PT910774E - Ponta de injector de combustivel solido pulverizado - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "PONTA DE INJECTOR DE COMBUSTÍVEL SÓLIDO PULVERIZADO"

Fundamento da Invenção [0001] A presente invenção refere-se a sistemas de ignição, para utilização em fornos alimentados com combustível sólido pulverizado e, mais especialmente, a uma ponta de injector para combustível sólido para o controlo da chama com recirculação mínima (MR-FC), para utilização nesses sistemas de ignição.

[0002] Há muito tempo que é conhecido na técnica anterior utilizar pontas de injector de combustível sólido pulverizado em sistemas de ignição do tipo dos que são utilizados nos fornos que queimam combustíveis sólidos pulverizados. A título de exemplificação, pode fazer-se referência à patente US 2 895 435, intitulada "Tilting Nozzle For Fuel Burner", publicada em 21 de Julho de 1959 e· que foi concedida ao mesmo cessionário do presente pedido de patente. De acordo com os ensinamentos da patente US 2 895 435, proporciona-se um injector basculante que é apresentado para proporcionar uma distribuição substancialmente uniforme da mistura de combustível -ar que sai do injector basculante e uma velocidade substancialmente constante através da abertura de descarga do injector basculante para o interior do forno. Para isso, o injector basculante inclui uma conduta interior (5) , no interior de uma conduta exterior (6). Além disso, proporciona-se uma pluralidade de septos ou paredes divisórias (17), (18) e (19) no interior da conduta interior (5), dispostas em planos 1

substancialmente paralelos ao fluxo do fluido e de modo a dividir a conduta interior (5) numa multiplicidade de canais paralelos. Estes septos ou paredes divisórias (17), (18) e (19) são concebidos para operar de modo a corrigir a concentração da mistura de ar-combustível ao longo da parede deflectora da conduta interior (5) e a pressão resultante relativamente variável aí existente, quando o injector basculante é basculado. Assim, o efeito é que, quando o injector bascula, para cima ou para baixo, as velocidades diferentes através do injector basculante tornam-se substancialmente iguais, por limitação do fluxo na zona de pressão elevada, presente na extremidade de entrada da conduta interior (5) e o favorecimento do fluxo na zona de baixa pressão também presente na extremidade de entrada da conduta interior (5).

[0003] Uma outra forma da técnica anterior de uma ponta de injector de combustível sólido pulverizado que tem sido utilizada em sistemas de ignição do tipo dos que são utilizados nos fornos alimentados com combustível sólido pulverizado está ilustrada na patente US 4 274 343 intitulada "Low Loard Coai Nozzme", publicada em 23 de Junho de 1981 e que é concedida ao cessionário, como pedido de patente. De acordo com os ensinamentos da patente 4 274 343, proporciona-se um conjunto de admissão, alimentado com combustível do tipo que inclui um recipiente de carvão dividido, com um injector de carvão superior e outro inferior, montados de maneira, oscilante no tubo de distribuição de carvão, susceptíveis de bascular independentemente um do outro. Continuando, dispõe-se uma placa, ao longo do eixo longitudinal do tubo de distribuição de carvão, com o seu bordo dianteiro orientado através da extremidade de entrada do tubo de distribuição de carvão, de modo que a porção da corrente de carvão pulverizado e ar 2

primário, com uma elevada concentração de carvão entre no tubo de distribuição de carvão, de um lado da placa, e que a porção da corrente de ar primário/carvão pulverizado que tem uma concentração baixa de carvão entre no tubo de distribuição de carvão do outro lado da placa. Além disso, o bordo traseiro da placa é orientado através da extremidade exterior do tubo de distribuição de carvão, de modo que a porção da corrente de ar primário-carvão pulverizado com elevada concentração de carvão seja descarregada do tubo de distribuição do carvão, através do injector de carvão superior, de modo tal que a porção com baixa concentração de carvão seja descarregada a partir do tubo de distribuição do carvão, através do injector de carvão inferior.

[0004] Ainda uma outra forma de realização da técnica anterior de uma ponta de injector de combustível sólido pulverizado, que tem sido utilizado em sistemas de ignição do tipo dos que são utilizados em fornos alimentados com combustível sólido pulverizado, está ilustrada na patente US 4 356 975 intitulada "Nozzle Tip For Pulverized Coai Burner", publicada em 2 de Novembro de 1982, concedida ao mesmo cessionário do presente pedido de patente. De acordo com os ensinamentos da patente 4 356 975, proporciona-se uma ponta de injector com uma ou mais placas separadoras nela dispostas, que é caracterizada por as placas separadoras compreenderem uma primeira placa de material altamente resistente a abrasão, disposta na extremidade de entrada da ponta do injector e uma segunda placa com elevada resistência ao calor, disposta na extremidade exterior da ponta de injector. Além disso, a primeira placa altamente resistente à abrasão tem o seu bordo dianteiro, que é de preferência arredondado, disposto ao longo da extremidade de entrada da ponta de injector e estende-se, a uma distância substancial, através do invólucro interior da 3 (j- U ^1 ponta de injector ao longo de uma linha paralela ao seu eixo longitudinal. Igualmente, a placa altamente resistente a abrasão termina, no injector da ponta do injector, com o seu bordo traseiro colocado através da extremidade de descarga da ponta do injector. Além disso, a Segunda placa de material altamente resistente ao calor está disposta no interior do invólucro interior, e modo a encostar-se ao bordo traseiro da4 placa altamente resistente à abrasão e estende-se a partir da mesma, no sentido da extremidade de descarga da ponta do injector, ao longo de uma linha paralela ao seu eixo longitudinal.

[0005] Ainda uma outra forma de realização, da técnica anterior, de uma ponta de injector de combustível sólido pulverizado, que tem sido utilizada em sistemas de ignição do tipo utilizado em fornos alimentados com combustível sólido pulverizado, pode encontrar-se na patente US 4 434 727 intitulada "Method For Low Load Operation OF A Coal-Fired Furnace", publicada em 6 de Março de 1984, concedida ao mesmo cessionário do presente pedido' de patente. De acordo com os ensinamentos da patente US 4 434 727, proporciona-se um conjunto de admissão de ar primário-combustível, sendo a mistura de ar primário e carvão pulverizado, que se descarrega no interior do forno, dividida em duas correntes independentes de carvão-ar, quando o forno é operado com cargas reduzidas, por exemplo durante os períodos de procura mínima. Além disso, as correntes divididas de ar primário e carvão pulverizado são diriqidas independentemente para o interior do forno, numa relação angular, afastando-se uma a outra. Portanto, ao proceder assim, estabelece-se uma bolsa de estabilização da ignição, na zona de baixa pressão localizada, criada entre as correntes de carvão-ar que se afastam. Por conseguinte, os 4 ^—· l_^ )=¾¾—^ produtos da combustão são arrastados, isto é, recirculados, para o interior de baixa pressão, proporcionando energia de ignição adicional suficiente, para o combustível que entra estabilize a chama.

[0006] Ainda uma outra forma da técnica anterior de uma ponta de injector que tem sido utilizada em sistemas de ignição do tipo dos que são utilizados em fornos alimentados com combustível sólido pulverizado está ilustrada na patente US 4 520 739, intitulada "Nozzle Tip Pulverized Coai Burner", publicada em 4 de Junho de 1985 e concedida ao mesmo cessionário do presente pedido de patente. De acordo com os ensinamentos da patente US 4 520 739, proporciona-se uma ponta de injector para um queimador num forno alimentado com combustível sólido pulverizado, para receber uma corrente de carvão pulverizado e ar, que se descarga de um tubo de distribuição de carvão do queimador e que dirige a corrente de combustível e ar para o interior do forno. Esta ponta de injector é constituída por um corpo de base, uma peça inserta substituível; altamente resistente ao calor e uma tampa de extremidade, substituível, altamente resistente à temperatura, facilmente fixável por meios mecânicos no corpo de base, com a peça inserta resistente à abrasão nela disposta. Além disso, a peça inserta define uma conduta de fluxo altamente resistente à abrasão, através da ponta do injector, da extremidade de descarga no corpo de base para a extremidade de recepção da tampa de extremidade, através da qual passa a corrente de combustível pulverizado e ar, do queimador para o interior do forno.

[0007] Ainda uma outra forma de realização da técnica anterior de uma ponta de injector de combustível sólido 5 1 ν Γ pulverizado que tem sido utilizado em sistemas de ignição do tipo que é utilizado nos fornos e combustível pulerizado ilustrado na patente US 4 634 054, intitulado "Split Nozzle Tip For Pulverized Coai Burner", publicada em 6 de Janeiro de 1987 e que foi concedida ao mesmo cessionário do presente pedido de patente. De acordo com os ensinamentos da patente 4 634 054, proporciona-se uma ponta de injector para um ..queimador num forno alimentado com combustível sólido que é, como se afirma, parcialmente adaptado para proporcionar estabilidade de ignição melhorada durante a operação do forno, durante a carga reduzida. Esta ponta de injector compreende um invólucro interior com extremidades abertas, que define uma passagem para o fluxo, através da qual passa uma mistura de combustível pulverizado e ar, de transporte, a partir do queimador para o interior do forno, um invólucro exterior com as extremidades abertas, afastado do invólucro interior e envolvendo este último, definindo-se deste modo uma passagem anular para o fluxo, entre os mesmos, através da qual passa ar adicional para a combustão, do queimador para o interior do forno, dispondo-se meios de placa no interior do invólucro interior para dividir a passagem do fluxo através do mesmo, para uma primeira e uma segunda passagens de fluxo que se estende da entrada do invólucro interior para a saída do invólucro interior, de maneira divergente, estabelecendo-se uma zona vazia, entre os mesmos, através da qual é impedido o fluxo. Em virtude da sua construção, a mistura de carvão-ar que se descarrega do queimador é dividida pelos meios de placa numa primeira corrente que se dirige para o interior do forno através da primeira passagem de fluxo, através do invólucro interior e uma segunda corrente que é dirigida para o interior do forno através da segunda passagem de fluxo do invólucro interior. Assim, a mistura de carvão-ar é dirigida para o interior do 6 forno em duas correntes divergentes. Assim, procedendo deste modo, estabelece-se uma bolsa de estabilização da ignição, na zona localmente de baixa pressão, criada entre as correntes de carvão-ar que divergem afastando-se, no forno, precisamente a jusante da zona vazia, estabelecida entre as primeira e segunda passagens de fluxo através do invólucro interior da ponta do injector. Por conseguinte, o carvão concentra-se nesta bolsa e os produtos da combustão são arrastados para trás, para o interior da bolsa, a partir da chama para proporcionar energia de ignição adicional para o combustível que entra, para estabilizar a chama.

[0008] Ainda uma outra forma de realização, da técnica anterior, de uma ponta de injector de combustível sólido pulverizado, que tem sido utilizada em sistemas de ignição do tipo das que são utilizadas nos fornos alimentados com combustível sólido pulverizado está ilustrada na patente US 5 315 939 intitulada "Integrated Low NOx Tangential Firing System", que foi publicada em 31 de Maio de 1994 e que foi concedida ao mesmo cessionário do presente pedido de patente. De acordo com os ensinamentos da patente US 5 315 939, proporciona-se um injector de combustível que realiza praticamente uma ponta de injector de combustível sólido pulverizado que fixa a chama. A função principal desta ponta de injector de combustível sólido que fixa a chama é definida como efectuando a ignição do combustível sólido pulverizado injectado da mesma para o interior da zona do queimador do forno de combustível sólido pulverizado, num ponto na proximidade maior, isto é, dentro de cerca de 60 cm (2 pés) mais próximo da mesma, que a que tem sido possível para efectuar a ignição, até agora, na técnica anterior nas formas de realização de pontas de injector de combustível sólido. Além 7 \l disso, esta ponta de injector de combustível sólido com fixação da chama é caracterizada principalmente pela estrutura de rede, com frente larga e achatada ("bluff-body"), que é proporcionada na sua extremidade de descarga. Afirma-se que essa estrutura altera as características da corrente de combustível pulverizado/ar, que está a descarregar-se da ponta de injector de combustível sólido pulverizado de fixação da chama, _ de um escoamento principalmente laminar, para fluxo turbulento. A turbulência aumentada na corrente de combustível pulverizado/ar aumenta a velocidade de propagação dinâmica da chama e a intensidade da combustão. Por sua vez, daí resulta a ignição rápida de todo o jacto de combustível sólido pulverizado/ar (junto da ponta do injector de combustível pulverizado de fixação da chama, mas não fixado à mesma, uma temperatura da chama inicialmente mais alta (maximiza a libertação de matérias voláteis, incluindo o azoto do combustível) e o rápido consumo do oxigénio disponível (minimizando a formação inicial de NO) . 0 benefício real e a importância comercial do injector de combustível sólido pulverizado com fixação da chama residem, como é afirmado, na sua capacidade para proporcionar uma eficácia excelente, sem ter uma chama fixada. Afirma-se ainda que a experiência mostrou que as formas da técnica anterior de pontas de injector com fixação da chama podem padecer de falha prematura e/ou problemas de tamponamento, quando se faz a ignição de certos combustíveis sólidos pulverizados. Para isso, como esta ponta de injector. para combustíveis pulverizados com fixação da chama pode manter uma chama destacada estável, afirma-se ser capaz de evitar os problemas de tamponamento/queima rápida, que têm servido para caracterizar desvantajosamente as formas da técnica anterior de pontas de injector com fixação da chama que até aqui têm sido usadas. 8 [0009] Embora as pontas de injector de combustível sólido pulverizado que são o objecto das patentes US até agora publicadas, a que aqui se fez referência, tenham mostrado ser operativas para os fins a que se destinam, evidenciaram no entanto, na técnica anterior, a necessidade de essas pontas de injector para combustíveis sólidos pulverizados de serem aperfeiçoadas. A este respeito, verificou-se que os depósitos de combustível pulverizado, isto é, depósitos de carvão sobre e no interior das pontas de injector de combustível sólido, isto é, carvão pulverizado, criam problemas, do ponto de vista operacional. Isto é, tais depósitos de carvão sobre e no interior da ponta de injector de carvão conduzem, como foi verificado, quer a avaria prematura, quer avaria catastrófica da ponta de injector de carvão, dependentes primariamente da tenacidade dos depósitos formados e da taxa com que esses depósitos se verificam. Para isso, crê-se que a deposição de carvão sobre ou no interior da ponta do injector de carvão é provocada por uma combinação das três variáveis seguintes: 1) composição/tipo do carvão, isto é, formação, não-formação de escórias, teor de enxofre/ferro, plasticidade, etc.; 2) ajustamentos operacionais do forno/injector de carvão, isto é combustível/velocidade/caudal do combustível/ar primário, posição de basculamento, taxa de ignição, etc.; 3) aerodinâmica da ponta do injector de carvão.

[0010] · Assim, resumindo, as concepções actuais, isto é, as formas da técnica anterior, de tais pontas de injector de carvão tem-se verificado que em geral exacerbam o problema da deposição de carvão, pela criação de zonas de velocidades baixas ou negativas, isto é, uma recirculação, que provoca um movimento lento e faz com que partículas "quentes" de carvão entrem em contacto com a superfície "quente" metálica da ponta 9 ι do injector. Designadamente, verificou-se, como resultado desta interacção e em condições térmicas requeridas, que se relacionam com a plasticidade do carvão, que algumas particulas de carvão aderem à placa, iniciando assim o processo de deposição. Além disso, com referência especifica aos desenhos presentes, isto é, as formas da técnica anterior, das pontas dos injectores, verificou-se que as zonas de velocidades baixas ou negativas tipicamente ocorrem ao longo da espessura de trabalho da placa no plano do injector e nas arestas agudas da blindagem do ar primário.

[0011] Portanto, evidenciou-se, na técnica anterior, a necessidade de uma ponta de tubeira para combustível sólido pulverizado aperfeiçoada, que tivesse em conta as deficiências de que padecem os desenhos actuais, isto é, das formas da técnica anterior das pontas de injector para combustível sólido. Designadamente, evidenciou-se na técnica anterior uma necessidade de uma nova ponta de injector de combustível sólido aperfeiçoada, que fosse caracterizada vantajosamente pelos seguintes aspectos: 1) minimizaria as zonas de velocidade nula e negativa, isto é a recirculação, no plano de saída da ponta do injector de combustível sólido pulverizado, 2) reduziria a superfície disponível para a deposição na ponta do injector para combustível sólido pulverizado e 3) modificaria as condições térmicas do injector para combustível sólido pulverizado e do próprio injector, para evitar que a matéria de partículas do combustível sólido "quentes" se deposite nas superfícies metálicas de trabalho da placa disponíveis, da ponta do injector de combustível sólido pulverizado. Uma tal ponta de injector para combustível sólido pulverizado aperfeiçoada, seria portanto eficaz para controlar o fenómeno da deposição de que se verificou padecerem as concepções 10 ί presentes, isto é, da técnica anterior, das pontas de injector de combustível sólido pulverizado. Isso seria conseguido através do desenho aerodinâmico realizado numa tal ponta de injector de combustível sólido pulverizado novo e aperfeiçoado, em ligação com o ajustamento apropriado das variáveis operacionais controláveis, isto é, o caudal ar/combustível, etc.. Tal como é aqui usado, o termo "controlável" refere-se ao facto de o tipo de combustível sólido e a carga do forno e em certos casos, designadamente alterações dos equipamentos, o caudal de ar primário serem tipicamente variáveis operacionais não controláveis, para mitigar os fenómenos de deposição.

[0012] Para isso, uma tal ponta de injector de combustível sólido pulverizado seria vantajosamente caracterizado pelo facto de certas características serem então realizadas colectivamente. Uma primeira dessas características é que as placas separadoras seriam cavadas. A formação de cavas nas placas separadoras, juntamente com a blindagem do ar primário até ao plano de saída da blindagem do ar e do combustível, retiraria esta superfície de deposição potencial da zona de ignição, isto é, o plano de saída da ponta do injector, e proporcionaria um certo arrefecimento através do efeito de blindagem do ar e do combustível. Adicionalmente, placas separadoras mais curtas reduziriam a superfície de contacto para a transferência de calor para as mesmas e a deposição de partículas de . carvão nas mesmas. Uma segunda das características referidas é que as nervuras de suporte da blindagem do ar e do combustível seriam curvadas. A formação de cavas nas nervuras de suporte da blindagem manteriam a zona de circulação e a superfície de deposição vertical, normalmente criada por estes dispositivos na saída da ponta do injector, afastada da zona de ignição, reduzindo assim a sua possível 11 f— U, )==^—^ \l influência no processo de deposição. Estruturalmente a formação de cavas nas nervuras de suporte permitiria também que as porções dianteiras do ar primário e das blindagens do ar primário se dilatassem independentemente, reduzindo a tensão induzida termicamente. Uma terceira das caracteristicas indicadas e que a blindagem do ar e do combustível realizaria uma entrada bolbosa. A entrada bolbosa da blindagem do ar e do combustível minimizaria a derivação do ar e combustível na blindagem, durante condições de inclinação que correntemente se verificam nas concepções presentes, isto é, nas formas da técnica anterior, das pontas de injectores de combustível sólido pulverizado. Além disso, a entrada bolbosa reforçaria o fluxo de ar e combustível, através da blindagem do ar e do combustível, actuando desse modo, quer para arrefecer o trabalho da placa da ponta do injector, quer para cobrir termicamente a corrente de ar primário/carvão, para atrasar a ignição, que proporciona também um efeito de arrefecimento da ponta. Por outro lado, se se permitir que o fluxo de ar e combustível na blindagem caia severamente, devido à derivação de contorno da ponta, poderiam criar-se zonas de velocidade negativa no interior da blindagem de ar e combustível, para inverter o fluxo e a deposição de partículas no interior da zona anular. Uma quarta das caracteristicas indicadas é que as arestas do plano de saída da blindagem do ar primário seriam arredondadas. O arredondamento das arestas do plano de saída da blindagem do ar primário aumenta as velocidades nas arestas, relativamente à que se verifica nas arestas a noventa graus dos desenhos actuais, isto é, as bordas da técnica anterior, das pontas de injectores de combustível sólido pulverizado. 0 aumento das velocidades nas arestas aumenta a energia de erosão pelo ar/carvão que se escoam através desta zona para ajudar a remover depósitos activos e, por outro lado, evitar a 12

d deposição. Igualmente, as arestas arredondadas diminuem a superfície disponível para a transferência do calor do trabalho da placa para o arrefecedor da mistura ar/carvão para um elemento de volume de ar/carvão no interior da aresta da ponta. Uma quinta das características é que as arestas do plano de saída da blindagem do ar e do combustível seriam arredondadas. As arestas do plano de saída da blindagem de ar e combustível arredondadas, combinadas com as arestas do plano de saída da blindagem do ar primário arredondadas, proporcionam maiores velocidades nas arestas, minimizando assim as zonas de baixa velocidade na blindagem do ar e do combustível. Além disso, as arestas do plano de saída da blindagem do ar e do combustível arredondadas ajudam a conseguir uma abertura uniforme para o ar e o combustível. Uma sexta das características referidas é que se proporcionaria uma abertura (plano de saída) da blindagem do ar e do combustível uniforme. A criação de uma abertura uniforme na blindagem do ar e do combustível proporciona a distribuição uniforme do ar e do combustível no interior da ponta do injector. Designadamente, a criação de uma abertura uniforme na blindagem do ar e do combustível, para arrefecer a ponta do injector de maneira uniforme, através da corrente de ar e combustível, mas proporciona também a cobertura uniforme da corrente de ar primário, para controlo da posição de ignição e das emissões de N0X. Uma sétima das características indicadas é que, para certas aplicações em que é um critério a satisfazer ter emissões mínimas de N0X e/ou o mínimo de carvão nas cinzas volantes, seria possível proporcionar uma versão da ponta de injector de combustível sólido pulverizado, nova e aperfeiçoada, realizando colectivamente todas as características que foram enumeradas atrás, que permitiriam o mínimo de emissões de N0X e/ou o mínimo de carvão nas cinzas volantes, enquanto que se permite ainda a realização 13 Γ u concomitante da deposição de combustível e, através disso, a eliminação de avarias na ponta do injector de combustível sólido por ela provocadas. Além disso, a referida minimização das emissões de NOx e/ou a minimização de carvão nas cinzas volantes poderia atingir-se proporcionando uma versão dessa ponta de injector de combustível pulverizado, nova e aperfeiçoada, na qual um ou mais "bluff bodies", cada um realizando uma geometria pré-determinada, são suportados de maneira apropriada, em relação de montagem numa posição pré-determinada no seu interior.

[0013] Portanto, é um objecto da presente invenção proporcionar uma ponta de injector de combustível sólido aperfeiçoada, para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado em fornos alimentados com combustível sólido.

[0014] Um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar uma tal ponta de injector de combustível sólido novo e aperfeiçoado para utilizar num sistema de ignição do tipo usado num forno de combustível sólido pulverizado, que é operativo como ponta de injector de combustível sólido com controlo da chama com recirculação mínima (MRFC).

[0015] Um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar uma tal ponta de injector de combustível sólido pulverizado, novo e aperfeiçoado, com MRFC, para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno alimentado com combustível sólido pulverizado, que é caracterizada por as suas nervuras de suporte da blindagem de combustível e ar serem cavadas. 14 [0016] Ainda um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar uma tal ponta de injector de combustível sólido pulverizado com MRFC, para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno alimentado por combustível sólido pulverizado, caracterizada por a sua blindagem do combustível e do ar constituir uma entrada bolbosa.

[0017] A ponta de injector de combustível sólido com MRFC para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno de combustível sólido pulverizado tem a sua blindagem do ar e do combustível provida de uma abertura uniforme.

Sumário da Presente Invenção [0018] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido pulverizado para utilização num sistema de ignição do tipo utilizado num forno alimentado com combustível sólido pulverizado. A referida ponta de injector de combustível sólido é construída, de acordo com esta forma de realização da presente invenção, de modo a poder funcionar como ponta de injector de combustível sólido com controlo da chama com recirculação mínima (MRFC). Para isso, a ponta de injector de combustível sólido MFRC tem um perfil aerodinâmico, para impedir velocidades baixas ou negativas na saída da ponta de injector de combustível sólido MRFC que, de outro modo, poderia proporcionar sítios onde se depositassem partículas do combustível sólido. Como tal, a ponta de injector de combustível sólido pulverizado MRFC em questão é assim eficaz para eliminar problemas de campo que, até agora, têm existido e que têm sido provocados pelo facto de se terem verificado 15

depósitos na ponta do injector de combustível sólido, quando se estiverem a queimar certos tipos de combustíveis sólidos que "contêm escórias nocivas", isto é, os que contêm elevados teores de enxofre/ferro. Estes problemas de campo, por sua vez, conduziram por último a avarias prematuras das pontas de injector de combustíveis sólidos das formas e realização de construção antiga.

[0019] A natureza da construção da ponta de injector de combustíveis sólidos MOFC em questão, de acordo com uma sua forma de realização, é tal que a referida ponta de injector de combustível sólido pulverizado em questão MRFC inclui meios de blindagem do combustível e do ar, primariamente meios de blindagem do ar no interior dos meios de blindagem do ar e do combustível, meios de suporte da blindagem do combustível e do ar, que operam para suportar os meios de blindagem do ar primário no interior dos meios de blindagem do ar, e meios de placa separadora montados numa relação de suportados no interior dos meios de blindagem do ar primário. Os meios de blindagem do combustível e do ar apresentam uma configuração bolbosa, na sua entrada, de modo que se minimiza a derivação de combustível e ar em torno dos meios de blindagem do combustível e do ar, durante as condições de inclinação, e de modo que se reforça o efeito de refrigeração do fluxo de ar e combustível através dos meios de blindagem do ar e do combustível. Além disso, na sua extremidade de saída, os meios de blindagem do combustível e do ar apresentam arestas arredondadas que, por sua vez, proporcionam velocidades mais elevadas nas arestas, minimizando assim as zonas com velocidade reduzida nos meios de blindagem do combustível e do ar, onde poderiam depositar-se partículas do combustível sólido. Relativamente aos meios de blindagem do ar primário, os meios de blindagem do ar primário 16 são, no seu plano de saída, cavados para o interior do plano de saída dos meios de blindagem de modo que o plano de saída dos meios de blindagem do ar primário é recuado, como superfície de deposição potencial das partículas de combustível sólido. Além disso, os meios da blindagem do ar primário apresentam um bordo traseiro inclinado, que opera para reduzir a zona de recirculação no bordo traseiro dos meios de blindagem do ar primário que, de outro modo funcionavam para arrastar partículas quentes para trás, para a superfície do bordo traseiro dos meios de blindagem do ar primário, criando desse modo ou reforçando os fenómenos de deposição de partículas de combustível sólido na mesma. A blindagem do ar primário apresenta também arestas de saída planas, que operam para aumentar as velocidades nas arestas o que, por sua vez, ajuda a evitar a deposição das partículas de material sólido na mesma e, no caso de não ocorrer essa deposição, ajuda a realizar a sua remoção. Além disso, as arestas do plano de saída arredondadas dos meios de blindagem do ar primário acoplados às arestas do plano de saída arredondadas dos meios de blindagem do combustível -e do ar proporcionam a ponta do injector de. combustível sólido em questão MRFC, com uma abertura da blindagem do ar uniforme que, por sua vez, proporcionam uma distribuição uniforme do ar e do combustível, no interior da ponta de injector de combustível sólido MRFC em questão. A seguir, no que respeita aos meios de suporte da blindagem do combustível e do ar, os meios de suporte da blindagem do combustível e do ar são recuados relativamente ao plano de saída da ponta de injector de combustível sólido MRFC, de modo a manter a zona de recirculação e a superfície que veicula a deposição normalmente criada desse modo, afastada do plano de saída da ponta de injector de combustível sólido MRFC, reduzindo-se assim a possível influência dos meios de suporte 17 da blindagem no processo de deposição. Além disso, estruturalmente, formando-se cavas nos meios de suporte da blindagem do combustível e do ar, permite-se também que a porção dianteira dos meios de blindagem do combustível e do ar e a porção dianteira dos meios de blindagem do ar primário se dilatem independentemente, reduzindo-se desse modo a tensão induzida termicamente. Finalmente, no que respeita aos meios de placa separadora, os meios de placa separadora juntamente· com os meios da blindagem do ar primário são recuados, tendo atrás sido feita referência à formação de cavas dos meios de blindagem do ar primário, até ao interior do plano de saída dos meios de blindagem do combustível e do ar, removendo os meios de placa separadora, bem como a blindagem do ar primário, como superfícies susceptíveis de deposições potenciais resultantes da zona de ignição, isto é, o plano de saída da ponta do injector de combustível MRFC. Igualmente, esse recuo é efectivo para fins de proporcionar algum arrefecimento, através do efeito de blindagem proporcionado pelos meios de blindagem do combustível e do ar. Além disso, esse recuo dos meios de placa separadora conduz a meios de placa separadora mais curtos, reduzindo desse modo a superfície de contacto para a transferência de calor para a mesma, bem como a superfície de contacto para a deposição de partículas de combustível sólido na mesma. Além disso, as extremidades dos meios de placa separadora são inclinadas, mas segundo um ângulo suficientemente pequeno, para evitar a separação do ar primário, o que provocaria a criação de recirculação indesejável adicional. Essa inclinação das extremidades dos meios de placa separadora é efectivo para reduzir a zona de recirculação que serviu para afectar a operação das formas de realização das pontas de injector de combustível sólido da técnica anterior, que são caracterizadas pelo facto de apresentarem um bordo 18 ρ ^ ^^ traseiro com face romba, e para reduzir os vórtices dispersos, que são criados por esses bordos traseiros com face romba. Se os meios de placa separadora devessem ter extremidades rombas, a recirculação por elas induzida provocaria o arrasto de partículas quentes para trás da mesma, tendo assim como efeito a criação ou a exacerbação dos fenómenos de deposição do combustível sólido. Uma tal zona de recirculação é também capaz de proporcionar condições que conduzem à combustão, criando assim chamas no interior da zona de recirculação, que teriam como efeito a subida das temperaturas, exacerbando ainda mais o problema da deposição. Além disso, os vórtices induzidos pelo bordo dianteiro, criados pelos bordos de face romba provocam maiores níveis de turbulência na corrente de ar primário, exacerbando assim a deposição de partículas de combustível nesses bordos, resultado que é evitado quando se utilizam bordos inclinados, em vez de bordos rombos.

[0020] De acordo com uma variante de uma forma de realização da presente invenção, proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido com controlo de circulação mínima da chama (MRFC), particularmente apropriada para utilizar em sistemas de ignição do tipo utilizado em fornos alimentados com combustível sólido pulverizado e que é caracterizada pela inclusão, no seu interior, de meios positivos que operam para efectuar um arrefecimento do ar interior, isto é, do ar primário, meios de blindagem da ponta de injector de combustível sólido MRFC. Designadamente, em certas aplicações em que se queimam tipos particulares de combustível sólido, há a possibilidade de o bordo traseiro dos meios de blindagem do ar primário poderem tornar-se suficientemente quentes, devido ao calor para eles irradiado a partir da blindagem do combustível e do ar, para provocar a fusão do combustível sólido, quando o combustível 19 '1 ’ 1 sólido se escoa através dos meios de blindagem do ar primário, de modo que pode verificar-se a deposição do combustível sólido fundido no bordo traseiro dos meios da blindagem do ar primário. Por conseguinte, para utilização nessas aplicações é desejável que a ponta do injector de combustível sólido MRFC seja modificada de modo a incorporar no seu interior meios de refrigeração, que operam de modo a evitar que o bordo traseiro dos meios de blindagem do ar primário se tornem suficientemente quentes, devido ao calor irradiado para o mesmo a partir dos meios de blindagem do combustível e do ar para que se possa verificar a fusão do combustível sólido de outra maneira, quando o combustível sólido se escoar através dos meios de blindagem do ar primário. Para isso, de acordo com esta variante da primeira forma de realização, a ponta de injector de combustível sólido está provido com meios de blindagem apropriadamente interpostos entre o bordo traseiro dos meios de blindagem do ar primário e o bordo traseiro dos meios de blindagem do combustível e o ar. Estes meios de blindagem em questão podem tomar uma de duas formas. De acordo com a sua primeira forma, os meios de blindagem compreendem- componente deflector "desviado", que está fisicamente separado dos meios de blindagem do ar primário, de modo que o componente deflector "desviado" arrefece eficazmente os meios de blindagem do ar primário e, em particular, o seu bordo traseiro, actuando como blindagem entre os meios de blindagem do ar primário e os meios de blindagem do combustível ar, de modo que se minimize suficientemente o calor de radiação dos meios de blindagem do ar primário proveniente dos meios de blindagem do combustível e ar, para impedir que o bordo traseiro dos meios de blindagem do ar primário se tornem suficientemente quentes para provocar a fusão do combustível sólido, quando o combustível sólido se escoa através dos meios de blindagem do ar primário. Além 20

u disso, o componente deflector "desviado" é desenhado de maneira apropriada para que seja operativo para dirigir uma porção do ar secundário, isto é, combustível e ar, que se escoa através da coroa circular formada entre a superfície interior dos meios de blindagem do combustível e ar e a superfície exterior dos meios de blindagem do ar primário, no mesmo sentido e de uma maneira convergente da corrente de ar primário/combustível sólido. A convergência desta porção do ar secundário, isto é, combustível e ar, a corrente de ar primário/combustível sólido, cria turbulência na área de convergência e reforça a ignição do combustível sólido, sem que a chama que resulta dessa ignição se fixe na ponta do injector de combustível sólido MRFC. De acordo com a sua segunda forma de realização, os meios de blindagem compreendem um componente deflector convergente/divergente, que é capaz de proteger os meios de blindagem do ar primário do calor que é irradiado para o mesmo, a partir dos meios de blindagem do combustível e ar. Na medida em que este componente deflector convergente/divergente seja desenhado de maneira apropriada, de modo a ser operativo para dirigir uma primeira porção do ar secundário, isto é, do combustível e ar, no mesmo sentido, de uma maneira convergente para o mesmo, a corrente de ar primário/combustível sólido que sai da coroa circular formada entre a superfície dos meios de blindagem do combustível e ar e a superfície exterior dos meios de blindagem do ar primário e de modo a operar para dirigir uma segunda porção do ar secundário, isto é, combustível e. ar, afastando-se do mesmo de maneira divergente para a referida corrente de ar primário/combustível sólido. Como no caso da primeira forma dos meios de blindagem a que se fez referência anteriormente, o componente deflector convergente/divergente de acordo com a segunda forma dos meios de blindagem, proporcionam também uma ignição reforçada de combustíveis sólidos pouco 21

t voláteis, se a chama, resultante de uma tal ignição, ligada à ponta do injector de combustível sólido MRFC.

[0021] De acordo com uma outra variante da primeira forma de realização da presente invenção proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido com o controlo da chama de recirculação mínima (MRFC), particularmente apropriada para utilizar em sistemas de ignição do tipo usado em fornos alimentados por combustível sólido pulverizado, caracterizada por o controlo da frente da chama poder fazer-se sem recorrer à utilização de qualquer coisa que fique saliente para fora da ponta de injector de combustível sólido MRFC e para o interior da zona de ignição do forno que queima combustível sólido. Para isso, a outra variante da tampa de injector de combustível sólido MRFC em questão apresenta meios de cones, posicionados apropriadamente no interior dos meios de blindagem do ar primário, numa relação de suporte com os mesmos, na extremidade de saída da ponta de injector de combustível sólido MRFC. Os meios de formação de cones em questão opera para efectuar o posicionamento da frente da chama sem a criação de bolsas, de recirculação na extremidade de saída da tampa de injector de combustível sólido MRFC e também sem a criação de características de superfície que seriam susceptíveis de deposição na mesma de partículas do combustível sólido. Além disso, os meios de formação de cones em questão opera para fazer a ignição uniformemente através da corrente de ar primário/combustível sólido. Isso consegue-se devido ao facto de se criar um "cone" pelos referidos meios de formação de cones, que operam para dividir a corrente de ar primário/combustível sólido em duas correntes capazes de ter velocidades e momentos diferentes, de modo que a outra variante da primeira forma de realização das pontas de injectores de 22 combustível sólido MRFC possam ser feitas para ter uma larga gama de valores de velocidades e de momentos, necessários para fins de controlo, na extremidade de saída da ponta do injector de combustível sólido MRFC, da aerodinâmica nela existente o que, por sua vez, influencia a posição da frente da chama e as características da chama. Basicamente, as variáveis que têm de ser usadas na determinação da natureza do cone que é criado através da utilização dos meios de formação de cones, são a área de entrada do cone criado pelos meios de formação de cones, em comparação com a área de entrada da ponta de injector de combustível sólido e a área de saída do cone criado pelos meios de formação de cones, comparada com a área da ponta do injector de combustível sólido MRFC. Além disso, se assim se desejar, o cone criado pelos meios de formação de cones pode ser feito de modo a incluir mecanismos para imprimir um movimento turbilhonar à corrente de ar primário, ao ar secundário, ou ambas e para controlar a mistura entre a corrente de ar primário e a corrente do ar secundário.

[0022] De acordo com uma outra variante da forma de realização da presente invenção, proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama (MRFC), particularmente apropriada para utilizar em sistemas de ignição, do tipo utilizado nos fornos alimentados com combustível sólido, e que é caracterizada pela inclusão, no seu interior, de meios que funcionam com os objectivos de obter, através do mesmo, o mínimo de emissões de NOx e/ou o mínimo de carvão nas cinzas volantes. Para isso, a outra variante de uma forma de realização da ponta de injector de combustíveis sólidos MRFC apresenta placas separadoras, que incluem corpos com frente larga e achatada "bluff bodies", juntamente com obstruções do fluxo de corrente do combustível 23 Γ \! u, para dispersar o jacto de combustível sólido. Este desenho das placas separadoras com "bluff bodies", em forma de cunha, apresenta, em termos do número, da geometria, das dimensões, da sobreposição mútua e da localização dos referidos corpos em forma de cunha, que são empregados, que são necessários para optimizar, com os mesmos, o número de "pontos de corte" necessários para, como consequência da sua utilização, uma dispersão do jacto de combustível sólido, mantendo no entanto os referidos "pontos de corte" como posições individualmente distintas. Continuando, os corpos em forma de cunha estão situados centralmente, relativamente às placas separadoras, de modo que as suas secções do bordo traseiro planas, com câmaras, recuadas, se posicionam nas placas separadoras onde estas últimas se casam com a blindagem do ar e combustível, para desse modo impedir que qualquer deposição de partículas quente se propague para a superfície das placas separadoras. Se assim se desejar, com a finalidade de controlar a sua erosão, os bordos dianteiros das placas separadoras, bem como os bordos dianteiros os "pontos de corte" do jacto de combustível sólido do "blud body" em forma de cunha, podem ter uma cobertura soldada, de uma forma conveniente de um material resistente à erosão, apropriado para esse fim, neles aplicada.

Breve Descrição dos Desenhos [0023] As figuras dos desenhos representam: A fig. 1, uma representação esquemática, na forma de uma vista em corte vertical, de um forno alimentado com combustível sólido pulverizado que apresenta um sistema de ignição com o qual pode utilizar-se uma construção, de acordo com a presente invenção, de uma ponta de injector de combustível sólido 24

pulverizado com controlo da mínima recirculação da chama (MRFC); A fig. 2, uma vista em alçado lateral de um injector de combustível sólido pulverizado que, nesta fig. 2, apresenta a primeira forma de realização da construção de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo da mínima recirculação da chama (MRFC), de acordo com a presente invenção, do tipo utilizado no sistema de ignição do forno alimentado com combustível sólido pulverizado ilustrado na fig. 1; A fig. 3, uma vista em alçado lateral, com arranque de algumas partes, da primeira forma de realização de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo da mínima recirculação da chama (MRFC), de acordo com a presente invenção, como se ilustra na fig. 2; A fig. 4, uma vista de topo da primeira forma de realização de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo de recirculação mínima da chama (MRFC), construído de acordo com a presente invenção, que está ilustrado na fig. 2; A fig. 5, uma vista em alçado lateral de um injector de combustível sólido pulverizado, que está ilustrado na fig. 5, como forma de realização de uma primeira variante da primeira forma de realização de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo da mínima recirculação da chama (MRFC), construída de acordo com a presente invenção, do tipo utilizado no sistema de ignição do forno alimentado com combustível sólido pulverizado ilustrado na fig. 1; A fig. 6, uma vista em alçado lateral de um injector de combustível sólido pulverizado, que está ilustrado na fig. 6, como forma de realização de uma segunda variante de uma forma de realização de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo do mínimo de recirculação da chama (MRFC), 25 p U, ^ construído de acordo com a presente invenção, do tipo utilizado no sistema de ignição do forno alimentado com combustível sólido pulverizado ilustrado na fig. 1; A fig. 7, uma representação esquemática de uma outra variante da primeira forma de realização de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo do mínimo de recirculação da chama (MRFC), construído de acordo com a presente invenção; e A fig. 8, uma vista de topo de uma outra variante de uma forma de realização de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo da mínima recirculação da chama (MRFC) , construída de acordo com a presente invenção; e A fig. 9, uma vista em perspectiva de um injector de combustível sólido pulverizado, ilustrado na fig. 9, que apresenta uma outra variante de uma forma de realização de uma ponta de injector de combustível sólido com controlo de mínimo de recirculação da chama (MFRC), construída de acordo com a presente invenção, do tipo utilizado no sistema e ignição do forno alimentado com combustível sólido pulverizado ilustrado na fig. 1.

Descrição da Forma de Realização Preferida [0024] Fazendo agora referência ao desenho e, mais particularmente à fig. 1 do mesmo, nela está ilustrado um, forno alimentado com combustível sólido pulverizado, com a referência geral (10) . No que respeita à natureza da construção e ao modo de funcionamento dos fornos alimentados com combustível sólido pulverizado, eles são bem conhecidos dos especialistas destas matérias, não sendo portanto julgado necessário apresentar aqui uma descrição pormenorizada do forno (10) alimentado com 26 Γ combustível sólido pulverizado ilustrado na fig. 1. Antes, com a finalidade de compreender um forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, em cujo sistema de ignição se inclui uma ponta de injector de combustível sólido com controlo da mínima recirculação da chama (MRFC), construída de acordo com a presente invenção, designando-se com a referência numérica (12) a sua primeira forma de realização, nas fig. 3 e 4 dos desenhos, é particularmente apropriada para esta utilização, considera-se suficiente apresentar aqui apenas uma descrição do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado e dos componentes do sistema de ignição com o qual o forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado está apropriadamente provido e com o qual coopera a ponta de injector de combustível sólido MRFC. Para uma descrição mais pormenorizada da natureza da construção e do modo de funcionamento dos componentes do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado e do sistema de ignição com o qual o forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado está apropriadamente provido, que não serão aqui descritos, podemos fazer referência à técnica anterior, isto é, no caso do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, à patente US 4 719 587, publicada em 12 de Janeiro de 1988, de F.J. Berte, concedida ao mesmo cessionário do presente pedido de patente e, no caso do sistema de ignição com o qual o forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado está apropriadamente provido, à patente US 5 315 939, publicada em 31 de Maio de 1994, de M.J. Rini et al, e que foi concedida ao mesmo cessionário do presente pedido de patente.

[0025] Ainda com referência à fig. 1 dos desenhos, o forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, como nela se ilustra, inclui uma zona de queimador, com a designação 27

I — L-i genérica (14). É no interior da zona do queimador (14) do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado que, de uma maneira bem conhecida pelos especialistas desta matéria, se inicia a combustão de combustíveis sólidos pulverizados. Os gases quentes produzidos pela combustão do combustível sólido e ar, sobem no forno (10) de combustão de combustível sólido pulverizado. Durante o movimento ascendente dos mesmos no forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, os gases quentes, de uma maneira bem conhecida do especialistas destas técnicas, fornecem calor ao fluido que passa através dos tubos (não representados, para manter a clareza de ilustração dos desenhos) que, de uma maneira convencional, forram todas as paredes do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado. Depois, os gases quentes saem do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, através da passagem horizontal, com a designação genérica (16), do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, a qual, por sua vez, conduz à passagem de gás traseira, designada genericamente por (18), do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado. Quer-· a passagem horizontal (16), quer a passagem traseira (18) contêm comummente outra superfície permutadora de calor (não representada) para gerar e superaquecer vapor de água, de uma maneira bem conhecida pelos especialistas destas técnicas. Depois disso, comummente faz-se escoar o vapor para uma turbina (não representada), que constitui vim componente de um grupo turbina/gerador (não representado), de modo que o vapor proporciona a potência motriz para accionar a turbina (não representada) e portanto, também o gerador (não representado) que, de uma maneira conhecida é associada cooperativamente com a turbina, de modo que se produz assim electricidade a partir do gerador (não representado). 28

r- U K

[0026] Com o que precede, a título de fundamento, faz-se de novo referência à fig. 1 dos desenhos, a fim de apresentar uma descrição da natureza da constituição e do modo de funcionamento do sistema de ignição com o qual se proporciona, de maneira apropriada ao forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, representado na fig. 1 dos desenhos, esse combustível. Continuando, o sistema de ignição em questão, como pode ver-se com referência à fig. 1 dos desenhos inclui um alojamento, de preferência na forma de uma caixa de ar principal, identificada na fig. 1 com a referência numérica (20) . De uma maneira bem conhecida dos especialistas desta técnica, a caixa de ar (20) está provida, de uma maneira conhecida, com uma pluralidade de compartimentos de ar (não representados), através dos quais se fornece ar a partir de uma fonte apropriada do mesmo (não representada), o qual é injectado na zona do queimador (14) do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado. Além disso, a caixa de ar (20), de lima maneira bem conhecida dos especialistas desta técnica, está provida de uma pluralidade de compartimentos (não representados) através dos quais se injecta combustível sólido para o interior da zona (14) do queimador do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado. O combustível sólido, que é injectado através da referida pluralidade de compartimentos (não representados), é fornecido a esta pluralidade de compartimentos de combustível (não representados), por meio de um dispositivo de alimentação de combustível sólido pulverizado, que tem a referência numérica (22), na fig. 1 do desenho. Para isso, os meios (22) de alimentação de combustível sólido pulverizado incluem um pulverizador, indicado genericamente pelo número de referência (24), na fig. 1 e uma pluralidade de condutas do combustível sólido pulverizado, que têm na fig. 1 a referência numérica 29 t (26) . De uma maneira bem conhecida na técnica, o combustível sólido pulverizado é transportado através das condutas (26) do combustível sólido pulverizado, do pulverizador (24), ao qual estão ligadas as condutas (26) do combustível sólido pulverizado, numa relação de escoamento de fluidos, para a referida pluralidade de compartimentos do combustível (não representados) aos quais estão ligadas as condutas (26) do combustível sólido, igualmente numa relação de escoamento de fluidos. Embora não esteja representado, a fim de manter a clareza da ilustração do desenho, o pulverizador (24) está operativamente ligado, a um ventilador (não representado), por sua vez ligado, numa relação de escoamento de fluidos com a pluralidade atrás mencionada de compartimentos de ar (não representados), de modo que se fornece ar, a partir de um ventilador (não representado) para não só a referida pluralidade de compartimentos de ar (não representados) como também para o pulverizador (24), de modo que o combustível sólido pulverizado fornecido a partir do pulverizador (24) para a referida pluralidade de compartimentos de combustível (não •representados) , é transportado, através das condutas (26) do combustível sólido pulverizado, numa corrente de ar, de uma maneira bem conhecida pelos especialistas destas técnicas dos pulverizadores.

[0027] Ainda com referência à natureza do sistema de ignição que é apropriadamente proporcionado no forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado ilustrado na fig. 1 dos desenhos, incorporam-se dois ou mais níveis discretos de ar sobre a grelha, em cada canto do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, de modo a situar-se entre a parte superior da caixa de ar principal (20) e o plano de saída do forno, ilustrado pela linha a tracejado (28) na fig. 1, do 30 forno (10) alimentado por combustível sólido pulverizado. Para isso, de acordo com a ilustração do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado da fig. 1 do desenho, o sistema de ignição com o qual está apropriadamente provido o forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, apresenta dois ou mais níveis discretos de ar sobre a grelha separados, isto é, um nível baixo de ar sobre a grelha separado, indicado genericamente na fig. 1 dos desenhos com a referência numérica (30) e um nível alto de ar sobre a grelha, separado, com a referência numérica geral (32) na fig. 1 dos desenhos. O nível baixo (30) de ar sobre a grelha, separado, é apropriadamente suportado pela utilização de qualquer forma convencional de meio de suporte (não representado), apropriado para utilizar com essa finalidade no interior da zona do queimador (44) do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, de modo a ficar apropriadamente afastado da parte superior da caixa de ar (20) e para assim ficar substancialmente alinhado com o eixo longitudinal da caixa de ar (20) . Analogamente, o nível elevado (32) de ar, separado, sobre a grelha é apropriadamente suportado pela utilização de qualquer forma convencional de meios de suporte (não representados) apropriados para utilizar para esse fim no interior da zona (14) do queimador do forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, de modo a ficar apropriadamente afastado do nível baixo (30) do ar sobre a grelha, separado, e de modo a ficar substancialmente alinhado com o eixo longitudinal da caixa de ar principal (20) . 0 nível baixo (30) do ar sobre a grelha, separado, e o nível elevado (32) do ar sobre a grelha, separado, estão apropriadamente situados entre a parte superior da caixa de ar principal (20) e o plano de saída (28) do forno, de modo que os gases gerados a partir da combustão do combustível sólido pulverizado demorem um lapso de tempo pré- 31

U t* \1 estabelecido para se deslocar da parte superior da caixa de ar (20) até à parte superior do nivel elevado (32) de ar sobre a grelha, separado.

[0028] Fazendo agora referência à fig. 2 dos desenhos, nela está ilustrado um injector de combustível sólido pulverizado, que tem a referência numérica geral (34) . De acordo com a sua ilustração na fig. 2 ' dos desenhos, o injector (34) do combustível sólido pulverizado está ilustrado como uma forma de realização de uma ponta (12) de injector de combustível sólido MRFC, construído de acordo com a presente invenção. Um injector (34) de combustível sólido pulverizado é, de uma maneira bem conhecida pelos especialistas desta técnica, apropriadamente suportado, numa relação de montagem, no interior de cada um de uma pluralidade de compartimentos de combustível (não representados), a que se fez referência mais atrás. A este respeito, uma representação esquemática de um de uma pluralidade de compartimentos de combustível (não representados) está referenciado na fig. 2 pelo número (36).

[0029] Pode empregar-se qualquer forma convencional de meios de montagem apropriados para usar com esta finalidade, para montar o injector (34) de combustível sólido pulverizado no compartimento de combustível (36). 0 injector (34) de combustível sólido pulverizado, como melhor se compreende com referência à fig. 2 dos desenhos, inclui uma porção em forma de cotovelo, designada genericamente pelo número (38) na fig. 2, embora não tenha sido ilustrado na fig. 2, para manter a clareza da representação na mesma, como estando ligado operativamente ligado numa extremidade, isto é, na extremidade designada na fig. 2 pela referência numérica (40), a uma conduta (26) do combustível sólido pulverizado. A outra 32 (ΐ"' ^ ^ Μ extremidade, isto é, a designada com a referência numérica (42), da porção em forma de cotovelo (38), como se vê com referência à fig. 2 dos desenhos, está ligada operativamente pela utilização de qualquer forma convencional de meios de fixação, apropriados para utilizar com esta finalidade, à porção que se estende longitudinalmente, com o número de referência (44) na fig. 2. 0 comprimento da porção (44) que se estende longitudinalmente é tal que corresponde substancialmente à profundidade do compartimento (36) do combustível. 0 injector (34) de combustível pulverizado, como se disse anteriormente, realiza a primeira forma de ponta de injector (12) de combustível sólido MRFC, cuja natureza de construção e modo de funcionamento se descreverá mais adiante com mais pormenor.

[0030] Com a finalidade de apresentar aqui uma descrição da natureza da construção e do modo de funcionamento da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC, faz-se referência às fig. 3 a 8 do desenho. Como atrás se disse, a ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC, construído de acordo com a presente invenção é vantajosamente caracterizada, a título de exemplo não limitativo, por cada um dos aspectos seguintes. Designadamente, devido à natureza da construção e ao modo de funcionamento da ponta (12) de injector de combustível sólido MRFC, as zonas de velocidade baixa ou negativa, isto é zonas de recirculação, no* plano da ponta (12) do injector de combustível sólido, são minimizadas; reduz-se a superfície disponível para deposição na ponta (12) de injector de combustível sólido; as condições térmicas na ponta do injector/injector de combustível sólido podem variar para evitar que a matéria em partículas "quentes" se deposite nas superfícies metálicas de trabalho da placa disponíveis, da ponta (12) do injector de combustível 33 r ι \ sólido MRFC; e é possível desse modo conseguir concomitantemente as mínimas emissões de NO* e/ou o mínimo de carvão nas cinzas voláteis, como atrás se referiu.

[0031] Há uma forma de realização e três variantes da mesma da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC, construídas de acordo com a presente invenção, descritas e ilustrada no presente pedido de patente. A primeira forma de realização pode ver-se ilustrada nas fig. 2, 3 e 4. Faz-se referência em particular às fig. 3 e 4 dos desenhos para apresentar uma descrição da natureza da construção e do modo de funcionamento da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MFRC que, para facilidade de referência se identifica também pela referência numérica (12) . Assim, como melhor se compreende com referência às fig. 3 e 4 dos desenhos a primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC inclui meios de blindagem do combustível e ar, aqui com a referência numérica (46); meios de blindagem do ar primário, aqui referenciados genericamente por (48); suportes dos meios de blindagem aqui denominados genericamente pela referência numérica (50) e meios de placas separadoras, aqui com a referência numérica geral (52). Para facilitar obter a compreensão da natureza da construção e do modo de funcionamento da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC, ilustra-se esquematicamente na fig. 3 dos desenhos, a tracejado, uma representação esquemática, (36), de uma porção de um compartimento de combustível e uma representação esquemática, em (44), da porção, que se estende longitudinalmente, do injector (34) de combustível sólido. Faz-se ainda notar, nesta altura, o facto de o sentido de fluxo do ar primário e do combustível sólido pulverizado, na primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível 34 f|" ^ ^^

VI sólido MRFC, está ilustrado na fig. 3 dos desenhos pelas setas que estão identificadas pelas referências numérica (54). (0032] Continuando, os meios de blindagem do combustível e ar (46), como melhor se vê com referência à fig. 3 dos desenhos apresentam na sua extremidade de entrada uma configuração bolbosa, identificada pela referência numérica (56). A configuração "bolbosa (56) funciona para minimizar a possibilidade de haver uma derivação de ar relativamente aos meios de blindagem do combustível e ar (46), isto é, pretende-se que não haja fluxo através dos meios de blindagem do combustível e ar (46), em particular em condições de basculamento, isto é, quando os meios de blindagem do combustível e ar (46) estão numa posição inclinada para cima ou numa posição inclinada para baixo, relativamente à ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC. Se houver uma derivação do combustível e ar nos meios de blindagem do combustível e ar (46), isso tem concomitantemente também um efeito adverso de impacto na extensão em que o combustível e ar é capaz de realizar uma acção de arrefecimento desejado nos meios de blindagem (46) do combustível e ar. Além da configuração bolbosa (56) dos meios de blindagem (46) do combustível e ar, eles são caracterizados além disso pela realização, nos mesmos, de cantos arredondados, como se mostra na fig. 4 dos desenhos, com a referência numérica (58). Designadamente, para uma finalidade que será referida mais adiante, cada um dos cantos arredondados (58) dos meios (46) de blindagem do combustível e ar é feito de modo a ter em todos o mesmo raio de curvatura pré-determinado, o qual, para facilidade de referência, está indicado pela seta com a referência numérica identificada por (60) na fig. 4. Os cantos arredondados (58) dos meios de blindagem (46) do combustível e ar, operam por forma a 35 U, ^ proporcionar velocidades mais elevadas nos cantos dos meios de blindagem (4 6) do combustível e ar que, por sua vez, minimizam eficazmente a existência de zonas de velocidade baixa nos meios (46) de blindagem do combustível e ar, que de outro modo conduziriam a deposição indesejável de combustível sólido.

[0033] Faz-se a seguir uma descrição da natureza da construção e do modo de funcionamento dos meios de blindagem (48) do ar primário da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido. Para isso, faz-se referência novamente às fig. 3 e 4 dos desenhos. Os meios de blindagem (48) do ar primário, como melhor se compreende a partir da fig. 3 dos desenhos, são caracterizados, num primeiro aspecto, pelo facto de o bordo traseiro dos meios de blindagem (48) do ar primário ficar recuado relativamente ao bordo traseiro dos meios de blindagem (46) do combustível e ar, a uma distância pré-determinada. Esta distância pré-determinada está indicada na fig. 3 dos desenhos pela seta com a referência numérica (62). Devido a ficar recuado relativamente ao bordo traseiro dos meios de blindagem (46) do combustível e ar, o plano de saída dos meios de blindagem (48) do ar primário e, mais especificamente o bordo traseiro dos meios de blindagem (48) do ar primário é afastado como superfície potencial e deposição de partículas de combustível sólido.

[0034] Além do que antecede, os meios (48) de blindagem do ar primário são caracterizados, num segundo aspecto, ainda pelo facto de o seu bordo traseiro ser cónico, com uma inclinação pré-determinada. Este valor pré-determinado da inclinação, que está ilustrado na fig. 3 pelas setas, indicadas pela mesma referência numérica, isto é, a referência (64) é propositadamente feito suficientemente pequeno, isto é, o 36 ângulo de inclinação é feito suficientemente pequeno para que, nem o combustível e ar, nem o ar primário, que se escoam de cada um dos lados se separem da superfície do bordo traseiro dos meios de blindagem do ar primário (48), o que se isso sucedesse daí resultaria a criação de uma recirculação adicional, indesejada.

[0035] Continuando a descrição da natureza da construção e do modo de funcionamento dos meios (48) de blindagem do ar primário, como pode melhor entender-se com referência à fig. 4 dos desenhos, os meios (48) de blindagem do ar primário são caracterizados, num terceiro aspecto, adicionalmente pelo facto de os meios (48) de blindagem do ar primário estarem também providos de cantos arredondados, aqui referenciados com o número (66) . Mais especificamente, cada um dos cantos arredondados (66) dos meios (48) da blindagem do ar primário, são feitos para apresentar iam segundo raio pré-determinado que, para facilidade de referência, está ilustrado pela seta identificada com a referência geométrica (68) na fig. 4 do desenho. Os cantos arredondados (66) dos meios (48) de blindagem do ar primário operam assim para aumentar as velocidades nos cantos (66), dos meios (48) de blindagem do ar primário que, por sua vez, contribuem para ajudar a evitar a deposição de partículas de combustível sólido nos cantos dos meios (48) de blindagem do ar primário e, no caso de não haver essa deposição, ajudarem à sua remoção. Além disso, os cantos do plano de saída arredondados (66) dos meios (48) da blindagem do ar primário acoplados aos cantos (58) do plano de saída arredondados dos meios (46) de blindagem do combustível e ar operam por forma a proporcionar, à primeira forma de realização da ponta (12) de injector de combustível sólido pulverizado MRFC, uma distribuição do fluxo de combustível e ar uniforme, 37 t

U no interior da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de distribuição de combustível sólido MRFC. Designadamente, existe um espaçamento uniforme entre a superfície exterior dos meios (48) de blindagem do ar primário e a superfície interior dos meios (46) da blindagem do combustível e ar, através de todo o espaço existente entre os mesmos. Para facilidade de referência, este espaçamento uniforme entre a superfície interior dos meios (46) de blindagem do combustível e ar e a superfície exterior dos meios (48) de blindagem do ar primário está ilustrado na fig. 4 dos desenhos, pela utilização de setas que aí se indicam com o número de referência (70) . Essa distribuição uniforme do fluxo de ar no interior da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido pulverizado MRFC proporciona, por sua vez, não só o arrefecimento uniforme da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC pela corrente de ar e combustível, como também proporciona uma cobertura uniforme da corrente de ar primário pela corrente de combustível e ar, de modo que pode assim fazer-se o controlo, quer sobre o ponto de ignição do combustível sólido, quer sobre as emissões de N0X.

[0036] Faz-se a seguir uma descrição da natureza da construção e do modo de funcionamento dos meios de suporte (50) da blindagem do combustível e ar da primeira forma de realização da^ ponta (12) do injector de combustível sólido. Para isso, os meios de suporte (50) da blindagem do ar e combustível são caracterizados, num primeiro aspecto, pelo facto de os meios de suporte da blindagem do combustível e ar (50) estarem recuados, a uma distância pré-determinada em relação ao plano de saída da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC, de modo a 38 manter afastada a zona de recirculação e a superfície de deposição vertical normalmente criada, do plano de saída da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC. 0 efeito do recuo dos meios (50) de suporte da blindagem do combustível e ar, relativamente ao plano de saída da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC é o de reduzir a possível influência que os meios de suporte (50) da blindagem do combustível e ar tenham no processo de deposição. Além disso, dum ponto de vista estrutural, o recuo dos meios (50) de suporte da blindagem do combustível e ar, permite também que quer o bordo traseiro dos meios (4 6) de blindagem do combustível e ar quer o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário se dilatem independentemente um do outro, reduzindo-se assim a tensão que é induzida termicamente, tanto nos meios (46) de blindagem do combustível e ar como nos meios (48) de blindagem do ar primário. A distância pré-determinada de que os meios de suporte da blindagem do combustível e ar estão recuados, relativamente ao plano de saída da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC está, para facilitar o entendimento da fig. 3 dos desenhos, referenciada com uma seta com a referência numérica (72).

[0037] Finalmente, apresenta-se aqui uma descrição da natureza da construção e do meio de funcionamento dos meios de placa separadora (52) de uma forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC. Os meios de placas separadoras (52) são caracterizados, num primeiro aspecto, pelo facto de os meios (52) de placas separadoras, tal como os meios (48) da blindagem do combustível e ar, estarem recuados para o interior do plano de saída dos meios (46) de blindagem do combustível e ar. Além disso, não só os dispositivos de placas 39

L-Cj separadoras (52) estão recuados para o interior dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, como também os meios (52) de placas separadoras estão também recuados a uma distância pré-determinada, relativamente ao bordo traseiro dos meios (48) da blindagem do ar primário. Para facilitar o entendimento disso, essa distância pré-determinada de que o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário estão recuados está indicada na fig. 3, pela seta aí identificada pela referência numérica (74). Por estarem assim recuados os meios (52) de placas separadoras são assim retirados como superfície susceptível de deposição potencial proveniente da zona de ignição, isto é, do plano de saída da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC. Igualmente, esse recuo dos meios (52) das placas separadoras é eficiente para proporcionar um certo arrefecimento dos meios (52) das placas separadoras, devido ao efeito de blindagem proporcionado aos mesmos pelos meios (46) de blindagem do combustível e ar. Além disso, esse recuo dos meios (52) das placas separadoras conduzem a meios (52) de placas separadoras com um comprimento menor o que, por sua vez, tem o efeito de reduzir a superfície de contacto para a transferência de calor para os mesmos, bem como a redução da superfície de contacto para a deposição de partículas nos mesmos. Além disso, os meios de placas de separação (52) são também caracterizados, num segundo aspecto, pelo facto de ambas as extremidades dos meios (52) das placas separadoras serem cónicas segundo um ângulo pré-determinado. Para facilitar a sua compreensão, a extensão em que essas extremidades dos meios (52) das placas separadoras são cónicas, ilustra-se na fig. 3 dos desenhos, pelas setas, cada uma das quais identificada pela referência numérica (76). Deve aqui notar-se que a quantidade pré-determinada em que as extremidades dos meios (52) das 40 Γ ί.--- placas separadoras são cónicas é tal que o ângulo de inclinação das mesmas é eito suficientemente pequeno para impedir a separação, em relação às mesmas, dos fluxos de ar primário de cada um dos seus lados. Se se verificasse essa separação, ela poderia ter o efeito de criação de uma recirculação adicional indesejada. Essa conicidade das extremidades dos meios (52) de placas separadoras é eficaz para reduzir a zona de recirculação que servia para afectar adversamente a operação das formas da técnica anterior de pontas de injector de combustível sólido, que são caracterizados pelo facto de apresentarem um bordo traseiro com face romba. Em segundo lugar, a referida conicidade das extremidades dos meios de placas separadoras é eficaz para reduzir os vórtices dispersos que são criados por esses bordos traseiros rombos. Se os meios (52) das placas divisoras devessem ter extremidades rombas, a zona de recirculação, desse modo induzida, funcionaria para arrastar partículas quentes para trás, tendo assim o efeito de criar ou exacerbar os fenómenos de deposição de combustível sólido. Uma tal zona de recirculação é também capaz de proporcionar condições que conduzem à combustão, criando assim chamas no interior da zona de recirculação, que teriam como efeito a subida das temperaturas, exacerbando ainda mais o problema de deposição. Além disso, os vórtices induzidos pelo bordo dianteiro criavam, pelos bordos com faces rombas, a ocasião para maiores níveis de turbulência no interior da corrente de ar' primário, exacerbando assim a deposição de partículas de combustível sólido nesses bordos, resultado que é obviado quando os bordos cónicos são usados em vez de bordos rombos. Embora os meios (52) de placas separadoras compreendam, de acordo com a melhor forma de realização da invenção duas placas separadoras individuais equidistantes de cada um dos lados da linha central da primeira forma de realização da ponta (12) do 41 I „

injector de combustível sólido MRFC, deve compreender-se que os meios (52) de placas separadoras podem compreender um número diferente de placas separadoras individuais, sem que por isso nos afastemos da essência da presente invenção.

[0038] Faz-se agora uma descrição da natureza da construção de uma variante da ponta de injector de combustível sólido. Para isso, faz-se referência às fig. 5 e 6 dos desenhos, nas quais se ilustra a variante de uma forma de realização da ponta de injector de combustível sólido como estando associada cooperativamente com o injector (34) de combustível sólido. A fim de diferenciar a variante da forma de realização da ponta de injector de combustível sólido MRFC da ponta (12) de injector de combustível sólido, para fins da sua discussão que se segue, a variante da forma de realização da ponta de injector de combustível sólido MRFC é designada, genericamente, nas fig. 5 e 6 dos desenhos, pelo número de referência (12'). No entanto todos os componentes da variante de uma ponta (12') de injector de combustível sólido MRFC que sejam comuns à variante da forma de realização da ponta (12') de injector de combustível sólido MFRC e à forma de realização da ponta (12) de injector de combustível sólido MFRC, são identificados pelos mesmos números de referência nas fig. 5 e 6 que são usados nas fig. 3 e 4 dos desenhos.

[0039] Continuando, a variante da primeira forma de realização da ponta (12') de injector de combustível sólido MRFC é particularmente caracterizada pela inclusão, no seu interior, de meios positivos operativos para efectuar um arrefecimento dos meios (48) de blindagem do ar primário da variante da primeira forma de realização da ponta (12') do injector de combustível sólido MRFC. Designadamente, em certas 42 V. r

Lc, aplicações nas quais se queima tipos particulares de combustível sólido, há a possibilidade de o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário se tornar suficientemente quente devido ao calor irradiado para o mesmo a partir dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, para produzir a fusão do combustível sólido, quando o combustível sólido se escoar através dos meios (48) de blindagem do ar primário, devido a que pode verificar-se deposição de combustível sólido fundido no bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário. Por conseguinte, para utilizar nessas aplicações, é desejável proporcionar uma variante da forma de realização da ponta de injector de combustível sólido MRFC, isto é a referenciada genericamente pelo número (12'). Mais especificamente, para utilização nessas aplicações, é desejável que se modifique uma forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido, de modo a incorporar na mesma meios de arrefecimento, isto é, que se proporcione uma variante da forma de realização da ponta (12') do injector de combustível sólido MRFC, que fosse operativa para evitar que o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário se torne suficientemente quente, pelo calor que para ela irradia, a partir dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, que se verifique a fusão do combustível sólido que de outro modo poderia ocorrer quando o combustível sólido se escoar através dos meios (48) de blindagem do ar primário. Para isso, de acordo com á variante da forma de realização da ponta (12'), do injector de combustível sólido, proporcionam-se meios apropriados, interpostos entre o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário e o bordo traseiro dos meios (46) de blindagem do combustível e ar. Ais meios de blindagem podem tomar uma de duas formas. De acordo com a primeira forma, os meios de blindagem, como melhor se compreende com referência à 43 Γ fig. 5 dos desenhos, compreendem um componente deflector "desviado", designado genericamente nessa figura com a referência (78) . O componente deflector "desviado" (78) está separado fisicamente dos meios (48) de blindagem do ar primário, de modo que o componente deflector "desviado" (78) arrefece eficazmente os meios (48) de blindagem do ar primário e, em particular, o bordo traseiro dos mesmos, actuando como uma blindagem entre os meios (48) de blindagem do ar primário e os meios (46) de blindagem do combustível e ar, de modo que o calor radiante dos meios (48) de blindagem do ar primário, proveniente dos meios (46) do combustível e ar é suficientemente minimizado para impedir que o bordo traseiro dos meios (48) da blindagem de ar primário se torne suficientemente aquecido para que os meios (48) de blindagem do ar primário se tornem suficientemente quentes para provocar a fusão do combustível sólido, quando o combustível sólido se escoe através dos meios (48) de blindagem do ar primário. Além disso, o componente deflector "desviado" é desenhado de maneira apropriada para funcionar de modo a dirigir uma parte do combustível é ar, que se escoa através do espaço proporcionado para esse efeito, entre a superfície interior dos meios (46) de blindagem do combustível e ar e a superfície exterior dos meios (48) de blindagem do ar primário para, de uma maneira convergente, a blindagem de ar primário/combustível e ar, que está a sair do bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário. A convergência desta porção da corrente de combustível e ar com a corrente de ar primário/combustível sólido cria turbulência na zona e convergência e a ignição reforçada do combustível sólido, sem que a chama que resulta dessa ignição se fixe, na variante da forma de realização da ponta (12') do injector de combustível sólido MRFC. 44

[0040] Para os fins da discussão aqui feita, a segunda forma dos meios de blindagem que a variante da ponta (12') do injector e combustível sólido MRFC pode apresentar, faz-se referência à fig. 6 dos desenhos. Como melhor se compreende com referência à fig. 6 dos desenhos, a segunda forma de meios de blindagem compreende um componente deflector convergente/divergente, designado genericamente pela referência (80), que é capaz de blindar os meios (48) da blindagem do ar primário, relativamente ao calor que para eles é irradiado a partir dos meios (46) de blindagem do combustível e ar. Ao mesmo tempo, este componente (80) convergente/divergente é desenhado apropriadamente, de modo a operar para dirigir uma primeira porção do combustível e ar, de uma maneira convergente, para a corrente de ar primário/combustível sólido, que sai do espaço formado entre a superfície interior dos meios (48) de blindagem do combustivel e ar, e a superfície exterior dos meios (46) de blindagem do ar primário, de modo a permitir o fluxo do combustível e ar através do mesmo. 0 componente deflector convergente/divergente (80) é, além disso, desenhado apropriadamente para operar para dirigir uma segunda porção do combustível e ar, afastando-se, de uma maneira divergente, da corrente atrás referida de ar primário/combustível sólido. Como no caso da primeira forma dos meios de blindagem, a segunda forma dos meios de blindagem, isto é, o componente deflector convergente/divergente (80), proporciona também um reforço da ignição dos combustíveis sólidos pouco voláteis, sem que a chama que resulta dessa ignição se fixe, na variante da forma de realização (12') do injector de combustível sólido MRFC.

[0041] Vai agora fazer-se uma descrição da natureza da construção e do modo de funcionamento de uma outra variante de uma forma de realização da ponta do injector de combustível 45 sólido que, com a finalidade de diferenciação da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC e da variante da forma de realização da ponta (12') do injector de combustível sólido, tem a referência (12") genérica nas fig. 7 e 8. Para os fins da sua discussão, que se segue, os componentes da outra variante da forma de realização (12") da ponta do injector de combustível sólido que são comuns à outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC, bem como à variante da forma de realização da ponta (12') do injector de combustível sólido MRFC e à forma de realização da ponta (12') do injector de combustível sólido são identificados nas fig. 7 e 8 dos desenhos pelos mesmos números de referência usados para identificar esses componentes em ligação com a sua ilustração nas fig. 3 e 4 dos desenhos e em ligação com a sua ilustração nas fig. 5 e 6 dos desenhos.

[0042] Continuando, a outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido é caracterizada por o controlo da frente da chama poder fazer-se com a mesma sem necessitar de utilizar nada que fique saliente para fora da outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC e para o interior da zona (14) do queimador do forno (10) alimentado com combustível sólido. Para isso, a outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC apresenta meios de formação cónicos, designados na fig. 7 pela referência numérica (82) . Os meios de formação cónicos (82) estão apropriadamente situados no interior dos meios (48) de blindagem do ar primário, numa relação de suporte com os mesmos, na extremidade de saída da outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC. De acordo com o melhor modo de realização dos mesmos, os 46 r ^^ meios de formação cónicos (82) compreendem uma versão modificada dos meios de placa separadora (52). Maís especificamente, como melhor se compreende com referência à fig. 7 dos desenhos, os meios de formação cónica (82) compreendem duas placas separadoras, indicadas na fig. 7 com as referências (84) e (86), respectivamente. Os meios de formação cónica (82) operam para efectuar o posicionamento da frente da chama sem criação de bolsas de recirculação na extremidade de saída da outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC, e também sem a criação de características da superfície que sejam susceptíveis de deposição nas mesmas de partículas de combustível sólido. Além disso, os meios de formação cónicos (82) operam para realizar a ignição do combustível sólido, de maneira uniforme, através da corrente de ar primário/combustível sólido. Para facilidade de referência, a corrente de ar primário/combustível sólido está ilustrada na fig. 7 pela utilização de setas, identificadas, colectivamente, genericamente pela referência numérica (88) . Esta ignição uniforme do combustível sólido é conseguida pelo facto de se criar um "cone" pelos meios de formação cónicos (82), isto é, as placas separadoras (84) e (86), que operam para dividir a corrente de ar primário/combustível sólido em duas correntes, isto é. A corrente indicada pela seta que tem na fig. 7 a referência numérica (90) e a corrente indicada na fig. 7 pela referência numérica (92) . Cada uma das correntes (90) e (92) é capaz de ter uma velocidade diferente e um momento diferente, de modo que uma outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC pode ser feita de modo a ter uma larga gama de valores da velocidade e do momento, como for necessário para os fins de controlar na extremidade de saída desta outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido, 47 p L·, ^^ aerodinâmica/ ai existente, a qual, por sua vez, influencia a posição da frente da chama e as caracteristicas da chama. Em termos gerais, as variáveis que têm sido usadas para determinar a natureza do cone que é criado pela utilização dos meios (82) de formação do cone, isto é, a utilização das placas separadoras (84) e (86), são a área de entrada do cone criado pelos meios de formação do cone (82), em comparação com a área de entrada da outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC e a área de saída do cone criado pelos meios de formação do cone (82), em comparação com a área de saída da outra variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC. Além disso, se se desejar, o cone criado pelos meios (82) de formação do cone podem ser feitos para incluir mecanismos para formar um turbilhão na corrente de ar primário, na corrente de combustível e ar ou em ambas, e para controlar a mistura entre a corrente de ar primário e a corrente de combustível e ar.

[0043] Faz-se agora uma descrição da natureza da construção e do modo de funcionamento da outra variante de uma forma de realização da ponta do injector de combustível sólido MRFC que, com a finalidade de diferenciação da primeira forma de realização da ponta (12) do injector de combustível sólido MRFC, da variante da ponta (12') da ponta do injector de combustívél sólido MRFC e da outra variante da formação de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido MRFC, é designada genericamente, na fiq. 9, pela referência numérica (12"'). Para fins da sua descrição que se segue, os componentes da terceira variante da forma de realização da ponta (12"') do injector de combustível sólido MRFC, que são comuns à terceira variante da forma de realização (12"') do 48 t

U injector de combustível sólido e à segunda variante da forma de realização da ponta (12") do injector de combustível sólido, a variante de uma forma de realização da ponta (12') do injector de combustível sólido e a ponta (12) da primeira forma de realização do injector de combustível sólido estão identificados, na fig. 9 dos desenhos, pelas mesmas referências numéricas que foram usadas para identificar estes componentes em ligação com a sua ilustração nas fig. 3 e 4 dos desenhos e em ligação com a sua ilustração nas fig. 7 e 8 dos desenhos.

[0044] Continuando, a terceira variante da forma de realização da ponta (12"') do injector de combustível sólido MRFC é caracterizada pela inclusão, na mesma, de meios de redução de N0X, designados genericamente na fig. 9 dos desenhos com a referência (94) . De acordo com a sua melhor forma de realização, os meios (94) de redução de N0X compreendem uma versão modificada dos meios de placas separadoras (52). Mais especificamente, como melhor se compreende com referência à fig. 9 dos desenhos, os meios de redução de NOx (94) incluem uma pluralidade de placas separadoras, cada uma delas identificada pelo mesmo número de referência (96), na fig. 9 dos desenhos. Associado cooperativamente com cada uma das placas separadoras (96) da referida pluralidade, há um primeiro conjunto, designado genericamente, na fig. 9, pelo número de referência (98) de corpos de frente achatada, em forma de cunha, cada um deles designado na fig. 9 pelo mesmo número de referência (100), e um segundo conjunto, designado genericamente na fig. 9 pela referência numérica (102) de corpos de frente achatada em forma de cunha, cada um deles designado, na fig. 9, pela mesma referência numérica (104). 49 [0045] Como se compreenderá com referência à fig. 9 dos desenhos, o primeiro conjunto (98) de corpos (100) está associado cooperativamente com cada uma das placas separadoras (96) da referida pluralidade, de modo a projectar-se, quando visto na fig. 9, para cima, relativamente às mesmas, isto é, de modo a projectar-se acima da linha central da respectiva pluralidade de placas separadoras (96). Enquanto que o segundo conjunto (102) de corpos (104) achatados em forma de cunha está cooperativamente associado com cada uma das placas separadoras (96) da referida pluralidade, de modo que se projectam, vistas na fig. 9, para baixo, isto é, de modo a projectar-se abaixo da linha central das placas separadoras (96) respectivas.

[0046] De acordo com a melhor forma de realização da ponta (12"') do injector de combustível sólido e como melhor se vê com referência à fig. 9 dos desenhos, os corpos de frente achatada (100), bem como os corpos de frente achatada (104) estão retirados de 1,7 - 6,8 cm (0,5'-2,0") de ambos os meios (48) de blindagem do ar primário, que envolve a corrente do combustível sólido, e o plano de saída da ponta (12"') do injector de combustível sólido, de modo que a zona de grande turbulência da corrente de combustível sólido fica encaixada no interior de uma "cobertura" de combustível sólido com baixa turbulência. Além disso, os corpos de frente achatada (100), bem como os corpos de frente achatada (104) apresentam, como pode ver-se com · referência à fig. 9, uma configuração essencialmente de cunha, com apêndices desviados, designados, no caso dos corpos (100) , cada um, com a referência (100a) e, no caso dos corpos (104) cada um com apêndices desviados (104), com uma aparência parecida com "dentes de abóbora", isto é, dentes entalhados numa abóbora para o Dia das Bruxas. 50

Lc, )==3^ [0047] O efeito dos corpos (100) com apêndices desviados (100a) e dos corpos (104) com os apêndices desviados (104a) é o de maximizar a turbulência e cortar os vórtices, mantendo ainda a capacidade de a ponta (12"') do injector de combustível sólido bascular e dirigir a corrente de combustível sólido. De acordo com a melhor forma de realização da ponta (12"') do injector de combustível sólido, os apêndices desviados (100a) e os apêndices desviados (104a) têm aproximadamente a largura de 1,9 - 4,4 cm e estão desviados, verticalmente, de 1,27 - 6,35 cm (0,5"-2,5") de cada um dos apêndices desviados (100a) dos apêndices desviados (104a) adjacentes.

[0048] Fazendo de novo referência à fig. 9 dos desenhos, como melhor se compreenderá com referência à mesma, os apêndices (100a) desviados e os apêndices desviados (104a) estão, cada um, colocados na extremidade traseira da placa separador respectiva, da pluralidade de placas separadoras (96) , com as quais estão cooperativamente associados os corpos (100) e os corpos (104), respectivamente. Faz-se além disso notar aqui o facto de, de acordo com a melhor forma de realização da ponta (12"') do injector de combustível sólido de cada uma das placas da pluralidade de placas separadoras (96), ter um comprimento mais curto de cerca de 5,08 a 12,7 cm (2" a 5") que o comprimento da ponta (12"') do injector de combustível sólido MRFC.

[0049] Devido à geometria, que foi descrita mais atrás, por cies apresentada, os meios (94) de redução de NOx, operam para maximizar o efeito global dos vórtices, que são criados, devido ao facto de os vórtices não estarem localizados tão próximos uns dos outros que os vórtices adjacentes se anulem mutuamente. Ainda a geometria atrás descrita, dos meios (94) de redução de 51 Γ ΝΟν/ permitem ainda que se produza um número máximo de sítios de geração de vórtices. Portanto, é possível produzir com eles uma frente da chama que, tipicamente, numa certa gama de tipos de combustível sólido, se situam a 15,24 - 61 cm (6"-2' ) do plano de saída da ponta (12"') do injector de combustível sólido. Resumindo, o desenho dos meios (94) de redução de NOx, em termos do número, da geometria, das dimensões, da sobreposição e da situação dos corpos (100) e (104) é eficiente para a optimização do número de "pontos de corte", que actuam para realizar a dispersão do jacto de combustível sólido, isto é, a corrente, mantendo no entanto cada um dos "pontos de corte" em locais individualmente distintos. 0 resultado é que se proporciona assim uma ponta do injector de combustível sólido, isto é, a ponta (12"') do injector de combustível sólido MRFC, que, no que respeita à eficácia, combina baixas emissões de N0X e a mínima deposição de cinzas volantes, o que, por sua vez, conduz a uma grande duração em serviço da ponta (12"') do injector de combustível sólido.

[0050] Assim, de acordo com a presente invenção, proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido nova e aperfeiçoada, para utilização num sistema de ignição do tipo utilizado em fornos alimentados com combustível sólido. Além disso, proporciona-se, de acordo com a invenção, uma ponta de injector de combustível sólido para utilização num sistema de ignição, nova e aperfeiçoada, para utilização num sistema de ignição usado num forno alimentado com combustível sólido que pode operar como ponta de injector de combustível sólido com um controlo da chama com circulação mínima (MRFC). Igualmente, de acordo com a presente invenção, proporciona-se uma tal ponta de injector de combustível sólido, nova e aperfeiçoada, MRFC, para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno 52 ρ Li alimentado com combustível sólido pulverizado, que é caracterizado por a sua blindagem do ar primário ficar recuada. Também, de acordo com a presente invenção, proporciona-se uma tal ponta de injector de combustível sólido, nova e aperfeiçoada, para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno de combustível sólido pulverizado, que é caracterizada por as suas nervuras de suporte da blindagem do ar primário serem recuadas. Além disso, proporciona-se, de acordo com a presente invenção, uma tal ponta de injector de combustível sólido, nova e aperfeiçoada, para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno alimentado com combustível sólido pulverizado, que é caracterizada por a sua blindagem do ar primário apresentar uma entrada bolbosa. Na ponta de injector de combustível sólido MRFC para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno alimentado com combustível sólido, os cantos do plano de saída da sua blindagem do ar primário do ar primário são arredondados. Além disso, proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido do tipo utilizado num forno alimentado com combustível sólido pulverizado, de modo que os cantos do plano de saída da sua blindagem do combustível e ar são arredondados. Penultimamente, proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido MRFC para utilizar num sistema de ignição do tipo utilizado num forno alimentado com combustível sólido pulverizado, de modo que a sua blindagem do combustível e ar está provida de uma abertura uniforme. Finalmente, proporciona-se uma ponta de injector de combustível sólido, RFC para utilização num sistema de ignição do tipo utilizado num forno alimentado com combustível sólido pulverizado com as finalidades de com ela obter o mínimo de emissões de N0X e/ou um mínimo e carvão nas cinzas volantes, um ou mais "bluff bodies", cada um deles com uma geometria pré-definida, 53 suportados apropriadamente numa posição pré-determinada no seu interior.

Lisboa, 24 de Outubro de 2001. O AGENTH OFICIAI. PA PROPRIEDADE INDUSTRIA'.

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Claims (10)

1. Γ L-Cj REIVINDICAÇÕES 1. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama, para utilizar com a associação cooperativa com um injector (34) de combustível sólido pulverizado de um sistema de ignição de um forno (10) alimentado com combustível sólido pulverizado, incluindo a ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama, que inclui meios de blindagem (46) do combustível e ar, meios de blindagem do ar primário (48) meios (50) de suporte da blindagem do combustível e ar e meios (52) de placas separadoras, podendo os meios (46) de blindagem do combustível e ar ser montados, numa relação de suporte, numa extremidade do injector (34) de combustível sólido pulverizado, tendo os meios de blindagem (34) uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída e cantos arredondados (58) que funcionam com a finalidade de produzir velocidades mais elevadas nos cantos arredondados (58) dos meios de blindagem do combustível e ar e, desse modo, minimizando as zonas de baixa velocidade nos meios (46) de blindagem do combustível e ar, nas quais poderia ocorrer deposição de combustível sólido, estando os meios (48) de blindagem do ar primário montados, numa relação de suporte no interior dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, incluindo os meios (48), de blindagem do ar primário um bordo dianteiro e o bordo traseiro, incluindo os meios de blindagem do ar primário também cantos arredondados (66), que funcionam para aumentar as velocidades nos cantos arredondados (66) dos meios (48) de blindagem do ar primário, ajudando desse modo a impedir a 1 Γ (__ t deposição de partículas de combustível sólido no mesmo e, na eventualidade de ocorrerem tais deposições, ajudar a sua remoção, estando os meios (50) de suporte da blindagem do combustível e ar interpostos entre os meios (46) de blindagem do combustível e ar e os meios (48) de blindagem do ar primário, de modo a funcionar para realizar o suporte dos meios (48) e blindagem do combustível e ar relativamente aos meios (48) de blindagem do ar primário, e sendo os meios (52) de placas separadoras suportados, numa relação de montagem nos mesmos, no interior dos meios (48) de blindagem do ar primário, sendo os meios de placas separadoras (52) recuadas da extremidade de saída dos meios (46) de blindagem do combustível e ar numa distância pré-determinada suficiente para retirar os meios de placa (52) com um sítio susceptível de deposição potencial de partículas de combustível sólido, e suficiente para proporcionar um certo arrefecimento dos meios de placas separadoras (52) em virtude da blindagem proporcionada aos mesmos pelos meios (46) de blindagem do combustível e ar, sendo a ponta (12) do injector de combustível sólido com controlo da circulação mínima da chama caracterizada por: a) os meios (46) de blindagem do combustível e ar incluírem, na sua extremidade de entrada, uma configuração bolbosa, sendo a configuração bolbosa operativa para a finalidade de minimizar a derivação de combustível e ar em torno dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, particularmente quando os meios (46) de blindagem do combustível e ar estão numa condição basculada, e para a finalidade de reforçar o efeito de arrefecimento produzido pelo fluxo do combustível e ar através dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, 2 Lei ^ b) ο bordo traseiro dos meios (48) da blindagem do ar primário ser recuado da extremidade de saída, numa distância pré-determinada, suficiente para retirar o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário como superfície potencial para deposição de partículas de combustível sólido; e c) os meios (50) de blindagem do combustível e ar serem recuados do bordo traseiro dos meios (48) do ar primário, a uma distância pré-determinada suficiente para manter a zona de recirculação e a superfície de deposição vertical criada pelos meios (50) de suporte da blindagem do combustível e ar afastando-se da extremidade de saída dos meios (46) da blindagem do combustível e ar, de modo que, para reduzir a influência possível dos meios (50) de suporte da blindagem do combustível e ar, no processo de deposição, e também suficiente para permitir que a extremidade de saída dos meios (46) de blindagem do combustível e ar e o bordo traseiro dos meios (48) da blindagem do ar primário se dilatarem independentemente um em relação ao outro, reduzindo desse modo a tensão térmica nos mesmos.
2. 2. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama de acordo com a reivindicação 1, na*-qual o bordo traseiro dos meios (48) da blindagem do ar primário é cónica para reduzir a zona de recirculação no bordo traseiro dos meios (48) da blindagem do ar primário que, de outro modo, poderia ser operável para arrastar a matéria em partículas quentes para trás, para o bordo traseiro dos meios (48) da 3

   U t blindagem do ar primário, exacerbando desse modo ai a deposição de partículas de combustível sólido.
3. 3. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama de acordo com a reivindicação 1, na qual os meios de placas separadoras (52) incluem um bordo traseiro e um bordo dianteiro, sendo o bordo traseiro dos meios (52) de placas separadoras cónicos, segundo um ângulo suficientemente pequeno para evitar a separação do ar que se escoa sobre os meios (52) de placas separadoras, enquanto se mantêm ainda operativos para reduzir a zona de recirculação no bordo traseiro dos meios de placas separadoras (52), para desse modo minimizar a possibilidade de ocorrer nas mesmas deposições de combustível sólido.
4. 4. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama, de acordo com a reivindicação 3, na qual o bordo dianteiro dos meios de placas separadoras (52) é cónico, segundo um ângulo suficientemente pequeno para impedir a separação do ar que se escoa sobre os meios (52) de placas separadoras, mantendo-se no entanto operativos para reduzir a zona de recirculação no bordo dianteiro dos meios (52) de placas separadoras, para desse modo minimizar a possibilidade de ocorrer nos mesmos deposição de combustível sólido.
5. 5. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama, na qual os meios (4 6) da blindagem do combustível e ar estão uniformemente afastados dos meios (48) de blindagem do ar primário, de modo a proporcionar uma abertura uniforme na extremidade 4 r de saída dos meios (46) da blindagem do combustível e ar e a distribuição uniforme do combustível e ar no interior da ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama.
6. 6. Ponta (12) de injector de combustível sólido de acordo com a reivindicação 1, que compreende ainda meios de blindagem, interpostos entre a extremidade de saída dos meios de blindagem (4 6) do combustível e ar e o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário, de modo a efectuar um arrefecimento dos meios (48) de blindagem do ar primário.
7. 7. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama de acordo com a reivindicação 6, na qual os meios de blindagem compreendem um componente deflector desviado (78), operativo para blindar o bordo traseiro dos meios de blindagem (48) do ar primário protegendo-o do calor que de outro modo seria irradiado para o mesmo a partir dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, sendo além disso operativo para dirigir uma porção do combustível e ar, que se escoa através dos meios (46) de blindagem com combustível e ar, de maneira convergente, no sentido do bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário.
8. 8. Ponta (12) de injecção de combustível sólido, com controlo da recirculação mínima da chama de acordo com a reivindicação 6, na qual os meios de blindagem compreendem um componente deflector (80) convergente/divergente, que opera para proteger o bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário do calor que, de outro modo, 5 Γ seria para eles irradiado a partir dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, sendo o componente (80) convergente/divergente ainda operativo para dirigir uma primeira porção do combustível e ar que se escoa através dos meios (46) de blindagem do combustível e ar, de maneira convergente, no sentido do bordo traseiro dos meios (48) de blindagem do ar primário, e uma segunda porção do combustível e ar que se escoa através dos meios (4 6) de blindagem do combustível e ar, de maneira divergente afastando-se do bordo traseiro dos meios (48) da blindagem do ar primário.
9. 9. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama de acordo com a reivindicação 1, na qual os meios (52) de placas separadoras compreendem meios de formação de cones (82) operativos para efectuar o controlo do posicionamento da frente da chama na extremidade de saída das zonas de recirculação na extremidade exterior dos meios (46) de combustível e ar e sem a criação de características da superfície que seriam susceptíveis de fazer a deposição de partículas de combustível sólido nas mesmas.
10. 10. Ponta (12) de injector de combustível sólido com controlo da recirculação mínima da chama de acordo com a reivindicação 9, na qual os meios de formação de cones (82) incluem duas placas separadoras (84,86), montadas numa relação de espaçamento, uma em relação à outra, no interior dos meios (48) de blindagem do ar primário, sendo as duas placas separadoras (84,86) operativas para dividir a corrente de ar primário/combustível sólido que se escoa através dos meios (48) de blindagem do ar primário, em 6 duas correntes, cada uma delas capaz de ter uma velocidade e um momento diferentes, com a finalidade de controlar a aerodinâmica que existe na extremidade de saida dos meios (46) de blindagem do combustível e ar. Lisboa, 24 de Outubro de 2001. 0 AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL t 7