EA041858B1 - COMBUSTION SYSTEM - Google Patents

COMBUSTION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
EA041858B1
EA041858B1 EA201891976 EA041858B1 EA 041858 B1 EA041858 B1 EA 041858B1 EA 201891976 EA201891976 EA 201891976 EA 041858 B1 EA041858 B1 EA 041858B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fuel
air
combustion
inlet
outlet
Prior art date
Application number
EA201891976
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Мравкак
Дэйл Нойман
Original Assignee
Атлантис Рисерч Лэбс Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Атлантис Рисерч Лэбс Инк. filed Critical Атлантис Рисерч Лэбс Инк.
Publication of EA041858B1 publication Critical patent/EA041858B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится в целом к отходосжигательной установке и факельным системам для сжигания углеводородов, таких как сбросные газы и жидкости, появляющиеся на газовых или нефтяных буровых площадках, или ненужных технологических газов и жидкостей из различных химических и нефтехимических производств.The present invention relates generally to incinerator and flare systems for burning hydrocarbons, such as off-gases and liquids from gas or oil drilling sites, or waste process gases and liquids from various chemical and petrochemical industries.

Уровень техникиState of the art

Горючие углеводороды в целом используются в качестве источников энергии, но в некоторых ситуациях может потребоваться их уничтожение, например, в случае производственных излишков или неожиданной остановки технологического оборудования. Некоторые горючие углеводороды являются побочными продуктами естественных или производственных процессов, в которых источник не может быть остановлен и/или является неуправляемым и не может быть сохранен для более позднего использования.Flammable hydrocarbons are generally used as energy sources, but in some situations they may need to be destroyed, for example, in the event of production surpluses or unexpected shutdowns of process equipment. Some combustible hydrocarbons are by-products of natural or industrial processes in which the source cannot be stopped and/or is unmanaged and cannot be stored for later use.

Одним примером источника горючего газа, который не может быть остановлен и/или легко управляем, является мусорный полигон. На мусорном полигоне органическое вещество, содержащееся в отходах, медленно разлагается в течение длительного времени в результате естественного процесса с выработкой газового потока, содержащего метан (CH4). Метан является горючим газом и смешивается с другими горючими и негорючими газами в различных пропорциях, выходя из мусорного полигона. Газообразный метан является ценным источником энергии, а также является парниковым газом, если попадает непосредственно в атмосферу. Таким образом, если газообразный метан, содержащийся в газовом потоке, выходящем из мусорного полигона, не может быть легко использован или сохранен, он должен быть утилизован сжиганием в газовом факеле. Газовые потоки, содержащие газообразный метан, также могут быть образованы другими процессами, например, в анаэробном дигестере. Также существует множество других ситуаций и контекстов.One example of a combustible gas source that cannot be stopped and/or easily controlled is a landfill. At a landfill, the organic matter contained in the waste slowly decomposes over a long period of time as a result of a natural process producing a gas stream containing methane (CH 4 ). Methane is a combustible gas and mixes with other combustible and non-combustible gases in varying proportions as it leaves the landfill. Methane gas is a valuable source of energy and is also a greenhouse gas if released directly into the atmosphere. Thus, if the methane gas contained in the gas stream leaving the landfill cannot be easily used or stored, it must be disposed of by flaring. Gas streams containing methane gas can also be generated by other processes, such as in an anaerobic digester. There are also many other situations and contexts.

Известны системы, такие как факельное устройство для сжигания и утилизации горючих газов и текучих сред. Факельное устройство обычно устанавливают на факельных стойках и размещают на промышленных, очистных, обрабатывающих установках и т.п. для утилизации горючих сбросных газов или других горючих газовых потоков, от использования которых отказываются по различным причинам, включая помимо прочего вентиляцию, прекращение работы оборудования, неисправности и/или аварийные ситуации.Known systems such as a flare device for combustion and disposal of combustible gases and fluids. The flare device is usually mounted on flare racks and placed in industrial plants, treatment plants, processing plants, and the like. for the disposal of flammable waste gases or other flammable gas streams that are discarded for various reasons, including, but not limited to, ventilation, equipment shutdown, malfunctions and/or emergencies.

В целом желательно, чтобы горючий газ/жидкость были сожжены без выработки дыма, и обычно такое бездымное или почти бездымное сжигание является предпочтительным. Один способ бездымного сжигания состоит в подаче топочного воздуха посредством пароструйного насоса, который иногда называется как водопаровой эжектор. Топочный воздух гарантирует полное окисление горючего газа без выработки дыма. Таким образом, водяной пар обычно используется в качестве движущей силы, необходимой для перемещения воздуха в факельное устройство. Если подавать достаточное количество топочного воздуха, и поданный воздух хорошо смешивается с горючим газом, смесь водяного пара/воздуха и горючего газа может быть сожжена с минимальной выработкой дыма или вообще без дыма.In general, it is desirable that the combustible gas/liquid be combusted without producing smoke, and such smokeless or near-smokeless combustion is generally preferred. One method of smokeless combustion is to supply combustion air by means of a steam jet pump, sometimes referred to as a water steam ejector. The flue air guarantees complete oxidation of the combustible gas without generating smoke. Thus, water vapor is typically used as the driving force needed to move air into the flare. If sufficient combustion air is supplied, and the supplied air mixes well with the combustible gas, the mixture of steam/air and combustible gas can be burned with little or no smoke.

В типичном факельном устройстве необходимый топочный воздух подают с использованием движущего средства, такого как нагнетательный вентилятор, реактивный насос, и использованием водяного пара, сжатого воздуха или другого газа наряду с получением воздуха из окружающей атмосферы вдоль факела.In a typical flare device, the necessary combustion air is supplied using a propulsion device such as a blower, jet pump, and using steam, compressed air, or other gas, along with acquiring air from the surrounding atmosphere along the flare.

В патенте США № 8967995 описана факельная система двойного давления, которая содержит факельную стойку двойного давления, имеющую центральную ось, выровненную с центром выходного отверстия высокого давления; топочный ход высокого давления, имеющий центральную ось, коллинеарную с центральной осью факельной стойки двойного давления; и топочный ход низкого давления, соединенный с наконечником низкого давления, а также содержит воздухоснабжающий вспомогательный узел, имеющий воздухоснабжающее соединение с нагнетательным вентилятором и смешивающей камерой, причем смешивающая камера окружает наконечник низкого давления.US Pat. No. 8,967,995 describes a dual pressure flare system that comprises a dual pressure flare rack having a central axis aligned with the center of a high pressure outlet; a high pressure flue having a central axis collinear with the central axis of the double pressure flare rack; and a low pressure combustion passage connected to the low pressure tip, and also contains an air supply auxiliary unit having an air supply connection with a blower and a mixing chamber, the mixing chamber surrounding the low pressure tip.

В US 9464804 описана система газового факела, которая содержит вертикальную факельную стойку, имеющую открытый верхний конец и нижнюю днищевую стенку, горелочное устройство проходит через нижнюю днищевую стенку. Горелочное устройство принимает поток сбросного газа из схемы сбросного газа и также принимает первичный воздух. Отверстия для вторичного воздуха вокруг горелки подают вторичный воздух, поступающий из приточного корпуса, расположенного непосредственно под нижней днищевой стенкой.US 9464804 describes a gas flare system which comprises a vertical flare column having an open top end and a bottom bottom wall, the burner device extending through the bottom bottom wall. The burner device receives a waste gas stream from the waste gas circuit and also receives primary air. Secondary air openings around the burner supply secondary air coming from the supply housing located directly under the lower bottom wall.

В EP 2636951 описана система сжигания, содержащая устройство сжигания, теплообменник и дымовую трубу. Устройство сжигания содержит трубу подачи сбросного газа, трубу подачи поддерживающего газа, систему подачи воздуха, смешивающую камеру для смешивания воздуха со сбросным газом и/или с поддерживающим газом, и газопроницаемую поверхность горения, на которой сжигается сбросный газ после того, как готовая смесь пролетит через нее, в результате чего вырабатывается дымовой газ. Дымовая труба соединяет устройство сжигания с теплообменником и, таким образом, создает поток дымового газа, протекающего из устройства сгорания в теплообменник.EP 2636951 describes a combustion system comprising a combustion device, a heat exchanger and a chimney. The combustion device comprises a waste gas supply pipe, a support gas supply pipe, an air supply system, a mixing chamber for mixing air with waste gas and/or support gas, and a gas-permeable combustion surface on which the waste gas is burned after the finished mixture has flown through it, resulting in the production of flue gas. The chimney connects the combustion device to the heat exchanger and thus creates a flow of flue gas flowing from the combustion device to the heat exchanger.

Теплообменник содержит каналы для дымового газа и по меньшей мере для одной текучей среды,The heat exchanger contains channels for flue gas and at least one fluid,

- 1 041858 которая нагревается.- 1 041858 which is heated.

В US 6146131 описаны многогорелочные узлы, приспособленные к камере сгорания, состоящей из направленных вверх форсунок для распределения сбросного газа в камере сгорания, а также атомизации сбросных газов и направления и выпуска горючих сбросных газов вверх в камеру сгорания. Согласно некоторым вариантам реализации нижний конец дымовой трубы образован одним или более смещенных в осевом направлении нижних трубчатых кожухов, которые концентрически разделены с образованием кольцевых входных отверстий для впуска дополнительного топочного воздуха.US 6,146,131 describes multi-burner assemblies adapted to a combustion chamber consisting of upwardly directed nozzles for distributing waste gas in the combustion chamber, as well as atomizing the waste gases and directing and venting combustible waste gases up into the combustion chamber. In some embodiments, the lower end of the chimney is formed by one or more axially offset lower tubular casings that are concentrically divided to form annular inlets for the inlet of additional combustion air.

В US 2003/0059732 описан пленочный охлаждающий способ и максимальное растворение продуктов сгорания перед их выпуском из системы. В этом документе описано использование секционированных труб, размещенных над камерой сгорания, для охлаждения продуктов сжигания газов. Система, описанная в этом документе, также содержит одну или более пар входных портов для сбросного газа и замыкающих портов, причем входной и замыкающий порты каждой пары расположены на противоположных сторонах камеры сгорания.US 2003/0059732 describes a film cooling method and the maximum dissolution of combustion products before they are released from the system. This document describes the use of sectioned pipes placed above the combustion chamber to cool the products of combustion gases. The system described in this document also includes one or more pairs of vent gas inlet ports and tail ports, with the inlet and tail ports of each pair located on opposite sides of the combustion chamber.

Обычно в используемых отходосжигательных системах, таких как описанные в US 6146131 и US 2003/0059732, используется индуцированный факелом поток воздуха, причем конвекционный поток, вырабатываемый горелками в камере сгорания, используется для захвата и подачи дополнительного воздуха в топочный узел для достижения необходимого уровня сгорания.Commonly used incinerator systems, such as those described in US 6146131 and US 2003/0059732, use flare-induced airflow, whereby the convection flow generated by the burners in the combustion chamber is used to capture and supply additional air to the combustion assembly to achieve the desired level of combustion.

Таким образом, существует потребность в усовершенствованных устройстве, системе и способах для бездымного сжигания горючих газов и жидкостей вместе с воздухом для уменьшения шума и повышения эффективности, в результате чего большее количество топлива может быть сожжено с уменьшенным добавлением или использованием движущих средств, таких как водяной пар, нагнетательный вентилятор и т.п.Thus, there is a need for improved apparatus, system and methods for smokeless combustion of combustible gases and liquids together with air to reduce noise and improve efficiency, whereby more fuel can be burned with reduced addition or use of propellants such as steam. , blower, etc.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение относится к системе сжигания, содержащей смешивающее воздух и топливо оборудование/устройство и систему топочного узла, которая обеспечивает топливовоздушную смесь для операций сжигания и/или сгорания газа.The present invention relates to a combustion system comprising air and fuel mixing equipment/apparatus and a combustion unit system that provides an air-fuel mixture for combustion and/or gas combustion operations.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения обеспечена система сжигания топлива, содержащая топливный инжектор, выполненный с возможностью впрыска топлива с принудительно заданной скоростью;According to one aspect of the present invention, a fuel combustion system is provided, comprising: a fuel injector configured to inject fuel at a forced rate;

устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, имеющее входной конец и выходной конец и сообщающееся по текучей среде на своем входном конце с топливным инжектором для приема топлива, впрыскиваемого топливным инжектором и подлежащего смешиванию с первоначально захваченным воздухом с образованием первоначальной топливовоздушной смеси, причем устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом содержит множество топливных впускных трубок, составленных друг с другом вертикально, при этом каждая впускная трубка имеет входное отверстие и выходное отверстие, причем площадь поперечного сечения входного отверстия каждой впускной трубки больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей впускной трубки, в результате чего обеспечен кольцевой зазор между двумя смежными впускными трубками для захвата дополнительного воздуха, когда первоначальная топливовоздушная смесь проходит из одной впускной трубки в смежную впускную трубку для создания результирующей топливовоздушной смеси для сжигания в камере сгорания, при этом результирующая топливовоздушная смесь имеет заданное соотношение топлива и воздуха для полного разложения топлива при сгорании;a device for multi-stage mixing of fuel with air, having an inlet end and an outlet end and in fluid communication at its inlet end with a fuel injector for receiving fuel injected by the fuel injector and to be mixed with the initially entrained air to form the initial air-fuel mixture, and the device for multi-stage mixing fuel with air contains a plurality of fuel inlet tubes stacked vertically with each other, with each inlet tube having an inlet and an outlet, and the cross-sectional area of the inlet of each inlet tube is greater than the cross-sectional area of the outlet of the previous inlet tube, in thereby providing an annular gap between two adjacent intake tubes to entrain additional air as the initial air-fuel mixture passes from one intake tube to the adjacent intake tube to create a result a fuel-air mixture for combustion in the combustion chamber, the resulting air-fuel mixture having a predetermined ratio of fuel and air for complete decomposition of the fuel during combustion;

топочный узел, проходящий вертикально от устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, имеющий входную часть, сообщающуюся по текучей среде с выходным концом устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, и выходную часть для выпуска продуктов сгорания топлива, причем топочный узел ограничивает указанную камеру сгорания между входной и выходной частями, а также сообщается с основным источником воспламенения; и система выполнена с возможностью достижения необходимой продолжительности нахождения результирующей топливовоздушной смеси в камере сгорания.a combustion unit extending vertically from the device for multi-stage mixing of fuel with air, having an inlet part in fluid communication with the outlet end of the device for multi-stage mixing of fuel with air, and an outlet part for discharging fuel combustion products, wherein the combustion unit limits said combustion chamber between input and output parts, and also communicates with the main source of ignition; and the system is configured to achieve the desired residence time of the resulting air-fuel mixture in the combustion chamber.

Также обеспечен способ усиления сжигания топлива, включающий обеспечение вертикально составленного устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, имеющего входное отверстие, сообщающееся по текучей среде с источником воздуха, и выходное отверстие, сообщающееся с топочным узлом, причем устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом содержит множество топливных впускных трубок, составленных друг с другом вертикально, при этом каждая впускная трубка имеет входное отверстие и выходное отверстие, и площадь поперечного сечения входного отверстия каждой трубки больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей впускной трубки, в результате чего обеспечен кольцевой зазор между двумя смежными трубками для захвата дополнительного воздуха;A method for enhancing fuel combustion is also provided, including providing a vertically arranged device for multi-stage mixing of fuel with air, having an inlet that is in fluid communication with an air source, and an outlet that is in communication with a combustion unit, the device for multi-stage mixing of fuel with air contains a plurality fuel inlet tubes stacked vertically with each other, each inlet tube having an inlet and an outlet, and the cross-sectional area of the inlet of each tube is greater than the cross-sectional area of the outlet of the previous inlet tube, resulting in an annular gap between the two adjacent tubes to capture additional air;

- 2 041858 впрыск топлива во входное отверстие устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом посредством топливного инжектора, выполненного с возможностью впрыска топлива с принудительно заданной скоростью, для смешивания с первоначально захваченным воздухом с образованием первоначальной топливовоздушной смеси и для достижения импульса/скорости первоначальной топливовоздушной смеси для протекания через множество топливных впускных трубок, во время захвата дополнительного воздуха, когда топливовоздушная смесь впрыскивается из одной топливной впускной трубки в смежную топливную впускную трубку, тем самым создавая результирующую топливовоздушную смесь, имеющую заданное соотношение топлива и воздуха для полного разложения топлива при сгорании, в результате чего создается результирующая топливовоздушная смесь, имеющая отношение топлива к воздуху, достаточное для по существу полного сгорания топлива при сжигании в камере сгорания.- 2 041858 injection of fuel into the inlet of the device for multi-stage mixing of fuel with air by means of a fuel injector made with the possibility of injecting fuel at a forced rate, to mix with the initially entrained air to form the initial air-fuel mixture and to achieve the momentum / velocity of the initial air-fuel mixture for flowing through a plurality of fuel inlet pipes, at the time of entraining additional air, when the air-fuel mixture is injected from one fuel inlet pipe into an adjacent fuel inlet pipe, thereby creating a resultant air-fuel mixture having a predetermined ratio of fuel and air for complete decomposition of the fuel during combustion, as a result thereby creating a resulting air-fuel mixture having a fuel-to-air ratio sufficient for substantially complete combustion of the fuel when burned in the combustion chamber.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Другие признаки и преимущества настоящих усовершенствований являются очевидными из следующего подробного описания со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых на фиг. 1 показан перспективный вид смешивающей топливо и воздух системы согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 2 - вид сбоку смешивающей топливо и воздух системы, показанной на фиг. 1, на фиг. 3A - перспективный вид системы сжигания согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 3B схематически показана в разрезе система сжигания, показанная на фиг. 3A, на фиг. 4 показан перспективный вид соединительного элемента для смешивающей топливо и воздух системы согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 5 - перспективный вид камеры сгорания согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 6 - перспективный вид выпускной трубы согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 7 - перспективный вид топочного контейнера согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 8A - перспективный вид защитного кожуха согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 8B схематически показан в разрезе защитный кожух, показанный на фиг. 8A, на фиг. 8C показан перспективный вид защитного кожуха согласно одному варианту реализации настоящего изобретения с дверцей, на фиг. 9A - перспективный вид системы сжигания согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 9B - вид сбоку системы сжигания, показанной на фиг. 9A, на фиг. 9C схематически показана в разрезе система сжигания, показанная на фиг. 9A, на фиг. 10A показан перспективный вид топочного контейнера согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 10B - вид снизу топочного контейнера, показанного на фиг. 10A, на фиг. 11 - перспективный вид защитного кожуха согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения, на фиг. 12 схематически показана в разрезе система сжигания согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.Other features and advantages of the present improvements will become apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a perspective view of a fuel/air mixing system according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the fuel/air mixing system shown in FIG. 1 in FIG. 3A is a perspective view of a combustion system according to one embodiment of the present invention, FIG. 3B is a schematic sectional view of the combustion system shown in FIG. 3A in FIG. 4 is a perspective view of a connector for a fuel/air mixing system according to one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view of a combustion chamber according to one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a perspective view of an exhaust pipe according to one embodiment of the present invention, FIG. 7 is a perspective view of a firebox according to one embodiment of the present invention, FIG. 8A is a perspective view of a protective housing according to one embodiment of the present invention, FIG. 8B is a schematic sectional view of the protective cover shown in FIG. 8A in FIG. 8C is a perspective view of a protective housing according to one embodiment of the present invention with a door, FIG. 9A is a perspective view of a combustion system according to another embodiment of the present invention, FIG. 9B is a side view of the combustion system shown in FIG. 9A in FIG. 9C is a schematic sectional view of the combustion system shown in FIG. 9A in FIG. 10A is a perspective view of a firebox according to another embodiment of the present invention, FIG. 10B is a bottom view of the firebox shown in FIG. 10A in FIG. 11 is a perspective view of a protective housing according to another embodiment of the present invention, FIG. 12 is a schematic sectional view of a combustion system according to one embodiment of the present invention.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Если не указано иное, все технические и научные термины, использованные в настоящей заявке, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в области техники настоящего изобретения.Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used in this application have the same meaning as generally understood by a person skilled in the art of the present invention.

Термин топливо, используемый в настоящей заявке, обозначает сбросные газы и жидкости, появляющиеся на газовых и нефтяных буровых площадках, или отработавшие технологические газы и жидкости в химической и нефтехимической промышленности. Не ограничивающими примерами сбросных газов служат газы, содержащие метан, пропан, бутан, пентан и их смеси.The term fuel as used in this application refers to waste gases and liquids that appear on gas and oil drilling sites, or spent process gases and liquids in the chemical and petrochemical industries. Non-limiting examples of waste gases are gases containing methane, propane, butane, pentane and mixtures thereof.

Выражение по существу полное сгорание, используемое в настоящей заявке, относится к сгоранию, при котором сгорает по меньшей мере 80% топлива.The term substantially complete combustion as used herein refers to combustion in which at least 80% of the fuel is burned.

Термин зона горения, используемый в настоящей заявке, относится по меньшей мере к 0,25 длины топочного узла.The term combustion zone, as used in this application, refers to at least 0.25 of the length of the combustion unit.

Используемый в настоящей заявке термин примерно относится примерно к изменению данного значения в пределах ±10%. Следует понимать, что такое изменение всегда включено в любое данное значение в настоящей заявке независимо от того, указано оно конкретно или не указано.Used in this application, the term refers approximately to the change in this value within ±10%. It is to be understood that such a change is always included in any given meaning in this application, whether or not it is specifically stated.

В настоящем изобретении представлена система сжигания, которая содержит топливный инжектор, связанный с устройством/аппаратом для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, и топочный узел для создания системы, которая обеспечивает идеальную топливовоздушную смесь для операThe present invention provides a combustion system that includes a fuel injector associated with a device/apparatus for multi-stage mixing of fuel with air, and a combustion unit for creating a system that provides an ideal air-fuel mixture for operating

- 3 041858 ций по существу полного сжигания и/или сгорания газа.- 3 041858 essentially complete combustion and/or combustion of gas.

Система сжигания согласно настоящему изобретению содержит топливный инжектор, выполненный с возможностью впрыска топлива с заданным расходом/скоростью; устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, сообщающееся по текучей среде с топливным инжектором, для приема топлива, впрыскиваемого из инжектора, которое подлежит смешиванию с захваченным воздухом с образованием топливовоздушной смеси. Устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом содержит множество топливных впускных трубок, составленных друг с другом вертикально, причем каждая впускная трубка имеет входное отверстие и выходное отверстие, при этом площадь поперечного сечения входного отверстия одной или более впускных трубок больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей впускной трубки, в результате чего обеспечен кольцевой зазор между двумя смежными впускными трубками для захвата дополнительного воздуха, когда топливовоздушная смесь проходит из одной впускной трубки в соседнюю впускную трубку. Топочный узел расположен вертикально выше устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом. Топочный узел имеет входную часть, сообщающуюся по текучей среде с выходным концом устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, и выходную часть для выпуска продуктов сгорания топлива. Топочный узел ограничивает камеру сгорания между входной и выходной частями и также сообщается по текучей среде с основным источником воспламенения.The combustion system according to the present invention comprises a fuel injector configured to inject fuel at a predetermined rate/rate; a multi-stage fuel-air mixing device in fluid communication with the fuel injector to receive fuel injected from the injector to be mixed with entrained air to form an air-fuel mixture. The device for multi-stage mixing of fuel with air contains a plurality of fuel inlet tubes stacked vertically with each other, each inlet tube has an inlet and an outlet, while the cross-sectional area of the inlet of one or more inlet tubes is greater than the cross-sectional area of the outlet the previous intake tube, thereby providing an annular gap between two adjacent intake tubes to entrain additional air when the air-fuel mixture flows from one intake tube to an adjacent intake tube. The combustion unit is located vertically above the device for multi-stage mixing of fuel with air. The combustion unit has an inlet part, which is in fluid communication with the outlet end of the device for multi-stage mixing of fuel with air, and an outlet part for discharging fuel combustion products. The combustion assembly defines the combustion chamber between the inlet and outlet portions and is also in fluid communication with the main source of ignition.

Топливные впускные трубки выполнены таким образом, что топливо, впрыскиваемое топливным инжектором, и первоначально захваченный воздух перемещаются в верхнюю часть топливной впускной системы с расходом/скоростью, достаточной для достижения камеры сгорания, с захватом дополнительного воздуха, когда воздухотопливная смесь впрыскивается из выходного отверстия одной топливной впускной трубки во входное отверстие смежной топливной впускной трубки. Топочный узел выполнен с возможностью задержки потока смеси топлива и воздуха, протекающего через камеру сгорания, для достижения необходимой продолжительности нахождения смеси топлива и воздуха в камере сгорания.The fuel inlet tubes are designed such that the fuel injected by the fuel injector and the initially entrained air move to the top of the fuel inlet system at a rate/velocity sufficient to reach the combustion chamber, entraining additional air as the air-fuel mixture is injected from the outlet of one fuel inlet tube into the inlet of the adjacent fuel inlet tube. The combustion unit is configured to delay the flow of the mixture of fuel and air flowing through the combustion chamber in order to achieve the required residence time of the mixture of fuel and air in the combustion chamber.

Было выяснено, что впрыск топлива с принудительно заданной скоростью/расходом на входе топливной впускной системы, как описано в настоящей заявке, обеспечивает скорость топлива, достаточную для создания потока смеси топлива и воздуха, направленного вверх, и захвата дополнительного воздуха в процессе образования топливовоздушной смеси, имеющую соотношение топлива и воздуха, достаточное для реакции по существу полного сгорания/сжигания без необходимости использования движущих сил. Было установлено, что задержка потока топливовоздушной смеси (выработанной топливной впускной системой согласно настоящему изобретению) через камеру сгорания для достижения необходимой продолжительности нахождения смешанных топлива и воздуха в камере сгорания приводит по существу к полному разложению топлива.It has been found that injecting fuel at a forced rate/flow rate at the inlet of the fuel intake system, as described in this application, provides a fuel velocity sufficient to create an upward flow of the mixture of fuel and air, and capture additional air during the formation of the air-fuel mixture, having a fuel to air ratio sufficient for a substantially complete combustion/combustion reaction without the need for driving forces. It has been found that delaying the flow of the air-fuel mixture (produced by the fuel intake system of the present invention) through the combustion chamber to achieve the required residence time of the mixed fuel and air in the combustion chamber results in substantially complete decomposition of the fuel.

Было установлено, что улучшенный уровень сгорания/сжигания может быть достигнут при выходной скорости продуктов сгорания топлива (в футах в секунду), которая меньше, чем скорость их пролета двойной длины зоны горения, и больше, чем скорость сгорания топлива.It has been found that an improved level of combustion/burning can be achieved at an exit velocity of the fuel combustion products (in feet per second) that is less than their speed of passage over twice the length of the combustion zone and greater than the combustion velocity of the fuel.

Скорость сгорания топлива является известной и/или может быть легко вычислена известными способами. Например, скорость сгорания метана, как известно, составляет примерно 1 фут/с (0,305 м/с), и скорость сгорания пропана составляет 2,8 фут/с (0,85 м/с).The combustion rate of the fuel is known and/or can be easily calculated by known methods. For example, the combustion rate of methane is known to be about 1 ft/s (0.305 m/s), and the combustion rate of propane is 2.8 ft/s (0.85 m/s).

Согласно настоящему изобретению также установлено, что необходимая скорость/расход топливовоздушной смеси для конкретного топлива и необходимой продолжительности нахождения/времени пребывания топливовоздушной смеси в камере сгорания может быть достигнута соответствующим выбором форсунки для топливного инжектора, размера и расположения кольцевых зазоров для засасывания воздуха, размера и расположения воздухозаборных трубок и/или размера и расположения топочного узла.According to the present invention it has also been found that the required air-fuel mixture velocity/flow rate for a particular fuel and the required residence time/residence time of the air-fuel mixture in the combustion chamber can be achieved by appropriate selection of the fuel injector nozzle, the size and location of the air intake annular gaps, the size and location intake pipes and/or the size and location of the combustion unit.

Отношение длины к ширине/диаметру топливных впускных трубок рядом с топливным инжектором в целом выше, чем отношение длины к ширине топливных впускных трубок рядом с топочным узлом.The length to width/diameter ratio of the fuel inlet tubes adjacent to the fuel injector is generally higher than the length to width ratio of the fuel inlet tubes adjacent to the combustion unit.

Выбор количества впускных трубок и их относительных длин и ширин зависит от размера и типа топочного узла и/или типа и/или объема топлива, которое подлежит сжиганию.The choice of the number of inlet tubes and their relative lengths and widths depends on the size and type of the combustion unit and/or the type and/or volume of fuel to be burned.

Топливные впускные трубки могут иметь постоянную площадь поперечного сечения, или площадь их поперечного сечения может увеличиваться от входного конца к выходному концу.The fuel inlet tubes may have a constant cross-sectional area, or their cross-sectional area may increase from the inlet end to the outlet end.

Согласно некоторым вариантам реализации топливные впускные трубки имеют длины и ширины, выбранные с возможностью нерезонирующего выравнивания, для достижения скорости/импульса, достаточного для того, чтобы поток топлива и воздуха достигал камеры сгорания и образовывал результирующую топливовоздушную смесь, имеющую отношение топлива к воздуха, облегчающее по существу полное разложение/сжигание топлива.In some embodiments, the fuel inlet tubes have lengths and widths selected to be non-resonantly aligned to achieve sufficient velocity/momentum for the flow of fuel and air to reach the combustion chamber and form a resultant air-fuel mixture having a fuel-to-air ratio that facilitates essentially complete decomposition/combustion of the fuel.

В контексте настоящего изобретения топливные впускные трубки, имеющие отношение длины к диаметру (или ширине) меньше чем 1:1 (или имеющие отношение длины к диаметру больше чем 1:1), также называются рассеивающими каналами. Топливные впускные трубки, имеющие отношение длины к диаметру/ширине, составляющее 1:1 или больше (или имеющие отношение диаметра к длине, составляющее меньше чем 1:1), также называются концентраторными каналами.In the context of the present invention, fuel inlet tubes having a length to diameter (or width) ratio of less than 1:1 (or having a length to diameter ratio of greater than 1:1) are also referred to as diffuser channels. Fuel inlet tubes having a length to diameter/width ratio of 1:1 or greater (or having a diameter to length ratio of less than 1:1) are also referred to as concentrator passages.

- 4 041858- 4 041858

Система сжигания согласно настоящему изобретению имеет один или более рассеивающих каналов и один или более концентраторных каналов.The combustion system according to the present invention has one or more diffuse channels and one or more concentrator channels.

Согласно некоторым вариантам реализации площадь поперечного сечения концентраторных каналов является постоянной, в то время как площадь поперечного сечения одного или более рассеивающих каналов увеличивается от входного конца к выходному концу.In some embodiments, the cross-sectional area of the concentrator channels is constant while the cross-sectional area of one or more diffuser channels increases from the inlet end to the outlet end.

Согласно некоторым вариантам реализации площадь поперечного сечения по меньшей мере первых рассеивающих каналов увеличивается от входного конца к выходному концу, и площадь поперечного сечения последнего рассеивающего канала является неизменной.In some embodiments, the cross-sectional area of at least the first diffuser channels increases from the inlet end to the outlet end, and the cross-sectional area of the last diffuser channel is unchanged.

Согласно некоторым вариантам реализации устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом согласно настоящему изобретению содержит первую топливную впускную трубку в форме концентраторного канала, имеющую первое входное отверстие, выполненное с возможностью приема топлива, впрыскиваемого топливным инжектором, и захваченного воздуха, для образования первой топливовоздушной смеси, и первое выходное отверстие для выброса первой топливовоздушной смеси; и вторую топливную впускную трубку в качестве второго концентраторного канала, имеющую второе входное отверстие, выполненное с возможностью приема первого выходного отверстия первой трубки и первой топливовоздушной смеси, выброшенной из первого выходного отверстия первой трубки, и дополнительного окружающего воздуха, захваченного для образования второй топливовоздушной смеси, и второе выходное отверстие для выброса второй топливовоздушной смеси. Смеситель топлива и воздуха дополнительно содержит рассеивающий канал, имеющий входное отверстие, выполненное с возможностью приема второго выходного отверстия второй трубки и второй топливовоздушной смеси, выброшенной из второй трубки, и дополнительного окружающего воздуха, захваченного для образования третьей топливовоздушной смеси, и выходное отверстие, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с входным отверстием камеры сгорания, для выпуска третьей топливовоздушной смеси.In some embodiments, the multi-stage fuel-air mixing apparatus of the present invention comprises a first concentrator-shaped fuel inlet tube having a first inlet configured to receive fuel injected from a fuel injector and entrained air to form a first air-fuel mixture, and a first outlet for ejecting a first air-fuel mixture; and a second fuel inlet pipe as a second concentrator channel, having a second inlet, configured to receive the first outlet of the first pipe and the first air-fuel mixture ejected from the first outlet of the first pipe, and additional ambient air captured to form the second air-fuel mixture, and a second outlet for ejecting the second air-fuel mixture. The fuel and air mixer further comprises a diffusion channel having an inlet adapted to receive the second outlet of the second tube and the second air-fuel mixture ejected from the second tube and additional ambient air captured to form the third air-fuel mixture, and an outlet made with the possibility of fluid communication with the inlet of the combustion chamber, for the release of the third air-fuel mixture.

Согласно некоторым вариантам реализации устройство для смешивания топлива с воздухом имеет одну или более дополнительных впускных трубок в качестве концентраторных каналов и/или один или более дополнительных рассеивающих каналов.In some embodiments, the air/fuel mixing device has one or more additional inlet tubes as concentrator channels and/or one or more additional diffuser channels.

Согласно одному аспекту вышеуказанных вариантов реализации устройство для смешивания топлива с воздухом содержит три рассеивающих канала и два концентраторных канала, причем первый рассеивающий канал выполнен с возможностью приема второго выходного отверстия трубки в свое входное отверстие, второй рассеивающий канал выполнен с возможностью приема первого выходного отверстия рассеивающего канала в свое входное отверстие, и третий рассеивающий канал выполнен с возможностью приема второго выходного отверстия рассеивающего канала в свое входное отверстие, и имеет выходное отверстие, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с входным отверстием топочного узла.According to one aspect of the above embodiments, the device for mixing fuel with air comprises three diffusion channels and two concentrator channels, wherein the first diffusion channel is configured to receive the second outlet of the tube into its inlet, the second diffusion channel is configured to receive the first outlet of the diffusion channel into its inlet, and the third diffusing channel is configured to receive the second outlet of the diffusing channel into its inlet, and has an outlet configured to communicate in fluid with the inlet of the combustion assembly.

Согласно одному аспекту вышеуказанных вариантов реализации первый рассеивающий канал имеет площадь поперечного сечения, которая увеличивается от входного конца к выходному концу, и второй рассеивающий канал имеет постоянную площадь поперечного сечения от входного конца к выходному концу.According to one aspect of the above embodiments, the first diffusion channel has a cross-sectional area that increases from the inlet end to the outlet end, and the second diffusion channel has a constant cross-sectional area from the inlet end to the outlet end.

Согласно еще одному аспекту вышеуказанных вариантов реализации первый рассеивающий канал имеет площадь поперечного сечения, медленно увеличивающуюся к его выходному отверстию, второй рассеивающий канал имеет площадь поперечного сечения, быстро увеличивающуюся к его выходному отверстию, и третий рассеивающий канал имеет постоянную площадь поперечного сечения.According to another aspect of the above embodiments, the first diffusion channel has a cross-sectional area slowly increasing towards its outlet, the second diffusion channel has a cross-sectional area rapidly increasing towards its outlet, and the third diffusion channel has a constant cross-sectional area.

Согласно некоторым вариантам реализации смешивающая топливо и воздух система содержит четыре рассеивающих канала и три концентраторных канала, причем первый рассеивающий канал выполнен с возможностью приема выходного отверстия третьей трубки концентратора в свое входное отверстие, второй рассеивающий канал выполнен с возможностью приема первого выходного отверстия рассеивающего канала в свое входное отверстие и так далее, и пятый рассеивающий канал выполнен с возможностью приема второго выходного отверстия рассеивающего канала в свое входное отверстие, и имеет выходное отверстие, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с входным отверстием топочного узла.In some embodiments, the fuel/air mixing system comprises four diffusion channels and three concentrator channels, wherein the first diffusion channel is configured to receive the outlet of the third tube of the concentrator into its inlet, the second diffusion channel is configured to receive the first outlet of the diffusion channel into its inlet. an inlet, and so on, and the fifth diffusing channel is configured to receive the second outlet of the diffusing channel into its inlet, and has an outlet configured to fluidly communicate with the inlet of the combustion assembly.

Согласно одному аспекту вышеуказанного варианта реализации с первого по третий рассеивающие каналы имеют площади поперечного сечения, увеличивающиеся от входного отверстия к выходному отверстию, и четвертый рассеивающий канал имеет постоянную площадь поперечного сечения.According to one aspect of the above embodiment, the first to third diffusion channels have cross-sectional areas that increase from the inlet to the outlet, and the fourth diffusion channel has a constant cross-sectional area.

Согласно некоторым вариантам реализации одна или более топливных впускных трубок имеют отклоняющие секции во входном отверстии и выходном отверстии. Согласно некоторым вариантам реализации одна или более топливных впускных трубок имеют форму песочных часов.In some embodiments, the one or more fuel inlet tubes have diverter sections at the inlet and outlet. In some embodiments, one or more fuel inlet tubes are hourglass shaped.

Необходимая скорость/расход топливовоздушной смеси для конкретного топлива и желательной продолжительности нахождения/пребывания топливовоздушной смеси в камере сгорания может быть достигнута соответствующим выбором форсунки для инжектора текучей среды, размера и расположения кольцевых зазоров для засасывания воздуха, размера и расположения воздухозаборных трубок и/или размера и расположения топочного узла.The desired air-fuel mixture velocity/flow rate for a particular fuel and the desired residence time/residence of the air-fuel mixture in the combustion chamber can be achieved by appropriate selection of the fluid injector nozzle, the size and location of the air intake annulus, the size and location of the air sampling tubes and/or the size and location of the furnace node.

Согласно некоторым вариантам реализации отношение площадей поперечного сечения входногоAccording to some implementation options, the ratio of the cross-sectional areas of the inlet

- 5 041858 отверстия и выходного отверстия двух смежных топливных впускных трубок составляет от примерно 1,1:1 до примерно 4:1. Согласно некоторым вариантам реализации отношение площадей поперечного сечения входного отверстия и выходного отверстия двух смежных топливных впускных трубок составляет от примерно 1,1:1 до примерно 2:1.- 5 041858 opening and outlet of two adjacent fuel inlet pipes is from about 1.1:1 to about 4:1. In some embodiments, the ratio of the cross-sectional area of the inlet to the outlet of two adjacent fuel inlet tubes is from about 1.1:1 to about 2:1.

Согласно некоторым вариантам реализации топочный узел имеет отношение длины к диаметру от примерно 2:1 до примерно 20:1, от примерно 3:1 до примерно 10:1 или от примерно 4:1 до примерно 6:1.In some embodiments, the furnace assembly has a length to diameter ratio of about 2:1 to about 20:1, about 3:1 to about 10:1, or about 4:1 to about 6:1.

Согласно некоторым вариантам реализации отношение длины топочного узла к совокупной длине топливно-впускных трубок составляет от примерно 1:1 до примерно 10:1.In some embodiments, the ratio of the length of the combustion assembly to the total length of the fuel inlet tubes is from about 1:1 to about 10:1.

Согласно некоторым вариантам реализации отношение совокупных длин рассеивающих каналов к совокупной длине концентраторных каналов составляет от примерно 1:1 до примерно 10:1. Согласно некоторым вариантам реализации отношение совокупных длин рассеивающих каналов к совокупной длине концентраторных каналов составляет от примерно 1:1 до примерно 1:10. Согласно некоторым вариантам реализации отношение совокупных длин рассеивающих каналов к совокупной длине концентраторных каналов составляет от примерно 1:1 до примерно 2:1. Согласно некоторым вариантам реализации отношение совокупных длин концентраторных каналов к совокупной длине рассеивающих каналов составляет от примерно 2:1 до примерно 1:1.In some embodiments, the ratio of the total lengths of the scattering channels to the total lengths of the concentrator channels is from about 1:1 to about 10:1. In some embodiments, the ratio of the total lengths of the scattering channels to the total lengths of the concentrator channels is from about 1:1 to about 1:10. In some embodiments, the ratio of the total lengths of the scattering channels to the total lengths of the concentrator channels is from about 1:1 to about 2:1. In some embodiments, the ratio of the total lengths of the concentrator channels to the total length of the scattering channels is from about 2:1 to about 1:1.

Согласно некоторым вариантам реализации относительное положение первого концентраторного канала во втором концентраторном канале и/или положение второго концентраторного канала в первом рассеивающем канале, и/или положение первого рассеивающего канала во втором рассеивающем канале регулируются для достижения отношения содержания топлива и воздуха в результирующей топливовоздушной смеси конкретно для конкретного топлива.In some embodiments, the relative position of the first concentrator channel in the second concentrator channel and/or the position of the second concentrator channel in the first diffuser channel, and/or the position of the first diffuser channel in the second diffuser channel are adjusted to achieve the ratio of fuel and air in the resulting air-fuel mixture specifically for specific fuel.

Смешивающая топливо и воздух система дополнительно содержит соединительные элементы для удержания смешивающей топливо и воздух системы на месте. Согласно некоторым вариантам реализации впускные трубки и рассеивающие каналы удерживаются на месте продольно ориентированными кронштейнами, имеющими выемки, расположенные и выполненные с возможностью взаимодействия с входными отверстиями впускных трубок и рассеивающих каналов.The fuel/air mixing system further comprises fittings for holding the fuel/air mixing system in place. In some embodiments, the inlet tubes and diffuser channels are held in place by longitudinally oriented brackets having recesses positioned and configured to interact with the inlet tubes and diffuser channel inlets.

Согласно некоторым вариантам реализации три таких кронштейна используются для соединения компонентов смешивающей топливо и воздух системы. Согласно некоторым вариантам реализации кронштейны соединены с инжектором в одном конце и с фланцевым кольцом в другом конце, причем фланцевое кольцо выполнено с возможностью подгонки на выходном конце последнего рассеивающего канала.In some embodiments, three of these brackets are used to connect the components of the fuel/air mixing system. In some embodiments, the brackets are connected to the injector at one end and to a flange ring at the other end, with the flange ring fitting at the outlet end of the last diffusion channel.

Согласно некоторым вариантам реализации кронштейны выполнены тонкими для минимизации их сопротивления протекающему воздуху.In some embodiments, the brackets are made thin to minimize their resistance to flowing air.

Согласно некоторым вариантам реализации кронштейны выполнены в форме ребер. Согласно некоторым вариантам реализации ребра перфорированы для минимизации их сопротивления воздуху.In some embodiments, the brackets are in the form of ribs. In some embodiments, the fins are perforated to minimize their air resistance.

Согласно некоторым вариантам реализации топливные впускные трубки соединены посредством множества соединительных элементов, так что одно соединение соединяет два смежных компонента. Например, одно соединение связывает первое входное отверстие трубки на одной линии с форсункой топливного инжектора, второе соединение соединяет первое выходное отверстие трубки со вторым входным отверстием трубки и т.п.In some embodiments, the fuel inlet tubes are connected by a plurality of connectors such that one connection connects two adjacent components. For example, one connection connects the first tube inlet in line with the fuel injector nozzle, the second connection connects the first tube outlet to the second tube inlet, and the like.

Согласно некоторым вариантам реализации фланцевое кольцо смешивающей топливо и воздух системы также выполнено с возможностью соединения смешивающей топливо и воздух системы с топочным узлом, так что выходное отверстие последнего рассеивающего канала сообщается по текучей среде с входным отверстием камеры сгорания.In some embodiments, the flange ring of the fuel/air mixing system is also configured to couple the fuel/air mixing system to the combustion assembly such that the outlet of the last diffusion channel is in fluid communication with the inlet of the combustion chamber.

Согласно некоторым вариантам реализации выходной конец последнего топливного трубчатого впускного канала соединен сваркой с направлением во входной конец топочного узла.In some embodiments, the outlet end of the last fuel tubular inlet is welded to the inlet end of the combustion assembly.

Согласно некоторым вариантам реализации топочный узел согласно настоящему изобретению имеет удлиненную камеру сгорания. Согласно некоторым вариантам реализации топочный узел имеет постоянную площадь поперечного сечения. Согласно некоторым вариантам реализации камера сгорания имеет площадь поперечного сечения, увеличивающуюся от ее входной части к ее выходной части.In some embodiments, the furnace assembly of the present invention has an elongated combustion chamber. In some embodiments, the furnace assembly has a constant cross-sectional area. In some embodiments, the combustion chamber has a cross-sectional area that increases from its inlet to its outlet.

Следует понимать, что общий размер и форма топочных узлов в настоящем изобретении могут быть различными для создания топочного узла, обеспечивающего достижение необходимой продолжительности нахождения в камере сгорания для конкретного топлива.It should be understood that the overall size and shape of the furnace assemblies in the present invention may be varied to create a furnace assembly that achieves the required residence time in the combustion chamber for a particular fuel.

Согласно некоторым вариантам реализации топочный узел в целом имеет цилиндрический корпус. Вместо цилиндра также могут быть использованы другие формы. Например, топочный узел и/или камера сгорания могут иметь в целом эллипсоидное поперечное сечение.In some embodiments, the furnace assembly as a whole has a cylindrical body. Other shapes may also be used instead of a cylinder. For example, the furnace assembly and/or combustion chamber may have a generally ellipsoidal cross section.

Согласно некоторым вариантам реализации выходная часть топочного узла выполнена секционированной и содержит две или более составленных друг с другом цилиндрических секций, каждая из которых имеет входное отверстие и выходное отверстие, причем входное отверстие каждой секции имеет площадь поперечного сечения, которая больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей секции, в результате чего обеспечено дополнительное местоположение воздухозабора между двумя цилиндрическими секциями.According to some implementation options, the outlet part of the combustion unit is made sectioned and contains two or more cylindrical sections arranged with each other, each of which has an inlet and an outlet, and the inlet of each section has a cross-sectional area that is greater than the cross-sectional area of the outlet holes of the previous section, resulting in an additional location of the air intake between the two cylindrical sections.

- 6 041858- 6 041858

Согласно некоторым вариантам реализации топочный узел имеет выпускную трубу, проходящую от камеры сгорания и определяющую ее выходное отверстие.In some embodiments, the combustion assembly has an exhaust pipe extending from the combustion chamber and defining its outlet.

Согласно некоторым вариантам реализации выпускная труба выполнена в форме секционированной выпускной трубы, содержащей две или более составленных друг с другом цилиндрических секций, каждая из которых имеет входное отверстие и выходное отверстие.In some embodiments, the outlet pipe is in the form of a sectioned outlet pipe comprising two or more stacked cylindrical sections, each having an inlet and an outlet.

Согласно некоторым вариантам реализации входное отверстие первой цилиндрической секции выпускной трубы, которая соединена с топочным узлом, имеет площадь поперечного сечения, которая меньше, чем площадь поперечного сечения выходного конца топочного узла, и выходной конец по меньшей мере одной из остальных цилиндрических секций имеет площадь поперечного сечения, который больше, чем площадь поперечного сечения входного отверстия предыдущей цилиндрической секции, в результате чего обеспечены местоположения дополнительного воздухозабора между двумя цилиндрическими секциями. Согласно некоторым вариантам реализации выходные отверстия каждой из секций после первой секции имеют площадь поперечного сечения, которая больше, чем площадь поперечного сечения входного отверстия предыдущей цилиндрической секции, в результате чего обеспечены местоположения дополнительного воздухозабора между двумя цилиндрическими секциями.According to some embodiments, the inlet of the first cylindrical section of the exhaust pipe that is connected to the furnace assembly has a cross-sectional area that is less than the cross-sectional area of the outlet end of the furnace assembly, and the outlet end of at least one of the remaining cylindrical sections has a cross-sectional area , which is larger than the cross-sectional area of the inlet of the previous cylindrical section, as a result of which additional air intake locations are provided between the two cylindrical sections. In some embodiments, the outlets of each of the sections after the first section have a cross-sectional area that is greater than the cross-sectional area of the inlet of the previous cylindrical section, thereby providing additional air intake locations between the two cylindrical sections.

Согласно некоторым вариантам реализации первая цилиндрическая секция расположена над топочным узлом, и ее входное отверстие имеет площадь поперечного сечения, которая больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия топочного узла, в результате чего обеспечено первое местоположение воздухозабора между топочным узлом и первой цилиндрической секцией. Кроме того, площадь поперечного сечения входного отверстия по меньшей мере одной из остальных цилиндрических секций имеет площадь поперечного сечения, которая больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей цилиндрической секции, в результате чего обеспечены местоположения дополнительного воздухозабора между двумя цилиндрическими секциями. Согласно некоторым вариантам реализации выходное отверстие каждой из остальных цилиндрических секций имеет площадь поперечного сечения, которая больше, чем площадь поперечного сечения входного отверстия предыдущей цилиндрической секции, в результате чего обеспечены местоположения дополнительного воздухозабора между двумя цилиндрическими секциями.In some embodiments, the first cylindrical section is positioned above the furnace assembly and its inlet has a cross-sectional area that is greater than the cross-sectional area of the furnace assembly outlet, thereby providing a first air intake location between the furnace assembly and the first cylindrical section. In addition, the cross-sectional area of the inlet of at least one of the remaining cylindrical sections has a cross-sectional area that is larger than the cross-sectional area of the outlet of the previous cylindrical section, as a result of which additional air intake locations are provided between the two cylindrical sections. In some embodiments, the outlet of each of the remaining cylindrical sections has a cross-sectional area that is greater than the cross-sectional area of the inlet of the previous cylindrical section, thereby providing additional air intake locations between the two cylindrical sections.

Благодаря различию площадей поперечного сечения входного отверстия (входных отверстий) и выходного отверстия (входных отверстий) одной или более цилиндрических секций в нижнем компоненте могут быть расположены поддерживающие пазы для создания опоры для верхнего компонента.By varying the cross-sectional areas of the inlet(s) and outlet(s) of one or more cylindrical sections, support slots may be provided in the lower component to support the upper component.

В некоторых случаях основной выхлоп, выходящий из камеры сгорания, может содержать остаточное топливо, которое не сгорело в топочном узле. Благодаря использованию секционированной выходной части в топочном узле добавление воздуха в основной выхлоп, выходящий из камеры сгорания, может улучшить вторичное сгорание этого остаточного топлива в первой цилиндрической секции, в результате чего вырабатывается вторичный выхлоп. Вторичный выхлоп также может содержать некоторое количество остаточного топлива, и добавление воздуха во вторичный выхлоп может улучшить третичное сгорание во второй цилиндрической секции. Таким образом, благодаря первому и второму воздухозаборам, дожигание остаточного топлива в основном и вторичном выхлопе может обеспечить по существу полное сгорание топлива, впрыскиваемого в отходосжигательную систему.In some cases, the main exhaust leaving the combustion chamber may contain residual fuel that has not been burned in the combustion unit. Through the use of a sectioned outlet in the combustion assembly, adding air to the main exhaust leaving the combustion chamber can improve the secondary combustion of this residual fuel in the first cylindrical section, resulting in secondary exhaust. The secondary exhaust may also contain some residual fuel, and adding air to the secondary exhaust may improve tertiary combustion in the second cylinder section. Thus, due to the first and second air intakes, post-combustion of the residual fuel in the primary and secondary exhaust can achieve substantially complete combustion of the fuel injected into the incineration system.

В некоторых случаях основной выхлоп, выходящий из топочного узла, может содержать остаточное топливо, которое не сгорело в топочном узле. Добавление воздуха в основной выхлоп в первой цилиндрической секции может улучшить вторичное сгорание этого остаточного топлива в первой цилиндрической секции, в результате чего вырабатывается вторичный выхлоп. Вторичный выхлоп также может содержать некоторое количество остаточного топлива, и добавление воздуха во вторичный выхлоп может улучшить третичное сгорание во второй цилиндрической секции. Таким образом, благодаря первому и второму воздухозаборам дополнительное сжигание остаточного топлива в основном и вторичном выхлопе может обеспечить по существу полное сгорание топлива, впрыскиваемого в отходосжигательную систему.In some cases, the main exhaust leaving the combustion unit may contain residual fuel that has not been burned in the combustion unit. The addition of air to the main exhaust in the first barrel section can improve the secondary combustion of this residual fuel in the first barrel section, resulting in secondary exhaust being generated. The secondary exhaust may also contain some residual fuel, and adding air to the secondary exhaust may improve tertiary combustion in the second cylinder section. Thus, due to the first and second air intakes, the additional combustion of the residual fuel in the main and secondary exhaust can provide substantially complete combustion of the fuel injected into the waste combustion system.

Легко понять, что цилиндрические секции также могут быть встроены в выхлоп отходосжигательной системы. Длина цилиндрических секций может быть выбрана таким образом, чтобы иметь достаточную длину, обеспечивающую необходимый уровень сгорания, например, по существу полное сжигание топлива в отходосжигательной системе путем поддержки необходимого уровня расхода топлива, пропускаемого через отходосжигательную систему.It is easy to understand that cylindrical sections can also be built into the exhaust of an incineration system. The length of the cylindrical sections can be chosen to be of sufficient length to provide the desired level of combustion, eg, substantially complete combustion of the fuel in the incinerator system by maintaining the desired level of fuel flow through the incineration system.

Согласно некоторым вариантам реализации выходная часть топочного узла также содержит круглое кольцо во внутренней части.In some embodiments, the outlet portion of the furnace assembly also includes an annular ring in the interior.

Согласно некоторым вариантам реализации выходная часть выпускной трубы топочного узла, проходящей от камеры сгорания, также содержит круглое кольцо в ее внутренней части в выходном конце. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения одна или более цилиндрических секций также может содержать круглое кольцо во внутренней части ее выходного конца.In some embodiments, the outlet of the combustion assembly exhaust pipe extending from the combustion chamber also includes an annular ring in its interior at the outlet end. According to some variants of implementation of the present invention, one or more cylindrical sections may also contain an annular ring in the interior of its output end.

Согласно некоторым вариантам реализации выходная часть топочного узла и выпускная труба, проходящая из камеры сгорания, также содержат круглое кольцо во внутренней части их выходных концов. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения выходная часть топочного узлаIn some embodiments, the outlet portion of the combustion assembly and the outlet pipe extending from the combustion chamber also comprise an annular ring at the interior of their outlet ends. According to some embodiments of the present invention, the outlet part of the furnace assembly

- 7 041858 и одна или более цилиндрических секций также содержат круглое кольцо во внутренней части их выходных концов.- 7 041858 and one or more cylindrical sections also contain a circular ring in the inner part of their output ends.

Согласно одному варианту реализации данное круглое кольцо обеспечивает задержку потока топлива/воздуха, протекающего из конкретной цилиндрической секции, и, таким образом, увеличивает продолжительность нахождения топлива/воздуха в конкретной цилиндрической секции, что дополнительно повышает эффективность системы сжигания. Кольцо может иметь полукруглую форму или пирамидальную форму или другую форму, при которой кольцо уменьшает площадь поперечного сечения конкретной цилиндрической секции, но все еще обеспечивает поток через указанное кольцо.In one embodiment, this annular ring acts to block the flow of fuel/air flowing from a particular barrel section and thus increase the residence time of the fuel/air in a particular barrel section, further improving the efficiency of the combustion system. The ring may be semi-circular, or pyramidal, or another shape in which the ring reduces the cross-sectional area of a particular cylindrical section but still allows flow through said ring.

Согласно некоторым вариантам реализации введение воздуха в первом воздухозаборнике или последующем воздухозаборнике выпускной трубы может оказаться недостаточным для инициирования вторичного сгорания (или третичного сгорания). Это может происходить из-за увеличения давления при перемещении топлива/воздуха вдоль секционированной выпускной трубы. Для облегчения инициирования вторичного сгорания (или третичного сгорания) согласно некоторым вариантам реализации вторичный источник воспламенения (или третичный источник воспламенения) обеспечен в секционированной выпускной трубе. Этот вторичный источник воспламенения (или третичный источник воспламенения) обеспечивает средство для дополнительного повышения эффективности отходосжигательной системы. Согласно различным вариантам реализации вторичный источник воспламенения (или третичный источник воспламенения) расположен рядом с воздухозаборником или в местоположении, которое удалено от местоположения воздухозабора, но остается на линии потока воздуха, входящего в отходосжигательную систему через воздухозаборник.In some embodiments, the introduction of air into the first air intake or subsequent exhaust air intake may not be sufficient to initiate secondary combustion (or tertiary combustion). This may be due to the increase in pressure as the fuel/air moves along the sectioned exhaust pipe. To facilitate initiation of secondary combustion (or tertiary combustion), in some embodiments, a secondary ignition source (or tertiary ignition source) is provided in a sectioned exhaust pipe. This secondary ignition source (or tertiary ignition source) provides a means to further improve the efficiency of the incinerator system. In various embodiments, the secondary ignition source (or tertiary ignition source) is located adjacent to the air intake or at a location that is remote from the air intake location but remains in the flow path of air entering the incineration system through the air intake.

Согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения топочный узел выполнен с возможностью обеспечения двух или более секционированных камер сгорания, причем первую камеру, сообщающуюся по текучей среде со смешивающей топливо и воздух и впускной системой и основным источником воспламенения, называют основным топочным узлом, и последующие камеры называют камерами дожигания. В такой системе основной выхлоп, выходящий из основного топочного узла, дополнительно дожигают в одной или более камер дожигания и, таким образом, обеспечивают условия по существу полного сгорания топлива, впрыскиваемого в отходосжигательную систему.According to various embodiments of the present invention, the combustion assembly is configured to provide two or more compartmentalized combustion chambers, wherein the first chamber in fluid communication with the fuel/air mixing and intake system and the main ignition source is referred to as the main combustion assembly, and subsequent chambers are referred to as combustion chambers. afterburning. In such a system, the main exhaust exiting the main combustion unit is further burned in one or more afterburners and thus provides conditions for substantially complete combustion of the fuel injected into the waste incineration system.

Для облегчения инициирования вторичного сгорания (или третичного сгорания) согласно некоторым вариантам реализации вторичный источник воспламенения (или третичный источник воспламенения) обеспечены внутри секционированных камер сгорания. Этот вторичный источник воспламенения (или третичный источник воспламенения) обеспечивает дополнительное повышение эффективности отходосжигательной системы. Согласно различным вариантам реализации вторичный источник воспламенения (или третичный источник воспламенения) расположен рядом с воздухозаборником или в местоположении, которое удалено от местоположения воздухозабора, но остается на линии потока воздуха, входящего в отходосжигательную систему через воздухозаборник.To facilitate initiation of secondary combustion (or tertiary combustion), in some embodiments, a secondary ignition source (or tertiary ignition source) is provided within the compartmentalized combustion chambers. This secondary ignition source (or tertiary ignition source) provides an additional increase in the efficiency of the incineration system. In various embodiments, the secondary ignition source (or tertiary ignition source) is located adjacent to the air intake or at a location that is remote from the air intake location but remains in the flow path of air entering the incineration system through the air intake.

Согласно некоторым вариантам реализации форма, длина и ширина топочного узла и выпускной трубы выбраны с возможностью достижения нерезонирующего выравнивания и/или выполнены с возможностью предотвращения броска давления при воспламенении топлива.In some embodiments, the shape, length, and width of the combustion assembly and exhaust pipe are selected to achieve non-resonant alignment and/or are configured to prevent pressure surge when the fuel ignites.

Согласно некоторым вариантам реализации топочный узел имеет секцию днища, содержащую входное отверстие, и секцию крышки, содержащую выходное отверстие.In some embodiments, the furnace assembly has a bottom section containing an inlet and a lid section containing an outlet.

Согласно некоторым вариантам реализации секция днища топочного узла выполнена с возможностью соединения с фланцевым кольцом смешивающей топливо и воздух системы.In some embodiments, the bottom section of the furnace assembly is configured to be connected to the flange ring of the fuel/air mixing system.

Согласно некоторым вариантам реализации топочный узел имеет топочный контейнер, проходящий от секции крышки в камеру сгорания. Согласно некоторым вариантам реализации топочный контейнер соединен с секцией крышки топочного узла посредством фланцевого кольца. Согласно некоторым вариантам реализации топочный контейнер имеет множество отверстий или прорезей в своих стенках. Согласно некоторым вариантам реализации контейнер выполнен в форме цилиндра с закрытым днищем, содержащего множество отверстий в боковых стенках и в днище. Согласно некоторым вариантам реализации днище имеет форму конуса. Согласно некоторым вариантам реализации днище имеет форму плоской стенки.In some embodiments, the combustion assembly has a combustion container extending from the lid section into the combustion chamber. In some embodiments, the firebox is connected to the top section of the firebox via a flange ring. In some embodiments, the firebox has a plurality of holes or slots in its walls. In some embodiments, the container is in the form of a cylinder with a closed bottom containing a plurality of openings in the side walls and in the bottom. In some embodiments, the bottom is in the shape of a cone. In some embodiments, the bottom is in the form of a flat wall.

Согласно различным вариантам реализации диаметр отверстий в боковых стенках увеличивается по направлению к выходной части топочного узла, и/или диаметр отверстий в днище увеличивается в радиальном направлении к наружному краю днища. Эта конфигурация прорезей и размера отверстий обеспечивает возможность управления потоком в отходосжигательной установке, поскольку впрыск топлива расположен рядом с местоположением центра днища контейнера. Также скорость потока топливовоздушной смеси в центральной области топочного узла (и центре контейнера) выше, чем ее скорость у края контейнера, и увеличение диаметра отверстий по направлению к краю днища контейнера обеспечивает возможность нормализации потока в контейнере. Согласно различным вариантам реализации подобная нормализация потока внутри контейнера также обеспечивается постепенным увеличением размера отверстий в контейнере по направлению от днища контейнера к его вершине.According to various embodiments, the diameter of the holes in the side walls increases towards the outlet of the furnace assembly and/or the diameter of the holes in the bottom increases in a radial direction towards the outer edge of the bottom. This configuration of slots and hole size allows flow control in the incinerator since the fuel injection is located near the location of the center of the bottom of the container. Also, the flow rate of the air-fuel mixture in the central region of the combustion unit (and the center of the container) is higher than its speed at the edge of the container, and an increase in the diameter of the holes towards the edge of the bottom of the container makes it possible to normalize the flow in the container. In various embodiments, similar flow normalization within the container is also achieved by gradually increasing the size of the openings in the container from the bottom of the container to the top.

Топливный инжектор согласно настоящему изобретению имеет различные форсунки. Согласно некоторым вариантам реализации инжектор содержит форсунку высокого давления. Согласно некоторымThe fuel injector according to the present invention has various injectors. In some embodiments, the injector comprises a high pressure nozzle. According to some

- 8 041858 вариантам реализации форсунка является сверхзвуковой, дозвуковой или гиперзвуковой форсункой для текучей среды. Согласно некоторым вариантам реализации топливо впрыскивают при давлении от примерно 0,5 фунт/кв.дюйм до примерно 30 фунт/кв.дюйм (3,45-207 кПа). Согласно одному варианту реализации топливный инжектор связан аэродинамически с входным отверстием первой топливной впускной трубки.- 8 041858 embodiments, the nozzle is a supersonic, subsonic or hypersonic fluid nozzle. In some embodiments, the fuel is injected at a pressure of from about 0.5 psi to about 30 psi (3.45-207 kPa). In one embodiment, the fuel injector is aerodynamically coupled to the inlet of the first fuel inlet tube.

Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения отходосжигательная система закрыта защитным кожухом. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения кожух имеет форму цилиндра, также имеющего щели/отверстия/прорези в днище и/или боковых стенках.According to some embodiments of the present invention, the waste incineration system is closed with a protective casing. According to some variants of implementation of the present invention, the casing is in the form of a cylinder, also having slots/holes/slots in the bottom and/or side walls.

Согласно некоторым вариантам реализации защитный кожух обеспечивает уровень защиты от тепла, выработанного отходосжигательной системой, и/или улучшает охлаждение отходосжигательной системы. Согласно некоторым вариантам реализации защитный кожух выполнен с шарнирной дверцей или крышкой, которая облегчает доступ к отходосжигательной системе, расположенной внутри.In some embodiments, the shroud provides a level of protection against heat generated by the incinerator system and/or improves cooling of the incinerator system. In some embodiments, the containment housing is provided with a hinged door or lid that facilitates access to the incinerator system located within.

Согласно некоторым вариантам реализации защитный кожух улучшает охлаждение отходосжигательной системы. Во время процесса сгорания воздух в полости между кожухом и отходосжигательной системой нагревается и перемещается вертикально вверх и засасывает наружный воздух через отверстия в кожухе. Такое перемещение воздуха вверх вдоль отходосжигательной системы способствует отбору тепла от отходосжигательной системы. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения отверстия в кожухе могут содержать наклонные жалюзи, которые расположены на уровне воздухозабора или имеют восходящую направленность относительно воздуха при его входе в пространство между отходосжигательной системой и кожухом.In some embodiments, the shroud improves cooling of the incinerator system. During the combustion process, the air in the cavity between the shell and the incineration system heats up and moves vertically upwards and sucks in outside air through the holes in the shell. This upward movement of air along the incinerator system assists in extracting heat from the incinerator system. According to some embodiments of the present invention, the openings in the casing may include louvers that are located at the level of the air intake or have an upward direction relative to the air as it enters the space between the incineration system and the casing.

Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения в случае, если отходосжигательная система содержит секционированную выходную часть или секционированную выпускную трубу, часть защитного кожуха, закрывающая секционированную выходную часть или секционированную часть выпускной трубы, снабжена множеством воздухозаборников. Согласно некоторым вариантам реализации эти воздухозаборники по существу выровнены относительно одной или более переходных зон между смежными секциями, причем эти воздухозаборники образуют отверстия для засасывания наружного воздуха в первый воздухозаборник и/или второй воздухозаборник секционированной выпускной трубы. Согласно некоторым вариантам реализации все указанные воздухозаборники выровнены относительно переходных зон. Это отверстие в кожухе позволяет более холодному наружному воздуху входить в воздухозаборники, в результате чего улучшается вторичное и третичное сгорание остаточного топлива в секционированной выпускной трубе.According to some embodiments of the present invention, if the waste incineration system comprises a sectioned outlet or a sectioned exhaust pipe, the part of the protective casing covering the sectioned outlet or sectioned exhaust pipe is equipped with a plurality of air intakes. In some embodiments, these intakes are substantially aligned with one or more transition zones between adjacent sections, where the intakes form openings to draw outside air into the first intake and/or second intake of the sectioned exhaust pipe. In some embodiments, all said air intakes are aligned with the transition zones. This shroud opening allows cooler outside air to enter the intakes, resulting in improved secondary and tertiary combustion of residual fuel in the sectioned exhaust pipe.

Согласно некоторым вариантам реализации воздухозаборники кожуха расположены со смещением относительно одной или более переходных зон между смежными секциями. Согласно некоторым вариантам реализации все указанные воздухозаборники смещены относительно переходных зон. Присутствие смещенных воздухозаборников способствует улучшению охлаждения отходосжигательной системы.In some embodiments, the casing air intakes are offset from one or more transition zones between adjacent sections. In some embodiments, all said air intakes are offset from the transition zones. The presence of offset air intakes improves the cooling of the waste incineration system.

В известных отходосжигателыных системах используется индуцированный факелом поток, в котором конвекционный поток, созданный горелками в камере сгорания, используется для засасывания воздуха в топочный узел, для чего требуется отходосжигательная установка очень большого объема и/или механическая система для уменьшения размера блока, и/или требуется использование движущей силы, созданной, например, нагнетательным вентилятором, эжекторным насосом, в которых для эффективной работы используется водяной пар, сжатый воздух или другие газы.Known incinerator systems use flare-induced flow, in which the convection flow created by the burners in the combustion chamber is used to draw air into the combustion unit, which requires a very large volume incinerator and/or a mechanical system to reduce the block size, and/or requires the use of a driving force created, for example, by a blower, an ejector pump, which use water vapor, compressed air or other gases for efficient operation.

В настоящем изобретении используется кинетическая энергия впрыскиваемого топлива для создания индуцированного топливом потока Вентури топлива через топливную впускную систему, описанную в настоящей заявке, с одновременным захватом воздуха для получения топливовоздушной смеси, имеющей отношение воздуха к топливу, достаточное для эффективного сжигания топлива без необходимости использования дополнительных движущих сил. Кроме того, в настоящем изобретении установлено, что задержка потока топливовоздушной смеси (выработанной топливной впускной системой согласно настоящему изобретению), протекающей через камеру сгорания, для достижения необходимой продолжительности нахождения смешанных топлива и воздуха в камере сгорания приводит по существу к полному разложению топлива. Было выяснено, что система согласно настоящему изобретению позволяет обеспечить более чем 90% сгорание топлива.The present invention utilizes the kinetic energy of the injected fuel to create a fuel-induced venturi flow of fuel through the fuel inlet system described herein while entraining air to produce an air-fuel mixture having an air-to-fuel ratio sufficient to burn the fuel efficiently without the need for additional propellants. forces. In addition, the present invention has found that delaying the flow of the air-fuel mixture (produced by the fuel intake system of the present invention) through the combustion chamber to achieve the required residence time of the mixed fuel and air in the combustion chamber results in substantially complete decomposition of the fuel. It was found that the system according to the present invention allows for more than 90% combustion of the fuel.

Приведенные в качестве примера варианты реализацииExemplary Implementations

На фиг. 1 и 2 показана смешивающая топливо и воздух система, связанная с топливным инжектором (демонтированная и извлеченная из топочного узла) согласно приведенному в качестве примера варианту реализации настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1 и 2, смешивающая топливо и воздух система 10 содержит первую топливную впускную трубку/концентраторный канал 14, имеющий входной конец 14a и выходной конец 14b (не показан), сообщающийся по текучей среде с второй топливной впускной трубкой/концентраторным каналом 16, имеющей входной конец 16a и выходной конец 16b (не показан), который в свою очередь сообщается по текучей среде с первым рассеивающим каналом 18. Входной конец 14a первой трубки выполнен с возможностью приема топлива, впрыскиваемого инжектором 12, и выходной конец 14b расположен внутри второй трубки 16 и проходит через входной конец 16a. Точно так же выходной конец 16b (не показан) второй трубки расположен внутри первого рассеивателя иIn FIG. 1 and 2 show a fuel/air mixing system associated with a fuel injector (dismantled and removed from the combustion assembly) according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 and 2, the fuel/air mixing system 10 includes a first fuel inlet/concentrator 14 having an inlet end 14a and an outlet end 14b (not shown) in fluid communication with a second fuel inlet/concentrator 16 having an inlet end. 16a and an outlet end 16b (not shown), which in turn is in fluid communication with the first diffusion channel 18. The inlet end 14a of the first tube is configured to receive fuel injected by the injector 12, and the outlet end 14b is located within the second tube 16 and extends through the input end 16a. Similarly, the outlet end 16b (not shown) of the second tube is located inside the first diffuser and

- 9 041858 проходит через его входной конец 18a. Выходной конец 18b (не показан) первого рассеивающего канала расположен внутри второго рассеивающего канала 20 и проходит через его входной конец 20a, и выходной конец 20b (не показан) второго рассеивающего канала расположен внутри третьего рассеивающего канала 22 и проходит через его входной конец 22a. Выходной конец 22b (не показан) третьего рассеивающего канала 22 соединен/связан с фланцевым кольцом 24.- 9 041858 passes through its input end 18a. The output end 18b (not shown) of the first diffusion channel is located inside the second diffusion channel 20 and passes through its input end 20a, and the output end 20b (not shown) of the second diffusion channel is located inside the third diffusion channel 22 and passes through its input end 22a. The outlet end 22b (not shown) of the third diffusion channel 22 is connected/associated with the flange ring 24.

В этом примере инжектор 12 (имеющий форсунку 13), первая и вторая впускные трубки 14 и 16, первый, второй и третий рассеивающие каналы 18, 20 и 22 удерживаются в своих положениях согласно поточной ориентации тремя продольно ориентированными кронштейнами 26, проходящими от кольца 30, размещенного вокруг корпуса инжектора 12, и соединяющимися с нижней частью 24b фланцевого кольца 24.In this example, the injector 12 (having a nozzle 13), the first and second inlet pipes 14 and 16, the first, second and third diffusion channels 18, 20 and 22 are held in their positions according to the flow orientation by three longitudinally oriented brackets 26 extending from the ring 30, placed around the body of the injector 12, and connected with the lower part 24b of the flange ring 24.

Как показано на фиг. 4, каждый из кронштейнов 26 имеет выемки 28a-28d, выполненные с возможностью поддержки/удерживания входных концов топливных впускных трубок и рассеивающих каналов.As shown in FIG. 4, each of the brackets 26 has recesses 28a-28d configured to support/retain the upstream ends of the fuel inlet tubes and diffuser passages.

Выемки 28a-28d каждого из кронштейнов 26 выполнены с возможностью удерживания входного отверстия первой трубки на одной линии с топливным инжектором, входного отверстия второй трубки на одной линии с выходным отверстием первой трубки, входного отверстия первого рассеивающего канала с выходным отверстием второй трубки, входного конца второго рассеивающего канала на одной линии с выходным отверстием первого рассеивающего канала и входного конца третьего рассеивающего канала на одной линии с выходным отверстием второго рассеивающего канала соответственно. Верхний конец каждого из кронштейнов 26 соединен с нижней поверхностью 24b фланцевого кольца 24.Recesses 28a-28d of each of the brackets 26 are configured to hold the inlet of the first tube in line with the fuel injector, the inlet of the second tube in line with the outlet of the first tube, the inlet of the first scattering channel with the outlet of the second tube, the inlet end of the second scattering channel in line with the outlet of the first scattering channel and the input end of the third scattering channel in line with the outlet of the second scattering channel, respectively. The top end of each of the brackets 26 is connected to the bottom surface 24b of the flange ring 24.

Глубина проникновения первой трубки во вторую трубку и глубина проникновения второй трубки в первый рассеивающий канал, глубина проникновения второго рассеивающего канала во второй рассеивающий канал и глубина проникновения второго рассеивающего канала в третий рассеивающий канал не показаны на фиг. 1 и 2.The penetration depth of the first tube into the second tube and the penetration depth of the second tube into the first diffusion channel, the penetration depth of the second diffusion channel into the second diffusion channel, and the penetration depth of the second diffusion channel into the third diffusion channel are not shown in FIG. 1 and 2.

На фиг. 3A и 3B показана приведенная в качестве примера отходосжигательная система согласно настоящему изобретению, в которой смешивающая топливо и воздух система соединена с топочным узлом 32, имеющим цилиндрический корпус, ограничивающий камеру 34 сгорания, имеющую входной конец 34a, и выходную часть, имеющую второй конец 34b.In FIG. 3A and 3B show an exemplary incinerator system according to the present invention in which a fuel/air mixing system is connected to a combustion unit 32 having a cylindrical body defining a combustion chamber 34 having an inlet end 34a and an outlet portion having a second end 34b.

Как показано на фиг. 5, концы 34a и 34b топочного узла в этом примере являются фланцевыми, причем фланец 34a выполнен с возможностью соединения с фланцевым кольцом 24 топливовоздушной системы.As shown in FIG. 5, the ends 34a and 34b of the combustion assembly in this example are flanged, with the flange 34a configured to be connected to the flange ring 24 of the air-fuel system.

В этом примере топочный узел также имеет выпускную трубу 36, имеющую первый фланцевый конец 36a и второй конец 36b (как показано на фиг. 6). Конец 36a выпускной трубы соединен с фланцевым концом 34b топочного узла. Выпускная труба проходит от камеры сгорания, и конец 36b образует выходное отверстие выхлопной трубы.In this example, the furnace assembly also has an exhaust pipe 36 having a first flanged end 36a and a second end 36b (as shown in FIG. 6). The end 36a of the exhaust pipe is connected to the flanged end 34b of the combustion unit. An exhaust pipe extends from the combustion chamber and end 36b forms an exhaust pipe outlet.

Как показано на фиг. 3A и 3B, в этом примере топочный узел имеет дополнительный топочный контейнер 38, проходящий в камеру сгорания от конца 34b топочного узла.As shown in FIG. 3A and 3B, in this example the combustion unit has an additional combustion container 38 extending into the combustion chamber from the end 34b of the combustion assembly.

Как показано на фиг. 7, топочный контейнер имеет верхний фланцевый конец 38b и нижний конический конец 38a, причем фланцевый конец 38b выполнен с возможностью его удерживания внутри фланцевого соединения между верхним концом 34b топочного узла и первым концом 36a выпускной трубы. Контейнер топочного узла также имеет множество отверстий 40 в его стенках.As shown in FIG. 7, the combustor has an upper flanged end 38b and a lower tapered end 38a, the flanged end 38b being configured to be held within a flanged connection between the upper end 34b of the combustion assembly and the first end 36a of the exhaust pipe. The firebox container also has a plurality of holes 40 in its walls.

На фиг. 8A-8C показан защитный кожух 50 для отходосжигательной системы, показанной на фиг. 3A и 3B. Защитный кожух имеет отверстия/прорези 53a в его донной стенке и отверстия/прорези 53b в его нижних боковых стенках. В этом примере защитный кожух имеет шарнирную дверцу или крышку 52 для обеспечения свободного доступа к отходосжигательной системе, расположенной внутри.In FIG. 8A-8C show a protective cover 50 for the incinerator system shown in FIG. 3A and 3B. The protective cover has holes/slots 53a in its bottom wall and holes/slots 53b in its lower side walls. In this example, the containment has a hinged door or cover 52 to allow easy access to the incinerator system located inside.

На фиг. 9A-9C показан еще один пример отходосжигательной системы согласно настоящему изобретению, в которой выходная часть топочного узла 62 содержит две составленные друг с другом цилиндрических секции 64 и 66. Первая цилиндрическая секция расположена над камерой 68 сгорания и имеет диаметр, который больше, чем диаметр камеры сгорания, таким образом обеспечивая первое воздухозаборное местоположение 64a между топочным узлом и первой цилиндрической секцией 62. Кроме того, вторая цилиндрическая секция имеет диаметр, который больше, чем диаметр первой цилиндрической секции, таким образом обеспечивая второе воздухозаборное местоположение 66a между первой цилиндрической секцией и второй цилиндрической секцией. Благодаря различным диаметрам указанных цилиндрических секций, поддерживающие пазы 70 выполнены в нижнем компоненте и обеспечивают поддержку расположенного выше компонента, имеющего больший диаметр.In FIG. 9A-9C show another example of an incinerator system according to the present invention, in which the outlet part of the combustion unit 62 contains two stacked cylindrical sections 64 and 66. The first cylindrical section is located above the combustion chamber 68 and has a diameter that is larger than the diameter of the chamber combustion, thus providing a first air intake location 64a between the combustion unit and the first cylindrical section 62. In addition, the second cylindrical section has a diameter that is larger than the diameter of the first cylindrical section, thus providing a second air intake location 66a between the first cylindrical section and the second cylindrical section. section. Due to the different diameters of these cylindrical sections, support slots 70 are formed in the lower component and provide support for the larger diameter component located above.

На фиг. 10A и 10B показан еще один приведенный в качестве примера топочный контейнер, который выполнен в форме цилиндра 80 с закрытым основанием и содержит множество отверстий 82 в его боковой стенке 84 и основании 86. В этом примере диаметр отверстий 86 в основании увеличивается в радиальном направлении к краю основания.In FIG. 10A and 10B show another exemplary firebox which is in the form of a cylinder 80 with a closed base and includes a plurality of holes 82 in its side wall 84 and base 86. In this example, the diameter of the holes 86 in the base increases radially towards the edge. grounds.

На фиг. 11 показан защитный кожух 90, который закрывает отходосжигательную систему, содержащую секционированную выпускную трубу, как показано на фиг. 9A-9C. В этом примере защитный кожух выполнен подобно кожуху, описанному выше со ссылкой на фиг. 8A-8C, но с изменениями, улучшающими функциональность секционированной выпускной трубы. В этом примере верхняя частьIn FIG. 11 shows a shroud 90 that encloses an incinerator system including a sectioned exhaust pipe as shown in FIG. 9A-9C. In this example, the protective cover is similar to the cover described above with reference to FIG. 8A-8C, but with modifications to improve the functionality of the sectioned exhaust pipe. In this example, the top

- 10 041858 кожуха содержит первый воздухозаборник 92 и второй воздухозаборник 94, причем эти воздухозаборники образуют отверстие для наружного воздуха, проходящего в первый воздухозаборник и второй воздухозаборник секционированной выпускной трубы. Благодаря этому отверстию в кожухе более прохладный наружный воздух может поступать в воздухозаборники, что улучшает вторичное и третичное дожигание остаточного топлива в секционированной выпускной трубе.- 10 041858 casing contains the first air intake 92 and the second air intake 94, and these air intakes form an opening for outside air passing into the first air intake and the second air intake of the sectioned exhaust pipe. This shroud opening allows cooler outside air to enter the intakes, which improves secondary and tertiary afterburning of residual fuel in the sectioned exhaust pipe.

На фиг. 12 показан пример отходосжигательной системы согласно настоящему изобретению, в которой смешивающая топливо и воздух система 110 соединена с топочным узлом 112, ограничивающим секционированные камеру 114 сгорания (основную камеру) и камеру 116 сгорания (камеру вторичного сгорания). Топочный узел имеет входной конец 118a и второй конец 118b, сообщающийся по текучей среде с выпускной системой 126, имеющей секционированные части 128 и 130. Основная камера сообщается по текучей среде со смешивающей топливо и воздух системой 110 через входной конец 118a и основной источник 120 воспламенения. В некоторых случаях также могут быть обеспечены вторичный и третичный источники 122 и 124 воспламенения. Например, первый вторичный источник воспламенения может быть расположен в месте соединения основного топочного узла и первой камеры вторичного сгорания, и т.п. Третичный источник воспламенения может быть обеспечен в месте соединения последней камеры дожигания и входа выпускной системы.In FIG. 12 shows an example of an incinerator system according to the present invention in which a fuel/air mixing system 110 is connected to a combustion unit 112 defining a sectioned combustion chamber 114 (main chamber) and a combustion chamber 116 (secondary combustion chamber). The combustion assembly has an inlet end 118a and a second end 118b in fluid communication with an exhaust system 126 having compartmentalized portions 128 and 130. The main chamber is in fluid communication with the fuel/air mixing system 110 through inlet end 118a and main ignition source 120. In some cases, secondary and tertiary ignition sources 122 and 124 may also be provided. For example, the first secondary ignition source may be located at the junction of the main combustion unit and the first secondary combustion chamber, or the like. A tertiary ignition source may be provided at the junction of the last afterburner and the inlet of the exhaust system.

Понятно, что все компоненты, описанные в настоящей заявке, могут быть выполнены из любых подходящих материалов. Кроме того, все компоненты, описанные в настоящей заявке, могут быть изготовлены любым подходящим способом, очевидным для специалиста.It is clear that all components described in this application can be made from any suitable materials. In addition, all components described in this application can be manufactured in any suitable way, obvious to a person skilled in the art.

При испытаниях топочные узлы были выполнены из стали. Однако для этой цели также могут быть использованы другие материалы. Единственное требование состоит в том, чтобы материалы имели достаточную жаропрочность, особенно для камеры сгорания и выпускной трубы.During testing, the furnace units were made of steel. However, other materials can also be used for this purpose. The only requirement is that the materials have sufficient heat resistance, especially for the combustion chamber and exhaust pipe.

Очевидно, что представленные выше варианты реализации настоящего изобретения приведены в качестве примеров и могут быть реализованы различными способами. Такие настоящие или будущие изменения не должны расцениваться как отклонение от принципа и объема охраны настоящего изобретения, и все такие изменения, очевидные для специалиста в данной области техники, включены в объем защиты настоящего изобретения, определенный приложенной формулой.Obviously, the above embodiments of the present invention are given as examples and can be implemented in various ways. Such present or future changes should not be construed as a departure from the principle and scope of protection of the present invention, and all such changes obvious to a person skilled in the art are included within the protection scope of the present invention as defined by the appended claims.

Объем приложенной формулы не ограничивается предпочтительными вариантами реализации, сформулированными в описании, но дает самую широкую интерпретацию, сообразную с описанием в целом.The scope of the appended claims is not limited to the preferred embodiments set forth in the specification, but is given the broadest interpretation consistent with the description as a whole.

Claims (20)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Система сжигания топлива, содержащая топливный инжектор, выполненный с возможностью впрыска топлива с принудительно заданной скоростью;1. A fuel combustion system comprising a fuel injector configured to inject fuel at a forced rate; устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, имеющее входной конец и выходной конец и сообщающееся по текучей среде на своем входном конце с топливным инжектором для приема топлива, впрыскиваемого топливным инжектором и подлежащего смешиванию с первоначально захваченным воздухом с образованием первоначальной топливовоздушной смеси, причем устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом содержит множество топливных впускных трубок, составленных друг с другом вертикально, при этом каждая впускная трубка имеет входное отверстие и выходное отверстие, причем площадь поперечного сечения входного отверстия каждой впускной трубки больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей впускной трубки, в результате чего обеспечен кольцевой зазор между двумя смежными впускными трубками для захвата дополнительного воздуха, когда первоначальная топливовоздушная смесь проходит из одной впускной трубки в смежную впускную трубку для создания результирующей топливовоздушной смеси для сжигания в камере сгорания, при этом результирующая топливовоздушная смесь имеет заданное соотношение топлива и воздуха для полного разложения топлива при сгорании;a device for multi-stage mixing of fuel with air, having an inlet end and an outlet end and in fluid communication at its inlet end with a fuel injector for receiving fuel injected by the fuel injector and to be mixed with the initially entrained air to form the initial air-fuel mixture, and the device for multi-stage mixing fuel with air contains a plurality of fuel inlet tubes stacked vertically with each other, with each inlet tube having an inlet and an outlet, and the cross-sectional area of the inlet of each inlet tube is greater than the cross-sectional area of the outlet of the previous inlet tube, in thereby providing an annular gap between two adjacent intake tubes to entrain additional air as the initial air-fuel mixture passes from one intake tube to the adjacent intake tube to create a result a fuel-air mixture for combustion in the combustion chamber, the resulting air-fuel mixture having a predetermined ratio of fuel and air for complete decomposition of the fuel during combustion; топочный узел, проходящий вертикально от устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, имеющий входную часть, сообщающуюся по текучей среде с выходным концом устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом, и выходную часть для выпуска продуктов сгорания топлива, причем топочный узел ограничивает указанную камеру сгорания между входной и выходной частями, а также сообщается с основным источником воспламенения; и система выполнена с возможностью достижения необходимой продолжительности нахождения результирующей топливовоздушной смеси в камере сгорания.a combustion unit extending vertically from the device for multi-stage mixing of fuel with air, having an inlet part in fluid communication with the outlet end of the device for multi-stage mixing of fuel with air, and an outlet part for discharging fuel combustion products, wherein the combustion unit limits said combustion chamber between input and output parts, and also communicates with the main source of ignition; and the system is configured to achieve the desired residence time of the resulting air-fuel mixture in the combustion chamber. 2. Система сжигания по п.1, в которой топочный узел содержит две или более секционированных камер сгорания, каждая из которых имеет входную часть и выходную часть, причем первая камера сообщается с устройством для смешивания топлива с воздухом и основным источником воспламенения и, таким образом, образует основную камеру сгорания, а2. The combustion system according to claim 1, in which the combustion unit contains two or more sectional combustion chambers, each of which has an inlet and outlet, and the first chamber is in communication with the device for mixing fuel with air and the main source of ignition and, thus , forms the main combustion chamber, and - 11 041858 последующие секции образуют камеры дожигания и сообщаются с выходной частью.- 11 041858 subsequent sections form afterburning chambers and communicate with the outlet part. 3. Система сжигания по п.2, в которой одна или более камер дожигания обеспечены вторичным источником воспламенения и/или третичным источником воспламенения, причем при необходимости основной источник воспламенения, вторичный источник воспламенения и/или третичный источник воспламенения расположены внутри секционированных камер сгорания и при необходимости расположены рядом с воздухозаборником или в местоположении, которое может быть удалено от местоположения воздухозаборника, и в то же время расположены на пути потока воздуха, входящего в систему сжигания через воздухозаборник.3. The combustion system according to claim 2, in which one or more afterburners are provided with a secondary ignition source and / or a tertiary ignition source, and, if necessary, the main ignition source, secondary ignition source and / or tertiary ignition source are located inside the sectioned combustion chambers and when if necessary, located near the air intake or at a location that can be removed from the location of the air intake, and at the same time located in the path of the air flow entering the combustion system through the air intake. 4. Система сжигания по любому из пп.2, 3, в которой площадь поперечного сечения входного отверстия по меньшей мере одной из секционированных камер сгорания больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей секционированной камеры сгорания.4. The combustion system according to any one of claims 2, 3, in which the cross-sectional area of the inlet of at least one of the sectioned combustion chambers is greater than the cross-sectional area of the outlet of the previous sectioned combustion chamber. 5. Система сжигания по любому из пп.1-4, в которой выходная часть топочного узла состоит из двух или более составленных друг с другом секционированных частей, каждая из которых имеет входное отверстие и выходное отверстие.5. The combustion system according to any one of claims 1 to 4, wherein the outlet part of the combustion unit consists of two or more sectioned parts arranged with each other, each of which has an inlet and an outlet. 6. Система сжигания по п.5, в которой площадь поперечного сечения входного отверстия по меньшей мере одной из секционированных выходных частей больше, чем площадь поперечного сечения предыдущей секционированной выходной части.6. The combustion system of claim 5, wherein the cross-sectional area of the inlet of at least one of the sectioned outlets is greater than the cross-sectional area of the previous sectioned outlet. 7. Система сжигания по любому из пп.1-6, в которой камера сгорания имеет контейнер, имеющий при необходимости множество отверстий.7. A combustion system according to any one of claims 1 to 6, wherein the combustion chamber has a container having a plurality of openings, if necessary. 8. Система сжигания по п.7, в которой первое отверстие имеет первый диаметр и расположено ближе к устройству для смешивания топлива с воздухом, чем второе отверстие, имеющее второй диаметр, причем первый диаметр меньше, чем второй диаметр.8. The combustion system of claim 7, wherein the first opening has a first diameter and is located closer to the fuel/air mixing device than the second opening having a second diameter, the first diameter being smaller than the second diameter. 9. Система сжигания по любому из пп.1-8, также содержащая выпускную трубу, сообщающуюся по текучей среде с выходной частью топочного узла.9. A combustion system according to any one of claims 1 to 8, also comprising an exhaust pipe in fluid communication with the outlet of the combustion unit. 10. Система сжигания по п.9, в которой выпускная труба имеет круглое кольцо в своем выходном отверстии, проходящее внутрь выпускной трубы.10. The combustion system of claim 9, wherein the exhaust pipe has an annular ring in its outlet opening extending into the interior of the exhaust pipe. 11. Система сжигания по п.9, в которой выпускная труба содержит две или более составленных друг с другом цилиндрических секций, каждая из которых имеет входное отверстие и выходное отверстие.11. The combustion system of claim 9, wherein the exhaust pipe comprises two or more stacked cylindrical sections, each having an inlet and an outlet. 12. Система сжигания по п.11, в которой первая секция из составленных друг с другом цилиндрических секций имеет первую площадь поперечного сечения, и вторая секция из составленных друг с другом цилиндрических секций имеет вторую площадь поперечного сечения, причем первая секция ближе к камере сгорания, чем вторая секция, при этом первая площадь поперечного сечения меньше, чем вторая площадь поперечного сечения.12. The combustion system according to claim 11, in which the first section of stacked cylindrical sections has a first cross-sectional area, and the second section of stacked cylindrical sections has a second cross-sectional area, and the first section is closer to the combustion chamber, than the second section, wherein the first cross-sectional area is less than the second cross-sectional area. 13. Система сжигания по п.12, в которой первая площадь поперечного сечения и вторая площадь поперечного сечения выбраны с обеспечением кольцевого зазора между первой секцией и второй секцией для захвата воздуха в составленные друг с другом цилиндрические секции.13. The combustion system of claim 12, wherein the first cross-sectional area and the second cross-sectional area are selected to provide an annular gap between the first section and the second section to entrain air into stacked cylindrical sections. 14. Система сжигания по п.13, в которой первая секция соединена с топочным узлом и имеет площадь поперечного сечения, которая меньше, чем площадь поперечного сечения выходной части топочного узла.14. The combustion system according to claim 13, in which the first section is connected to the furnace node and has a cross-sectional area that is less than the cross-sectional area of the outlet part of the furnace node. 15. Система сжигания по п.13, в которой первая секция имеет площадь поперечного сечения, которая больше, чем площадь поперечного сечения выходной части топочного узла, в результате чего обеспечено местоположение дополнительного воздухозабора между топочным узлом и первой цилиндрической секцией.15. The combustion system according to claim 13, wherein the first section has a cross-sectional area that is larger than the cross-sectional area of the outlet of the combustion unit, resulting in the location of an additional air intake between the combustion unit and the first cylindrical section. 16. Система сжигания по любому из пп.11-15, в которой по меньшей мере один из составленных друг с другом цилиндрических элементов имеет в своем выходном отверстии круглое кольцо, проходящее внутрь по меньшей мере одного из составленных друг с другом цилиндрических элементов.16. The combustion system according to any one of claims 11 to 15, wherein at least one of the stacked cylindrical elements has in its outlet an annular ring extending inside at least one of the stacked cylindrical elements. 17. Система сжигания по п.16, в которой круглое кольцо образовано множеством углублений или выполнено в форме выступа.17. The combustion system according to claim 16, wherein the annular ring is formed by a plurality of depressions or in the form of a protrusion. 18. Система сжигания по любому из пп.1-17, также содержащая защитный кожух, окружающий камеру сгорания, причем при необходимости защитный кожух содержит один или более воздухозаборников.18. The combustion system according to any one of claims 1 to 17, also containing a protective casing surrounding the combustion chamber, and, if necessary, the protective casing contains one or more air intakes. 19. Система сжигания по п.18, в которой выпускная труба содержит первую секцию и вторую секцию, составленные друг с другом, причем первая секция имеет площадь поперечного сечения, которая меньше, чем площадь поперечного сечения второй секции, в результате чего обеспечен захват воздуха во вторую секцию, и при этом указанные один или более воздухозаборников кожуха выровнены относительно переходной зоны между первой секцией и второй секцией, и/или указанные один или более воздухозаборников кожуха смещены относительно переходной зоны между первой секцией и второй секцией.19. The combustion system according to claim 18, in which the exhaust pipe contains the first section and the second section, composed of each other, and the first section has a cross-sectional area that is less than the cross-sectional area of the second section, resulting in air being entrained in the second section, and wherein said one or more casing air intakes are aligned with the transition zone between the first section and the second section, and/or said one or more casing air intakes are offset relative to the transition zone between the first section and the second section. 20. Способ усиления сжигания топлива, включающий обеспечение вертикально составленного устройства для многоступенчатого смешивания топлива с 20. A method for enhancing fuel combustion, including providing a vertically arranged device for multi-stage mixing of fuel with - 12 041858 воздухом, имеющего входное отверстие, сообщающееся по текучей среде с источником воздуха, и выходное отверстие, сообщающееся с топочным узлом, причем устройство для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом содержит множество топливных впускных трубок, составленных друг с другом вертикально, при этом каждая впускная трубка имеет входное отверстие и выходное отверстие, и площадь поперечного сечения входного отверстия каждой трубки больше, чем площадь поперечного сечения выходного отверстия предыдущей впускной трубки, в результате чего обеспечен кольцевой зазор между двумя смежными трубками для захвата дополнительного воздуха;- 12 041858 with air, having an inlet opening in fluid communication with an air source, and an outlet opening communicating with a combustion unit, wherein the device for multi-stage mixing of fuel with air comprises a plurality of fuel inlet tubes stacked vertically with each other, with each inlet the tube has an inlet and an outlet, and the cross-sectional area of the inlet of each tube is larger than the cross-sectional area of the outlet of the previous inlet tube, thereby providing an annular gap between two adjacent tubes to capture additional air; впрыск топлива во входное отверстие устройства для многоступенчатого смешивания топлива с воздухом посредством топливного инжектора, выполненного с возможностью впрыска топлива с принудительно заданной скоростью, для смешивания с первоначально захваченным воздухом с образованием первоначальной топливовоздушной смеси и для достижения импульса/скорости первоначальной топливовоздушной смеси для протекания через множество топливных впускных трубок, во время захвата дополнительного воздуха, когда топливовоздушная смесь впрыскивается из одной топливной впускной трубки в смежную топливную впускную трубку, тем самым создавая результирующую топливовоздушную смесь, имеющую заданное соотношение топлива и воздуха для полного разложения топлива при сгорании, в результате чего создается результирующая топливовоздушная смесь, имеющая отношение топлива к воздуху, достаточное для по существу полного сгорания топлива при сжигании в камере сгорания.injecting fuel into the inlet of the device for multi-stage fuel-air mixing by means of a fuel injector configured to inject fuel at a forced rate to mix with the initially entrained air to form the initial air-fuel mixture and to achieve the momentum/velocity of the initial air-fuel mixture to flow through the plurality fuel inlet pipes, during the intake of additional air, when the air-fuel mixture is injected from one fuel inlet pipe into an adjacent fuel inlet pipe, thereby creating a resultant air-fuel mixture having a predetermined ratio of fuel and air to completely decompose the fuel during combustion, resulting in a resultant an air-fuel mixture having a fuel-to-air ratio sufficient for substantially complete combustion of the fuel when burned in a combustion chamber.
EA201891976 2016-03-21 2017-03-21 COMBUSTION SYSTEM EA041858B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/311,251 2016-03-21
US62/360,852 2016-07-11
US62/441,010 2016-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA041858B1 true EA041858B1 (en) 2022-12-09

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190093880A1 (en) Pressure-gain combustion apparatus and method
KR100926490B1 (en) Flare structure, flare device and method of operation thereof for combustion of flammable gas
EP2075508B1 (en) Gas turbine combustor
JP2008116195A (en) Partial pre-mix flare burner and its method
KR20100098632A (en) Flameless thermal oxidation apparatus and methods
RU2009138620A (en) METHOD FOR DETONATION COMBUSTION OF FLAMMABLE MIXTURES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
US10612772B2 (en) Incinerating system
US7270539B1 (en) Method and apparatus for destruction of vapors and waste streams using flash oxidation
US7273366B1 (en) Method and apparatus for destruction of vapors and waste streams
EA041858B1 (en) COMBUSTION SYSTEM
JPS5816083B2 (en) combustion device
US5322026A (en) Waste combustion chamber with tertiary burning zone
US5823759A (en) Apparatus and method for burning combustible gases
EP0688414B1 (en) Apparatus and method for burning combustible gases
KR200394941Y1 (en) Burner of heater
RU2745312C1 (en) Exhaust gas torch with low steam consumption and high smoke capabilities
RU2643223C1 (en) Device for thermal neutralization of industrial effluents
US20230272909A1 (en) Incinerating system
JPH0626635A (en) Burner burning medium containing noxious substance
JPH05223226A (en) Waste incinerator
KR100246494B1 (en) Incinerator
JP3525171B2 (en) Incinerator
JP3347696B2 (en) Incinerator
JPH0842831A (en) Combustion apparatus for polymeric materials and method therefor
HU200387B (en) Burner for gaseous and/or liquid fuels