BR112013023317B1 - Regenerador de vento quente de aquecimento superior - Google Patents

Description

(54) Título: REGENERADOR DE VENTO QUENTE DE AQUECIMENTO SUPERIOR (51) lnt.CI.: C21B 9/10; C21B 9/02 (30) Prioridade Unionista: 15/03/2011 JP 2011-056238, 20/07/2011 JP 2011-159258 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMIKIN ENGINEERING CO., LTD.. NS PLANT DESIGNING CORPORATION (72) Inventor(es): NORIMASA MAEKAWA; KOYA INOUE; HIROSHI SHIMAZU; SHUNJI KOYA; NAOKI KUNISHIGE; NOBUHIRO OHSHITA (85) Data do Início da Fase Nacional: 11/09/2013

1/18

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para

REGENERADOR DE VENTO QUENTE DE AQUECIMENTO SUPERIOR.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um regenerador de vento quente de aquecimento superior tendo um sistema de queima característico.

TÉCNICA ANTECEDENTE [002] Regeneradores de vento quente, que geram vento quente ao circular ar a uma câmara de verificação tendo calor armazenado na mesma e fornece o vento quente a um regenerador de vento, incluem um regenerador de vento quente de combustão interna tendo não só uma câmara de combustão, mas também uma câmara de verificação proporcionadas em uma carcaça cilíndrica e um regenerador de vento quente de combustão externa tendo uma câmara de combustão e uma câmara de verificação proporcionadas em carcaças cilíndricas separadas de modo que ambas as câmaras se comunicam uma com a outra em uma extremidade de ambas as carcaças. Como um regenerador de vento quente regenerativo que pode ser produzido com um custo mais baixo do equipamento do que o regenerador de vento quente de combustão externa ao mesmo tempo em que se retém o desempenho comparável com o regenerador de vento quente de combustão externa, um regenerador de vento quente de aquecimento superior tendo uma câmara de combustão, que é conectada a um queimador, proporcionada acima da câmara de verificação é descrito na Literatura de Patente 1.

[003] Agora com referência a uma vista esquemática da Figura 7, a estrutura de um regenerador de vento quente de aquecimento superior convencional será delineada. Como mostrado nos desenhos, um regenerador de vento quente de aquecimento superior convencional F

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 5/29

2/18 tem uma câmara de combustão N disposta acima da câmara de verificação T. na assim chamada operação de combustão, gás misturado incluindo gás combustível e ar de combustão fornecido a partir de um queimador B para a câmara de combustão N (direção X1) inflama e queima no processo de passar através de um conduto do queimador BD, e flui para dentro de uma câmara de combustão N como um gás de combustão de alta temperatura. Uma pluralidade dos condutos dos queimadores BD é proporcionada para a câmara de combustão N quando visto em duas dimensões. O gás de combustão de alta temperatura flui para baixo ao mesmo tempo em que gira dentro da câmara de combustão com um grande raio de giro. Ao mesmo tempo em que o gás de combustão flui para baixo na câmara de verificação T (direção X2), o calor do gás é armazenado na câmara de verificação T, e o gás de combustão que passou através da câmara de verificação T é exaurido através de um conduto de gás E. Observar que o queimador B e o conduto do queimador BD são coletivamente referidos como um sistema de queima na presente especificação.

[004] Na assim chamada operação de vento a ar para fornecer vento quente a um regenerador de vento não mostrado, uma válvula de fechamento V dentro do conduto do queimador BD é controlada para ser fechada de modo que o ar de cerca de 150°C, por exemplo, é fornecido à câmara de verificação T através de um tubo de vento S. No processo de ir para cima dentro da câmara de verificação T, o ar gira dentro do vento quente de cerca de 1200°C, por exemplo, e esse vento quente é fornecido ao regenerador de vento através de um tubo de vento quente H (direção X3).

[005] O aumento da eficiência da combustão dos queimadores montados no regenerador de vento quente de aquecimento superior é um dos importantes objetivos no campo técnica em questão. De modo a alcançar o aprimoramento da eficiência da combustão, é sabido que

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 6/29

3/18 não só a preparação do gás misturado incluindo gás combustível suficientemente misturado e ar de combustão, mas também a estabilização de um ponto de ignição são relativamente importantes. É também sabido que sem um ponto de ignição estabilizado, o ponto de ignição é flutuado dentro do conduto do queimador ou da câmara de combustão, o que desse modo ocasiona a oscilação da combustão.

[006] De modo a estabilizar o ponto de ignição, a Literatura de Patente 2 descreve um queimador a gás para um regenerador de vento quente tendo uma projeção em forma de anel proporcionada entre um queimador e uma porta de queimador (conduto do queimador) para estabilizar uma posição de ignição ao usar uma área em torno de a projeção como um ponto de ignição. A estrutura do referido queimador a gás do regenerador de vento quente é simulada na Figura 8.

[007] Como mostrado nos desenhos, gás combustível e o ar de combustão fornecido através de um queimador B são misturados dentro do queimador B ou do conduto do queimador BD para gerar gás misturado. Uma projeção em forma de anel R é proporcionada na posição do meio dentro do conduto do queimador BD, e uma abertura do conduto do queimador BD é estreitada pela referida projeção R. Consequentemente, o conduto do queimador BD tem um espaço a montante BD1 e um espaço à jusante BD2 na câmara de lado de combustão N, separado pela projeção R na direção do fluxo de gás.

[008] Uma vez que a projeção em forma de anel R é assim proporcionada dentro do conduto do queimador BD para estreitar a abertura, uma área em torno da projeção R tende a servir como um ponto de ignição, e, portanto a assim chamada porção de sustentação de câmara é formada na referida área. Adicionalmente, a projeção R gera turbulência de gás, o que adicionalmente promove a mistura entre gás combustível e ar de combustão.

[009] Quando a projeção R, como mostrado nos desenhos, é

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 7/29

4/18 proporcionada na posição do meio no conduto do queimador BD para formar a porção de sustentação de câmara, a projeção R para estreitar a abertura é deve estar presente no lado à jusante do espaço a montante BD1. Assim sendo, se fogo for aceso dentro do espaço a montante BD1, gás dentro do espaço a montante BD1 é aquecido e o volume do mesmo é rapidamente expandido. Em virtude da referida rápida expansão do volume de gás, a pressão dentro do espaço a montante BD1 aumenta, o que impede o fornecimento de gás combustível e ar de combustão a partir do queimador B, e leva a um problema de apagar.

[0010] Quando fornecimento de gás é impedido e desse modo o apagamento ocorre, a pressão dentro do espaço a montante BD1 declina. Como um resultado, o fornecimento impedido do gás combustível e do ar de combustão é resumido, e o fogo é inflamado de novo. [0011] Assim, ao se proporcionar a projeção R na posição do meio dentro do conduto do queimador BD ocasiona o assim chamado fenômeno de cintilação envolvendo repetida ignição e apagamento, o que acarreta em um novo problema a ser resolvido.

LISTA DE CITAÇÃO

LITERATURA DE PATENTE [0012] Literatura de Patente 1: Publicação de Patente JP (Kokoku) No. 48-4284 B (1973) [0013] Literatura de Patente 2: Publicação de Patente JP (Kokai) No. 52-89502 A (1977)

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMA TÉCNICO [0014] A presente invenção foi produzida em vista dos problemas acima, e um objetivo da presente invenção é proporcionar um regenerador de vento quente de aquecimento superior incluindo um sistema de queima capaz de estabilizar um ponto de ignição em uma posição

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 8/29

5/18 desejada dentro do conduto do queimador e suprimir a ocorrência de fenômeno de cintilação de modo a alcançar alta eficiência da combustão.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA [0015] De modo a realizar o objetivo acima, um regenerador de vento quente de aquecimento superior de acordo com a presente invenção inclui: uma câmara de verificação incluindo um tubo de vento para receber fornecimento de ar de vento quente; e uma câmara de combustão que inclui um tubo de vento quente e um sistema de queima para fornecer vento quente a um regenerador de vento e que é disposto acima da câmara de verificação, em que a câmara de verificação é aquecida por combustão de gás misturado incluindo gás combustível e ar de combustão fornecido a partir do sistema de queima para a câmara de combustão, e vento quente que é gerada ao mesmo tempo em que o ar de vento quente passa através da câmara de verificação é fornecido para o regenerador de vento através do tubo de vento quente, em que o sistema de queima inclui: um queimador proporcionado com um tubo de gás combustível e um tubo de ar de combustão; e um conduto do queimador se comunicando com uma saída de queimador do queimador, o conduto do queimador se comunicando com a câmara de combustão através de uma saída do conduto do queimador, em que uma porção ampliada de abertura onde uma abertura do conduto do queimador é ampliada é proporcionada sobre uma seção a partir do meio do conduto do queimador para a saída do conduto do queimador, de modo que uma corrente de Foucault do gás misturado que flui em direção da câmara de combustão através do conduto do queimador é formada em uma porção ampliada de abertura.

[0016] No regenerador de vento quente de aquecimento superior da presente invenção, uma modificação é aplicada ao conduto do

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 9/29

6/18 queimador constituindo o sistema de queima do regenerador de vento quente de aquecimento superior. Adicionalmente, o regenerador de vento quente de aquecimento superior tem uma porção ampliada de abertura característica onde a abertura do conduto do queimador é ampliada sobre uma seção a partir do meio do conduto do queimador para o conduto de saída do queimador que se comunica com a câmara de combustão. Quando o gás misturado incluindo gás combustível e ar de combustão flui através da porção ampliada de abertura, uma corrente de Foucault é gerada na mesma. Na medida em que a corrente de Foucault absorve em alta temperatura atmosfera dentro da câmara de combustão adjacente, a porção ampliada de abertura é mantida em alta temperatura, de modo que a porção ampliada de abertura é produzida para funcionar como a porção de sustentação de câmara, onde um ponto de ignição estabilizado pode ser formado. Deve ser observado que a corrente de Foucault gerada em uma porção ampliada de abertura inclui não só uma corrente de Foucault de gás misturado, mas também uma corrente de Foucault de gás de combustão gerada pelo gás misturado inflamado na porção ampliada de abertura.

[0017] Uma vez que a porção ampliada de abertura está voltada para a câmara de combustão, uma região com uma abertura estreitada não está presente no lado à jusante no fluxo de gás diferente do caso da tecnologia convencional, e, portanto, o fenômeno de cintilação envolvendo repetidos apagamentos e ignição não ocorrería.

[0018] Adicionalmente, uma vez que a porção ampliada de abertura serve como a porção de sustentação de câmara como descrito acima, a porção ampliada de abertura pode ser controlada como um ponto de ignição estável.

[0019] Uma vez que a referida estrutura do conduto do queimador é implementada pela modificação da estrutura tão simples quanto exPetição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 10/29

7/18 pandir apenas uma parte da abertura, não envolve aumentar os custos de fabricação.

[0020] Observar que o gás combustível e o ar de combustão fornecido a partir do queimador podem ser produzidos no gás misturado dentro do queimador (assim chamada tipo de pré-mistura), ou podem ser produzidos no gás misturado após fluir para dentro do conduto do queimador (assim chamada mistura de bocal). Por exemplo, na configuração onde o queimador tem uma estrutura de linha de tubo múltipla do tipo de três orifícios concêntricos, e gás combustível e ar de combustão circulam através das respectivas linhas de tubos, as respectivas linhas de tubos podem ser inclinadas em direção do conduto do queimador e os gases no mesmo podem ser misturados após fluir para dentro do conduto do queimador, ou as respectivas linhas de tubos podem ter uma lâmina de rotação proporcionada nas mesmas e gás em espiral flui formado dentro das linhas de tubos podem ser produzidos no gás misturado dentro do queimador ou o conduto do queimador.

[0021] Adicionalmente, no conduto do queimador, uma porção de abertura estreitada onde a abertura do conduto do queimador é reduzida pode ser proporcionada na vizinhança da saída de queimador, e gás misturado incluindo gás combustível e ar de combustão pode ser formado na referida porção de abertura estreitada.

[0022] Na presente modalidade, o conduto do queimador tem a porção de abertura estreitada proporcionadas na vizinhança da saída de queimador, isto é, em uma posição distante a partir da câmara de combustão no conduto do queimador, de modo a alcançar adicionalmente a promoção de mistura entre o gás combustível e o ar de combustão.

[0023] Modalidades da porção de abertura estreitada incluem uma projeção em forma de anel como visto na tecnologia convencional. A

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 11/29

8/18 partir do ponto de vista de aumentar a habilidade da mistura do gás, uma projeção em forma de anel aplicável ou semelhante pode ser configurada para ter um diâmetro interno oco gradualmente reduzido a partir do lado do queimador em direção do lado de câmara de combustão.

[0024] A frase a vizinhança da saída de queimador é aqui usada para se referir a uma posição da saída do queimador e uma posição arbitrária mais próxima do lado do queimador do que a válvula de fechamento proporcionada no meio do conduto do queimador, e para excluir as posições mais próximas da câmara de combustão como na tecnologia convencional. Quando a porção de abertura estreitada é proporcionada na vizinhança da saída de queimador, o fogo não irá inflamar no lado a montante da porção de abertura estreitada, e, portanto, o fenômeno de cintilação não irá ocorrer.

[0025] De acordo com o conduto do queimador da presente modalidade, a mistura entre gás combustível e o ar de combustão é adicionalmente promovida na porção de abertura estreitada. Como um resultado, o gás suficientemente misturado é introduzido na porção ampliada de abertura servindo como a porção de sustentação de câmara, onde o gás é inflamado e queimado.

[0026] Em uma modalidade preferida, a extensão da porção ampliada de abertura para a saída do conduto do queimador está na faixa de 0,3D a 1,4D onde D representa um diâmetro do conduto do queimador.

[0027] Os inventores da presente invenção conduziram um experimento para comparar a eficiência da combustão no sistema de queima de estrutura convencional e no sistema de queima constituindo o regenerador de vento quente de aquecimento superior da presente invenção.

[0028] Mais especificamente, o nível de eficiência da combustão é

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 12/29

9/18 especificado com a quantidade de gás de CO não queimado. A quantidade de gás de CO não queimado em cada modelo de experimento é medida ao usar, como um parâmetro, o comprimento da porção ampliada de abertura que é a estrutura característica do conduto do queimador que constitui o regenerador de vento quente da presente invenção, isto é, o comprimento da porção ampliada de abertura para a saída do conduto do queimador.

[0029] Como um resultado do experimento, é demonstrado que a quantidade (proporção) de CO não queimado foi reduzida ao máximo quando o comprimento da porção ampliada de abertura para a saída do conduto do queimador estava na faixa de 0,3D a 1,4D onde D representa um diâmetro do conduto do queimador.

[0030] O resultado experimental acima é para especificar uma faixa de comprimento da porção ampliada de abertura que proporciona um valor ótimo de eficiência da combustão. Os inventores da presente invenção consideram que o comprimento da porção ampliada de abertura especificada no presente experimento é um comprimento ótimo sob o ponto de vista de que com o comprimento da porção ampliada de abertura sendo mais longo do que 1,4D, o desempenho de sustentação da chama na porção ampliada de abertura pode ser deteriorada, resultando em deterioração da estabilidade da posição de ignição, e que com o comprimento da porção ampliada de abertura sendo mais curto do que 0,3D, o gás de combustão que gira com um grande raio de giro dentro da câmara de combustão pode alcançar a parte interna da porção ampliada de abertura como um vento transversal, o que desse modo ocasiona o apagamento.

EFEITOS VANTAJOSOS DA PRESENTE INVENÇÃO [0031] De acordo com o regenerador de vento quente de aquecimento superior da presente invenção como é claro a partir da descrição acima, o conduto do queimador que constitui um sistema de queiPetição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 13/29

10/18 ma que é um membro componente do regenerador de vento quente de aquecimento superior tem uma porção ampliada de abertura com uma abertura ampliada proporcionada sobre uma seção a partir do meio do conduto do queimador para a saída do conduto do queimador que se comunica com a câmara de combustão. Assim sendo, quando gás misturado incluindo gás combustível e ar de combustão flui através da porção ampliada de abertura, uma corrente de Foucault é gerada na mesma. Na medida em que a corrente de Foucault absorve em alta temperatura atmosfera dentro da câmara de combustão adjacente, a porção ampliada de abertura é mantida em alta temperatura, o que torna possível estabilizar um ponto de ignição com a porção ampliada de abertura como a porção de sustentação de câmara e suprimir o fenômeno de cintilação de modo que a eficiência da combustão pode ser aumentada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0032] A Figura 1 é uma vista esquemática mostrando uma modalidade de um regenerador de vento quente de aquecimento superior da presente invenção, na qual o fluxo de gás misturado, gás de combustão, ar de vento quente, e vento quente são mostrados juntos.

[0033] A Figura 2 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha ll-ll da Figura 1.

[0034] A Figura 3 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha lll-lll da Figura 1, mostrando o fluxo de gás de combustão na câmara de combustão.

[0035] A Figura 4 é uma vista em seção longitudinal mostrando uma modalidade de um conduto do queimador.

[0036] A Figura 5 é uma vista em seção longitudinal mostrando outra modalidade do conduto do queimador.

[0037] A Figura 6 é um gráfico mostrando um resultado experimental com relação à relação entre um comprimento da porção ampliPetição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 14/29

11/18 ada de abertura do conduto do queimador e a quantidade de CO não queimado.

[0038] A Figura 7 é uma vista esquemática mostrando uma modalidade de um regenerador de vento quente de aquecimento superior convencional, na qual o fluxo de gás misturado, gás de combustão, ar de vento quente, e vento quente são mostrados juntos.

[0039] A Figura 8 é uma vista esquemática mostrando a estrutura convencional do conduto do queimador.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [0040] Daqui adiante, será dada uma descrição das modalidades de um regenerador de vento quente de aquecimento superior da presente invenção com referência aos desenhos.

[0041] A Figura 1 é uma vista esquemática mostrando uma modalidade de um regenerador de vento quente de aquecimento superior da presente invenção, em que o fluxo de gás misturado, gás de combustão, ar de vento quente, e vento quente são mostrados juntos. A Figura 2 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha ll-ll da Figura 1. A Figura 3 é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha lll-lll da Figura 1, mostrando o fluxo de gás de combustão na câmara de combustão. A Figura 4 é uma vista em seção longitudinal mostrando uma modalidade de um conduto do queimador.

[0042] Em um regenerador de vento quente de aquecimento superior 10 mostrado na Figura 1, a câmara de combustão 3 é disposta acima da câmara de verificação 4. Gás misturado incluindo gás combustível e ar de combustão fornecido a partir de um queimador 1 (direção X1) inflama e queima no processo de passar através de um conduto do queimador 2, e flui para dentro da câmara de combustão 3 como o gás de combustão de alta temperatura. Deve ser observado que o queimador 1 e o conduto do queimador 2 constituem um sistema de queima.

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 15/29

12/18 [0043] Como mostrado na Figura 3, quatro condutos de queimadores 2 são proporcionados na câmara de combustão 3 como visto em duas dimensões. Cada um dos condutos de queimadores 2 é conectado à câmara de combustão 3 em uma posição excêntrica de modo que uma direção de fluxo para dentro do gás de combustão para a câmara de combustão 3 não passa através do centro O da câmara de combustão 3 que é na forma circular quando visto em duas dimensões. Como um resultado, o gás de combustão que fluiu para dentro da câmara de combustão 3 a partir de cada um dos condutos de queimadores 2 interfere com o gás de combustão que fluiu para dentro da câmara de combustão 3 a partir do seu conduto adjacente do queimador 2. Assim, a direção de fluxo de cada gás de combustão é mudada de modo a formar um grande fluxo giratório X4 de gás de combustão na câmara de combustão 3 como mostrado nos desenhos. [0044] O gás de combustão flui para baixo da câmara de verificação 4 ao mesmo tempo em que gira como visto em duas dimensões como mostrado na Figura 3 e formando um fluxo em espiral descendente na direção X2 da Figura 1 como visto em seção longitudinal. No processo de fluxo para baixo, calor é armazenado na câmara de verificação 4, e o gás de combustão que passou através da câmara de verificação 4 é exaurido através de um conduto de gás 7 no qual uma válvula de fechamento 7a é controlada para ser aberta. No regenerador de vento quente de aquecimento superior de estrutura convencional, o giro em duas dimensões acima mencionado de gás de combustão é promovido com o objetivo de acelerar a combustão. No regenerador de vento quente de aquecimento superior 10 mostrado nos desenhos, o giro em duas dimensões do gás de combustão é formado principalmente para fornecer o gás de combustão para a câmara de verificação 4 o mais uniformemente possível, e, portanto a câmara de combustão 3 pode ser reduzida em tamanho em comparação com a câmara de

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 16/29

13/18 combustão no regenerador de vento quente de estrutura convencional. [0045] Como mostrado na Figura 2, o queimador 1 tem uma estrutura linear de tubo múltiplo do tipo de três orifícios concêntricos. Como mostrado na Figura 4, um tubo interno 1b tem ar de combustão A1 fluindo no mesmo, um tubo central 1c tem gás combustível G fluindo no mesmo, e um tubo externo 1d tem ar de combustão adicional A2 fluindo no mesmo. Uma vez que as respectivas linhas de tubos são reduzidas em diâmetro (inclinada) em direção do conduto do queimador 2, os gases nas respectivas linhas de tubos são misturados um com o outro quando os mesmos fluem para dentro do conduto do queimador 2, de modo que um gás misturado é gerado. Deve ser observado que a ordem do gás combustível e do ar de combustão que flui através das respectivas linhas de tubos pode ser revertida, ou a lâmina de rotação pode ser proporcionada em cada linha de tubo para gerar um fluxo em espiral ao mesmo tempo em que gás flui através de cada linha de tubo, de modo que os referidos fluxos em espiral podem ser misturados dentro do conduto do queimador.

[0046] Com referência mais uma vez à Figura 1, quando vento quente é fornecido a um regenerador de vento não mostrado, uma válvula de fechamento 2a no conduto do queimador 2 e uma válvula de conduto de gás 7a no duto de gás 7 são controladas para serem fechadas, e através de um tubo de vento 6 com uma válvula de fechamento 6a controlada para ser aberta, ar de alta temperatura de cerca de 150°C, por exemplo, é fornecido à câmara de verificação 4. No processo de ir para cima na câmara de verificação 4, o ar de alta temperatura se transforma em vento quente de cerca de 1200°C, por exemplo, e o referido vento quente é fornecida para o regenerador de vento (direção X3) através de um tubo de vento quente 5 com uma válvula de fechamento 5a controlada para ser aberta.

[0047] Como mostrado na Figura 4, o conduto do queimador 2 é

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 17/29

14/18 proporcionadas com uma porção ampliada de abertura 2c (abertura D2) onde uma abertura D1 do conduto do queimador 2 é ampliada sobre uma seção a partir do meio do mesmo a uma saída do conduto do queimador 2b. Uma corrente de Foucault ED é gerada ao mesmo tempo em que gás misturado MG, que flui através do conduto do queimador 2 em direção da câmara de combustão 3, passa através da porção ampliada de abertura 2c. Na medida em que a corrente de Foucault ED absorve em alta temperatura atmosfera dentro da câmara de combustão adjacente 3 (vide a seta que vai a partir da câmara de combustão 3 para a porção ampliada de abertura 2c na Figura 4), a porção ampliada de abertura 2c é mantida em alta temperatura. Como um resultado, a porção ampliada de abertura 2c serve como a porção de sustentação de câmara, onde uma posição estabilizada de ponto de ignição é formada. Deve ser observado que a corrente de Foucault ED formada na mesma contém não só um componente de gás misturado mas também a um componente de gás de combustão gerado com a ignição do gás misturado MG na porção ampliada de abertura 2c. Como mostrado na Figura 4, os cantos da porção do conduto do queimador 2 que muda para a porção ampliada de abertura 2c são chanfradas (afunilada). Isso torna possível se facilitar a geração da corrente de Foucault ED, e também se reduzir consideravelmente a queda do material refratário e semelhante na referida região em comparação com o caso onde a inclinação não é realizada.

[0048] A porção ampliada de abertura 2c gera uma corrente de Foucault ED do gás misturado MG, absorve a atmosfera em alta temperatura a partir da câmara de combustão 3, e forma a porção de sustentação de câmara para desse modo estabiliza o ponto de ignição. Adicionalmente, a porção ampliada de abertura 2c não sufoca o fluxo de gás no lado à jusante, e, portanto, o fenômeno de cintilação envolvendo repetida ignição e apagamento não ocorre.

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 18/29

15/18 [0049] Assim, o conduto do queimador ilustrado 2 é implementado pela modificação da estrutura tão simples quanto proporcionar a porção ampliada de abertura 2c em determinada área no lado da câmara de combustão 3. Isso torna possível se proporcionar o conduto do queimador capaz de garantir a estabilidade da ignição dentro do conduto do queimador 2 e suprimir o fenômeno de cintilação de modo a alcançar excelente capacidade de combustão sem aumentar os custos de fabricação.

[0050] Um conduto do queimador 2A mostrado na Figura 5 é estruturado de modo que a porção de abertura estreitada em forma de anel 2d onde a abertura do conduto do queimador 2A é reduzida é proporcionada na vizinhança de um saída de queimador 1a. Nos desenhos, o número de referência D3 representa um diâmetro interno da porção de abertura estreitada 2d.

[0051] Gás combustível G e ar de combustão A1, A2 fluindo através das linhas de tubos 1b, 1c, e 1d, que são inclinadas a partir do queimador 1 em direção do conduto do queimador 2A, são misturados imediatamente após fluir para dentro do conduto do queimador 2A. Uma vez que a porção de abertura estreitada 2d é proporcionada na vizinhança da saída de queimador 1a no conduto do queimador 2A, a mistura entre o gás combustível G e o ar de combustão Α1, A2 é adicionalmente promovida. A corrente de Foucault ED é então gerada ao mesmo tempo em que o gás misturado MG, que flui através do conduto do queimador 2A em direção de a câmara de combustão 3, passa através da porção ampliada de abertura 2c. Na medida em que a corrente de Foucault ED absorve em alta temperatura atmosfera dentro da câmara de combustão adjacente 3 (vide a seta que vai a partir da câmara de combustão 3 para a porção ampliada de abertura 2c na Figura 5), a porção ampliada de abertura 2c é mantida em alta temperatura. Como um resultado, a porção ampliada de abertura 2c serve

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 19/29

16/18 como a porção de sustentação de câmara, onde uma posição estabilizada do ponto de ignição é formada. Embora a porção de abertura estreitada ilustrada 2d seja disposta em uma posição relativamente distante a partir da saída de queimador 1a, a mesma pode ser disposta na posição da saída de queimador 1a.

[0052] Experimento relativo à eficiência da combustão em conduto do queimador e resultado do mesmo [0053] Os inventores da presente invenção conduziram um experimento para comparar a eficiência da combustão no sistema de queima de estrutura convencional (exemplo comparativo) e no sistema de queima que constitui o regenerador de vento quente de aquecimento superior da presente invenção (Exemplo).

[0054] O experimento no sistema de queima mostrado na Figura 4 é delineado como descrito abaixo. Ou seja, uma pluralidade de tipos de sistema de queimas foi produzida de modo experimental com um comprimento L da porção ampliada de abertura no conduto do queimador variada na faixa a partir de 0D1 (sem a porção ampliada de abertura) a 2D1, a quantidade de gás de CO não queimado no respectivo sistema de queima foi medida, e a quantidade medida sem a porção ampliada de abertura foi normalizada em 1 para especificar as respectivas quantidades medidas em proporção ao valor normalizado. O resultado do mesmo é mostrado na Figura 6.

[0055] Como é claro a partir da Figura 6, foi demonstrado que a quantidade de gás de CO não queimado tende a diminuir até que o comprimento da porção ampliada de abertura seja igual a 0.3D1, e alcança um ponto de inflexão nesse ponto 0.3D1 onde o valor se torna 1/4 do valor sem a porção ampliada de abertura. Na medida em que o comprimento da porção ampliada de abertura se torna mais longo, o valor é reduzido para 1/13, e então desvia para aumentar antes de alcançar um ponto de inflexão em 1.4D1 onde o valor se torna 1/4 do

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 20/29

17/18 valor sem a porção ampliada de abertura.

[0056] Foi demonstrado nesse experimento que o comprimento da porção ampliada de abertura é de modo desejável na faixa de 0.3D1 a 1.4D1 a partir do ponto de vista do desempenho de consumo de combustível. Os inventores da presente invenção também determinam outras razões pelas quais o comprimento da porção ampliada de abertura nessa faixa é desejável. Ou seja, a faixa de comprimento obtida é especificada como uma faixa ótima na terra em que o comprimento da porção ampliada de abertura sendo muito longo, o desempenho de sustentação da chama na porção ampliada de abertura pode ser deteriorado, resultando em deterioração da estabilidade da posição de ignição, ao mesmo tempo em que com o comprimento da porção ampliada de abertura sendo muito curta, o gás de combustão que gira com um grande raio de giro dentro da câmara de combustão pode alcançar o lado de dentro da porção ampliada de abertura como um vento transversal, o que desse modo causa apagamento.

[0057] Embora cada modalidade da presente invenção tenha sido descrita em amplos detalhes com referencia aos desenhos, deve ser entendido que a concreta estrutura não é limitada às modalidades descritas, e várias medicações e variações no desenho que se insiram no âmbito e espirito da presente invenção pretendem, portanto, estar englobadas na mesma.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

... queimador, 1b ... tubo interno, 1c ... tubo central, 1d ...

tubo externo, 1a ... saída de queimador, 2, 2A ... conduto do queimador, 2a ... válvula de fechamento, 2b ... saída do conduto do queimador, 2c ... porção ampliada de abertura, 2d ... porção de abertura estreitada, 3 ... câmara de combustão, 4 ... câmara de verificação, 5 ... tubo de vento quente, 6 ... tubo de vento, 7 ... conduto de gás, 10 ... regenerador de vento quente de aquecimento superior, G ... gás comPetição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 21/29

18/18 bustível, A1, A2 ... ar de combustão, MG ... gás misturado, ED ... corrente de Foucault.

Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 22/29

1/2

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Regenerador de vento quente de aquecimento superior (10), compreendendo:

   uma câmara de verificação (4) incluindo um tubo de vento para receber fornecimento de ar de vento quente; e uma câmara de combustão (3) que inclui um tubo de vento quente (5) e um sistema de queima (1, 2) para fornecer vento quente a um regenerador de vento, e que é disposto acima da câmara de verificação (4), em que a câmara de verificação (4) é aquecida por combustão de gás misturado incluindo gás combustível e ar de combustão fornecido a partir do sistema de queima (1, 2) para a câmara de combustão (3), e o vento quente que é gerado enquanto o ar de vento quente passa através da câmara de verificação (4) é fornecido para o regenerador de vento através do tubo de vento quente (5), em que o sistema de queima (1, 2) inclui: um queimador (1) fornecido com um tubo de gás combustível (1c) e um tubo de ar de combustão (1b, 1d); e um conduto do queimador (2) em comunicação com uma saída de queimador (1a) do queimador (1), o conduto do queimador (2) em comunicação com a câmara de combustão (3) através de uma saída do conduto do queimador (2b), em que o conduto do queimador (2) tem um diâmetro interno D1 até o meio do conduto do queimador (2) e inclui uma porção ampliada de abertura (2c) onde um diâmetro interno do conduto do queimador (2) é ampliado para ter um diâmetro interno D2 fornecido sobre uma seção a partir do meio do conduto do queimador (2) para a saída do conduto do queimador (2b), de modo que uma corrente de Foucault (ED) do gás misturado que flui em direção à câmara de combustão (3) através do conduto do queimador (2) é formada na porção ampliada de abertura (2c), caracterizado pelo fato de que

   Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 23/29
2. 2/2

   - um comprimento (L) da porção ampliada de abertura (2c) para a saída do conduto do queimador (2) está na faixa de 0,3D1 a 1,4D1 onde D1 representa o diâmetro interno do conduto do queimador (2) até o meio,

   - a corrente de Foucault (ED) absorve atmosfera em alta temperatura a partir da câmara de combustão (3) e forma a porção de sustentação de chama para estabilizar um ponto de ignição, e

   - o conduto do queimador (2) inclui, em uma posição da saída do queimador (1a), uma porção de abertura estreitada (2d) onde o diâmetro interno do conduto do queimador (2) é reduzido, e o gás misturado incluindo o gás combustível e o ar de combustão é formado na porção de abertura estreitada (2d).

   Petição 870180045156, de 28/05/2018, pág. 24/29

   1/6

   Π· m