La cámara de la invención está constituida a base de materiales flexibles y ligeros que permiten eliminar la aparición de fisuras,

grietas, fracturas en los materiales y otras, así como asumir el problema de las dilataciones. La cámara se constituye a partir de un cuerpo paralelepipédico inferior (1'') y una campana tronco-piramidal superior (6), estando las caras laterales dotadas de enrejados (2), determinando un soporte para la fijación tanto de una cubierta exterior metálica como de una doble capa interior de aislante, sobre la que a su vez se adosa internamente una chapa de acero refractario expuesto directamente a la llama, complementándose con las correspondientes toberas de inyección (3), así como remates (4) a 45º en dos de las esquinas y unas chapas superiores (5) situadas por encima de las toberas (3) y en vértices contrarios a ellas, para evitar que el torbellino formado por los flujos de los correspondientes ventiladores no asciendan hasta la parte superior de la cámara, aumentando de esta manera el tiempo de residencia del combustible y disminuyendo la formación de inquemados

Cámara de combustión.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una cámara de combustión que ha sido prevista para su aplicación en instalaciones de secado (biomasa, lodos y otras materias) o de generación de energía, en las que sea necesario disponer de una mezcla controlada de gases de combustión y aire como fluido calefactor, estando inicialmente concebida para el acondicionamiento del alperujo obtenido en los procesos de elaboración de la aceituna para obtener aceite, con el fin de utilizar dicho alperujo como biocombustible para la producción de energía eléctrica. Sin embargo, el diseño básico está adaptado a cualquier tipo de biocombustible (residuos de madera, bagazo, huesos o cáscaras, y otras materias orgánicas con poder calorífico entre 2 y 5 termias por Kg, convenientemente acondicionados).

El objeto de la invención es conseguir una cámara de combustión que consigue aumentar la eficiencia del combustible mediante la mejora y control de la calidad del caudal de gases de combustión, dando lugar a una reducción de emisiones.

Antecedentes de la invención

La obtención del aceite de oliva se basa en un proceso que ha sufrido muy pocos cambios a lo largo de los años, aunque una mayor conciencia sobre el medio ambiente ha hecho que se plantee el proceso de producción, en busca de métodos que consuman menos materia prima y a la vez tratar los residuos sólidos y líquidos que se generan.

Concretamente, una de las medidas que se han tomado es la reutilización del alperujo como biocombustible en hornos de combustión para la producción de energía eléctrica, aunque para emplear el alperujo en los hornos de combustión es necesario que el mismo tenga unas condiciones de humedad que, en principio, no cumple. Es decir, el alperujo debe ser acondicionado en base a un sistema de secado por gases calientes en hornos rotativos que reducen la humedad hasta los valores prefijados, de manera que al tratarse de combustibles, la temperatura del secadero ha de estar perfectamente controlada y mantenida muy por debajo de la de ignición del producto a secar.

En este sistema es importante que se pueda controlar rápida y fácilmente la temperatura dentro del secadero, por lo que cualquier mejora tendente a reducir la inercia térmica repercute directamente en la seguridad de la opera-ción.

Pues bien, las cámaras de combustión que se utilizan en la actualidad son estructuras de gran tamaño que han de soportar el peso de los elementos de materiales refractarios y aislantes que conforman las paredes, así como las dilataciones que se dan a causa de las elevadas temperaturas.

Por otro lado, las citadas cámaras de combustión u hornos tienen una gran inercia térmica que en muchos casos requiere de horas para su encendido y apagado, lo cual se debe a que al encender el horno, el calor que se genera en principio se emplea para calentar todos los elementos que conforman la estructura del mismo, resultando el efecto contrario en la parada. Es decir, desde que se corta el suministro de combustible hasta que se enfría transcurre mucho tiempo debido a la capacidad de retener el calor de los elementos que conforman el horno. Por el mismo motivo los transitorios que normalmente suceden en la operación normal sufren retardos en su corrección por la recuperación o cesión de calor de los elementos constituyentes del horno, restando eficiencia y rendimiento.

Teniendo en cuenta que las cámaras de combustión u hornos del tipo referido se fabrican con materiales pesados, grandes elementos de fundición, grandes y gruesas planchas de acero, materiales refractarios de base mineral, hormigón gunitado, etc., son frecuentes las roturas, fracturas y deterioro como consecuencia de las dilataciones producidas por las altas temperaturas que se alcanzan en el interior de los hornos, con gran coste de mantenimiento y pérdida de tiempo en paradas.

Descripción de la invención

La cámara de combustión que se preconiza ha sido concebida para resolver la problemática anteriormente expuesta, en base a unas características novedosas, tanto estructurales como de constitución, ya que la cámara en cuestión incluye un panel refractario de alta eficiencia, como a continuación se describirá.

Mas concretamente, la cámara de la invención utiliza en su fabricación materiales flexibles y ligeros, a base de perfiles laminados de series bajas, chapas de acero de espesor pequeño, materiales aislantes ligeros, etc., que permiten asumir perfectamente el problema añadido de las dilataciones, eliminando la aparición de fisuras, grietas, fracturas en los materiales, etc.

Así pues, la cámara de la invención se constituye a partir de una estructura base de naturaleza metálica, con una configuración paralelepipédica, cuyas caras son ocupadas mediante un enrejado, como soporte para el correspondiente panel refractario de alta eficiencia.

Tanto la estructura base como el enrejado están materializados a base de perfiles laminados de acero al carbono, y la fijación entre ellos se realiza por soldadura.

En cuanto al panel refractario, se constituye a partir de un panel aislante de alta eficiencia, determinado por tres capas, una primera de chapa de acero al carbono, una segunda de lana de roca, y una tercera constituida por una lámina de fieltro cerámico, siendo la primera capa la que se fija mediante soldadura al enrejado, mientras que la tercera capa determina la superficie interna sobre la que se dispone la pared interna de la cámara constituida por una chapa de acero inoxidable refractario y destinada a recibir directamente la llama del hogar.

La cámara así constituida se complementa por su parte superior con una campana tronco piramidal, realizada de la misma forma, cuyo montaje deja una ranura horizontal de ancho determinado, por la que se introduce aire fresco durante la operación, debido a que la presión en la cámara de combustión es ligeramente inferior a la atmosférica. En el interior de esta campana se produce la mezcla controlada de gases de combustión y el aire. En la parte inferior del cuerpo recto de la cámara de combustión se dispone una capa horizontal de material refractario y resistente, que hace de sello térmico entre la propia cámara y el exterior y sobre la que se depositarán posibles cenizas o inquemados que serán evacuados de la cámara.

La cámara incluye una cubierta exterior que la cubre completamente, y que dispone de una serie de ventanas por donde entra el aire exterior debido a la presión mas baja en el espacio entre dicha cubierta y la cámara de combustión. Se forma así un espacio entre la propia cámara de combustión y el exterior que también permite la refrigeración continua de la parte externa de la cámara al haber siempre corrientes de aire forzadas. Esta cubierta exterior está compuesta por un conjunto de paneles desmontables realizados en perfilería metálica ligera y cubiertos con chapa ondulada, y luego ensamblados entre si por tornillos.

Asimismo, se ha previsto que la cámara cuente con las correspondientes toberas de inyección, realizadas en acero refractario e insertadas dentro del conjunto que forman las paredes, ubicándose concretamente en paredes opuestas y dispuestas de forma asimétrica, todo ello con el objeto de conseguir que los flujos de uno y otro ventilador formen un torbellino en el interior de la cámara, permitiendo la combustión mas eficiente y uniforme.

La cámara incluye también unos deflectores a 45º de material refractario, dispuesto en las esquinas contrarias a las toberas de inyección, que sirven para evitar pérdidas de energía del flujo de la combustión, suavizándose de esta manera las trayectorias de las líneas de corriente.

Finalmente, la cámara se complementa con unas placas refractarias ubicadas en las esquinas, rematadas a 45º y dispuestas a una altura determinada por encima de las toberas de inyección, placas que establecen que el torbellino formado por el flujo de los ventiladores primarios no ascienda hacia la parte superior de la cámara, mejorando de esta forma el tiempo de residencia del combustible y disminuyendo la formación de inquemados.

En base a las características referidas, son numerosas y notables las ventajas de la cámara de combustión frente a las convencionales, pudiendo citar como más importantes las siguientes:

- Construcción mas liviana que permite reducir costes de construcción en relación a las cámaras de combustión convencionales.

- Diseño que...

1. Cámara de combustión, prevista para su aplicación en instalaciones de secado (biomasa, lodos y otras materias) o de generación de energía, en las que sea necesario disponer de una mezcla controlada de gases de combustión y aire como fluido calefactor, estando inicialmente concebida para el acondicionamiento del alperujo obtenido en los procesos de elaboración de la aceituna para obtener aceite, con el fin de utilizar dicho alperujo como biocombustible para la producción de energía eléctrica, estando diseñada para admitir cualquier tipo de biocombustible (residuos de madera, bagazo, huesos o cáscaras, y otras materias orgánicas con poder calorífico entre 2 y 5 termias por kilogramo), se caracteriza porque se constituye a partir de un cuerpo paralelepipédico inferior (1') y una campana superior tronco piramidal (6), estableciéndose entre cuerpo (1') y campana (6) una ranura para el paso de aire entre ambos, todo ello permitiendo controlar el proceso de combustión y la mezcla de los gases producidos con aire exterior.

2. Cámara de combustión, según reivindicación 1ª, caracterizada porque la estructura que constituye la pared resistente del cuerpo inferior (1') y que compensa las dilataciones de sus elementos en todas direcciones evitando las tensiones, está constituida mediante perfiles metálicos (1) en correspondencia con las aristas y un enrejado (2) en correspondencia con las caras laterales; con la particularidad de que sobre el interior de dichas paredes laterales va montado un panel aislante compuesto, de alta eficiencia y constituido mediante la superposición de tres capas, una de acero al carbono, una segunda capa de lana de roca, y una tercera capa de lámina de fieltro cerámico, superponiéndose a dicho panel aislante una chapa de acero inoxidable refractario, constituyendo la pared interna de la propia cámara, fijándose a la capa constituida por la lámina de fieltro mediante tornillos, determinando uniones desmontables, con holgura suficiente para su funcionamiento a alta temperatura.

3. Cámara de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en correspondencia con dos zonas próximas a dos esquinas opuestas se han previsto de sendas toberas de inyección (3) realizadas en acero refractario, para generar las mejores condiciones de flujo de gases, mientras que en las esquinas opuestas a las de disposición de las toberas de inyección (3), se han previsto deflectores o remates de control de flujo (4) de material refractario; habiéndose previsto a 45º y en correspondencia con dichas esquinas, placas refractarias horizontales (5) para conducir y controlar el flujo, dispuestas a una altura determinada situada por encima de las toberas de inyección (3).

4. Cámara de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el panel aislante de alta eficiencia es doble, de manera que su disposición y montaje utiliza los elementos de unión a través de la capa que constituye la chapa de acero al carbono sobre la estructura base (1) y enrejado (2), habiéndose previsto que la capa interior de ese panel aislante constituya un elemento absorbedor de movimientos relativos entre la capa exterior y la interior ante las variaciones de temperatura.

5. Cámara de combustión, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye una cubierta exterior con ventanas determinantes de medios de paso a través de las cuales fluye el aire por depresión, en orden a eliminar toda pérdida de calor y consiguiendo además refrigerar por circulación el espacio entre cubierta y cámara, introduciéndose dicho aire por la ranura entre el cuerpo inferior (1') y la campana tronco piramidal (6).