ITRM20120037A1 - BURNER - Google Patents

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ITRM20120037A1
ITRM20120037A1 IT000037A ITRM20120037A ITRM20120037A1 IT RM20120037 A1 ITRM20120037 A1 IT RM20120037A1 IT 000037 A IT000037 A IT 000037A IT RM20120037 A ITRM20120037 A IT RM20120037A IT RM20120037 A1 ITRM20120037 A1 IT RM20120037A1
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IT
Italy
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fuel
comburent
nozzle
jet
nozzles
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IT000037A
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Italian (it)
Inventor
Jean-Francois Ciparisse
Paolo Coppa
Original Assignee
Uni Degli Studi Di Roma To R Vergata
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

BRUCIATORE BURNER

Campo dell’invenzione Field of invention

La presente invenzione si riferisce ad un bruciatore, utilizzato ad esempio per la combustione in applicazioni propulsive (motori aeronautici, spaziali, navali, ecc.), termiche (forni, cementifici, caldaie, ecc.) e di produzione di energia elettrica (centrali a gas, ad olio combustibile, a carbone, a rifiuti o a biomasse solide). The present invention refers to a burner, used for example for combustion in propulsive (aircraft, space, naval engines, etc.), thermal (ovens, cement factories, boilers, etc.) and for the production of electrical energy (power plants gas, fuel oil, coal, waste or solid biomass).

Stato della tecnica State of the art

L’energia necessaria a far funzionare tutti gli apparati che caratterizzano una società industrializzata viene in massima parte prodotta mediante la combustione di sostanze di varia origine e natura (combustibili fossili oppure sorgenti rinnovabili, quali biomasse) allo stato solido, liquido o gassoso. La combustione avviene mediante opportuni dispositivi, chiamati bruciatori, che facilitano il mescolamento del combustibile, che può essere solido, liquido o gassoso, con il comburente (aria, ossigeno, ecc.). Tale mescolamento deve essere il più rapido possibile ed il flusso di reagenti che si ottiene il più uniforme possibile. The energy necessary to operate all the apparatuses that characterize an industrialized society is mostly produced by the combustion of substances of various origins and nature (fossil fuels or renewable sources, such as biomass) in the solid, liquid or gaseous state. Combustion takes place by means of suitable devices, called burners, which facilitate the mixing of the fuel, which can be solid, liquid or gaseous, with the comburent (air, oxygen, etc.). This mixing must be as rapid as possible and the flow of reagents obtained as uniform as possible.

E’ ben noto che per ottenere una buona combustione, efficiente energeticamente e pulita dal punto di vista delle emissioni inquinanti, à ̈ necessario innanzitutto che i reagenti, inizialmente separati, si mescolino intimamente all’interno del bruciatore il più rapidamente possibile. Un mescolamento lento ed inefficiente, infatti, porta ad avere una forte disuniformità di temperatura e di concentrazione delle varie specie chimiche, con conseguente diminuzione del rendimento di combustione, produzione di incombusti ed ossidi d’azoto (questi ultimi se il comburente à ̈ l'aria) e distribuzione di temperatura non uniforme dei componenti investiti dal flusso caldo potenzialmente dannosa a causa dei picchi di temperatura pericolosi per i materiali impiegati, degli stress termici, etc. La presenza di certe sostanze inquinanti, come gli ossidi d’azoto, provoca anche fenomeni corrosivi, specialmente sulle zone più calde. Da ciò deriva la necessità di progettare combustori e bruciatori che ottimizzino il mescolamento rendendolo il più rapido possibile, e di conseguenza rendano più efficiente la combustione. It is well known that to obtain a good combustion, energy efficient and clean from the point of view of polluting emissions, it is first of all necessary that the initially separated reagents mix intimately inside the burner as quickly as possible. A slow and inefficient mixing, in fact, leads to a strong uneven temperature and concentration of the various chemical species, with a consequent decrease in combustion efficiency, production of unburnt products and nitrogen oxides (the latter if the comburent is 'air) and non-uniform temperature distribution of the components affected by the hot flow potentially harmful due to temperature peaks dangerous for the materials used, thermal stresses, etc. The presence of certain pollutants, such as nitrogen oxides, also causes corrosive phenomena, especially in the hottest areas. Hence the need to design combustors and burners that optimize mixing, making it as fast as possible, and consequently making combustion more efficient.

Come risultato accessorio di un mescolamento efficiente si ottiene la riduzione del percorso che i reagenti devono percorrere prima che la combustione sia terminata, e conseguentemente la riduzione dell’ingombro e del peso dell’intera camera di combustione. Tale aspetto può essere cruciale in ambito aeronautico ed ancor di più in campo spaziale. As an accessory result of efficient mixing, we obtain the reduction of the path that the reagents must travel before combustion is complete, and consequently the reduction of the overall dimensions and weight of the entire combustion chamber. This aspect can be crucial in the aeronautical field and even more so in the space field.

I bruciatori e le camere di combustione attuali cercano di raggiungere un buon mescolamento assumendo configurazioni diverse a seconda del combustibile impiegato. Current burners and combustion chambers try to achieve good mixing by assuming different configurations depending on the fuel used.

Quando il combustibile à ̈ allo stato fluido (liquido o gassoso), i due reagenti (comburente e combustibile) vengono suddivisi in una pluralità di getti di piccolo diametro che si muovono nello stesso verso a differenti velocità, il che provoca la formazione di uno strato di mescolamento che si ispessisce progressivamente. In alternativa a tali getti paralleli, alcune configurazioni prevedono l’iniezione dei reagenti mediante getti non paralleli, con un modesto angolo relativo, in quanto in tali condizioni si à ̈ notato un mescolamento accelerato. Le fiamme risultanti da tali getti possono essere tanto diffusive (il mescolamento avviene durante la combustione, il che significa che non c’à ̈ separazione temporale tra mescolamento e combustione) quanto premiscelate (i due reagenti si mescolano prima di iniziare a reagire). In ogni caso, la fine suddivisione dei reagenti in un numero elevato di getti comporta un gran numero di iniettori, con una conseguente notevole complessità del combustore e forti perdite di carico. Quest’ultimo problema à ̈ particolarmente sentito in ambito spaziale, in quanto la potenza supplementare che le pompe devono fornire in un endoreattore a propellenti liquidi à ̈ considerevole, e comporta un incremento tutt’altro che trascurabile del consumo di propellente per alimentare le turbine che muovono le pompe stesse. Questo comporta una inevitabile riduzione delle prestazioni generali del lanciatore. When the fuel is in the fluid state (liquid or gaseous), the two reactants (oxidizing and combustible) are divided into a plurality of small diameter jets that move in the same direction at different speeds, which causes the formation of a layer of mixing which gradually thickens. As an alternative to such parallel jets, some configurations provide for the injection of the reagents by means of non-parallel jets, with a modest relative angle, since in such conditions an accelerated mixing was noted. The flames resulting from these jets can be as diffusive (mixing occurs during combustion, which means that there is no temporal separation between mixing and combustion) as premixed (the two reagents mix before starting to react). In any case, the fine subdivision of the reagents into a large number of jets involves a large number of injectors, with a consequent considerable complexity of the combustor and high pressure drops. This last problem is particularly felt in the space sector, as the additional power that the pumps must supply in a liquid propellant rocket reactor is considerable, and involves a far from negligible increase in the consumption of propellant to power the turbines that move the pumps themselves. This leads to an inevitable reduction in the overall performance of the launcher.

Qualora invece il combustibile sia solido (carbone, rifiuti solidi urbani, biomasse legnose), non c’à ̈ nei dispositivi attualmente impiegati la possibilità di dosare esattamente la portata di combustibile che reagisce (a meno che esso non sia stato finemente sminuzzato, come il polverino di carbone), per cui non à ̈ possibile il controllo ottimale della potenza termica che istantaneamente viene sviluppata. Inoltre, il contatto tra i reagenti à ̈ molto limitato rispetto al caso di un combustibile gassoso a meno che non si impieghi, come già accennato, un combustibile solido con una granulometria assai ridotta. Tale situazione può verificarsi anche nelle camere di combustione a letto fluido che pur consentono una elevata costanza di temperatura grazie all’inerzia termica del letto refrattario. Come conseguenza si ha, quando si usano combustibili solidi, una sensibile riduzione del rendimento di combustione (esso si aggira intorno all’85%) ed una maggiore produzione di sostanze inquinanti. Questi gravi inconvenienti rendono l’impiego di combustibili solidi anti-ecologico e di conseguenza impopolare. Si consideri ad esempio l’ostilità con la quale spesso viene accolta la costruzione di centrali termoelettriche a carbone, di termovalorizzatori o anche solo di impianti a biomassa legnosa). Tuttavia questi combustibili non sono di per sé più inquinanti di quelli gassosi o liquidi. A tale proposito, si deve tener conto che al giorno d’oggi notevoli sforzi della ricerca tecnologica sono rivolti al miglioramento della combustione di sostanze solide, in quanto si à ̈ ormai consapevoli che non esistono tanto combustibili intrinsecamente “ecologici†o “inquinanti†, ma piuttosto modi corretti o sbagliati di bruciarli. If, on the other hand, the fuel is solid (coal, solid urban waste, woody biomass), there is no possibility in the devices currently used to accurately dose the rate of fuel that reacts (unless it has been finely chopped, such as coal dust), so it is not possible to have an optimal control of the thermal power that is instantly developed. Furthermore, the contact between the reactants is very limited compared to the case of a gaseous fuel unless, as already mentioned, a solid fuel with a very small particle size is used. This situation can also occur in the fluidized bed combustion chambers which allow a high temperature constancy thanks to the thermal inertia of the refractory bed. As a consequence, when solid fuels are used, there is a significant reduction in the combustion efficiency (it is around 85%) and a greater production of polluting substances. These serious drawbacks make the use of solid fuels anti-ecological and consequently unpopular. Consider, for example, the hostility with which the construction of coal-fired thermoelectric plants, waste-to-energy plants or even just woody biomass plants is often greeted). However, these fuels are not in themselves more polluting than gaseous or liquid ones. In this regard, it must be taken into account that today considerable efforts of technological research are aimed at improving the combustion of solid substances, as it is now aware that there are not so many intrinsically â € œecologicalâ € or â € “pollutants”, but rather correct or wrong ways of burning them.

Esistono attualmente soluzioni innovative come il già citato letto fluido, o l’impiego di combustibili sminuzzati (polverino), ma il divario tra le prestazioni (intese in termini di emissioni inquinanti e rendimento di combustione) di combustori che impiegano combustibili solidi e di quelli che bruciano combustibili fluidi rimane notevole. Va inoltre fatto presente che un impianto dotato di un trituratore del combustibile solido à ̈ più costoso, e non sempre l’aumento di costo collegato all’impiego del suddetto dispositivo à ̈ giustificato dall’aumento del rendimento di combustione e dalla riduzione delle emissioni inquinanti. There are currently innovative solutions such as the aforementioned fluidized bed, or the use of chopped fuels (powder), but the gap between the performance (in terms of polluting emissions and combustion efficiency) of combustors that use solid fuels and those that burning fluid fuels remains remarkable. It should also be noted that a plant equipped with a solid fuel shredder is more expensive, and the cost increase connected to the use of the aforementioned device is not always justified by the increase in combustion efficiency and the reduction of polluting emissions.

In definitiva, le configurazioni attuali non riescono ad ottenere nel contempo buone prestazioni energetiche, emissioni ridotte ed un’alta efficienza fluidodinamica. Ultimately, current configurations fail to achieve good energy performance, reduced emissions and high fluid dynamic efficiency at the same time.

E' quindi sentita l'esigenza di realizzare un bruciatore che consenta di superare i suddetti inconvenienti. The need is therefore felt to provide a burner which allows the above drawbacks to be overcome.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Scopo primario della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un bruciatore che permetta allo stesso tempo di ottenere buone prestazioni energetiche, emissioni ridotte ed un’alta efficienza fluidodinamica. The primary purpose of the present invention is to produce a burner which allows at the same time to obtain good energy performance, reduced emissions and high fluid dynamic efficiency.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di prevedere un relativo processo di combustione. A further object of the invention is to provide for a related combustion process.

La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un bruciatore per eseguire una combustione tra un combustibile ed un comburente, che, conformemente alla rivendicazione 1, comprende una camera di combustione ed almeno un primo ugello di iniezione di almeno un getto di comburente pressurizzato in detta camera di combustione, detto primo ugello essendo configurato per direzionare il getto di comburente verso una zona della camera di combustione in cui à ̈ previsto il combustibile in modo tale da produrre un mescolamento per impatto frontale tra comburente e combustibile. The present invention therefore proposes to achieve the objects discussed above by realizing a burner for carrying out a combustion between a fuel and a comburent, which, according to claim 1, comprises a combustion chamber and at least a first injection nozzle of at least one jet of pressurized comburent in said combustion chamber, said first nozzle being configured to direct the jet of comburent towards a zone of the combustion chamber in which the fuel is provided in such a way as to produce a mixing by frontal impact between comburent and fuel.

Un secondo aspetto della presente invenzione prevede un processo di combustione che, conformemente alla rivendicazione 12, comprende una iniezione di almeno un getto di comburente pressurizzato in una camera di combustione, detto getto di comburente essendo direzionato verso una zona della camera di combustione in cui à ̈ previsto il combustibile in modo tale da produrre un mescolamento per impatto frontale tra comburente e combustibile. A second aspect of the present invention provides a combustion process which, according to claim 12, comprises an injection of at least one jet of pressurized comburent into a combustion chamber, said comburent jet being directed towards a zone of the combustion chamber in which à The fuel is provided in such a way as to produce a mixing by frontal impact between the comburent and the fuel.

Vantaggiosamente il bruciatore dell’invenzione ha un funzionamento basato sul mescolamento per impatto frontale (cioà ̈ da direzioni opposte) di un reagente fluido (gassoso o liquido) e di un altro reagente (gassoso, liquido o anche solido). La fiamma che si realizza in tali condizioni viene definita fiamma tripla: si tratta di una particolare fiamma diffusiva in cui la composizione varia in modo continuo con gradiente da miscela povera a ricca in direzione parallela a quella degli iniettori. L’impatto frontale del combustibile e dell’ossidante (comburente) ha come effetto la frantumazione dei getti contrapposti, anche se essi sono di notevole diametro, con conseguente rapidissimo mescolamento degli stessi. Advantageously, the burner of the invention has an operation based on the mixing by frontal impact (ie from opposite directions) of a fluid reagent (gaseous or liquid) and another reagent (gaseous, liquid or even solid). The flame that occurs in these conditions is called triple flame: it is a particular diffusive flame in which the composition varies continuously with a gradient from poor to rich mixture in a direction parallel to that of the injectors. The frontal impact of the fuel and the oxidizer (comburent) has the effect of crushing the opposing jets, even if they are of considerable diameter, with consequent very rapid mixing of the same.

L’elevato livello di turbolenza che si genera tende ad uniformare assai rapidamente i campi di tutte le grandezze fluidodinamiche (concentrazioni delle specie, temperatura, velocità, etc.), cfr. Figg.1, 2 e 3. The high level of turbulence that is generated tends to very quickly uniform the fields of all fluid dynamics (species concentrations, temperature, velocity, etc.), cf. Figs. 1, 2 and 3.

Si ottengono inoltre una naturale zona d’ancoraggio della fiamma nell’intorno della zona o punto d’arresto dei getti ed un sistema di vortici, i quali sono di numero ridotto e dimensioni elevate. Inoltre detti vortici o flussi gassosi secondari, trovandosi al margine del flusso gassoso principale, risultano fissi, e costituiscono regioni a bassa velocità dove la combustione si stabilizza. Gli stessi vortici contribuiscono al mescolamento dei reagenti. Infine, proprio per via della maggiore stabilità della fiamma, il flusso gassoso in movimento verso lo scarico può essere più veloce senza il pericolo di un arresto della combustione. Furthermore, a natural anchorage zone for the flame is obtained around the zone or stopping point of the jets and a system of vortices, which are small in number and large in size. Furthermore, said eddies or secondary gaseous flows, being at the edge of the main gaseous flow, are fixed, and constitute low-speed regions where combustion stabilizes. The vortices themselves contribute to the mixing of the reactants. Finally, precisely because of the greater stability of the flame, the gaseous flow moving towards the exhaust can be faster without the danger of stopping the combustion.

I vantaggi che tale configurazione di bruciatore comporta sono: The advantages that this burner configuration entails are:

- una combustione molto efficiente, rapida e pulita, - a very efficient, fast and clean combustion,

- un numero limitato di grossi iniettori e, quindi, perdite fluidodinamiche ridotte e minore costo di realizzazione del dispositivo, - a limited number of large injectors and, therefore, reduced fluid-dynamic losses and lower construction cost of the device,

- una fiamma più stabile, - a more stable flame,

- una intensità di combustione più alta, - a higher combustion intensity,

- una maggiore potenza e, allo stesso tempo, una maggiore compattezza e leggerezza. - greater power and, at the same time, greater compactness and lightness.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione, formando parte integrante della descrizione. The dependent claims describe preferred embodiments of the invention, forming an integral part of the description.

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un bruciatore illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident in the light of the detailed description of preferred, but not exclusive, embodiments of a burner illustrated by way of non-limiting example, with the aid of the accompanying drawing tables in which:

la Figura 1 rappresenta i risultati di una simulazione numerica relativi al campo di pressione con linee di corrente su una sezione di un bruciatore piano secondo l’invenzione; Figure 1 represents the results of a numerical simulation relating to the pressure field with current lines on a section of a plane burner according to the invention;

la Figura 2 rappresenta i risultati di una simulazione numerica relativi alla frazione di massa di metano su una sezione di un bruciatore piano secondo l’invenzione; la Figura 3 rappresenta i risultati di una simulazione numerica relativi all’energia cinetica turbolenta su una sezione di un bruciatore piano secondo l’invenzione; la Figura 4 rappresenta una vista schematica in sezione di una prima forma di realizzazione di un bruciatore secondo l’invenzione; Figure 2 represents the results of a numerical simulation relating to the mass fraction of methane on a section of a plane burner according to the invention; Figure 3 represents the results of a numerical simulation relating to the turbulent kinetic energy on a section of a plane burner according to the invention; Figure 4 represents a schematic sectional view of a first embodiment of a burner according to the invention;

la Figura 5 rappresenta una vista schematica in sezione di una seconda forma di realizzazione di un bruciatore secondo l’invenzione; Figure 5 represents a schematic sectional view of a second embodiment of a burner according to the invention;

la Figura 6 rappresenta una vista schematica tridimensionale di una terza forma di realizzazione di un bruciatore secondo l’invenzione. Figure 6 represents a three-dimensional schematic view of a third embodiment of a burner according to the invention.

Gli stessi numeri di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti. The same reference numbers in the figures identify the same elements or components.

Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dell’invenzione Detailed description of preferred embodiments of the invention

Con riferimento alla Figure da 4 a 6 sono rappresentate forme di realizzazione di bruciatore secondo l’invenzione che può utilizzare combustibili fluidi o solidi. With reference to Figures 4 to 6 there are represented embodiments of burner according to the invention which can use fluid or solid fuels.

Una prima forma di realizzazione del bruciatore, globalmente indicato con il riferimento numerico 1, Ã ̈ illustrata in Figura 4. A first embodiment of the burner, globally indicated with the numerical reference 1, is illustrated in Figure 4.

Tale bruciatore comprende una camera di combustione 2, almeno un primo ugello di iniezione o iniettore 3 di almeno un getto di comburente pressurizzato nella camera 2, ed almeno un secondo ugello di iniezione o iniettore 4 di almeno un getto di combustibile in detta camera 2. This burner comprises a combustion chamber 2, at least a first injection nozzle or injector 3 of at least one jet of pressurized comburent in chamber 2, and at least a second injection nozzle or injector 4 of at least one jet of fuel in said chamber 2.

Primo ugello 3 e secondo ugello 4 sono vantaggiosamente configurati in modo che i rispettivi getti di comburente e combustibile sono tra loro contrapposti per cui il getto di comburente impatta frontalmente con il corrispondente getto di combustibile causando una frantumazione dei getti con mescolamento istantaneo di combustibile e comburente e definendo un naturale ancoraggio della fiamma generata da detto mescolamento in corrispondenza della zona di impatto frontale. Primo ugello 3 e secondo ugello 4 hanno preferibilmente un asse longitudinale comune e la sezione di efflusso del primo ugello 3 Ã ̈ opportunamente distanziata dalla sezione di efflusso del secondo ugello 4. Dette sezioni di efflusso sono assialsimmetriche, piane o di altra forma. The first nozzle 3 and the second nozzle 4 are advantageously configured so that the respective combustion and fuel jets are opposite each other so that the combustion agent jet impacts frontally with the corresponding fuel jet causing a crushing of the jets with instant mixing of fuel and comburent and defining a natural anchoring of the flame generated by said mixing in correspondence with the front impact zone. First nozzle 3 and second nozzle 4 preferably have a common longitudinal axis and the outflow section of the first nozzle 3 is suitably spaced from the outflow section of the second nozzle 4. Said outflow sections are axially symmetrical, flat or of other shape.

Primo ugello 3 e secondo ugello 4 sono, preferibilmente ma non necessariamente, contenuti all’interno di un involucro 5 che li separa dall’ambiente esterno e delimita almeno parzialmente la camera di combustione 2. L’involucro 5 può costituire un liner della camera di combustione che permette di indirizzare verso uno scarico 6 la fiamma che si sviluppa e che lambisce uno dei due ugelli 3, 4. Nell’esempio di Figura 4 la fiamma lambisce l’ugello 3 ed il sistema di alimentazione del comburente producendo un preriscaldamento del comburente, rendendo pertanto la cinetica chimica più rapida e riducendo il rischio di spegnimento della fiamma stessa. The first nozzle 3 and the second nozzle 4 are preferably but not necessarily contained within a casing 5 which separates them from the external environment and at least partially delimits the combustion chamber 2. The casing 5 can constitute a liner of the combustion chamber which allows the flame that develops and that touches one of the two nozzles 3, 4 to be directed towards an exhaust 6. In the example of Figure 4, the flame touches the nozzle 3 and the combustion system producing a preheating of the comburent, thus making the chemical kinetics faster and reducing the risk of extinguishing the flame itself.

Gli ugelli 3, 4 possono avere un diametro preferibilmente pari ad almeno 10 cm. Il sistema di alimentazione del comburente all’almeno un ugello di iniezione 3 comprende preferibilmente due tubazioni di mandata 3’, 3’’ aventi uno stesso asse longitudinale e che definiscono, insieme all’ugello di iniezione 3, una configurazione in sezione a forma di T. Il comburente viene alimentato nella prima tubazione di mandata 3’ in direzione opposta alla direzione di alimentazione del comburente nella seconda tubazione di mandata 3’’. Il comburente proveniente da dette tubazioni di mandata 3’, 3’’ confluisce poi nell’ugello 3 che lo inietta ad una predeterminata pressione nella camera di combustione 2. The nozzles 3, 4 can preferably have a diameter of at least 10 cm. The combustion agent feeding system to the at least one injection nozzle 3 preferably comprises two delivery pipes 3â € ™, 3â € ™ â € ™ having the same longitudinal axis and defining, together with the injection nozzle 3, a T-shaped sectional configuration. The comburent is fed into the first delivery pipe 3â € ™ in the opposite direction to the direction of the comburent supply into the second delivery pipe 3â € ™ â € ™. The combustion agent coming from these delivery pipes 3â € ™, 3â € ™ â € ™ then flows into the nozzle 3 which injects it at a predetermined pressure into the combustion chamber 2.

Questa prima forma di realizzazione del bruciatore à ̈ idonea ad impiegare reagenti allo stato fluido, ad esempio metano ed aria. Gli ugelli 3 e 4 iniettano in direzioni opposte il combustibile e l’ossidante (Figura 4). I getti sono perfettamente centrati tra loro, ossia definiscono uno stesso asse longitudinale, in modo da evitare fenomeni di scivolamento dell’uno sull’altro senza che avvenga l’immediato mescolamento dei reagenti. L’impatto frontale che deriva da tale modalità di iniezione frantuma immediatamente i getti, che possono essere anche di grosso diametro, ad esempio 10 cm o anche maggiore di 10 cm. Nel punto d’arresto dei getti viene prodotto un altissimo livello di turbolenza, il che rende il mescolamento pressoché istantaneo. All’interno della fiamma i gradienti di temperatura e di concentrazione delle specie sono ridotti rispetto a quelli riscontrabili nei combustori attuali, per cui le emissioni inquinanti risultano inferiori e la distribuzione di temperatura negli oggetti posti a valle della fiamma, ad esempio le palette di una turbina, risulta più uniforme, con conseguente minore sollecitazione termica e minore possibilità di cedimenti locali. Il punto d’arresto dei getti à ̈ inoltre una zona naturale d’ancoraggio della fiamma, per cui à ̈ ridotto il rischio di estinzione della stessa. In aggiunta a questa zona d’ancoraggio si creano zone di ricircolo ai lati degli ugelli che facilitano ulteriormente l’ancoraggio della fiamma. Inoltre, realizzandosi in questo modo una fiamma diffusiva, avviene che anche se si usa una combinazione globalmente povera di reagenti, ossia una combinazione maggiormente incline a provocare un arresto di combustione rispetto ad una combinazione più ricca di reagenti, la fiamma si può ugualmente innescare nella zona “ricca†della camera di combustione (eccesso di combustibile) per poi propagare verso la zona più “povera†(difetto di combustibile). La rapidità del mescolamento permette anche di ottenere, come detto sopra, una notevole uniformità del flusso di gas combusti. In altre parole, si combinano i vantaggi di una fiamma diffusiva con quelli di una fiamma premiscelata, che si ottiene quando i reagenti sono stati premiscelati prima dello sviluppo della fiamma. This first embodiment of the burner is suitable for using reagents in the fluid state, for example methane and air. Nozzles 3 and 4 inject fuel and oxidizer in opposite directions (Figure 4). The jets are perfectly centered between them, ie they define the same longitudinal axis, in order to avoid slipping phenomena of one on the other without the immediate mixing of the reactants. The frontal impact that derives from this injection mode immediately shatters the jets, which can also be large in diameter, for example 10 cm or even greater than 10 cm. A very high level of turbulence is produced at the stopping point of the jets, which makes mixing almost instantaneous. Inside the flame, the temperature and concentration gradients of the species are reduced compared to those found in current combustors, so the polluting emissions are lower and the temperature distribution in the objects placed downstream of the flame, for example the vanes of a turbine is more uniform, resulting in less thermal stress and less possibility of local settlements. The stopping point of the jets is also a natural anchorage area for the flame, so the risk of flame extinction is reduced. In addition to this anchoring area, recirculation areas are created on the sides of the nozzles which further facilitate the anchoring of the flame. Furthermore, by creating a diffusive flame in this way, it happens that even if a globally poor combination of reactants is used, i.e. a combination more prone to causing a combustion arrest than a richer combination of reactants, the flame can still be ignited in the â € œrichâ € area of the combustion chamber (excess fuel) and then spread to the more â € œpoorestâ € area (fuel deficiency). The speed of mixing also allows to obtain, as mentioned above, a remarkable uniformity of the flue gas flow. In other words, the advantages of a diffusive flame are combined with those of a premixed flame, which is obtained when the reagents have been premixed before the flame develops.

Una seconda forma di realizzazione del bruciatore, globalmente indicato con il riferimento numerico 1, à ̈ illustrata in Figura 5. Il funzionamento à ̈ sostanzialmente identico a quanto sopra descritto per la prima forma di realizzazione. A second embodiment of the burner, globally indicated with the numerical reference 1, is illustrated in Figure 5. The operation is substantially identical to that described above for the first embodiment.

Rispetto alla prima forma di realizzazione, il bruciatore di Figura 5 Ã ̈ anche provvisto di un primo collettore 7 di mandata del comburente e di un secondo collettore 8 di mandata del combustibile. With respect to the first embodiment, the burner of Figure 5 is also provided with a first combustion agent delivery manifold 7 and a second fuel delivery manifold 8.

Il primo collettore 7 à ̈ alimentato in corrispondenza di sue due estremità laterali, tra loro opposte, dalle tubazioni di mandata 3’, 3’’ ed ha un fondo piano 9 provvisto di una pluralità di ugelli di iniezione 3 disposti su almeno una fila. Gli ugelli di iniezione 3 possono essere disposti lungo righe e colonne in modo da definire una matrice. In Fig. 5, ad esempio, gli ugelli 3 sono previsti su tre righe e quattro colonne. The first manifold 7 is fed at its two lateral ends, opposite each other, by the delivery pipes 3â € ™, 3â € ™ â € ™ and has a flat bottom 9 provided with a plurality of injection nozzles 3 arranged on at least one row. The injection nozzles 3 can be arranged along rows and columns so as to define a matrix. In Fig. 5, for example, the nozzles 3 are provided in three rows and four columns.

Il secondo collettore 8, invece, à ̈ alimentato dal basso da una tubazione di mandata 4’ del combustibile ed ha una superficie superiore piana 11 provvista di una pluralità di ugelli di iniezione 4 disposti su almeno una fila. Gli ugelli di iniezione 4 possono essere disposti lungo righe e colonne in modo da definire una matrice. In Fig. 5, ad esempio, gli ugelli 4 sono previsti su tre righe e quattro colonne in modo corrispondente agli ugelli 3. The second manifold 8, on the other hand, is fed from below by a fuel delivery pipe 4 and has a flat upper surface 11 provided with a plurality of injection nozzles 4 arranged on at least one row. The injection nozzles 4 can be arranged along rows and columns so as to define a matrix. In Fig. 5, for example, the nozzles 4 are provided on three rows and four columns in a manner corresponding to the nozzles 3.

Primi ugelli 3 e secondi ugelli 4 sono vantaggiosamente configurati in modo che i rispettivi getti di comburente e combustibile sono tra loro contrapposti per cui i getti di comburente impattano frontalmente con i corrispondenti getti di combustibile causando una frantumazione dei getti con mescolamento istantaneo di combustibile e comburente e definendo un naturale ancoraggio della fiamma generata da detto mescolamento in corrispondenza della zona di impatto frontale. Primi ugelli 3 e secondi ugelli 4 hanno preferibilmente un asse longitudinale comune e la sezione di efflusso dei primi ugelli 3 Ã ̈ opportunamente distanziata dalla sezione di efflusso dei secondi ugelli 4. Dette sezioni di efflusso sono assialsimmetriche, piane o di altra forma. The first nozzles 3 and the second nozzles 4 are advantageously configured in such a way that the respective combustion and fuel jets are mutually opposed so that the combustion agent jets impact frontally with the corresponding fuel jets, causing the jets to crush with instant mixing of fuel and combustion agent. and defining a natural anchoring of the flame generated by said mixing in correspondence with the front impact zone. First nozzles 3 and second nozzles 4 preferably have a common longitudinal axis and the outflow section of the first nozzles 3 is suitably spaced from the outflow section of the second nozzles 4. Said outflow sections are axially symmetrical, flat or of other shape.

Primi ugelli 3 e secondi ugelli 4 sono, preferibilmente ma non necessariamente, contenuti all’interno di un involucro 5 che li separa dall’ambiente esterno e delimita almeno parzialmente la camera di combustione 2. L’involucro 5 può costituire un liner della camera di combustione che permette di indirizzare verso uno scarico 6 la fiamma che si sviluppa e che lambisce gli ugelli 3 ed il sistema di alimentazione del comburente, comprendente le tubazioni 3’, 3’’ ed il primo collettore 7, producendo un preriscaldamento del comburente. The first nozzles 3 and the second nozzles 4 are preferably but not necessarily contained within a casing 5 which separates them from the external environment and at least partially delimits the combustion chamber 2. The casing 5 can form a liner of the combustion chamber which allows the flame that develops and that licks the nozzles 3 and the comburent supply system, including the pipes 3â € ™, 3â € ™ â € ™ and the first manifold 7, to be directed towards a discharge 6, producing a preheating of the comburent.

Gli ugelli 3, 4 possono hanno un diametro variabile da alcuni centimetri fino a superare i 10 cm nelle applicazioni di maggior potenza e portata (per esempio centrali termoelettriche). The nozzles 3, 4 can have a variable diameter from a few centimeters up to exceeding 10 cm in applications with greater power and flow rate (for example, thermoelectric power plants).

Una terza forma di realizzazione del bruciatore, globalmente indicato con il riferimento numerico 1, Ã ̈ illustrata in Figura 6. A third embodiment of the burner, globally indicated with the numerical reference 1, is illustrated in Figure 6.

Tale bruciatore comprende una camera di combustione 2 ed almeno un primo ugello di iniezione 3 di almeno un getto di comburente pressurizzato in detta camera di combustione 2. Nello schema di Fig. 6 sono visibili tre ugelli 3, disposti lungo una fila, configurati per direzionare il getto di comburente verso una zona 12 della camera di combustione 2 in cui à ̈ posizionato un combustibile solido in modo tale da produrre un mescolamento per impatto frontale tra comburente fluido, gassoso o liquido, e combustibile solido. Può, in alternativa, essere prevista una pluralità di ugelli di iniezione 3 disposti su più file, lungo righe e colonne in modo da definire una matrice. This burner comprises a combustion chamber 2 and at least a first injection nozzle 3 of at least one jet of pressurized comburent in said combustion chamber 2. In the diagram of Fig. 6 three nozzles 3 are visible, arranged along a row, configured to direct the combustion agent jet towards a zone 12 of the combustion chamber 2 in which a solid fuel is positioned in such a way as to produce a mixing by frontal impact between fluid, gaseous or liquid comburent and solid fuel. Alternatively, a plurality of injection nozzles 3 can be provided, arranged in several rows, along rows and columns in order to define a matrix.

Il sistema di alimentazione del comburente alla pluralità di ugelli di iniezione 3 comprende preferibilmente due tubazioni di mandata 3’, 3’’ aventi uno stesso asse longitudinale e che definiscono insieme agli ugelli di iniezione 3 rispettive configurazioni in sezione a forma di T (Fig.6). Il comburente viene alimentato nella prima tubazione di mandata 3’ in direzione opposta alla direzione di alimentazione del comburente nella seconda tubazione di mandata 3’’. Il comburente proveniente da dette tubazioni di mandata 3’, 3’’ confluisce poi negli ugelli 3 che lo iniettano ad una predeterminata pressione ortogonalmente verso il combustibile solido posizionato nella zona 12 della camera di combustione. The system for feeding the comburent to the plurality of injection nozzles 3 preferably comprises two delivery pipes 3â € ™, 3â € ™ â € ™ having the same longitudinal axis and which together with the injection nozzles 3 define respective cross-sectional configurations in the shape of T (Fig. 6). The comburent is fed into the first delivery pipe 3â € ™ in the opposite direction to the direction of supply of the comburent into the second delivery pipe 3â € ™ â € ™. The combustion agent coming from said delivery pipes 3â € ™, 3â € ™ â € ™ then flows into the nozzles 3 which inject it at a predetermined pressure orthogonally towards the solid fuel positioned in zone 12 of the combustion chamber.

Questa terza forma di realizzazione del bruciatore à ̈ idonea ad impiegare uno dei due reagenti, il combustibile, allo stato solido, ad esempio carbone, rifiuti, legna. Il combustibile solido à ̈ contenuto in un recipiente o vasca di accumulo 13 sul cui fondo à ̈ posto un dispositivo di caricamento 14, ad esempio una vite senza fine, che lo spinge, man mano che esso viene consumato, verso la parte della vasca prossimale a detta zona 12 della camera 2. This third embodiment of the burner is suitable for using one of the two reactants, fuel, in a solid state, for example coal, waste, wood. The solid fuel is contained in a container or storage tank 13 on the bottom of which there is a loading device 14, for example a worm screw, which pushes it, as it is consumed, towards the proximal part of the tank. to said zone 12 of chamber 2.

I getti di comburente fluido impattano frontalmente con il combustibile solido di pezzatura non troppo grossa, ad esempio carbone, cippato, rifiuti. The jets of fluid comburent impact frontally with the solid fuel of not too large size, for example coal, wood chips, waste.

Il mescolamento à ̈ rapido e la fiamma che si genera preriscalda il sistema di alimentazione del comburente che presenta, quindi, un’elevata reattività nei confronti del combustibile. The mixing is rapid and the flame that is generated preheats the combustion agent feeding system which therefore has a high reactivity towards the fuel.

Le ceneri prodotte vengono asportate meccanicamente dai getti di comburente, rendendo quindi il combustibile solido sempre esposto all’azione dell’altro reagente. Ciò riduce notevolmente la produzione di sostanze inquinanti incombuste, come il monossido di carbonio, e rende la combustione molto più efficiente, senza la necessità di sminuzzare il reagente solido, come si fa ad esempio nelle centrali termoelettriche che bruciano polverino di carbone o di legno. The ash produced is mechanically removed from the combustion agent jets, thus making the solid fuel always exposed to the action of the other reagent. This greatly reduces the production of unburnt pollutants, such as carbon monoxide, and makes combustion much more efficient, without the need to chop up the solid reagent, as is done for example in thermoelectric plants that burn coal or wood dust.

Gli ugelli 3 sono, preferibilmente ma non necessariamente, contenuti all’interno di un involucro 5 che li separa dall’ambiente esterno e delimita almeno parzialmente la camera di combustione 2. L’involucro 5 può costituire un liner della camera di combustione che permette di indirizzare verso uno scarico 6 i fumi caldi e le ceneri. Gli ugelli 3 possono avere un diametro preferibilmente pari ad almeno 10 cm, come già spiegato sopra (seconda forma realizzativa). The nozzles 3 are preferably but not necessarily contained inside a casing 5 which separates them from the external environment and at least partially delimits the combustion chamber 2. The casing 5 can form a liner for the combustion chamber which allows hot fumes and ashes to be directed towards an exhaust 6. The nozzles 3 can preferably have a diameter of at least 10 cm, as already explained above (second embodiment).

Considerando un bruciatore secondo l’invenzione e prevedendo di utilizzare metano come combustibile ed aria come comburente, nelle Figure 1, 2 e 3 vengono mostrati rispettivamente i risultati della simulazione numerica relativi al campo di pressione con linee di corrente, alla frazione di massa di metano e all’energia cinetica turbolenta su una sezione di un bruciatore piano. Per bruciatore piano si intende un bruciatore che può essere considerato perfettamente bidimensionale, in quanto ogni sezione ortogonale al terzo asse presenta le medesime caratteristiche geometriche e termofluidodinamiche. Considering a burner according to the invention and planning to use methane as fuel and air as comburent, Figures 1, 2 and 3 respectively show the results of the numerical simulation relating to the pressure field with current lines, to the mass fraction of methane and turbulent kinetic energy on a section of a flat burner. By flat burner we mean a burner that can be considered perfectly two-dimensional, since each section orthogonal to the third axis has the same geometric and thermo-fluid dynamic characteristics.

Il flusso gassoso risultante à ̈ stato calcolato a freddo, dovuto cioà ̈ solo al mescolamento e non alla combustione. Da notare il mescolamento praticamente perfetto, le ridotte perdite di pressione, il sistema vorticoso e l’alto livello di turbolenza nelle zone in cui avviene il mescolamento. Sperimentalmente si à ̈ riscontrato che la frantumazione dei getti à ̈ immediata e la combustione completa (fiamma azzurra). The resulting gaseous flow was calculated cold, that is due only to mixing and not to combustion. Note the practically perfect mixing, the reduced pressure losses, the swirling system and the high level of turbulence in the areas where mixing takes place. Experimentally it has been found that the crushing of the jets is immediate and the complete combustion (blue flame).

Claims (13)

RIVENDICAZIONI 1. Bruciatore (1) per eseguire una combustione tra un combustibile ed un comburente comprendente una camera di combustione (2) ed almeno un primo ugello di iniezione (3) di almeno un getto di comburente pressurizzato in detta camera di combustione, detto primo ugello (3) essendo configurato per direzionare il getto di comburente verso una zona della camera di combustione in cui à ̈ previsto il combustibile in modo tale da produrre un mescolamento per impatto frontale tra comburente e combustibile. CLAIMS 1. Burner (1) to carry out a combustion between a fuel and a comburent comprising a combustion chamber (2) and at least a first injection nozzle (3) of at least one jet of pressurized comburent in said combustion chamber, said first nozzle (3) being configured to direct the jet of combustion agent towards a zone of the combustion chamber where the fuel is provided in such a way as to produce a mixing by frontal impact between the combustion agent and the fuel. 2. Bruciatore secondo la rivendicazione 1, in cui à ̈ previsto almeno un secondo ugello di iniezione (4) di almeno un getto di combustibile pressurizzato in detta zona della camera di combustione, primo ugello e secondo ugello essendo configurati in modo che i rispettivi getti di comburente e combustibile sono tra loro contrapposti per cui il getto di comburente impatta frontalmente con il corrispondente getto di combustibile causando una frantumazione dei getti con mescolamento istantaneo di combustibile e comburente e definendo un naturale ancoraggio della fiamma generata da detto mescolamento in corrispondenza della zona di impatto frontale. 2. Burner according to claim 1, wherein at least one second injection nozzle (4) of at least one pressurized fuel jet is provided in said zone of the combustion chamber, first nozzle and second nozzle being configured so that the respective jets of comburent and fuel are opposed to each other so that the jet of comburent impacts frontally with the corresponding jet of fuel causing a crushing of the jets with instant mixing of fuel and comburent and defining a natural anchorage of the flame generated by said mixing in correspondence with the area of frontal impact. 3. Bruciatore secondo la rivendicazione 2, in cui detto almeno un primo ugello (3) e detto almeno un secondo ugello (4) hanno un asse longitudinale comune e la sezione di efflusso del primo ugello à ̈ opportunamente distanziata dalla sezione di efflusso del secondo ugello. 3. Burner according to claim 2, wherein said at least one first nozzle (3) and said at least one second nozzle (4) have a common longitudinal axis and the outflow section of the first nozzle is suitably spaced from the outflow section of the second nozzle. 4. Bruciatore secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui sono previsti una pluralità di primi ugelli (3) ed una pluralità di secondi ugelli (4), in numero uguale tra loro. 4. Burner according to claim 2 or 3, in which a plurality of first nozzles (3) and a plurality of second nozzles (4) are provided, in an equal number. 5. Bruciatore secondo la rivendicazione 4, in cui primi ugelli (3) e secondi ugelli (4) hanno una sezione di efflusso assialsimmetrica, piana o di altra forma. 5. Burner according to claim 4, wherein first nozzles (3) and second nozzles (4) have an axially symmetrical, flat or other shaped outlet section. 6. Bruciatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui detto almeno un primo ugello (3) e detto almeno un secondo ugello (4) sono contenuti all’interno di un involucro (5) che li separa dall’ambiente esterno e delimita almeno parzialmente la camera di combustione (2). 6. Burner according to any one of claims 2 to 5, wherein said at least one first nozzle (3) and said at least one second nozzle (4) are contained inside a casing (5) which separates them from the external environment and at least partially delimits the combustion chamber (2). 7. Bruciatore una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui à ̈ previsto un sistema di alimentazione del comburente all’almeno un ugello di iniezione (3) comprendente due tubazioni di mandata (3’, 3’’) aventi uno stesso asse longitudinale e che definiscono, insieme all’ugello di iniezione (3), una configurazione in sezione a forma di T. 7. Burner any one of the preceding claims, in which there is provided a system for feeding the comburent to the at least one injection nozzle (3) comprising two delivery pipes (3â € ™, 3â € ™ â € ™) having one same longitudinal axis and which define, together with the injection nozzle (3), a sectional configuration in the shape of a T. 8. Bruciatore secondo le rivendicazioni 4 e 7, in cui à ̈ previsto un primo collettore (7) alimentato in corrispondenza di sue due estremità laterali, tra loro opposte, dalle tubazioni di mandata (3’, 3’’) ed avente un fondo (9) provvisto di una pluralità di primi ugelli di iniezione (3) disposti su almeno una fila. 8. Burner according to claims 4 and 7, in which a first manifold (7) is provided, fed at its two lateral ends, opposite each other, by the delivery pipes (3â € ™, 3â € ™ â € ™) and having a bottom (9) provided with a plurality of first injection nozzles (3) arranged on at least one row. 9. Bruciatore secondo la rivendicazione 8, in cui à ̈ previsto un secondo collettore (8) alimentato dal basso da una tubazione di mandata (4’) del combustibile ed avente una superficie superiore (11) provvista di una pluralità di secondi ugelli di iniezione (4) disposti su almeno una fila. 9. Burner according to claim 8, wherein a second manifold (8) is provided, fed from below by a delivery pipe (4â € ™) of the fuel and having an upper surface (11) provided with a plurality of second nozzles injection (4) arranged in at least one row. 10. Bruciatore secondo la rivendicazione 9, in cui sia i primi ugelli (3) che i secondi ugelli (4) sono disposti lungo righe e colonne in modo da definire una matrice. 10. Burner according to claim 9, wherein both the first nozzles (3) and the second nozzles (4) are arranged along rows and columns so as to define a matrix. 11. Bruciatore secondo la rivendicazione 1, in cui à ̈ prevista una vasca di accumulo (13) per contenere un combustibile solido, sul fondo di detta vasca essendo disposto un dispositivo di caricamento (14) per far avanzare detto combustibile solido verso una parte della vasca prossimale a detta zona della camera di combustione (2). 11. Burner according to claim 1, wherein an accumulation tank (13) is provided for containing a solid fuel, a loading device (14) being arranged on the bottom of said tank for advancing said solid fuel towards a part of the tub proximal to said zone of the combustion chamber (2). 12. Processo di combustione, realizzabile mediante un bruciatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una iniezione di almeno un getto di comburente pressurizzato in una camera di combustione, detto getto di comburente essendo direzionato verso una zona della camera di combustione in cui à ̈ previsto il combustibile in modo tale da produrre un mescolamento per impatto frontale tra comburente e combustibile. 12. Combustion process, achievable by means of a burner according to any one of the preceding claims, comprising an injection of at least one jet of pressurized comburent into a combustion chamber, said comburent jet being directed towards a zone of the combustion chamber in which it is the fuel is provided in such a way as to produce a mixing by frontal impact between the comburent and the fuel. 13. Processo secondo la rivendicazione 12, in cui à ̈ prevista una iniezione di almeno un getto di combustibile in detta zona della camera di combustione, contemporaneamente alla iniezione dell’almeno un getto di comburente, i rispettivi getti di comburente e combustibile essendo tra loro contrapposti per cui il getto di comburente impatta frontalmente con il corrispondente getto di combustibile causando una frantumazione dei getti con mescolamento istantaneo di combustibile e comburente e producendo un naturale ancoraggio della fiamma generata da detto mescolamento in corrispondenza della zona di impatto frontale.13. Process according to claim 12, wherein an injection of at least one jet of fuel is provided in said zone of the combustion chamber, simultaneously with the injection of the at least one jet of comburent, the respective comburent and fuel jets being between opposite them so that the jet of comburent impacts frontally with the corresponding jet of fuel causing a crushing of the jets with instant mixing of fuel and comburent and producing a natural anchoring of the flame generated by said mixing in correspondence with the frontal impact zone.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1091677A (en) * 1964-03-13 1967-11-22 Coal Industry Patents Ltd Solid fuel boiler
US4909728A (en) * 1986-09-26 1990-03-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Combustion apparatus
EP0585100A2 (en) * 1992-08-28 1994-03-02 Combustion Concepts Inc Furnace apparatus
US20080131823A1 (en) * 2004-07-07 2008-06-05 Tidjani Niass Homogeous Combustion Method and Thermal Generator Using Such a Method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1091677A (en) * 1964-03-13 1967-11-22 Coal Industry Patents Ltd Solid fuel boiler
US4909728A (en) * 1986-09-26 1990-03-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Combustion apparatus
EP0585100A2 (en) * 1992-08-28 1994-03-02 Combustion Concepts Inc Furnace apparatus
US20080131823A1 (en) * 2004-07-07 2008-06-05 Tidjani Niass Homogeous Combustion Method and Thermal Generator Using Such a Method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FRANZ JOOS: "Technische Verbrennung", 2006, SPRINGER, Berlin, ISBN: 3-540-34333-4, XP002683338 *

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