ГОРЕЛКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ И КОТЕЛ, СНАБЖЕННЫЙ ДАННОЙ ГОРЕЛКОЙ Российский патент 2019 года по МПК F23D1/00 

Описание

{Область техники, к которой относится изобретение}

{0001}

Настоящее раскрытие изобретения относится к горелке для сжигания и котлу, снабженному данной горелкой.

{Предшествующий уровень техники}

{0002}

В качестве горелки для сжигания, предназначенной для сжигания пылеугольного топлива, известна горелка, в которой множество стабилизаторов пламени, которые называют «разделителями», расположены на выходе топливной форсунки горелки. В горелке зона рециркуляции образована на выходной стороне разделителей для поддержания сжигания пылевидного угля. Таким образом, зажигание и стабилизация пламени (в дальнейшем называемые «внутренним зажиганием» или «внутренней стабилизацией пламени») выполняются вблизи центральной оси топливной форсунки, так что уменьшенное горение выполняется в условиях недостатка воздуха для обеспечения сжигания с низким выходом NOx.

{0003}

Для улучшения характеристики стабилизации пламени предпочтительно, чтобы стабилизатор пламени имел большую длину краев на длине разделителя. Однако, когда число разделителей увеличивается, увеличиваются степень блокировки выхода горелки и, следовательно, потери давления в горелке. Кроме того, даже когда число разделителей увеличивается при одновременном уменьшении ширины разделителей для обеспечения длины краев на длине разделителей, разделители расположены рядом со стеновой частью топливной форсунки, и, следовательно, существует возможность того, что зажигание будет происходить на наружной периферии топливной форсунки. Форсунка для подачи воздуха для горения и тому подобное расположены снаружи топливной форсунки, так что имеется большое количество кислорода, и, следовательно, когда происходит внешнее зажигание, существует риск образования большого количества NOx.

{0004}

В нижеуказанных патентном литературном источнике 1 и патентном литературном источнике 2 раскрыты горелки для сжигания, в которой разделители образованы с гребенчатой формой, если смотреть на разделители на виде спереди с выходной стороны.

{Перечень ссылок}

{Патентная литература}

{0005}

{Патентный литературный источник 1}

Нерассмотренная заявка на патент Японии, публикация № Sho 59-205510

{Патентный литературный источник 2}

Нерассмотренная заявка на патент Японии, публикация № 2009-204256

{Сущность изобретения}

{Техническая проблема}

{0006}

Когда разделители образованы с гребенчатой формой, как описано в вышеупомянутых соответствующих патентных литературных источниках, может быть обеспечена длина краев на длине разделителей.

Однако разделитель, описанный в патентном литературном источнике 1, выполнен с возможностью подвода пылевидного угля к наружной периферийной стороне форсунки, так что выполняется внешнее зажигание. Соответственно, при такой конфигурации не может осуществляться сжигание с низким выходом NOx.

В техническом решении, раскрытом в патентном литературном источнике 2, воздух нагнетается от разделителя. Соответственно, сжигание, выполняемое в топливной форсунке, ускоряется, так что это препятствует уменьшенному горению, и, следовательно, не может осуществляться сжигание с низким выходом NOx.

{0007}

Настоящее изобретение сделано с учетом данных обстоятельств, и задача настоящего раскрытия изобретения состоит в том, чтобы предложить горелку для сжигания, в которой длина краев на длине разделителя в разделителе увеличена и характеристика стабилизации пламени улучшена, так что сжигание с низким выходом NOx может осуществляться посредством внутренней стабилизации пламени, и котел, снабженный данной горелкой.

{Решение проблемы}

{0008}

Для решения вышеописанных проблем в горелке для сжигания и котле, снабженном данной горелкой, согласно настоящему раскрытию изобретения используются следующие решения.

То есть, согласно одному аспекту настоящего раскрытия изобретения предложена горелка для сжигания, которая включает в себя: топливную форсунку, через которую топливный газ, получаемый смешиванием топлива и воздуха друг с другом, вдувается в топку, и множество разделителей, выполненных с возможностью разделения потока топливного газа посредством расширенной части, при этом ширина расширенной части увеличивается по мере прохождения расширенной части в направлении потока топливного газа, при этом разделители расположены в топливной форсунке на дистальной концевой стороне топливной форсунки так, что продольные оси разделителей проходят от стороны одной стеновой части топливной форсунки к стороне другой стеновой части, которая расположена на стороне, противоположной по отношению к указанной одной стеновой части, при этом множество разделителей включают: разделители с пазами, выполненные с пазом, который частично уменьшает ширину расширенной части на выходном конце в направлении потока топливного газа, и разделители без пазов, выполненные рядом с разделителями с пазами, при этом разделители без пазов имеют расширенную часть, и расширенная часть на выходном конце в направлении потока топливного газа имеет фиксированную ширину в направлении продольной оси.

{0009}

Разделитель с пазами имеет паз, так что длина краев на длине разделителя в разделителе с пазами увеличивается, в результате чего улучшается характеристика стабилизации пламени. Соответственно, усиливается внутренняя стабилизация пламени, при которой пламя «удерживается» с внутренней стороны топливной форсунки.

Разделитель без пазов образует зону рециркуляции на выходной стороне расширенной части и, следовательно, выполняет функцию стабилизации пламени, но также функционирует в качестве направляющего элемента, который направляет топливо к разделителю с пазами, расположенному рядом с разделителем без пазов, за счет использования наклонных поверхностей расширенной части. Соответственно, дополнительно усиливается внутренняя стабилизация пламени посредством разделителя с пазами.

{0010}

Кроме того, согласно другому аспекту настоящего раскрытия изобретения предложена горелка для сжигания, которая включает в себя: топливную форсунку, через которую топливный газ, получаемый смешиванием топлива и воздуха друг с другом, вдувается в топку; и множество разделителей, выполненных с возможностью разделения потока топливного газа посредством расширенной части, при этом ширина расширенной части увеличивается по мере прохождения расширенной части в направлении потока топливного газа, при этом разделители расположены в топливной форсунке на дистальной концевой стороне топливной форсунки так, что продольные оси разделителей проходят от стороны одной стеновой части топливной форсунки к стороне другой стеновой части, которая расположена на стороне, противоположной по отношению к указанной одной стеновой части, при этом разделитель включает в себя множество разделителей с пазами, имеющих паз, который частично уменьшает ширину расширенной части на выходном конце в направлении потока топливного газа, и разделители с пазами, расположенные рядом друг с другом, соответственно имеют широкие поверхности, не имеющие пазов, и широкие поверхности расширенных частей разделителей с пазами расположены друг против друга.

{0011}

Разделители с пазами расположены рядом друг с другом, и широкие поверхности, не имеющие пазов, расположены напротив друг друга, так что топливо, направляемое широкой поверхностью одного разделителя, подводится к выходной стороне другого разделителя. Таким образом, топливо направляется между широкими поверхностями, расположенными рядом друг с другом и противолежащими по отношению друг к другу, так что стабилизация пламени усиливается на обоих разделителях.

Кроме того, разделитель не нагнетает воздух, и, следовательно, отсутствует возможность воспрепятствования потоку направляемого топлива.

{0012}

Поверхность, образующая паз разделителя с пазами, может быть сформирована из наклонной поверхности, которая отклоняет поток топливного газа в направлении продольной оси.

{0013}

Наклонная поверхность, образующая паз, отклоняет поток топливного газа в направлении продольной оси разделителя. Соответственно, поток топливного газа может стать турбулентным также в направлении продольной оси, и, следовательно, характеристика стабилизации пламени может быть дополнительно улучшена. В частности, паз может быть образован с трехмерной формой посредством соответствующих поверхностей, образующих паз, и, следовательно, характеристика стабилизации пламени может быть улучшена.

{0014}

Разделители могут быть расположены в разных местах в направлении потока топливного газа.

{0015}

Разделители расположены в разных местах в направлении потока топливного газа, то есть разделители расположены со смещением по направлению к входной стороне и к выходной стороне в направлении потока топливного газа. Соответственно, по сравнению со случаем, в котором разделители расположены в одном и том же месте в направлении потока топливного газа, может быть уменьшена зона, которую занимают расширенные части разделителей. При такой конфигурации может подавляться увеличение скорости топливного газа, так что скорость потока топливного газа, проходящего к выходной стороне в направлении потока топливного газа, может быть приближена к скорости сжигания топливного газа с входной стороны, так что зажигание может выполняться на ранней стадии до того, как топливный газ пройдет дальше к выходной стороне, и, следовательно, может быть улучшена характеристика стабилизации пламени.

Зажигание может выполняться на ранней стадии посредством разделителей, расположенных с входной стороны в направлении потока топливного газа, и зажигание или стабилизация пламени могут улучшаться посредством разделителей, расположенных с выходной стороны в направлении потока топливного газа.

Кроме того, разделители, расположенные с входной стороны в направлении потока топливного газа, могут обеспечить подвод топлива в зону рециркуляции для разделителей, расположенных с выходной стороны, так что зажигание или стабилизация пламени могут улучшаться/усиливаться посредством разделителей, расположенных с выходной стороны. В этом случае предпочтительно, чтобы разделители без пазов были расположены с входной стороны и разделители с пазами были расположены с выходной стороны.

{0016}

Пластина для спрямления потока, которая выполнена с возможностью отделения стороны поверхности стенки топливной форсунки и разделителя друг от друга, может быть расположена у части разделителя, концевой в продольном направлении.

{0017}

Для части разделителя, концевой в продольном направлении, существует возможность того, что зажигание произойдет за счет использования концевой части в качестве базовой точки, так что внешнее зажигание будет происходить у наружной периферийной части топливной форсунки. Форсунка для подачи воздуха для горения и тому подобное расположены снаружи топливной форсунки, так что имеется большое количество кислорода, что вызывает образование большого количества NOx, когда происходит внешнее зажигание.

С учетом вышеизложенного предусмотрена пластина для спрямления потока, которая отделяет сторону поверхности стенки топливной форсунки и разделитель друг от друга. Соответственно, может быть подавлено внешнее зажигание при выполнении зажигания у концевой части разделителя, так что могут быть дополнительно усилены внутреннее зажигание и стабилизация пламени.

{0018}

Разделитель может иметь часть с удаленным углом, в которой угловая часть удалена, на расположенной на выходном конце, угловой части расширенной части.

{0019}

Если разделитель имеет угловую часть на расположенной на выходном конце, угловой части расширенной части, существует возможность того, что разделитель будет воспринимать излучение от стороны внутренней периферийной поверхности топливной форсунки, так что зажигание будет происходить за счет использования угловой части в качестве начальной точки, в результате чего будет происходить внешнее зажигание у наружной периферийной части топливной форсунки. Форсунка для подачи воздуха для горения и тому подобное расположены снаружи топливной форсунки, так что имеется большое количество кислорода. Соответственно, когда происходит внешнее зажигание, образуется большое количество NOx.

С учетом вышеизложенного часть с удаленной угловой частью, в которой угловая часть удалена, образована на разделителе для подавления зажигания или стабилизации пламени.

Частью с удаленной угловой частью может быть названа, например, скошенная часть, в которой угловая часть скошена.

{0020}

Согласно еще одному аспекту настоящего раскрытия изобретения предложен котел, который включает в себя: топку, любую из вышеописанных горелок для сжигания, предусмотренных в топке, жаровую трубу, предусмотренную на выходной стороне топки, и теплообменник, предусмотренный в жаровой трубе.

{0021}

При выполнении горелки для сжигания, описанной выше, существует возможность выполнения котла, который обеспечивает сжигание с низким выходом NOx.

{Предпочтительные эффекты от изобретения}

{0022}

При образовании пазы длина краев на длине разделителя в разделителе на передней поверхности может быть увеличена, и в то же время топливо может направляться в зону рециркуляции, которая образована соседним разделителем, в результате чего улучшается характеристика стабилизации/удерживания пламени в центральной зоне топливной форсунки и может осуществляться сжигание с низким выходом NOx, обеспечиваемое за счет внутренней стабилизации пламени.

{Краткое описание чертежей}

{0023}

{Фиг.1}

Фиг.1 представляет собой вид спереди, показывающий топливную форсунку согласно первому варианту осуществления настоящего раскрытия изобретения.

{Фиг.2}

Фиг.2 представляет собой вид в разрезе топливной форсунки, показанной на фиг.1, который выполнен вдоль горизонтальной плоскости.

{Фиг.3}

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе, показывающий разделитель с пазами.

{Фиг.4}

Фиг.4 представляет собой вид спереди, показывающий модификацию первого варианта осуществления.

{Фиг.5}

Фиг.5 представляет собой вид спереди, показывающий топливную форсунку согласно второму варианту осуществления настоящего раскрытия изобретения.

{Фиг.6}

Фиг.6 представляет собой вид в перспективе, показывающий скошенную часть, показанную на фиг.5.

{Описание вариантов осуществления}

{0024}

В дальнейшем варианты осуществления согласно настоящему раскрытию изобретения описаны со ссылкой на чертежи.

{Первый вариант осуществления}

В дальнейшем первый вариант осуществления настоящего раскрытия изобретения описан со ссылкой на фиг.1-3.

Горелка для сжигания по данному варианту осуществления обеспечивает сжигание пылеугольного топлива (топлива), получаемого тонким измельчением в основном угля посредством мельницы, и предусмотрена в котле (не показанном на чертежах). Множество горелок для сжигания предусмотрены для котла, который включает в себя теплообменник, такой как пароперегреватель и испаритель в жаровой трубе, и горелки для сжигания образуют пламя в топке.

Фиг.1 представляет собой вид спереди горелки 1 для сжигания. Горелка 1 для сжигания включает в себя: топливную форсунку 3, расположенную с внутренней стороны, и форсунку 4 для подачи воздуха для горения, окружающую топливную форсунку 3.

Форсунка 4 для подачи воздуха для горения образует проточный канал, по которому проходит только вторичный воздух. Воздух подается через форсунку 4 для подачи воздуха для горения так, что воздух проходит по прямой линии к внутренней стороне топки. То есть, обеспечивается прохождение воздуха, выходящего из форсунки 4 для подачи воздуха для горения, параллельно топливному газу, выходящему из топливной форсунки 3, так, чтобы он не пересекался с топливным газом, выходящим из топливной форсунки 3. Несмотря на то, что это не показано на чертеже, форсунка для подачи третичного воздуха для горения, через которую подается воздух для горения, расположена снаружи форсунки 4 для подачи воздуха для горения.

{0025}

Как показано на фиг.1, топливная форсунка 3 имеет прямоугольное поперечное сечение, если смотреть на виде спереди, и обеспечивается прохождение топливного газа, получаемого смешиванием пылевидного угля и воздуха друг с другом, через внутреннее пространство топливной форсунки 3. В нижеследующих соответствующих вариантах осуществления выходная сторона в направлении потока топливного газа названа просто «выходной стороной», и входная сторона в направлении потока топливного газа названа просто «входной стороной».

Множество разделителей 5, 6, 7 расположены в топливной форсунке 3, и пять разделителей размещены в данном варианте осуществления. Каждый из разделителей 5, 6, 7 расположен так, что его продольная ось проходит от стороны нижней стеновой части (одной стеновой части) 3а топливной форсунки 3 до стороны верхней стеновой части (другой стеновой части) 3b, которая расположена на стороне, противоположной по отношению к нижней стеновой части 3а. То есть, каждый из разделителей 5, 6, 7 представляет собой вертикальный разделитель, который расположен так, что он проходит в вертикальном направлении. Верхние и нижние концы разделителей 5, 6, 7 прикреплены к стеновым частям топливной форсунки 3 посредством соответствующих опорных элементов 8.

Топливная форсунка 3 включает в себя механизм регулирования угла форсунки, который выполнен с возможностью поворота в направлении вверх и вниз вместе с разделителями 5, 6, 7. В данном варианте осуществления используются вертикальные разделители, так что даже при регулировании угла форсунки в направлении вверх и вниз поток топливного газа не отклоняется в значительной степени, что предпочтительно.

Разделители 5, 6, 7 представляют собой элементы, назначение которых состоит в разделении потока топливного газа, но они не имеют функции нагнетания воздуха из внутреннего пространства.

{0026}

Разделители включают: разделители 5 и 6 с пазами, расположенные в центре и на обоих концах в горизонтальном направлении, и разделители 7 без пазов, расположенные рядом с обеих сторон разделителя 5 с пазами, расположенного в центре. Таким образом, каждый разделитель 7 без пазов расположен в месте, в котором разделитель 7 без пазов расположен рядом с разделителями 5, 6 с пазами.

{0027}

Как показано на фиг.2, разделители 5, 6, 7 включают в себя расширенную часть 10, при этом ширина расширенной части 10 увеличивается по мере прохождения расширенной части 10 в направлении потока топливного газа. Кроме того, пластинчатая часть 11, которая проходит в направлении вверх и вниз, расположена с входной стороны расширенной части 10 вдоль направления потока топливного газа.

Расширенные части 10 имеют приблизительно треугольную форму, показанную на фиг.2, если смотреть на виде в разрезе. Расширенная часть 10 разделителя 5 с пазами, расположенного в центре, и расширенная часть 10 разделителя 7 без пазов, соответственно имеют форму, при которой ширина расширенной части 10 увеличивается в обе стороны, как показано на фиг.2, если смотреть на виде в разрезе. С другой стороны, расширенная часть 10 разделителей 6 с пазами, расположенных на обоих концах в горизонтальном направлении, имеет форму, при которой ширина расширенной части 10 увеличивается по направлению к стороне центра топливной форсунки 3, но не увеличивается по направлению к стороне стеновой части топливной форсунки 3. Таким образом, выходная сторона разделителей 6 с пазами, расположенных с обеих сторон, образована с прямолинейной формой, так что предотвращается отклонение топливного газа, который проходит между поверхностью стенки топливной форсунки 3 и разделителем 6 с пазами, в сторону потока воздуха, выходящего из форсунки 4 для подачи воздуха для горения. При такой конфигурации может быть подавлено внешнее зажигание, которое происходит с наружной периферийной стороны топливной форсунки 3.

{0028}

Как показано на фиг.2, выходные концы 5а, 6а разделителей 5, 6 с пазами выровнены в месте расположения выходного конца 3с топливной форсунки 3. Выходные концы 7а разделителей 7 без пазов расположены на заданном расстоянии S от выходных концов 5а, 6а разделителей 5, 6 с пазами по направлению к входной стороне.

Если предположить, что в данном варианте осуществления диаметр эквивалентной окружности отверстия топливной форсунка 3 составляет ʺDʺ, заданное расстояние S составляет 0,001D или более и 1,0D или менее и более предпочтительно составляет 0,03D или более и 0,5D или менее. Еще более предпочтительно, чтобы заданное расстояние S составляло 0,05D или более и 0,3D или менее.

Нижнее предельное значение и верхнее предельное значение заданного расстояния S определяются исходя из следующего. Когда заданное расстояние S становится меньше нижнего предельного значения, расстояние между разделителями 5, 6 с пазами и разделителями 7 без пазов становится чрезвычайно малым. Соответственно, даже когда данные разделители смешены друг от друга для обеспечения достаточной площади поперечного сечения проточного канала, предпочтительный эффект от такой конфигурации не может быть получен. С другой стороны, когда заданное расстояние S превышает верхнее предельное значение, зона рециркуляции, образованная разделителями 7 без пазов, исчезает, не доходя до разделителей 5, 6 с пазами, так что не может быть получен предпочтительный эффект, при котором топливный газ направляется в зону рециркуляции, образованную разделителями 7 без пазов, от разделителей 5, 6 с пазами.

Заданное расстояние S можно регулировать посредством перемещения разделителей 7 без пазов, расположенных с входной стороны в направлении потока топливного газа, как показано стрелками А на фиг.2.

{0029}

Как показано на фиг.1, разделители 7 без пазов образованы так, что выходные концы 7а имеют фиксированную ширину в направлении продольной оси (оси, проходящей в вертикальном направлении) разделителей 7 без пазов. С другой стороны, разделитель 5 с пазами, расположенный в центре, имеет множество пазов SL, каждая из которых частично уменьшает ширину выходного конца 5а. Разделитель 5 с пазами, расположенный в центре, имеет пазы SL на его обеих боковых частях в одном и том же месте по высоте. При формировании данных пазов разделитель 5 с пазами имеет широкие части W1 и узкие части W2.

{0030}

Фиг.3 конкретно показывает форму пазов SL. Каждая паз SL образована прорезанием паза с U-образной формой на выходном конце 5а разделителя 5 с пазами. Кроме того, верхняя поверхность SL1 и нижняя поверхность SL2, образующие паз SL, образуют поверхности, которые отклоняют поток топливного газа в направлении продольной оси разделителя 5 (направлении вверх и вниз в данном варианте осуществления). То есть, верхняя поверхность SL1 отклоняет поток топливного газа в направлении вниз, и нижняя поверхность SL2 отклоняет поток топливного газа в направлении вверх.

{0031}

Как показано на фиг.1, разделители 6 с пазами, расположенные на обоих концах, также имеют пазы SL, по существу идентичные пазам SL, образованным на разделителе 5 с пазами, расположенном в центре. Однако пазы SL образованы только на стороне каждого разделителя 6 с пазами, обращенной к центру топливной форсунки 3. Это обусловлено тем, что в случае, когда пазы SL образованы также на стороне каждого разделителя 6 с пазами, обращенной к стороне стеновой части топливной форсунки 3, существует возможность того, что пазы SL будут образовывать поверхности зажигания, вызывающие внешнее зажигание.

{0032}

Предпочтительно, чтобы пазы SL были образованы в части разделителей 5, 6 с пазами, центральной в продольном направлении, для обеспечения возможности осуществления зажигания или стабилизации пламени в месте, как можно более близком к центру топливной форсунки 3, и чтобы пазы SL не были образованы как в верхних, так и в нижних концевых частях разделителей 5, 6.

Если предположить, что длина разделителей 5, 6 составляет L₀, интервал L₁, на котором образованы пазы SL, задан таким, чтобы отношение L₁/L₀ составляло 0,8 или менее и предпочтительно 0,5 или менее.

{0033}

Как показано на фиг.1, пластины 15 для спрямления потока, каждая из которых отделяет данные разделители 5, 6, 7 и стеновую часть топливной форсунки 3 друг от друга, сформированы на верхних и нижних концах разделителей 5, 6, 7 в направлении продольной оси. Соответственно, пластина 15 для спрямления потока, расположенная с верхней стороны, отделяет топливный газ, проходящий со стороны разделителей 5, 6, 7, и топливный газ, проходящий со стороны верхней стеновой части 3b топливной форсунки 3, друг от друга. Пластина 15 для спрямления потока, расположенная с нижней стороны, отделяет топливный газ, проходящий со стороны разделителей 5, 6, 7, и топливный газ, проходящий со стороны нижней стеновой части 3а топливной форсунки 3, друг от друга.

{0034}

В случае горелки 1 для сжигания, имеющей вышеописанную конфигурацию, могут быть обеспечены нижеуказанные способ функционирования и предпочтительные эффекты.

При использовании разделителей 5, 6 с пазами, имеющих пазы SL, длина краев на длине разделителя увеличивается, так что улучшается характеристика стабилизации пламени. Соответственно, усиливается внутренняя стабилизация пламени, при которой пламя «удерживается» с внутренней стороны топливной форсунки 3. Разделители 7 без пазов образуют зону рециркуляции на выходной стороне расширенной части 10 и, следовательно, выполняют функцию стабилизации пламени, но также выполняют функцию направляющего элемента, который направляет топливо к разделителям 5, 6 с пазами, расположенным рядом с разделителями 7 без пазов, за счет использования наклонных поверхностей расширенной части 10. Соответственно, посредством разделителей 5, 6 с пазами дополнительно усиливается внутренняя стабилизация пламени. Таким образом, внутренняя стабилизация пламени усиливается за счет комбинации разделителей 5, 6 с пазами и разделителей 7 без пазов, так что это способствует уменьшенному горению, в результате чего может быть уменьшен выход NOx, образующихся в зоне пламени горелки.

{0035}

Верхняя поверхность SL1 и нижняя поверхность SL2, которые представляют собой наклонные поверхности, образующие паз SL, отклоняют поток топливного газа в направлении продольной оси разделителей 5, 6. Соответственно, поток топливного газа может стать турбулентным также в направлении продольной оси, и, следовательно, характеристика стабилизации пламени может быть дополнительно улучшена. В частности, паз SL может быть образована с трехмерной формой посредством соответствующих поверхностей, образующих паз SL, и, следовательно, характеристика стабилизации пламени может быть улучшена.

{0036}

Разделители 5, 6, 7 расположены в разных местах в направлении потока топливного газа. Соответственно, по сравнению со случаем, в котором разделители 5, 6, 7 расположены в одном и том же месте в направлении потока топливного газа, зона, занимаемая расширенными частями 10 разделителей, может быть уменьшена. При такой конфигурации может быть подавлено увеличение скорости топливного газа, так что скорость потока топливного газа, проходящего к выходной стороне в направлении потока топливного газа, может быть приближена к скорости сжигания топливного газа с входной стороны, зажигание может выполняться на ранней стадии до того, как топливный газ пройдет дальше к выходной стороне, и, следовательно, может быть улучшена характеристика стабилизации пламени.

Разделители 7 без пазов, расположенные с входной стороны в направлении потока топливного газа, направляют топливо в зону рециркуляции для разделителей 5, 6 с пазами, расположенных с выходной стороны, так что могут улучшиться/усилиться зажигание или стабилизация пламени посредством разделителей 5, 6 с пазами, расположенных с выходной стороны. Таким образом, когда основная функция разделителя заключается в направлении пылевидного угля, предпочтительно использовать в качестве разделителя разделитель 7 без пазов.

{0037}

При выполнении пластин 15 для спрямления потока, каждая из которых отделяет сторону поверхности стенки топливной форсунки 3 и разделители 5, 6, 7 друг от друга, может быть подавлено внешнее зажигание при выполнении зажигания у верхних концевых частей или нижних концевых частей разделителей 5, 6, 7, так что могут быть дополнительно улучшены/усилены внутреннее зажигание и стабилизация пламени.

{0038}

В данном варианте осуществления разделители 7 без пазов расположены с входной стороны, и разделители 5, 6 с пазами расположены с выходной стороны, но разделители 7 без пазов и разделители 5, 6 с пазами могут быть расположены при обратном расположении, то есть разделители 7 без пазов могут быть расположены с выходной стороны и разделители 5, 6 с пазами могут быть расположены с входной стороны. Данную конфигурацию выбирают, когда используется топливо, которое, как ожидается, будет воспламеняться на ранней стадии. Зажигание выполняется на ранней стадии посредством разделителей 5, 6 с пазами, расположенных с входной стороны, и разделители без пазов направляют топливный газ в зону рециркуляции, образованную данными разделителями 5, 6 с пазами.

{0039}

Кроме того, как показано на фиг.4, все разделители могут быть образованы из разделителей 5, 6 с пазами. При такой конструкции разделители 5, 6 с пазами расположены рядом друг с другом, и широкие части W1, не имеющие пазы SL, являются противолежащими и обращены друг к другу, так что топливо, направляемое широкой поверхностью одного разделителя, подводится к выходной стороне другого разделителя. Таким образом, топливо направляется между широкими частями W1, расположенными рядом друг с другом и противолежащими по отношению друг к другу, так что усиливается стабилизация пламени на обоих разделителях.

{0040}

{Второй вариант осуществления}

Далее второй вариант осуществления настоящего раскрытия изобретения описан со ссылкой на фиг.5 и 6.

Данный вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления в том отношении, что скошенные части, на которых угловые части разделителей 6 удалены, образованы на разделителях 6, и является таким же в других отношениях. Соответственно, общие компоненты обозначены теми же ссылочными позициями, и их описание опущено.

Как показано на фиг.5, каждый из разделителей 6 с пазами, расположенных на обоих концах, имеет скошенную часть 20 (часть с удаленным углом) на его верхней и нижней угловых частях на стороне, обращенной к центральной части топливной форсунки 3.

Скошенная часть 20 может иметь любую форму при условии, что угловая часть удалена. Как показано на фиг.6, достаточно, чтобы скошенная часть 20 имела форму, в которой соответствующие углы θ1, θ2, θ3 при вершинах трех поверхностей, образующих угловую часть, удалены. Соответственно, скошенная часть 20 может быть образована из плоской поверхности, такой как скошенная поверхность, или может быть образована из криволинейной поверхности.

В данном варианте осуществления в отличие от первого варианта осуществления предусмотрены две пластины 15а, 15b для спрямления потока. Соответствующие пластины 15а, 15b для спрямления потока расположены в местах по высоте, симметричных друг другу относительно положения центра топливной форсунки 3 в направлении высоты, и образованы из пластинчатых элементов, проходящих в горизонтальном направлении.

{0041}

Согласно данному варианту осуществления скошенная часть 20, в которой угловая часть удалена, образована так, что существует возможность подавления явления, заключающегося в том, что разделитель 6 воспринимает излучение от стороны внутренней периферийной поверхности топливной форсунки 3, так что зажигание происходит у угловой части как начальной точки, в результате чего внешнее зажигание происходит у наружной периферийной части топливной форсунки 3.

Скошенная часть 20 (часть с удаленным углом) также может быть образована на других разделителях. То есть, скошенная часть 20 может быть также образована на разделителе 5 с пазами, расположенном в центре, или на разделителях 7 без пазов.

{0042}

В вариантах осуществления, описанных выше, используются пять разделителей. Однако настоящее раскрытие изобретения не ограничено такой конфигурацией. Могут быть использованы от двух до четырех разделителей, или могут быть использованы шесть или более разделителей. Оптимальное число разделителей задается в зависимости от размера топливной форсунки.

Для соответствующих вариантов осуществления, описанных выше, описание выполнено в отношении случая, в котором разделители 5, 6, 7 представляют собой вертикальные разделители, проходящие в направлении вверх и вниз, в качестве одного примера. Однако настоящее раскрытие изобретения также применимо для случая, в котором разделители 5, 6, 7 представляют собой боковые разделители, проходящие в горизонтальном направлении.

Кроме того, для соответствующих вариантов осуществления, описанных выше, описание было выполнено главным образом в отношении случая, в котором топливо представляет собой пылевидный уголь. Однако топливо не ограничено пылевидным углем, и настоящее раскрытие изобретения также применимо для случая, в котором топливо представляет собой нефтяной кокс, нефтяные остатки или топливо из биомассы (в виде твердого вещества или суспензии).

{Перечень ссылочных позиций}

{0043}

1 горелка для сжигания

3 топливная форсунка

4 форсунка для подачи воздуха для горения

5 разделитель с пазами

6 разделитель с пазами

7 разделитель без пазов

10 расширенная часть

15 пластина для спрямления потока

20 скошенная часть (часть с удаленным углом)

Изобретение относится к области энергетики. Горелка для сжигания содержит топливную форсунку, через которую топливный газ, получаемый смешиванием топлива и воздуха друг с другом, вдувается в топку; и множество разделителей, выполненных с возможностью разделения потока топливного газа посредством расширенной части, при этом ширина расширенной части увеличивается по мере прохождения расширенной части в направлении потока топливного газа, при этом разделители расположены в топливной форсунке на дистальной концевой стороне топливной форсунки так, что продольные оси разделителей проходят от стороны одной стеновой части топливной форсунки к стороне другой стеновой части, которая расположена на стороне, противоположной по отношению к указанной одной стеновой части, при этом множество разделителей включают: разделители с пазами, выполненные с пазом, который частично уменьшает ширину расширенной части на выходном конце в направлении потока топливного газа, и разделители без пазов, выполненные рядом с разделителями с пазами, при этом разделители без пазов имеют расширенную часть, и расширенная часть на выходном конце в направлении потока топливного газа имеет фиксированную ширину в направлении продольной оси. Изобретение позволяет снизить выброс NO_x. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Горелка для сжигания, содержащая:

топливную форсунку, через которую топливный газ, получаемый смешиванием топлива и воздуха друг с другом, вдувается в топку; и

множество разделителей, выполненных с возможностью разделения потока топливного газа посредством расширенной части, при этом ширина расширенной части увеличивается по мере прохождения расширенной части в направлении потока топливного газа, при этом разделители расположены в топливной форсунке на дистальной концевой стороне топливной форсунки так, что продольные оси разделителей проходят от стороны одной стеновой части топливной форсунки к стороне другой стеновой части, которая расположена на стороне, противоположной по отношению к указанной одной стеновой части,

при этом

множество разделителей включают: разделители с пазами, выполненные с пазом, который частично уменьшает ширину расширенной части на выходном конце в направлении потока топливного газа, и разделители без пазов, выполненные рядом с разделителями с пазами, при этом разделители без пазов имеют расширенную часть, и расширенная часть на выходном конце в направлении потока топливного газа имеет фиксированную ширину в направлении продольной оси.

2. Горелка для сжигания, содержащая:

топливную форсунку, через которую топливный газ, получаемый смешиванием топлива и воздуха друг с другом, вдувается в топку; и

множество разделителей, выполненных с возможностью разделения потока топливного газа посредством расширенной части, при этом ширина расширенной части увеличивается по мере прохождения расширенной части в направлении потока топливного газа, при этом разделители расположены в топливной форсунке на дистальной концевой стороне топливной форсунки так, что продольные оси разделителей проходят от стороны одной стеновой части топливной форсунки к стороне другой стеновой части, которая расположена на стороне, противоположной по отношению к указанной одной стеновой части,

при этом

разделитель включает в себя множество разделителей с пазами, имеющих паз, который частично уменьшает ширину расширенной части на выходном конце в направлении потока топливного газа, и

разделители с пазами, расположенные рядом друг с другом, соответственно имеют широкие поверхности, не имеющие пазов, и широкие поверхности расширенных частей разделителей с пазами расположены напротив друг друга.

3. Горелка для сжигания по п.1 или 2, в которой поверхность, образующая паз разделителя с пазами, сформирована из наклонной поверхности, которая отклоняет поток топливного газа в направлении продольной оси.

4. Горелка для сжигания по любому из пп.1-3, в которой разделители расположены в разных местах в направлении потока топливного газа.

5. Горелка для сжигания по любому из пп.1-4, в которой пластина для спрямления потока, выполненная с возможностью отделения стороны поверхности стенки топливной форсунки и разделителя друг от друга, расположена у части разделителя, концевой в продольном направлении.

6. Горелка для сжигания по любому из пп.1-5, в которой разделитель имеет часть с удаленным углом, причем угловая часть удалена на расположенной на выходном конце угловой части расширенной части.

7. Котел, содержащий:

топку;

горелку для сжигания по любому из пп.1-6, которая предусмотрена в топке;

жаровую трубу, предусмотренную на выходной стороне топки; и

теплообменник, предусмотренный в жаровой трубе.