ITUD950164A1 - Gruppo di emulsionamento per bruciatori ad olio combustibile miscelato con acqua - Google Patents

Abstract

Gruppo di emulsionamento per bruciatori ad olio combustibile miscelato con acqua, posto nella linea di adduzione all'ugello polverizzatore, presentante almeno un elemento emulsionatore (12) ed almeno un elemento catalizzatore (11).

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

GRUPPO DI EMULSIONAMENTO PER BRUCIATORI AD OLIO COMBUSTIBILE MISCELATO CON ACQUA

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un gruppo di emulsionamento per bruciatori ad olio combustibile miscelato con acqua.

Più precisamente il gruppo di emulsionamento per bruciatori ad olio combustibile miscelato con acqua è associabile agli ugelli di polverizzazione che corredano i bruciatori stessi.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti i bruciatori ad olio combustibile miscelato con acqua.

E' noto che l'utilizzo di una miscela di olio combustibile e acqua permette di ridurre l'indice di fumosità Bacharach, che con combustibile costituito da solo olio è di circa 6, a valori posti tra 2 e 3,5.

Il proponente ha sorprendentemente scoperto che migliorando la miscelazione tra i due liquidi ed utilizzando particolari elementi emulsionatori, è possibile non solo ridurre ulteriormente detto indice di fumosità ma è anche possibile migliorare altri fattori del processo di combustione.

Con il trovato si ha una netta riduzione del particolare carbonioso sì che si può paragonare tale combustione a quella ottenibile con il gasolio.

Si ottiene anche un reale aumento del rendimento di combustione.

Si ottiene pure una stabilizzazione della fiamma anche in presenza di asfalteni.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti realizzative all'idea di soluzione principale.

Il trovato prevede che nel condotto di adduzione della miscela olio combustibile-acqua sia presente il gruppo di emulsionamento.

Vantaggiosamente il gruppo di emulsionamento secondo il trovato è associato all'elemento che recupera l'eccedenza della miscela inviata agli ugelli polverizzatori.

Secondo il trovato nel condotto di adduzione della miscela viene previsto almeno un elemento di emulsionamento che coopera con almeno un elemento catalizzatore; vantaggiosamente vengono previsti almeno due elementi di emulsionamento distanziati da un elemento catalizzatore.

Gli elementi di emulsionamento sono conformati a disco con un piccolo foro di transito sostanzialmente centrale.

Secondo una variante il foro di transito è eccentrico.

Secondo il trovato il foro di transito può essere cilindrico o sagomato.

Secondo un'altra variante il foro di transito presenta delle alette rompifiletto.

Secondo un'ulteriore variante le alette rompifiletto sono disposte secondo un'elica.

Secondo un'ulteriore variante l'elica di un elemento di emulsionamento è contraria all'elica dell'elemento di emulsionamento successivo.

Secondo un'ulteriore variante, la sezione del foro di transito presente nell'elemento di emulsionamento è variabile da uno all'altro degli elementi di emulsionamento.

Secondo il trovato, l'elemento di emulsionamento è almeno in parte costituito quale elemento erogante un flusso magnetico, o cooperante con un elemento erogante un flusso magnetico, potendo essere detto elemento a magnete permanente o ad elettromagnete. Secondo una variante, a monte dell'ingresso nel gruppo secondo il trovato, è presente una sorgente di flusso magnetico che agisce sulla miscela transitante.

Secondo un'evoluzione del trovato, in associazione con l'elemento catalizzatore è presente una sorgente di flusso magnetico.

Secondo il trovato, l'elemento catalizzatore è conformato a bussola e tiene distanziati ed in posizione gli elementi di emulsionamento.

Secondo il trovato il foro della bussola è cilindrico ovvero può essere sagomato.

Secondo una variante, l'elemento catalizzatore presenta nel foro delle alette che ne aumentano la superficie di contatto.

Secondo un 'ulteriore variante , l'elemento catalizzatore presenta un corpo centrale ed alette periferiche sostanzialmente radiali.

Secondo un'idea di soluzione, le alette sono lineari; secondo un'altra idea di soluzione le alette sono disposte ad elica.

Secondo una variante, l'elemento catalizzatore è conformato quale elemento spugnoso.

Secondo il trovato, l'elemento catalizzatore è in zinco od in lega di zinco.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

La tavola allegata è fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, ed illustra alcune soluzioni preferenziali del trovato.

Nella tavola abbiamo che:

- la fig.1 illustra un gruppo secondo il trovato; - le figg.2a e 2b illustrano due varianti degli elementi di emulsionamento;

- le figg.3a e 3b illustrano due varianti degli elementi catalizzatori.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Con riferimento alle figure abbiamo che la fig.1 illustra un gruppo 10 secondo il trovato con tre elementi catalizzatori 11.

Secondo il trovato, gli elementi catalizzatori 11 possono essere uno o più e cooperano con almeno un elemento emulsionatore 12.

Il gruppo 10 è, nel caso di specie, alloggiato nel foro 17 ricavato nell'elemento 13 che nella sua parte terminale 15 coopera con l’ugello polverizzatore (non illustrato) .

Il foro 17 è chiuso dall'elemento a tappo 16 che, nel caso di specie, si avvita con la sua parte filettata 20 nella parte filettata 21 presente nel foro 17 .

L ' elemento 13 , nel caso di specie, presenta i fori 14 di ritorno dell ' eccedenza della miscela olio combustibile - acqua.

Nel caso di fig . 1 la miscela entra dall ' elemento a tappo 16 ed esce dal foro 22 presente nell ' elemento 13 , ma potrebbe operare in senso inverso .

L ’ elemento emulsionatore 12 presenta un foro di emulsionamento 19 che può essere assiale ( fig . 1) o decentrato 19a, 19b (figg. 2a e 2b) .

Inoltre il foro di emulsionamento 19 può essere cilindrico (fig. 1) o sagomato.

Può altresì presentare delle alette 25 (fig. 2a) che possono essere diritte o ad elica.

Il foro 19 presenta un'area compresa tra 0,4 mm<2 >e 4,0 mm<2 >in relazione alla potenzialità al focolare. L'elemento catalizzatore 11 può essere a bussola con foro cilindrico 18 (fig. 1) o sagomato 18a, 18b (figg. 3a, 3b), ovvero a bussola con alette interne 24a (fig. 3a), a corpo centrale 23 con alette esterne 24b (fig. 3b).

Le alette 24a e 24b possono essere assiali o avvolte ad elica.

L'elemento catalizzatore 11 è in zinco o in lega di zinco.

Sono state ef fettuate prove comparative utilizzando lo stesso gruppo termico di potenzialità al focolare pari a 800 kW, con lo stesso tipo di olio combustibile e con bruciatore di portata massima 100 kg/h, le prove sono state di tre tipi di base e precisamente :

1) combustione dell'olio senza alcun emulsionamento nè additivazione;

2) combustione dell'olio miscelato con:

2a) il 15% di acqua

2b) il 20% di acqua

3) combustione dell'olio emulsionato con il gruppo 10 secondo il trovato:

3a) con il 15% di acqua

3b) con il 20% di acqua.

La temperatura dell’aria di combustione era in tutte le prove di 25°C.

PROVA 1

Ugelli polverizzatori di portata 5 5 GPH (60° PLP).

Pressione di polverizzazione 22 bar; temperatura olio 110°C.

Eccesso d'aria 35%.

Indice di fumosità Bacharach 6.

C02 10%

Temperatura dei gas di scarico 220°C.

Rendimento termico convenzionale 90%.

PROVA 2a

Ugelli polverizzatori di portata 6,5 6,5 GPH (60° PLP).

La portata d'acqua era di 10 l/h (corrispondente al 15% della portata d'olio).

Pressione di polverizzazione 24 bar; temperatura olio 140°C.

Eccesso d'aria 25%.

Indice di fumosità Bacharach 4.

C02 11%

Temperatura dei gas di scarico 210°C.

Rendimento termico convenzionale 91%.

Rendimento termico corretto (tenendo conto del calore di vaporizzazione dell'acqua additivata) 90%.

PROVA 2b

Ugelli polverizzatori di portata 7 7 GPH (60° PLP).

La portata d'acqua era di 131/h. (corrispondente al 20% della portata d'olio).

Eccesso d'aria 25%.

Indice di fumosità Bacharach da 2 a 3.

C02 12% .

Temperatura dei gas di scarico 200°C.

Rendimento termico convenzionale 91,5%.

Rendimento termico corretto (tenendo conto del calore di vaporizzazione dell'acqua additivata) 90%.

PROVA 3a

Gli ugelli polverizzatori erano gli stessi della prova 2a.

La portata d'acqua ritornava al 15% di quella del combustibile.

Pressione di polverizzazione 26 bar; temperatura olio 160°C.

Eccesso d'aria 20%.

Indice di fumosità Bacharach da 1 a 2.

C02 13 , 5% .

Temperatura dei gas di scarico 205°C.

Rendimento termico convenzionale 91 , 5% .

Rendimento termico corretto ( tenendo conto del calore di vaporizzazione dell'acqua additivata) 90,5%.

PROVA 3b

Gli ugelli polverizzatori erano gli stessi della prova 3a.

La portata d'acqua ritornava al 20% di quella del combustibile.

Eccesso d'aria 15%.

Indice di fumosità Bacharach 1.

C02 14%.

Temperatura dei gas di scarico 190°C.

Rendimento termico convenzionale 92,5%.

Rendimento termico corretto (tenendo conto del calore di vaporizazzione dell'acqua additivata) 91%. Da quanto sopra si possono trarre le seguenti conclusioni:

A) L'uso del gruppo di emulsionamento 10 secondo il trovato riduce sensibilmente l’emissione di particolato carbonioso, come dimostrato dalla riduzione del valore dell'indice di Bacharach da 6 a 1.

B) La miscelazione aumenta solo apparentemente il rendimento di combustione; infatti, se si tiene conto dell'energia spesa per la vaporizzazione dell'acqua resta lo stesso valore caratteristico di una combustione di olio non miscelato.

C) La quantità d'acqua ottimale nel caso di miscelazione si aggira attorno al 15%; una quantità maggiore sembra peggiorare il numero caratteristico della fumosità ed il miglioramento del valore del rendimento è solo apparente.

D) Il gruppo di emulsionamento 10 secondo il trovato attua un'emulsionamento che comporta i seguenti miglioramenti:

1. riduzione del particolato carbonioso a valori estremamente bassi (simili a quelli della combustione del gasolio);

2. aumento reale del rendimento di combustione (e non solo apparente) di almeno un punto percentuale;

3. stabilizzazione della fiamma anche in presenza di asfalteni;

4. riduzione dell'eccesso d’aria con abbattimento di ossidi di azoto inquinanti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Gruppo di emulsionamento per bruciatori ad olio combustibile miscelato con acqua, posto nella linea di adduzione all'ugello polverizzatore, caratterizzato dal fatto che presenta almeno un elemento emulsionatore (12) ed almeno un elemento catalizzatore (11). 2 - Gruppo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento emulsionatore (12) presenta un foro di emulsionamento (19), con sezione compresa tra 0,4 mm<2 >e 4,0 min<2>. 3 - Gruppo come alle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il foro di emulsionamento (19) è assiale. 4 - Gruppo come alle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il foro di emulsionamento (19) è disassato. 5 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 4, caratterizzato dal fatto che il foro di emulsionamento (19) è liscio. 6 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 4, caratterizzato dal fatto che il foro di emulsionamento (19) presenta delle alette (25). 7 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal £atto che l'elemento catalizzatore (11) presenta un foro (18). 8 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 7, caratterizzato dal fatto che il foro (18) è cilindrico. 9 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 7, caratterizzato dal fatto che il foro (18) è sagomato. 10 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il foro (18) presenta delle alette (24a). 11 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 6, caratterizzato dal fatto che l'elemento catalizzatore (11) presenta un elemento centrale (23) con alette (24b) sostanzialmente radiali. 12 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 11, caratterizzato dal fatto che le alette (25, 24a e 24b) sono assiali. 13 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti fino a 11, caratterizzato dal fatto che le alette (25, 24a e 24b) sono ad elica. 14 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’elemento catalizzatore (11) e conformato quale elemento spugnoso. 15 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'elemento catalizzatore (11) è in zinco o lega di zinco. 16 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che a monte del gruppo (10) è presente una sorgente di flusso magnetico. 17 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno parte dell'elemento catalizzatore (11) coopera con una sorgente di flusso magnetico. 18 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno parte dell'elemento emulsionatore (12) è associato ad una sorgente di flusso magnetico. 19 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alla descrizione. 20 - Gruppo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che adotta i contenuti di cui alle figure.