PL201838B1

PL201838B1 - Końcówka dyszy do paliw stałych

Info

Publication number: PL201838B1
Application number: PL373509A
Authority: PL
Inventors: Jeffrey S. Mann; Ronald H. Nowak
Original assignee: Alstom Technology Ltd
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2009-05-29
Also published as: CA2451088C; CN1551964A; WO2003004935A1; CA2451088A1; US6439136B1; IL159419A0; EP1402215B1; EP1402215A1; DE60238764D1; CN1250902C; PL373509A1; IL159419A

Abstract

1. Ko ncówka dyszy do paliw sta lych do u zycia w uk ladzie funkcjonalnym z dysz a do sproszkowa- nych paliw sta lych w uk ladzie spalania w piecu opa- lanym sproszkowanymi paliwami sta lymi, zawieraj a- ca os lon e mieszanki paliwowo-powietrznej nadaj ac a si e do monta zu w uk ladzie podpartym na jednym ko ncu dyszy do sproszkowanych paliw sta lych, która to os lona mieszanki paliwowo-powietrznej ma koniec wlotowy i koniec wylotowy, os lon e powietrza g lów- nego zamontowan a w uk ladzie podpartym wewn atrz os lony mieszanki paliwowo-powietrznej i co najmniej jedn a p lyt e rozdzielaj aca, osadzon a wewn atrz os lony powietrza g lównego i zawieraj aca kraw ed z sp lywu i kraw ed z natarcia, znamienna tym, ze os lona (46, 546) mieszanki paliwo-powietrznej sk lada si e z co najmniej jednego z grupy materia lów ceramicznych obejmuj acej azotek krzemu, krzemowany w eglik krzemu zawieraj acy od oko lo 20% wagowych do oko lo 60% wagowych krzemu, kompozyt tlenku glinu z w eglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu i kraw ed z sp lywu tej co najmniej jednej p lyty rozdzielaj acej (52, 84, 86, 96, 596) jest sto zkowo zw ezona. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest końcówka dyszy do paliw stałych.

Chodzi tu zwłaszcza o końcówkę dyszy do sproszkowanych paliw stałych z ceramiczną wkładką, przeznaczoną do stosowania w układach spalania do pieców opalanych sproszkowanym paliwem stałym. Od dawna znane jest stosowanie w stanie techniki końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych w tego typu układach, które są stosowane w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym.

Dla przykładu i nie narzucając ograniczeń pod tym względem, można odwołać się do patentu Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 595 435 zatytułowanego „Przechylna dysza od palnika paliwowego. Według patentu Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 895 435 zapewniono dyszę przechylną umożliwiającą w przybliżeniu równomierne rozprowadzanie mieszanki paliwa z powietrzem wypływającej z dyszy przechylnej i w przybliżeniu równomierny rozkład prędkości w otworze wylotowym dyszy przechylnej do pieca. W tym celu w dyszy przechylnej, w jej przewodzie zewnętrznym znajduje się przewód wewnętrzny. Ponadto, w przewodzie wewnętrznym, w płaszczyznach w przybliżeniu równoległych do przepływu płynu i takich, że dzielą przewód wewnętrzny na szereg równoległych kanałów, znajduje się szereg przegród lub ścianek działowych. Przegrody te lub ścianki działowe są skonstruowane tak, żeby były w stanie korygować stężenie mieszanki paliwa z powietrzem wzdłuż ścianki odchylającej przewodu wewnętrznego i wywoływać tam stosunkowo nierównomierne ciśnienie podczas przechylania dyszy przechylnej. Zatem w wyniku tego, podczas przechylania dyszy, w górę lub w dół, nierównomierne prędkości w dyszy przechylnej stają się w przybliżeniu równomierne w wyniku ograniczenia przepływu w strefie wysokiego ciśnienia znajdującej się na wlotowym końcu przewodu wewnętrznego i sprzyjaniu przepływowi w strefie niskiego ciśnienia, również znajdującej się na wlotowym końcu przewodu wewnętrznego.

Inne znane dotychczas rozwiązanie końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych, jaką stosuje się w układach spalania tego typu, jakie stosuje się w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym, przedstawiono w patencie Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 274 343, zatytułowanym „Słabo obciążona dysza do węgla”. Według patentu nr 4 274 343 zapewniono zespół paliwowy takiego typu, w którym znajduje się dzielony kosz na węgiel z dyszą górną i dolną zamontowanymi wahliwie na rurze doprowadzającej węgiel i przechylanych niezależnie od siebie. Wzdłuż wzdłużnej osi rury doprowadzającej węgiel znajduje się płyta, której krawędź natarcia jest zorientowana w poprzek końca wlotowego rury doprowadzającej węgiel tak, że ta część głównego strumienia mieszanki sproszkowanego węgla z powietrza, która ma wysokie stężenie węgla wchodzi do rury doprowadzającej węgiel z jednej strony płyty, a ta część głównego strumienia mieszanki sproszkowanego węgla z powietrzem, która ma niskie stężenie wę gla wchodzi do rury doprowadzają cej wę giel z drugiej strony płyty. Ponadto krawędź spływu płyty jest zorientowana wzdłuż końca wylotowego rury doprowadzającej węgiel tak, że ta część głównego strumienia mieszanki powietrza ze sproszkowanym węglem, która ma wysokie stężenie węgla wypływa z rury doprowadzającej węgiel przez górną dyszę do węgla i tak, że ta część głównego strumienia mieszanki powietrza ze sproszkowanym węglem, która ma niskie stężenie węgla, wypływa z rury doprowadzającej węgiel przez dolną dyszę do węgla.

Chociaż końcówki dysz do sproszkowanych paliw stałych, będące istotą wspomnianych powyżej patentów Stanów Zjednoczonych Ameryki, sprawdziły się w eksploatacji, to niemniej jednak nadal istnieje zapotrzebowanie na dalsze ulepszanie takich końcówek do dysz do sproszkowanych paliw stałych. W związku z tym stwierdzono, że z eksploatacyjnego punktu widzenia, osady sproszkowanych paliw stałych, tj. osady węgla, na i wewnątrz końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych, tj. węgla, są problematyczne. To jest, stwierdzono, że takie osady węgla na i wewnątrz końcówek dysz do węgla, wiążą się albo z przedwczesnym zużyciem albo poważnym uszkodzeniem końcówki dyszy do węgla, w zależności od przyczepności uformowanych osadów i szybkości ich powstawania. W tym celu uważa się, że osadzanie się węgla na lub wewnątrz końcówki dyszy do węgla wynika z kombinacji następujących trzech zmiennych:

1) składu/typu węgla, tj. żużlujący, nie żużlujący, zawartości siarki/żelaza, plastyczności, itp.;

2) ustawień eksploatacyjnych pieca/dyszy do węgla, tj. natężenia/prędkości przepływu powietrza głównego do paliwa, miejsca przechyłu, prędkości spalania, itp.; oraz

3) aerodynamiki końcówki dyszy do węgla.

Zatem reasumując, stwierdzono, że w znanych obecnie konstrukcjach, tj. znanych postaciach, końcówek dysz do węgla nasila się problem osadzania się węgla przez powstawanie obszarów o małych lub ujemnych prędkościach, tj. problem recyrkulacji, będący przyczyną stykania się wolno płynąPL 201 838 B1 cych, „gorących” cząstek węgla, z „gorącą” metalową powierzchnią końcówki dyszy do węgla. Stwierdzono mianowicie, że w wyniku tego wzajemnego oddziaływania i przy wymaganych warunkach termicznych, które są związane z plastycznością węgla, niektóre z cząstek węgla przywierają do tej płyty, inicjując w ten sposób proces osadzania.

Stwierdzono ponadto, że przy specyficznych odwołaniach do istniejących konstrukcji, tj. do znanych obecnie postaci końcówek dysz do węgla, obszary o niskich lub ujemnych prędkościach występują na ogół wzdłuż grubości płaskiej płyty roboczej dyszy oraz w ostrych narożach głównej osłony powietrza.

Zatem istnieje zapotrzebowanie w technice na nową i ulepszoną końcówkę dyszy do sproszkowanych paliw stałych, pozbawioną wad obecnych konstrukcji, tj. wad, jakie mają obecne formy końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych. A mianowicie, stwierdzono obecnie w technice zapotrzebowanie na nowe i ulepszone końcówki dysz do sproszkowanych paliw stałych, cechujące się następującymi korzystnymi cechami:

1) minimalną ilością obszarów o niskiej i ujemnej prędkości, tj. z recyrkulacją, w płaszczyźnie wylotowej końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych,

2) mniejszą powierzchnią dostępną do osadzania w końcówce dyszy do sproszkowanych paliw stałych oraz

3) możliwością zmieniania warunków termicznych w końcówce dyszy/ dyszy do paliw stałych w celu powstrzymania „gorących” cząstek paliw stałych przed osadzaniem się na dostępnych metalowych powierzchniach płyt roboczych końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych.

Wskutek tego, taka nowa i ulepszona końcówka dyszy do sproszkowanych paliw stałych byłaby skuteczna pod względem regulowania zjawisk osadzania, które stanowi stwierdzoną wadę znanych obecnie konstrukcji, tj. znanych postaci końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych. Można to zrobić poprzez rozwiązania aerodynamiczne zastosowane w takiej nowej i ulepszonej końcówce dyszy do sproszkowanych paliw stałych w powiązaniu z prawidłową regulacją nadających się do sterowania zmiennych roboczych, tj. natężenia przepływu mieszanki powietrzno-paliwowej, itp. W stosowanym tu znaczeniu, termin „zdolny do sterowania” odnosi się do faktu polegającego na tym, że typ paliw stałych i obciążenie pieca oraz w pewnych, znacznie zmodyfikowanych przypadkach, natężenie przepływu głównego strumienia powietrza zwykle nie są nadającymi się do sterowania zmiennymi eksploatacyjnymi z punktu widzenia ograniczenia zasięgu zjawisk osadzania.

Publikacja WO 98/01704 opisuje końcówkę dyszy do paliw stałych sterującą minimalną recyrkulację płomienia (MRFC), która jest szczególnie odpowiednia do funkcjonalnego łączenia z dyszą na sproszkowane paliwo stałe układu spalania typu stosowanego w piecu opalanym sproszkowanym paliwem stałym. Końcówka dyszy MRFC do paliw stałych, gdy jest tak zastosowana, działa w kierunku zminimalizowania obszarów niskiej i ujemnej prędkości, tj. z recyrkulacją w płaszczyźnie wylotowej końcówki dyszy MRFC do paliw stałych i zmniejszenia powierzchni dostępnej do osadzania w końcówce dyszy MRFC do paliw stałych oraz zmiany warunków technicznych w końcówce dyszy/dyszy do paliw stałych w celu powstrzymania „gorących” cząstek paliw stałych przed osadzaniem się na dostępnej powierzchni metalowej płyty roboczej końcówki dyszy MRFC do paliw stałych. Końcówka dyszy MRFC do paliw stałych zawiera elementy osłonowe mieszanki paliwowo-powietrznej, elementy osłonowe powietrza głównego umieszczone wewnątrz elementów osłonowych mieszanki paliwowopowietrznej, elementy podporowe osłony mieszanki paliwowo-powietrznej do podpierania elementów osłonowych powietrza głównego względem środków osłonowych mieszanki paliwowo-powietrznej i elementów płyty rozdzielające zamocowane w układzie podpartym wewnątrz elementów osłonowych powietrza głównego.

Na pos. przedstawiono w przekroju pionowym, schematycznie piec opalany sproszkowanym paliwem stałym z układem spalania, w którym można zastosować konstrukcję końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC).

Pos. przedstawia piec opalany sproszkowanym paliwem stałym, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 10. W związku z tym, że charakter konstrukcji i sposób działania pieców opalanych sproszkowanymi paliwami stałymi jest powszechnie znany wszystkim zainteresowanym w tej dziedzinie, więc nie jest konieczny tutaj szczegółowy opis pieca 10 opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi. Zamiast tego, w celu zrozumienia działania opalanego sproszkowanym paliwem stałym pieca 10, w którego układzie spalania można zastosować końcówkę dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC), uważa się, że wystarczy tutaj przedstawić jedynie opis charakteru elementów składowych opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10 oraz ele4

PL 201 838 B1 menty układu spalania, w które jest odpowiednio wyposażony opalany sproszkowanymi paliwami stałymi piec 10 i z którymi współdziała końcówka dyszy MRFC do paliw stałych. Bardziej szczegółowy opis charakteru konstrukcji i trybu działania elementów opalanego sproszkowanym paliwem stałym pieca 10 oraz układu spalania, w który jest odpowiednio wyposażony opalany sproszkowanym paliwem stałym piec 10, a których tu nie opisano, można znaleźć w opisach stanu dotychczasowego, tj. w przypadku opalanego sproszkowanym paliwem stałym pieca 10, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 719 587, a w przypadku układu spalania, w który jest odpowiednio wyposażony opalany sproszkowanym paliwem stałym piec 10, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 315 939.

W przedstawionym na pos., opalanym sproszkowanym paliwem stałym piecu 10 znajduje się obszar spalania, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 14. W obszarze spalania 14 opalanego sproszkowanym paliwem stałym pieca 10, inicjuje się spalanie sproszkowanych paliw stałych i powietrza w sposób dobrze znany w tej dziedzinie. Gorące gazy powstające w wyniku spalania sproszkowanych paliw stałych i powietrza unoszą się do góry w opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi piecu 10. W trakcie ich ruchu ku górze w opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi piecu 10 gorące gazy oddają ciepło, w sposób powszechnie znany w tej dziedzinie, płynowi płynącemu rurami (nie pokazanymi ze względu na konieczność zachowania czytelności rysunku), stanowiącymi konwencjonalne wyłożenie ścian opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10. Następnie gorące gazy wypływają z opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10 poziomym przewodem, oznaczonym ogólnie numerem identyfikacyjnym 16, opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10, który z kolei prowadzi do tylnego przewodu gazowego, oznaczonego ogólnie numerem identyfikacyjnym 18, opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10. Zarówno przewód poziomy 16 jak, i tylny przewód gazowy 18 zawierają zazwyczaj inne powierzchnie wymiany ciepła (nie pokazane) do wytwarzania pary przegrzanej, w sposób dobrze znany w tej dziedzinie. Następnie na ogół para wodna płynie do turbiny (nie pokazanej), stanowiącej jeden zespół z generatorem (nie pokazany) tak, że para wodna dostarcza siłę napędową do napędu turbiny (nie pokazanej), a tym samym również generatora (nie pokazanego), który w znany sposób współpracuje z turbiną tak, że generator (nie pokazany) wytwarza energię elektryczną.

Mając na uwadze powyższe, wracamy do pos. rysunków w celu opisania charakteru konstrukcji i trybu działania układu spalania, w jaki jest wyposażony opalany sproszkowanymi paliwami stałymi piec 10, przedstawiony w odpowiedni sposób na pos. Kontynuując, układ spalania, jak widać na pos., zawiera obudowę, korzystnie w formie głównej skrzyni dmuchowej, którą oznaczono numerem identyfikacyjnym 20. Skrzynia dmuchowa 20 jest zaopatrzona, w dobrze znany sposób w tej dziedzinie, w szereg komór powietrznych (nie pokazanych), którymi wprowadza się do obszaru spalania 14 opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10 powietrze doprowadzane z odpowiedniego źródła. Paliwo stałe, które jest wprowadzane wspomnianym powyżej szeregiem komór paliwowych (nie pokazanych) za pomocą środków doprowadzających sproszkowane paliwo stałe, oznaczonych ogólnie numerem identyfikacyjnym 22. W tym celu, środki 22 doprowadzające sproszkowane paliwo stałe zawierają pulweryzator, oznaczony ogólnie na pos. numerem identyfikacyjnym 24 oraz szereg kanałów sproszkowanych paliw stałych, oznaczonych na pos. numerem identyfikacyjnym 26. W sposób powszechnie znany w tej dziedzinie, sproszkowane paliwo stałe jest transportowane kanałami 26 sproszkowanych paliw stałych z pulweryzatora 24, z którym są połączone przepływowo kanały 26 sproszkowanych paliw stałych, do wspomnianego poprzednio szeregu komór paliwowych (nie pokazanych), z którymi również są połączone przepływowo przewody 26 sproszkowanych paliw stałych. Chociaż dla czytelności rysunku tego nie pokazano, to pulweryzator 24 jest połączony funkcjonalnie z wentylatorem (nie pokazanym), który z kolei jest połączony funkcjonalnie przepływowo ze wspomnianym poprzednio szeregiem komór powietrznych (nie pokazanymi) tak, że powietrze jest doprowadzane z wentylatora (nie pokazanego) nie tylko do wspomnianego powyżej szeregu komór powietrznych (nie pokazanych) ale również do pulweryzatorów 24, wskutek czego sproszkowane paliwo stałe doprowadzane z pulweryzatorów 24 do wspomnianego powyżej szeregu komór paliwowych (nie pokazanych) jest transportowane kanałami 26 sproszkowanych paliw stałych (nie pokazanymi) w strumieniu powietrza w sposób dobrze znany w dziedzinie pulweryzatorów.

I dalej, w odniesieniu do charakteru układu spalania, w jaki jest odpowiednio wyposażony opalany sproszkowanymi paliwami stałymi piec 10 pokazany na pos., w każdym narożniku opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10 znajdują się dwa lub więcej dyskretne poziomy oddzielnego nadmiarowego powietrza tak, żeby znajdowały się pomiędzy górną częścią głównej skrzyni dmuPL 201 838 B1 chowej 20 a płaszczyzną wylotową pieca, oznaczoną linią przerywaną 28 na pos., opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10. W tym celu, według ilustracji opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi pieca 10 na pos., w skład układu spalania, w jaki jest wyposażony opalany sproszkowanymi paliwami stałymi piec 10, wchodzą dwa lub więcej dyskretne poziomy oddzielnego powietrza nadmiarowego, tj. dolny poziom oddzielnego powietrza nadmiarowego oznaczony ogólnie na pos. rysunków numerem identyfikacyjnym 30 oraz poziom górny oddzielnego powietrza nadmiarowego, oznaczony ogólnie na pos. numerem identyfikacyjnym 32. Niski poziom 30 oddzielnego powietrza nadmiarowego jest odpowiednio podtrzymywany za pomocą dowolnej konwencjonalnej konstrukcji środków nośnych (nie pokazanych) przeznaczonych do stosowania do tego celu w obszarze 14 palnika w opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi piecu 10 tak, żeby znajdował się w odpowiednim odstępie od góry skrzyni dmuchowej 20 i tak, żeby był zestrojony pozycyjnie względem podłużnej osi głównej skrzyni dmuchowej 20. Podobnie, wysoki poziom 32 oddzielnego powietrza nadmiarowego jest odpowiednio podtrzymywany za pomocą dowolnego konwencjonalnego środka nośnego (nie pokazanego) nadającego się do stosowania do takiego celu w obszarze palnika 14 w opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi piecu 10 tak, żeby znajdował się w odpowiedniej odległości od poziomu niskiego 30 oddzielnego powietrza nadmiarowego i tak, żeby był w przybliżeniu zestrojony pozycyjnie z podłużną osią głównej skrzyni dmuchowej 20. Niski poziom 30 oddzielnego powietrza nadmiarowego oraz wysoki poziom 32 oddzielnego powietrza nadmiarowego znajdują się w odpowiednich miejscach pomiędzy górą głównej skrzyni dmuchowej 20 a płaszczyzną wylotową tak, że przejmują gazy wytwarzane wskutek spalania sproszkowanych paliw stałych w zadanym okresie czasu podczas ich drogi z górnej części głównej skrzyni dmuchowej 20 do górnej części wysokiego poziomu 32 oddzielnego powietrza nadmiarowego.

Powszechnie stosowanym materiałem na końcówki dysz do sproszkowanych paliw stałych są stale nierdzewne, na ogół z wysokimi współczynnikami temperaturowymi, takimi jak, na przykład, stal nierdzewna 309. Co prawda stal nierdzewna ma pożądane właściwości materiałowe, umożliwiające jej łatwe stosowanie w gotowych wyrobach, wiązkość, trwałość, wysoką wytrzymałość na temperatury i ciągliwość, ale pewne właściwości konwencjonalnych końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych wykonanych ze stali nierdzewnej, zmuszają często operatorów instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych do eksploatacji swoich instalacji w sposób gorszy niż optymalny pod względem ekonomicznym, w celu uniknięcia przekraczania ograniczeń fizycznych takich konwencjonalnych końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych.

Dwoma takimi ograniczającymi właściwościami materiałowymi są zdolność końcówki ze stali nierdzewnej do dysz do sproszkowanych paliw stałych do utrzymania swojej spójności strukturalnej w wysokiej temperaturze (tj. maksymalnej temperaturze roboczej) oraz odporność na zużycie końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych. Normalną maksymalną temperaturą eksploatacyjną końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych jest około 1149°C (2100°F), natomiast na ogół nie spotyka się sytuacji, w której rzeczywista temperatura eksploatacyjna w instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych mogła dochodzić lub przekraczać 1371°C (2500°F). Co prawda istnieją rozwiązania konstrukcyjne i eksploatacyjne zapobiegające narażaniu końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych na rzeczywistą temperaturę roboczą w instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych, takie jak, na przykład, doprowadzanie zimnego powietrza w strefę lub wokół końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych, ale nadal występuje pewne ryzyko, że końcówka dyszy do sproszkowanych paliw stałych może być narażona na temperatury powyżej zalecanej maksymalnej temperatury roboczej pomimo użycia takich konstrukcji i rozwiązań eksploatacyjnych. Na przykład, w przypadku, kiedy potrzebne powietrze chłodzące, które zazwyczaj doprowadza się w celu ochrony końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych, w rzeczywistości nie jest doprowadzane, albo jest dostarczane nieodpowiednio, końcówka dyszy do sproszkowanych paliw stałych może być wystawiona na działanie temperatur wyższych od zalecanej maksymalnej temperatury eksploatacyjnej.

Wystawienie na działanie temperatur poza zalecaną maksymalną temperaturą roboczą może spowodować uszkodzenie wykonanej ze stali nierdzewnej końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych w trakcie normalnego działania instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych - innymi słowy, w czasie pomiędzy planowanymi czynnościami konserwacyjnymi - co powoduje przerwanie działania instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych, z konsekwencją negatywnego wpływu na ekonomikę. Stosunkowo skromne właściwości stali nierdzewnej pod względem wytrzymałości na zużycie w końcówkach dysz do sproszkowanych paliw stałych mogą zatem nie być wystarczające dla końcówek dysz do sproszkowanych paliw ze względu na to, że końcówka dyszy do sproszkowanych

PL 201 838 B1 paliw stałych może ulec awarii w okresie pomiędzy regularnie planowanymi czynnościami konserwacyjnymi, co wiąże się z koniecznością jej wymiany w sposób nieplanowany, ekonomicznie niekorzystny. Co prawda odporność wykonanych ze stali nierdzewnej końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych na zużycie można zwiększyć takimi środkami jak, na przykład, powlekanie krawędzi natarcia płyt rozdzielających końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych materiałem odpornym na zużycie, ale takie środki komplikują wykonawstwo i zwiększają wagę tak obrobionej końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych, a zatem wpływają niekorzystnie na dodatkowe koszty końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych.

Oprócz tych typowych właściwości wykonanej ze stali końcówki dysz do sproszkowanych paliw stałych, które mogą wiązać się z katastrofalnymi lub nieplanowanymi przerwami w eksploatacji, istnieją inne właściwości wykonanych ze stali nierdzewnej końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych, które kłócą się z wymaganiami stawianymi takim końcówkom dysz do sproszkowanych paliw stałych.

Na przykład, w zależności od instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych oraz typu spalanych paliw stałych w wykonanej ze stali nierdzewnej końcówce dyszy do sproszkowanych paliw stałych może osadzać się, częściowo, żużel, ze względu na skłonność żużla do osadzania się na powierzchniach stali nierdzewnych. Jeżeli osadzanie się żużla trwa nadal, to końcówka dyszy do sproszkowanych paliw stałych może się ostatecznie całkowicie zatkać, uniemożliwiając przepływ sproszkowanych paliw stałych.

W tym celu, taka nowa i ulepszona końcówka dyszy do sproszkowanych paliw stałych mogłaby, korzystnie, cechować się tym, że miałaby wbudowane pewne cechy łączne. Pierwszą taką cechą jest opuszczenie osłony powietrza głównego.

Opuszczenie płyty roboczej powietrza głównego, tj. osłony powietrza głównego, względem płaszczyzny wylotowej osłony mieszanki paliwowo-powietrznej mogłoby zlikwidować tę potencjalną powierzchnię osadzania ze strefy spalania, tj. płaszczyzny wylotowej końcówki dyszy i mogłoby zapewnić pewne chłodzenie w wyniku zjawiska ekranowania osłony mieszanki paliwowo-powietrznej. Ponadto, krótsza płyta do powietrza głównego, tj. osłona powietrza głównego, zmniejszyłaby powierzchnię styku dla przepływu ciepła do niej oraz osadzanie się na niej cząstek węgla. Drugą taką właściwością jest możliwość opuszczenia płyt rozdzielających. Opuszczenie płyt rozdzielających wraz z osłoną powietrza głównego względem płaszczyzny wylotowej osłony mieszanki paliwowopowietrznej usunęłoby tę potencjalną powierzchnię osadzania ze strefy spalania, tj. płaszczyzny wylotowej końcówki dyszy i zapewniłoby pewne chłodzenie wskutek zjawiska ekranowania osłony paliwowo-powietrznej. Ponadto krótsze płyty rozdzielające mogłyby zmniejszyć powierzchnię kontaktową dla przepływu ciepła i osadzanie się na niej cząstek węgla. Trzecią taką cechą jest możliwość opuszczenia żeber podporowych osłony paliwowo-powietrznej. Opuszczenie żeber podporowych osłony paliwowo-powietrznej utrzymałoby obszar cyrkulacji oraz pionową powierzchnię osadzania, jaka zazwyczaj jest wytwarzana przez takie urządzenia na wylocie z końcówki dyszy, poza strefą spalania, zmniejszając w ten sposób ewentualny wpływ na proces osadzania. Strukturalnie, opuszczenie żeber podporowych paliwowo-powietrznych mogłoby również umożliwić niezależne rozszerzanie się przednich części osłony paliwowo-powietrznej i osłony powietrza głównego, zmniejszając w ten sposób wzbudzane naprężenia termiczne. Czwartą taką cechą jest możliwość stożkowego zwężenia krawędzi spływu osłony powietrza głównego. Stożkowe zwężenie krawędzi spływu osłony powietrza głównego zmniejszyłoby obszar recyrkulacji wytwarzany przez płaską krawędź spływu według dotychczasowych rozwiązań, tj. znanych dotychczas postaci, końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych. Taki obszar recyrkulacji odciąga gorące cząstki z powrotem do powierzchni pionowej płyty, wytwarzając lub wspomagając zjawiska osadzania węgla. Taki obszar recyrkulacji może również zapewniać warunki przewodnościowe dla spalania, wytwarzając w ten sposób płomienie wewnątrz obszaru recyrkulacji, co powoduje podniesienie temperatur i dalsze zaostrzenie problemu osadzania.

W tym celu płyta robocza osłony powietrza głównego byłaby stożkowo zwężona pod dość małym kątem, takim, że ani powietrze z paliwem, ani powietrze główne nie płynęłoby oddzielnie od płyty, co zapobiega powstawaniu dodatkowej, niepożądanej recyrkulacji. Piątą taką cechą mogłoby być stożkowe zwężenie końców płyty rozdzielającej. Końce płyty rozdzielającej byłyby stożkowe zwężone w celu zmniejszenia obszaru recyrkulacji wytwarzanego przez płaską krawędź spływu w dotychczasowych konstrukcjach, tj. dotychczasowych postaciach końcówek dyszy do sproszkowanych paliw stałych, oraz wiry rozdzielające wytwarzane przez tępą krawędź natarcia w dotychczasowych konstrukcjach, tj. w znanych dotychczas postaciach końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych.

PL 201 838 B1

Podobnie jak w przypadku tępej krawędzi spływu w dotychczasowych konstrukcjach, tj. w znanych dotychczas postaciach, obszar recyrkulacji wzbudzany przez tępo zakończoną płytę rozdzielającą w dotychczasowych konstrukcjach, tj. w znanych dotychczas postaciach końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych, odciąga gorące cząstki z powrotem ku pionowej powierzchni płyty wytwarzającej albo wzmacniającej zjawisko osadzania węgla. Taki obszar recyrkulacji może zapewnić warunki przewodnościowe do spalania, wytwarzając płomienie w obszarze recyrkulacji, które podwyższają temperatury i jeszcze bardziej zaostrzają problem osadzania. Ponadto wiry wzbudzone przez tępą krawędź natarcia w dotychczasowych konstrukcjach, tj. znanych dotychczas postaciach końcówek dysz do sproszkowanych paliw zwiększają stopnie turbulencji w strumieniu głównym, co zaostrza problem osadzania się cząstek węgla. W tym celu krawędzie płyty rozdzielającej byłyby stożkowo zwężone pod dość małym kątem w celu eliminacji rozdzielania powietrza głównego, co mogłoby wytwarzać dodatkową, niepożądaną recyrkulację przepływu. Szóstą taką cechą mogłoby być zastosowanie bulwiastego wlotu do osłony mieszanki paliwowo-powietrznej. Bulwiasty wlot do osłony paliwowopowietrznej minimalizowałby bocznikowanie mieszaniny paliwowo-powietrznej w osłonce mieszanki paliwowo-powietrznej w warunkach przechylania, co obecnie występuje w znanych dotychczas konstrukcjach, tj. w znanych dotychczas postaciach końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych. Ponadto bulwiasty wlot zwiększyłby przepływ paliwa z powietrzem przez osłonę paliwowo-powietrzną, działając zarówno w procesie chłodzenia płyty roboczej końcówki dyszy jak i termicznego izolowania strumienia powietrza głównego z węglem w celu opóźnienia zapłonu, co również zapewnia efekt chłodzenia końcówki. Z drugiej strony, w przypadku dopuszczenia do poważnego osłabienia strumienia osłony paliwowo-powietrznej z powodu bocznikowania końcówki, w osłonie paliwowo-powietrznej mogłyby powstać obszary niskiego ciśnienia i małej prędkości, powodując przepływ wsteczny i osadzanie się cząstek w tym pierścieniowym obszarze. Siódmą taką cechą byłoby zaokrąglenie narożników płyty wylotowej osłony powietrza głównego. Zaokrąglenie narożników płaszczyzny wylotowej osłony powietrza głównego zwiększa prędkości w narożnikach w stosunku do stwierdzonych w narożnikach pod kątem dziewięćdziesięciu stopni w dotychczasowych konstrukcjach, tj. w znanych dotychczas postaciach końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych. Zwiększanie prędkości w narożnikach zwiększa energię erozyjną strumienia powietrza z węglem płynącego przez ten obszar, co pomaga usunąć aktywne osady, a tym samym wyeliminować osadzanie. Zaokrąglone narożniki zmniejszają również dostępną powierzchnię do przepływu ciepła z gorącej płyty roboczej do chłodnicy mieszanki węglowo-powietrznej na element objętości mieszanki węglowo-powietrznej w narożniku końcówki. Ósmą taką cechą jest możliwość zaokrąglenia narożników płaszczyzny wylotowej osłony paliwowo-powietrznej. Zaokrąglone narożniki płaszczyzny wylotowej osłonie paliwowo-powietrznej, w powiązaniu z zaokrąglonymi narożnikami płaszczyzny wylotowej osłony powietrza głównego, zapewniają wyższe prędkości w narożnikach, minimalizując w ten sposób obszary o małej prędkości na osłony paliwowo-powietrznej. Ponadto zaokrąglone narożniki płaszczyzny wylotowej osłony paliwowopowietrznej pomagają w uzyskaniu równomiernego otwierania mieszanki paliwowo-powietrznej. Dziewiątą taką cechą jest możliwość zapewnienia równomiernego otwierania osłony mieszanki paliwowopowietrznej (płaszczyzna wylotowa). Zapewnienie równomiernego otwierania osłony paliwowopowietrznej zapewnia równomierne rozprowadzanie mieszanki paliwowo-powietrznej w końcówce dyszy. A mianowicie, zapewnienie równomiernego otwierania osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, zapewnia równomierne chłodzenie końcówki dyszy za pomocą strumienia mieszanki paliwowopowietrznej, ale również zapewnia równomierne izolowanie strumienia powietrza głównego w celu sterowania miejscem spalania i emisją NOX. Dziesiątą taką cechą jest możliwość zastosowania w pewnych dziedzinach, w których kryteriami, jakie muszą być spełnione, są minimalne emisje NOX i/lub minimalna zawartość węgla w lotnym popiele, wersji takiej nowej i ulepszonej końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych mającej wszystkie dziewięć wyliczonych powyżej cech, umożliwiających realizację minimalnych emisji NOX i/lub minimalnych zawartości węgla w lotnym popiele, a jednocześnie umożliwiającej realizację tych zadań przy minimalnym osadzaniu paliwa, a tym samym eliminację okresowych awarii końcówek dysz do sproszkowanych paliw stałych. Ponadto, taką minimalizację emisji NOX i/lub minimalizację zawartości węgla w popiele lotnym można osiągnąć poprzez zastosowanie wersji takiej nowej i ulepszonej końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych, w której znajduje się jeden lub więcej elementów o kształcie urwistym, każdy o zadanej geometrii, zmontowanych i odpowiednio podpartych w niej w określonym miejscu.

Ponadto, niezależnie od wymiarów lub konfiguracji końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych, w tym obecności lub nieobecności takich cech jak zadany odstęp osłony powietrza głównego

PL 201 838 B1 od płaszczyzny wylotowej końcówki dyszy, stożkowy profil płyty roboczej osłony powietrza głównego, albo zaokrąglone narożniki płaszczyzny wylotowej osłony powietrza głównego, nowa i ulepszona końcówka dyszy do sproszkowanych paliw stałych odznacza się tym, że w jej skład wchodzi materiał ceramiczny, taki jak, na przykład, azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu (zawierający wagowo od około dwudziestu procent (20%) do około sześćdziesięciu procent (60%) krzemu), kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu.

Dlatego celem wynalazku jest zapewnienie nowej i ulepszonej końcówki dyszy do paliw stałych przeznaczonej do układu spalania takiego typu, jaki jest stosowany w piecach opalanych sproszkowanym paliwem sta łym.

Kolejnym celem wynalazku jest zapewnienie takiej końcówki dyszy do paliw stałych dla układów spalania typu stosowanego w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym, która jest wykonana z materiału ceramicznego.

Jeszcze innym celem wynalazku jest zapewnienie takiej nowej i ulepszonej końcówki dyszy do paliw stałych MRFC do stosowania w układach spalania typu używanego w piecach opalanych sproszkowanymi paliwami stałymi, która cechuje się tym, że jej osłona powietrza głównego jest opuszczona.

Jeszcze innym celem wynalazku jest zapewnienie nowej i ulepszonej końcówki dyszy MRFC do paliw stałych do stosowania w układach spalania typu używanego w piecach opalanych sproszkowanymi paliwami stałymi.

Końcówka dyszy do paliw stałych do użycia w układzie funkcjonalnym z dyszą do sproszkowanych paliw stałych w układzie spalania w piecu opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi, zawierająca osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej nadającą się do montażu w układzie podpartym na jednym końcu dyszy do sproszkowanych paliw stałych, która to osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma koniec wlotowy i koniec wylotowy, osłonę powietrza głównego zamontowaną w układzie podpartym wewnątrz osłony mieszanki paliwowo-powietrznej i co najmniej jedną płytę rozdzielającą, osadzoną wewnątrz osłony powietrza głównego i zawierającą krawędź spływu i krawędź natarcia, odznacza się według wynalazku tym, że osłona mieszanki paliwo-powietrznej składa się z co najmniej jednego z grupy materiałów ceramicznych obejmującej azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu zawierający od około 20% wagowych do około 60% wagowych krzemu, kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu i krawędź spływu tej co najmniej jednej płyty rozdzielającej jest stożkowo zwężona.

Korzystnie, co najmniej jedną płytę rozdzielającą stanowi para płyt rozdzielających umieszczonych dla zapewnienia stożka paliwa stałego wychodzącego z końcówki dyszy do paliw stałych.

Korzystnie, co najmniej jedna płyta rozdzielająca zawiera co najmniej jeden element o kształcie urwistym.

Korzystnie, co najmniej jedną płytę rozdzielającą stanowi wiele płyt rozdzielających zamontowanych w odstępach od siebie w układzie podpartym wewnątrz osłony powietrza głównego, przy czym pierwszy zespół elementów o kształcie urwistym połączony jest z każdą z płyt rozdzielających tak, że wystaje z nich ku górze, a drugi zespół elementów o kształcie urwistym połączony jest z każdą z wielu płyt rozdzielających tak, że wystaje z nich ku dołowi.

Końcówka dyszy do paliw stałych do użycia w układzie funkcjonalnym z dyszą do sproszkowanych paliw stałych w układzie spalania w piecu opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi, zawierająca osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej nadającą się do montażu w układzie podpartym na jednym końcu dyszy do sproszkowanych paliw stałych, która to osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma koniec wlotowy i koniec wylotowy, osłonę powietrza głównego zamontowaną w układzie podpartym wewnątrz osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, która to osłona powietrza głównego ma krawędź natarcia i krawędź spływu oraz podporę osłony mieszanki paliwowo-powietrznej umieszczoną pomiędzy osłoną mieszanki paliwowo-powietrznej i osłoną powietrza głównego, charakteryzuje się według wynalazku tym, że osłona mieszanki paliwo-powietrznej składa się z co najmniej jednego z grupy materiałów ceramicznych obejmującej azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu zawierający od około 30% wagowych do około 60% wagowych krzemu, kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu i podpora osłony mieszanki paliwowo-powietrznej jest opuszczona względem krawędzi spływu osłony powietrza głównego.

Korzystnie, co najmniej jedna płyta rozdzielająca jest podparta w układzie zamontowanym wewnątrz osłony powietrza głównego, przy czym ta co najmniej jedna płyta rozdzielająca jest opuszczona względem końca wylotowego osłony mieszanki paliwowo-powietrznej.

PL 201 838 B1

Korzystnie, krawędź spływu osłony powietrza głównego jest stożkowo zwężona.

Końcówka dyszy do paliw stałych do użycia w układzie funkcjonalnym z dyszą do sproszkowanych paliw stałych w układzie spalania w piecu opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi, zawierająca osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej nadającą się do montażu w układzie podpartym na jednym końcu dyszy do sproszkowanych paliw stałych, która to osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma koniec wlotowy i koniec wylotowy, osłonę powietrza głównego zamontowaną w układzie podpartym wewnątrz osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, która to osłona powietrza głównego ma krawędź natarcia i krawędź spływu oraz podporę osłony mieszanki paliwowo-powietrznej umieszczona pomiędzy osłoną mieszanki paliwowo-powietrznej i osłoną powietrza głównego, i co najmniej jedną płytę rozdzielającą, osadzoną wewnątrz osłony powietrza głównego, odznacza się według wynalazku tym, że osłona mieszanki paliwo-powietrznej składa się z co najmniej jednego z grupy materiałów ceramicznych obejmującej azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu zawierający od około 20% wagowych do około 60% wagowych krzemu, kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu, osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma na swoim końcu wlotowym konfigurację bulwiastą, osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma również zaokrąglone narożniki, podpora osłony paliwowo-powietrznej jest opuszczona względem krawędzi spływu osłony powietrza głównego i płyta rozdzielająca jest opuszczona względem końca wylotowego osłony mieszanki paliwowo-powietrznej.

Zgodnie z wynalazkiem zapewniono końcówkę dyszy do paliw stałych przeznaczonej do stosowania w układach spalania typu używanego w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym. Ta końcówka dyszy do paliw stałych, według jednej z postaci wykonania jest skonstruowana tak, że jest zdolna do działania jako końcówka dyszy do paliw stałych sterująca minimalną recyrkulacją płomienia (MRFC).

W tym celu końcówka dyszy MRFC do paliw stałych jest opływowa aerodynamicznie, co zapobiega niskim lub ujemnym prędkościom na wylocie końcówki dyszy MRFC do paliw stałych, w której w przeciwnym wypadku mogłyby istnieć miejsca osadzania cząstek paliw stałych. W związku z tym, końcówka dyszy MRFC do paliw stałych skutecznie eliminuje istniejące dotychczas problemy eksploatacyjne związane z tym, że w przypadku spalania pewnych paliw stałych typu „silnie żużlującego”, tj. zawierających duże ilości siarki/ żelaza, na końcówce dyszy do paliwa stałych występowało osadzanie. Z kolei takie problemy eksploatacyjne prowadziły do przedwczesnych uszkodzeń końcówek dysz do paliw stałych stosowanych w dotychczasowych formach konstrukcji.

Charakter konstrukcji końcówki dyszy MRFC do paliw stałych w tej postaci wykonania jest taki, że w tej końcówce dyszy MRFC do paliw stałych znajduje się osłona mieszanki paliwowo-powietrznej, osłona powietrza głównego usytuowana w osłonie mieszanki paliwowo-powietrznej, podpora osłony mieszanki paliwowo-powietrznej wewnątrz osłony mieszanki paliwowo-powietrznej oraz płyty rozdzielające zamontowane w układzie podpartym wewnątrz osłony powietrza głównego. Osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma na swoim wlocie konfigurację bulwiastą, w wyniku czego następuje minimalizowanie bocznikowania przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej wokół osłony mieszanki paliwowo-powietrznej w warunkach pochylenia i w wyniku czego następuje wzmocnienie efektu chłodzenia przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej przez osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej. Ponadto na końcu wylotowym osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma zaokrąglone narożnikami, które z kolei zapewniają większe prędkości w narożnikach, co minimalizuje obszary o małej prędkości w osłonie mieszanki paliwowo-powietrznej, gdzie mogłoby wystąpić osadzanie cząstek paliw stałych. O ile chodzi o osłonę powietrza głównego, to osłona ta jest opuszczona względem płaszczyzny wylotowej osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, w wyniku czego płaszczyzna wylotowa osłony powietrza głównego zostaje wyeliminowana jako potencjalna powierzchnia osadcza dla cząstek paliw stałych. Ponadto w osłonie powietrza głównego znajduje się zbieżna stożkowo krawędź spływu zmniejszająca obszar recyrkulacji przy krawędzi spływu osłony powietrza głównego, który w przeciwnym wypadku mógłby odciągać gorące cząstki z powrotem w kierunku powierzchni krawędzi spływu osłony powietrza głównego, a tym samym wytwarzać albo intensyfikować tam zjawisko odsadzania cząstek paliw stałych. W osłonie powietrza głównego znajdują się również zaokrąglone narożniki płaszczyzny wylotowej, które zwiększają prędkości w narożnikach, które z kolei pomagają w eliminacji osadzania się tam cząstek paliw stałych oraz w przypadku pojawienia się takiego osadzania pomagają w ich usuwaniu. Ponadto zaokrąglone narożniki płaszczyzny wylotowej osłony powietrza głównego sprzężone z zaokrą glonymi narożnikami płaszczyzny wylotowej osłony mieszanki paliwowo-powietrzne j głównego zapewniają końcówkę dyszy MRFC do paliw stałych o równomiernym otwieraniu osłony mieszanki

PL 201 838 B1 paliwowo-powietrznej głównego, co z kolei zapewnia równomierne rozprowadzanie strumienia mieszanki paliwowo-powietrznej w końcówce dyszy MRFC według wynalazku do paliw stałych. Następnie, o ile chodzi o podporę osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, podpora ta jest opuszczona względem płaszczyzny wylotowej końcówki dyszy MRFC do paliw stałych tak, żeby utrzymywała obszar recyrkulacji i powstającą tam zazwyczaj ruchomą powierzchnię osadczą z dala od płaszczyzny wylotowej końcówki dyszy MRFC do paliw stałych, zmniejszając zatem możliwy wpływ środków podtrzymujących osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej na proces osadzania.

Ponadto, strukturalnie, opuszczenie podpory osłony mieszanki paliwowo-powietrznej umożliwia również niezależne rozszerzanie się przedniej części osłony mieszanki paliwowo-powietrznej i przedniej części osłony powietrza głównego, co zmniejsza naprężenia wzbudzane termicznie. I w końcu, o ile chodzi o płytę rozdzielającą, to jest ona opuszczona razem z osłoną powietrza głównego, przy czym poprzednio odwoływano się tu do opuszczania osłony powietrza głównego w płaszczyznę wylotową osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, a tym samym do eliminowania płyty rozdzielającej, jak również osłony powietrza głównego jako powierzchni wrażliwych na potencjalne osadzanie pojawiające się w strefie spalania, tj. w płaszczyźnie wylotowej końcówki dyszy MRFC do paliw stałych. Takie opuszczanie jest również skuteczne w zapewnianiu pewnego chłodzenia wskutek zjawiska ekranowania zapewnianego przez osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej.

Takie opuszczanie jest również skuteczne w celu zapewnienia pewnego chłodzenia za pomocą zjawiska ekranowania realizowanego przez osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej. Ponadto w wyniku takiego opuszczania płyta rozdzielająca staje się krótsza, co zmniejsza powierzchnię stykową dla przepływu ciepła do niej, jak również powierzchnię stykową do osadzania na niej cząstek paliw stałych. Ponadto końce płyty rozdzielającej są stożkowe zwężone, ale pod dość małym kątem w celu uniknięcia odrywania się powietrza głównego, co powoduje dodatkową niepożądaną recyrkulację przepływu. Takie stożkowe zwężenie końców płyty rozdzielającej skutecznie zmniejsza obszar recyrkulacji, który oddziaływał negatywnie na działanie dotychczasowych rozwiązań konstrukcyjnych końcówek dysz do paliw stałych, które cechują się tym, że mają tępą krawędź spływu oraz zmniejsza wiry spływowe wywoływane przez takie tępo zakończone krawędzie spływu.

Jeżeli płyta rozdzielająca miałaby tępe końce, wywołany przez nią obszar recyrkulacji powodowałby odrywanie gorących cząstek z powrotem do niej, a tym samym wywoływałby efekt powstawania lub wzmacniania zjawisk osadzania paliw stałych. Taki obszar recyrkulacji jest również w stanie zapewnić warunki przewodnościowe spalania, wytwarzając w ten sposób płomienie w obszarze recyrkulacji, które wpływałyby na podnoszenie temperatur i dalsze zaostrzanie problemu osadzania. Ponadto wiry wzbudzone na krawędzi natarcia wytwarzane przez tępo zakończone krawędzie zwiększają stopień turbulencji w strumieniu powietrza głównego, a tym samym zaostrzają osadzanie cząstek paliw stałych na takich krawędziach, co nie zachodzi w przypadku stosowania stożkowe zwężających się krawędzi, a nie krawędzi zakończonych tępo.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dyszę do sproszkowanych paliw stałych, z wbudowanym pierwszym przykładem konstrukcji końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) według wynalazku, typu stosowanego w układach spalania w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym pokazanych na pos., w rzucie pionowym z boku; fig. 2 - pierwszy przykład wykonania końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) skonstruowana według wynalazku, pokazana na fig. 1, w rzucie pionowym z boku; fig. 3 - pierwszy przykład wykonania końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) skonstruowanej według wynalazku, pokazanej na fig. 1, w rzucie od czoła; fig. 4 - dyszę do sproszkowanych paliw stałych, która jest pokazana w pierwszej postaci drugiego przykładu wykonania końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) skonstruowanej według wynalazku, typu stosowanego w układach spalania w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym pokazanych na pos., w rzucie pionowym z boku; fig. 5 - dyszę do sproszkowanych paliw stałych, która jest pokazana w drugiej postaci drugiego przykładu wykonania końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) skonstruowanej według wynalazku, typu stosowanego w układach spalania w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym pokazanych na pos., w rzucie pionowym z boku; fig. 6 - trzeci przykład wykonania końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) skonstruowanej według wynalazku, schematycznie; fig. 7 - trzeci przykład wykonania końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) skonstruowanej według wynalazku, w rzucie od czoła;

PL 201 838 B1 oraz fig. 8 - dyszę do sproszkowanych paliw stałych, która jest pokazana w czwartym przykładzie wykonania końcówki dyszy do paliw stałych z minimalną regulacją płomieni recyrkulacyjnych (MRFC) skonstruowanej według wynalazku, typu stosowanego w układach spalania w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym pokazanych na pos., w rzucie perspektywicznym; fig. 9 - dyszę do sproszkowanych paliw stałych, która jest pokazana w piątym przykładzie wykonania końcówki dyszy do paliw stałych skonstruowanej według wynalazku, typu stosowanego w układach spalania w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym pokazanych na pos., w rzucie perspektywicznym; fig. 10 dyszę do sproszkowanych paliw stałych, która jest pokazana w szóstym przykładzie wykonania końcówki dyszy do paliw stałych skonstruowanej według wynalazku, typu stosowanego w układach spalania w piecach opalanych sproszkowanym paliwem stałym pokazanych na pos., w rzucie perspektywicznym; fig. 11 - dyszę do sproszkowanych paliw stałych, która jest pokazana na fig. 10 w szóstym przykładzie wykonania końcówki dyszy do paliw stałych skonstruowanej według wynalazku, w innym rzucie perspektywicznym; fig. 12 - płytowy zespół uszczelniający dyszy do węgla do montażu końcówki dyszy do paliw stałych pokazanej na fig. 10 i 11 w układzie spalania pieca opalanego sproszkowanymi paliwami stałymi, w rzucie perspektywicznym; fig. 13 - końcówkę dyszy do paliw stałych pokazana na fig. 10 i 11 oraz płytowy zespół uszczelniający dyszy do węgla pokazany na fig. 12 w ich zmontowanym stanie roboczym końcówki dyszy, w którym płytowy zespół uszczelniający dyszy do węgla jest przymocowany do końcówki dyszy do paliw stałych, w rzucie perspektywicznym; oraz fig. 14 przedstawia końcówkę dyszy do paliw stałych oraz płytowy zespół uszczelniający dyszy do węgla w ich zmontowanym stanie roboczym końcówki dyszy, w przekroju pionowym z boku, poprowadzonym płaszczyzną VX-VX na fig. 13.

Nawiązując do fig. 1 rysunku, widać na niej dyszę do sproszkowanych paliw stałych, oznaczoną ogólnie numerem identyfikacyjnym 34. Jak widać na fig. 1, pokazana dysza 34 do sproszkowanych paliw stałych jest wyposażona w pierwszy przykład wykonania końcówki 12 dyszy do sproszkowanych paliw stałych MRFC skonstruowanej według wynalazku. Dysza 34 do sproszkowanych paliw stałych jest odpowiednio podtrzymywana, w sposób powszechnie znany w tej dziedzinie, w układzie zamontowanym wewnątrz każdej z wielu komór paliwowych (nie pokazanych), o których była mowa wcześniej. W związku z tym, na fig. 1, schematyczne przedstawienie jednej z wielu komór paliwowych (nie pokazanych) oznaczono numerem identyfikacyjnym 36.

Do montażu dyszy 34 do sproszkowanych paliw stałych w komorze paliwowej 36 można zastosować dowolną konwencjonalną postać środków montażowych nadających się do tego celu. Dysza 34 do sproszkowanych paliw stałych, jak najlepiej widać na fig. 1, zawiera część kolankową oznaczoną ogólnie na fig. 1 numerem identyfikacyjnym 38, która jest skonstruowana, chociaż nie widać tego na fig. 1 ze względu na konieczność zachowania czytelności rysunku, tak, żeby była połączona funkcjonalnie jednym końcem, tj. tym jej końcem, który na fig. 1 jest oznaczony numerem identyfikacyjnym 40, z kanałem 26 sproszkowanych paliw stałych. Drugi koniec, tj. koniec oznaczony numerem identyfikacyjnym 42 części kolankowej 38, co widać na fig. 2, jest połączony funkcjonalnie za pomocą dowolnej konwencjonalnej postaci elementów mocujących nadających się do tego celu z biegnącą wzdłużnie częścią, oznaczoną ogólnie na fig. 1 numerem identyfikacyjnym 44. Długość wzdłużnie biegnącej części 44 jest taka, że w przybliżeniu odpowiada głębokości komory paliwowej 36. Dysza 34 do sproszkowanych paliw stałych, jak ustalono przedtem, zawiera pierwszy przykład wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do sproszkowanych paliw stałych, której charakter konstrukcji i tryb działania zostanie opisany szczegółowo dalej.

Z powyższych powodów opis charakteru konstrukcji i trybu działania końcówki 12 dyszy MRFC do sproszkowanych paliw stałych zostanie przeprowadzony w powiązaniu z fig. 2-7 rysunku. Jak stwierdzono powyżej, końcówka 12 dyszy MRFC do sproszkowanych paliw stałych skonstruowana według wynalazku cechuje się, korzystnie, przykładowo a nie w sensie ograniczającym, każdą z poniższych właściwości. Mianowicie, ze względu na charakter konstrukcji i tryb działania końcówki 12 dyszy MRFC do sproszkowanych paliw stałych, zminimalizowane są obszary o niskich i ujemnych prędkościach, tj. obszary recyrkulacji prędkości w płaszczyźnie wylotowej końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych, zmniejszona jest dostępna do osadzania powierzchnia na końcówce 12 dyszy MRFC do paliw stałych, można zmieniać warunki termiczne w końcówce dyszy/ dyszy do paliw stałych w celu powstrzymania „gorącego” materiału w postaci cząstek przed osadzaniem się na dostępnych metalowych powierzchniach płyt roboczych w końcówce 12 dyszy MRFC do paliw stałych; oraz istnieje możliwość uzyskania tego równocześnie ze wspomnianymi wcześniej minimalnymi emisjami NOx i/lub minimalnymi zawartościami węgla w lotnym popiele.

PL 201 838 B1

Istnieją cztery przykłady wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych skonstruowanej według wynalazku, które opisano i zilustrowano w niniejszym zgłoszeniu patentowym. Pierwszy z tych czterech przykładów wykonania pokazano na fig. 1, 2 i 3. Nawiązujemy tu głównie do fig. 2 i 3 w celu podania tu opisu charakteru konstrukcji i trybu działania pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych, które ze względu na łatwość odwoływania się będą również identyfikowane numerem identyfikacyjnym 12. Zatem, jak najlepiej widać na fig. 2 i 3, w skład pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych wchodzi osłona mieszanki paliwowo-powietrznej, oznaczona tu ogólnie numerem identyfikacyjnym 46; osłona powietrza głównego, oznaczona tu ogólnie numerem identyfikacyjnym 48; podpora osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, oznaczana tutaj ogólnie numerem identyfikacyjnym 50; oraz płyta rozdzielająca, oznaczona ogólnie tutaj numerem identyfikacyjnym 52. Dla ułatwienia zrozumienia charakteru konstrukcji i trybu działania pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych pokazano schematycznie na fig. 2 liniami przerywanymi, schematycznie oznaczoną przez 44 wzdłużnie biegnącą część dyszy 34 do sproszkowanych paliw stałych. Ponadto zwrócono tu tym razem uwagę na to, że kierunek przepływu powietrza głównego i sproszkowanych paliw stałych do pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do sproszkowanych paliw stałych pokazano na fig. 2 za pomocą strzałek, które są tutaj identyfikowane odpowiednimi numerami identyfikacyjnymi 54.

Kontynuując, środki osłonowe 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, jak najlepiej widać na fig. 2, mają na swoim końcu wlotowym konfigurację bulwiastą identyfikowaną numerem 56. Bulwiasta konfiguracja umożliwia minimalizację ewentualnego bocznego przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej obok osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, to znaczy przepływu, gdy mieszanka nie płynie zgodnie z przeznaczeniem, przez osłonę 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, tj. kiedy osłona 46 mieszanki paliwowo-powietrznej jest w położeniu pochylonym w górę albo pochylonym w dół względem osi końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych. W przypadku bocznego przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej wokół osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej występuje również równoczesny efekt przeciwnego oddziaływania na wynikającą z tego intensywność chłodzenia przez mieszankę paliwowo-powietrzną osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej. Oprócz bulwiastej konfiguracji 56, osłona 46 mieszanki paliwowo-powietrznej cechuje się dodatkowo wyposażeniem jej w zaokrąglone narożniki, oznaczone na fig. 3 numerem identyfikacyjnym 58. Mianowicie, z powodów, o których będzie mowa dalej, każdy z zaokrąglonych narożników 58 osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej jest wykonany tak, żeby miał ten sam z góry zadany promień, który, ze względu na łatwość odwoływania się do niego, oznaczono strzałką identyfikowaną na fig. 3 numerem 60. Zaokrąglone narożniki 58 osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej działają w ten sposób, że nadają większe prędkości w narożnikach osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, co z kolei skutecznie minimalizuje występowanie obszarów o małych prędkościach na osłonie 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, które w przeciwnym wypadku mogłyby doprowadzić do niepożądanego osadzania się paliw stałych.

Poniżej przedstawiono opis charakteru konstrukcji i trybu działania osłony 48 powietrza głównego według pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych. W tym celu ponownie odwołamy się do fig. 2 i 3 rysunku. Osłona 48 powietrza głównego, jak najlepiej widać na fig. 3, cechuje się pod pierwszym względem tym, że krawędź spływu osłony 48 powietrza głównego jest opuszczona względem krawędzi spływu osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej na zadaną odległość. Tę zadaną odległość pokazano na fig. 2 strzałką oznaczoną numerem identyfikacyjnym 62. Ze względu na opuszczenie względem krawędzi spływu osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, płaszczyzna wylotowa osłony 48 powietrza głównego, a zwłaszcza krawędź spływu osłony 48 powietrza głównego są wyeliminowane jako potencjalne powierzchnie osadcze dla cząstek paliw stałych.

Oprócz tego, osłona 48 powietrza głównego cechują się pod drugim względem tym, że jej krawędź spływu jest stożkowo zwężona w zadanym stopniu. Ten zadany stopień zwężenia, który oznaczono na fig. 2 strzałkami, każda oznaczona tym samym numerem identyfikacyjnym, tj. numerem 64 jest celowo dość mały, tj. kąt stożka jest dość mały, tak, żeby ani mieszanka paliwowo-powietrzna, ani powietrze główne, które płyną z obu stron, nie odrywały się od powierzchni krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego, ponieważ gdyby tak się stało, mogłoby to być przyczyną powstania dodatkowej, niepo żądanej recyrkulacji.

Kontynuując opis charakteru konstrukcji i trybu działania osłony 48 powietrza głównego, jak najlepiej widać na fig. 3, osłona 48 powietrza głównego cechuje się pod trzecim względem dodatkowo tym, że osłona 48 powietrza głównego ma również zaokrąglone narożniki, oznaczone tutaj numerem identyfikacyjnym 66. W szczególności, każdy z zaokrąglonych narożników 66 osłony 48 powietrza

PL 201 838 B1 głównego jest wykonany tak, że ma drugi zadany promień, który, ze względu na łatwość odwoływania się oznaczono na fig. 3 numerem identyfikacyjnym 68. Zaokrąglone narożniki 66 osłony 48 powietrza głównego działają zatem w ten sposób, że zwiększają prędkości w narożnikach 66 osłony 48 powietrza głównego, co z kolei pomaga w eliminowaniu osadzania się cząstek paliw stałych w narożnikach 66 osłony 48 powietrza głównego oraz w przypadku, gdyby takie osadzanie jednak się pojawiło w jego usuwaniu. Ponadto zaokrąglone narożniki 66 płaszczyzny wylotowej osłony 48 powietrza głównego sprzężone z zaokrąglonymi narożnikami 58 płaszczyzny wylotowej osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej działają w ten sposób, żeby zapewnić pierwszy przykład wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych z równomiernym rozkładem przepływu strumienia mieszanki paliwowopowietrznej w tym przykładzie wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych. Mianowicie, pomiędzy zewnętrzną powierzchnią osłony 48 powietrza głównego a wewnętrzną powierzchnią osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej występuje równomierny odstęp na całej przestrzeni, jaka jest pomiędzy nimi. Dla ułatwienia przywoływania tego równomiernego odstępu pomiędzy wewnętrzną powierzchnią osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, a zewnętrzną powierzchnią osłony 48 powietrza głównego, oznaczono ją na fig. 3 za pomocą strzałek, identyfikowanych numerami odniesienia 70. Taki równomierny rozkład przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej w pierwszym przykładzie wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych zapewnia z kolei nie tylko równomierne chłodzenie pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych za pomocą strumienia mieszanki paliwowo-powietrznej, ale również zapewnia równomierne zasłanianie strumienia powietrza głównego przez strumień mieszanki paliwowo-powietrznej tak, że istnieje zatem możliwość regulowania zarówno punktu spalania paliw stałych jak i emisji NOx.

Poniżej przedstawiono opis charakteru konstrukcji i trybu działania podpory 50 osłony mieszanki paliwowo-powietrznej w pierwszym przykładzie wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych. W tym celu, podpora 50 osłony mieszanki paliwowo-powietrznej cechuje się w pierwszym aspekcie tym, że ta podpora 50 osłony mieszanki paliwowo-powietrznej jest opuszczona na zadaną odległość względem płaszczyzny wylotowej pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych tak, żeby utrzymywać obszar recyrkulacji i pionową powierzchnię osadczą, która zazwyczaj tam powstaje, z dala od płaszczyzny wylotowej pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych. Skutkiem takiego opuszczenia podpory 50 osłony mieszanki paliwowo-powietrznej względem płaszczyzny wylotowej pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych jest zmniejszenie możliwości wpływu wywieranego przez podporę 50 osłony mieszanki paliwowo-powietrznej na proces osadzania. Ponadto, ze strukturalnego punktu widzenia, opuszczenie podpory 50 osłony mieszanki paliwowo-powietrznej umożliwia również niezależne od siebie rozszerzanie się zarówno krawędzi spływu osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, jak i krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego, co zmniejsza naprężenia wzbudzane termicznie zarówno w osłonie 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, jak i osłonie 48 powietrza głównego. Zadana odległość, na jaką jest opuszczona osłona mieszanki paliwowo-powietrznej względem płaszczyzny wylotowej pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych oznaczono, dla łatwości przywoływania, na fig. 2 strzałką z numerem identyfikacyjnym 72.

W końcu przedstawiono dalej opis charakteru i trybu działania płyty rozdzielającej 52 w pierwszym przykładzie wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych. Płyta rozdzielająca 52 cechuje się w pierwszym aspekcie tym, że ta płytowa rozdzielająca 52, podobnie jak osłona 48 powietrza głównego, jakie opisano powyżej, jest wpuszczona w płaszczyznę wylotową osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej. Ponadto nie tylko płyta rozdzielająca 52 jest wpuszczona w osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, ale również płyta rozdzielająca 52 jest wpuszczona na zadaną odległość względem krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego. Dla ułatwienia zrozumienia tego, ta zadana odległość, na którą płyta rozdzielająca 52 jest opuszczona względem krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego została przedstawiona na fig. 2 strzałką oznaczoną numerem identyfikacyjnym 74. Wskutek takiego wpuszczenia płyta rozdzielająca 52 jest eliminowana jako powierzchnia wrażliwa na potencjalne osadzanie pojawiające się ze strefy spalania, tj. płaszczyzny wylotowej w pierwszym przykładzie wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych. Takie wpuszczanie płyty rozdzielającej 52 jest również skuteczne do celów zapewnienia jakiegoś chłodzenia płyty rozdzielającej 52 wskutek efektu ekranowania działającego na nią ze strony osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej. Ponadto takie wpuszczenie płyty rozdzielającej 52 powoduje skrócenie płyty rozdzielającej 52, co z kolei ma wpływ na zmniejszenie powierzchni stykowej dla przepływu ciepła do niej, jak również zmniejszenie powierzchni stykowej na osadzanie na niej cząstek. Ponadto płyta rozdzielają14

PL 201 838 B1 ca 52 cechuje się również w drugim aspekcie tym, że oba końce płyty rozdzielającej 52 są stożkowo zwężone w zadanym stopniu. W celu ułatwienia zrozumienia tego problemu, stopień stożkowego zwężenia końców płyty rozdzielającej 52 pokazano na fig. 2 strzałkami, każda identyfikowana numerem 76. Należy tu zauważyć, że zadany stopień stożkowego zwężenia końców płyty rozdzielającej 52 jest taki, że kąt tego stożka jest na tyle mały, żeby uniemożliwiał odrywanie się strumieni powietrza głównego płynących z jego obu stron. W przypadku pojawienia się takiego odrywania powietrza głównego, mogłoby to mieć wpływ na wytwarzanie dodatkowych niepożądanych przepływów recyrkulacyjnych. Takie stożkowe zwężanie końców płyty rozdzielającej 52 skutecznie zmniejsza obszar recyrkulacji, co służy do odwrotnego wpływania na działanie znanych dotychczas postaci końcówek dysz do paliw stałych, które cechują się tym, że mają tępo zakończoną krawędź spływu. Po drugie, takie stożkowe zwężanie końców płyty rozdzielającej skutecznie zmniejsza wiry wylotowe, jakie są wytwarzane przez takie tępo zakończone krawędzie spływu. Jeżeli płyta rozdzielająca 52 miałaby tępe końce, to wywołany przez nią obszar recyrkulacji mógłby działać w ten sposób, że odciągałby gorące cząstki z powrotem na nią, a tym samym wytwarzałby lub wzmacniałby zjawisko osadzania paliw stałych. Taki obszar recyrkulacji jest również w stanie zapewnić warunki przewodnościowe dla spalania, wytwarzając płomienie wewnątrz obszaru recyrkulacji, co powodowałoby wzrost temperatur i dalsze zaostrzenie problemu osadzania. Ponadto wiry wzbudzone na krawędzi natarcia przez tępo zakończone krawędzie spływu powodują czasami zwiększenie intensywności turbulencji w strumieniu powietrza głównego, a tym samym wzmocnienie osadzania cząstek paliw stałych na takich krawędziach, co jest eliminowane w przypadku zastosowania krawędzi zwężających się stożkowe, a nie krawędzi zakończonych tępo. Na fig. 2 i 3 pokazano co prawda, że płyta rozdzielająca 52 jest złożona, zgodnie z najbardziej korzystnym przykładem wykonania wynalazku, z pary pojedynczych płyt rozdzielających usytuowanych w równych odległościach z każdej strony od osi pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych, ale rozumie się samo przez się, że zgodnie z wynalazkiem płyty rozdzielające mogłaby stanowić różna liczba pojedynczych płyt rozdzielających, bez wychodzenia poza istotę wynalazku.

Poniżej przedstawiono opis charakteru konstrukcji drugiego przykładu wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych. W tym celu odwołano się do fig. 4 i 5, na których pokazano, że drugi przykład wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych jest sprzężony z dyszą 34 do paliw stałych. W celu odróżnienia drugiego przykładu wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych od pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy do paliw stałych i mając na uwadze dalsze omówienie, drugi przykład wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych oznaczono ogólnie na fig. 4 i 5 numerem identyfikacyjnym 112. Natomiast dowolne elementy drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych jak również pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 do dyszy MRFC do paliw stałych są oznaczone takimi samymi numerami identyfikacyjnymi na fig. 4 i 5, co na figurach 2 i 3.

Kontynuując, drugi przykład wykonania końcówki 112 dyszy do paliw stałych cechuje się w szczególności tym, że zawiera w sobie środki dodatnie zdolne do realizacji chłodzenia osłony 48 powietrza głównego w drugim przykładzie wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych. Mianowicie, w pewnych zastosowaniach, w których spala się szczególne rodzaje paliw stałych, zachodzi możliwość, że krawędź natarcia osłony 48 powietrza głównego może znacznie rozgrzać się z powodu promieniowania cieplnego pochodzącego osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, powodując topienie paliw stałych, ponieważ paliwo stałe płynie przez osłony 48 powietrza głównego, z możliwością osadzania stopionych paliw stałych na krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego. W związku z tym, w celu użycia w takim zastosowaniu pożądane byłoby, żeby zastosować drugi przykład wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych, tj. ten, który oznaczono ogólnie numerem identyfikacyjnym 112. W szczególności, do użycia w takich zastosowaniach pożądane byłoby zmodyfikowanie pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych w taki sposób, żeby wprowadzić do niej środki chłodzące, tj. żeby zapewnić drugi przykład wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych, który działałby w ten sposób, żeby uniemożliwiał ogrzanie krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego przez ciepło wypromieniowane do niego z osłony 46, które to stopienie paliw stałych mogłoby w przeciwnym wypadku wystąpić z powodu płynięcia paliw stałych przez osłonę 48 powietrza głównego. W tym celu, według drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych zapewniono środki ekranujące, odpowiednio usytuowane pomiędzy krawędzią spływu osłony 48 powietrza głównego a krawędzią spływu osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej. Takie środki ekranujące mogą mieć dwie postacie. W pierwszej swojej postaci, w skład

PL 201 838 B1 środków ekranujących, jak najlepiej widać na fig. 4, wchodzi odsadzony element deflektorowy, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 78. Odsadzony element deflektorowy 78 jest oddzielony fizycznie od osłony 48 powietrza głównego tak, że odsadzony element deflektorowy 78 skutecznie chłodzi osłonę 48 powietrza głównego, a zwłaszcza ich krawędź spływu, działając jak ekran pomiędzy osłoną 48 powietrza głównego a osłoną 46 mieszanki paliwowo-powietrznej, tak, żeby ogrzewanie przez promieniowanie osłony 48 powietrza głównego przez osłonę 46 mieszanki paliwowo-powietrznej było zminimalizowane w stopniu wystarczającym do zapobiegnięcia ogrzaniu się krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego w stopniu wystarczającym do tego, żeby osłona 48 powietrza głównego stała się na tyle gorąca, żeby spowodować topienie paliw stałych podczas przepływu paliw stałych przez osłonę 48 powietrza głównego. Ponadto odsadzony element deflektorowy jest odpowiednio skonstruowany tak, żeby był w stanie kierować część mieszanki paliwowo-powietrznej, która płynie przez przestrzeń znajdującą się w tym celu pomiędzy wewnętrzną powierzchnią osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej a zewnętrzną powierzchnią osłony 48 powietrza głównego ku, w sposób zbieżny do niego, strumieniowi stanowiącemu mieszankę powietrza głównego z paliwem stałym, spływającemu z krawędzi spływu osłony 48 powietrza głównego. Zbieżność tej części mieszanki paliwowo-powietrznej ze strumieniem powietrza głównego z paliwem stałym powoduje turbulencję w obszarze zbieżności oraz intensywniejsze spalanie paliw stałych bez wiązania płomieni wynikających z takiego spalania z drugim przykładem wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych.

Dla celów omówienia, przy opisie drugiej postaci środków ekranujących, jakie mogą znajdować się w drugim przykładzie wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych, odwołania będą do fig. 5. Jak najlepiej zrozumieć odwołując się do fig. 5, druga postać środków ekranujących zawiera zbieżno/rozbieżny element deflektorowy, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 80, zdolny do ekranowania osłony 48 powietrza głównego przed ciepłem wypromieniowywanym do niego z osłony 46 mieszanki paliwowo-powietrznej. Równocześnie ten zbieżno/rozbieżny element deflektorowy 80 jest odpowiednio skonstruowany tak, żeby był w stanie kierować pierwszą część mieszanki paliwowopowietrznej ku, w sposób zbieżny do niego, strumieniowi mieszanki powietrza głównego z paliwem stałym, wypływającemu z przestrzeni, jaka tworzy się pomiędzy wewnętrzną powierzchnią osłony 48 mieszanki paliwowo-powietrznej a zewnętrzną powierzchnią osłony 46 powietrza głównego tak, żeby umożliwić przepływ przez nią mieszanki paliwowo-powietrznej. Zbieżno/rozbieżny element deflektorowy 80 jest ponadto odpowiednio skonstruowany tak, żeby był w stanie kierować drugą część mieszanki paliwowo-powietrznej od, w sposób rozbieżny od niej, wspomnianego poprzednio strumienia stanowiącego mieszankę powietrza głównego z paliwem stałym. Podobnie jak w przypadku pierwszej postaci środków ekranujących, druga postać środków ekranujących, tj. zbieżno/rozbieżny element deflektorowy 80 również zapewnia polepszone spalanie słabo lotnych paliw stałych bez wiązania płomieni wynikających z takiego spalania z drugim przykładem wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych.

Poniżej przedstawiono opis charakteru konstrukcji i trybu działania trzeciego przykładu wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych, który, dla odróżnienia od pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych i drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy do paliw stałych, oznaczono ogólnie na fig. 6 i 7 numerem identyfikacyjnym 212. Dla celów niniejszego opisu dotyczącego tych zespołów trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych, które są wspólne dla trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych, jak również dla drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych i pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych, oznaczono na fig. 6 i 7 tymi samymi numerami identyfikacyjnymi, jakie zastosowano do identyfikowania tych elementów w powiązaniu z ich obrazem pokazanym na fig. 2 i 3 oraz w powiązaniu z ich obrazem pokazanym na fig. 4 i 5.

Kontynuując, trzeci przykład wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych cechuje się tym, że istnieje możliwość regulowania czoła płomieni bez uciekania się do stosowania czegoś, co wystaje na zewnątrz z trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych oraz w obszar 14 palnika, opalanego sproszkowanym paliwem stałym pieca 10. W tym celu w skład trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych wchodzi element tworzący stożek, oznaczony ogólnie na fig. 6 numerem identyfikacyjnym 82. Element 82 tworzący stożek jest odpowiednio usytuowany wewnątrz osłony 48 powietrza głównego w układzie podpartym względem nich na wylotowym końcu trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych. Według najkorzystniejszego przykładu wykonania, element 82 tworzący stożek zawiera zmodyfikowa16

PL 201 838 B1 ną wersję płyty rozdzielającej 52. W szczególności, jak najlepiej widać na fig. 6, element 82 formujący stożek składa się z pary płyt rozdzielających, oznaczonych na fig. 6 numerami identyfikacyjnymi, odpowiednio, 84 i 86. Element 82 formujący stożek jest zdolny do realizacji sterowania położeniem czoła płomieni bez tworzenia kieszeni recyrkulacyjnych na końcu wylotowym trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych, a także bez tworzenia cech powierzchniowych, które byłyby wrażliwe na osadzanie na nich cząstek paliw stałych. Ponadto element 82 formujący stożek jest w stanie zapalić paliwo stałe równomiernie w całym strumieniu powietrza głównego wymieszanego z paliwem stałym. Dla ułatwienia do odwoływania się do niego, strumień powietrza głównego wymieszany z paliwem stałym oznaczono na fig. 6 za pomocą wielu strzałek, które są zbiorowo oznaczone ogólnie numerem identyfikacyjnym 88. Takie równomierne spalanie paliw stałych odbywa się w wyniku tego, że jest tworzony „stożek” w wyniku działania elementu 82 formującego stożek, tj. za pomocą płyt rozdzielających 84 i 86, który to element jest w stanie rozdzielić strumień złożony z powietrza głównego i paliw stałych na dwa strumienie, tj. strumień oznaczony strzałkami pokazanymi na fig. 6 oznaczonymi numerami identyfikacyjnymi 90 oraz strumień wskazany parą strzałek, z których każda oznaczona jest na fig. 6 numerem identyfikacyjnym 92. Każdy ze strumieni 90 i 92 może mieć inną prędkość i moment, w wyniku czego trzeci przykład wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych może być zrealizowany w szerokim zakresie wartości prędkości i momentów w zależności od potrzeby wynikającej z regulowania na wylotowym końcu trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych istniejącej tam aerodynamiki, co z kolei wpływa na położenie czoła płomienia i charakterystyki płomienia. Mówiąc ogólnie, zmienne użyte do określania charakteru stożka wytwarzanego za pomocą elementu 82 formującego stożek, tj. za pomocą płyt rozdzielających 84 i 86 są polem powierzchni wlotowej stożka wytwarzanego przez element 82 formujący stożek, w porównaniu z polem powierzchni wlotowej trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych oraz polem powierzchni wylotowej stożka wytworzonego przez element 82 formujący stożek w porównaniu z polem powierzchni wylotowej trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych. Ponadto, jeżeli jest to pożądane bez odchodzenia od istoty wynalazku, stożek wytwarzany przez element 82 formujący stożek może być wykonany tak, żeby zawierał mechanizmy do nadawania zawirowania strumieniowi powietrza głównego, strumieniowi mieszanki paliwowo-powietrznej lub obu oraz do regulowania mieszania strumienia powietrza głównego ze strumieniem mieszanki paliwowo-powietrznej.

Poniżej przedstawiono opis charakteru konstrukcji i trybu działania czwartego przykładu wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych, który, dla odróżnienia od pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych, drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych i trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych oznaczono ogólnie na fig. 8 numerem identyfikacyjnym 312. W celu omówienia podzespołów, te elementy czwartego przykładu wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych, które są wspólne dla czwartego przykładu wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych, jak również dla trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych, drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych i pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych są oznaczone na fig. 9 tymi samymi numerami identyfikacyjnymi, jakie zastosowano do znakowania tych elementów w powiązaniu z ich obrazem na fig. 2 i 3, w powiązaniu z ich obrazem, na fig. 4 i 5 oraz w powiązaniu z ich obrazem na fig. 6 i 7.

Kontynuując, czwarty przykład wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych cechuje się tym, że w jego skład wchodzą środki zmniejszające zawartość NOx do niskiego poziomu, oznaczone ogólnie na fig. 8 numerem identyfikacyjnym 94. Według najkorzystniejszego przykładu wykonania, w skład środków 94 zmniejszających zawartość NO_x do niskiego poziomu wchodzi zmodyfikowana wersja płyty rozdzielającej 52. Bardziej dokładnie, jak najlepiej widać na fig. 8, w skład środków 94 zmniejszających zawartość NOx do niskiego poziomu wchodzi szereg płyt rozdzielających, każda oznakowana na fig. 8, w celu ułatwienia przywoływania, tym samym numerem identyfikacyjnym 96. Z każdą z wielu płyt rozdzielających 96 jest sprzężony pierwszy zespół, oznaczony ogólnie na fig. 8 numerem identyfikacyjnym 98, klinowych elementów o kształcie urwistym, każdy oznaczony na fig. 8 tym samym numerem identyfikacyjnym 100 oraz drugi zespół, oznaczony ogólnie na fig. 8 numerem identyfikacyjnym 102, klinowych elementów o kształcie urwistym, każdy oznaczony na fig. 8 tym samym numerem identyfikacyjnym 104.

Jak można się zorientować na fig. 8, pierwszy zespół 98 klinowatych elementów urwistych 100 jest sprzężony funkcjonalnie z każdą z wielu płyt rozdzielających 96 tak, żeby wystawał, patrząc na

PL 201 838 B1 fig. 8, ku górze w stosunku do niego, tj. tak, żeby wystawał nad oś odpowiedniej jednej spośród szeregu płyt rozdzielających 96. Natomiast drugi zespół 102 klinowatych elementów urwistych 104 jest sprzężony funkcjonalnie z każdą z wielu płyt rozdzielających 96 tak, żeby wystawał, patrząc na fig. 8, w dół w stosunku do niej tak, żeby wystawał poniżej osi odpowiedniej jednej spośród płyt rozdzielających 96.

Według najkorzystniejszego przykładu wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych oraz jak można najlepiej zrozumieć w nawiązaniu do fig. 8, każdy z elementów urwistych 100, jak również elementów urwistych 104 jest wysunięty na odległość 12,7 do 50,8 mm (0,5 do 2,0 cale) od zarówno osłony 48 powietrza głównego, które otaczają strumień mieszanki paliwowo-powietrznej, jak i płaszczyzny wylotowej końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych tak, że obszar strumienia paliw stałych o wysokiej turbulencji jest otoczony obszarem o niskiej turbulencji, który zasłania paliwo stałe. Ponadto w skład zarówno elementów urwistych 100, jak również elementów urwistych 104 wchodzi, jak można zobaczyć na fig. 8, w przybliżeniu klinowaty pod względem konfiguracji, z odsadzonymi występami, oznaczonymi w odniesieniu do elementów urwistych 100, każdy numerem identyfikacyjnym 100a oraz każdy oznaczony, w odniesieniu do elementów urwistych 104 numerem identyfikacyjnym 104a. Te elementy urwiste 100 z odsadzonymi występami 100a i elementy urwiste 104 z odsadzonymi występami 104a mają kształt kwadratowych zębów (są podobne z wyglądu do tak zwanych „zębów w dyni”, tj. zębów wycinanych w dyni na święto Halloween).

Zadaniem elementów urwistych 100 z odsadzonymi występami 100a oraz elementów urwistych 104 z odsadzonymi występami 104a jest maksymalizacja turbulencji i wytwarzanie wirów, z równoczesnym utrzymaniem zdolności końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych do przechylania się kierowania strumieniem paliw stałych. Według najkorzystniejszego z przykładów wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych, każdy z odsadzonych występów 100a i odsadzonych występów 104a ma szerokość około 19,05 do 44,45 mm (0,75 do 1,75 cala) oraz każdy jest odsadzony pionowo o 12,7 do 63,5 mm (0,5 do 2,5 cala) od każdego z odsadzonych występów 100a lub odsadzonych występów 104a, który z nim sąsiaduje.

Nawiązując ponownie do fig. 8, jak można najlepiej z niego zrozumieć, każdy z odsadzonych występów 100a i odsadzonych występów 104a znajduje się na spływowym końcu odpowiedniej jednej z wielu płyt rozdzielających 96, z którą są odpowiednio sprzężone elementy urwiste 104. Zwrócono ponadto tutaj uwagę na fakt, że według najkorzystniejszego przykładu wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych każda z wielu płyt rozdzielających 96 jest o 50,8 mm do 127 mm (2 do 5 cali) krótsza od długości końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych.

W wyniku geometrii, jaką opisano powyżej, środki 94 zmniejszające zawartość NO_x do niskiego poziomu są zdolne do maksymalizacji całego efektu wirów, jakie powstają, ponieważ wiry nie znajdują się tak blisko siebie, że wiry unicestwiają siebie nawzajem. Jednakże geometria, którą opisano powyżej środków 94 zmniejszających zawartość NO_x do niskiego poziomu nadal umożliwia uzyskanie maksymalnej liczby miejsc wytwarzania wirów. Dlatego możliwe jest wytwarzanie czoła płomienia, którego położenie zazwyczaj zależy od typów paliw stałych, wynosząc od 15,24 cm do 60,96 cm (6 cali do stóp) od płaszczyzny wylotowej końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych. Podsumowując, konstrukcja środków 94 zmniejszających zawartość NO_x do niskiego poziomu pod względem liczby, geometrii, wymiarów, zachodzenia zakładkowego i położenia elementów urwistych 100 i elementów urwistych 104 jest skuteczna do optymalizacji liczby „wartości wyzwalających”, które są w stanie zrealizować rozprowadzanie strumienia paliw stałych, tj. strumienia, z równoczesnym utrzymywaniem każdej z „wartości wyzwalających” jako rozróżnialnych indywidualnie miejsc. W wyniku zapewniono zatem końcówkę dyszy do paliw stałych, tj. końcówkę 312 dyszy MRFC do paliw stałych, która, o ile chodzi o jej parametry techniczne, łączy małą emisję NOx z małą zawartością węgla w lotnym popiele przy minimalnym osadzaniu, co z kolei prowadzi do dłuższej żywotności końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych.

Poniżej przedstawiono opis charakteru konstrukcji i trybu działania piątego przykładu wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych, który w celu odróżnienia od pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych, od drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych, od trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych oraz od czwartego przykładu wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych, piąty przykład wykonania końcówki dyszy MRFC do paliw stałych oznaczono na fig. 9 numerem identyfikacyjnym 412.

PL 201 838 B1

Jak widać na fig. 9, w skład końcówki 412 dyszy do paliw stałych wchodzą materiały ceramiczne, takie jak azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu (zawierający krzem w ilości wagowej od około dwudziestu procent (20%) do sześćdziesięciu procent (60%)), kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem albo kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu. Przy doborze materiału ceramicznego na końcówkę 412 dyszy do paliw stałych, niektóre materiały ceramiczne mogą mieć pod pewnymi względami bardziej pożądane właściwości, natomiast pod innymi względami mniej pożądane właściwości, w porównaniu z innymi rozważanymi materiałami ceramicznymi lub pozostałymi materiałami ceramicznymi. Zatem może się okazać niemożliwe zidentyfikowanie konkretnego materiału ceramicznego, jako znacząco bardziej pożądanego niż inne materiały ceramiczne, które również mogą nadawać się na końcówkę 412 dyszy do paliw stałych. Jednakże, w możliwej skali, pożądane byłoby, żeby zmierzona wytrzymałość materiałów ceramicznych, na przykład podczas testu wytrzymałości na zginanie, była stosunkowo duża tak, żeby materiał ceramiczny z większym powodzeniem wytrzymywał odkształcenie. Również w zastosowaniach, w których sproszkowane paliwo stałe jest wtryskiwane przez końcówkę 412 dyszy do paliw stałych przy stosunkowo wysokich temperaturach doprowadzania, taki jak na przykład sproszkowany węgiel albo w zastosowaniach, w których na końcówkę 412 dyszy do paliw stałych działa stosunkowo wysoka temperatura na jej wylocie takim jak, na przykład zastosowanie, w którym końcówka 412 dyszy do paliw stałych jest zamontowana w skrzyni dmuchowej w piecu opalanym sproszkowanym węglem, mogłoby być zwłaszcza pożądane wybieranie materiału ceramicznego, który ma dobrą wytrzymałość na szok termiczny. Materiał ceramiczny o dobrej wytrzymałości na szok termiczny można scharakteryzować, na przykład, wysoką przewodnością termiczną oraz niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej.

Jedną z zalet wytwarzania końcówki 412 dyszy do paliw stałych z materiałów ceramicznych z grupy, w skład której wchodzą azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu zawierający krzem w ilości wagowej od około dwudziestu procent (20%) do sześćdziesięciu procent (60%), kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem albo kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu jest to, że te materiały ceramiczne bardziej prawdopodobnie od innych materiałów ceramicznych tolerują różnice temperatur, jakie na ogół działają w końcówkach dysz do sproszkowanych paliw stałych. Te różnice temperatur są różnicami pomiędzy temperaturami działającymi na końcówkę dyszy do sproszkowanych paliw stałych w zadanym przedziale czasowym. Stosunkowo szybkie lub duże wahania temperatury mogą wywoływać naprężenia w końcówkach dysz do sproszkowanych paliw stałych wykonanych z materiałów ceramicznych prowadzące do uszkodzeń, chociaż, jak zwrócono uwagę, zdolność końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych do wytrzymywania takich naprężeń można poprawić poprzez odpowiedni wybór materiału ceramicznego.

Końcówka 412 dyszy do sproszkowanych paliw stałych jest osadzona wahliwie w komorze paliwowej w instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych takiej jak, na przykład, komora paliwowa 36 za pomocą płytowego zespołu uszczelniającego 500 dyszy do węgla. W skład płytowego zespołu uszczelniającego 500 wchodzi para wsporników montażowych 502A, 502B, każdy z parą otworów montażowych 504 komory paliwowej i otworem montażowym 506 końcówki dyszy. Otwór montażowy 506 końcówki dyszy w każdym wsporniku montażowym 502A, 502B podtrzymuje obrotowo w sobie nadlew czopa dźwigni w formie stalowej tulei 508. Para czopów 510 dźwigni jest osadzona w osłonie 446 powietrza głównego w końcówce 312 dyszy do sproszkowanych paliw stałych, każda w odpowiedniej ściance bocznej osłony powietrza głównego na jej osi poprzecznej. Każdy czop 510 dźwigni jest również osadzony w odpowiedniej tulei 508. Korzystnie, takie rozwiązanie montażowe do montażu końcówki 412 dyszy do sproszkowanych paliw stałych w komorze paliwowej instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych pomaga końcówce dyszy do sproszkowanych paliw stałych wytrzymywać typowe obciążenia działające na końcówkę dyszy do sproszkowanych paliw stałych podczas jej działania, w tym obciążenia wywierane w wyniku wychylania się końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych pod działaniem konwencjonalnego mechanizmu wychylającego końcówki dyszy (nie pokazanego).

Wytrzymałość udarowa i wytrzymałość na rozciąganie końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych według wynalazku mogą być różne od wytrzymałości konwencjonalnej końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych ze stali nierdzewnej. Z tego względu korzystne jest kompensowanie obciążeń wywieranych na końcówkę dyszy do sproszkowanych paliw stałych według wynalazku, takiej jak końcówka 412 dyszy do sproszkowanych paliw stałych, za pomocą, na przykład, urządzenia montażowego komory paliwowej, takiego jak urządzenie opisane powyżej. Zatem czopy 510 dźwigni mają odpowiednią grubość taką, że czopy te, wraz ze stalowymi tulejami 508, w których czopy te są osaPL 201 838 B1 dzone, działają w ten sposób, że równomiernie rozkładają obciążenie końcówki 412 dyszy do sproszkowanych paliw stałych tak, żeby zmniejszyć ryzyko ewentualnego poważnego uszkodzenia końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych z powodu obciążenia powstającego podczas wychylania się końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych.

Poniżej przedstawiono opis charakteru konstrukcji i trybu działania szóstego przykładu wykonania końcówki dyszy do paliw stałych, w którym, w celu odróżnienia od pierwszego przykładu wykonania końcówki 12 dyszy MRFC do paliw stałych od drugiego przykładu wykonania końcówki 112 dyszy MRFC do paliw stałych, od trzeciego przykładu wykonania końcówki 212 dyszy MRFC do paliw stałych i od czwartego przykładu wykonania końcówki 312 dyszy MRFC do paliw stałych oraz piątego przykładu wykonania końcówki 412 dyszy MRFC do paliw stałych, oznaczono na fig. 10-14 numerem identyfikacyjnym 512. Nawiązując zwłaszcza do fig. 11, szósty przykład wykonania końcówki 512 dyszy do paliw stałych zawiera osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej, oznaczoną tu ogólnie numerem identyfikacyjnym 546; osłonę powietrza głównego, oznaczoną tu ogólnie numerem identyfikacyjnym 548; podporę osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, oznaczoną tu ogólnie numerem identyfikacyjnym 550; oraz środki zmniejszające zawartość do niskiego poziomu, oznaczone tu ogólnie numerem identyfikacyjnym 594.

Osłona 546 mieszanki paliwowo-powietrznej, jak najlepiej widać na fig. 11, ma na swoim końcu wlotowym konfigurację bulwiastą. Bulwiasta konfiguracja umożliwia minimalizację możliwości bocznego przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej obok osłony 546 mieszanki paliwowo-powietrznej, to jest, gdy nie przepływa ona zgodnie z przeznaczeniem przez osłonę 546 mieszanki paliwowo-powietrznej, zwłaszcza kiedy osłona 546 mieszanki paliwowo-powietrznej jest w położeniu pochylonym w górę albo pochylonym w dół względem osi końcówki 512 dyszy do paliw stałych. W przypadku bocznego przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej wokół środków osłonowych 546 mieszanki paliwowo-powietrznej występuje również równoczesny efekt przeciwnego oddziaływania na wynikającą z tego intensywność chłodzenia przez mieszankę paliwowo-powietrzną środków osłonowych 546 mieszanki paliwowo-powietrznej.

W skład środków 594 zmniejszających zawartość NO_x do niskiego poziomu wchodzi para płyt rozdzielających, każda oznaczona dla ułatwienia przywoływania tym samym numerem identyfikacyjnym 596. Integralnie uformowany z każdą z wielu płyt rozdzielających 596 jest pierwszy zespół, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 598, elementów o kształcie urwistym, każdy oznaczony tym samym numerem identyfikacyjnym 600 oraz drugi zespół, oznaczony ogólnie tym samym numerem identyfikacyjnym 602, elementów o kształcie urwistym, każdy oznaczony tym samym numerem identyfikacyjnym 604.

Pierwszy zespół 598 elementów 600 o kształcie urwistym jest sprzężony funkcjonalnie z szeregiem płyt rozdzielających 596 tak, żeby wystawał, jak widać na fig. 11, ku górze względem niego, tj. tak, żeby wystawał nad oś odpowiedniego szeregu płyt rozdzielających 596. W odróżnieniu, drugi zespół 602 elementów 604 o kształcie urwistym jest sprzężony funkcjonalnie z każdą z szeregu płyt rozdzielających 596 tak, że wystaje, jak widać na fig. 11, w dół względem nich, tj. tak, że wystaje w dół odpowiedniej jednej z płyt rozdzielających 596.

Każdy element 600 o kształcie urwistym, jak również element 604 o kształcie urwistym wychodzą na 12,7 mm do 50,8 mm (0,5 do 2,0 cali) zarówno od osłony 548 powietrza głównego, która otacza strumień paliwa stałego, jak i od płaszczyzny wylotowej końcówki 512 dyszy do paliw stałych tak, że obszar strumienia paliwa stałego o wysokiej turbulencji jest otoczony „płaszczem” paliwa stałego o niskiej turbulencji. Elementy 600 o kształcie urwistym oraz elementy 604 o kształcie urwistym są podobne z wyglądu do kwadratowych zębów (tak zwanych „zębów w dyni”, tj. zębów wycinanych w dyni na święto Halloween). Zadaniem elementów 600 o kształcie urwistym oraz elementów 604 o kształcie urwistym, jest maksymalizacja turbulencji i zawirowań, a jednocześnie utrzymanie zdolności końcówki 512 dyszy do paliw stałych do wychylania się i kierowania strumieniem paliwa stałego.

Każdy z elementów 600 o kształcie urwistym i elementów 604 o kształcie urwistym jest uformowany na spływowym końcu odpowiedniej jednej z szeregu płyt rozdzielających 596. Każda z szeregu płyt rozdzielających 596 jest o 50,8 mm do 127 mm (2 do 5 cali) krótsza pod względem długości od długości końcówki 512 dyszy do paliw stałych.

Ta część końcówki 512 dyszy do paliw stałych, która zawiera płyty rozdzielające 596, pierwszy zespół 598 elementów o kształcie urwistym i drugi zespół 602 elementów o kształcie urwistym, jak również inne elementy końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych zamknięte albo w jednej, albo obu spośród osłony 546 mieszanki paliwowo-powietrznej i osłony 548 powietrza głównego jest

PL 201 838 B1 wykonana z materiałów ceramicznych zawierających azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu (zawierający wagowo od około trzydziestu procent (30%) do około sześćdziesięciu procent (60%) krzemu), kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu. Końcówka 512 dyszy do paliw stałych może być uformowana jako pojedynczy podzespół, taki jak na przykład pojedynczy odlew albo może być uformowana z dwóch lub więcej pośrednich elementów ceramicznych, przymocowanych do siebie.

Jak widać zwłaszcza na fig. 12, 13 i 14, końcówka 512 dyszy do sproszkowanych paliw stałych jest osadzona wahliwie w komorze paliwowej w instalacji do spalania sproszkowanych paliw stałych, w której jest zainstalowana tak, jak na przykład komora paliwowa 36 pokazana na fig. 1, za pomocą zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla. Końcówka 512 dyszy do sproszkowanych paliw stałych oraz zespół uszczelniający 700 dyszy do węgla są skonfigurowane w odpowiednim położeniu względem siebie, w sposób opisany pokrótce dalej tak, że obciążenie działające na końcówkę 512 dyszy do sproszkowanych paliw stałych, w tym również w trakcie jej działania, zwłaszcza podczas ruchu wychylnego końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych jest, korzystnie, rozkładane na większej rozciągłości końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych niż byłoby to w przeciwnym wypadku, jeżeli końcówka dyszy do sproszkowanych paliw stałych byłaby zamiast tego zamontowana w komorze paliwowej za pomocą konwencjonalnego wychylnego urządzenia montażowego, które sprzęgałoby się z końcówką dyszy do sproszkowanych paliw stałych tylko w dwóch otworach montażowych do ruchu wychylnego, każdy w odpowiedniej przeciwległej ściance bocznej osłony powietrza głównego na poprzecznej osi osłony powietrza głównego.

Jak najlepiej widać na fig. 12, w skład zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla wchodzi para zewnętrznych wsporników bocznych 702A, 702B, para wewnętrznych wsporników bocznych 704A, 704B, para listew uszczelniających 706, 708 oraz para profilowanych klamer 710A, 710B. Listwy uszczelniające 706, 708 biegną poprzecznie równolegle do siebie, w pewnych odstępach, pomiędzy parą wewnętrznych wsporników bocznych 704A, 704B i są osadzone swoimi końcami w wewnętrznych wspornikach bocznych 704A, 704B. Zewnętrzny wspornik poprzeczny 702A jest osadzony w wewnętrznym wsporniku poprzecznym 704A, poprzecznie na zewnątrz, w pewnym odstępie od niego. Profilowana klamra 710A jest osadzona pomiędzy zewnętrznym wspornikiem poprzecznym 702A a wewnętrznym wspornikiem poprzecznym 704A. Zewnętrzny wspornik poprzeczny 702B jest osadzony w wewnętrznym wsporniku poprzecznym 704B, poprzecznie, na zewnątrz, w pewnym odstępie od niego. Profilowana klamra 710B jest osadzona pomiędzy zewnętrznym wspornikiem poprzecznym 702B a wewnętrznym wspornikiem poprzecznym 704B.

Jak widać na fig. 10, końcówka 512 dyszy do sproszkowanych paliw stałych ma parę profilowanych powierzchni tylnych 502A, 502B oraz parę otworów do montażu wychylnego 504A, 504B. W każdej profilowanej powierzchni tylnej 502A, 502B znajduje się para rozstawionych w kierunku wysokości zagłębień, odpowiednio 506A, 506AA i 506B, 506BB. W każdej profilowanej klamrze 710A, 710B zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla znajduje się, jak najlepiej widać na fig. 14, para rozstawionych w kierunku wysokości części noskowych, odpowiednio 712A, 712AA i 712B, 712BB, przy czym profilowane klamry 710A, 710B mają wymiary skorelowane z profilowanymi powierzchniami tylnymi 502A, 502B końcówki 512 dyszy do sproszkowanych paliw stałych tak, że po zamontowaniu zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla w jej położeniu podpartym na tylnej stronie końcówki 512 dyszy do sproszkowanych paliw stałych, części noskowe 712A, 712AA profilowanej klamry 710A są osadzane w zagłębieniach 506A, 506AA, a części noskowe 712B, 712BB są osadzane w zagłębieniach 506B, 506BB. Również, w położeniu podpartym zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla na końcówce 512 dyszy do sproszkowanego paliwa stałego, każda para otworów środkowych 714A, 714B zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla jest zestrojona pozycyjnie z, odpowiednio, otworem 508A, 508B do montażu wychylnego końcówki 512 dyszy do sproszkowanych paliw stałych, co umożliwia następnie włożenie czopów do dźwigni (nie pokazanych) w dwie pary zestrojonych pozycyjnie otworów centralnych 714A, 714B i otworów 508A, 508B i przymocowanie do osłony 546 powietrza głównego i zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla. Czopy do dźwigni są osadzone obrotowo w konwencjonalnych otworach (nie pokazanych) w komorze paliwowej tak, że końcówka 512 dyszy do sproszkowanego paliwa stałego oraz zespół uszczelniający 700 dyszy do węgla wychyla się jako pojedynczy zespół, umożliwiając w ten sposób regulowanie wychylenia końcówki dyszy do sproszkowanych paliw stałych. Pary otworów 716A, 716AA oraz 716B, 716BB są uformowane w zewnętrznych wspornikach poprzecznych, odpowiednio 702A, 702B, zespołu uszczelniającego 700 dyszy do węgla i przystosowane do wkładania w nie śrub (nie pokazanych) do trwałego

PL 201 838 B1 montażu zewnętrznych wsporników poprzecznych 702A, 702B do, odpowiednio, wewnętrznych wsporników poprzecznych 704A, 704B.

Co prawda pokazano kilka przykładów wykonania wynalazku, ale rozumie się samo przez się, że możliwe są ich modyfikacje, o części których wspomniano powyżej, które łatwo mogą wykonać osoby o odpowiednich umiejętnościach w tej dziedzinie. Dlatego intencją jest objęcie tych wszystkich wspomnianych tu modyfikacji, jak również innych możliwych modyfikacji w istocie i zakresie wynalazku.

Claims

1. Końcówka dyszy do paliw stałych do użycia w układzie funkcjonalnym z dyszą do sproszkowanych paliw stałych w układzie spalania w piecu opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi, zawierająca osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej nadającą się do montażu w układzie podpartym na jednym końcu dyszy do sproszkowanych paliw stałych, która to osłona mieszanki paliwowopowietrznej ma koniec wlotowy i koniec wylotowy, osłonę powietrza głównego zamontowaną w układzie podpartym wewnątrz osłony mieszanki paliwowo-powietrznej i co najmniej jedną płytę rozdzielającą, osadzoną wewnątrz osłony powietrza głównego i zawierającą krawędź spływu i krawędź natarcia, znamienna tym, że osłona (46, 546) mieszanki paliwo-powietrznej składa się z co najmniej jednego z grupy materiałów ceramicznych obejmującej azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu zawierający od około 20% wagowych do około 60% wagowych krzemu, kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu i krawędź spływu tej co najmniej jednej płyty rozdzielającej (52, 84, 86, 96, 596) jest stożkowo zwężona.

2. Końcówka według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej jedną płytę rozdzielającą stanowi para płyt rozdzielających (84, 86) umieszczonych dla zapewnienia stożka paliwa stałego wychodzącego z końcówki (212) dyszy do paliw stałych.

3. Końcówka według zastrz. 1, znamienna tym, że co najmniej jedna płyta rozdzielająca (96, 596) zawiera co najmniej jeden element o kształcie urwistym (100, 104, 600, 604).

4. Końcówka według zastrz. 3, znamienna tym, że co najmniej jedną płytę rozdzielającą stanowi wiele płyt rozdzielających (96, 596) zamontowanych w odstępach od siebie w układzie podpartym wewnątrz osłony (48, 548) powietrza głównego, przy czym pierwszy zespół (98, 598) elementów (100, 600) o kształcie urwistym połączony jest z każdą z płyt rozdzielających (96, 596) tak, że wystaje z nich ku górze, a drugi zespół (102, 602) elementów (104, 604) o kształcie urwistym połączony jest z każdą z wielu płyt rozdzielających (96, 596) tak, że wystaje z nich ku dołowi.

5. Końcówka dyszy do paliw stałych do użycia w układzie funkcjonalnym z dyszą do sproszkowanych paliw stałych w układzie spalania w piecu opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi, zawierająca osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej nadającą się do montażu w układzie podpartym na jednym końcu dyszy do sproszkowanych paliw stałych, która to osłona mieszanki paliwowopowietrznej ma koniec wlotowy i koniec wylotowy, osłonę powietrza głównego zamontowaną w układzie podpartym wewnątrz osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, która to osłona powietrza głównego ma krawędź natarcia i krawędź spływu oraz podporę osłony mieszanki paliwowo-powietrznej umieszczoną pomiędzy osłoną mieszanki paliwowo-powietrznej i osłoną powietrza głównego, znamienna tym, że osłona (46, 546) mieszanki paliwowo-powietrznej składa się z co najmniej jednego z grupy materiałów ceramicznych obejmującej azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu zawierający od około 20% wagowych do około 60% wagowych krzemu, kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu i podpora (50, 550) osłony mieszanki paliwowo-powietrznej jest opuszczona względem krawędzi spływu osłony (48, 548) powietrza głównego.

6. Końcówka według zastrz. 5, znamienna tym, że co najmniej jedna płyta rozdzielająca (52, 84, 86, 96, 596) jest podparta w układzie zamontowanym wewnątrz osłony (48, 548) powietrza głównego, przy czym ta co najmniej jedna płyta rozdzielająca (52, 84, 86, 96, 596) jest opuszczona względem końca wylotowego osłony (46, 546) mieszanki paliwowo-powietrznej.

7. Końcówka według zastrz. 5, znamienna tym, że krawędź spływu osłony (48, 548) powietrza głównego jest stożkowe zwężona.

8. Końcówka dyszy do paliw stałych do użycia w układzie funkcjonalnym z dyszą do sproszkowanych paliw stałych w układzie spalania w piecu opalanym sproszkowanymi paliwami stałymi, zawierająca osłonę mieszanki paliwowo-powietrznej nadającą się do montażu w układzie podpartym na jednym końcu dyszy do sproszkowanych paliw stałych, która to osłona mieszanki paliwowo-powietrznej ma koniec

PL 201 838 B1 wlotowy i koniec wylotowy, osłonę powietrza głównego zamontowaną w układzie podpartym wewnątrz osłony mieszanki paliwowo-powietrznej, która to osłona powietrza głównego ma krawędź natarcia i krawędź spływu oraz podporę osłony mieszanki paliwowo-powietrznej umieszczoną pomiędzy osłoną mieszanki paliwowo-powietrznej i osłoną powietrza głównego i co najmniej jedną płytę rozdzielającą, osadzoną wewnątrz osłony powietrza głównego, znamienna tym, że osłona (46, 546) mieszanki paliwo-powietrznej składa się z co najmniej jednego z grupy materiałów ceramicznych obejmującej azotek krzemu, krzemowany węglik krzemu zawierający od około 20% wagowych do około 60% wagowych krzemu, kompozyt tlenku glinu z węglikiem krzemu spojony mulitem oraz kompozyty tlenku glinu z tlenkiem cyrkonu, osłona (46, 546) mieszanki paliwowo-powietrznej ma na swoim końcu wlotowym konfigurację bulwiastą, osłona (46, 546) mieszanki paliwowo-powietrznej ma również zaokrąglone narożniki, podpora (50, 550) osłony paliwowo-powietrznej jest opuszczona względem krawędzi spływu osłony (48, 548) powietrza głównego i płyta rozdzielająca (52, 84, 86, 96, 596) jest opuszczona względem końca wylotowego osłony (46, 546) mieszanki paliwowo-powietrznej.