•Daca privim mai cu atentie in jurul nostru observam ca in natura totul este echilibrat, autoreglabil si optim. Oamenii sunt si ei parte a naturii inconjuratoare. Totusi, pana in momentul de fata oamenii nu au reusit sa egaleze creatia naturii si probabil nici nu o vor face vreodata.

•Tocmai de aceea noi oamenii trebuie sa descoperim legile naturii, sa le studiem si sa le urmam. Aceasta este ceea ce incercam sa realizam prin munca noastra.

In momentul de fata, principalul obiectiv al oamenilor de stiinta si a altor profesionisti care lucreaza in domeniul imbunatatirii sistemelor de combustie (ardere) ce utilizeaza aerul ca oxidant este sa diminueze efectul gazelor de balast care afecteaza eficienta arderii. Cu cat exista mai multe gaze de balast cu atat se obtin mai multe efecte adverse.

Masuri pentru diminuarea acestor efecte:

•Folosirea lemnelor foarte uscate sau manevrarea admisiilor de aer astfel incat sa rezulte o cantitate minima de aer in exces fara a creste emisiile poluante.

www.stove.ru

•Sistemul nostru sugereaza diferite modalitati pentru diminuarea efectelor adverse pe care aerul in exces le are asupra combustiei. De asemenea caldura rezultata in urma combustiei este utilizata diferit folosind aceste principii.

•Teoria “miscarii libere a gazelor” a luat fiinta in Rusia la inceputul sec.20. Profesorul V. E. Grum-Grzhimailo(1864-1928) a elaborat baza teoretica a acestui sistem. Urmasul sau, Podgorodnikov I. S. Ph.D.(1886-1958), i-a continuat munca. El a propus modelul sobelor folosind metoda “clopotelor duble”.

Грум-Гржимайло

www.stove.ru

La mijlocul anilor 60, Igor Kuznetsov, un alt inginer rus, a continuat aceasta munca pentru a dezvolta in continuare acest Sistem. El a definit cateva principii de baza care nu se regaseau in munca predecesorilor sai. In mod special, el s-a axat pe modalitatea de construire a sobelor utilizand sistemul circulatiei libere a gazelor.

•Gazele calde au densitate mai mica, prin urmare acestea vor avea tendinta sa urce daca sunt inconjurate de gaze mai reci, care au tendinta sa coboare. De aceea, toate sobele trebuie concepute in asa fel incat gazele sa aiba posibilitatea sa circule natural – cele calde pe sus si cele reci pe jos.

•Desi aceasta idee a permis imbunatatiri semnificative in constructia cuptoarelor/furnalelor si a sobelor nici Grum Grzhimailo nici Podgorodnikov nu au venit cu cea mai importanta solutie: utilizarea principiului MLG chiar in focar.

•Desenul alaturat prezinta o soba a lui Grum Grzhimailo

www.stove.ru

Ideea de baza a teoriei Miscarii Libere a Gazelor (MLG) a fost formulata de Grum Grzhimailo in felul urmator:

Este posibil sa facilitam miscarea naturala a gazelor in focarele construite dupa modelul propus, astfel: “Partea inferioara a sobei si focarul ocupa un spatiu comun, creand clopotul inferior”. In exemplul alaturat focarul este parte integranta a copotului.

www.stove.ru

•Modelul propus presupune o trasatura foarte importanta – “rostul uscat” – o fanta verticala avand latimea 2-3 cm, care uneste focarul si clopotul intr-un spatiu comun.

•Acest model functioneaza pentru focare avand orice forma si orice volum, pentru diferite tipuri de ardere si pentru diferiti combustibili.

•Clopotul este de fapt un pahar, o cavitate asezata cu gura in jos, in care gazele calde se ridica si imping gazele reci in jos.

Aici vorbim despre arderea combustibilului in focar; focarul si clopotul sunt unite intr-un spatiu comun printr-o fanta verticala cu latimea de 2-3 cm (rostul uscat) care face ca focarul sa fie parte integranta a clopotului, nu o cavitate separata introdusa in clopot. Aceasta solutie creeaza conditiile necesare miscarii naturale a gazelor: cele calde se ridica in partea superioara a clopotului si le imping pe cele reci in jos.

Acest model corespunde cerintelor teoriei lui V.E. Grum Grzhimailo. Noutatea consta in faptul ca acest model permite aplicarea principiului MLG nu doar in clopot dar si in focar. In this case specific heat stress can be maintained within lower and upper limits.

www.stove.ru

Fundamentele modelului

•Extragerea unei cantitati maxime posibil de caldura dintr-un combustibil anume (maximizarea randamentului arderii);

•Folosirea la maxim a caldurii extrase (maximizarea transferului de caldura/ randamentul sistemului convectiv);

•Constructia trebuie sa corespunda cerintelor functionale si estetice, mentinandu-se in acelasi timp randamentul marit al combustiei si transferului de caldura.

•S-a dovedit ca este posibila obtinerea acestor rezultate aplicand teoria miscarii libere a gazelor (MLG).

www.stove.ru

Fundamentele modelului

Doua clopote

Pe de o parte, se poate obtine o ardere eficienta a combustibilului prin extragerea maximului posibil de energie calorica (caldura) dar in acelasi timp caldura obtinuta sa nu fie folosita eficient.

Pe de alta parte, se poate ca arderea sa nu fie eficienta (si astfel sa nu se extraga toata cantitatea de energie calorica dintr-un combustibil) dar caldura extrasa sa fie folosita eficient.

De aceea consideram ca un agregat este eficient doar daca:

•Se extrage maximul posibil de caldura dintr-un combustibil

•Caldura extrasa este folosita eficient.

www.stove.ru

Fundamentele modelului

www.stove.ru

Folosirea (eficienta) a caldurii extrase in MLG si diferenta fata de alte modele

In orice model de soba cu sistem convectiv, miscarea gazelor transporta caldura si produsele rezultate in urma arderii. Pentru intelegerea diferentei intre teoria Miscarii Fortate a Gazelor (MFG) si MLG, sa ne imaginam ca sursa de incalzire este o rezistenta electrica si, prin urmare, nu trebuie sa evacuam gazele arse.

Sa umplem clopotul cu aer cald (Fig. A1). Fiind mai usor, se va ridica si va impinge aceeasi cantitate de aer mai rece afara din clopot si va ramane acolo transferandu-si caldura peretilor acestuia.

Clopot cu acumulare de caldura

www.stove.ru

Daca aerul cald generat de rezistenta electrica este furnizat permanent, parte a caldurii va fi transferata peretilor clopotului si schimbatorului de caldura introdus in clopot.

Daca se continua generarea de aer cald mai mult decat clopotul si schimbatorul pot accepta, excesul de aer (cel mai rece, din partea de jos a clopotului) va fi impins in orificiul vertical (cosul de fum) si evacuat.

Se formeaza o anumita presiune in clopot, care creste odata cu inaltimea.

Aerul cald se misca in clopot fara sa fie necesar tirajul cosului, doar datorita fortelor naturale care nu necesita o alta energie exterioara.

Clopot cu acumulare de caldura

www.stove.ru

Sa vedem ce se intampla daca introducem o cantitate de gaze calde si o facem sa treaca pe la partea inferioara a clopotului, Fig. A2, gazele calde se vor ridica in partea superioara, acolo unde are loc schimbul de caldura.•Caldura va fi transferata peretilor clopotului si schimbatorului introdus in clopot. Excesul de aer (mai rece) va fi impins afara.

• Acest schimbator de caldura poate fi orice: o teava/spira cu apa, un calorifer, schimbator tip aer-aer, sau orice alta solutie tehnologic posibila.

•Teoretic este posibil sa se dimensioneze schimbatorul astfel incat sa preia intreaga cantitate de caldura din gazele calde. In acest caz putem afirma ca randamentul transferului de caldura este de aproape 100%.

Clopot cu acumulare de caldura

www.stove.ru

Transferul de caldura de la gazele calde catre schimbator depinde de cateva variabile:

•Suprafata de contact a transferului de caldura (suprafata exterioara a schimbatorului);

•Delta “T” – diferenta dintre temperatura gazelor si temperatura schimbatorului (respectiv a lichidului/gazului din schimbator);

•Durata (timpul) transferului de caldura.

•Cu cat sunt mai mari aceste valori – cu atat se realizeaza un transfer mai mare de caldura.

•Deoarece clopotul poate avea orice forma si orice volum, este posibila crearea conditiilor pentru a incorpora schimbatoare care sa ajute la un schimb de caldura cat mai eficient.

www.stove.ru

•Ce se va intampla daca introducem gazele dintr-un focar exterior, unde are loc arderea oricarui tip de combustibil folosind ca oxidant aerul (Fig.A2), prin aceeasi modalitate – pe la partea inferioara a clopotului?

•Acest amestec de gaze va contine produsele arderii – un amestec de diferite gaze, parte din ele numite gaze de balast (gaze care exista in aer dar nu participa la combustie). Moleculele lor sunt total independente si nu interconectate.

Produsele arderii folosind ca oxidant aerul:(СО2);

•Vapori din reactie (combustia hidrogenului);

•Vapori rezultati din apa existenta in combustibil (umiditatea lemnelor)

In acest caz are loc extragerea caldurii.

In plus, daca se foloseste ca oxidant aerul, rezulta azot si aer in exces.

Clopot cu acumulare de caldura

www.stove.ru

Gazele de balast:

Azotul – este parte integranta a aerului necesar pentru ardere si ocupa 4/5 din volumul acestuia. Datorita variatiilor amestecului de aer, trebuie sa asiguram de 1,6-2,4 ori mai mult aer decat necesarul calculat pentru ardere. Astfel, in focar exista atat un exces de aer care nu participa la reactia de ardere cat si vapori existenti in combustibilul folosit.

Toate acestea sunt gaze de balast, compusi care influenteaza negativ procesul de ardere, parte componenta a amestecului de gaze, care absorb o parte din caldura obtinuta in urma combustiei carbonului si hidrogenului, si care ar putea fi utilizata in alt scop.

Acest amestec se separa in interiorul clopotului si aceste gaze vor trece prin partea inferioara a acestuia.

Clopot cu acumulare de caldura

www.stove.ru

•Fiecare particula din amestecul gazelor are anumiti parametri: greutate, temperatura, energie si se misca conform acestor parametri pe intreaga durata a “miscarii libere a gazelor” prin clopot. Gazele mai calde fiind mai usoare se vor ridica la partea superioara a clopotului, iar gazele mai reci, fiind mai grele, vor avea o viteza mai mare si vor trece prin partea inferioara, fara sa afecteze partea superioara a clopotului.

•Acest comportament este similar cu cel al apei intr-o cavitate adanca: apa rece de pe fund nu este niciodata “deranjata” de straturile de apa calda de la suprafata.

•Amestecul de gaze calde se ridica si va sta deasupra pana cand se va raci suficient incat sa fie inlocuit de alte gaze mai calde.

•Concluzie: randamentul transferului de caldura este mai mare cand gazele sunt directionate sa treaca printr-un clopot deoarece se diminueaza efectul advers al gazelor de balast.

Folosind principiul Miscarii Fortate a Gazelor acest fapt este imposibil de obtinut. Daca se elimina rostul uscat, toate gazele se vor amesteca si vor urma acelasi traseu.

www.stove.ru

•In MFG toate gazele rezultate in urma arderii (inclusiv gazele de balast) formeaza un singur amestec si vor fi trase impreuna prin sistemul convectiv al sobei. In felul acesta rezulta un amestec omogen cu o temperatura mai mica si un transfer de caldura diminuat.

•Pentru diminuarea acestor efecte adverse, volumul gazelor de balast trebuie sa fie redus si sa se creasca randamentul captarii. Volumul gazelor de balast poate fi redus prin folosirea unui combustibil uscat si imbunatatirea amestecului gazelor rezultate in urma arderii (scaderea excesului de aer si a gazelor reziduale printr-o ardere comleta, superioara – asa-numita ardere secundara sau gazeificare, in cazul folosirii unui combustibil lemnos).

•Concluzie importanta: Randamentul transferului de caldura (a sistemului convectiv) este maxim in agregatele construite pe principiul MLG (clopotelor). Acest fapt este valabil pentru orice tip de combustibil si orice tip de focar care foloseste aerul ca oxidant pentru ardere.

www.stove.ru

Extragerea energiei/caldurii din combustibil (eficienta arderii)

•Arderea trebuie sa fie completa pentru a creste eficienta unui agregat si a diminua emisiile nocive in atmosfera.

•In procesul arderii, concentratia de gaze care intretin arderea si oxigenul scad rapid in timp ce concentratia de gaze rezultate in urma descompunerii primare a combustibilului si temperatura cresc foarte rapid.

•In orice model, aerul secundar trebuie introdus deasupra combustibilului pentru a intretine arderea gazelor rezultate in urma arderii primare.

•Exista patru conditii cunoscute care favorizeaza o ardere completa:

•Forma corespunzatoare a focarului;

•Un amestec de gaze corespunzator;

•Temperatura ridicata;

•Admisia optima de aer primar si secundar necesar arderii.

www.stove.ru

•In teoria Miscarii Fortate a Gazelor, gazele care intretin arderea si oxigenul (aerul) se misca in aceeasi directie, crescand procentul de gaze de balast in amestecul de gaze care circula prin sistemul convectiv.

• Concentratia de gaze care intretin arderea si oxigen scade rapid in zona finala/superioara a arderii.

• Gazele care intretin arderea se separa pe masura ce creste cantitatea de gaze rezultate in urma arderii.

• In acest caz este foarte important sa facilitam formarea turbulentelor pentru un amestec mai bun al gazelor.

• De asemenea, este imperativ sa asiguram o cantitate de aer suficienta pentru ca arderea sa fie completa, incercand in acelasi timp sa reducem la minim aerul in exces.

www.stove.ru

•Totusi, in focar se vor gasi aer in exces, azot si vapori. Acestea duc la scaderea temperaturii si inrautatirea conditiilor necesare arderii complete.

•Datorita scaderii temperaturii amestecului de gaze, nu este extrasa toata energia din combustibil. Iar energia extrasa nu este folosita in totalitate deoarece parte a acesteia se utilizeaza pentru a incalzi gazele de balast existente in amestec.

•Prin urmare, putem trage urmatoarea concluzie:

•Trebuie sa diminuam efectele adverse ale gazelor de balast asupra arderii si sa facilitam cresterea temperaturii.

www.stove.ru

Agregatele care folosesc principiul MFG nu au un spatiu pentru schimbatoarele de caldura care sa permita crearea conditiilor a.i. sa creasca atat randamentul arderii cat si cantitatea de caldura extrasa.

•Este o mare diferenta intre randamentul arderii si cantitatea de caldura extrasa cand schimbatoarele sunt pozitionate in focar, in sensul ca cu cat se extrage mai multa caldura cu atat se inrautateste arderea (conditiile necesare unei arderi complete nu mai sunt indeplinite).

•Schimbatoarele pozitionate in focar duc la scaderea temperaturii si afecteaza negativ arderea (avand ca rezultat emisii poluante, depuneri de gudron, nu se extrage intreaga cantitate de energie calorica din combustibil, etc.).

•Deasemenea marirea sectiunii canalelor sistemului convectiv pentru a putea pozitiona schimbatorul in interiorul acestora duce la scaderea temperaturii amestecului de gaze, energia fiind “disipata”.

www.stove.ru

•Teoretic este posibil sa se arda combustibilul chiar in interiorul clopotului, fara sa existe un focar. Totusi, in felul acesta nu se pot crea conditiile necesare unei arderi superioare (calitativ) deoarece nu se poate obtine temperatura necesara (aceasta va fi prea mica), nu este optimizata cantitatea de aer, amestecul de gaze este impropriu si nu este posibila preincalzirea aerului secundar. Acestea sunt motivele pentru care arderea trebuie sa aiba loc intr-un focar construit corespunzator.

• Conditiile create in cazul sobelor cu clopote sunt diferite de conditiile existente in sobele care folosesc principiul MFG.

•Focarul este incojurat din toate partile de zidarie si are un “catalizator” la partea superioara (cel mai comun fiind cel de tip gratar format din caramizi refractare).

Focarul are un “rost uscat” care il uneste cu clopotul.

•Exista canale prin care aerul secundar, preincalzit este introdus deasupra combustibilului prin orificii realizate la partea superioara a focarului si mai exista o fanta de 15-20 mm pentru aer secundar chiar in fata usii focarului.

www.stove.ru

•In felul acesta in focar (Fig.1) se creeaza conditii a.i. fiecare particula ce compune amestecul de gaze are propriul traseu dat de propriile caracteristici si se misca in clopot conform acestor caracteristici pe intreaga durata a miscarii libere a gazelor in clopot.

•Daca introducem aer secundar in partea superioara a focarului, acesta fiind mai usor va cadea peste amestecul de gaze fierbinti din focar. Efectul este similar cu al apei care cade si impinge inspre suprafata particulele mai usoare de ulei. Cea mai mare parte a aerului secundar preincalzit este introdusa in partea superioara a focarului, sub catalizator si chiar intre piesele acestuia.

•Catalizatorul induce turbulente si creste temperatura in focar prin reflectarea caldurii. Aerul secundar in exces care este tras in interiorul clopotului, chiar daca este mai rece, va fi impins in jos si se va separa de fluxul gazelor fierbinti.

www.stove.ru

•Contrar principiilor MFG, oxidantii si gazele rezultate in urma arderii primare se deplaseaza in directii diferite. Aceasta stimuleaza turbulentele si omogenizeaza amestecul. Aceasta zona a focarului devine foarte importanta.

•Gazele rezultate in urma arderii primare reactioneaza cu oxigenul din aer si se extrage caldura rezultand dioxid de carbon si vapori de apa. De asemea, apar si produsi secundari ai combustiei.

•Gazele mai calde se ridica la partea superioara a clopotului creand zone fierbinti unde caldura poate fi acumulata (in peretii sobei sau schimbator), zona care se afla in afara focarului. Gazele de balast sunt impinse la partea inferioara a focarului si prin “rostul uscat” in partea inferioara a clopotului si afara din acesta pentru a fi refolosite sau evacuate pe cos.

www.stove.ru

•In felul acesta putem introduce mai mult aer in focar fara teama ca astfel vom scadea tempera, atat in focar cat si in clopot.

•Trebuie specificat ca metodele dezvoltate pentru testarea sistemelor care folosesc MFG nu pot fi aplicate sistemelor care folosesc MLG, acestea vor necesita dezvoltarea unor metode diferite pentru realizarea testelor.

•Subliniem si posibilitatea ca valoarea calorica extrasa dintr-un combustibil sa fie mai mare daca arderea are loc intr-un mediu tip clopot deoarece efectul advers al gazelor de balast este diminuat foarte mult.

•Se stie ca lemnul umed are o valoare calorica scazuta; prin urmare daca ardem lemn umed creste cantitatea de gaze de balast.

•Influenta gazelor de balast in procesul arderii si valoarea calorica a combustibilului pot fi observate si la aparatele de sudura cu acetilena.

www.stove.ru

•Puterea calorica a acetilenei depinde de tipul de oxidant, adica de cantitatea gazelor de balast.

• Daca folosim aer in loc de oxigen, temperatura obtinuta (puterea calorica extrasa din acetilena) nu va mai fi suficienta pentru a putea taia sau suda metalele.

Conditiile arderii in noile tipuri de focare sunt altele.

Are loc separarea gazelor reci de balast (inclusiv a aerului in exces).

•Se creeaza un mediu in care temperatura este foarte ridicata si se permite gazeificarea combustibilului solid (a lemnului), atingandu-se valori de 1060°C si o ardere completa.

www.stove.ru

Acelasi amestec de gaze care nu arde la o temperatura scazuta poate sa arda odata cu cresterea temperaturii.

•Pozitionarea schimbatorului in afara focarului permite maximizarea randamentului transferului de caldura fara sa se reduca randamentul arderii.

In acest caz intregul proces al arderii este unul natural, autoreglabil si optim.

Conditiile necesare realizarii unei arderi superioare (complete) sunt intrunite deci creste randamentul focarului.

Testele aplicate sobelor in clopote, chiar si celor construite dupa vechile principii (fara ultimele imbunatatiri aduse) si desfasurate in Canada si Franta au demonstrat un randament crescut cu 10-20% fata de sobele construite prin metodele traditionale din aceste tari.

www.stove.ru

Acest sistem este caracterizat printr-o extraordinara flexibilitate. A fost posibila crearea a nenumarate modele de sobe performante avand diferite destinatii. Se pot realiza agregate de diferite forme, capacitati si scopuri, inclusiv pentru uz industrial. Folosind aceste principii se pot construi un numar mare de agregate pentru diferite scopuri folosind aproximativ aceleasi componente.

Fig.1este prezentata ca un exemplu.

Este posibila realizarea unor focare din beton refractar sau din caramizi refractare.

Unul si acelasi focar poate fi folosit in agregate avand scopuri diferite.

Acesta poate fi un cuptor pentru paine/pizza, un boiler, o soba folosita in sauna, o soba cu multiple fuctiuni (incalzire, gatit, cuptor, boiler), etc.

www.stove.ru

In spatiul de deasupra catalizatorului se pot realiza:

•Cuptor;

•Generator de vapori (pentru sauna)

•Focarul poate fi realizat cu orificii simetrice care dau in clopote dispuse simetric de o parte si de alta a acestuia.

•Focarul poate avea o forma asimetrica, poate fi realizat cu clopot intr-o singura parte.

Clopotele pot avea:

•orice forma;

•orice volum;

•pot fi realizate din diferite materiale;

• diferite obiecte pot fi introduse in acestea: boilere, serpentine pentru producere de apa calda, schimbatoare de caldura, etc.

•un agregat poate avea un al doilea clopot.

www.stove.ru

Gazeificarea in agregatele care funcioneaza pe principiul MLG

De ce vorbim despre gazeificarea combustibililor solizi?

• In timpul arderii combustibililor solizi (lemn, cherestea, biomasa, peleti, etc.) care au un continut ridicat de apa (umiditate mare) nu este posibila obtinerea unor temperaturi foarte mari, pe cand in faza de gazeificare (combustia gazelor obtinute in urma arderii primare) se pot obtine asemenea temperaturi.

•In faza arderii combustibilului solid, ajustarea puterii se poate face doar prin reglarea amestecului de gaze (cantitatea de aer admis).

•Daca dorim sa scadem puterea prin reducerea admisiei de aer primar (de exemplu pentru a prelungi timpul de ardere), eficienta intregului sistem este redusa semnificativ.

•In cazul arderii combustibililor solizi eficienta maxima este obtinuta atunci cand flacara are putere maxima.

•Daca se elimina vaporii din acest amestec (care reprezinta gaze de balast) se pot obtine mai usor temperaturi mari, necesare gazeificarii.

• Prin introducerea de aer secundar preincalzit si obtinerea gazeificarii (arderii secundare) se reduce nivelul de aer primar necesar in cazul in care are loc doar arderea combustibililor solizi (fara gazeificare). Datorita gazeificarii, energia calorica extrasa din aceeasi cantitate de combustibil este mult mai mare si se poate prelungi si durata arderii mult mai usor (se poate ajusta“putere” flacarii, prin reglarea aerului primar si secundar).

www.stove.ru

• It is easier to introduce automation in the process of fuel combustion. There is a possibility to approximate combustion of solid fuel to gas or diesel fuel combustion with regard to convenience and efficiency.

•One can install a retort for fuel gasification into the bell.

•A retort represents a closed metal vessel, into which fuel is charged.

• A process of combustion product extraction from fuel in retorts with external heating without access of air is called dry distillation.

The calorific value of dry distillation gases is higher than producer gas obtained in the devices with internal heat carrier. This is high quality gas.

While heating fuel without access of air steam and gases are extracted,which are called volatile part of fuel, and solid, rich in carbon residue remains, which is called coke (for wood this is charcoal). Coke is carbon.

The gas produced and coke can be burnt or used for other purposes.

www.stove.ru

We will dwell on production and combustion of gas received during pyrolysis of fire-wood, production of coke and a possibility of its combustion.

Coke is produced in charcoal burning plants, burning the gas produced.

It is possible to burn the gas produced and coke completely receiving heat (in gas plant)or other products.

The difference between the charcoal burning plant and gas-generating boiler is that in the first case only produced gases are burnt while in the second case everything is burnt.

An important coke property for gasification is its reactivity (activity), i.е. capability to interact with oxygen, carbon dioxide and water vapor. When water vapor acts with burning hot coke the following reaction takes place between it and carbon in gasification zone: С + Н2О = СО+Н2; and С + 2Н2О = СО2 + 2Н2. For both reactions the heat is used; for the first reaction more heat is used than for the second.

In the first reaction only fuel gases are produced (50%СО and 50% Н2). The calorific value of mixture of these gases is 2802 kcal/Nm3.

www.stove.ru

In the result of the second reaction partly fuel gases and partly non-inflammable gases are produced (33,3% СО2 and 66,7% Н2). The calorific value of mixture of these gases is 1714 kcal/Nm3.

When the temperature is higher the first reaction in gas generator is more intensive. At lower temperatures-the second.

I suggest three formulae of design of charcoal burning plants and gas generating heat-generators in the system of free gas movement. These formulae can be used both for design of charcoal plants and for gas-generating heat-generators.

It shall be pointed out that the above-mentioned formulae are my priority application for an invention of method for creation of energy plants. Anyone who wants to use the result of this work shall acquire the right for doing so and pay the required amount to the international fund.

The fund shall be controlled and distribution of money shall be carried out under the supervision of an international organization: the money is to be be used for the development of a system of free gas movement.

The main task of those people who will get the money from the fund is to make the results of their work accessible to other people.

www.stove.ru

1. «The plant consists of a number of bell-type furnaces, each of them being surrounded by heat-accumulating bell, which in their lower level contain free gates to connect them with each other through heat-accumulating bell. The upper part incorporates channels for interconnection of the bell-type furnaces with heat-accumulating bell. The channels are provided with gates.

Each of the bell furnaces contains a retort or another device, for example, a heat exchanger).

The adjustment of heating temperature of retort and burning power is carried out due to redistribution of the flow ways:

of hot gases;

or steam and gas.

Burning of steam and gas takes place both in:

the bell-type furnace;

and in heat-accumulating bell.

www.stove.ru

www.stove.ru

2. «The lower level of gas-generating heat-generator consists of a firebox and a number of bells combined through the firebox to form a single space.

Each of the bells is combined with the firebox by means of dry joint and an opening in the upper part and is provided with its own exit in the lower part into the pipe, the next bell or smoke chamber.

Each of the bells contains a retort or another device, e.g. a heat exchanger.

Using our system it is easy to create a large number of preassembled, various purpose energy plants using standard structures.

Below is an example showing the use of unified firebox made of heat-resistant concrete or fire clay in gas-generating plant.

www.stove.ru

The degree of retort heating and combustion power adjustment is carried out due to redistribution of flow ways of hot gases. The combustion of steam and gas takes place only in the firebox (combustion chamber).

Damper adjustment

FuelHeat through dry joint

Heat through dry joint

Heat exchanger

Steam and gas

Ballast gases

Retort for fuel pyrolysis Retort cap Furnace bell

Heat exchanger cap

www.stove.ru

Two plants operating according to formula 2

www.stove.ru

3. «The plant consists of firebox installed in the bell and combined with it to form a single space by means of dry joint according to the formula “The lower level and the firebox are combined to form a single space creating a lower bell" (this is heat-generator), and a number of secondary bells. Each secondary bell and heat-generator are interconnected through the opening in the lower part. The secondary bell in the lower part is provided with an opening to its own pipe or to the common pipe through the smoke chamber».

Each of the secondary bells contains a retort (or other device, e.g.a heat exchanger). The degree of retort heating and combustion power adjustment is carried out due to redistribution of flow ways of hot gases. The combustion of steam and gas takes place only in the firebox of heat-generator.

Adjustment damper

Fuel Heat exchanger

Heat exchanger cap

Steam and gas

Ballast gases

1-Retort for pyrolysis;2-Retort cap;3-Furnace bell;

4-Heat exchanger cap

www.stove.ru

Each bell, secondary bell or bell-type furnace can contain a heat exchanger in the form of water boiler heating elements, air heater, retort for fuel pyrolysis, process materials, equipment, device, etc.

At present solid fuel combustion all over the world takes place in two

stages :

1. Expensive and power-consuming stage for production of pellets, brick fuel, etc.

2. Pellet combustion from the point of view of automation, is organized at the level of gas and diesel fuel combustion.

In the system of free gas movement while creating gas-generating plants according to any of the above formulas it is possible to use wet fuel because its drying is performed due to the heat of effluent gases, moreover, in adjustable mode.

Thus expensive and power-consuming stage of fuel preparation is excluded.

Combustion power adjustment in this case takes place without efficiency reduction.

www.stove.ru

The system of free gas movement provides a possibility of creating a mechanism of vacuum drying of fuel due to the heat of effluent gases. The content, features and steam and gas output depends on fuel heating speed and temperature. • While heating at low temperatures that is revealed at the initial stage of

pyrolisys; steam and gas is, per se, a heterogeneous mixture, which does dot really allow for optimal fuel combustion.

• It should be also noted that at temperatures below 150 ° C water vapors are extracted from the retort and can extinguish the flare.

The system of free gas movement provides a possibility of bringing the steam and gas obtained at low-temperature pyrolysis to molecular level and prepare for efficient combustion due to heating in high-temperature oxygen-free medium.

• The main purpose of the above presentation is to show not only theoretic advantages of heating plants designed on the principle of FGM but also to invite businessmen and organizations that have financial and intellectual possibilities for organizing an “energy center” for implementation the above given ideas into world

economy. 16.12.2007 © Igor Kuznetsov "Kuznetsov's stoves"

I.V. Kuznetsov. tel. 7(343)332-94-90 e-mail: igor@stove.ru; http://stove.ru

620042 Ekaterinburg, Russia

Pobedy str., 51-87

www.stove.ru

References:1. Под редакцией Г.Ф. Кнорре, «Введение в теорию топочных процессов», М

1968 г;2. Д.Б. Гинзбург. Газификация твердого топлива. Госстройиздат, 1958 г.3. А.Н. Кислицин. «Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые

процессы». Москва. Лесная промышленность 1990 г; 4. Э.Д. Левин, Теоретические основы производства древесного угля. 1980 г.

Лесная промышленность, Москва; 5. Ю.Д. Юдкевич, С.Н. Васильев, В.И. Ягодин. Получение химических

продуктов из древесных отходов. С.-Петербург 2002 г; 6. «Fuel combustion and optimal use …» http://www.stove.ru/index.php?

lng=0&rs=168 ;7. New system of fuel combustion and its application. http://stove.ru/index.php?

lng=0&rs=173 ;8. «Gas plant boilers …» http://www.stove.ru/index.php?lng=0&rs=126 ;9. «Charcoal burning units in the system of free gas movement»

http://www.stove.ru/index.php?lng=0&rs=124 ;10.«Once again about the system …» http://www.stove.ru/index.php?

lng=0&rs=16 ;11.«Pyrolysis of biofuel in the bell and combustion of its products in the system of

free gas movement» http://www.stove.ru/index.php?lng=0&rs=116