen ohjaus-venttiili 24 sulkeutuu, kuten kohta 24c osoittaa. Tämä yhdessä sykäyksenestokourun 23 kanssa saa aikaan laitoksen pehmeän käynnistyksen ja jatkuvan hiljaisen käynnin.

Keksinnön mukaisen lämmityslaitoksen kolmas erityisen edullinen suoritusmuoto on esitetty kuviossa 3, jossa viitenumerot 1-26 periaatteessa tarkoittavat samoja osia kuin kuvioissa 1 ja 2.

63290 7 Tästä suoritusmuodosta puuttuvat seuraavat kuviossa 1 merkityt viitenumerot: 10. Lämpöpumpusta tuleva jäähdytysväliaine 11. Lämpöpumppu 12. Neutralointilaite 13. Eleketroninen ohjaus 14. Sähkökaapeli 15. Poistolämpöpumpusta tuleva kuuma vesi Tässä suoritusmuodossa 8. on korvattu 8a:11a, joka on ilma/ilma-poikkivirtauslämmön-vaihdin 17. on korvattu 17a:11a, joka tarkoittaa poistolämpöä, lämmi-tysilmaa 18. on korvattu 18a:11a, joka tarkoittaa paluuilmaa, lämmitystä 25. on korvattu 25a: 11a, joka tarkoittaa lämmönvaihtoiLnaJcanmiota. Tähän suoritusmuotoon kuuluu myös: 27. Kiertopumppu 28. Ilmanpuhallin 29. Liitosputket

Eri rakenneosien yksityiskohtaisempi selitys käy selville seu-raavasta, jolloin kohdat 1-26 tarkoittavat periaatteessa samaa kuin kuvioissa 1 ja 2. On kuitenkin huomattava, että kohta 8a on ilma/ilma-lämmönvaihdin, kohta 17a tarkoittaa kuuman ilman poistoa lämmitystarkoituksiin ja kohta 18a tarkoittaa jäähdytettyä paluuilmaa, joka on mahdollisesti sekoitettu tuoreeseen ilmaan, kohta 25a on lämmönvaihtoilmakammio, kohta 27 on kiertopumppu, joka kierrättää savun pesuvettä, kohta 28 on moottoroitu puhallin, joka puristaa keskuslämmitysilmaa ympäriinsä, ja kohta 29 on liitosputki ylemmän ja alemman lämmönvaihto-osan välissä.

Lämmityslaitoksen esitetyn suoritusmuodon toiminta on samanlainen kuin kuvioiden 1 ja 2 mukaisen suoritusmuodon toiminta, mutta kuitenkin seuraavin muutoksin tai lisäyksin: 63290

Ylemmän lämmönvaihtimen 8 sijasta, joka toimii periaatteella ilma/vesi, on kohdassa 8a ilma/ilma-poikkivirtauslämmönvaihdin, jolloin kuuma savukaasu kuplalaitteen 4 läpi kuljettuaan virtaa poikkivirtalämmönvaihtimen 8a läpi ja siirtää sen lämmön lämmityksestä 18a tulevaan paluuilmaan. Tämä palautettu ilma 18a puristetaan liitosputken 29 läpi, se kulkee lämmönvaihtoilmakam-mion 25a läpi ja puristetaan ulos kohdassa 17a kuumana lämmi-tysilmana puhaltimen 28 kierrättäessä ilmaa. Kohta 27 on kierto-pumppu, joka puristaa savun pesuvettä 21 ympäriinsä savupesu-rin 4 ja 21 sekä vesijohtolämmönvaihtimen 7 välissä, ja samanaikaisesti kuvun oleellisesti vaakasuora osa 5 jäähtyy.

Claims (4)

9 63290

1. Lämmityslaitos lämmitysöljyä, lämmityskaasua tai muita palavia nestemäisiä tai kaasumaisia aineita varten, joka laitos sisältää suuritehoisen, noettoman öljynpolttimen (2) ja kupla-laitteen (4), joka on tehty lävistetyillä (6) sivuilla varustetuksi kuvuksi, jossa lävistysten ylimmät osat sijaitsevat savu-pesurissa olevan nesteen pinnan alapuolella, tunnettu siitä, että kuplalaitteen (4) sivuseinillä on normaalikäytössä esiintyvän paineen ja tilavuusnopeuden mukaan vähimmäiskorkeus 20-500 mm, jolloin vältytään haitallisilta sykäyksiltä, että kuplalaitteen lävistykset (6) kattavat sivuseinien alueen sellaisen osan, että savukaasuvirta virtaa normaalikäytön aikana vain lävistysten läpi eikä kupli kuplalaitteen sivuseinien alemman osan alapuolelle, ja että kuplalaite (4) myös käsittää lämmönvaihtimen (5), joka jäähdyttää kuvun oleellisesti vaakasuoran osan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmityslaitos, tunnettu siitä, että kuplalaitteen (4) lävistykset (6) kattavat 1-50 % sivuseinien alueesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmityslaitos, tunnettu siitä, että kuplalaitteen (4) lävistykset (6) ovat rakoja.

4. Patenttivaatimusten 3 mukainen lämmityslaitos, tunnettu siitä, että raot (6) on muodostettu muodostamalla pystysuoria ohuita lävistyksiä, jolloin näin muodostetuissa sivuosissa on vuorotellen taipeita ulospäin ja sisäänpäin.