Quemador de combustible dual para cilindros secadores y procedimiento de uso del mismo.

Un quemador para cilindros secadores que comprende:

una unidad (4) central que tiene una salida (5) de emisión de llama y que puede ser alimentada con al menos un combustible y al menos un primer flujo de aire primario para la combustión;

al menos un tubo (6) auxiliar montado alrededor de la unidad (4) central y que comprende una salida (7) posicionada alrededor de la salida (5) de emisión de llama y al menos una primera sección (8) de entrada que puede ser alimentada con un flujo de aire secundario para la combustión;

medios (9) de alimentación de aire conectados a la unidad (4) central y a la primera sección (8) de entrada del tubo (6) auxiliar;

en el que los medios (9) de alimentación de aire comprenden primeros medios (10) de ajuste para el flujo de aire primario alimentado a la unidad (4) central y segundos medios (11) de ajuste para el flujo de aire secundario alimentado al tubo (6) auxiliar, en el que los primeros medios (10) de ajuste y los segundos medios (11) de ajuste son ajustables independientemente unos de los otros;

en el que la unidad (4) central comprende al menos un dispositivo (20) que, en la práctica, suministra una mezcla de aire/combustible, caracterizado por que la unidad (4) central comprende un conducto (21) exterior montado coaxialmente con y alrededor del dispositivo (20) y alimentado por los medios (9) de alimentación de aire con aire que, en la práctica, está destinado a mezclarse con la mezcla que sale del dispositivo (20).

Quemador de combustible dual para cilindros secadores y procedimiento de uso del mismo La presente invención se refiere a un quemador para cilindros secadores del tipo usado normalmente, por ejemplo, en plantas para la producción de macadanes bituminosos.

Los cilindros secadores son dispositivos en los que se insertan materiales agregados a ser secados. En particular, los cilindros son huecos, giran alrededor de su propio eje y alojan una pluralidad de paletas que garantizan un mezclado continuo de los materiales que están siendo secados.

Montado en un extremo del cilindro, hay un quemador que genera el calor necesario para el secado. Tanto la llama generada por el quemador como los humos de combustión se extienden al interior del cilindro para garantizar el mejor calentamiento posible de los materiales que están siendo secados.

Tal como se ha indicado, la presente invención se refiere en particular al quemador que se usa en dichas plantas.

Los quemadores de la técnica anterior pueden ser alimentados con un combustible líquido o con un combustible gaseoso o con ambos.

El documento DE 27 59 084 A1 muestra un quemador combinado para gas o aceite que tiene tubos de suministro para combustible y aire y un elemento de control de flujo de aire. El quemador puede ser usado en una amplia gama de rendimientos con una intensidad de llama constante.

Alrededor de un tubo de entrada de aire primario central hay dispuesta una válvula de control de flujo de aire secundario que consiste en laminillas articuladas superpuestas. Estas últimas forman conjuntamente una envoltura cónica que se estrecha hacia el tubo de entrada de aire primario. Esta válvula es accionada por un mecanismo que se ajusta mediante el elemento de control de flujo de aire primario. Esta última está dispuesta dentro del tubo de entrada de aire principal. Dentro del tubo de entrada de aire primario hay una segunda válvula de control de flujo de aire primario asociada.

En cuanto al uso de combustible líquido, en la actualidad hay dos tipos de quemadores conocidos, quemadores de alta presión, en los que el combustible es nebulizado por una boquilla de pulverización a presión, y quemadores de baja presión, en los que el combustible es suministrado en forma líquida y, a continuación, es nebulizado mediante un chorro de aire.

La presente invención puede ser usada con cualquier tipo de quemador, sin embargo, preferiblemente se pretende que los quemadores sean de baja presión. Por lo tanto, a continuación se hace referencia principalmente a ese tipo, aunque las mismas evaluaciones pueden aplicarse a otros tipos de quemadores, cuando sean compatibles.

Tal como se ha indicado, en los quemadores de baja presión, el combustible es nebulizado por la acción de una o más corrientes de aire sobre el combustible que sale en forma líquida. Cabe señalar que cuanta mayor sea la nebulización que puede conseguirse, mejor será la combustión y, por lo tanto, más eficiente será el quemador en general. Para conseguir esto, en la mayoría de los casos, el combustible es liberado en forma líquida desde un tubo adecuado y es golpeado por una o más corrientes de aire dirigidas de manera que se crea una turbulencia predeterminada. Sin embargo, el aire suministrado de esta manera representa normalmente sólo la mayor parte del aire estequiométrico necesario para la combustión. Sin embargo, en la manera conocida, para una combustión más eficiente, así como para un mayor flujo de aire caliente para el secado posterior, es esencial que la combustión tenga lugar en condiciones con un exceso de aire. En los quemadores de la técnica anterior, esto se consigue suministrando el exceso de aire a través de un tubo auxiliar montado coaxialmente alrededor de uno o más tubos centrales que suministran el aire para la nebulización. De manera ventajosa, un dispositivo de admisión de aire de tipo efecto Venturi está montado también en el tubo auxiliar.

Sin embargo, la totalidad de los diversos tubos son alimentados generalmente aguas arriba por uno o más ventiladores por medio de tuberías adecuadas. En particular, en una realización muy extendida, todos los tubos son alimentados por medio de un tubo flexible por un único ventilador montado cerca del cilindro secador. Entre el ventilador y los tubos hay normalmente una válvula que permite el ajuste del flujo de aire global suministrado al conjunto de diversos tubos.

Sin embargo, esta tecnología de la técnica anterior tiene diversas desventajas.

En particular, los estudios llevados a cabo por el presente solicitante revelaron que, dependiendo de las condiciones de funcionamiento del cilindro secador, sería necesario poder ajustar la forma y el tamaño de la llama con el fin de optimizar el intercambio de calor y, por lo tanto, aumentar la eficiencia del sistema.

Sin embargo, los quemadores de la técnica anterior se mostraron incapaces de conseguir ese objetivo. En los quemadores de la técnica anterior, el ajuste de la cantidad de combustible y de la válvula situada aguas abajo del ventilador sólo permite una variación del tamaño de la llama, no de su forma.

En segundo lugar, los quemadores de la técnica anterior tienen una eficiencia y una calidad de combustión limitadas que no siempre son óptimas en todo el rango de funcionamiento.

En esta situación el propósito técnico que constituye la base de la presente invención es proporcionar un quemador para cilindros secadores que supere las desventajas indicadas anteriormente.

En particular, el propósito técnico de la presente invención es proporcionar un quemador para cilindros secadores que permita ajustar la forma de la llama.

El propósito técnico de la presente invención es también proporcionar un quemador para cilindros secadores que tenga una alta eficiencia y un bajo nivel de emisiones.

El propósito técnico especificado y los objetivos indicados se consiguen substancialmente mediante un quemador para cilindros secadores según se describe en las reivindicaciones adjuntas.

Características y ventajas adicionales de la presente invención son más evidentes en la descripción detallada de una realización no limitativa preferida de un quemador para cilindros secadores ilustrado en los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista lateral esquemática de un cilindro secador equipado con un quemador realizado según la presente invención;

La Figura 2 es una vista lateral de solo el quemador del cilindro de la Figura 1;

La Figura 3 muestra el quemador de la Figura 2 desde el lado opuesto;

La Figura 4 es una vista axonométrica  del quemador de la Figura 3;

La Figura 5 muestra el detalle V de la Figura 4 ampliado y con algunas partes omitidas para ilustrar mejor otras;

La Figura 6 muestra el detalle VI de la Figura 5 ampliado y con algunas partes omitidas para ilustrar mejor otras, situadas más al interior.

La Figura 7 es una vista frontal del quemador de la Figura 2;

La Figura 8 es una sección transversal axonométrica del quemador de la Figura 7 según la línea IX -IX;

La Figura 9 es una sección transversal del quemador de la Figura 7 según la línea IX -IX;

La Figura 10 es una vista ampliada del detalle X de la Figura 9;

La Figura 11 es una vista ampliada del detalle XI de la Figura 9;

La Figura 12 muestra el detalle VII de la Figura 9 ampliado y con algunas partes omitidas para ilustrar mejor otras; y La Figura 13 es una sección transversal del quemador de la Figura 2 según la línea XIII -XIII.

Con referencia a los dibujos adjuntos, el número 1 denota, como un conjunto, un quemador para cilindros secadores realizado según la presente invención. En la Figura 1, el quemador 1 se muestra montado en un extremo de un cilindro 2 secador (sólo ilustrado esquemáticamente) por medio de su brida 3 de conexión.

Según la presente invención, el quemador 1 comprende en general una unidad 4 central para emitir la mezcla de aire/combustible, que tiene una salida 5 de emisión de llama y que puede ser alimentada con al menos un combustible y con al menos un primer flujo de aire primario para la combustión (normalmente igual al menos a la mayor parte del aire estequiométrico para la combustión) . Montado alrededor de la unidad 4 central, hay al menos un tubo 6 auxiliar que, a su vez, comprende una salida 7 posicionada sustancialmente alrededor de la salida 5 de emisión de llama y al menos una primera sección 8 de entrada que puede ser alimentada con un flujo de aire secundario para la combustión. En las realizaciones ilustradas, la posición de la unidad 4 central y el tubo 6 auxiliar es concéntrica, de manera que la salida 7 tiene... [Seguir leyendo]

1. Un quemador para cilindros secadores que comprende:

una unidad (4) central que tiene una salida (5) de emisión de llama y que puede ser alimentada con al menos un combustible y al menos un primer flujo de aire primario para la combustión;

al menos un tubo (6) auxiliar montado alrededor de la unidad (4) central y que comprende una salida (7) posicionada alrededor de la salida (5) de emisión de llama y al menos una primera sección (8) de entrada que puede ser alimentada con un flujo de aire secundario para la combustión;

medios (9) de alimentación de aire conectados a la unidad (4) central y a la primera sección (8) de entrada del tubo (6) auxiliar;

en el que los medios (9) de alimentación de aire comprenden primeros medios (10) de ajuste para el flujo de aire primario alimentado a la unidad (4) central y segundos medios (11) de ajuste para el flujo de aire secundario alimentado al tubo (6) auxiliar, en el que los primeros medios (10) de ajuste y los segundos medios (11) de ajuste son ajustables independientemente unos de los otros;

en el que la unidad (4) central comprende al menos un dispositivo (20) que, en la práctica, suministra una mezcla de aire/combustible, caracterizado por que la unidad (4) central comprende un conducto (21) exterior montado coaxialmente con y alrededor del dispositivo (20) y alimentado por los medios (9) de alimentación de aire con aire que, en la práctica, está destinado a mezclarse con la mezcla que sale del dispositivo (20)

2. Quemador según la reivindicación 1, caracterizado por que cada uno de entre los primeros medios de ajuste y los segundos medios (11) de ajuste comprende al menos un panel (12) capaz de moverse para variar la sección transversal de trabajo para el paso del aire.

3. Quemador según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los medios (9) de alimentación de aire son integrales con la unidad (4) central y con el tubo (6) auxiliar con los que forman un único cuerpo rígido.

4. Quemador según la reivindicación 3, caracterizado por que los medios (9) de alimentación de aire comprenden un ventilador (15) que tiene una dirección M de suministro fijada en un ángulo de entre 40º y 80º , y preferiblemente entre 50º y 70º , con relación a una dirección F axial de emisión de llama.

5. Quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios (9) de alimentación de aire comprenden también una campana (17) conformada montada sobre una entrada de admisión del ventilador (15) .

6. Quemador según la reivindicación anterior, caracterizado por que la campana (17) conformada está al menos parcialmente cubierta internamente con material (18) aislante acústico.

7. Quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tubo (6) auxiliar comprende también medios (42) de admisión de efecto Venturi en una posición intermedia entre su primera sección

(8) de entrada y la salida (7) , en el que dichos medios (42) de admisión comprenden, a su vez, al menos una segunda sección (43) de entrada que pone en comunicación el exterior y el interior del tubo (6) auxiliar.

8. Quemador según la reivindicación 7, caracterizado por que la segunda sección (43) de entrada está al menos parcialmente cubierta internamente con material (18) aislante acústico.

9. Quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo (20) comprende un tubo (22) central para suministrar un combustible líquido rodeado por un conducto (23) interior alimentado con aire por los medios (9) de alimentación y medios (24) para nebulizar el combustible alimentado desde el tubo (22) central por medio de la alimentación de aire desde el conducto (23) interior.

10. Quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo (20) comprende un tubo (35) exterior para suministrar un combustible gaseoso montado coaxialmente con y alrededor de un conducto (23) interior por los medios (9) de alimentación de aire.

11. Quemador según la reivindicación 9 o 10, caracterizado por que la unidad (4) central comprende también primeros medios (30) para hacer girar el aire, en el que dichos primeros medios (30) están montados en el conducto

(23) interior.

12. Quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad (4) central comprende también segundos medios (34) para hacer girar el aire, en el que dichos medios están montados en el 7

conducto (21) exterior.

13. Quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios (9) de alimentación de aire comprenden un único ventilador (15) para alimentar aire tanto a la unidad (4) central como al tubo (6) auxiliar.

14. Un cilindro secador caracterizado por que comprende un quemador (1) realizado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

15. Un procedimiento para usar un quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende la etapa operativa de ajustar independientemente la cantidad de aire alimentada a la unidad (4) central y la cantidad suministrada al tubo (6) auxiliar para ajustar la forma y el tamaño de la llama producida.

y por que comprende las etapas operativas de:

reducir la cantidad de aire alimentada a la unidad (4) central y aumentar la cantidad alimentada al tubo (6) auxiliar para obtener una llama más estrecha, más larga; y aumentar la cantidad de aire alimentada a la unidad (4) central y reducir la cantidad alimentada al tubo (6) auxiliar para obtener una llama más ancha, más corta.