ES2255135T3 - Aparato de combustion. - Google Patents
Aparato de combustion.Info
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- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
- F23C5/08—Disposition of burners
- F23C5/32—Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
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Abstract
UN OBJETO DE LA PRESENTE INVENCION ES EL DE PROPORCIONAR UN APARATO DE COMBUSTION EN EL QUE EXISTE UNA MENOR PROPENSION A QUE SE PRODUZCA EN UN HORNO (1) UN ESPACIO QUE NO CONTRIBUYE EFICAZMENTE A LA COMBUSTION DEL COMBUSTIBLE, DADO QUE LOS QUEMADORES (6) NO ESTAN DISPUESTOS EN LAS ESQUINAS DEL HORNO. EL HORNO, QUE TIENE UNA SECCION TRANSVERSAL HORIZONTAL CUADRADA, LLEVA LOS QUEMADORES, DE MANERA QUE UNA LINEA (9) QUE SIGUE EL EJE DE LA DIRECCION DE INYECCION DENTRO DEL HORNO DEL QUEMADOR SEA TANGENTE A UN CIRCULO IMAGINARIO (7). EL QUEMADOR SE ENCUENTRA DISPUESTO EN UN LUGAR SITUADO EN UNA PARED FRONTAL (2), UNA PARED POSTERIOR (3), UNA PARED LATERAL DERECHA (4) Y UNA PARED LATERAL IZQUIERDA (5) DEL HORNO, HACIENDO UN TOTAL DE CUATRO LUGARES. EL QUEMADOR DE CADA PARED ESTA INSTALADO DE MANERA QUE LA INTERSECCION DE LA LINEA QUE SIGUE EL EJE DE DIRECCION DE INYECCION DENTRO DEL HORNO DEL QUEMADOR Y LA SUPERFICIE DE LA PARED DEL HORNO ESTEN SEPARADAS DE UNA ESQUINA DEL HORNO (PUNTO DE LA ESQUINA) EN UNA LONGITUD L1. EL VALOR DE LONGITUD L1 ES DEL 15% DE UNA LONGITUD L DE LA ANCHURA DE UN LADO DE LA PARED INTERIOR DEL HORNO CUANDO ESTE ES OBSERVADO DESDE LA PARTE SUPERIOR.
Description
Aparato de combustión.
La presente invención se refiere a un aparato de
combustión aplicado a calderas para plantas de energía térmica o
para plantas químicas, u hornos y similares para la industria
química.
La figura 7 es una vista horizontal en sección
que muestra un horno de una caldera convencional que utiliza un
sistema de combustión rotativo, y el concepto de una llama de
combustión en el horno.
Tal como se muestra en la figura, un horno
cuadrado (1) está dotado de quemadores (6) para inyectar
combustible en las cuatro esquinas (10).
La figura 8 muestra otro horno (1) de la técnica
anterior. A diferencia del horno mostrado en la figura 7, el horno
(1) está dotado de quemadores (6) en dos posiciones en la pared
delantera (2) del horno y en dos posiciones en la pared posterior
(3) del horno, y no en las esquinas (10) del horno. En este caso,
los quemadores (6) no están dispuestos en las paredes laterales
derecha e izquierda (4) y (5) del horno. Otras configuraciones son
las mismas que las mostradas en la figura 14.
El horno (1) mostrado en las figuras 7 y 8 tiene
un círculo imaginario (7) que tiene un diámetro determinado que
está establecido en el interior (1a) del horno. Asimismo, en estas
figuras, los ejes (9) de la dirección de la inyección en el
interior del horno, que muestran la dirección del combustible y del
aire de combustión del quemador, están establecidos de manera que
sean tangentes al círculo imaginario (7). El combustible y el aire
para la combustión inyectado desde el quemador (6) en el horno (1)
son inyectados en el interior (1a) del horno siguiendo este eje
longitudinal, formando de este modo una llama de combustión
rotativa (8).
En la técnica anterior, con el fin de formar una
llama de combustión rotativa estable y de alto rendimiento, todos
los quemadores (6) están dispuestos en las esquinas (10) del horno
tal como se muestra en la figura 7, o están dispuestos en las
paredes del horno opuestas entre sí, esto es, en la pared delantera
(2) del horno y en la pared posterior (3) del horno, tal como se
muestra en la figura 8, o están dispuestos en la pared lateral
derecha (4) del horno y en la pared lateral izquierda (5) del horno,
y se selecciona un diámetro apropiado del círculo imaginario (7)
para obtener una llama de combustión estable y rotativa.
Cuando los quemadores (6) están dispuestos en las
esquinas (10) del horno (1), tal como se muestra en la figura 7,
las estructuras de acero que soportan la caldera y las tuberías para
suministrar combustible al quemador (6) están concentradas en la
parte de la esquina de la caldera, de manera que se produce una
falta de espacio para el mantenimiento, para extraer el quemador
(6) al exterior del horno (1) en el momento de realizar el
mantenimiento. Asimismo, cuando los quemadores (6) están dispuestos
en la pared delantera (2) y en la pared posterior (3) opuestas
entre si del horno (1), tal como se muestra en la figura 8, existe
el riesgo de que se cree un espacio, que no contribuye de manera
efectiva a la combustión del combustible, en las proximidades de la
pared lateral derecha (4) del horno o de la pared lateral izquierda
(5) del horno.
La presente invención ha sido realizada para
resolver los problemas anteriores y, de acuerdo con ello, un
objetivo de la misma es dar a conocer un aparato de combustión en el
cual es menos probable que se produzca un espacio que no contribuya
de manera efectiva a la combustión del combustible en el horno,
debido a que los quemadores no están dispuestos en las esquinas del
horno y el componente rotativo del gas combustible en el horno se
ha hecho uniforme.
El documento SU 1710938 A1 da a conocer un horno
que tiene una sección transversal cuadrada y una serie de
quemadores para formar la llama, los cuales están dispuestos en las
paredes del horno de manera que la dirección de inyección del eje
longitudinal de combustible o una línea de prolongación del mismo
combustible y del aire inyectado por el quemador y del aire de
combustión inyectado desde el quemador, es tangente a un círculo
imaginario establecido en el horno, estando dispuesto un quemador en
cada una de las paredes del horno, separado de una esquina del
horno en una distancia del 25% de la longitud de dicha pared. Sin
embargo, el horno descrito en el documento SU 1710938 A1
es de un tipo en el que los quemadores están montados en hileras. La propuesta específica es que en cada una de las paredes del horno están montadas dos filas de quemadores dispuestos verticalmente de manera simétrica con respecto a los ejes de la cámara de combustión, estando desviados los quemadores de cada hilera respecto a los de la hilera anterior. Cada hilera de quemadores está dotada de toberas adicionales para el suministro de aire. Estas toberas de suministro de aire están montadas en hileras alternadas en cada esquina del horno, mientras que en los otros hornos están montadas en el centro de cada una de las paredes del horno.
es de un tipo en el que los quemadores están montados en hileras. La propuesta específica es que en cada una de las paredes del horno están montadas dos filas de quemadores dispuestos verticalmente de manera simétrica con respecto a los ejes de la cámara de combustión, estando desviados los quemadores de cada hilera respecto a los de la hilera anterior. Cada hilera de quemadores está dotada de toberas adicionales para el suministro de aire. Estas toberas de suministro de aire están montadas en hileras alternadas en cada esquina del horno, mientras que en los otros hornos están montadas en el centro de cada una de las paredes del horno.
Los quemadores de cada hilera están montados
separados de la esquina en un 25% de la longitud de la pared. La
tobera de suministro de aire está dirigida en cada caso hacia el
quemador adyacente de la misma hilera, tangente a un círculo
imaginario que es mayor que el círculo imaginario hacia el cual
están dirigidos los quemadores.
La presente invención se distingue en que los
quemadores están dispuestos de manera uniforme en una cierta
posición en cada una de las paredes del horno y en que cada quemador
y el eje longitudinal de la dirección de inyección de cada quemador
está dispuesto separado de la esquina del horno en una distancia
superior al 0% e inferior al 25% de la longitud de dicha pared del
horno sobre la cual está dispuesto el quemador.
En algunas realizaciones de la presente
invención, por lo menos, uno o más quemadores están dispuestos de
manera que el eje longitudinal de la dirección de inyección del
quemador o la prolongación del eje del mismo es tangente a uno o
varios segundos círculos imaginarios establecidos de manera
concéntrica con respecto al círculo imaginario.
La figura 1 es una vista esquemática en planta
que muestra una sección transversal horizontal del horno de una
caldera que utiliza un aparato de combustión, según una primera
realización, y el concepto de una llama de combustión en la sección
transversal; esta realización no está comprendida en el ámbito de
protección;
la figura 2 es un diagrama que muestra el efecto
de la disposición de un quemador de la primera realización en el
rendimiento del horno;
la figura 3 es una vista esquemática en planta
que muestra una sección transversal horizontal del horno de una
caldera que utiliza un aparato de combustión según una segunda
realización, y el concepto de una llama de combustión en la sección
transversal; esta realización no está comprendida en el ámbito de
protección;
la figura 4 es una vista esquemática en planta
que muestra una sección transversal horizontal del horno de una
caldera que utiliza un aparato de combustión según una tercera
realización de la presente invención, y el concepto de una llama de
combustión en la sección transversal;
la figura 5 es una vista esquemática en planta
que muestra una sección transversal horizontal del horno de una
caldera que utiliza un aparato de combustión según una cuarta
realización, y el concepto de una llama de combustión en la sección
transversal; esta realización no está comprendida en el ámbito de
protección;
la figura 6 es un diagrama que muestra el efecto
de la disposición del quemador de la cuarta realización, en el
rendimiento del horno;
la figura 7 es una vista esquemática en planta
que muestra una sección transversal horizontal del horno
convencional de una caldera, y el concepto de una llama de
combustión en la sección transversal; y
la figura 8 es una vista esquemática en planta
que muestra una sección transversal horizontal de otro horno
convencional de una caldera, y el concepto de una llama de
combustión en la sección transversal.
A continuación, se describirá la configuración de
un aparato de combustión según la primera realización, que no está
comprendida en el ámbito de la protección, haciendo referencia a los
dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra un horno (1) que utiliza el
aparato de combustión según la primera realización, que no está
comprendida en el ámbito de la protección. Tal como se muestra en
esta figura, el horno (1) que tiene una sección horizontal cuadrada
está dotado de quemadores (6) de manera que la dirección del eje
longitudinal de inyección (9) en el interior del horno, que es una
dirección del eje longitudinal tanto del combustible como del aire,
es tangente a un círculo imaginario (7).
El horno (1) de esta realización difiere de los
hornos mostrados en las figuras 7 y 8, en que el quemador (6) está
dispuesto en una cierta posición en la pared delantera (2), en la
pared posterior (3), en la pared lateral derecha (4) y en la pared
lateral izquierda (5) de cada horno, con un total de cuatro
posiciones.
El quemador (6) de cada pared está instalado de
manera que la intersección del eje longitudinal (9) del quemador
(6) y la superficie de la pared del horno está separada de una
esquina del horno (punto de esquina) de una longitud (L1). El valor
de la longitud (L1) es el 15% de la longitud (L) de uno de los lados
de la anchura de la pared interior del horno (1) cuando se mira
dicho horno (1) desde la parte superior.
En esta realización, la longitud (L1) en cada una
de las paredes está medida en sentido contrario a las agujas del
reloj desde cada una de las esquinas (10) del horno tal como se
muestra en la figura 1.
A continuación se describe el funcionamiento de
la primera realización.
En el diagrama mostrado en la figura 2, la
abscisa representa un porcentaje de la proporción (-L1-/-L-) de la
longitud (L1) desde la esquina (10) del horno hasta el eje
longitudinal (9) del quemador (6), con respecto a la longitud (L)
del lado de la anchura de la pared interior del horno (1), y la
ordenada representa la desviación máxima del valor medio de un
componente del flujo en una distribución de componentes del flujo,
en la dirección de giro en el plano horizontal de los componentes
del flujo del gas de combustión en el horno, y se muestra la
relación entre ellos.
Esta figura muestra que la desviación máxima del
valor medio de un componente en la distribución de los componentes
del flujo, en la dirección de rotación en el plano horizontal de los
componentes del flujo del gas de combustión en el horno, cambia
dependiendo de la proporción de la longitud (L1) con respecto a
(L). Un aumento de la desviación máxima significa que de acuerdo con
ello el componente rotativo del gas de combustión en el horno no es
uniforme, y sugiere que una parte de efectividad baja se produce en
un espacio en el horno.
Según la figura 2, la desviación máxima cambia
considerablemente en una parte en que la proporción de (L1)
respecto a (L) es alrededor del 25%. Por consiguiente, se ha
encontrado que estableciendo la proporción en un valor inferior al
25%, por ejemplo en el 15%, como en esta realización, puede aumentar
la efectividad del horno, y se ha encontrado que, al contrario,
fijando la proporción en un valor no inferior al 25% disminuye la
efectividad, de manera que disminuye el rendimiento.
Por lo tanto, los quemadores (6) están dispuestos
de manera uniforme en una cierta posición en cada una de las
superficies de las paredes del horno, escogiéndose adecuadamente la
longitud (L1) entre la esquina (10) del horno y el quemador (6), de
manera que la proporción (L1)/(L) es inferior al 25%. Con ello, se
resuelve el problema de un incremento de efectividad de un espacio
en el interior (1a) del horno, en las proximidades de la pared
lateral derecha (4) o de la pared lateral izquierda (5) del horno
(1), que habían surgido en la técnica anterior mostrada en la
figura 8, mediante lo cual se utiliza la totalidad del horno de
manera efectiva y, por consiguiente, puede mejorarse el rendimiento
de la combustión.
Por el motivo anterior, pueden resolverse los
problemas que habían surgido en la técnica anterior de la seguridad
del espacio para el mantenimiento y de compacidad del conjunto de la
caldera, y puede garantizarse su rendimiento.
De esta manera, en esta realización, los
quemadores (6) están dispuestos en cada una de las superficies de
las paredes del horno y no en las esquinas (10) del horno, de manera
que las instalaciones secundarias de la caldera (6), tales como las
tuberías de combustible, no están dispuestas en las esquinas (10)
del horno. Como resultado, puede disminuirse la concentración de
equipos en las cuatro esquinas de la caldera, de manera que puede
garantizarse de manera suficiente un espacio para el mantenimiento
de los quemadores (6). Además, se espera que la disposición de las
estructuras de acero para soportar la caldera tenga un cierto grado
de libertad, de manera que puede diseñarse una caldera
compacta.
A continuación, se describirá la configuración de
un aparato de combustión según una segunda realización, que no está
comprendida en el ámbito de protección, haciendo referencia a los
dibujos adjuntos.
Tal como se muestra en la figura 3, también en
esta realización, al igual que en el aparato mostrado en la figura
1, un horno (1) que tiene una sección transversal horizontal
cuadrada está dotado de quemadores (6) en una cierta posición en
cada una de las superficies de las paredes en una pared delantera
(2), una pared posterior (3), una pared lateral derecha (4) y una
pared lateral izquierda (5) del horno (1). Los quemadores (6) están
dispuestos de manera que el eje longitudinal (9) del quemador (6) es
tangente a un círculo imaginario (7).
Se establece una longitud (L1) desde una esquina
(10) del horno hasta el eje longitudinal (9) del quemador (6) a una
distancia del 15% de la longitud (L) de uno de los lados de la
anchura de la pared interior del horno (1), cuando se mira el horno
(1) desde la parte superior.
Esta realización difiere de la primera
realización en que en esta realización la longitud (L1) de cada una
de las paredes se mide en el sentido de las agujas del reloj desde
cada una de las esquinas (10) del horno, mientras que en la primera
realización la longitud (L1) en cada una de las paredes se mide en
sentido contrario a las agujas del reloj desde cada una de las
esquinas (10) del horno.
A continuación sigue una descripción del
funcionamiento de la segunda realización.
Es esta realización, el quemador (6) está
dispuesto separado de cada una de las esquinas (10) del horno en
una longitud (L1) en el sentido de las agujas del reloj. Esta
realización es efectiva cuando los quemadores (6) no pueden
disponerse en las posiciones mostradas en la figura 1 de la primera
realización debido a la construcción de la caldera.
Otros efectos son los mismos que los de la
primera realización. Específicamente, los quemadores (6) están
dispuestos en cada una de las superficies de las paredes y no en las
esquinas (10) del horno, de manera que las instalaciones
secundarias de la caldera (6), tales como las tuberías de
combustible, no están dispuestas en las esquinas (10) del horno.
Como resultado, puede reducirse la concentración de equipos en las
cuatro esquinas de la caldera, de manera que puede garantizarse de
modo suficiente un espacio para el mantenimiento de los quemadores
(6). Además, se espera que la disposición de las estructuras de
acero para soportar la caldera tenga un cierto grado de libertad, de
manera que puede diseñarse una caldera compacta.
Asimismo, los quemadores (6) están dispuestos de
manera uniforme en una cierta posición en cada una de las
superficies de las paredes del horno, y en esta realización se ha
escogido adecuadamente la distancia (L1) entre la esquina (10) del
horno y el quemador (6). De esta manera, se resuelve el problema de
incremento de efectividad de un espacio en el interior (1a) del
horno, en las proximidades de la pared lateral derecha (4) o de la
pared lateral izquierda (5) del horno (1), que habían surgido en la
técnica anterior mostrada en la figura 8, gracias a lo cual se
utiliza todo el horno de manera efectiva y por consiguiente puede
mejorarse el rendimiento de la combustión.
Por el motivo anterior, pueden resolverse los
problemas que habían surgido en la técnica anterior de la seguridad
del espacio para el mantenimiento y de compacidad del conjunto de la
caldera y puede garantizarse su rendimiento.
A continuación, se describirá la configuración de
un aparato de combustión, según una tercera realización de la
presente invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
Tal como se muestra en la figura 4, como la
primera realización, un horno (1) que tiene una sección transversal
horizontal cuadrada está dotado de quemadores (6) en una cierta
posición en cada una de las superficies de pared de la pared
delantera (2), la pared posterior (3), la pared lateral derecha (4)
y la pared lateral izquierda (5) del horno (1), en un total de
cuatro posiciones.
Esta realización difiere de la primera
realización en que se determina concéntricamente con el círculo
imaginario (7), un segundo círculo imaginario (11) que tiene un
diámetro diferente al del círculo imaginario (7). Específicamente,
los quemadores (6) de la pared lateral derecha (4) y de la pared
lateral izquierda (5) del horno (1) están dispuestos de manera que
las direcciones de los ejes longitudinales de inyección (9) de los
mismos en el interior del horno son tangentes al círculo imaginario
(7), y los quemadores (6) de la pared delantera (2) y de la pared
posterior (3) del horno (1) están dispuestos de manera que los ejes
longitudinales (9) de los mismos son tangentes al círculo
imaginario
(11).
(11).
Se determina una longitud (L1) desde una esquina
(10) del horno hasta el eje longitudinal (9) del quemador (6) con
una longitud de, por ejemplo, el 15% de la longitud (L) de un lado
de la anchura de la pared interior del horno (1) cuando se mira
dicho horno (1) desde la parte superior.
A continuación, se describirá el funcionamiento
de la tercera realización de la presente invención.
En esta realización, están dispuestos dos
círculos imaginarios (7) y (11) en el interior (1a) de un horno.
Tal como se muestra en la figura 4, se han variado los ángulos de
instalación de los quemadores (6). Específicamente, los ángulos de
instalación de los quemadores (6) con respecto a la pared lateral
derecha (4) y a la pared lateral izquierda (5) del horno (1) son
(\theta1) y los ángulos de instalación de los quemadores (6) con
respecto a la pared delantera (2) y a la pared posterior (3) del
horno (1) son (\theta2). Es decir, los ángulos de instalación de
los quemadores (6) con respecto a la pared delantera (2) y a la
pared posterior (3) del horno (1) son (\theta2), aunque los
ángulos de instalación de los mismos son (\theta1) en la primera
realización, mediante lo cual se incrementa el grado de libertad de
la disposición de los quemadores (6) comparado con el de la primera
realización, y puede controlarse con mayor precisión la utilización
efectiva del espacio (1a) del interior del horno. Asimismo, al
cambiar el ángulo de instalación del quemador (6), puede cambiarse
la dirección de un panel del quemador y de los elementos similares
instalados en la pared exterior del horno (1), de manera que se
incrementa el grado de libertad de instalación del mismo.
Por el motivo anterior, al igual que en la
primera realización, pueden solucionarse los problemas, que habían
surgido en la técnica anterior, de seguridad del espacio para el
mantenimiento y de compacidad de la caldera como conjunto, y puede
garantizarse su rendimiento.
A continuación, se describirá la configuración de
un aparato de combustión según una cuarta realización, que no está
comprendida en el ámbito de protección, haciendo referencia a los
dibujos adjuntos.
Tal como se muestra en la figura 5, en esta
realización también, al igual que el aparato mostrado en la figura
1, un horno (1) que tiene una sección transversal horizontal
cuadrada está dotado de quemadores (6) en una cierta posición en
cada una de las superficies de la pared, en una pared delantera (2),
una pared posterior (3), una pared lateral derecha (4) y una pared
lateral izquierda (5) del horno (1). Los quemadores (6) están
dispuestos de manera que la dirección del eje longitudinal de
inyección (9) del quemador (6) en el interior del horno, es
tangente a un círculo imaginario (7). En esta realización, el
círculo imaginario (7) tiene un diámetro (d). El valor del diámetro
(d) ha sido incrementado, de manera que sea el 12,5% de la suma de
una longitud (L) de la anchura de horno y una longitud (M) de la
profundidad de horno (diámetro del círculo imaginario = (anchura del
horno + profundidad del horno) x 0,125).
La longitud (L1) desde una esquina (10) del horno
al eje longitudinal (9) del quemador (6) está establecida en una
longitud del 15% o aproximadamente de la longitud (L) de un lado de
anchura de la pared interior del horno (1), cuando se mira el horno
(1) desde la parte superior.
A continuación, se describirá el funcionamiento
de la cuarta realización.
En la figura 6, la abscisa representa la posición
en altura del gas de combustión generado en el interior (1a) de un
horno (altura del gas de combustión desde el suelo/altura total del
interior del horno), representando la ordenada el número de giros
efectivos (Swe) del vórtice rotativo de la llama de combustión
generado en el interior (1a) del horno, el diámetro (d) del círculo
imaginario (7) es un parámetro, y se muestra la relación entre los
tres.
En este punto, el número de giros efectivos (Swe)
es un índice obtenido mediante la integración de la proporción del
componente de rotación respecto al componente ascendente del
elemento del gas de combustión sobre el área de la sección
transversal horizontal (A) del horno, cuando para el flujo producido
cuando el gas de combustión generado en el interior (1a) del horno
fluye en el interior (1a) del horno, el componente circunferencial
del círculo imaginario (7), esto es, el componente de la dirección
de rotación del interior del horno se toma como (V\theta), el
componente de la dirección ascendente en el interior del horno se
toma como (Vz), la distancia de un elemento del gas de combustión
existente en una determinada parte del interior (1a) del horno
desde el centro del círculo imaginario se toma como (r), y el radio
hidrodinámico equivalente del horno se toma como (R) y se expresa
mediante la siguiente ecua-
ción:
ción:
Es decir, el número de giros efectivos (Swe) es
un índice que muestra la fuerza de rotación de un gas de combustión
en una determinada sección transversal en el horno, y significa que
a medida que el valor de este índice aumenta, se incrementa la
fuerza rotacional del gas de combustión, es decir, que el vórtice
rotativo de la llama de combustión se forma de manera estable.
En la figura 6, se muestran tres ejemplos en los
cuales el diámetro (d) del círculo imaginario (7) tiene una
longitud del 5%, el 12,5% y el 25% de la suma de las longitudes de
la longitud en anchura del horno (L) y de la longitud en
profundidad del horno (M) (diámetro del círculo imaginario =
(anchura del horno + profundidad del horno) x 0,05, 0,125 y 0,25).
Este diagrama indica que a medida que aumenta el diámetro (d),
puede garantizarse un mayor número de giros efectivos (Swe).
Asimismo, según la presente invención, se ha
encontrado que con el fin de formar un vórtice rotativo de la llama
de combustión, tan estable o más estable que en la técnica anterior,
el diámetro (d) del círculo imaginario (7) debe ser mayor, por lo
menos, que una longitud que sea superior al 5% de la suma de la
longitud en anchura del horno (L) y de la longitud en profundidad
del horno (M) (diámetro del círculo imaginario > (anchura del
horno + profundidad del horno) x 0,05).
Por el motivo anterior, en la presente invención,
el ángulo (\theta3) establecido para el quemador (6) puede ser
establecido de manera que el conjunto de la caldera no se haga
mayor, en la gama del diámetro (d) del círculo imaginario (7),
mientras se forma de manera estable el vórtice rotativo de la llama
de combustión, esto es, mientras que se garantiza suficientemente el
rendimiento de la combustión. Por consiguiente, puede incrementarse
el grado de libertad de la disposición de los quemadores (6), de
manera que puede resolverse el problema de compacidad de la caldera
como conjunto, que había surgido en la técnica anterior.
Mediante la operación descrita anteriormente, al
igual que en la primera realización, pueden resolverse los
problemas de seguridad del espacio para el mantenimiento y de
compacidad de la caldera como conjunto que habían surgido en la
técnica anterior. Además, realizando la selección óptima
considerando la interacción entre el diámetro del círculo
imaginario (7) y la disposición de los quemadores (6), puede
esperarse un efecto de un incremento adicional del rendimiento.
La realización de la presente invención ha sido
descrita anteriormente. No es preciso decir que la presente
invención no está limitada a esta realización, sino que puede ser
modificada de diversas formas en base al concepto técnico de la
presente invención.
Por ejemplo, aunque se han dispuesto dos círculos
imaginarios que tienen el centro en una posición diferente en el
interior (1a) del horno, en las realizaciones mencionadas
anteriormente pueden disponerse tres o más círculos imaginarios.
Tal como se ha descrito anteriormente, según la
presente invención, los quemadores están dispuestos en todas las
paredes del horno y el eje longitudinal de la dirección de inyección
del quemador está dispuesto a una distancia menor del 25% de la
longitud del lado de la anchura de la pared interior del horno sobre
la cual está dispuesto el quemador desde el extremo de la pared
interior del horno cuando se mira el horno desde la parte superior.
Por consiguiente, los quemadores pueden estar dispuestos en las
superficies de la pared del horno, y no en las esquinas del horno.
Como resultado, puede reducirse la concentración de equipos en las
cuatro esquinas de la caldera, de manera que puede garantizarse
suficientemente el espacio para el mantenimiento de los quemadores.
Asimismo, puede utilizarse de manera efectiva el espacio del horno
en las proximidades de la pared izquierda del horno, y puede
mejorarse el rendimiento de la combustión de manera efectiva al
utilizar la totalidad del horno.
Asimismo, los quemadores están dispuestos en
todas las paredes del horno, estando dispuesto el eje longitudinal
de la dirección de inyección del quemador a una distancia inferior
al 25% de la longitud de la pared interior del horno desde el
extremo de la pared interior del horno cuando se mira el horno desde
la parte superior y, por lo menos, uno o varios quemadores están
dispuestos de manera tal que el eje longitudinal de la dirección de
inyección del quemador o la línea de prolongación del mismo es
tangente a uno o varios segundos círculos imaginarios dispuestos de
manera concéntrica con el círculo imaginario mencionado
anteriormente. Por consiguiente, se incrementa todavía más el grado
de libertad de la disposición de los quemadores, de manera que puede
controlarse con mayor precisión la utilización efectiva del espacio
en el horno.
Asimismo, dado que el diámetro del círculo
imaginario tiene una dimensión que supera el 5% de la suma de la
dimensión en anchura del horno y la dimensión en la profundidad del
horno (diámetro del círculo imaginario > (anchura del horno +
profundidad del horno) x 0,05), puede aumentarse el grado de
libertad de la disposición de los quemadores mientras se forma el
vórtice rotativo de la llama de combustión de manera estable.
En la presente especificación, la expresión
"cuadrado" incluye también "rectangular".
Claims (4)
1. Aparato de combustión que comprende un horno
(1) que tiene una sección transversal cuadrada y una serie de
quemadores (6) para formar una llama (8), los cuales están
dispuestos en las paredes del horno de manera que la dirección del
eje de inyección (9) o una línea de prolongación del mismo del
combustible y del aire inyectado para la combustión desde cada
quemador es tangente a un círculo imaginario (7) establecido en el
horno, estando dispuestos los quemadores de manera uniforme en una
cierta posición en cada una de las paredes del horno,
caracterizado porque cada quemador y la dirección del eje
longitudinal de inyección de cada quemador está dispuesto en el lado
interior de cada pared del horno, separado de una esquina del horno
de una distancia superior al 0% e inferior al 25% de la longitud de
la pared del horno sobre la cual está dispuesto el quemador, y
porque, por lo menos, uno o varios de los quemadores (6) están
dispuestos de manera que el eje longitudinal de la dirección de
inyección (9) del quemador respectivo o la línea de prolongación del
mismo es tangente a uno o varios segundos círculos imaginarios (11)
dispuestos de manera concéntrica con el círculo imaginario (7).
2. Aparato de combustión, según la reivindicación
1, en el que cada quemador está dispuesto en el lado interior de
cada pared del horno separado de una esquina del horno de una
distancia de un 15% aproximadamente de la longitud de esta pared del
horno.
3. Aparato de combustión, según la reivindicación
1 ó 2, en el que el diámetro (d) del círculo imaginario tiene una
longitud superior al 5% de la suma de la longitud de la anchura del
horno (L) y la longitud de la profundidad del horno (M) (diámetro
del círculo imaginario > (anchura del horno + profundidad del
horno) x 0,05).
4. Aparato de combustión, según la reivindicación
2 ó 3, en el que el diámetro (d) del círculo imaginario tiene una
longitud igual al 12,5% de la suma de la longitud de la anchura del
horno (L) y la longitud de la profundidad del horno (M) (diámetro
del círculo imaginario = (anchura del horno + profundidad del horno)
x 0,125).
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