ES2830039T3 - Aparato de combustión con elemento de premezcla - Google Patents

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Kwan-Tae Kim
Young-Hoon Song
Jae-Ok Lee
Min Hur
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Abstract

(Actualmente modificada) Aparato de combustión (1, 3) que comprende: una parte de modificación (100) configurada en el centro para modificar un combustible a base de hidrocarburos y el aire suministrados y descargar gas modificado a alta temperatura que incluye hidrógeno hacia una salida (101); y una parte de suministro (200) configurada en un lado exterior de la salida para lanzar a chorro combustible y aire hacia un lado del gas modificado descargado de la parte de modificación (100) para formar una llama en una posición espaciada de la salida (101) a una distancia predefinida, en el que la parte de modificación (100) comprende: un primer alojamiento (10) conectado a tierra eléctricamente; y un electrodo (E) instalado de manera separada en el centro dentro del primer alojamiento (10) y que recibe una tensión aplicada al mismo, caracterizado por que la parte de suministro (200) comprende: un segundo alojamiento (20) dispuesto de manera separada sobre una circunferencia exterior del primer alojamiento (10); y un tercer alojamiento (30) dispuesto de manera separada sobre una circunferencia exterior del segundo alojamiento (20), y comprende asimismo: un paso de combustible (P1) formado entre el primer alojamiento (10) y el segundo alojamiento (20); y un paso de aire (P2) formado entre el segundo alojamiento (20) y el tercer alojamiento (30).

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de combustión con elemento de premezcla
Antecedentes de la invención
(a) Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato de combustión para reducir la generación de NOx formando una llama en una posición alejada de una salida lanzando a chorro un gas que incluye hidrógeno a alta temperatura generado modificando combustible de hidrocarburos.
(b) Descripción de la técnica relacionada
Un aparato de combustión general está configurado para hacer que el combustible y el aire suministrados se encuentren en el interior o el exterior para formar una llama de difusión. En este caso, la tasa de generación de NOx (o generación de NOx) puede diferir según el grado de mezcla y la velocidad de mezcla del combustible y el aire.
Con el fin de reducir la generación de NOx, se ha desarrollado un aparato de combustión para lanzar a chorro aire o combustible en múltiples etapas o realizar una combustión pobre y una combustión rica en combustible en varias etapas. Sin embargo, una combustión multietapa prolonga la llama y hace que una estructura de un aparato de combustión sea complicada. El documento KR101 050 511 describe un dispositivo de combustión multifase que utiliza plasma que se dispone con el fin de reducir la cantidad de las emisiones de NOx.
En un esfuerzo por resolver el problema, se ha desarrollado un aparato de combustión que puede reducir la generación de NOx mezclando combustible y aire rápidamente. En este caso, el aparato de combustión requiere un dispositivo de encendido (es decir, un encendedor o un dispositivo de ignición) para encender la llama, y en una salida del aparato de combustión debe formarse una llama piloto para asentarla y estabilizarla en el aparato de combustión. Concretamente, sin la llama piloto, la llama se apaga desde la salida del aparato de combustión. La información anterior divulgada en esta sección de antecedentes sólo es para mejorar la comprensión de los antecedentes de la invención y, por tanto, puede contener información que no forma la técnica anterior que ya es conocida en este país por un experto ordinario en la materia.
Sumario de la invención
La presente invención se ha realizado en con el fin de proporcionar un aparato de combustión que presente las ventajas de reducir la generación de NOx garantizando más tiempo para mezclar combustible y aire y mezclar de manera uniforme combustible y aire.
La presente invención también se ha realizado con el fin de proporcionar un aparato de combustión que presente las ventajas de formar una llama en una posición alejada de una salida, sin que se apague, modificando el combustible y suministrando un gas modificado que incluye hidrógeno desde el centro de la salida.
Una forma de realización a título de ejemplo de la presente invención proporciona un aparato de combustión que incluye: una parte de modificación configurada en el centro para modificar un combustible a base de hidrocarburos y el aire suministrados y descargar gas modificado a alta temperatura que incluye hidrógeno hacia una salida; y una parte de suministro configurada en un lado exterior de la salida para lanzar a chorro combustible y aire hacia un lado del gas modificado descargado de la parte de modificación para formar una llama en una posición espaciada de la salida a una distancia predefinida.
Una razón de equivalencia del combustible a base de hidrocarburos en la mezcla de combustible y aire suministrada a la parte de modificación puede oscilar entre una razón estequiométrica de oxidación parcial y una razón estequiométrica de combustión.
La parte de modificación incluye un primer alojamiento conectado a tierra eléctricamente; y un electrodo instalado de manera separada en el centro dentro del primer alojamiento y que recibe una tensión aplicada al mismo. La parte de suministro incluye además un segundo alojamiento dispuesto de manera separada en una circunferencia exterior del primer alojamiento y un tercer alojamiento dispuesto de manera separada en una circunferencia exterior del segundo alojamiento, y puede incluir además un paso de combustible formado entre el primer alojamiento y el segundo alojamiento y un paso de aire formado entre el segundo alojamiento y el tercer alojamiento.
El primer alojamiento puede incluir: una región de descarga que forma un intersticio de descarga con el electrodo en medio para permitir que el combustible y el aire reaccionen en una condición de oxidación parcial; y una región expandida, expandida desde la región de descarga para estabilizar el gas descargado después de que se haya hecho reaccionar en la región de descarga.
La parte de suministro puede formarse para lanzar a chorro combustible y aire hacia un lado exterior del gas modificado descargado de la parte de modificación.
El paso de aire puede estar conectado a la región de descarga a través del paso de combustible mediante un elemento de conexión de paso que conecta el segundo alojamiento y el primer alojamiento.
El segundo alojamiento puede presentar una pared lateral formada en un lado del paso de combustible, y el primer alojamiento puede conectarse a la pared lateral mediante un procedimiento tal como conexión de rosca, soldadura, o similares.
El primer alojamiento puede incluir además una parte de acoplamiento que sobresale hacia la pared lateral del segundo alojamiento, el paso de combustible puede incluir un lado de entrada formado en el centro de un lado del primer alojamiento y un lado de suministro conectado a la circunferencia exterior del primer alojamiento, y la parte de acoplamiento puede incluir un orificio pasante que conecta el lado de entrada y el lado de suministro.
Una parte de extremo del primer alojamiento incluye una brida formada para sobresalir hacia un lado exterior en una dirección de diámetro del segundo alojamiento de tal manera que un espacio está formado con una parte de extremo del segundo alojamiento en una dirección de longitud del segundo alojamiento en el lado opuesto de la pared lateral del segundo alojamiento, y el espacio definido entre la brida y la parte de extremo del segundo alojamiento puede permitir que el lado de suministro del paso de combustible se abra hacia el exterior en la dirección de diámetro del segundo alojamiento.
La parte de extremo del segundo alojamiento y una parte de extremo del tercer alojamiento pueden estar dispuesta en la misma línea en la dirección de diámetro.
El primer alojamiento puede incluir un elemento interior que forma una boquilla de aire que lanza a chorro aire hacia el electrodo, y un elemento exterior acoplado a una circunferencia exterior del elemento interior y que aloja aire que va a ser lanzado a chorro a través de la boquilla de aire tras recibirlo.
Una pluralidad de boquillas de aire puede estar dispuesta para estar espaciadas una de otra en una dirección circunferencial en el elemento interior, y pueden presentar un ángulo inclinado con respecto a una dirección de diámetro del elemento interior.
La parte de suministro puede estar formada para lanzar a chorro combustible y aire en una dirección paralela a la dirección en la que el gas modificado es descargado de un lado exterior del gas modificado descargado de la parte de modificación.
La parte de suministro puede incluir un segundo alojamiento dispuesto de manera separada en una circunferencia exterior del primer alojamiento y un tercer alojamiento dispuesto de manera separada en una circunferencia exterior del segundo alojamiento, y puede incluir además un paso de combustible formado entre el primer alojamiento y el segundo alojamiento y un paso de aire formado entre el segundo alojamiento y el tercer alojamiento, y una parte de extremo del primer alojamiento puede incluir una brida dispuesta en un lado interior de una parte de extremo del segundo alojamiento y que sobresale hacia dentro en una dirección de diámetro del primer alojamiento. La parte de extremo del primer alojamiento y la parte de extremo del segundo alojamiento pueden formarse para ser paralelas entre sí, y un primer generador de turbulencias puede estar instalado entre la parte de extremo del primer alojamiento y la parte de extremo del segundo alojamiento y un segundo generador de turbulencias puede instalarse entre la parte de extremo del segundo alojamiento y la parte de extremo del tercer alojamiento.
Según unas formas de realización de la presente invención, la parte de modificación modifica el combustible para descargar un gas modificado que incluye hidrógeno y suministra combustible y aire hacia un lado exterior de una salida hacia la parte de suministro y, por tanto, puede formarse una llama de manera estable en una posición espaciada de la salida a una distancia predefinida.
Por tanto, el tiempo para mezclar el combustible suministrado desde la parte de suministro y el aire puede garantizarse adicionalmente mediante el tiempo correspondiente a la distancia entre la salida del aparato de combustión y la llama. Dado que el tiempo de mezcla se prolonga, el combustible y el aire pueden mezclarse de manera más uniforme y, por tanto, puede reducirse la generación de NOx.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva en sección parcial de un aparato de combustión según una primera forma de realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección del aparato de combustión ilustrado en la figura 1.
La figura 3 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea NI-Iii en la figura 2.
La figura 4 es una fotografía que muestra un estado de una llama cuando se quema el combustible mediante el aparato de combustión de la figura 1.
La figura 5 es una fotografía que muestra un estado de una llama cuando se quema el combustible mediante el aparato de combustión de la técnica relacionada.
La figura 6 es una vista en sección de un aparato de combustión según una segunda forma de realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones
A continuación, en la presente memoria, la presente invención se describirá más a fondo a continuación en la presente memoria haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran formas de realización a título de ejemplo de la invención. Tal como comprenderán los expertos en la materia, las formas de realización descritas pueden modificarse de diversas maneras diferentes, todo ello sin apartarse del espíritu o el alcance de la presente invención. Debe considerarse que los dibujos y la descripción son de naturaleza ilustrativa y no son restrictivos. Números de referencia similares designan elementos similares a lo largo de toda la memoria descriptiva.
La figura 1 es una vista en perspectiva en sección parcial de un aparato de combustión según una primera forma de realización de la presente invención. La figura 2 es una vista en sección del aparato de combustión ilustrado en la figura 1. La figura 3 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea NI-Iii en la figura 2.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, un aparato de combustión 1 según una primera forma de realización de la presente invención incluye una parte de modificación 100 para modificar combustible a base de hidrocarburos para dar un gas modificado a alta temperatura que incluye hidrógeno y una parte de suministro 200 que lanza a chorro combustible y aire hacia una salida 101 del aparato de combustión 1. El hidrógeno incluido en el gas modificado presenta una velocidad de combustión rápida y una velocidad de difusión rápida. Por tanto, el gas modificado a alta temperatura y el hidrógeno suministrados desde la parte de modificación 100 forman una llama F en una posición alejada de la salida 101 del aparato de combustión 1 e impiden que la llama F se apague. Concretamente, el gas modificado y el hidrógeno pueden estabilizar la llama F en una posición alejada de la salida 101 del aparato de combustión 1.
Con este fin, la parte de modificación 100 está prevista en el centro del aparato de combustión 1 y configurada para hacer que el combustible suministrado reaccione según una condición de oxidación parcial para modificarlo para dar un gas que incluye hidrógeno a alta temperatura y descargar el hidrógeno y el gas modificado hacia la salida 101.
El gas modificado descargado de la parte de modificación 100 es lanzado a chorro hacia el lado delantero (la llama F) desde la salida 101 para empujar la llama F basándose en la combustión del combustible suministrado desde la parte de suministro 200 y el aire para mantener de manera estable la llama F en una posición alejada de la salida 101 a una distancia predefinida L.
En la presente forma de realización, la parte de modificación 100 está prevista de manera solidaria en el aparato de combustión 1, de modo que puede suministrar de manera estable hidrógeno hacia el aire y el combustible suministrados desde la parte de suministro 200 hacia la salida 101. Por tanto, la parte de modificación 100 puede suministrar hidrógeno mediante una configuración simple y, por tanto, concretamente, no se requiere un dispositivo adicional para suministrar hidrógeno.
La parte de suministro 200 está prevista en un lado exterior de la salida 101 y está configurada para lanzar a chorro combustible y aire hacia un lado exterior del gas modificado descargado para formar la llama F. La parte de suministro 200 según la presente forma de realización está formada para presentar una estructura para alojar la parte de modificación 100. El combustible y el aire suministrados desde la parte de suministro 200 se empujan a una distancia predefinida L desde la salida 101 mediante el gas modificado suministrado desde la parte de modificación 100.
Sin embargo, debido a la rápida velocidad de combustión y propagación del gas modificado a alta temperatura y el hidrógeno suministrados desde la parte de modificación 100, el combustible y el aire suministrados desde la parte de suministro 200 se queman en una posición alejada de la salida 101 según la distancia L, en vez de apagarse, manteniendo por tanto de manera estable la llama F.
La distancia L definida entre la salida 101 y la llama F garantiza un periodo de tiempo más largo para mezclar el combustible y el aire suministrados desde la parte de suministro 200. Por tanto, el combustible y el aire en un estado de haber abandonado la salida 101 pueden mezclarse adicionalmente de manera uniforme mientras avanzan según la distancia L.
De esta manera, el aparato de combustión 1 según la presente forma de realización puede drásticamente la generación de NOx utilizando el rápido rendimiento de combustión y propagación del gas modificado a alta temperatura y del hidrógeno generados en la parte de modificación 100 cuando se quema el combustible.
Cuando una razón de mezcla del combustible y del aire en la parte de modificación 100 es excesivamente rica, no tiene lugar una reacción de oxidación parcial y no se genera hidrógeno. Por el contrario, cuando la razón de mezcla del combustible y del aire en la parte de modificación 100 es demasiado próxima a una razón de combustión, la llama se mantiene sólo dentro de la parte de modificación 100 y no se genera hidrógeno.
Cuando no se genera hidrógeno en la parte de modificación 100, la llama formada según la combustión del combustible y del aire suministrados a la parte de suministro 200 se apaga en la salida 101 del aparato de combustión 1. Por tanto, se requiere que una mezcla de combustible y aire presente una razón de equivalencia apropiada.
Por ejemplo, dado que una razón estequiométrica de oxidación parcial en un combustible a base de hidrocarburos es de 0.5 y una razón estequiométrica de combustión es de 2.0. Por tanto, en el caso de LNG que presenta metano como ingrediente principal en una mezcla de combustible y aire en la parte de modificación 100, la razón de O2/C puede estar comprendida entre 0.7 y 1.9.
El aparato de combustión 1 se describirá en detalle. La parte de modificación 100 incluye un primer alojamiento 10 que suministra aire y está conectado a tierra eléctricamente, y un electrodo E instalado de manera separada en el centro dentro del alojamiento 10 para suministrar combustible y que recibe una tensión HV aplicada al mismo.
Cuando la tensión HV se aplica al electrodo E, se produce una descarga de plasma en el combustible y el aire mezclados entre el electrodo E y el primer alojamiento 10. En este caso, el combustible se oxida parcialmente para formar un estado gaseoso modificado a alta temperatura que incluye hidrógeno.
El primer alojamiento 10 incluye una región de descarga 111 y una región expandida 112 definida según una dirección en la que se descarga un gas modificado a medida que se introducen combustible y aire. La región de descarga 111 presenta un intersticio de descarga G formado entre el primer alojamiento 10 y el electrodo E, y se produce una descarga de plasma en el intersticio de descarga G para permitir que el combustible y el aire suministrados reaccionen en una condición de oxidación parcial para modificarse.
La región expandida 112 está formada para expandirse de manera que sea mayor que un diámetro de la región de descarga 111 en un lado de la región de descarga 111, y estabiliza el gas descargado después de que se haya hecho reaccionar bajo la condición de oxidación parcial y descarga el gas estabilizado. Concretamente, el gas modificado que se ha hecho reaccionar bajo la condición de oxidación parcial se hace recircular en el espacio grande de la región expandida 112 para estabilizarlo.
La parte de suministro 200 incluye un segundo alojamiento 20 dispuesto de manera separada en una circunferencia exterior del primer alojamiento 10 y un tercer alojamiento 30 dispuesto de manera separada en una circunferencia exterior del segundo alojamiento 20. En este caso, el primer alojamiento 10 está alojado en el segundo alojamiento, y el segundo alojamiento 20 está alojado en el tercer alojamiento 30 por etapas. Por ejemplo, el primer, segundo y tercer alojamientos 10, 20 y 30 pueden formar una estructura circular concéntrica.
Un paso de combustible P1 está formado entre el primer alojamiento 10 y el segundo alojamiento 20, y un paso de aire P2 está formado entre el segundo alojamiento 20 y el tercer alojamiento 30. El paso de combustible P1 y el paso de aire P2 suministran combustible y aire suministrados hacia un lado de los mismos hacia la parte de modificación 100 y la parte de suministro 200.
Por ejemplo, el paso de aire P2 está conectado a la región de descarga 111 de la parte de modificación 100 a través del paso de combustible P1 mediante un elemento de conexión de paso 22 conectado al primer alojamiento 10 pasando a través del segundo alojamiento 20. El paso de aire P2 suministra aire hacia la región de descarga 111. Además, el paso de aire P2 suministra aire entre las partes de extremo E2 y E3 del segundo y tercero alojamientos 20 y 30 de la parte de suministro 200.
Por ejemplo, el segundo alojamiento 20 incluye una pared lateral 21 formada en un lado del paso de combustible P1, y el primer alojamiento 10 puede conectarse a la pared lateral 21 del segundo alojamiento 20 mediante diversos procedimientos tales como conexión de rosca, soldadura, o similares. Para la conexión de rosca, el primer alojamiento 10 incluye además una parte de acoplamiento 11 que sobresale hacia la pared lateral 21 del segundo alojamiento 20. Concretamente, un tornillo macho de la parte de acoplamiento 11 se conecta a rosca a un tornillo hembra de la pared lateral 21.
En este caso, el paso de combustible P1 definido entre el primer y segundo alojamientos 10 y 20 incluye un lado de entrada P11 formado en el centro en un lado del primer alojamiento 10 y un lado de suministro P12 conectado a una circunferencia exterior del primer alojamiento 10.
La parte de acoplamiento 11 del primer alojamiento 10 incluye un orificio pasante 12 que conecta el lado de entrada P11 y el lado de suministro P12 del paso de combustible P1. En cuanto el aire introducido en el lado de entrada P11 es suministrado a la región de descarga 111, se suministra al lado de suministro P12 a través del orificio pasante 12 de la parte de acoplamiento 11.
En el lado opuesto de la pared lateral 21 del segundo alojamiento 20, el primer alojamiento 10, el primer alojamiento 10 incluye una brida 13 formada en una parte de extremo E1 definida en un lado del segundo alojamiento 20 en una dirección de longitud (en una dirección horizontal en la figura 2).
La brida 13 está formada para sobresalir hacia el exterior en una dirección de diámetro del segundo alojamiento 20 y forma un espacio C con la parte de extremo E2 del segundo alojamiento 20. El espacio C permite que el lado de suministro P12 del paso de combustible P1 se abra hacia el lado exterior en una dirección de diámetro del segundo alojamiento 20, de modo que el combustible suministrado puede suministrarse hacia el lado exterior del segundo alojamiento 20.
En este caso, la parte de extremo E2 del segundo alojamiento 20 y la parte de extremo E3 del tercer alojamiento 30 están dispuestas en la misma línea recta en la dirección de diámetro, permitiendo que el aire suministrado a través del paso de aire P2 se mezcle con el combustible suministrado entre ambas partes de extremo E2 y E3.
Concretamente, el combustible suministrado a través del paso de combustible P1 se suministra hacia el extremo del paso de aire P2 a través del espacio C para mezclarse con el aire suministrado a través del paso de aire P2, y se descarga hacia el lado delantero de la salida 101 en el aparato de combustión 1 para formar la llama F.
El tamaño del espacio C puede ajustarse según un recorrido en el que la parte de acoplamiento 11 del primer alojamiento 10 se fija a la pared lateral 21 del segundo alojamiento 20. Puede definirse una razón de mezcla de aire y combustible controlando el suministro de combustible a través del paso de combustible P1 con respecto al suministro de aire a través del paso de aire P2 según un tamaño del espacio C.
Además, el primer alojamiento 10 incluye un elemento interior 14 y un elemento exterior 15 acoplados para solaparse parcialmente en una dirección de longitud. El elemento interior 14 incluye una boquilla de aire 16 que lanza a chorro aire hacia el electrodo E de la región de descarga 111.
Una pluralidad de boquillas de aire 16 están dispuestas para estar espaciada del elemento interior 14 en una dirección circunferencial, y presentan un ángulo (0) inclinado con respecto a una dirección de diámetro del elemento interior 14 (véase la figura 3). Por tanto, el aire suministrado a la boquilla de aire 16 se suministra mientras se hace girar en la dirección circunferencial entre el electrodo E y el primer alojamiento 10 y en el intersticio G.
El elemento exterior 15 incluye una cámara 17 acoplada a una circunferencia exterior del elemento interior 14 y que aloja aire tras recibirlo desde la boquilla de aire 16. Por tanto, la cámara 17 hace que las cantidades de aire lanzado a chorro a través de la pluralidad de boquillas de aire 16 sean uniformes al mantener de manera uniforme la presión del aire suministrado.
Por otra parte, el electrodo E que forma la región de descarga 111 junto con el elemento interior 14 incluye una boquilla de combustible 26 que lanza a chorro combustible. La boquilla de combustible 26 está conectada al lado de entrada P11 del paso de combustible P1 y lanza a chorro el combustible suministrado a la pared interior del elemento interior 14 en las proximidades del intersticio G.
El combustible lanzado a chorro hacia el intersticio G de la región de descarga 111 se mezcla con aire que se ha hecho rotar tras lanzarse a chorro a través de la boquilla de aire 16, y reacciona en una condición de oxidación parcial, al tiempo que se genera un arco giratorio por una tensión HV definida entre el electrodo E y el elemento interior 14. Concretamente, el combustible se modifica para dar un gas a alta temperatura que incluye hidrógeno.
El hidrógeno y el gas modificado, modificados en la región de descarga 111 se hacen recircular en la región expandida 112 para estabilizarlos y descargarlos hacia la salida 101. El hidrógeno y el gas modificado descargados actúan como fuerza de empuje en la distancia L dentro de un recorrido predefinido delante de la salida 101 para impulsar el combustible y el aire suministrados a la parte de suministro 200 fuera del recorrido de la distancia L.
Por tanto, el combustible y el aire suministrados a la parte de suministro 200 alcanzan el exterior del recorrido de la distancia L a través del exterior de la región del hidrógeno y el gas modificado. Al mismo tiempo, el gas modificado se mantiene para que presente un estado de temperatura alta y el hidrógeno presenta una rápida velocidad de combustión y propagación. Por tanto, el combustible y el aire suministrados a la parte de suministro 200 se implementan para una combustión pobre fuera del recorrido de la distancia L, manteniendo de manera estable la llama F.
Mientras avanzan según la distancia L, el combustible y el aire suministrados a la parte de suministro 20 se mezclan para que presenten un estado uniforme adicional para un tiempo de mezcla adicional, implementándose una combustión pobre. Por tanto, cuando se quema el combustible, puede reducirse la generación de NOx.
La figura 4 es una fotografía que muestra un estado de una llama cuando se quema el combustible mediante el aparato de combustión 1 de la figura 1, y la figura 5 es una fotografía que muestra un estado de una llama cuando se quema el combustible mediante el aparato de combustión de la técnica relacionada.
Haciendo referencia a las figuras 4 y 5, el aparato de combustión 2 de la técnica relacionada se aproxima a la salida para formar una llama F2. En comparación, el aparato de combustión 1 según una forma de realización de la presente invención estabiliza la llama F en una posición alejada de la salida 101 según la distancia L. Puede observarse que la llama F no está formada en la parte central de la salida 101.
A continuación, en la presente memoria, se describirá una segunda forma de realización de la presente invención. Se omitirá una descripción de la configuración igual a la de la primera forma de realización y se describirá una configuración diferente de la de la primera forma de realización.
La figura 6 es una vista en sección de un aparato de combustión según una segunda forma de realización de la presente invención. Haciendo referencia a la figura 6, en un aparato de combustión 3 según la segunda forma de realización de la presente invención, una parte de suministro 300 está formada para lanzar a chorro combustible y aire en una dirección paralela a la dirección de descarga del gas modificado en un lado exterior del gas modificado que incluye hidrógeno descargado de la parte de modificación 100.
Por ejemplo, una parte de extremo E21 del primer alojamiento 10 incluye una brida 23 dispuesta en un lado interior de una parte de extremo E22 del segundo alojamiento 20 y que sobresale hacia dentro en una dirección de diámetro del primer alojamiento 10.
La brida 23 está formada para estrechar la salida 102 en la región de descarga 111 para, por tanto, disminuir o ajustar la velocidad del gas modificado que incluye hidrógeno expulsado a través de la salida 102.
Una parte de extremo E23 del tercer alojamiento 30 está dispuesta para ser paralela en la salida 102 junto con la parte de extremo E22 del segundo alojamiento 20. Un primer generador de turbulencias S1 puede estar previsto entre las partes de extremo E21 y E22 del primer y segundo alojamientos 10 y 20 que forman el paso de combustible P1 con el fin de arremolinar el combustible descargado. Un segundo generador de turbulencias S2 está previsto entre las partes de extremo E22 y E23 del segundo y tercer alojamientos 20 y 30 que forman el paso de aire P2 con el fin de arremolinar el aire descargado.
Por tanto, el combustible descargado entre las partes de extremo E21 y E22 del primer y segundo alojamientos 10 y 20 y el aire descargado entre las partes de extremo E22 y E23 del segundo y tercer alojamientos 20 y 30 se arremolinan para mezclarse mediante el primer y segundo generadores de turbulencias S1 y S2, para descargarse mientras se arremolinan en una dirección paralela a la dirección de descarga del gas modificado.
El combustible y el aire mezclados mediante el primer y segundo generadores de turbulencias S1 y S2 pueden formar la llama F, sin que se apague, en una posición alejada de la salida 102 según la distancia L según la velocidad de descarga del gas modificado.
Aunque esta invención se ha descrito en relación con lo que se considera actualmente que son realizaciones a título de ejemplo prácticas, ha de entenderse que la invención no se limita a las formas de realización divulgadas, sino que, por el contrario, se pretende que cubra diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
<Descripción de símbolos>
10, 20, 30: alojamientos primero, segundo y tercero 11: parte de acoplamiento
12: orificio pasante 13, 23: brida
14: elemento interior 15: elemento exterior
16: boquilla de aire 17: cámara
21: pared lateral 100: parte de modificación
101, 102: salida 111: región de descarga
112: región expandida 200: parte de suministro
C: intervalo E1, E2, E3, E21, E22, E23: parte de extremo F: llama L: distancia
P1: paso de combustible P11: lado de entrada
P12: lado de suministro P2: paso de aire
1, 2, 3: aparato de combustión

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. (Actualmente modificada) Aparato de combustión (1, 3) que comprende:
una parte de modificación (100) configurada en el centro para modificar un combustible a base de hidrocarburos y el aire suministrados y descargar gas modificado a alta temperatura que incluye hidrógeno hacia una salida (101); y
una parte de suministro (200) configurada en un lado exterior de la salida para lanzar a chorro combustible y aire hacia un lado del gas modificado descargado de la parte de modificación (100) para formar una llama en una posición espaciada de la salida (101) a una distancia predefinida,
en el que
la parte de modificación (100) comprende:
un primer alojamiento (10) conectado a tierra eléctricamente; y
un electrodo (E) instalado de manera separada en el centro dentro del primer alojamiento (10) y que recibe una tensión aplicada al mismo, caracterizado por que
la parte de suministro (200) comprende:
un segundo alojamiento (20) dispuesto de manera separada sobre una circunferencia exterior del primer alojamiento (10); y
un tercer alojamiento (30) dispuesto de manera separada sobre una circunferencia exterior del segundo alojamiento (20), y
comprende asimismo:
un paso de combustible (P1) formado entre el primer alojamiento (10) y el segundo alojamiento (20); y un paso de aire (P2) formado entre el segundo alojamiento (20) y el tercer alojamiento (30).
2. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 1, en el que una razón de equivalencia del combustible a base de hidrocarburos en la mezcla de combustible y aire suministrada a la parte de modificación (100) está comprendida entre una razón estequiométrica de oxidación parcial y una razón estequiométrica de combustión.
3. (Actualmente modificada) Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 1, en el que el primer alojamiento (10) comprende:
una región de descarga (111) que forma un intersticio de descarga con el electrodo (E) en medio para permitir que el combustible y el aire reaccionen en una condición de oxidación parcial; y
una región expandida (112) expandida desde la región de descarga (111) para estabilizar el gas descargado después de que se haya hecho reaccionar en la región de descarga (112).
4. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que la parte de suministro (200) está formada para lanzar a chorro combustible y aire hacia un lado exterior del gas modificado descargado de la parte de modificación (100).
5. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 1, en el que el paso de aire (P2) está conectado a la región de descarga (111) a través del paso de combustible (P1) mediante un elemento de conexión de paso (22) que conecta el segundo alojamiento (20) y el primer alojamiento (10).
6. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 1, en el que el segundo alojamiento (20) presenta una pared lateral (21) formada en un lado del paso de combustible (P1), y el primer alojamiento (10) está conectado a la pared lateral (21) a través de un procedimiento tal como conexión de rosca o soldadura.
7. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 6, en el que el primer alojamiento (10) comprende asimismo una parte de acoplamiento (11) que sobresale hacia la pared lateral (21) del segundo alojamiento (20), el paso de combustible (P1) comprende
un lado de entrada (P11) formado en el centro de un lado del primer alojamiento (10) y
un lado de suministro (P12) conectado a la circunferencia exterior del primer alojamiento (10), y la parte de acoplamiento (11) comprende un orificio pasante (12) que conecta el lado de entrada (P11) y el lado de suministro (P12).
8. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 7, en el que una parte de extremo (E1) del primer alojamiento (10) incluye una brida (13) formada para sobresalir hacia un lado exterior en una dirección de diámetro del segundo alojamiento (20) de tal manera que un espacio (c) esté formado con una parte de extremo (E2) del segundo alojamiento (20) en una dirección de longitud del segundo alojamiento (20) en el lado opuesto de la pared lateral (21) del segundo alojamiento (20), y
el espacio (C) definido entre la brida (13) y la parte de extremo (E2) del segundo alojamiento (20) permite que el lado de suministro (P12) del paso de combustible (P1) se abra hacia el exterior en la dirección de diámetro del segundo alojamiento (20).
9. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 8, en el que la parte de extremo (E2) del segundo alojamiento (20) y una parte de extremo (E3) del tercer alojamiento (30) están dispuestas en la misma línea en la dirección de diámetro.
10. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 1, en el que el primer alojamiento (10) comprende: un elemento interior (14) que forma una boquilla de aire (16) que lanza a chorro aire hacia el electrodo (E); y un elemento exterior (15) acoplado a una circunferencia exterior del elemento interior (14) y que aloja aire que va a ser lanzado a chorro a través de la boquilla de aire (16) tras recibirlo.
11. Aparato de combustión (1,3) según la reivindicación 10, en el que una pluralidad de boquillas de aire (16) están dispuestas para estar espaciadas una de otra en una dirección circunferencial en el elemento interior (14), y presentan un ángulo inclinado con respecto a una dirección de diámetro del elemento interior (14).
12. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que la parte de suministro (200) está formada para lanzar a chorro combustible y aire en una dirección paralela a la dirección en la que el gas modificado es descargado de un lado exterior del gas modificado descargado de la parte de modificación (100).
13. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 10, en el que la parte de suministro (300) comprende: un segundo alojamiento (20) dispuesto de manera separada sobre una circunferencia exterior del primer alojamiento (10) y
un tercer alojamiento (30) dispuesto de manera separada sobre una circunferencia exterior del segundo alojamiento (20), y
comprende asimismo:
un paso de combustible (P1) formado entre el primer alojamiento (10) y el segundo alojamiento (20) y un paso de aire (P2) formado entre el segundo alojamiento (20) y el tercer alojamiento (30), y
una parte de extremo (E21) del primer alojamiento (10) incluye una brida (23) dispuesta en un lado interior de una parte de extremo (E22) del segundo alojamiento (20) y que sobresale hacia dentro en una dirección de diámetro del primer alojamiento (10).
14. Aparato de combustión (1, 3) según la reivindicación 13, en el que
la parte de extremo (E21) del primer alojamiento (10) y la parte de extremo (E22) del segundo alojamiento (20) están formadas para ser paralelas entre sí, y
un primer generador de turbulencias (S1) está instalado entre la parte de extremo (E21) del primer alojamiento (10) y la parte de extremo (E22) del segundo alojamiento (20) y
un segundo generador de turbulencias (S2) está instalado entre la parte de extremo (E22) del segundo alojamiento (20) y la parte de extremo (E23) del tercer alojamiento (30).
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