PT2126470E - Injector a jacto oco de combustível líquido - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO EPíGRAFE: "INJECTOR A JACTO OCO DE COMBUSTÍVEL LÍQUIDO" A invenção diz respeito a um processo e dispositivo de combustão no qual a alimentação em combustível é assegurada por pelo menos um injector. A invenção será mais particularmente descrita para uma utilização para a fusão do vidro nos fornos de vidro, nomeadamente os fornos para o fabrico de vidro plano do tipo float ou os fornos para o fabrico de vidro oco de embalagem, por exemplo os fornos funcionando em inversão do tipo oco utilizando regeneradores (recuperadores de energia) mas ela não é só limitada a tais aplicações. A maior parte dos processos de combustão do tipo pré citado nomeadamente aqueles utilizados nos fornos de vidro são confrontados com problemas de emissão, não desejada de NOx nos fumos de combustão.

Os NOx têm uma influência nefasta por um lado sobre o ser humano e por outro sobre o ambiente. Com efeito, por um lado o 1 Ν02 é um gás irritante e origem de doenças respiratórias. Por outro lado, em contacto com a atmosfera, eles podem formar progressivamente chuvas ácidas. Enfim, eles criam uma poluição foto quimica visto que em combinação com os compostos orgânicos voláteis e a irradiação solar, os NOx estão na origem da formação do azoto dito troposférico cujo aumento de concentração a baixa altitude tornam nocivo para o ser humano, sobretudo no periodo de forte calor. É por isso que as normas em vigor sobre a emissão de NOx se tornam cada vez mais exigentes. Devido mesmo à existência destas normas, os fabricantes e os exploradores do forno, tais como aqueles dos fornos de vidro, preocupam-se, de maneira constante, em limitar ao máximo as emissões de NOx, de preferência com uma taxa inferior a 800, até mesmo inferior a 600 mg por Nm3 de fumos.

Os parâmetros que influem sobre a formação dos NOx foram já analisados. Trata-se essencialmente da temperatura, porque acima de 1300° C a emissão dos NOx aumenta de maneira exponencial, o excesso de ar visto que a concentração dos NOx depende da raiz quadrada daquela do oxigénio ou ainda da concentração em N2.

Numerosas técnicas foram já propostas para reduzir a emissão 2 dos NOx.

Uma primeira técnica consiste em fazer intervir um agente redutor sobre os gases emitidos afim de que os NOx sejam convertidos em azoto. Este agente redutor pode ser o amoniaco mas isto induz inconvenientes tais como a dificuldade de armazenar e manipular um tal produto. É igualmente possível utilizar um gás natural como agente redutor, mas isto faz-se em detrimento do consumo do forno e aumenta as emissões de CO2. A presença de gases redutores em certas partes do forno tais como os regeneradores pode além disso provocar uma corrosão acelerada dos refractários destas zonas. É pois preferível, sem que isso seja obrigatório, libertar-se desta técnica adoptando medidas ditas primárias. Estas medidas são assim chamadas porque não se procura destruir os NOx já formados, como na técnica descrita mais acima, mas de preferência para impedir a sua formação, por exemplo ao nível da chama. Estas medidas são além disso mais simples de implementar e, por consequência, mais económicas. Elas podem todavia não se substituir completamente à técnica pré citada mas vir a completá-la vantajosamente. Estas medidas primárias constituem de toda a maneira um preliminar indispensável para diminuir o consumo de reactivos das medidas secundárias. 3

Pode-se classificar de maneira não limitativa as medidas existentes em várias categorias : - uma primeira categoria consiste em reduzir a formação de NOx com a ajuda da técnica dita de "reburning" pela qual se cria uma zona com deficiência em ar ao nível da câmara de combustão de um forno. Esta técnica apresenta o inconveniente de aumentar a temperatura ao nivel dos empilhamentos de regeneradores e, no caso presente, de prever uma concepção específica dos regeneradores e dos seus empilhamentos, muito particularmente em termos de estanquidade e de resistência à corrosão; - uma segunda categoria consiste em actuar sobre a chama reduzindo ou até mesmo impedindo a formação dos NOx no seu nível. Para isso, pode-se por exemplo procurar reduzir o excesso de ar de combustão. É igualmente possível procurar limitar os picos de temperatura mantendo o comprimento de chama, e aumentar o volume de frente de chamas para reduzir a temperatura média no seio da chama. Uma tal solução é por exemplo descrita nas patentes US6047565 e WO9802386. Ela consiste num processo de combustão para a fusão do vidro, no qual a alimentação em combustível e a alimentação em carburante se efectuam, as duas, de maneira a estender no tempo o contacto combustível/comburente e/ou 4 a aumentar o volume deste contacto com vista a reduzir a emissão dos NOx.

Recordamos que um injector é dedicado à propulsão de combustível, este último tendo vocação para ser queimado por um comburente. Assim, o injector pode fazer parte de um queimador, o termo queimador designando geralmente 0 dispositivo compreendendo por um lado a condução de combustível e aquela do comburente. A patente EP921349 (ou US6244524) propôs com um objectivo de redução dos NOx, um queimador equipado de pelo menos um injector, comportando uma conduta de condução de combustível líquido, do tipo fuel, e uma conduta de condução de fluido de pulverização disposta concentricamente em relação à dita conduta de condução de combustível líquido, a dita conduta de condução de combustível líquido comportando um elemento perfurado de canais oblíquos para meter o combustível líquido sob a forma de um jacto oco casando substancialmente com a parede interna, a geratriz de cada um dos ditos canais fazendo um ângulo de pelo menos 10°, nomeadamente compreendido entre 15 e 30°, de preferência igual a 20°, com a direcção de condução do combustível líquido. O objectivo da invenção é reduzir ainda os NOx em relação 5 àquilo que é possível fazer com base da patente EP921349 (US6244524). Descobriu-se com efeito que a redução do ângulo dos canais oblíquos em relação à direcção da condução de combustível líquido permitiria directamente de alongar a chama produzida, de ganhar em homogeneidade de temperatura da chama e de reduzir os NOx.

Um outro objectivo da invenção é de propor um forno e um processo de combustão, adaptados a todas as configurações de preparação de vidro mineral fundido, que permitem de obter uma transferência térmica óptima, nomeadamente fornecendo uma chama de comprimento adequado e de volume suficientemente importante para favorecer a cobertura máxima do banho de vidro e das matérias vitrifiçáveis em fusão. 0 injector de acordo com a invenção é utilizável em todo o tipo de forno de vidro como os fornos de boca e os fornos de queimadores transversais, estes podendo ser equipados de regeneradores ou de recuperadores. A invenção diz respeito a um injector de pulverização de combustível líquido compreendendo uma conduta de condução de combustível líquido e uma conduta de condução de fluído de pulverização, a dita conduta de condução de combustível líquido compreendendo um elemento perfurado de canais oblíquos 6 para meter o dito combustível sob a forma de um jacto oco em rotação antes da ejecção para fora do dito injector, a geratriz de cada um dos ditos canais formando um ângulo de menos de 10° com a direcção de condução do combustível líguido. O injector compreende uma conduta de condução de combustível líquido, nomeadamente do tipo fuel, e uma conduta de condução de fluído de pulverização disposta geralmente concentricamente em redor da conduta de condução de combustível líquido, a dita conduta de condução de combustível líquido compreendendo o elemento perfurado de canais oblíquos para meter o combustível líquido sob a forma de um jacto oco casando substancialmente com a parede interna, a geratriz de cada um dos ditos canais fazendo um ângulo de menos de 10° com a direcção de condução do combustível líquido. O combustível líquido e o fluído de pulverização desembocando os dois por uma face externa do injector. Geralmente, o fluído de pulverização sai por um orifício concêntrico em redor daquele de ejecção do combustível líquido. É vantajoso que a face externa da conduta de condução do combustível líquido e a face externa do injector estejam no mesmo plano. A conduta de condução de combustível líquido pode igualmente 7 terminar por um bútio para ejectar o combustível líquido através da sua face externa. Neste caso, a face externa da conduta de condução de combustível líquido é a face externa do bútio. A conduta de condução de fluído de pulverização pode terminar por um bloco perfurado de um orifício ejectando o fluído de pulverização, pelo menos uma parte do bútio inserindo-se no dito bloco, a face externa (parte terminal) do bútio sendo alinhada no plano definido pela face externa do bloco (desprovido de contacto com o fluído de pulverização) e sobre a qual desemboca o orifício. A face externa do injector corresponde pois aqui à adição das faces externas do bútio e da face externa do bloco. A face externa da conduta de condução de combustível líquido é aqui a face externa do bútio, visto que a conduta de condução de combustível líquido termina por um bútio.

Criando um escoamento do combustível líquido muito especifico mesmo antes dele desembocar na sua conduta de condução, torna-se possível uma pulverização mecânica eficaz do combustível líquido pelo fluído de pulverização na sua saída da conduta, o que permite de obter uma heteroqeneidade das qotículas deste mesmo combustível, e pois de evitar que a sua combustão se faça com uma grande rapidez, fonte de formação dos NOx. Por via de consequência, para uma temperatura de chama desejada, pode-se permitir de conduzir pouco o comburente na entrada, e portanto, na raiz da chama, o que diminui ainda os riscos de formação dos NOx. 0 combustível líquido pode ser ejectado com uma pressão motriz de alimentação de pelo menos 1,2 MPa.

De maneira preferida, ejecta-se o combustível líquido com uma temperatura compreendida entre 100 e 150° C, de preferência ainda entre 120 e 140° C.

Uma tal gama de temperaturas permite de conduzir não importa qual o tipo de combustível líquido utilizado nas instalações actuais, em particular os fornos de vidro, com a viscosidade requerida imediatamente antes que seja ejectada da sua conduta de condução. Esta viscosidade pode de maneira vantajosa ser pelo menos igual a 5.10”6 m2/s, nomeadamente compreendida entre 10"5 e 2.10-5 m2/s .

Descobriu-se que o ângulo do cone de abertura de ejecção do combustível líquido era correlacionado com o ângulo que fazem os canais oblíquos no elemento para meter o combustível líquido sob a forma de um jacto oco com a direcção de condução do combustível líquido. Em consequência, ejecta-se o combustível líquido segundo um cone de ângulo de abertura de menos de 10°, nomeadamente compreendido entre 3 o e 8o. Um ângulo de abertura de aproximadamente 5o é particularmente bem 9 adaptado.

Tais valores permitem, independentemente da geometria da conduta de condução do combustível líquido e da sua dimensão, não somente ter sistematicamente uma interferência entre o jacto de fluído de pulverização e as gotículas de combustível líquido, interferência necessária no quadro da invenção, mas igualmente uma dispersão do tamanho destas mesmas gotículas de maneira a que a chama resultante seja homogénea em temperatura sobre todo o seu comprimento.

Para isso acontecer o fluído de pulverização, ejecta-se, de maneira muito vantajosa para um débito de no máximo 7 0 Nm3/h, geralmente compreendida entre 30 e 60 Nm3/h. O valor do débito do fluído de pulverização é correlacionado com aquele da pressão deste mesmo fluído, pressão que tem por função limitar ao máximo. Tendo um valor de débito máximo tal como aquele mencionado mais acima, consegue-se obter um comprimento de chama suficiente para todas as configurações de forno de vidro existentes. A conduta de condução de combustível líquido pode compreender um tubo cilíndrico e um bútio. O bútio pode ser fixo, nomeadamente por aparafusamento, no cimo do tubo cilíndrico. 10

Uma geometria do bútio particularmente adaptada ao injector de acordo com a invenção é tal que ela comporta uma câmara de rotação de forma troncónica prolongada por um pipo cuja parede interna é cilíndrica. No decurso de funcionamento, o fluxo de combustível liquido é oco desde a sua colocação em rotação, quer dizer desde que ele sai do elemento perfurado de canais obliquos, e até à sua expulsão do injector, quer dizer à sua pulverização em goticulas.

De maneira particularmente preferida, o ângulo no topo da teta da câmara de rotação é de pelo menos 30°, de preferência, compreendido entre 55 e 65°, nomeadamente 60°, o que permite minimizar as perdas de carga do combustível liquido em escoamento. O elemento encarregado de formar o jacto oco girando o combustível liquido obtura substancialmente a conduta de condução de combustível liquido e é perfurado de canais, nomeadamente cilíndricos, obliquos em relação à direcção de condução do combustível liquido.

Este elemento confere ao combustível liquido um escoamento em rotação permitindo-lhe tomar a forma de um jacto oco e dar-lhe um nivel de energia mecânica suficientemente elevada para que ele possa ser pulverizado na sarda da sua conduta de condução 11 sob a forma de gotículas com dispersão de tamanho óptima.

Os canais podem ser vantajosamente uniformemente repartidos sobre a circunferência do elemento.

Este elemento é de forma permitindo a sua inserção na conduta de condução de combustível liquido e pode por exemplo ser um cilindro, de preferência de duas faces sensivelmente paralelas entre elas (em forma de pastilha) . Estas faces são por outro lado orientadas preferencialmente numa direcção perpendicular à direcção da condução do combustível líquido. 0 elemento compreendendo os canais pode pois nomeadamente ter uma forma cilíndrica cujo eixo corresponde à direcção da condução do combustível líquido.

De uma maneira mais vantajosa, a orientação de cada um dos canais é escolhida de tal maneira que a sua geratriz faça um ângulo alfa de menos de 10°, e mesmo de menos de 8o, até mesmo de menos de 6o, nomeadamente aproximadamente 5o com a direcção de condução de combustível líquido. Geralmente, a orientação de cada um dos canais é escolhida de tal maneira que a sua geratriz faça um ângulo alfa de no máximo de 2o, até mesmo no máximo de 3o, mesmo no máximo de 4o com a direcção de condução de combustível líquido. 12

Esta orientação particular permite de obter uma sinergia entre todos os j actos "divididos" de combustível líquido na sua saída dos canais correspondentes de tal maneira que quando eles saem, eles concorrem para a criação, a jusante, de um jacto oco único casando com a parede interna de toda a conduta seguindo o elemento compreendendo os canais (câmara de rotação depois o topo de expulsão do combustível líquido).

Os canais atravessam o elemento e cada canal se define nomeadamente por um orifício de cada lado do elemento, quer dizer por dois orifícios por canal. Geralmente, o centro dos orifícios de todos os canais situados de um lado do elemento é repartido regularmente sobre um círculo cujo centro corresponde ao eixo do elemento e do injector. Pode-se pois assim definir dois círculos situados cada um de um lado e do outro do elemento. Geralmente, o raio R destes dois círculos pode ser idêntico. A título de exemplo, R pode ir de 2,5 a 4,5 mm.

Se S representa a superfície de todos os canais compreendida no elemento, então prefere-se escolher a relação S/R indo de 6 a 13 mm.

Segundo uma característica adicional, o elemento pode ser montado, a montante do bútio, de maneira estanque na conduta 13 de condução de combustível líquido, de preferência contra a câmara de rotação.

Os termos "jusante" e "montante" devem ser compreendidos por referência à direcção da conduta do combustível líquido.

No que diz respeito à conduta de condução de fluído de pulverização, ela compreende preferencialmente pelo menos um tubo cilíndrico na extremidade do qual é fixo, de preferência por aparafusamento, um bloco perfurado de um orifício no qual se insere pelo menos uma parte do bútio conforme a invenção.

De preferência, o orifício do bloco e a parede externa da parte do bútio que se insere no interior são dispostos de maneira concêntrica. Esta disposição preferida pode por outro lado ser obtida pelo aparafusamento pré citado susceptível de assegurar a auto-centragem dos elementos descritos mais acima, a saber o orifício do bloco em relação à parte do bútio que se insere no interior.

Esta concentricidade é vantajosa na medida em que na sua ausência existe um risco de formação de muito grossas gotículas do combustível líquido, do tipo fuel, na periferia do jacto oco, o que pode implicar uma combustão medíocre com nomeadamente um risco de aumento do patamar de aparecimento de 14 monóxido de carbono. É preferível que a face externa (parte terminal) do bútio seja alinhada no plano definido pela face externa do bloco, quer dizer aquela desprovida de contacto com o fluído de pulverização, e sobre a qual desemboca o orifício. Com efeito, um alinhamento incorrecto implica uma modificação da aerodinâmica do combustível líquido e do fluído de pulverização na sua saída da sua conduta de condução respectiva.

De maneira vantajosa, o injector conforme a invenção que vem sendo descrito é montado de maneira estanque num bloco em material refractário com a ajuda de um dispositivo de estanquidade comportando uma placa munida de alhetas de arrefecimento. Uma tal montagem estanque impede toda a chegada de ar parasita ao nível da extremidade a jusante do injector, ar parasita particularmente nocivo na medida em que ele aumenta o teor em oxigénio na raiz da chama que constitui a parte mais quente desta última. 0 injector de acordo com a invenção pode ser fixo sobre um suporte regulável, um bútio de ventilação sendo orientado para a extremidade a jusante do injector, mais particularmente para a placa pré citada. 0 suporte é de preferência regulável em 15 inclinação, em azimute e em translação nomeadamente para vir se apoiar sobre a placa do dispositivo de estanquidade. 0 bútio de ventilação, quanto a ele, sopra o ar, o que permite evitar um sobre aquecimento excessivo localmente ao nivel da extremidade a jusante do injector. A conduta de condução de combustível liquido pode compreender pelo menos um difusor. 0 combustível liquido utilizado no quadro da invenção é um combustível fóssil liquido correntemente utilizado nos dispositivos de combustão para aquecer as matérias vitrifiçáveis num forno de vidro. Pode por exemplo tratar-se de fuel pesado. 0 fluido de pulverização é, do mesmo modo, aquele que se encontra de maneira usual sobre as instalações correntes e que serve para pulverizar o combustível liquido pré-citado. Isso pode por exemplo ser o ar (chamado neste caso ar primário por oposição ao ar secundário que serve de comburente principal). Pode igualmente tratar-se de gás natural, de oxigénio (no caso de uma oxicombustão) ou de vapor. A invenção aplica-se particularmente aos combustíveis do tipo fuel pesado e ela permite fazer circular muito grossos débitos (500 a 600 kg/h) deste tipo de combustível sobre um só injector conforme a invenção. 16 0 débito de combustível líquido no injector é para determinar a partir do tipo de forno sobre o qual se deseja instalá-lo, os seus parâmetros de funcionamento tais como a tiragem, assim como a natureza do combustível líquido utilizado. Estes valores podem ser estabelecidos sem dificuldade pelo técnico na matéria que pode nomeadamente estabelecer ábacos realizando ensaios. 0 técnico na matéria quererá igualmente escolher um estado de superfície cuidado, respectivamente da câmara de rotação, dos canais, e das paredes internas do pipo, de maneira a assegurar um mínimo de perdas de carga devido às fricções do combustível líquido varrendo estes mesmos elementos a grande velocidade. 0 injector de acordo com a invenção gera pouco NOx na câmara de combustão, por exemplo um forno, o seu funcionamento é assegurado com um débito de fluído de pulverização fraco, o que torna possível uma utilização larga e flexível do comburente e, portanto, na final permite a obtenção de bons resultados do ponto de vista energético. 0 injector é geralmente integrado no queimador compreendendo além disso uma chegada de comburente. Este comburente pode ser o ar, o ar enriquecido em oxigénio ou o oxigénio puro. Geralmente, o injector é colocado sob a chegada de comburente. Para o caso em que o comburente é o ar ou o ar enriquecido em 17 oxigénio, a chegada de ar é assegurada por uma abertura de secção relativamente importante, podendo nomeadamente ser compreendida entre 0,5 e 3 m2, vários injectores podendo ser combinados a cada chegada de ar. A invenção é particularmente adaptada ao fabrico de vidro de alta qualidade nomeadamente óptica, tal como o vidro plano elaborado por flotagem, ou o vidro oco. O forno equipado do injector de acordo com a invenção emite pouco NOx, sem receio de uma combustão redutora nociva eventualmente à coloração do vidro. A invenção pode nomeadamente completar vantajosamente as técnicas descritas nas patentes US6047565 e WO9802386. A figura 1 é uma vista esquemática em corte parcial de um injector de acordo com a invenção. A figura 2 representa um elemento de acordo com a invenção, perfurado de canais colocando o combustível num jacto oco visto de lado (figura 2a) e visto de cima (figura 2b). A figura 3 é uma vista em corte vertical de uma parede de um forno de vidro comportando um injector de acordo com a 18 figura 1. A figura 1 representa uma vista em corte parcial de um injector 1 de acordo com a invenção. Este injector 1 compõe-se de duas alimentações em fluido, a saber respectivamente a conduta de condução do combustível liquido 2 e aquela do fluído de pulverização 3.

As condutas de condução do combustível líquido e do fluído de pulverização pré-citadas são respectivamente ligados, a montante do escoamento de cada um dos dois fluídos, com um circuito proveniente de uma fonte de combustível líquido e uma fonte de fluído pulverização não representados. A conduta de condução de combustível líquido 2 é constituída essencialmente de um tubo cilíndrico 21 no topo do qual é encaixado um bútio 22, Este comporta na sua extremidade a jusante uma câmara de rotação 23 de forma troncónica prolongada por um pipo 24 de parede interna 25 cilíndrica. 0 ângulo no cimo teta da câmara de rotação 23 é igual a 60°.

No interior do bútio 22 pré-citado encontra-se disposto um cilindro 4 montado de maneira estanque confinando contra a câmara de rotação 23. Este cilíndrico 4 é o elemento perfurado de canais oblíquos colocando o combustível líquido sob a forma 19 de um jacto oco. 0 cilíndrico 4 comporta canais 41 uniformemente repartidos sobre a sua circunferência e apresenta duas faces 42, 43 paralelas entre elas e sensivelmente perpendiculares à direcção de condução do combustível líquido simbolizado pela seta f sobre a figura 1, direcção por outro lado idêntica àquela da condução do fluído de pulverização.

Os canais 41 são cilíndricos, a sua geratriz fazendo um ângulo de alfa de 5o com a direcção de condução mencionada mais acima. A conduta de condução do fluído de pulverização 3, quanto a ela, compõe-se essencialmente de um tubo cilíndrico 31 no topo do qual é encaixado um bloco 32 cujo topo rígido interior 33 vem justapor-se contra a extremidade a jusante do tubo 31. 0 bloco 32 é perfurado de um orifício 34 de forma permitindo o encaixe de uma parte do bútio 22. 0 bloco 32 apresenta igualmente do lado do orifício 34 uma parte saliente 35 que permite por encaixe do bloco 32 sobre o tubo cilíndrico 31 de assegurar uma perfeita auto-centragem da parede externa 26 do pipo 24 no interior do orifício 34.

Devido às suas formas complementares, a concentricidade dos 20 dois elementos 26, 34 pré-citados é perfeitamente assegurada, o que evita de ter uma modificação não desejada da dispersão do tamanho das goticulas do combustível liquido na sua saida da conduta 2. 0 alinhamento da parte terminal 36 do bútio (face externa do bútio) no plano (n) é perfeitamente realizado, este plano Π sendo aquele definido pela face externa 37 do bloco, quer dizer aquela desprovida do contacto com o fluido de pulverização e sobre a qual desemboca o orificio 34.

Uma tal disposição contribui para conservar a aerodinâmica dos dois fluidos na sua saida da sua conduta de condução respectiva. A figura 2 representa o cilindro 4 da figura 1 de maneira mais detalhada, vista de lado em corte (figura 2a) e vista de cima (figura 2b). Vê-se sobre a figura 2b que o cilindro comporta 8 canais 20 cujos centros são repartidos regularmente sobre um circulo de raio R. Não se representou sobre a figura 2b senão o orificio surgindo destes canais quer dizer o orificio saindo por cima da peça, salvo para um destes canais para o qual o orificio do alto 21 é desenhado por um circulo contínuo e o orifício debaixo 22 é desenhado pelo círculo em ponteado. Todos os canais são evidentemente idênticos. A figura 2a 21 representa o cilindro visto de lado, só o canal aos orifícios 21 e 22 foi representado. 0 eixo deste canal forma um ângulo alfa com o eixo do cilindro ele mesmo que corresponde à direcção de condução do combustível líquido. No quadro da invenção o ângulo alfa é inferior a 10°. A figura 3 representa uma vista de corte vertical de uma parede de um forno de vidro comportando um injector 5 conforme a figura 1. Nesta configuração particular, vê-se que o injector 5 comporta um suporte 6 regulável em inclinação, em azimute e em translação. Sobre este suporte regulável 6 é fixo o injector 5 que vem apoiar-se contra as paredes de um bloco 7 em material refractário, por intermédio de uma placa 8 munida de alhetas de arrefecimento. O bloco 7 em material refractário é ele mesmo montado numa abertura da parede do forno 9. O injector 5 comporta igualmente um bútio de ventilação 10 orientado para a placa pré-citada. Vê-se por fim dois tubos flexíveis de condução 11, 12 ligados respectivamente às fontes de alimentação do combustível líquido e do fluído de pulverização, fontes não representadas. O funcionamento do injector vai agora ser explicado mais adiante. 22

Na passagem do cilindro 4 o combustível liquido, conduzido por via do tubo cilíndrico 21, é dividido em tantos jactos individuais quantos os que existam nos canais tangenciais 41.

Os jactos individuais chegam então na câmara de rotação 23 vindo bater nas suas paredes, com um minimo de perdas de carga devido ao valor do ângulo no topo teta igual a 60°. A repartição uniforme dos canais tangenciais 41 e a inclinação alfa igual a 5o da geratriz sobre toda a circunferência do cilindro 4 de cada um destes canais têm por consequência uma centrifugação do conjunto dos jactos individuais contra a parede da câmara de rotação 23 sem para tanto que eles interfiram entre eles.

Esta configuração ao nivel da câmara de rotação contribui, a jusante, para que o combustível siga uma trajectória helicoidal colocando-se sob a forma de um jacto oco casando a parede interna 25 do pipo 24.

Na saída do pipo 24, o combustível líquido adquiriu assim uma energia mecânica máxima e, sob a influência do fluído de pulverização, ele explode verdadeiramente em gotículas muito finas cuja dispersão de tamanho é óptima. Uma tal dispersão torna a chama saída do injector e uma vez activada pelo 23 comburente principal, muito homogénea em temperatura sobre todo o seu comprimento.

Uma tal pulverização do combustível alonga mais consideravelmente, para um mesmo débito de combustível, a chama em relação a uma pulverização que seria provocada pelo mesmo injector 1 sem cilindro 4. A dimensão do cilindro 4 deve ser realizada de tal maneira que o preenchimento não seja jamais realizado e que se obtenha, conforme a invenção, sempre um jacto oco casando de maneira substancial esta parede interna. 0 injector que vem sendo descrito é de concepção simples e pouco dispendiosa. É, além disso, integralmente e facilmente desmontável e adaptável sobre as instalações já existentes.

Sobre as figuras, o ângulo alfa é um pouco exagerado para facilitar a compreensão. EXEMPLO 1

Um forno de boca de 144 m2 (superfície do banho de vidro) equipado de um queimador compreendendo um canal de chegada de ar sob a qual são dispostos quatro injectores de fuel liquido 24 a 130°C. Este queimador apresenta uma potência de 15 mega watts. Cada injector contém um elemento de colocação em rotação do fuel compreendendo 8 furos de diâmetro 2,3 mm cujo eixo forma um ângulo de 5o em relação à direcção da conduta do fuel líquido. Os eixos destes furos são dispostos sobre um círculo de raio 3,75 mm. 0 débito de fuel total (soma dos débitos alimentando todos os injectores) sendo de 2000 kg/h. O ar alimentava o queimador em condições estequiométricas em relação ao fuel. O NOx medido nos fumos sendo de 550 mg por Nm3. EXEMPLO 2 (comparativo)

Procede-se como para o exemplo 1 salvo que os furos têm um eixo formando um ângulo de 20° em relação à direcção da condução do fuel liquido. O NOx medido nos fumos sendo de 800 mg por Nm3.

Lisboa, 7 de Outubro de 2010 25

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES la - Injector de pulverização de combustível líquido compreendendo uma conduta de condução de combustível líquido e uma conduta de condução de fluído de pulverização, a dita conduta de condução de combustível líquido compreendendo um elemento perfurado de canais oblíquos para meter o dito combustível sob a forma de um jacto oco em rotação antes da ejecção para fora do dito injector, caracterizado por a geratriz de cada um dos ditos canais formar um ângulo de menos de 10° com a direcção de condução do combustível líquido. 2a - Injector de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por a geratriz de cada um dos ditos canais formar um ângulo compreendido entre 2 e 8o com a direcção de condução do combustível. 3a - Injector de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por a face externa da conduta de condução do combustível líquido estar no mesmo plano que a face externa do inj ector. 4a — Injector de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por a conduta de condução de fluído de 1 pulverização ser disposta concentricamente em redor da conduta de condução de combustivel liquido, a dita conduta de condução de combustível líquido terminando por um bútio para ejectar o combustível líquido através da sua face externa, a dita conduta de condução de fluído de pulverização terminando por um bloco perfurado de um orifício ejectando o fluído de pulverização, pelo menos uma parte do bútio inserindo-se no dito bloco, a face externa do bútio sendo alinhada no plano da face externa do bloco e sobre a qual desemboca o orifício. 5a - Queimador caracterizado por compreender um injector de uma das reivindicações precedentes. 6a — Queimador de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por ele compreender iqualmente uma cheqada de ar ou de ar enriquecido em oxiqénio de secção compreendida entre 0,5 e 3 m2. 7a - Forno caracterizado por compreender um queimador de uma das duas reivindicações precedentes. 8a - Forno de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por ele ser em ciclo. 9a - Processo de tratamento térmico de vidro fundido 2 caracterizado por o vidro fundido ser aquecido num forno da reivindicação precedente. 10â - Utilização do injector ou do queimador de uma das reivindicações 1 a 4 para aquecer o vidro fundido. Lisboa, 7 de Outubro de 2010 3