ES3012182T3 - Flame hole unit structure of combustion apparatus - Google Patents

Abstract

Una estructura de unidad de orificios de llama de un aparato de combustión provista de una pluralidad de orificios de llama para formar una llama comprende: una unidad de orificio de llama pobre que incluye, como orificio de llama para expulsar gas pobre, al menos un orificio de llama pobre que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal que es una dirección perpendicular a la dirección de expulsión del gas pobre; y una unidad de orificio de llama rica que incluye, como orificio de llama para expulsar gas rico, un par de orificios de llama rica provistos en ambos lados de la unidad de orificio de llama pobre con respecto a una dirección de ancho que es una dirección perpendicular a la dirección de expulsión y la dirección longitudinal y que se extiende a lo largo de una dirección paralela a la dirección longitudinal. Cuando una región, que está definida en el extremo superior del orificio de llama rica por medio de una primera y una segunda línea que son líneas imaginarias arbitrarias a través del orificio de llama rica, y por medio de un par de paredes del orificio de llama rica espaciadas a lo largo de la dirección del ancho y que forman una parte del orificio de llama rica entre la primera y la segunda línea, se denomina región de referencia, entonces el orificio de llama rica incluye una región que está diseñada de tal manera que, en el momento de generar la llama por el gas rico, entre regiones de referencia arbitrarias del mismo tamaño, la suma de las cantidades de calor transferidas al par de paredes del orificio de llama rica que forman cada región de referencia es sustancialmente la misma. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de la unidad de orificio de la llama de un aparato de combustión

[Campo técnico de la invención]

La presente invención se refiere a una estructura de orificio de la llama para un aparato de combustión. Más particularmente, la presente invención se refiere a una estructura de orificios de la llama para un aparato de combustión que incluye una pluralidad de orificios de la llama para formar una llama.

[Antecedentes de la invención]

Un aparato de combustión de gas se refiere a un aparato para quemar un gas combustible suministrado para generar calor. Cuando el gas combustible se quema en el aparato de combustión, se genera NOx (óxido de nitrógeno). El NOx no sólo provoca lluvia ácida, sino que también irrita los ojos y un órgano respiratorio, y mata las plantas. Por lo tanto, el NOx está regulado como un contaminante atmosférico principal. Cuando en el aparato de combustión se utiliza un gas combustible con una relación de combustible relativamente baja (en lo sucesivo, gas pobre), puede reducirse la emisión de NOx. Sin embargo, cuando se utiliza gas pobre, se reduce la velocidad de combustión, por lo que se debilita la estabilidad de la combustión y aumenta la emisión de monóxido de carbono (CO).

En consecuencia, se ha desarrollado un quemador de mezcla pobre-rica para reducir la emisión de NOx y mejorar la estabilidad de la combustión. El quemador de mezcla pobre-rica se refiere a un quemador configurado de tal manera que una llama rica se sitúa en una posición adecuada alrededor de una llama pobre. La llama rica se refiere a una llama generada cuando se quema un gas combustible con una relación de combustible relativamente alta (en adelante, denominado gas rico). En el quemador de mezcla pobre-rica, se forma una llama terciaria mientras el combustible no quemado de la llama rica reacciona con el exceso de aire de la llama pobre y, por lo tanto, puede mejorarse la estabilidad de la combustión de la llama pobre. Este efecto se denomina efecto estabilizador de la llama.

Sin embargo, debido a las recientes y estrictas normas de regulación de NOx, es difícil satisfacerlas incluso con el quemador de mezcla pobre-rica. Cuando se reduce la relación de combustible del gas rico en el quemador de mezcla pobre-rica, puede reducirse la emisión de NOx. Sin embargo, en este caso, la estabilidad de la combustión de la llama rica se debilita.

En consecuencia, para disminuir la relación de combustible del gas rico en el quemador de mezcla pobre-rica para reducir la emisión de NOx y lograr un fuerte efecto estabilizador de la llama, se ha desarrollado en los últimos años un aparato de combustión que tiene una estructura modificada de un orificio de la llama a través del cual se liberan un gas pobre y un gas rico.

La FIG. 1 es una vista esquemática en planta que ilustra las estructuras de los orificios de la llama de los quemadores convencionales de mezcla rica-pobre. En la FIG. 1, las líneas oblicuas representan llamas. Como se ilustra en la FIGURA 1 (a), las estructuras de orificios de la llama convencionales incluyen, alrededor de un orificio de la llama pobre 1 para liberar un gas pobre, orificios de la llama rica 2 para liberar un gas rico. Además, una placa de unión 3 para unir el orificio de la llama pobre 1 y los orificios de la llama rica 2. Alternativamente, como se ilustra en la FIG. 1 (b), las estructuras de orificio de la llama convencionales incluyen un orificio de la llama pobre 4 para liberar un gas pobre y orificios de la llama rica 5 y 6 dispuestos para rodear la periferia del orificio de la llama pobre 4.

Sin embargo, de acuerdo con las estructuras de orificios de la llama ilustradas en la FIG. 1 (a) y (b), se produce un fenómeno de elevación en las llamas generadas en las regiones A y B, de modo que las llamas son inestables y, por lo tanto, se deteriora el efecto estabilizador de la llama. En este caso, el fenómeno de elevación se refiere a un fenómeno en el que la velocidad de liberación de un gas combustible es superior a la velocidad de combustión del gas combustible, de modo que una llama se eleva desde un orificio de la llama. Las llamas en las que se produce la elevación son inestables y se extinguen fácilmente, o se genera una gran cantidad de monóxido de carbono.

[Invención]

[Problema técnico]

La presente invención se ha realizado para resolver los problemas mencionados. Un aspecto de la presente invención proporciona una estructura de orificio de la llama para un aparato de combustión para permitir que se genere una llama uniformemente en sustancialmente todas las regiones de un orificio de la llama, reduciendo así la emisión de NOx y mejorando un efecto estabilizador de la llama. Estructuras de orificio de la llama similares que tienen orificio de la llama rico y orificio de la llama pobre de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 pueden encontrarse en JP 2015 166660 A, JP 2013210164 A y JP H0942616 A.

[Solución técnica]

De acuerdo con la invención, una estructura de orificio de la llama para un aparato de combustión que tiene una pluralidad de orificios de llama para formar una llama incluye una parte de orificio de la llama pobre que tiene al menos un orificio de la llama pobre que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal que es una dirección perpendicular a una dirección de liberación de un gas pobre, como un orificio de la llama para liberar el gas pobre y una parte de orificio de la llama rica que tiene un par de orificios de la llama rica proporcionados en lados opuestos de la parte de orificio de la llama pobre con respecto a una dirección de anchura que es una dirección perpendicular a la dirección de liberación y a la dirección longitudinal, el par de orificios de la llama rica que se extienden a lo largo de una dirección paralela a la dirección longitudinal, como orificios de la llama para liberar un gas rico. El orificio de la llama pobre incluye al menos una porción de orificio de la llama pobre doblada hacia el centro de la parte de orificio de la llama pobre a lo largo de la dirección de la anchura y porciones de orificio de la llama pobre horizontales proporcionadas en lados opuestos de la porción de orificio de la llama pobre doblada con respecto a la dirección paralela a la dirección longitudinal y que se extienden a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal. El orificio de la llama rica incluye al menos una porción de orificio de la llama rica saliente que sobresale hacia la porción de orificio de la llama pobre doblada para corresponder a la porción de orificio de la llama pobre doblada y porciones de orificio de la llama rica horizontales proporcionadas en lados opuestos de la porción de orificio de la llama rica saliente con respecto a la dirección paralela a la dirección longitudinal y que se extienden a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal para corresponder a las porciones de orificio de la llama pobre horizontales. En una región que se extiende desde al menos una porción de orificio de la llama rica horizontal a otra porción de orificio de la llama rica horizontal a través de la porción de orificio de la llama rica saliente adyacente, la parte de orificio de la llama rica está provista para estar separada de la parte de orificio de la llama pobre por un intervalo sustancialmente igual.

[Efectos ventajosos]

Cuando se utiliza el aparato de combustión que incluye la estructura de orificios de la llama de acuerdo con la presente invención, se puede mantener una llama estable en prácticamente todas las regiones de cada orificio de la llama y, por lo tanto, se puede conseguir un efecto estabilizador de la llama uniforme, con una reducción de NOx.

[Descripción de los dibujos]

La FIG. 1 es una vista esquemática en planta que ilustra las estructuras de los orificios de la llama de los quemadores convencionales de mezcla rica-pobre.

La FIG. 2 es una vista esquemática que ilustra una sección de una estructura de orificio de la llama para describir un fenómeno de elevación.

La FIG. 3 es una vista en planta que ilustra una estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención.

La FIG. 4 es una vista ampliada que ilustra una región T1 en un orificio de la llama rica de la FIG. 3.

La FIG. 5 es una vista en planta que ilustra la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención en otro aspecto.

La FIG. 6 es una vista ampliada que ilustra una región T2 de la FIG. 5.

La FIG. 7 es una vista en planta que ilustra una estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 2 de la presente invención.

La FIG. 8 es una vista ampliada que ilustra una región T3 de la FIG. 7.

La FIG. 9 es una vista en planta que ilustra una estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 3 de la presente invención.

La FIG. 10 es una vista en planta que ilustra la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 3 de la presente invención.

La FIG. 11 es una vista esquemática que ilustra una sección tomada a lo largo de la línea C-C de la FIG. 9.

[Modo de invención]

En lo sucesivo, algunas realizaciones de la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos ejemplares. Al añadir los números de referencia a los componentes de cada dibujo, debe tenerse en cuenta que el componente idéntico o equivalente se designa con el número idéntico aunque aparezcan en otros dibujos. Además, al describir la realización de la presente invención, se descartará una descripción detallada de características o funciones bien conocidas para no oscurecer innecesariamente la esencia de la presente invención.

A través de repetidos experimentos y estudios para resolver los problemas mencionados, los inventores de la presente invención han encontrado la causa del fenómeno de elevación en las regiones A y B de la FIG. 1. Puede haber muchas causas, y una de ellas es que parte del calor generado cuando se quema un gas combustible se transfiere al exterior, por lo que se reduce la velocidad de combustión. Se dará una descripción más específica con referencia a la FIG. 2.

La FIG. 2 es una vista esquemática que ilustra una sección de una estructura de orificio de la llama para describir un fenómeno de elevación. Como se ilustra en la FIGURA 2, por ejemplo, cuando se libera un gas rico a través de un orificio de la llama rica 7, se genera una llama rica F alrededor de una pared de orificio de la llama 8 que forma el orificio de la llama rica 7. En este momento, cuando la cantidad de calor q transferida a la pared del orificio de la llama 8 aumenta, la velocidad de liberación del gas rico se hace mayor que la velocidad de combustión del gas rico a medida que la velocidad de combustión disminuye. Por lo tanto, puede surgir un problema en el que la llama rica F salga del orificio de la llama rica 7 y se apague inmediatamente.

En consecuencia, en el caso de la región A de la FIG. 1 (a), es más probable que se produzca un fenómeno de elevación que en la otra región debido a que el calor puede transferirse a la placa de unión 3 colocada en los extremos superiores, así como a la pared del orificio de la llama que forma el orificio de la llama. Por lo tanto, puede surgir un problema en el que cuando se libera un gas combustible en las mismas condiciones, no se genere llama sólo en la región A y se debilite el efecto estabilizador de la llama en la región A.

Además, incluso en el caso de la región B de la FIG. 1 (b), en la porción en donde el orificio de la llama rica 5 y el orificio de la llama rica 6 están desconectados entre sí, la cantidad de calor transferida a la pared del orificio de la llama por unidad de valor calorífico del gas rico es relativamente mayor que en la otra región, por lo que puede surgir un problema en el que se produzca fácilmente un fenómeno de elevación en la región B.

En consecuencia, para resolver los problemas, los inventores de la presente invención han derivado las siguientes estructuras de orificios de la llama del aparato de combustión.

Realización 1

La FIG. 3 es una vista en planta que ilustra una estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención. La FIG. 4 es una vista ampliada que ilustra una región T1 en un orificio de la llama rica de la FIG. 3. La FIG. 5 es una vista en planta que ilustra la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención en otro aspecto. La FIG. 6 es una vista ampliada que ilustra una región T2 de la FIG. 5. A continuación, se describirá una estructura de orificios de la llama de un aparato de combustión que incluye una pluralidad de orificios de la llama para formar una llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención con referencia a las FIG. 3(a), Figura 16(b), Figura 17(a), Figura 17(b), Figura 18(a), Figura 18(b), Figura 19(a), Figura 19(b), Figura 20(a), Figura 20(b), Figura 6(a) y Figura 21(b).

La estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención incluye una parte de orificio de la llama pobre 10 y una parte de orificio de la llama rica 20.

La parte de orificio de la llama pobre 10 incluye al menos un orificio de la llama pobre 11 para liberar un gas pobre. El orificio de la llama de mezcla pobre 11 se extiende a lo largo de una dirección longitudinal x que es una dirección perpendicular a una dirección de liberación z del gas pobre.

La parte del orificio de la llama rica 20 incluye un par de orificios de la llama rica 21 para liberar un gas rico. Los orificios de la llama rica 21 se extienden a lo largo de una dirección paralela a la dirección longitudinal x. En este momento, el par de orificios de la llama rica 21 se proporcionan en lados opuestos de la parte de orificio de la llama pobre 10 con respecto a una dirección de anchura y que es una dirección perpendicular a la dirección de liberación z y a la dirección longitudinal x.

El gas pobre liberado por el orificio de la llama pobre 11 se quema para formar una llama pobre, y el gas rico liberado por los orificios de la llama rica 21 se quema para formar una llama rica. Además, puede producirse un efecto estabilizador de la llama mientras la llama pobre y la rica intercambian calor entre sí.

En este momento, los orificios de la llama rica 21 están diseñados de manera que se produzca efectivamente el efecto de estabilización de la llama entre la llama pobre y la llama rica.

Por ejemplo, cada uno de los orificios de la llama rica 21 incluye, entre cualquier región de referencia que tenga el mismo tamaño, una región diseñada de tal manera que cuando se genera la llama rica por el gas rico en el orificio de la llama rica 21, la suma de las cantidades de calor transferidas a un par de paredes de orificio de la llama rica que forman cada región de referencia es sustancialmente la misma. Alternativamente, entre cualquier región de referencia que tenga el mismo tamaño, el orificio de la llama rica 21 puede diseñarse de forma que cuando se genere una llama por el gas rico, la velocidad de combustión del gas rico en cada región de referencia sea sustancialmente la misma.

Se dará una descripción más específica con referencia a la FIG. 4. En primer lugar, una región de referencia S se refiere a una región definida en un extremo superior del orificio de la llama rica 21 por una primera línea I, una segunda línea II y un par de paredes del orificio de la llama rica b. Las líneas primera y segunda I y II son líneas virtuales cualesquiera que atraviesan el orificio de la llama rica 21, y las paredes del orificio de la llama rica b se refieren a paredes que están separadas entre sí a lo largo de la dirección de anchura y y que forman una porción del orificio de la llama rica 21 entre las líneas primera y segunda I y II.

Como se ilustra en la FIGURA 4, se puede definir cualquier región de referencia en el orificio de la llama rica 21. Por ejemplo, puede definirse la región de referencia S definida por la primera línea I, la segunda línea II y el par de paredes de orificio de la llama b y una región de referencia S' definida por una primera línea I', una segunda línea II' y un par de paredes de orificio de la llama b'.

Cuando los tamaños de la región de referencia S y de la región de referencia S' son iguales, el orificio de la llama rica 21 incluye, entre las regiones de referencia, una región diseñada de tal manera que la suma de las cantidades de calor transferidas al par de paredes del orificio de la llama rica b o b', es decir, la velocidad de combustión del gas rico en cada región de referencia es sustancialmente la misma. En otras palabras, cuando los tamaños de la región de referencia S y de la región de referencia S' son iguales, el orificio de la llama rica 21 incluye una región diseñada de tal manera que cuando se genera una llama por el gas rico, la suma Q de las cantidades de calor transferidas al par de paredes del orificio de la llama rica b en la región de referencia S y la suma Q' de las cantidades de calor transferidas al par de paredes del orificio de la llama rica b' en la región de referencia S' son sustancialmente iguales.

En las regiones de referencia S y S' que tienen el mismo tamaño, se liberará la misma cantidad de gas rico a una velocidad de liberación sustancialmente igual, y se generará sustancialmente la misma cantidad de calor cuando se queme el gas rico. Además, cuando las cantidades de calor transferidas desde las regiones de referencia S y S' a las paredes del orificio de la llama b y b' son sustancialmente las mismas, las velocidades de combustión del gas rico en las regiones de referencia S y S' también serán sustancialmente las mismas y, por lo tanto, las condiciones límite en las que se produce la elevación en las regiones de referencia S y S' serán las mismas. En consecuencia, cuando el gas rico se suministra a las regiones de referencia S y S' en unas condiciones óptimas capaces de reducir la emisión de NOx, se generarán llamas ricas que tengan sustancialmente la misma propiedad en las regiones de referencia S y S'.

Por lo tanto, a diferencia de las regiones A y B de la FIG. 1, puede obtenerse sustancialmente el mismo efecto estabilizador de la llama en la totalidad de la región diseñada como se ha descrito anteriormente. En consecuencia, la estructura de orificios de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención puede reducir la emisión de NOx y puede mejorar la estabilidad de la combustión, consiguiendo así un efecto estabilizador uniforme de la llama. Además, es más preferible que toda la región del orificio de la llama rica esté diseñada de este modo.

Mientras tanto, “sustancialmente la misma” no significa “numéricamente exactamente la misma”, sino que significa la igualdad hasta el punto de que se produce sustancialmente la misma acción en este campo técnico aunque haya una ligera diferencia numérica.

En este momento, puede haber varios medios para ajustar las cantidades de calor transferidas a las paredes de los orificios de la llama que forman cada región de referencia.

Por ejemplo, cuando el material y el grosor de un par de paredes de orificio de la llama rica son constantes, el orificio de la llama rica 21 puede diseñarse, entre cualquier región de referencia que tenga el mismo tamaño, de forma que la suma de las longitudes de los extremos superiores del par de paredes de orificio de la llama rica que forman cada región de referencia sea sustancialmente la misma. Es decir, en la FIGURA 4, el orificio de la llama rica 21 puede diseñarse de manera que la suma de las longitudes del par de paredes del orificio de la llama b que forman la región de referencia S y la suma de las longitudes del par de paredes del orificio de la llama b' que forman la región de referencia S' sean sustancialmente iguales. Cuando las sumas de las longitudes son iguales, puede considerarse que las áreas de las paredes del orificio de la llama a las que se transfiere calor son las mismas.

Cuando la diferencia entre la suma de las longitudes de los extremos superiores del par de paredes de orificios de la llama b que forman la región de referencia S y la suma de las longitudes de los extremos superiores del par de paredes de orificios de la llama b' que forman la región de referencia S' se encuentre dentro de un margen de error de aproximadamente 15 %, podrá considerarse que la suma de las longitudes de los extremos superiores del par de paredes de orificios de la llama ricas que forman cada región de referencia es sustancialmente la misma. Las longitudes de las paredes de orificios de llama rica realmente fabricadas pueden tener una tolerancia con las longitudes de diseño, y aunque exista una diferencia en la suma de las longitudes de los extremos superiores del par de paredes de orificios de llama rica que forman cada región de referencia, la suma de las longitudes de los extremos superiores del par de paredes de orificios de llama rica que forman cada región de referencia puede considerarse sustancialmente la misma dentro del margen de tolerancia que se produce durante la fabricación.

En consecuencia, puede considerarse que en cada región de referencia, la condición límite en la que se produce la elevación es sustancialmente la misma y aparece un efecto estabilizador de la llama equivalente. Mientras tanto, el valor numérico del 15 % no tiene un significado especial y es un ejemplo para representar un rango de un nivel de tolerancia que se produce durante la fabricación.

En otro ejemplo, aunque las distancias entre el par de paredes de los orificios de la llama que forman las regiones de referencia difieran entre sí o haya una diferencia en otras propiedades de las paredes de los orificios de la llama, el grosor y el material de las paredes de los orificios de la llama pueden ajustarse de manera que las cantidades de calor transferidas a las paredes de los orificios de la llama sean las mismas.

En otro ejemplo, cuando un objeto físico, como una placa de unión, que es capaz de recibir calor existe alrededor de un orificio de la llama rica como se ilustra en la FIG. 1 (a), el orificio de la llama rica puede diseñarse, entre cualquier región de referencia que tenga el mismo tamaño, de forma que la suma de las cantidades de calor transferidas a un límite físico que incluya un par de paredes del orificio de la llama y defina cada región de referencia sea sustancialmente la misma.

Refiriéndose de nuevo a la FIG. 3, el orificio de la llama pobre 11 puede incluir al menos una porción de orificio de la llama pobre doblada 113 y porciones de orificio de la llama pobre horizontales 111. La porción de orificio de la llama pobre doblada 113 se refiere a una porción que está doblada hacia el centro de la parte de orificio de la llama pobre 10 a lo largo de la dirección de anchura y. Las porciones de orificio de la llama pobre horizontal 111 se refieren a porciones que se proporcionan en lados opuestos de la porción de orificio de la llama pobre doblada 113 con respecto a la dirección paralela a la dirección longitudinal x y que se extienden a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal x.

Además, el orificio de la llama rica 21 puede incluir al menos una porción de orificio de la llama rica saliente 213 y porciones de orificio de la llama rica horizontales 211. La porción del orificio de la llama rica que sobresale 213 se refiere a una porción que sobresale hacia la porción del orificio de la llama pobre doblada 113 para corresponder a la porción del orificio de la llama pobre doblada 113. Además, las porciones horizontales de orificio de la llama rica 211 se refieren a porciones que se proporcionan en lados opuestos de la porción saliente de orificio de la llama rica 213 con respecto a la dirección paralela a la dirección longitudinal x y que se extienden a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal x para corresponderse con las porciones horizontales de orificio de la llama pobre 111.

Como se ha descrito anteriormente, el orificio de la llama rica 21 incluye la porción saliente del orificio de la llama rica 213 correspondiente a la porción del orificio de la llama pobre doblada 113, permitiendo así que la llama rica se forme en una forma que rodea la periferia de la llama pobre, y puede producirse un efecto de aumento del área en la que se produce un efecto estabilizador de la llama.

En este momento, el orificio de la llama rica 21 puede incluir una región de comunicación que es una región formada para extenderse desde cualquier porción de orificio de la llama rica horizontal 211 a otra porción de orificio de la llama rica horizontal 211 a través de la porción de orificio de la llama rica saliente adyacente 213. En este momento, en toda la región de comunicación, el orificio de la llama rica 21 puede estar diseñado, entre las regiones de referencia que tienen el mismo tamaño, de tal manera que la suma de las cantidades de calor transferidas al par de paredes del orificio de la llama rica que forman cada región de referencia sea sustancialmente la misma.

Como se ilustra en la FIGURA 1 (b), es probable que se produzca un fenómeno de elevación en la porción en donde las partes de orificio de la llama rica 5 y 6 están desconectadas entre sí, mientras que en toda la región de comunicación de la presente invención, el límite en el que se produce un fenómeno de elevación puede ser sustancialmente el mismo y, por lo tanto, se puede permitir que el efecto estabilizador de la llama aparezca uniformemente en una amplia región. Además, el orificio de la llama rica 21 está diseñado más preferiblemente para tener una región de comunicación en todas las regiones en las que se proporcionan la porción de orificio de la llama pobre doblada 113 y la porción de orificio de la llama rica saliente 213.

Mientras tanto, la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención puede incluir además una parte divisoria 30. La parte divisoria 30 se refiere a una parte que se proporciona entre la parte del orificio de la llama pobre 10 y la parte del orificio de la llama rica 20 y a través de la cual el gas pobre y el gas rico no se liberan. La parte divisoria 30 puede diseñarse de forma que la llama pobre y la llama rica se formen con un intervalo adecuado entre ellas y aparezca de la forma más eficaz un efecto estabilizador de la llama.

En este momento, en referencia a las FIG. 5 y 6, la parte de orificio de la llama pobre 10 puede incluir además una pluralidad de placas pobres 13 para formar los orificios de la llama pobre 11, y la parte de orificio de la llama rica 20 puede incluir además una pluralidad de placas ricas 23 para formar los orificios de la llama rica 21.

La pluralidad de placas pobres/ricas 13 y 23 pueden estar dispuestas para estar espaciadas entre sí a un intervalo predeterminado mientras están enfrentadas a lo largo de la dirección de anchura y. Además, los orificios de la llama pobre/rica 11 y 21 pueden formarse en espacios espaciados entre las placas pobre/rica 13 y 23. Además, la parte divisoria 30 puede estar formada entre una primera placa pobre 13a situada en la posición más externa con respecto a la dirección de anchura y entre la pluralidad de placas pobres 13 y una primera placa rica 23a situada en la posición más interna con respecto a la dirección de anchura y entre la pluralidad de placas ricas 23.

En este momento, la pluralidad de placas pobres 13 puede doblarse en ángulos diferentes para formar las porciones de orificio de la llama pobre dobladas 113. Además, la pluralidad de placas ricas 23 también puede formar las porciones de orificio de la llama rica salientes 213.

En este momento, la primera placa pobre 13a puede incluir al menos una primera porción de placa pobre doblada 133a y unas primeras porciones de placa pobre horizontales 131a proporcionadas en lados opuestos de la primera porción de placa pobre doblada 133a. La primera porción de placa pobre doblada 133a se refiere a una porción que está doblada hacia el centro de la parte del orificio de la llama pobre 10 a lo largo de la dirección de anchura y, y las primeras porciones de placa pobre horizontales 131a se refieren a porciones que se extienden a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal x desde los lados opuestos de la primera porción de placa pobre doblada 133a con respecto a la dirección paralela a la dirección longitudinal x.

Además, la primera placa rica 23a puede incluir una primera porción de placa rica saliente 233a correspondiente a la primera porción de placa pobre doblada 133a y primeras porciones de placa rica horizontales 231a correspondientes a las primeras porciones de placa pobre horizontales 131a. La primera porción de placa rica saliente 233a sobresale hacia la primera porción de placa pobre doblada 133a, y las primeras porciones de placa rica horizontales 231a se extienden desde lados opuestos de la primera porción de placa rica saliente 233a a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal x. Además, la segunda placa rica 23b puede incluir una segunda porción de placa rica saliente 233b y unas primeras porciones de placa rica horizontales 231b.

En este momento, como se ilustra en la FIG. 6, la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1 de la presente invención puede diseñarse de forma que la longitud de una línea vertical I2 estirada desde cualquier punto de al menos una primera porción de placa pobre doblada 133a hacia la primera porción de placa rica saliente 233a correspondiente a la misma sea sustancialmente la misma que las longitudes de las líneas verticales I1 e I3 estiradas desde cualquier punto de la primera porción de placa pobre horizontal 131a adyacente hacia la primera porción de placa rica horizontal 231 correspondiente a la misma.

Es decir, la parte de orificio de la llama rica 20 puede estar provista para estar separada de la parte de orificio de la llama pobre 10 en un intervalo sustancialmente igual en una región que se extiende desde al menos una porción de orificio de la llama rica horizontal 211 a otra porción de orificio de la llama rica horizontal 211 a través de la porción de orificio de la llama rica saliente adyacente 213 (consulte la FIG. 3).

En este momento, el mismo intervalo no significa una igualdad numéricamente exacta. Por ejemplo, aunque la parte del orificio de la llama rica 20 y la parte del orificio de la llama pobre 10 estén diseñadas para estar separadas entre sí por una distancia L, cuando el intervalo real está dentro de un margen de error de aproximadamente ± 30 % de la distancia L, se puede considerar que la parte del orificio de la llama rica 20 y la parte del orificio de la llama pobre 10 están separadas entre sí por un intervalo sustancialmente igual.

Dado que la distancia entre la parte del orificio de la llama rica y la parte del orificio de la llama pobre en una estructura de quemador real es muy pequeña al nivel de 1 mm unidad, considerando una tolerancia generada durante la fabricación, puede considerarse que la condición límite en la que se produce la elevación es sustancialmente la misma dentro del rango de error de aproximadamente ± 30 % y aparece un efecto estabilizador de la llama equivalente.

Por ejemplo, cuando la distancia entre la parte real del orificio de la llama rica y la parte real del orificio de la llama pobre se encuentra dentro de un rango de aproximadamente 0,9 mm a aproximadamente 1,35 mm, puede considerarse que la distancia es sustancialmente la misma. En este momento, ± 30 % o 0,9 mm a 0,35 mm no tiene un significado especial como valor numérico en sí y sólo se divulga como un ejemplo para representar un rango de sustancialmente el mismo nivel, cuando se considera una tolerancia de fabricación.

En consecuencia, el intervalo entre la llama pobre y la llama rica generada a partir de la porción de orificio de la llama pobre doblada 113 y la porción de orificio de la llama rica saliente 213 puede estar diseñado para ser sustancialmente el mismo que el intervalo entre la llama pobre y la llama rica generada a partir de las porciones de orificio de la llama pobre horizontal 111 y la porción de orificio de la llama rica horizontal 211. En la totalidad de la región diseñada de este modo, puede aparecer un efecto estabilizador de llama equivalente debido a que la llama pobre y la llama rica están separadas entre sí por el mismo intervalo en toda la región.

En consecuencia, para toda la porción de orificio de la llama pobre doblada 113 y la porción de orificio de la llama rica saliente 213, la longitud de una línea vertical estirada desde cualquier punto de la primera porción de placa pobre doblada 133a hacia la primera porción de placa rica saliente 233a correspondiente a la misma está diseñada más preferiblemente para ser sustancialmente la misma que la longitud de una línea vertical estirada desde cualquier punto de la primera porción de placa pobre horizontal 131a adyacente hacia la primera porción de placa rica horizontal 231a correspondiente a la misma. En este caso, cuando las longitudes de los conductos verticales o los intervalos entre las llamas son sustancialmente iguales, no se requiere una igualdad numéricamente exacta.

Realización 2

La FIG. 7 es una vista en planta que ilustra una estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 2 de la presente invención. La FIG. 8 es una vista ampliada que ilustra una región T3 de la FIG. 7. En lo sucesivo, la estructura de orificios de la llama de acuerdo con la realización 2 de la presente invención se describirá con referencia a las FIG. 7 y 8. En la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 2, los componentes idénticos a los de la realización 1 se describirán utilizando números de referencia idénticos.

La estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 2 de la presente invención incluye una parte de orificio de la llama pobre 10 y una parte de orificio de la llama rica 20, como la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 1. La parte de orificio de la llama pobre 10 incluye orificios de la llama pobre 11 formados por una pluralidad de placas de llama pobre 13 y orificios de la llama rica 21 formados por placas de llama rica primera y segunda 23a y 23b.

Además, la pluralidad de placas pobres 13 incluye una porción de placa pobre doblada 133 y una porción de placa pobre horizontal 131, y las placas ricas primera y segunda 23a y 23b incluyen también porciones de placa ricas primera y segunda salientes 233a y 233b correspondientes a la porción de placa pobre doblada 133 y porciones de placa ricas primera y segunda horizontales 231a y 231b correspondientes a la porción de placa pobre horizontal 131.

Sin embargo, la estructura de orificios de la llama de acuerdo con la realización 2 difiere de la estructura de orificios de la llama de acuerdo con la realización 1 en cuanto a la estructura de diseño de los orificios de la llama rica 21. Más específicamente, como se ilustra en la FIG. 8, la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 2 de la presente invención está diseñada de tal manera que las longitudes de las líneas verticales<ith>y m3 estiradas desde cualquier punto de al menos una primera porción de placa rica horizontal 231a hacia la segunda porción de placa rica horizontal 231b son sustancialmente iguales a la longitud de una línea vertical m2 estirada desde cualquier punto de la primera porción de placa rica saliente adyacente 233a hacia la segunda porción de placa rica saliente 233b.

Cuando los orificios de la llama rica 21 se diseñan de este modo, puede considerarse que en la región en la que las longitudes de las líneas verticales m-i, m2 y m3 se extienden idénticamente en la FIG. 8, como en la realización 1 de la presente invención, las cantidades de calor transferidas a las paredes de los orificios de la llama son sustancialmente las mismas entre cualquier región de referencia que tenga el mismo tamaño. En otras palabras, puede considerarse que en todas las regiones que se extienden en forma de línea recta en los orificios de la llama rica 21, es decir, en todas las regiones distintas de las regiones de flexión, tales como las porciones que se extienden desde las porciones de placa rica horizontales 231a y 231b hasta las porciones de placa rica salientes 233a y 233b, las cantidades de calor transferidas a las paredes de los orificios de la llama entre cualquier región de referencia son sustancialmente las mismas.

Además, entre cualquier región de referencia definida en la región que se extiende en forma de línea recta y cualquier región de referencia definida en la región de flexión, las cantidades de calor transferidas a las paredes del orificio de la llama pueden no ser sustancialmente las mismas cuando los tamaños de las regiones de referencia son iguales. Sin embargo, cuando los agujeros de la llama rica 21 se diseñan como en la realización 2 de la presente invención, la diferencia entre las cantidades de calor puede ser insignificante, y se puede considerar que se produce un efecto estabilizador de la llama sustancialmente idéntico en la totalidad de la región rica 21 diseñada como en la realización 2 de la presente invención.

Realización 3

La FIG. 9 es una vista en planta que ilustra una estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 3 de la presente invención. La FIG. 10 es una vista en planta que ilustra la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 3 de la presente invención. La FIG. 11 es una vista esquemática que ilustra una sección tomada a lo largo de la línea C-C de la FIG. 9. En lo sucesivo, la estructura de orificios de la llama de acuerdo con la realización 3 de la presente invención se describirá con referencia a las FIG. 9(a), Figura 16(b), Figura 17(a), Figura 17(b), Figura 18(a), Figura 18(b), Figura 19(a), Figura 19(b), Figura 20(a), Figura 20(b), Figura 11(a) y Figura 21(b). En la estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 3, los componentes idénticos a los de las realizaciones 1 y 2 se describirán utilizando números de referencia idénticos, y se omitirá toda descripción innecesaria.

La estructura de orificio de la llama de acuerdo con la realización 3 de la presente invención puede incluir además un miembro de unión 40 en las estructuras de orificio de la llama de acuerdo con las realizaciones 1 y 2. El miembro de unión 40 se refiere a un miembro que pasa a través de una parte de orificio de la llama rica 20 y una parte de orificio de la llama pobre 10 a lo largo de la dirección de anchura y y une la parte de orificio de la llama pobre 10 y la parte de orificio de la llama rica 20. Al disponer del miembro de unión 40, se puede impedir que los orificios de la llama pobre 11 y los orificios de la llama rica 21 cambien de tamaño (se ensanchen) cuando se generan llamas en los orificios de la llama pobre 11 y los orificios de la llama rica 21.

En este momento, el miembro de unión 40 puede disponerse en una posición separada hacia abajo de los extremos superiores de la parte del orificio de la llama pobre 10 y de la parte del orificio de la llama rica 20 en un intervalo predeterminado (consulte la FIG. 11). Como se ilustra en la FIGURA 1 (a), en la técnica relacionada, la placa de unión se proporciona en el extremo superior del orificio de la llama, y no se puede generar una llama en la porción donde se proporciona la placa, de modo que no puede aparecer un efecto estabilizador de la llama. Sin embargo, debido a que el miembro de unión 40 de acuerdo con la realización 3 de la presente invención se proporciona en la posición separada hacia abajo de los extremos superiores de las partes del orificio de la llama en el intervalo predeterminado con respecto a una dirección paralela a la dirección de liberación z, el miembro de unión 40 puede no obstaculizar la generación de una llama.

En este momento, el intervalo en el que el miembro de unión 40 está separado de los extremos superiores no está especialmente limitado, y el miembro de unión 40 está preferiblemente separado hasta una posición en donde el miembro de unión 40 no obstaculiza la generación de una llama y es capaz de impedir de la manera más eficaz que los orificios de la llama pobre 11 y los orificios de la llama rica 21 cambien de tamaño.

Además, el tipo y el método de unión del miembro de unión 40 tampoco están especialmente limitados, y como se ilustra en la FIG. 8, se puede utilizar un método de inserción de la varilla de unión 40 desde un lado a lo largo de la dirección de anchura y y, a continuación, unir un lado opuesto mediante soldadura o deformación plástica. Alternativamente, como se ilustra en la FIG. 9, puede utilizarse un método que permita el paso de un cable de unión 40' y la posterior unión de los extremos distantes opuestos (porciones representadas por un círculo de puntos) mediante soldadura, nudo, deformación plástica o similares.

Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones ejemplares y a los dibujos que la acompañan, la presente invención no se limita a ellas, sino que puede ser modificada y alterada de diversas maneras por los expertos en la técnica a la que pertenece la presente divulgación sin apartarse del alcance de la presente invención reivindicada en las siguientes reivindicaciones. Por lo tanto, las realizaciones ejemplares de la presente invención se proporcionan para explicar el alcance de la presente invención, pero no para limitarlas, de modo que el alcance de la presente invención no está limitado por las realizaciones. El alcance de la presente invención debe interpretarse con base en las reivindicaciones adjuntas, y todas las ideas técnicas dentro del alcance equivalente a las reivindicaciones deben incluirse en el alcance de la presente invención.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Una estructura de orificios de la llama para un aparato de combustión que tiene una pluralidad de orificios de la llama para formar una llama, en donde la estructura de orificios de la llama comprende:

una parte de orificio de la llama pobre (10) que tiene al menos un orificio de la llama pobre (11) que se extiende a lo largo de una dirección longitudinal que es una dirección perpendicular a una dirección de liberación de un gas pobre, como un orificio de la llama para liberar el gas pobre; y

una parte de orificio de la llama rica (20) que tiene un par de orificios de la llama rica (21) proporcionados en lados opuestos de la parte de orificio de la llama pobre (10) con respecto a una dirección de anchura que es una dirección perpendicular a la dirección de liberación y a la dirección longitudinal, extendiéndose el par de orificios de la llama rica (21) a lo largo de una dirección paralela a la dirección longitudinal, como orificios de la llama para liberar un gas rico,

en donde el orificio de la llama pobre (11) incluye al menos una porción de orificio de la llama pobre doblada (113) doblada hacia el centro de la parte de orificio de la llama pobre (10) a lo largo de la dirección de la anchura y porciones de orificio de la llama pobre horizontales (111) proporcionadas en lados opuestos de la porción de orificio de la llama pobre doblada (113) con respecto a la dirección paralela a la dirección longitudinal y que se extienden a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal,

caracterizada porqueel orificio de la llama rica (21) incluye al menos una porción de orificio de la llama rica saliente (213) que sobresale hacia la porción de orificio de la llama pobre doblada (113) para corresponder a la porción de orificio de la llama pobre doblada (113) y porciones de orificio de la llama rica horizontales (213) proporcionadas en lados opuestos de la porción de orificio de la llama rica saliente con respecto a la dirección paralela a la dirección longitudinal y que se extienden a lo largo de la dirección paralela a la dirección longitudinal para corresponder a las porciones de orificio de la llama pobre horizontales (111), y

en donde en una región que se extiende desde al menos una porción de orificio de la llama rica horizontal (211) a otra porción de orificio de la llama rica horizontal (211) a través de la porción de orificio de la llama rica saliente adyacente (213), la parte de orificio de la llama rica (20) está provista para estar separada de la parte de orificio de la llama pobre (10) por un intervalo sustancialmente igual.

2. La estructura de orificio de la llama de la reivindicación 1, que comprende además: un miembro de unión (40) configurado para pasar a través de la parte de orificio de la llama rica (20) y la parte de orificio de la llama pobre (10) a lo largo de la dirección de anchura y unir la parte de orificio de la llama pobre (10) y la parte de orificio de la llama rica (20).

3. La estructura de orificio de la llama de la reivindicación 2, en donde el miembro de unión (40) se proporciona en una posición separada hacia abajo de los extremos superiores de la parte de orificio de la llama pobre (10) y de la parte de orificio de la llama rica (20) en un intervalo predeterminado con respecto a una dirección paralela a la dirección de liberación.