PL187189B1 - Sposób wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa i palnik do wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania palnej mieszan- ki z cieklego paliwa, w którym ciekle paliwo w fazie nagrzewania, przy zamknietym zaworze paliwowym poddaje sie cisnieniu za pomoca pompy, ciekle paliwo bedace pod cisnieniem nagrzewa sie, a nastepnie po fazie nagrzewania otwiera sie zawór paliwowy i ciekle paliwo znajdujace sie pod cisnieniem i nagrzane pod- daje sie rozpyleniu i odparowuje przez dysze, po czym wstepnie odparowane paliwo miesza sie z powietrzem doprowadzanym do spalania, przy czym co najmniej czesc odparowanego paliwa kondensuje sie tak, ze powstaje kolo- idalnie rozproszona i/lub czasteczkowo rozpro- szona mieszanka paliwo-powietrze, znam ienny tym, ze zamyka sie zawór paliwowy (201, 211) do chwili zakonczenia procesu spalania i przy zamknietym zaworze paliwowym (201, 211) schladza sie, znajdujace sie pod cisnieniem i na- grzane ciekle paliwo w przewodzie powrotnym. F ig . 1 PL PL PL

Description

Przedmiot wynalazku dotyczy sposobu wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa, z wstępnym odparowaniem i mieszaniem oraz palnika do wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa, przystosowanego do wstępnego odparowania i mieszania.

Znany jest sposób spalania oleju opałowego EL w gospodarstwie domowym, przy niskim zużyciu (HuK) w palnikach z rozpylaniem ciśnieniowym do ogrzewania lub w technicznych procesach termicznych. Ciekły olej opałowy EL przemienia się pod wysokim ciśnieniem (500 do 2000 kPA) w mgłę kropelkową wskutek oddziaływania dyszy rozpylającej, przy równoczesnym mieszaniu z doprowadzanym powietrzem do spalania. Znany jest także sposób, zgodnie z którym olej opałowy EL rozpyla się za pomocą sprężonego powietrza. Znane są także konstrukcje palników odparowujących, w których ciekłe paliwo odparowuje na powierzchni nagrzanego ciała, które jest opływane powietrzem pobieranym do spalania.

Ponieważ w konwencjonalnych palnikach olejowych ciekły olej opałowy EL przemienia się pod wysokim ciśnieniem za pośrednictwem dyszy rozpylającej w mgłę kropelkową, równocześnie mieszając się z powietrzem do spalania, to procesy takie jak rozpylanie, mieszanie, odparowanie i zgazowanie paliwa oraz spalanie zgazowanego paliwa przebiegają w sposób dezorganizowany obok siebie i podlegają wzajemnemu oddziaływaniu. Poszczególne krople oleju opałowego znajdują się w otoczce płomieniowej. Wysokie temperatury w pobliżu kropli

187 189 wyzwalają wobec panującego równocześnie niedostatku powietrza procesy krakingu, w trakcie których tworzy się sadza.

Współczesne palniki z niebieskim płomieniem zapobiegają powstawaniu sadzy, odparowując paliwo w rdzeniu płomienia przed spaleniem. Wydzielające się ze strefy płomienia gorące gazy spalinowe odparowują przy tym mgłę olejową wydostającą się z dyszy wirowej. Woda zawarta w wydzielającym się gazie spalinowym zapobiega tworzeniu się długołańcuchowych węglowodorów, dających się spalić tylko z powstawaniem sadzy. Metoda recyrkulacji spalin obniża oprócz emisji sadzy również emisje tlenku azotu. Dla wtłoczenia wystarczająco dużej ilości gorącego gazu spalinowego do rdzenia płomienia, konieczne jest odpowiednio silne działanie indukcyjne strumienia paliwo-powietrze w trakcie przygotowania mieszanki. W indukowanym strumieniu masowym następuje zakłócanie zarówno zmiennej prędkości wypływającego strumienia mieszanki jak również zmienia się przekrój poprzeczny strumienia swobodnego. Obydwa parametry mogą się zmieniać tylko w określonych granicach. Duża prędkość wylotowa prowadzi do dużych szumów przepływu, dużej mocy dmuchawy i większych wymiarów palnika. Powiększenie wylotowego przekroju poprzecznego, związane ze zmniejszeniem prędkości prowadzi do tego, że już w obszarze odparowania powstają warunki do zapłonu i nie następuje zamierzone, oddzielone od reakcji spalania odparowanie paliwa. Oprócz tego zmniejsza się wymiana pędu między paliwem i powietrzem do spalania, co także wpływa negatywnie na mieszankę. Duża prędkość wylotowa w generatorze ruchu wirowego zapobiega oprócz tego powstawaniu płomienia w obszarze bliskim urządzenia mieszającego i prowadzi tym samym do zmniejszonego obciążenia termicznego tych części konstrukcyjnych. Jak stąd wynika, w znanych procesach przygotowania mieszanki dla palników oleju opałowego, zmniejszenie emisji substancji szkodliwych zawsze wiąże się ze zwiększeniem prędkości powietrza do spalania i tym samym prowadzi do zwiększonej emisji hałasu i podwyższenie wymaganej mocy dmuchawy:

W konwencjonalnych dyszach z rozpylaczem ciśnieniowym oleju opałowego w systemie palnikowym o mocy paleniskowej 15 kW zmniejszenie natężenia przepływu oleju opałowego nie jest możliwe. Ze względu na niezawodność nie można także dalej zmniejszać przekroju poprzecznego dyszy w celu redukowania natężenia przepływu. Nie daje się również dowolnie zmniejszać ciśnienia pompowania, z uwagi na niepożądane pogarszanie jakości rozpylania.

Konwencjonalne palniki oleju opałowego pracują w systemie heterogenicznym, tzn. faza dyspersyjna oleju opałowego EL i środek dyspersyjny - powietrze występują obok siebie jako dyskretne fazy i są oddzielone granicą fazową. Rozkład paliwa o dużych cząstkach fazy rozproszonej, powstający w wyniku rozpylania, nie umożliwia wymieszania paliwa bez uprzedniego odparowania przed płomieniem, bowiem poszczególne kropelki paliwa sedymentują pod wpływem siły ciężkości i wytrącają się na ściankach komory mieszania. Z tego względu nie można stosować konstrukcji palnika z wstępnym mieszaniem powierzchniowego spalania, stosowanej przy spalaniu gazu. W nowoczesnych konstrukcjach palników gazowych zmniejszenie emisji tlenku azotu rozwiązują najefektywniej systemy palników wstępnie mieszających. W opisie patentowym DE-C2-24 56 526 opisane jest urządzenie do zgazowania oleju opałowego i nafty, a w DE-OS 14 01 756 urządzenie do podgrzewania oleju opałowego, z nagrzewaniem paliwa przed rozpyleniem Z opisu patentowego US 4013396 są znane sposób i urządzenie do odparowania paliwa. Znany z tego opisu sposób wytwarzania mieszanki palnej z ciekłego paliwa odbywa się poprzez poddawanie ciekłego paliwa w fazie nagrzewania ciśnieniu, przy zamkniętym zaworze paliwowym. Następnie paliwo nagrzewa się, po czym otwiera się zawór paliwowy i ciekłe paliwo podgrzane i pod ciśnieniem rozpyla się i odparowuje przez dyszę, a następnie miesza się je z powietrzem doprowadzanym do spalania. Co najmniej część odparowanego paliwa kondensuje się tak, że powstaje koloidalnie rozproszona i/lub cząsteczkowo rozproszona mieszanka paliwo-powietrze. Znany z tego opisu patentowego palnik do wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa, ma co najmniej jeden podgrzewacz paliwa do nagrzewania ciekłego paliwa przed spaleniem, posiada urządzenie do zwiększania ciśnienia w paliwie, dyszę do rozpylania i do mieszania paliwa z powietrzem doprowadzanym do spalania, najmniej co najmniej część paliwa odparowanego poprzez jego konden6

18*7189 sację tworzy koloidalnie i/lub cząsteczkowo rozproszoną mieszankę paliwo-powietrze. Jakkolwiek w znanych urządzeniach nagrzewanie paliwa prowadzi do lepszego i drobniejszego rozpylania, to jednak powstają problemy związane z tworzeniem się osadów zawierających produkty krakingu, obrastaniem przewodów itd.

Celem wynalazku było wyeliminowanie problemów, które występują w rozwiązaniach znanych z opisanego powyżej, uprzedniego stanu techniki.

Zrealizowany według wynalazku sposób wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa, zgodnie z którym ciekłe paliwo w fazie nagrzewania, przy zamkniętym zaworze paliwowym poddaje się ciśnieniu za pomocą pompy, ciekłe paliwo będące pod ciśnieniem nagrzewa się, a następnie po fazie nagrzewania otwiera się zawór paliwowy i ciekłe paliwo znajdujące się pod ciśnieniem i nagrzane poddaje się rozpyleniu i odparowuje przez dyszę, po czym wstępnie odparowane paliwo miesza się z powietrzem doprowadzanym do spalania, przy czym co najmniej część odparowanego paliwa kondensuje się tak, że powstaje koloidalnie rozproszona i/lub cząsteczkowo rozproszona mieszanka paliwo-powietrze, charakteryzuje się zgodnie z wynalazkiem tym, że do chwili zakończenia procesu spalania zamyka się zawór paliwowy i przy zamkniętym zaworze paliwowym, znajdujące się pod ciśnieniem i nagrzane ciekłe paliwo schładza się w przewodzie powrotnym.

W korzystnym wykonaniu, przed zamknięciem zaworu paliwowego, nagrzewa się powietrze, doprowadzane do spalania przed etapem mieszania. W zależności od stosowanego paliwa ustala się zwykle temperaturę wstępnego nagrzania paliwa taką, przy której odparowuje się paliwo w warunkach atmosferycznych. W zasadzie, ogrzane paliwo przy spadku ciśnienia na wylocie dyszy prawie całkowicie odparowuje się, podczas mieszania z wstępnie nagrzanym do tej samej temperatury powietrzem, doprowadzanym do spalania. Przeważnie, przy spadku ciśnienia na wylocie dyszy i mieszania się z powietrzem doprowadzanym do spalania, najlepiej wstępnie nagrzanym, część paliwa po spadku ciśnienia na wylocie dyszy tworzy z powietrzem doprowadzonym do spalania, system rozproszony koloidalnie, a druga część paliwa tworzy system rozproszony cząsteczkowo.

W kolejnym wariancie, przy obniżeniu ciśnienia powrotnego i/lub podwyższeniu ciśnienia dolotowego i po osiągnięciu wymaganej temperatury paliwa, odsłania się otwór dyszy poprzez sterowanie za pomocą zespołu regulacji paliwa, zaworem iglicowym w dyszy powrotnej i wytwarza się mieszankę.

Korzystnie jest, gdy otwiera się zawór paliwowy przy określonej różnicy ciśnień między ciśnieniem w przewodzie doprowadzającym i ciśnieniem w przewodzie powrotnym i/lub przy określonej temperaturze paliwa, znajdującego się w przestrzeni wewnętrznej zaworu. Przez otwarcie zaworu paliwowego oddzialywuje się indukcyjnie, chemicznie, powietrzem doprowadzonym do spalania, przez co bezpośrednio pobudza się palnik do działania, z pominięciem dmuchawy.

Najlepiej, gdy podnosi się ciśnienie powrotne i/lub obniża się ciśnienie dolotowe do poziomu ciśnienia powrotnego, poprzez wyłączenie podawania paliwa do strefy reakcyjnej, z uwzględnieniem zależności od zastosowanego urządzenia regulacji paliwa. Zawór paliwowy otwiera się przy określonej różnicy ciśnień między ciśnieniem wewnętrznym zaworu i ciśnieniem atmosferycznym.

Dla uzyskania najlepszych efektów, podgrzewacz paliwa lub urządzenie grzewcze utworzone, w korzystnym wykonaniu przez co najmniej jeden elektryczny pręt grzejny, albo wkład grzejny, wyłącza się tuż po uruchomieniu spalania.

Zgodny z wynalazkiem palnik do wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa ze wstępnym odparowaniem i mieszaniem, który posiada co najmniej jeden podgrzewacz paliwa do nagrzewania ciekłego paliwa, urządzenie przeznaczone do zwiększenia ciśnienia w paliwie, dyszę do rozpylania paliwa i do mieszania paliwa z powietrzem doprowadzanym do spalania, przy czym co najmniej część odparowanego paliwa w wyniku kondensacji stanowi koloidalnie rozproszoną i/lub cząsteczkowe rozproszoną mieszankę paliwo-powietrze, charakteryzuje się według wynalazku tym, że palnik posiada zespół przygotowania paliwa do utrzymywania ciekłego paliwa pod ciśnieniem zwiększonym wobec ciśnienia atmosferycznego podczas fazy nagrzewania przed spalaniem jak również pod187 189 czas fazy schładzania po spalaniu, oraz do odcinania dostępu powietrza, z zaworem paliwowym do odcinania paliwa i do utrzymywania ciekłego paliwa pod ciśnieniem w fazach: nagrzewania, podczas spalania, jak również w fazie schładzania.

Korzystnie jest, gdy dyszę do rozpylania ogrzanego paliwa stanowi dysza wirowa, utworzona przez dyszę powrotną z zaworem iglicowym, który stanowi jej integralną część. Zawór iglicowy dyszy wirowej, przy określonej nastawialnej różnicy ciśnień między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym w dyszy powrotnej otwiera otwór tej dyszy.

W korzystnym wykonaniu, palnik według wynalazku może mieć także przelotowy palnik dopalający, usytuowany w strefie reakcyjnej palnika, do spalenia paliwa rozproszonego w powietrzu doprowadzanym do spalania.

Zaleca się, aby przy strefie reakcyjnej palnika był umieszczony podgrzewacz paliwa, korzystnie zasilany elektrycznie, do wywoływania zapłonu mieszanki paliwo-powietrze przy ogrzaniu tego podgrzewacza paliwa do żądanej temperatury powierzchniowej.

W zalecanym wariancie wykonania palnik ma co najmniej jeden, albo dwa podgrzewacze paliwa do przygotowania paliwa oraz ma dyszę powrotną z integralnie w niej wbudowanym zaworem iglicowym.

Ponadto palnik może mieć urządzenie do zwiększania ciśnienia paliwa w postaci zespołu regulacji paliwa do zmiany różnicy ciśnień między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym w trakcie cyklu roboczego palnika (rozruch palnika, praca palnika, wyłączenie palnika), sterujący pracą palnika, (bezstopniowo, w sposób stopniowany lub pulsacyjnie), w zależności od wymaganego sposobu regulacji paliwa.

Zaleca się, aby w ustalonych okresach cyklu roboczego palnika przewody prowadzące paliwo szczelnie zamykał zintegrowany z dyszą powrotną zawór iglicowy oraz zawory odcinające.

W korzystnym wykonaniu, mieszanka paliwo-powietrze pozostaje w stanie rozproszenia koloidalnego i/lub rozproszenia cząsteczkowego.

Najlepiej, jeśli palnik ma w zaworze paliwowym popychacz zaworowy, zamknięty w fazie rozruchu palnika i w fazie wyłączania z siłą większą od przeciwnie skierowanej siły, wywieranej na niego przy różnicy między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym.

Palnik może posiadać pompę obiegową do przepompowania paliwa do zespołu przygotowania paliwa w fazie rozruchu palnika, przy niewielkiej różnicy ciśnień między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym i przy zamkniętym zaworze paliwowym. Palnik może także mieć wymiennik ciepła do wstępnego nagrzewania powietrza doprowadzanego do spalania, pobierający ciepło z paliwa tłoczonego z powrotem do pompy paliwowej.

Dla uzyskania efektywnego działania palnika w przewodzie doprowadzającym paliwo może znajdować się kompensator ciśnienia, np. mieszek falisty, najlepiej metalowy mieszek falisty.

Zawór paliwowy może stanowić dysza sympleksowa z tłoczkiem zamykającym, utworzonym jako popychacz zaworowy.

Zawór paliwowy może także posiadać dodatkowy otwór powrotny, który jest, korzystnie, połączony z przewodem powrotnym, przy czym w przewodzie powrotnym, w korzystnym wykonaniu jest usytuowany nastawny element oporu przepływu, zwłaszcza zawór odcinający.

Zespół przygotowania paliwa, w korzystnym wykonaniu, posiada sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający, który jest umieszczony zarówno w przewodzie dolotowym, jak i w przewodzie powrotnym, a także sterowany elektromagnetycznie zawór regulacji ciśnienia.

Palnik może mieć co najmniej jeden zawór regulacji ciśnienia do nastawiania ciśnienia powrotnego, sterowany, korzystnie mechanicznie lub elektromechanicznie. Natomiast zawór paliwowy może być połączony z atmosferą bezpośrednio w obszarze za popychaczem zaworowym.

Urządzenie grzewcze może w korzystnym wykonaniu znajdować się w i/lub na zaworze paliwowym.

Jednym z podgrzewaczy paliwa może być elektryczny element grzejny palnika, w styku ze strefą grzania, który może być, korzystnie, wykonany w postaci pręta grzejnego lub spirali grzejnej i pozostaje, korzystnie, w styku segmentowym z obszarem przewodzącym mieszankę paliwo-powietrze, przy czym w kierunku ku zespołowi przygotowania mieszanki znajduje się strefa zabezpieczenia przed cofnięciem się płomienia.

187 189

Korzystnie jest, kiedy przewód powrotny palnika znajduje się w obszarze przewodu, przez który doprowadza się powietrze do spalania.

Palnik, w korzystnym wykonaniu, posiada przewód doprowadzania paliwa, strefę mieszania, w której paliwo miesza się z powietrzem do spalania, oraz zawór paliwowy, połączony z przewodem doprowadzania paliwa i wyprowadzony do strefy w komorze mieszania, przy czym przewód doprowadzania paliwa ma strefę grzania, w której doprowadzane paliwo nagrzewa się od obudowy zaworu paliwowego.

Tak utworzona strefa grzania znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie obudowy zaworu paliwowego, przy czym jest od niego odsunięta i, korzystnie, jest bezpośrednio połączona z obudową zaworu paliwowego, zwłaszcza w postaci kanału pierścieniowego lub zwoju rurowego.

Korzyści ze stosowania przedmiotowego wynalazku polegają także na tym, że palnik nie zawiera dodatkowego organu odcinającego, a przyrost ciśnienia w układzie hydraulicznym jest sprzężony z początkiem wtrysku paliwa. Nagrzanie paliwa w wymienniku ciepła bez potrzeby wtryskiwania możliwe jest tylko w stanie bezciśnieniowym. Także schłodzenie paliwa, które znajduje się w tym wymienniku ciepła bez potrzeby wtryskiwania możliwe jest tylko w stanie bezciśnieniowym. Ze względu jednak na to, że faza nagrzewania wymaga określonego czasu i wtryskiwanie może nastąpić dopiero wówczas, gdy paliwo osiągnie zadaną temperaturę, zatem nagrzewanie paliwa musi następować bezciśnieniowo. Dotyczy to również schładzania paliwa po zakończeniu spalania.

Korzyści, uzyskane dzięki metodzie wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa zgodnej z wynalazkiem są rezultatem tego, że w zależności od stopnia wstępnego nagrzania powietrza, po rozpyleniu paliwa jego rozkład ustala się i odpowiada stanowi rozproszenia koloidalnego lub cząsteczkowego, przy czym można także uzyskiwać jednocześnie obydwa rodzaje rozkładu. Ze względu na stabilność koloidalnie rozproszonego rozkładu paliwa można mieszać substraty reakcji już przed płomieniem, nie powodując opadania kropelek paliwa na ścianki komory mieszania. W rezultacie, możliwe jest uzyskiwanie całkowitego przestrzennego oddzielenia mieszania substratów reakcji od reakcji spalania, a nie jak w konwencjonalnych palnikach oleju opałowego ze zredukowaną emisją (tak zwanych palnikach z niebieskim płomieniem) tylko wewnątrz bardzo małej, poprzedzającej płomień strefy zgazowania, która w wyniku recyrkulacji gazów spalinowych znajduje się w stanie bezpośredniej konwekcyjnej wymiany ciepła z płomieniem. Dzięki temu, że mieszanie paliwa i powietrza do spalania nie jest ograniczone do strefy zgazowania poprzedzającej płomień, konstrukcje palników ze wstępnym mieszaniem znane z techniki palników gazowych, które umożliwiają intensywne mieszanie substratów reakcji, można stosować również do paliw ciekłych. Tym samym, znane zalety palników gazowych można z powodzeniem wykorzystać również do paliw ciekłych.

Przy stosowaniu przedmiotowego systemu spalania powierzchniowego uzyskuje się niskie emisje substancji szkodliwych (sadza, tlenek azotu, tlenek węgla), występuje niski poziom hałasu, dmuchawa nie wymaga dużych mocy, można całkowicie wyeliminować dmuchawę powietrza do spalania (tworzenie mieszanki z powietrzem atmosferycznym), konstrukcja generatorów ciepła jest zwarta, dzięki bezpośredniemu powiązaniu strony obiegu gorącego, wymiennika ciepła z przestrzennie dokładnie ustaloną strefą reakcyjną.

W rezultacie wynalazek umożliwia bardziej ekonomiczne spalanie paliwa ciekłego, to jest mniejsze jednostkowe jego zużycie oraz znacznie bardziej ekologiczną pracę całego układu, przy redukcji zanieczyszczeń i hałasu. Zwarta konstrukcja samego palnika ułatwia jego wytwarzanie i obniża nakłady przy produkcji w skali przemysłowej, korzystnie dla producentów i nabywców.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładach jego wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu palnika do wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa ze wstępnym odparowaniem i mieszaniem, fig. 2 przedstawia schemat regulacji doprowadzenia paliwa, fig. 3 przedstawia zawór paliwowy z tłoczkiem zamykającym, fig. 4 przedstawia zawór paliwowy z tłoczkiem zamykającym wykonany z wykorzystaniem zasady działania dyszy sympleksowej, fig. 5 przedstawia przekrój wzdłużny palnika według wynalazku, w którym element wymiennika ciepła znajduje się wewnątrz korpusu palnika, fig. 6 przedstawia przekrój wzdłużny palnika według wynalazku, w którym element wymiennika

187 189 ciepła styka się bezpośrednio z korpusem palnika, fig. 6a przedstawia przekrój poprzeczny z fig. 6, a fig. 7 przedstawia przekrój wzdłużny palnika według wynalazku, w którym na element wymiennika nawinięty jest zwór rurowy.

Na fig. 1 przedstawiono schematycznie przewody paliwowe 113, elementy przewodzenia powietrza 114, elementy przewodzenia mieszanki paliwo-powietrze 115, elementy przewodzenia spalin 116 i przewody wodne 117 obiegu grzewczego 144. Palnik, pokazany na fig. 1, składa się z zespołu przygotowania powietrza 118, zespołu przygotowania paliwa 119, zespołu regulacji powietrza 121, zespołu regulacji paliwa 122, strefy komory mieszania 123 i strefy reakcyjnej 124.

Zespół przygotowania powietrza 118 składa się z wymiennika ciepła do wstępnego nagrzewania powietrza 125, pobierającego ciepło od powracającego paliwa z przewodu powrotnego 126 i oddającego ciepło powietrzu 127 doprowadzonemu do spalania.

Zespół przygotowania paliwa 119 składa się z elektrycznie ogrzewanego podgrzewacza paliwa 128; pierwszego wymiennika ciepła 125 wstępnie nagrzewającego powietrze usytuowanego w przewodzie powrotnym 126, który przyłączony jest do zespołu przygotowania powietrza 118; drugiego wymiennika ciepła 129, przenoszącego część ciepła uwalnianą podczas reakcji spalania do zespołu przygotowania paliwa 119, oraz dyszy powrotnej 130 z integralnie w niej usytuowanym zaworem iglicowym.

Zespół regulacji powietrza 121 składa się z wentylatora 131 oraz dławika powietrza 132, sterowanego elektromechanicznie lub mechanicznie, dla umożliwienia automatycznego dostosowania wielkości wymaganego strumienia masowego powietrza do aktualnego zapotrzebowania powietrza pobieranego do palenia.

Podczas rozruchu palnika układ sterowania palnika włącza silnik palnika, połączony z pompą oleju opałowego 62 (patrz fig. 2) i wentylatorem 131. Początkowo zawory odcinające 53, 54 i 55 usytuowane w przewodach są zamknięte. Potem w przewodzie dolotowym 56 otwiera się elektromagnetycznie sterowany dolotowy zawór odcinający 53, a w gałęzi bocznej 51 przewodu powrotnego 57 otwiera się elektromagnetycznie sterowany boczny zawór odcinający 55. Równocześnie układ sterowanie palnika włącza w podgrzewaczu paliwa 128 elektrycznie zasilany element grzejny 133. W trakcie przebiegu tej fazy pracy pompa oleju opałowego 62 tłoczy paliwo przez zespół przygotowania paliwa 119 i pierwszy wymiennik ciepła 125 przyłączony do zespołu przygotowania powietrza 118. Zawór iglicowy w dyszy powrotnej 130 pozostaje zamknięty ze względu na niewielką różnicę ciśnień między punktem pomiarowym ciśnienia dolotowego 33 i punktem pomiarowym ciśnienia powrotnego 134. Różnica tych ciśnień może być nastawiana zmiennie na mechanicznie nastawialnych zaworach regulacji ciśnienia 60 i 59. W układzie tym minimalne ciśnienie odpowiada wartości ciśnienia ustalonej w punkcie pomiarowym ciśnienia powrotnego 134. Wewnątrz wszystkich części konstrukcyjnych, przez które przepływa nagrzane paliwo, istnieje zatem nadciśnienie wobec ciśnienia atmosferycznego. Uzyskuje się wtedy pewność, że podczas nagrzewania paliwa nie odparowują niskowrzące części składowe paliwa, a pozostające wysokowrzące części składowe paliwa nie tworzą osadów w układzie cieczowym. Ponadto przepompowanie paliwa zapobiega przedwczesnemu wydostawaniu się z dyszy powrotnej 130 niewystarczająco wstępnie nagrzanego paliwa.

W następstwie otwarcia elektromechanicznie sterowanego powrotnego zaworu odcinającego 54 po osiągnięciu wymaganej temperatury oleju opałowego spada ciśnienie powrotne w komorze wirowej dyszy powrotnej 130 i zawór iglicowy otwiera otwór w tej dyszy. Na skutek tego paliwo rozpyla się w komorze mieszania 123 i tworzy z powietrzem doprowadzonym do spalania 127 palną mieszankę, która spala się w strefie reakcyjnej 124. Do zapłonu mieszanki wykorzystuje się albo konwencjonalny wysokonapięciowy system zapłonu, albo elektrycznie nagrzewany element zapłonów.

Inna możliwość polega na wykorzystaniu do samozapłonu mieszanki wysokiej temperatury powierzchniowej elektrycznie ogrzewanego podgrzewacza paliwa 128.

Dysza powrotna 130 jest wykonana jako dysza wirowa, tak jak w konwencjonalnym palniku z rozpylaniem ciśnieniowym. Wraz z rosnącą temperaturą paliwa spada natężenie przepływu. Zastosowanie dyszy powrotnej 130 ma oprócz tego tę zaletę, że stosunek powraca10

187 189 jącej ilości paliwa i rozpylonej ilości paliwa przy stałym ciśnieniu dolotowym można zmieniać w dużym zakresie regulacji 1:10 przez dławienie ciśnienia powrotnego.

Wstępne nagrzanie paliwa i zastosowanie dyszy powrotnej pozwala na wykonanie dyszy o znacznie większym przekroju poprzecznym przy takim samym natężeniu przepływu, niż jest to dopuszczalne w konwencjonalnych palnikach z rozpylaniem ciśnieniowym. Skłonność do zatkania otworu dyszy jest tu więc niewielka a niezawodność eksploatacyjna systemu jest znacznie większa.

Nagrzane, poddawane ciśnieniu paliwo ulega w tym systemie rozpyleniu wewnątrz ośrodka rozpraszającego, którym jest powietrze. Część odparowanych cząsteczek kondensuje tworząc system o rozproszeniu koloidalnym, pozostała część zostaje utrzymana jako stabilny gaz i tworzy jak w palniku gazowym jednorodny system mieszania. Udział koloidalnie rozproszonych kropelek oleju opałowego i jednorodnie wymieszanych cząsteczek, zależy od reakcji chemicznych wpływających na temperaturę i ciśnienie (np. reakcje krakingu dla paliwa olej opałowy EL), a przez to wpływających na skład paliwa i stopień wstępnego nagrzania powietrza.

Paliwo rozdzielone w takim systemie w sposób rozproszony koloidalnie jest wprawdzie agregowane do na tyle rozciągniętych kropelek, na ile są one ograniczone przez granicę fazową wobec ośrodka rozpraszającego, to jest powietrza, ale z drugiej strony, cząstki są tak małe, że odpowiadają co do swoich własności znacznie bardziej rozpuszczonym cząsteczkom.

Wynikają z tego korzyści w stosunku do dyspersji oleju opałowego przy rozpylaniu ciśnieniowym w konwencjonalnych systemach rozpylania, takie jak rozprzestrzenianie się w powietrzu doprowadzanym do spalania kropelek oleju opałowego aż do stanu w którym ich stężenie we wszystkich miejscach układu osiągnie jednakową wartość wskutek ruchów Browna wykonywanych przez kropelki oleju opałowego, rozproszone koloidalnie, doskonała stabilność paliwa o rozproszeniu koloidalnym, tworzenie przez frakcję gazową paliwa bezpośrednio po zmieszaniu, palnej mieszanki z powietrzem do spalania na skutek transportu cząsteczkowego. Dla frakcji paliwa o rozkładzie koloidalnie rozproszonym obowiązują zasady spalania rozpylanego, jak dla konwencjonalnych palników z rozpylaniem mechanicznym.

Przyspieszone nagrzewanie i odparowanie kropel na skutek małych średnic kropel i uprzywilejowane czasowo spalanie oraz związane z tym zwiększenie temperatury frakcji paliwa znajdującej się już w fazie gazowej, pozwala na twierdzenie iż uzyskuje się pseudojednorodny system spalania, pomimo frakcji paliwa utrzymującej się w fazie ciekłej.

W fazie pracy palnika elektryczny element grzejny 133 jest wyłączony. Energia potrzebna do nagrzania paliwa pobierana jest ze strefy reakcyjnej 124. Wymiennik ciepła pozostający w strefie reakcyjnej 129 i podgrzewacz paliwa 128 można wykonać jako jeden zespół konstrukcyjny.

W celu wyłączenia palnika układ sterowania palnikiem zamyka najpierw powrotny zawór odcinający 54 w przewodzie powrotnym 57 i boczny zawór odcinający 55 w gałęzi bocznej 58 przewodu powrotnego 57. W wyniku tego zmniejsza się różnica ciśnień między ciśnieniem dolotowym i powrotnym w punktach pomiarowych tych ciśnień: punkcie pomiarowym ciśnienia dolotowego 33 oraz w punkcie pomiarowym ciśnienia powrotnego 134 i zamyka się zawór iglicowy w dyszy powrotnej 130. Powoduje to przerwanie reakcji spalania. Wysokie ciśnienie w zespole przygotowania paliwa 119 zapobiega odparowaniu gorącego jeszcze paliwa po wyłączeniu palnika. W końcu tego etapu sterowanie palnika zamyka elektromechanicznie sterowany dolotowy zawór odcinający 53 w przewodzie dolotowym 56 i wyłącza silnik palnika.

Na figurze 3 przedstawiono pierwszy przykład wykonania samego zaworu paliwowego 201. Zawór paliwowy 201 posiada obudowę 202 z gniazdem dyszy zaworu 203, do którego dochodzi poprzez otwór 204 przewód doprowadzający (nie pokazany na rysunku). Zawór paliwowy 201 może także być wyposażony (opcjonalnie) w dodatkowy otwór 205, który również dochodzi do gniazda dyszy zaworu 203. Do tego dodatkowego otworu 205 można przyłączyć przewód powrotny (nie pokazany), co pozwala na ulokowanie zaworu paliwowego 201 zarówno w czystym układzie dolotowym, jak również w układzie powrotnym. W przypadku umieszczenia go w układzie dolotowym, dodatkowy otwór 205 zamyka się korkiem zaślepiającym.

187 189

W gniazdo dyszy zaworu 203 wkręcona jest dysza zaworu 206, w której osadzony jest popychacz zaworowy 207. Popychacz zaworowy 207 utrzymuje w pozycji zamknięcia sprężyna zamykająca 208. Jeśli ciśnienie w gnieździe dyszy zaworu 203 zwiększy się powyżej określonej wartości, wówczas dysza zaworu 206 otwiera się samoczynnie, wypychając popychacz zaworowy 207.

Jak to uwidoczniono na fig. 3, w odnośnych otworach lub wgłębieniach obudowy 202 osadzone są wkłady grzejne 209. Jeśli obudowa 202 będzie się ogrzewać przy pomocy zasilanych elektrycznie wkładów grzejnych 209, wówczas znajdujące się w gnieździe dyszy zaworu 203 paliwo także ulegnie nagrzaniu. Gniazdo dyszy zaworu 203 stanowi zatem także komorę wstępnego nagrzewania 210. Paliwo wydostające się z dyszy zaworu 206 jest więc już wstępnie nagrzane, dzięki czemu uzyskuje się wyżej opisane korzyści.

Pokazane na fig. 4 drugie przykładowe wykonanie odmiany zaworu paliwowego 211, posiada nieznacznie zmienioną budowę. Komora wstępnego nagrzewania 210 dochodzi do dyszy sympleksowej (zawirowującej) 212, zamykanej popychaczem zaworowym 213. Również w tym wariancie wykonania talerzyk zaworowy 214 unoszony jest z otworu dyszy sympleksowej 212, kiedy paliwo w komorze wstępnego nagrzewania 210 osiągnie określone ciśnienia. Ze względu na to, że właściwości rozwiązania dyszy sympleksowej są znane, to znaczy zachodzi w niej odwrotnie proporcjonalna zależność między natężeniem przepływu i temperaturą paliwa, nie będą więc przedmiotem bliższego objaśnienia. Należy podkreślić, że podparcie 215 popychacza zaworowego 213 przedstawiono na fig. 4 jedynie przykładowo. Możliwe jest bowiem zastosowanie również innych rozwiązań konstrukcyjnych tych elementów, które także wchodzą w zakres przedmiotowego wynalazku.

Istotne jest jednak to, aby zawory paliwowe 201 i 211,w pierwszym i drugim wykonaniu, zostały wyposażone w urządzenie grzewcze 216 utworzone przez jeden z wkładów grzejnych 209, przy czym w przykładach wykonania wkłady grzejne 209 osadzone są w odpowiadających im otworach. Możliwe jest i takie rozwiązanie, w którym urządzenie grzewcze 216 nadbudowuje się z zamknięciem kształtowym na zaworach paliwowych czy to w pierwszym opisanym wykonaniu zaworu paliwowego 201, czy według drugiego wykonania zaworu paliwowego 211. Wkłady grzejne 209 nagrzewają obudowę 202 w każdym z tych dwu wykonań zaworu paliwowego 201 lub 211 i za pośrednictwem tej obudowy 202 nagrzewają paliwo znajdujące się w komorze wstępnego nagrzewania 210. Po osiągnięciu określonej temperatury lub po osiągnięciu określonej wartości ciśnienia paliwa w komorze wstępnego nagrzewania 210 popychacz zaworowy 207 względnie popychacz zaworowy dyszy sympleksowej 213 unosi się i paliwo może się wydostawać z każdego z wykonań zaworu paliwowego 201 albo 211. Nagrzane paliwo wydostaje się pod ciśnieniem, rozpyla się przy rozprężeniu i może optymalnie mieszać się z ewentualnie wstępnie nagrzanym powietrzem do spalania.

Pokazany na fig. 5 palnik 301, posiada opisaną dalej konstrukcję. Wewnątrz osiowo-symetrycznego korpusu palnika 302 znajduje się element wymiennika ciepła 303 do wstępnego nagrzewania paliwa. Paliwo doprowadzane jest przewodem doprowadzania paliwa 304 do elementu wymiennika ciepła 303 i dociera do kanału pierścieniowego 305, utworzonego przez dwie współosiowe tuleje 306 i 307. Do kanału pierścieniowego 305 paliwo dopływa przewodem dopływu paliwa 308 wzgl. odpływa z kanału pierścieniowego 305 przewodem odpływu paliwa 309. Przewód odpływu paliwa 309 dochodzi do dyszy powrotnej 310, która otwiera się począwszy od wystąpienia określonego ciśnienia panującego w przewodzie 309 i paliwo rozpyla się do wnętrza komory mieszania 311. Do tej komory mieszania 311 dochodzą oprócz tego kanały powietrzne 312, przez które przechodzi powietrze doprowadzane do spalania. Powietrze to przepływa przez element wymiennika ciepła 303 za pośrednictwem przewodu 313 oraz kanału pierścieniowego 314.

Zarówno w stanie otwarcia lub zamknięcia dyszy powrotnej 310 paliwo doprowadzane przewodem 309 powraca do zbiornika przewodem powrotnym 315. Przewód powrotny 315 znajduje się w pobliżu przewodu 313, tak że powietrze przepływające przewodem 313 ochładza paliwo znajdujące się w przewodzie powrotnym 315 względnie paliwo to nagrzewa powietrze. W przypadku dużej ilości zawracanego paliwa przewidziano oddzielną chłodnicę

187 189 oleju opałowego, przez którą przepływa albo doprowadzane powietrze do spalania albo strumień masowy oleju opałowego albo obydwa czynniki.

Element wymiennika ciepła 303 posiada rowek obwodowy 316, w który włożony jest element grzejny 317 w postaci spirali grzejnej 318. W fazie rozruchu spirala grzejna 318 nagrzewa wstępnie wewnętrzną tuleję 306 a poprzez nią także paliwo, obecne w kanale pierścieniowym 305. Paliwo w kanale pierścieniowym 305 znajduje się przy tym pod ciśnieniem. Wewnętrzna tuleja 306 jest naprasowana na spiralę grzejną 318 i przyspawana do jej stron czołowych, przez co spirala grzejna 318 ma ustalone położenie i jest chroniona. Spirala grzejna 318 może być wyposażona dodatkowo w termoelement (nie pokazany na rysunku).

Dysza powrotna 310 znajduje się w nakrętce kołpakowej 319 tak usytuowana, że można ją szybko wymontować w celu naprawy lub konserwacji. Na tylnej stronie dyszy powrotnej 310 jest usytuowany popychacz zaworowy 320, wstępnie napięty za pomocą sprężyny naciskowej 321. Zawór paliwowy może również posiadać sprężynę jako element konstrukcyjny.

Na nakrętce kołpakowej 319 jest osadzona wewnętrzna obudowa 322 komory mieszania, którą obejmuje zewnętrzna obudowa 323 komory mieszania. Między wewnętrzną i zewnętrzną obudową komory mieszania znajduje się pośrednia zewnętrzna komora mieszania 324, przeznaczona do dalszego homogenizowania mieszanki paliwo-powietrze. Z tej pośredniej zewnętrznej komory mieszania 324 mieszanka doprowadzana jest do korpusu palnika 302 i przepływa przez niego promieniowo na zewnątrz. Po zapłonie mieszanka spala się poza korpusem palnika 302, przy czym korpus palnika 302 żarzy się podczas pracy. Ciepło promieniowania korpusu palnika 302 przenoszone jest promieniowo do wewnątrz zarówno na mieszankę paliwo-powietrze znajdującą się między korpusem palnika 302 i elementem wymiennika ciepła 303, jak również na tuleję 307, co powoduje nagrzewanie się mieszanki i paliwa znajdującego się w kanale pierścieniowym 305. Podczas pracy element grzejny 317, do którego doprowadzana jest energia przewodami elektrycznymi 325, zostaje wyłączony lub w celu utrzymania określonej temperatury pracuje cyklicznie na przykład poprzez sterowanie regulatorem.

Kontrola płomienia na stronie zewnętrznej korpusu palnika 302 odbywa się za pośrednictwem detektora płomienia 326 błyskającego w komorze spalania lub w obszarze wstępnego mieszania, tak aby przechodził przez płomień od dołu przez korpus palnika 302. Możliwa' jest również kontrola płomienia za pomocą elektrody jonizacyjnej, która umieszczona jest powyżej korpusu palnika, lub wchodzi do niego.

Wykonanie palnika przedstawione na fig. 5 ma tę istotną zaletę, że ze względu na niewielką odległość warstewki oleju opałowego w kanale pierścieniowym 305 od źródła promieniowania utworzonego przez korpus palnika 302 paliwo nagrzewa się w bardzo krótkim czasie, zwłaszcza w fazie rozruchu. Ciepło dopływa przy tym do warstewki oleju opałowego promieniowo od wewnątrz. W trakcie pracy palnika oddawanie ciepła promieniowania przez korpus palnika nagrzewa zewnętrzną tuleję kanału pierścieniowego. Tuleja ta przekazuje dalej ciepło do warstewki oleju opałowego. Podczas rozruchu palnika warstewka oleju opałowego nagrzewana jest zatem promieniowo od wewnątrz, zaś w trakcie pracy palnika nagrzewanie odbywa się poprzez oddawanie ciepła z korpusu palnika (promieniowanie, przewodzenie).

Kanał pierścieniowy 314 zapewnia wykorzystanie dużej powierzchni wymiany ciepła. Osiowo-symetryczny korpus palnika 302 może być alternatywnie wykonany jako korpus płaski, przy czym bezpośrednio pod płaskim korpusem palnika w miejsce kanału pierścieniowego 305 stosuje się także wymiennik ciepła dla nagrzewania paliwa.

W przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 6, element wymiennika ciepła 303 styka się bezpośrednio z korpusem palnika 302, co powoduje nagrzewanie się paliwa znajdującego się w przewodzie łączącym 308 wskutek przewodzenia ciepła. Element grzejny 317 przeznaczony do nagrzewania paliwa w fazie rozruchowej jest wykonany jako pręt grzejny 327, osadzony w otworze 328 (patrz fig. 6a) elementu wymiennika ciepła 303. Otwór 328 na części długości jest segmentowo rozcięły, tak że pręt grzejny 327 jest w tym obszarze 329 swobodnie dostępny. Obszar 329 swobodnego dostępu do pręta łączy się poprzez wycięcie 330 oraz przewód łączący 331 z komorą 332, która ze swojej strony połączona jest poprzez łączący kanał pierścieniowy 333 z zewnętrzną pośrednią komorą mieszania 324.

187 189

W ten sposób mieszanka paliwo-powietrze, która może się przedostać przewodem łączącym 331 do wycięcia 330, może się zapalić w końcowej fazie rozruchu od żarzącego się pręta grzejnego 327, co umożliwia przechodzenie płomienia przez korpus palnika 302 i powoduje uruchomienie palnika 301. Przeskakiwaniu wstecznemu płomienia z wycięcia 330 do komory 332 zapobiega istnienie małego przekroju poprzecznego przewodu łączącego 331 oraz jego długość, przez co tworzy się pewne zabezpieczenie przed cofnięciem się płomienia. Duża prędkość mieszanki paliwo-gaz i niewielka odległość powierzchni oraz relatywnie duża długość na powierzchni (odstęp gaszenia) przewodu łączącego 331 zapobiega samozapłonowi mieszanki w komorze 332.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 7 na element wymiennika ciepła 303 nawinięty jest zwój rurowy 333', w którym przepływa paliwo. Zwój rurowy jest połączony zarówno z przewodem dopływu paliwa 308 jak również z przewodem odpływu paliwa 309, przy czym zwój rurowy 333' owiewany jest w przeciwprądzie. Zwój rurowy 333' podlega napromieniowaniu od żarzącej się wewnętrznej obudowy komory mieszania 322, powodując nagrzewanie się płynącego w nim paliwa.

Claims (34)

1. Sposób wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa, w którym ciekłe paliwo w fazie nagrzewania, przy zamkniętym zaworze paliwowym poddaje się ciśnieniu za pomocą pompy, ciekłe paliwo będące pod ciśnieniem nagrzewa się, a następnie po fazie nagrzewania otwiera się zawór paliwowy i ciekłe paliwo znajdujące się pod ciśnieniem i nagrzane poddaje się rozpyleniu i odparowuje przez dyszę, po czym wstępnie odparowane paliwo miesza się z powietrzem doprowadzanym do spalania, przy czym co najmniej część odparowanego paliwa kondensuje się tak, że powstaje koloidalnie rozproszona i/lub cząsteczkowo rozproszona mieszanka paliwo-powietrze, znamienny tym, że zamyka się zawór paliwowy (201, 211) do chwili zakończenia procesu spalania i przy zamkniętym zaworze paliwowym (201, 211) schładza się, znajdujące się pod ciśnieniem i nagrzane ciekłe paliwo w przewodzie powrotnym.

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że przed zamknięciem zaworu paliwowego (2(01.211) i etapem mieszania nagrzewa się powietrze, doprowadzane do spalania.

3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że w zależności od stosowanego paliwa ustala się taką temperaturę wstępnego nagrzania paliwa, przy której odparowuje się paliwo w warunkach atmosferycznych.

4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że obniża się ciśnienie powrotne i/lub podwyższa się ciśnienie dolotowe paliwa a po osiągnięciu wymaganej temperatury tego paliwa odsłania się otwór dyszy poprzez sterowanie za pomocą zespołu regulacji paliwa (122) zaworem iglicowym w dyszy powrotnej (130) i wytwarza się mieszankę.

5. Sposób, według zastrz. 4, znamienny tym, że zawór paliwowy (301, 311) otwiera się przy określonej różnicy ciśnień między ciśnieniem w przewodzie doprowadzającym i ciśnieniem w przewodzie powrotnym i/lub przy określonej temperaturze paliwa, znajdującego się w przestrzeni wewnętrznej zaworu.

6. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że podnosi się ciśnienie powrotne i/lub obniża się ciśnienie dolotowe do poziomu ciśnienia powrotnego, poprzez wyłączenie podawania paliwa do strefy reakcyjnej (124) z uwzględnieniem zastosowanego urządzenia regulacji paliwa.

7. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że przed zamknięciem zaworu paliwowego (201, 211) ogrzane paliwo prawie całkowicie odparowuje się przy spadku ciśnienia na wylocie dyszy (206) podczas mieszania z wstępnie nagrzanym do tej samej temperatury powietrzem, doprowadzanym do spalania.

8. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że przed zamknięciem zaworu paliwowego (201, 211), przy spadku ciśnienia na wylocie dyszy (206) miesza się odparowane paliwo z powietrzem doprowadzanym do spalania, korzystnie wstępnie nagrzanym, przy czym z części paliwa po spadku ciśnienia na wylocie dyszy (206) tworzy się z powietrzem doprowadzonym do spalania, system rozproszony koloidalnie, a z drugiej części paliwa tworzy się system rozproszony cząsteczkowo.

9. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że przez otwarcie zaworu paliwowego (201, 211) oddziaływuje się indukcyjnie, chemicznie powietrzem doprowadzonym do spalania, przez co, z pominięciem dmuchawy, bezpośrednio pobudza się palnik do działania.

10. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że otwiera się zawór paliwowy (201, 211) przy określonej różnicy ciśnień między ciśnieniem wewnętrznym zaworu i ciśnieniem atmosferycznym.

11. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy rozpoczyna się spalanie wtedy podgrzewacz paliwa (128) lub urządzenie grzewcze (216) utworzone, korzystnie, przez co najmniej jeden elektryczny pręt grzejny (327) albo wkład grzejny (209) wyłącza się.

187 189

12. Palnik, do wytwarzania palnej mieszanki z ciekłego paliwa ze wstępnym odparowaniem i mieszaniem, posiadający co najmniej jeden podgrzewacz paliwa do nagrzewania ciekłego paliwa, urządzenie przeznaczone do zwiększenia ciśnienia w paliwie, dyszę do rozpylania paliwa i do mieszania paliwa z powietrzem doprowadzanym do spalania, przy czym co najmniej część odparowanego paliwa w wyniku kondensacji stanowi koloidalnie rozproszoną i/lub cząsteczkowo rozproszoną mieszankę paliwo-powietrze, znamienny tym, że palnik posiada zespół przygotowania paliwa (119) z przewodem doprowadzającym · paliwo, do utrzymywania ciekłego paliwa pod ciśnieniem zwiększonym wobec ciśnienia atmosferycznego podczas fazy nagrzewania przed spalaniem w strefie reakcyjnej (124) jak również podczas fazy schładzania po spalaniu, oraz do odcinania dostępu powietrza, z zaworem paliwowym (201, 211) do odcinania paliwa i do utrzymywania ciekłego paliwa pod ciśnieniem w fazach: nagrzewania, podczas spalania, jak również w fazie schładzania w przewodzie powrotnym.

13. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że dyszę do rozpylania ogrzanego paliwa tanowi dysza wirowa, utworzona przez dyszę powrotną (130) z zaworem iglicowym, który jest jej integralną częścią.

14. Palnik, według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że dysza wirowa posiada zawór iglicowy, do otwierania przy określonej nastawialnej różnicy ciśnień między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym w dyszy powrotnej (130) otworu tej dyszy.

15. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że w strefie reakcyjnej (124) palnika znajduje się przelotowy palnik dopalający, do spalenia paliwa rozproszonego w powietrzu doprowadzanym do spalania.

16. Palnik, według zastrz. 15, znamienny tym, że przy strefie reakcyjnej (124) palnika jest umieszczony, korzystnie zasilany elektrycznie, co najmniej jeden podgrzewacz paliwa (128) do wywoływania zapłonu mieszanki paliwo-powietrze przy ogrzaniu podgrzewacza paliwa (128) do żądanej temperatury powierzchniowej.

17. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że w zespole przygotowania (119) paliwa znajdują się, korzystnie, co najmniej dwa podgrzewacze paliwa do przygotowania paliwa.

18. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że urządzenie do zwiększania ciśnienia paliwa posiada zespół regulacji paliwa (122), do zmiany różnicy ciśnień między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym w trakcie cyklu roboczego palnika (rozruch palnika, praca palnika, wyłączenie palnika), sterujący pracą palnika, (bezstopniowo, w sposób stopniowany lub pulsacyjnie), w zależności od wymaganego sposobu regulacji paliwa.

19. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że w ustalonych okresach cyklu roboczego palnika przewody prowadzące paliwo (115) są szczelnie zamknięte przez zintegrowany z dyszą powrotną (130) zawór iglicowy oraz przez zawory odcinające (53, 54, 55).

20. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że zawiera mieszankę paliwo-powietrze w stanie rozproszenia koloidalnego i/lub rozproszenia cząsteczkowego.

21. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że w zaworze paliwowym (201, 211) znajduje się popychacz zaworowy (207, 213) zamknięty w fazie rozruchu palnika i w fazie wyłączania, z silą większą od przeciwnie skierowanej siły, wywieranej na niego przy różnicy między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym.

22. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że posiada pompę obiegową (62), do przepompowania paliwa do zespołu przygotowania paliwa (119) w fazie rozruchu palnika, przy niewielkiej różnicy ciśnień między ciśnieniem dolotowym i ciśnieniem powrotnym i przy zamkniętym zaworze paliwowym (201, 211) posiada pompę obiegową (62).

23. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, wraz z zespołem podgrzewacza paliwa ma wymiennik ciepła (125) do wstępnego nagrzewania powietrza doprowadzanego do spalania, pobierający ciepło z paliwa tłoczonego z powrotem do pompy paliwowej.

24. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że w przewodzie doprowadzającym paliwo znajduje się kompensator ciśnienia, taki jak mieszek falisty, korzystnie metalowy mieszek falisty.

25. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że zaworem paliwowym (211) jest dysza sympleksowa (212) z tłoczkiem zamykającym, stanowiącym popychacz zaworowy (213).

18*7189

26. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że zawór paliwowy (201, 211) posiada dodatkowy otwór (205) powrotny, korzystnie połączony z przewodem powrotnym (57), przy czym w przewodzie powrotnym (57), korzystnie, jest usytuowany nastawny element oporu przepływu, zwłaszcza zawór odcinający (54).

27. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że zespół przygotowania paliwa (119) posiada sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający (53, 54) umieszczony zarówno w przewodzie dolotowym (56) jak i w przewodzie powrotnym (57), a także sterowany elektromagnetycznie zawór regulacji ciśnienia (60).

28. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że w przewodzie powrotnym ma co najmniej jeden zawór regulacji ciśnienia (59) do nastawiania ciśnienia powrotnego, sterowany, korzystnie mechanicznie lub elektromechanicznie.

29. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że zawór paliwowy (201, 211) połączony jest z atmosferą bezpośrednio w obszarze za popychaczem zaworowym (207, 213).

30. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że urządzenie grzewcze (216) jest usytuowane w i/lub na zaworze paliwowym (201, 211).

31. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że jeden z podgrzewaczy paliwa stanowi elektryczny element grzejny (317), w styku ze strefą grzania, korzystnie w postaci pręta grzejnego (327) lub spirali grzejnej (318) korzystnie, w styku segmentowym z obszarem przewodzącym mieszankę paliwo-powietrze, przy czym w kierunku ku zespołowi przygotowania mieszanki (115) znajduje się strefa zabezpieczenia przed cofnięciem się płomienia.

32. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że przewód powrotny (315) znajduje się w obszarze przewodu (313), przez który doprowadza się powietrze do spalania.

33. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że posiada przewód doprowadzania paliwa (304), strefę mieszania (311), w której paliwo miesza się z powietrzem do spalania, oraz zawór paliwowy (201) połączony z przewodem doprowadzania paliwa (304) i wyprowadzony do strefy w komorze mieszania (311), przy czym przewód doprowadzania paliwa (304) ma strefę grzania (205), w której doprowadzane paliwo nagrzewa się od obudowy (202) zaworu paliwowego (201).

34. Palnik, według zastrz. 12, znamienny tym, że w bezpośrednim sąsiedztwie obudowy (202) zaworu paliwowego (201) znajduje się strefa grzania (205), przy czym jest ona od niego odsunięta i, korzystnie, jest bezpośrednio połączona z obudową (202) zaworu paliwowego (201), zwłaszcza w postaci kanału pierścieniowego (305) lub zwoju rurowego (333').