RU2509955C2 - Задний кожух для регулирования потока воздуха - Google Patents

Задний кожух для регулирования потока воздуха Download PDF

Info

Publication number
RU2509955C2
RU2509955C2 RU2011115779/06A RU2011115779A RU2509955C2 RU 2509955 C2 RU2509955 C2 RU 2509955C2 RU 2011115779/06 A RU2011115779/06 A RU 2011115779/06A RU 2011115779 A RU2011115779 A RU 2011115779A RU 2509955 C2 RU2509955 C2 RU 2509955C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
height
air flow
inlet
housing
hole
Prior art date
Application number
RU2011115779/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011115779A (ru
Inventor
Дарселл КАРРИНГТЕН
Вильям КЕЛЛИ
Original Assignee
Дарселл КАРРИНГТЕН
Вильям КЕЛЛИ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дарселл КАРРИНГТЕН, Вильям КЕЛЛИ filed Critical Дарселл КАРРИНГТЕН
Publication of RU2011115779A publication Critical patent/RU2011115779A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2509955C2 publication Critical patent/RU2509955C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008—Flow control devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F23D14/24—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/70—Baffles or like flow-disturbing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L1/00—Passages or apertures for delivering primary air for combustion 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07006—Control of the oxygen supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Задний кожух для регулирования потока воздуха, предназначенный для использования в горелке, содержит корпус, первое впускное отверстие, кольцевую сборную камеру, кольцевую смесительную камеру, кольцевую стенку и первое и второе отверстия для потока воздуха. Корпус имеет передний и задний концы и продольную ось, проходящую между указанными концами. Первое впускное отверстие для впуска воздуха выполнено в корпусе. Кольцевая сборная камера для сбора воздуха расположена и корпусе и сообщающуюся с первым впускным отверстием. Кольцевая смесительная камера для смешивания потока воздуха расположена в корпусе. Кольцевая стенка разделяет сборную и смесительную камеры. Первое и второе отверстия для потока воздуха проходят между сборной и смесительной камерами и имеют первую и вторую высоту соответственно, являющиеся частью высоты кольцевой стенки. Высота первого отверстия для потока воздуха больше, чем высота второго отверстия для потока воздуха. Изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия и снизить выбросы вредных веществ. 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявкой США №61/099,200, поданной 22 сентября 2008.
[0002] Настоящее изобретение относится к кожухам для использования в горелках и, в частности, к кожухам для использования в горелках, где смешивается воздух или кислород с газообразным или испаренным топливом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Горелки, в которых используется газообразное топливо или жидкое топливо, применяются во многих устройствах, в том числе в котлах, путевых подогревателях, печах, прочем газовом оборудовании и во многом другом. По существу, эти горелки вводят газообразное топливо или жидкое топливо внутрь потока воздуха или кислорода. Если используется жидкое топливо, его следует предварительно испарить или распылить. Полученный в результате поток из топлива и воздуха или кислорода воспламеняется и выходит из форсунки горелки либо в виде видимого пламени, либо в виде потока чрезвычайно горячей газообразной смеси.
[0004] В попытках усовершенствовать узлы, известные из уровня техники, в различных устройствах, таких как котлы, путевые подогреватели, печи и другое газовое оборудование, было проведено глубокое исследование с целью определения качественных и количественных характеристик уровня техники в каждой из этих областей. Исследование показало, что усовершенствования могут быть сделаны в каждой из этих областей без исключения, в частности, в отношении снижения эксплуатационных издержек и сокращения или устранения выбросов. На современных мировых рынках проблемы эксплуатационных издержек и защиты окружающей среды, такие как сокращение или устранение выбросов, - это обычно две из наиболее важных проблем, а, возможно, и самые важные проблемы, с которыми сталкивается большинство предприятий.
[0005] Примечательно, что из уровня техники, очевидно усовершенствования, которые могут быть внесены в эти различные типы устройств, использующих горелки для выработки тепла, не приведут к значительно улучшенному конечному результату. Также очевидно, что фундаментальной проблемой для всех этих различных устройств без исключения является низкий КПД горелки. Большинство горелок, известных из уровня техники имеют КПД только приблизительно 60%-70%. Горение топлива с низким КПД является основной проблемой, присущей всем этим устройствам. Более того, эта проблема низкого КПД горения является главной причиной двух вышеназванных проблем предприятия, а именно эксплуатационных издержек и загрязнения окружающей среды.
[0006] Таким образом, были сделаны выводы о необходимости внесения существенных и принципиальных улучшений в конструкцию горелок с целью фундаментального усовершенствования таких устройств, как котлы, путевые подогреватели, печи и другое газовое оборудование. А именно, для максимального улучшения характеристик котлов, путевых подогревателей, печей и другого газового оборудования, относящихся к издержкам, КПД и т.д., необходимо фундаментально изменить конструкцию горелок, которые снабжают их энергией. Усовершенствование котла, путевого подогревателя, печи и т.п.не имеет смысла, если КПД используемых в них горелок чрезвычайно низкий.
[0007] Примечательно, что попытки таких усовершенствований различных типов горелок предпринимались на протяжении многих лет в различных областях без существенного успеха. В связи с этим обычно применяются другие виды усовершенствований горелочных систем и устройств, которые используют горелки.
[0008] Наиболее распространенным усовершенствованием конструкции, используемым для решения проблемы защиты окружающей среды от выбросов, является повторное использование выхлопных газов. Выяснили, что обычно повторное использование выхлопных газов может быть успешно применено для снижения суммарных выбросов горелочной системы. Однако существуют проблемы, связанные с повторным использованием выхлопных газов. Наиболее серьезной проблемой является то, что повторное использование выхлопных газов требует много дополнительной энергии для пропускания потока смеси, состоящей из воздуха для горения и добавляемого выхлопного газа, через систему. Например, увеличение на 10% количества выхлопного газа, возвращаемого в горелку, обычно приводит к приблизительно 40%-45%-му росту требуемой мощности вентилятора, который нагнетает воздух внутрь горелочной системы. Очевидно, эта попытка решения неприемлема с точки зрения КПД, а, следовательно, и издержек. Ситуация усугубляется, если учесть, что большая часть выхлопных газов проходит через горелочную систему несколько раз.
[0009] Кроме того, существуют горелочные системы, которые используют энергию от высокоскоростных форсунок, подающих воздух для горения, с целью содействия рециркуляции внутри горелочной системы. Эффективность этого технического приема зависит от множества факторов, и обычно возвращение большой части продуктов сгорания в горелку затруднено в случае применения этого технологического приема, таким образом, осложняется его применение во многих ситуациях.
[00010] Понятно, что повторное использование выхлопных газов для сокращения выбросов не является целесообразным решением для усовершенствования конструкции горелочных систем. Сжигание топлива с максимально возможным КПД за один проход через горелочную систему является единственным разумным решением, однако горелок с достаточно высоким КПД не существует.
[00011] Лишь фундаментальное изменение конструкции и принципа работы горелки позволит создать горелку, имеющую высокий КПД и производящую мало выбросов. Основной принцип работы горелок по существу не изменился за несколько последних десятилетий. При исследовании уровня техники обнаружено два примера горелок, которые являются относительно эффективными в отношении КПД и количества выбросов, но не достаточно эффективны в сравнении с описанным ниже настоящим изобретением.
[00012] В патенте US 7,484,956, выданном 3 февраля 2009, авторами которого являются Кобаяши (Kobayashi) и др., раскрыто горение с низким выделением оксидов азота (NOx) с использованием сгенерированных потоков кислорода и азота. Горение углеводородного топлива с меньшим образованием оксидов азота достигается путем подачи топлива в атмосферу, незначительно обогащенную кислородом, и разделения воздуха на обогащенный кислородом и обогащенный азотом потоки, которые подаются отдельно внутрь камеры сгорания.
[00013] В патенте US 7,429,173, выданном 30 сентября 2008, авторами которого являются Ланари (Lanary) и др., раскрыта газовая горелка для использования в печи и способ сжигания газа в печи, в частности, но не единственно, технологической печи, используемой в процессе крекинга или очистки нефти. Газовая горелка содержит два канала с находящимися рядом выпускными отверстиями. Первый канал сообщается с источником сжатого топливного газа и имеет отверстие, через которое повторно используемый выхлопной газ может входить в первый канал, а второй канал сообщается с источником воздуха. В процессе работы топливный газ нагнетается внутрь первого канала, и повторно используемый выхлопной газ таким образом втягивается внутрь первого канала, так что он смешивается с топливным газом. Топливный газ частично сгорает, а смесь частично сгоревшего топливного газа и повторно используемого выхлопного газа течет вверх по первому каналу, входит в контакт с воздухом из второго канала и сгорает. Использование повторно используемого выхлопного газа удерживает низкий уровень выбросов оксидов азота, а поскольку повторно используемый выхлопной газ втягивается внутрь первого канала потоком сжатого топливного газа, нет необходимости в сложных насосных механизмах.
[00014] В патенте US 7,422,427, выданном 9 сентября 2008, автором которого является Лифшиц (Lifshits), раскрыта имеющая высокий КПД и низкое выделение оксидов азота горелка и способ ее эксплуатации. Горелка предназначена для установки в печь, включающую смесительную камеру, ограниченную по меньшей мере передней стенкой печи, двумя боковыми стенками, верхней стенкой и нижней стенкой; а также теплопроводящие трубы, через которые течет теплопроводная среда, и которые расположены на по меньшей мере одной из следующих стенок: верхняя стенка, нижняя стенка и боковые стенки. Горелка в сборе установлена на передней стенке печи и имеет трубчатый элемент с открытым дальним концом, который расположен внутри смесительной камеры. Другой конец трубчатого элемента присоединен к передней стенке печи. Несколько отверстий для воздуха для горения проходят внутрь трубчатого элемента от его другого, ближнего, конца и соединены с источником воздуха для горения. Несколько форсунок, впрыскивающих топливный газ, также проходят внутрь трубчатого элемента от его другого конца и соединены с источником топлива. Отверстия для печного газа, сформированные в трубчатом элементе, находятся на некотором расстоянии от дальнего конца, расположены вдоль периферии трубчатого элемента и размещены относительно смешивающей камеры таким образом, что печные газы циркулируют мимо некоторых из теплопроводящих труб, прежде чем они достигают отверстий для печного газа с образованием в результате смеси из воздуха для горения, топливного газа и печного газа. Обтекатель на дальнем конце трубчатого элемента создает зону повторного использования для смеси ниже по течению обтекателя и трубчатого элемента.
[00015] В патент US 6,485,289, выданном 26 ноября 2002, авторами являются Келли (Kelly) и др., раскрывает горелочную систему и процесс горения со значительно сниженным выделением оксидов азота. Газы из зоны реактора модификации и обогащения топлива сводятся с продуктами из зоны реактора обеднения топлива в зоне реактора низкотемпературного выгорания и сниженного образования оксидов азота. Реактор модификации и обогащения топлива стабилизирует горение за счет повторного использования горячих газов к реагентам. Реакции распада азотсодержащих продуктов в зоне обогащения топлива сдерживают выработку оксидов азота. Азотсодержащие продукты из зоны обогащения топлива и оксиды азота из зоны обеднения топлива затем реагируют в зоне выгорания при оптимальной температуре, и азотсодержащие продукты примешиваются, если количество оксидов азота снижается до минимума. Температура во всех зонах и, в частности, в зоне выгорания может регулироваться путем вовлечению печного газа, инициируемого повторного использования дымовых газов и активного охлаждения с помощью излучательной и/или конвективной теплопередачи. Выделение оксидов азота может быть еще более снижено путем введения аммиака или подобных аминсодержащих продуктов внутрь зоны низкотемпературного выгорания. Путем балансировки реакций, сдерживающих горение и образование выбросов, в нескольких зонах может быть обеспечено малое количество выбросов при хороших характеристиках стабильности пламени, отказоустойчивости, теплопередачи и уровня шума.
[00016] Задачей настоящего изобретения является создание заднего кожуха для регулирования потока воздуха, предназначенного для использования в горелке и обуславливающего очень высокий КПД сжигания топлива в горелке.
[00017] Еще одной задачей настоящего изобретения является создание заднего кожуха для регулирования потока воздуха, предназначенного для использования в горелке и обуславливающего минимальное производство горелкой нежелательных выбросов.
[00018] Еще одной задачей настоящего изобретения является создание заднего кожуха для регулирования потока воздуха, предназначенного для использования в горелке, причем этот задний кожух для регулирования потока воздуха и горелка могут быть использованы с различными типами газообразного и жидкого топлива.
[00019] Еще одной задачей настоящего изобретения является создание заднего кожуха для регулирования потока воздуха, предназначенного для использования в горелке, причем этот задний кожух для регулирования потока воздуха и горелка являются экономически эффективными.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00020] Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предлагается новый задний кожух, преобразующий поток кислорода, для использования в горелке. Задний кожух, регулирующий поток кислорода, содержит корпус, имеющий передний конец и задний конец и продольную ось, проходящую между передним концом и задним концом;
выполненное в корпусе первое впускное отверстие для впуска кислорода;
по существу кольцевую сборную камеру для сбора кислорода, расположенную в корпусе и сообщающуюся с первым впускным отверстием;
по существу кольцевую смесительную камеру для смешивания потока кислорода, расположенную в корпусе;
по существу кольцевую стенку, в целом разделяющую сборную камеру и смесительную камеру для потока кислорода;
первый канал для потока кислорода, проходящий между сборной камерой и смесительной камерой и имеющий первую высоту, которая является частью высоты по существу кольцевой стенки; и
второй канал для потока кислорода, проходящий между сборной камерой и смесительной камерой и имеющий вторую высоту, которая является частью высоты по существу кольцевой стенки.
Высота первого канала для потока кислорода больше, чем высота второго канала для потока кислорода.
[00021] Другие преимущества, признаки и особенности настоящего изобретения, принципы работы и функции соответствующих элементов конструкции, а также соединение деталей и экономия при производстве более понятны из нижеследующего подробного описания, прилагаемых формулы изобретения и чертежей. Краткое описание чертежей приведено ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00022] Новизна заднего кожуха для регулирования потока кислорода согласно настоящему изобретению, относящаяся к его конструкции, организации, эксплуатации, принципу работы, а также другие его задачи и преимущества, поняты из следующих чертежей, на которых изображен предпочтительный вариант реализации, приведенный в качестве примера. Следует понимать, однако, что чертежи приведены только в целях пояснения и описания и не ограничивают изобретение. На прилагаемых чертежах:
[00023] на фиг.1 изображен вид сбоку в вертикальном разрезе предпочтительного варианта реализации заднего кожуха для регулирования потока воздуха, согласно настоящему изобретению, установленного в горелке;
[00024] на фиг.2 изображен вид в перспективе предпочтительного варианта реализации заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно фиг.1, установленного в горелке;
[00025] на фиг.3 изображен вертикальный вид сбоку заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно фиг.2;
[00026] на фиг.4 изображен вертикальный вид спереди заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно фиг.2;
[00027] на фиг.5 изображен вертикальный вид сзади заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно фиг.2;
[00028] на фиг.6 изображено сечение по линии 6-6 на фиг.4 заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно фиг.2;
[00029] на фиг.7 изображено сечение по линии 7-7 на фиг.4 заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно фиг.1; и
[00030] на фиг.8 изображено сечение по линии 8-8 на фиг.3 заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно фиг.1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА РЕАЛИЗАЦИИ
[00031] На фиг.1-8 проиллюстрирован предпочтительный вариант реализации заднего кожуха для регулирования потока воздуха согласно настоящему изобретению, обозначенного позицией 30. Следует понимать, несмотря на то, что для некоторых форм горелок определение переднего конца и заднего конца может быть довольно условным, передним концом обычно считается тот, где производится пламя, а задним концом считается та область, где находятся впускные отверстия для впуска воздуха и топлива и где начинается смешивание воздуха и топлива.
[00032] Рассмотрим фиг.1-8, которые показывают предпочтительный вариант реализации заднего кожуха 30 для регулирования потока воздуха согласно настоящему изобретению. Необходимо понимать, что, хотя для некоторых форм горелок определение переднего конца и заднего конца может быть довольно условным, передним концом обычно считается тот, где производится пламя, а задним концом считается та область, где находятся впускные отверстия для впуска воздуха и топлива и где начинается смешивание воздуха и топлива.
[00033] Кроме того, следует понимать, что для удобства термин «воздух» используется для описания воздуха, получаемого от источника нагнетаемого или сжатого воздуха, а также кислорода от источника нагнетаемого или сжатого кислорода. Если используется источник воздуха, то кислород, присутствующий в воздухе, реагирует с топливом, таким как пропан, природный газ и т.п. Азот, присутствующий в воздухе, просто отделяется от кислорода при горении. Возможно использование водород вместе с кислородом.
[00034] Кожух 30 содержит корпус 32, имеющий передний конец 33 и задний конец 34. Продольная ось L проходит между концом 33 и концом 34. Предпочтительно, корпус 32 выполнен из металла, но может быть выполнен и из любого другого подходящего материала.
[00035] Кожух 30 также содержит в корпусе 32 канал 36 для размещения форсунки. Канал 36 в целом расположен в корпусе 32 по центру и ориентирован вдоль оси L. Кожух 30 также содержит кольцевую коническую часть 37, проходящую вперед от корпуса 32. Канал 36 проходит через часть 37.
[00036] В корпусе 32 имеется по меньшей мере одно впускное отверстие для впуска воздуха, а в предпочтительном варианте реализации изобретения, как изображено на чертежах, в корпусе 32 имеется первое впускное отверстие 38 для впуска воздуха и второе впускное отверстие 39 для впуска воздуха, в частности в кожухе 32. Первое впускное отверстие 38 и второе впускное отверстие 39 разнесены на 180° с целью эффективного максимизирования последующего смешивания воздушного потока. Каждое из отверстий 38 и 39 ориентировано в целом вдоль оси L, как изображено на чертежах, но в других вариантах реализации изобретения может быть ориентировано под другим углом. В указанном корпусе 32 возможны дополнительные впускные отверстия для впуска воздуха для обеспечения введения дополнительного воздуха при необходимости.
[00037] Кроме того, следует отметить, что согласно альтернативному варианту реализации изобретения могут существовать дополнительные впускные отверстия для введения вторичного топлива, такого как водород, и даже введения несгоревших выбросов от горелок других типов и т.п.
[00038] Кожух 30 для регулирования потока воздуха содержит в корпусе 32 по существу кольцевую сборную камеру 29 для сбора воздуха. Камера 29 сообщается с отверстием 38 и отверстием 39. Камера 29 имеет по существу круглую форму.
[00039] Кроме того, в корпусе 32 имеется по существу кольцевая смесительная камера 100 для смешивания потока воздуха. Смесительная камера 100 также имеет по существу круглую форму.
[00040] По существу кольцевая стенка 110 в целом разделяет сборую камеру 29 и смесительную камеру 100. По существу кольцевая стенка 110 имеет по существу круглую форму.
[00041] Камера 29 в целом окружает камеру 100. Высота камеры 29 и высота камеры 100 равны друг другу. Кроме того, камера 29 и камера 100 по существу продольно выровнены друг с другом вдоль продольной оси L.
[00042] Первое впускное отверстие 38 и второе впускное отверстие 39 расположены позади камеры 29 с целью обеспечения поступательного потока воздуха, надлежащим образом направленного в камеру 29. Таким образом, крепежные приспособления, посредством которых воздушные трубопроводы присоединены к первому впускному отверстию 38 и второму впускному отверстию 39, не выступают наружу в боковом направлении, что могло бы оказаться ненадежным.
[00043] Первое отверстие 101 для потока воздуха проходит между камерой 29 и камерой 100. Первое отверстие 101 имеет первую высоту, которая является частью высоты кольцевой стенки 110. Имеется также второе отверстие 102 для потока воздуха, которое проходит между камерой 29 и камерой 100. Отверстие 102 имеет вторую высоту, которая является частью высоты кольцевой стенки 110. Высота первого отверстия 101 для потока воздуха больше, чем высота второго отверстия 102 для потока воздуха.
[00044] Горелка 20 также содержит третье отверстие 103 для потока воздуха, проходящее между камерой 29 и камерой 100. Третье отверстие 103 имеет третью высоту, которая является частью высоты кольцевой стенки 110. Высота первого отверстия 101 для потока воздуха больше, чем высота третьего отверстия 103 для потока воздуха, и высота второго отверстия 102 для потока воздуха больше, чем высота третьего отверстия 103 для потока воздуха.
[00045] Горелка 20 также содержит четвертое отверстие 104 для потока воздуха, проходящее между камерой 29 и камерой 100. Четвертое отверстие 104 имеет четвертую высоту, которая является частью высоты кольцевой стенки 110. Высота первого отверстия 101 для потока воздуха больше, чем высота четвертого отверстия 104 для потока воздуха. Высота второго отверстия 102 для потока воздуха больше, чем высота четвертого отверстия 104 для потока воздуха. Высота третьего отверстия 103 для потока воздуха больше, чем высота четвертого отверстия 104 для потока воздуха.
[00046] Обнаружено, что разность высот первого отверстия 101, второго отверстия 102, третьего отверстия 103 и четвертого отверстия 104 обеспечивает эффективное динамическое смешивание потока воздуха, входящего в камеру 100.
[00047] В альтернативном варианте реализации настоящего изобретения возможна такая ориентация под некоторым углом первого, второго, третьего и четвертого отверстия для потока воздуха, что воздух, текущий через них, входит в камеру 100 под углом, благодаря чему в этой камере 100 создаются кольцеобразно закрученные потоки.
[00048] Во время работы воздух входит в кожух 30 через первое впускное отверстие 38 и второе впускное отверстие 39 и первоначально накапливается в камере 29. Воздух проходит из камеры 29 в камеру 100 через первое отверстие 101, второе отверстие 102, третье отверстие 103 и четвертое отверстие 104. Разностью высот первого отверстия 101, второго отверстия 102, третьего отверстия 103 и четвертого отверстия 104 обусловлено поступление воздуха в камеру 100 на четырех четко выраженных и отличных друг от друга «уровнях» (относительно оси L), в результате чего обеспечивается неламинарный поток воздуха. Благодаря этому воздух является максимально турбулентным, что способствует полному смешиванию воздуха ниже по течению с топливом из распылителя 60 топливной форсунки.
[00049] Вышеприведенное описание и прилагаемые чертежы позволяют понять, что, согласно настоящему изобретению, предлагается задний кожух для регулирования потока воздуха, предназначенный для использования в горелке, имеющей очень высокий КПД при сжигании топлива, производящей минимум нежелательных выбросов, выполненной с возможностью использования с разными типами газообразного и жидкого топлива, которая является экономически эффективной, и не раскрытой в уровне техники во всей совокупности своих признаков.
[00050] Другие изменения описанных выше принципов очевидны для специалиста, обладающего знаниями в области техники, к которой относится настоящее изобретение, и эти изменения следует считать входящими в рамки настоящего изобретения. Кроме того, другие модификации и изменения возможны для выполнения в конструкции и при производстве топливной форсунки согласно настоящему изобретению без отступления от сущности прилагаемой формулы изобретения.

Claims (19)

1. Задний кожух для регулирования потока воздуха, предназначенный для использования в горелке и содержащий:
корпус, имеющий передний и задний концы и продольную ось, проходящую между указанными передним и задним концами;
первое впускное отверстие для впуска воздуха, выполненное в корпусе;
по существу, кольцевую сборную камеру для сбора воздуха, расположенную в корпусе и сообщающуюся с первым впускным отверстием;
по существу, кольцевую смесительную камеру для смешивания потока воздуха, расположенную в корпусе;
по существу, кольцевую стенку, в целом разделяющую сборную и смесительную камеры;
первое отверстие для потока воздуха, проходящее между сборной и смесительной камерами и имеющее первую высоту, являющуюся частью высоты указанной, по существу, кольцевой стенки; и
второе отверстие для потока воздуха, проходящее между сборной и смесительной камерами и имеющее вторую высоту, являющуюся частью высоты указанной, по существу, кольцевой стенки,
причем высота первого отверстия для потока воздуха больше, чем высота второго отверстия для потока воздуха.
2. Кожух по п.1, дополнительно содержащий третье отверстие для потока воздуха, проходящее между сборной и смесительной камерами и имеющее третью высоту, являющуюся частью высоты указанной, по существу, кольцевой стенки, причем высота первого отверстия для потока воздуха больше, чем высота третьего отверстия для потока воздуха, и высота второго отверстия для потока воздуха больше, чем высота третьего отверстия для потока воздуха.
3. Кожух по п.2, дополнительно содержащий четвертое отверстие для потока воздуха, проходящее между сборной и смесительной камерами и имеющее четвертую высоту, являющуюся частью высоты указанной, по существу, кольцевой стенки, причем высота первого отверстия для потока воздуха больше, чем высота четвертого отверстия для потока воздуха, высота второго отверстия для потока воздуха больше, чем высота четвертого отверстия для потока воздуха, и высота третьего отверстия для потока воздуха больше, чем высота четвертого отверстия для потока воздуха.
4. Кожух по п.1, корпус которого выполнен из металла.
5. Кожух по п.1, который дополнительно содержит второе впускное отверстие для впуска воздуха и сборная камера которого сообщается с этим вторым впускным отверстием.
6. Кожух по п.1, сборная камера которого имеет, по существу, круглую форму.
7. Кожух по п.6, указанная, по существу, кольцевая стенка которого имеет, по существу, круглую форму.
8. Кожух по п.1, в котором высота сборной камеры равна высоте смесительной камеры.
9. Кожух по п.1, в котором сборная камера в целом окружает смесительную камеру.
10. Кожух по п.9, в котором сборная камера и смесительная камера, по существу, продольно выровнены друг с другом вдоль указанной продольной оси.
11. Кожух по п.1, в котором первое впускное отверстие расположено позади сборной камеры.
12. Кожух по п.11, в котором первое впускное отверстие ориентировано в целом вдоль указанной продольной оси.
13. Кожух по п.1, который дополнительно содержит второе впускное отверстие для впуска воздуха, расположенное в корпусе, и сборная камера которого сообщается с этим вторым впускным отверстием.
14. Кожух по п.13, в котором второе впускное отверстие расположено позади сборной камеры.
15. Кожух по п.14, в котором второе впускное отверстие ориентировано в целом вдоль указанной продольной оси.
16. Кожух по п.1, дополнительно содержащий сквозной канал для вставки форсунки, расположенный в корпусе.
17. Кожух по п.16, в котором указанный сквозной канал в целом отцентрован в корпусе и ориентирован вдоль указанной продольной оси.
18. Кожух по п.17, дополнительно содержащий кольцевую коническую часть, проходящую вперед от корпуса.
19. Кожух по п.18, в котором указанный сквозной канал проходит через кольцевую коническую часть.
RU2011115779/06A 2008-09-22 2009-09-22 Задний кожух для регулирования потока воздуха RU2509955C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9920008P 2008-09-22 2008-09-22
US61/099,200 2008-09-22
PCT/CA2009/001309 WO2010031175A1 (en) 2008-09-22 2009-09-22 Air-flow-controlling rear housing member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011115779A RU2011115779A (ru) 2012-10-27
RU2509955C2 true RU2509955C2 (ru) 2014-03-20

Family

ID=42039047

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011115778/06A RU2507447C2 (ru) 2008-09-22 2009-09-22 Горелка
RU2011115779/06A RU2509955C2 (ru) 2008-09-22 2009-09-22 Задний кожух для регулирования потока воздуха

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011115778/06A RU2507447C2 (ru) 2008-09-22 2009-09-22 Горелка

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20100167222A1 (ru)
EP (2) EP2334985A4 (ru)
CN (3) CN104197331B (ru)
AU (2) AU2009295222A1 (ru)
RU (2) RU2507447C2 (ru)
WO (3) WO2010031175A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014085361A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Corning Incorporated Swirling burner and process for submerged combustion melting
MD829Z (ru) * 2014-03-17 2015-05-31 "Goliat-Vita" Ооо Горелка для сжигания твердого топлива

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU155145A1 (ru) *
US3007515A (en) * 1955-11-14 1961-11-07 John M Furdock Oil burners
CA1003460A (en) * 1972-12-31 1977-01-11 Shoichi Tsuji Multihole fuel injection nozzle
SU1114855A1 (ru) * 1982-04-13 1984-09-23 Опытно-Экспериментальный Завод Ленинградского Технологического Института Им.Ленсовета Стабилизатор пламени стеклодувной горелки
US5603211A (en) * 1993-07-30 1997-02-18 United Technologies Corporation Outer shear layer swirl mixer for a combustor
US7422427B2 (en) * 2004-02-25 2008-09-09 Coen Company, Inc. Energy efficient low NOx burner and method of operating same

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1370486A (en) * 1920-05-05 1921-03-01 Reid John Oil-burning-furnace front
US1817470A (en) * 1923-09-28 1931-08-04 Adams Henry Fuel burning apparatus and method
US1789543A (en) * 1926-09-16 1931-01-20 Caldwell Ex Corp Heat generator
US1841465A (en) * 1928-11-15 1932-01-19 Surface Combustion Corp Gas burner
US2626186A (en) * 1948-08-26 1953-01-20 Nakken Products And Dev Co Inc Injector nozzle
US2672190A (en) * 1949-08-12 1954-03-16 Alfred F Schumann Mixing valve for spray type oil burners
US3154134A (en) * 1954-04-30 1964-10-27 Bloom Eng Co Inc Variable flame type gas burner
US2878065A (en) * 1956-07-23 1959-03-17 Lucas Industries Ltd Liquid fuel discharge nozzles
US3115924A (en) * 1960-02-03 1963-12-31 Selas Corp Of America Burner
FR1384015A (fr) * 1963-11-19 1965-01-04 Heurtey Sa Brûleur à flamme étalée
US3229748A (en) * 1963-11-29 1966-01-18 Eclipse Fuel Eng Co Tube-firing gas burner assembly
JPS5141693B1 (ru) * 1971-05-24 1976-11-11
US3915619A (en) * 1972-03-27 1975-10-28 Phillips Petroleum Co Gas turbine combustors and method of operation
US3927520A (en) * 1974-02-04 1975-12-23 Gen Motors Corp Combustion apparatus with combustion and dilution air modulating means
CA1107064A (en) * 1978-04-17 1981-08-18 Charles E. Young Burner for flash smelting furnace
IT1133435B (it) * 1980-06-06 1986-07-09 Italimpianti Bruciatore a volta radiante
DE3113511C2 (de) * 1981-04-03 1986-07-10 Holec Gas Generators B.V., Nijmegen Brennereinrichtung für einen gasartigen Brennstoff
HU186436B (en) * 1981-11-02 1985-07-29 Tuezelestechnikai Kutatointez Gas burner of flat flame
IT1159293B (it) * 1982-04-23 1987-02-25 Giavelli Mec Spa Bruciatore con preriscaldamento dell'aria di combustione, particolarmente per forni ceramici di cottura
US4702691A (en) * 1984-03-19 1987-10-27 John Zink Company Even flow radial burner tip
US4929541A (en) * 1988-09-02 1990-05-29 Cambridge Engineering, Inc. Direct gas fired industrial air heater burner
US4988287A (en) * 1989-06-20 1991-01-29 Phillips Petroleum Company Combustion apparatus and method
US5199355A (en) * 1991-08-23 1993-04-06 The Babcock & Wilcox Company Low nox short flame burner
RU2003924C1 (ru) * 1992-01-16 1993-11-30 Череповецкий металлургический комбинат Газова горелка с регулируемой длиной факела
US5380194A (en) * 1992-09-22 1995-01-10 Polomchak; Robert W. Heating device
US5241949A (en) * 1993-02-17 1993-09-07 Eclipse, Inc. Recuperative radiant tube heating system especially adapted for use with butane
DE4426351B4 (de) * 1994-07-25 2006-04-06 Alstom Brennkammer für eine Gasturbine
DE4426353A1 (de) * 1994-07-25 1996-02-01 Abb Research Ltd Brenner
US6024083A (en) * 1998-12-08 2000-02-15 Eclipse Combustion, Inc. Radiant tube burner nozzle
NL1012026C2 (nl) * 1999-05-11 2000-11-20 Zowel B V Warmtewisselaar met een brander en een warmtewisselaareenheid.
US6485289B1 (en) * 2000-01-12 2002-11-26 Altex Technologies Corporation Ultra reduced NOx burner system and process
KR100413057B1 (ko) * 2000-08-22 2003-12-31 한국과학기술연구원 토네이도의 원리를 이용한 그라운드 플레어의 소각 용량증대방법 및 그 장치
FR2814796B1 (fr) * 2000-10-03 2003-08-29 Air Liquide Bruleur tri-tubes pour fours notamment a verre et a metaux, et procede d'injection de combustible et de carburant par un tel bruleur
JP3764341B2 (ja) * 2001-02-21 2006-04-05 株式会社日立製作所 ガスタービン燃焼器
JP3632610B2 (ja) * 2001-03-26 2005-03-23 日産自動車株式会社 自動車の燃料給油口構造
GB2394275B (en) 2002-08-14 2005-09-21 Hamworthy Combustion Eng Ltd Burner and method of burning gas in a furnace
US6695609B1 (en) * 2002-12-06 2004-02-24 John Zink Company, Llc Compact low NOx gas burner apparatus and methods
US7484956B2 (en) 2003-09-16 2009-02-03 Praxair Technology, Inc. Low NOx combustion using cogenerated oxygen and nitrogen streams
US20070205543A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Lanyi Michael D Oxidant-swirled fossil fuel injector for a shaft furnace
UA23790U (en) * 2007-01-04 2007-06-11 Mariupol I Metallurgical Works Gas burner

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU155145A1 (ru) *
US3007515A (en) * 1955-11-14 1961-11-07 John M Furdock Oil burners
CA1003460A (en) * 1972-12-31 1977-01-11 Shoichi Tsuji Multihole fuel injection nozzle
SU1114855A1 (ru) * 1982-04-13 1984-09-23 Опытно-Экспериментальный Завод Ленинградского Технологического Института Им.Ленсовета Стабилизатор пламени стеклодувной горелки
US5603211A (en) * 1993-07-30 1997-02-18 United Technologies Corporation Outer shear layer swirl mixer for a combustor
US7422427B2 (en) * 2004-02-25 2008-09-09 Coen Company, Inc. Energy efficient low NOx burner and method of operating same

Also Published As

Publication number Publication date
CN102224378A (zh) 2011-10-19
EP2334985A4 (en) 2014-08-06
US20100154771A1 (en) 2010-06-24
RU2011115779A (ru) 2012-10-27
AU2009295222A1 (en) 2010-03-25
WO2010031174A3 (en) 2010-05-14
US20100167222A1 (en) 2010-07-01
RU2507447C2 (ru) 2014-02-20
AU2009295221A1 (en) 2010-03-25
EP2338000A4 (en) 2014-08-06
CN102224378B (zh) 2014-07-23
RU2011115778A (ru) 2012-10-27
WO2010031176A1 (en) 2010-03-25
EP2334985A2 (en) 2011-06-22
CN102224379B (zh) 2014-09-24
CN104197331A (zh) 2014-12-10
WO2010031174A2 (en) 2010-03-25
CN102224379A (zh) 2011-10-19
EP2338000A1 (en) 2011-06-29
CN104197331B (zh) 2017-07-07
WO2010031175A1 (en) 2010-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5542840A (en) Burner for combusting gas and/or liquid fuel with low NOx production
EP0972160B1 (en) LOW NOx FLAT FLAME BURNER
KR100394428B1 (ko) 연료 희석법 및 질소 산화물 감소장치
US7175423B1 (en) Air staged low-NOx burner
CA1053565A (en) Liquid or gaseous fuel burner using primary and secondary air
NZ250362A (en) Fuel nozzle for fuel burner having upper and lower oxidant nozzles
EP0976977B1 (en) Pulverized coal burner
US6875008B1 (en) Lean pre-mix low NOx burner
US20120129111A1 (en) Premix for non-gaseous fuel delivery
KR100481431B1 (ko) 배기가스 연료 혼합형 3단 연소 저질소 산화물 버너를이용한 연소 시스템
US6394792B1 (en) Low NoX burner apparatus
CN115038908A (zh) 低NOx燃烧器设备和方法
JPH01217109A (ja) 微粉炭バーナ
JP4140774B2 (ja) バーナー性能最適化のためのバーナー先端及びシール
US5681159A (en) Process and apparatus for low NOx staged-air combustion
RU2509955C2 (ru) Задний кожух для регулирования потока воздуха
CA2054043A1 (en) Method of minimizing the no emissions from a combustion
KR20110009369A (ko) 린-리치 버너
CN204806403U (zh) 一种低氮氧化物燃烧器
US5899680A (en) Low nitrogen oxides generating combustion method and apparatus
KR100231975B1 (ko) 선화분사 구멍을 가진 질소산화물 저감형 이단노즐
Straitz III et al. Combat NOx with better burner design
JP2005226850A (ja) 燃焼装置
JPH10160163A (ja) ガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造
JP2000039108A (ja) 低ＮＯｘバーナ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150923