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ES2355210T3 - Quemador de gas con llama interna, de elevada compacidad. - Google Patents

Quemador de gas con llama interna, de elevada compacidad. Download PDF

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ES2355210T3
ES2355210T3 ES03292923T ES03292923T ES2355210T3 ES 2355210 T3 ES2355210 T3 ES 2355210T3 ES 03292923 T ES03292923 T ES 03292923T ES 03292923 T ES03292923 T ES 03292923T ES 2355210 T3 ES2355210 T3 ES 2355210T3
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Jean-Claude Molla
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Quemador de gas con llama interna, que comprende un inyector de gas (1), un tubo de vacío (2), o venturi, que asegura una inducción de aire primario, un bote (3) y un sombrerete (4), coronando el sombrerete al bote y delimitando conjuntamente con el bote una cámara anular (5) de distribución de una mezcla combustible de aire y de gas, presentando la cámara (5) un borde interno (51), que rodea al centro (50) de esta cámara y que está horadado con orificios (510) de salida de llamas, y el tubo de vacío (2) presenta una entrada (20) abierta al aire atmosférico, primera y segunda secciones longitudinales (21, 22) que presentan, respectivamente, perfiles convergentes y divergentes, y una salida (23), que desemboca en la cámara anular (5), naciendo la primera sección (21) en la entrada (20) del tubo (2), sucediendo la segunda sección (22) a la primera sección (21) y terminándose a la salida (23) del tubo, encontrándose el inyector (1) relativamente más cerca de la entrada (20) del tubo de vacío (2) que de la salida (23) de este tubo, y el tubo de vacío (2) se extiende longitudinalmente según un eje (X) que está sensiblemente inscrito en un plano mediano (P) de la cámara anular (5), caracterizado porque este tubo (2) presenta una longitud (L2) como máximo igual que el doble de la distancia máxima (R) que separa al borde interno (51) de la cámara (5) del centro (50) de esta cámara, porque el tubo (2) desemboca en la cámara (5) según una dirección radial con relación al borde interno (51) de la misma, y porque esta cámara (5) está equipada con un deflector (6) de distribución de la mezcla combustible, que está conformado en forma de arco de círculo y que está interpuesto entre la salida (23) del tubo (2) y, al menos, algunos de los orificios (510) de salida de llamas, dispuestos frente a esta salida (23).

Description

La invención se refiere, de manera general, al campo de los quemadores de gas denominados "con llama interna", es decir cuyas llamas convergen hacia un punto de concentración de calor. 5
De una manera más precisa, la invención se refiere a un quemador de gas con llama interna, que comprende un inyector de gas, un tubo de vacío, o venturi, que asegura una inducción de aire primario, un bote y un sombrerete, coronando el sombrerete al bote y delimitando conjuntamente con el bote una cámara anular de distribución de una mezcla combustible de aire y de gas, presentando la cámara un borde interno que rodea al centro de esta cámara y que está horadado con orificios de 10 salida de llamas, y el tubo de vacío presenta una entrada abierta al aire atmosférico, secciones primera y segunda longitudinales que presentan, respectivamente, perfiles convergentes y divergentes, y una salida que desemboca en la cámara anular, naciendo la primera sección a la entrada del tubo, sucediendo la segunda sección a la primera sección y terminándose a la salida del tubo, estando el inyector relativamente más próximo de la entrada del tubo de vacío que de la salida 15 de este tubo, y el tubo de vacío se extiende longitudinalmente, según un eje sensiblemente inscrito en un plano mediano de la cámara anular.
Un quemador de este tipo está descrito, por ejemplo, en el documento de la patente EP 1 489 353.
Un quemador parecido, que presenta una parte de las características que han sido citadas 20 más arriba, está descrito, por otra parte, en el documento de patente JP 2000018523.
Los quemadores de gas, tales como los que equipan de manera tradicional las encimeras de cocción y los hornos profesionales están concebidos de manera que la mezcla combustible sea admitida en la cámara anular por un movimiento ascendente, y pertenecen al tipo de quemadores denominados "con llama interna", en los cuales las llamas divergen radialmente hacia el exterior. 25
En términos de prestaciones, de fiabilidad y de viabilidad económica, estos quemadores dan resultados globalmente bastante satisfactorios pero, sin embargo, son susceptibles de ser optimizados y de ser obtenidos al precio de un tamaño importante.
Desarrollos más recientes han conducido a la aparición de quemadores del tipo denominado "con llama interna" tales como los que han sido definidos más arriba, es decir en los cuales las llamas 30 convergen hacia un punto central.
Los quemadores de este tipo presentan intrínsecamente propiedades interesantes en términos de dinámica de modulación de potencia, de rendimiento energético y de reducción de las pérdidas caloríficas, estando representada la dinámica de modulación por la relación entre el caudal máximo, que es susceptible de ser alcanzado al mismo tiempo que se conserva una combustión 35 higiénica y una llama pegada al orificio de salida, y el caudal mínimo, que es susceptible de ser alcanzado sin retorno de llama en el orificio de salida.
Aún cuando son estructuralmente diferentes de los quemadores de llama externa, sin embargo siguen siendo derivados de los primeros por aplicación de principios de concepción tradicionales y, por lo tanto, heredan una parte de las características de estos primeros quemadores. 40
En este contexto, la invención tiene por objeto proponer un quemador de llama interna de concepción autónoma con relación a los quemadores de llama interna y que, por lo tanto, está exento de las limitaciones atribuidas a estos últimos.
Con esta finalidad, el quemador de gas de la invención, que por otra parte es conforme con la definición genérica que está dada en el preámbulo indicado más arriba, está esencialmente 45 caracterizado porque el tubo de vacío presenta una longitud como máximo igual al doble de la distancia máxima que separa al borde interno de la cámara hasta el centro de esta cámara y porque el tubo desemboca en la cámara según una dirección radial con relación al borde interno de la misma, y porque esta cámara está equipada con un deflector de distribución de la mezcla combustible, conformado en forma de arco de círculo e interpuesto entre la salida del tubo y, al menos, algunos de 50 los orificios de salida de la llama dispuestos frente a esta salida.
El borde interno de la cámara anular es, por ejemplo, circular, siendo entonces la longitud del tubo como máximo igual que el diámetro del borde interno de la cámara, o incluso como máximo igual que el radio de este borde interno.
En el modo de realización preferido de la invención, el deflector ocupa de manera ventajosa sólo una parte de la altura de la cámara y está dispuesto más cerca del sombrerete que del bote.
De manera preferente, la salda del tubo presenta, respectivamente, en el plano mediano y perpendicularmente al plano mediano, una anchura y una altura, siendo la altura menor que la anchura. 5
En este caso, es ventajoso prever que la segunda sección del tubo presente, perpendicularmente al plano mediano, una altura sensiblemente constante hasta la salida del tubo.
La segunda sección del tubo y la cámara pueden presentar entonces, perpendicularmente al plano mediano, alturas sensiblemente iguales.
El quemador de gas de la invención puede comprender, por otra parte, un dispositivo de 10 sujeción del inyector, que incluye a su vez un conducto de llegada de gas, una platina, y un estribo, estando montando el inyector en una extremidad libre del conducto de llegada de gas, siendo solidaria la platina con el tubo de vacío y presentando una abertura frente a la entrada de este tubo, y siendo solidario el estribo con la platina y soportando al conducto de llegada de gas a distancia de la abertura de la platina. 15
El inyector desemboca de manera preferente en la primera sección del tubo de vacío.
Por último, el tubo de vacío puede estar formado por dos partes sensiblemente simétricas la una con respecto a la otra en el plano mediano de la cámara anular.
Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto claramente por la descripción que está dada a continuación, a título indicativo y en ningún caso limitativo, con referencia 20 a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista en perspectiva parcialmente despiezada de un quemador de conformidad con la invención;
- la figura 2 es una vista en perspectiva de un quemador de conformidad con la invención, representado completo y observado desde el lado de su inyector; 25
- la figura 3 es una vista en perspectiva de un quemador de conformidad con la invención, observada antes del montaje de su sombrerete y de la mitad superior de su tubo de vacío;
- la figura 4 es una vista en sección de un quemador de conformidad con la invención, estando realizada la sección según un plano que contiene al eje del tubo de vacío y perpendicular al plano mediano de la cámara anular; 30
- la figura 5 es una vista en perspectiva de la mitad inferior del tubo de vacío de un quemador de conformidad con la invención, observado por el lado de su salida;
- la figura 6 es una vista en perspectiva de la mitad inferior del tubo de vacío de un quemador de conformidad con la invención, observado por el lado de su entrada; y
- la figura 7 es una vista en perspectiva del tubo de vacío de un quemador de conformidad con 35 la invención, observado por el lado de su salida.
Tal como se ha enunciado más arriba, la invención se refiere a un quemador de gas con llama interna.
Como muestran los documentos de las patentes japonesas que han sido citadas más arriba, un quemador de este tipo comprende un inyector de gas 1, un tubo de vacío 2, un bote 3 y un 40 sombrerete 4.
El tubo de vacío 2, que también se denomina "venturi", tiene por objeto asegurar una inducción de aire primario de combustión, resultando esta inducción de aire, o aspiración, de la vacío provocada en el tubo 2 por el gas que sale del inyector 1, y que va acompañada de turbulencias merced a las cuales el aire primario se mezcla con el gas. 45
El sombrerete 4 corona al bote 3 y delimita, conjuntamente con este bote 3, una cámara anular 5, cuyo borde interno 51 rodea al centro 50 de esta cámara, y presenta orificios 510 de salida de llamas.
El aire y el gas procedentes del tubo 2 terminan de mezclarse de forma íntima en esta
cámara 5, repartiéndose la mezcla combustible, que resulta por este motivo, de forma homogénea y siendo distribuida hacia los orificios 510 de salida de llamas, en los que la llama es inflamada y quemada con un aporte de aire secundario circundante.
El tubo de vacío 2 presenta una entrada 20 abierta al aire atmosférico, una primera sección longitudinal 21, una segunda sección longitudinal 22 y una salida 23 que desemboca en la cámara 5 anular 5.
La primera sección 21 nace en la entrada 20 del tubo 2 y presenta un perfil convergente.
La segunda sección 22 sucede a la primera sección 21, presenta un perfil divergente y se termina a la salida 23 del tubo.
Por otra parte, el inyector 1 está dispuesto a una mayor proximidad de la entrada 20 del tubo 10 de vacío 2 que de la salida 23 de este tubo.
De conformidad con la invención, por una parte, el tubo de vacío 2 se extiende longitudinalmente según un eje X, que está sensiblemente contenido en el plano mediano P de la cámara anular 5.
Y, por otra parte, este tubo 2 presenta una longitud L2 que es como máximo igual que el 15 doble de la distancia máxima R que separa al borde interno 51 de la cámara 5 del centro 50 de esta cámara.
En el caso preferido en el que el borde interno 51 de la cámara anular 5 sea circular, la longitud L2 del tubo 2 es, por lo tanto, como máximo igual que el doble del radio R de este borde interno 51, es decir que el diámetro de este mismo borde 51. 20
En la práctica, es incluso ventajoso dar al tubo 2 una longitud L2 como máximo igual que el radio R del borde interno 51 de la cámara 5.
Como muestran las figuras 3 y 4, el tubo de vacío 2 desemboca en la cámara 5 según una dirección radial con relación al borde interno 51 de esta cámara.
Para obtener una distribución homogénea de la mezcla combustible hacia los diferentes 25 orificios 510, la cámara 5 está equipada con un deflector 6, conformado en forma de arco de círculo e interpuesto entre la salida 23 del tubo 2 y estos orificios 510 de salida de llamas, que están dispuestos frente a esta salida 23.
El deflector 6 está fijado, por ejemplo, al sombrerete 4 (figura 4) y en cualquier caso está dispuesto preferentemente más cerca del sombrerete 4 que del bote 3, ocupando este deflector 30 únicamente una parte de la altura H5 de la cámara.
De conformidad con un aspecto muy ventajoso de la invención (figura 7), la anchura L23 de la salida 23 del tubo 2, es decir la dimensión que presenta esta salida 23 en el plano mediano P de la cámara 5, es mayor que la altura H2 de esta salida 23, es decir que la dimensión que presenta la salida 23 del tubo 2 perpendicularmente al plano mediano P de la cámara 5. 35
De manera concreta, la anchura L23 de la salida 23 del tubo 2 es prácticamente igual que el doble de la altura H2 de esta salida.
Como muestra la salida 5, la segunda sección 22 del tubo de vacío 2 puede presentar, perpendicularmente el plano mediano P, una altura sensiblemente constante hasta la salida 23 del tubo y, por lo tanto, igual que la altura H2 de esta salida 23. 40
Por otra parte, la altura H2 de la segunda sección 22 del tubo 2 (figura 4) es ventajosamente igual que la altura H5 de la cámara 5.
El quemador de gas con llama interna de la invención comprende, por otra parte, un dispositivo 7 para la sujeción del inyector 1, incluyendo este dispositivo así mismo un conducto 71 de llegada de gas, una platina 72 y un estribo 73. 45
El inyector está montado en la extremidad libre 710 del conducto 71 de llegada de gas, estando sujeto este conducto por el estribo 73.
La platina 72 es solidaria con el tubo de vacío 2 y presenta, frente a la entrada 20 de este tubo 2, una abertura 720 que favorece la circulación de aire primario a través del tubo 2.
El estribo 73, que es solidario con la platina 72, soporta al conducto 71 de llegada de gas a distancia de la abertura de la platina 72, dejando libre de este modo a esta abertura para favorecer todavía más la circulación de aire.
Como muestra mejor la figura 4, el inyector 1 desemboca en la primera sección 21 del tubo de vacío 2, muy cerca de la zona de conexión de las secciones primera y segunda. 5
Por último, como muestran mejor las figuras 5 a 7, el tubo de vacío 2 está formado de manera ventajosa por un apilamiento de dos partes 2A y 2B, pudiendo ser por lo tanto sensiblemente simétricas estas dos partes la una con relación a la otra en el plano mediano P de la cámara anular 5.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
  2. 1.- Quemador de gas con llama interna, que comprende un inyector de gas (1), un tubo de vacío (2), o venturi, que asegura una inducción de aire primario, un bote (3) y un sombrerete (4), coronando el sombrerete al bote y delimitando conjuntamente con el bote una cámara anular (5) de distribución de una mezcla combustible de aire y de gas, presentando la cámara (5) un borde interno 5 (51), que rodea al centro (50) de esta cámara y que está horadado con orificios (510) de salida de llamas, y el tubo de vacío (2) presenta una entrada (20) abierta al aire atmosférico, primera y segunda secciones longitudinales (21, 22) que presentan, respectivamente, perfiles convergentes y divergentes, y una salida (23), que desemboca en la cámara anular (5), naciendo la primera sección (21) en la entrada (20) del tubo (2), sucediendo la segunda sección (22) a la primera sección (21) y 10 terminándose a la salida (23) del tubo, encontrándose el inyector (1) relativamente más cerca de la entrada (20) del tubo de vacío (2) que de la salida (23) de este tubo, y el tubo de vacío (2) se extiende longitudinalmente según un eje (X) que está sensiblemente inscrito en un plano mediano (P) de la cámara anular (5), caracterizado porque este tubo (2) presenta una longitud (L2) como máximo igual que el doble de la distancia máxima (R) que separa al borde interno (51) de la cámara (5) del centro 15 (50) de esta cámara, porque el tubo (2) desemboca en la cámara (5) según una dirección radial con relación al borde interno (51) de la misma, y porque esta cámara (5) está equipada con un deflector (6) de distribución de la mezcla combustible, que está conformado en forma de arco de círculo y que está interpuesto entre la salida (23) del tubo (2) y, al menos, algunos de los orificios (510) de salida de llamas, dispuestos frente a esta salida (23). 20
  3. 2.- Quemador de gas con llama interna según la reivindicación 1, caracterizado porque el borde interno (51) de la cámara anular (5) es circular.
  4. 3.- Quemador de gas con llama interna según la reivindicación 2, caracterizado porque la longitud (L2) del tubo (2) es, como máximo, igual que el diámetro (2R) del borde interno (51) de la cámara (5). 25
  5. 4.- Quemador de gas con llama interna según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque la longitud (L2) del tubo (2) es, como máximo, igual que el radio (R) del borde interno (51) de la cámara (5).
  6. 5.- Quemador de gas con llama interna según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la salida (23) del tubo (2) presenta, respectivamente, en el plano 30 mediano (P) y perpendicularmente al plano mediano (P), una anchura (L23) y una altura (H2), siendo la altura (H2) menor que la anchura (L23).
  7. 6.- Quemador de gas con llama interna según la reivindicación 5, caracterizado porque la segunda sección (22) del tubo presenta, perpendicularmente al plano mediano (P), una altura (H2) sensiblemente constante hasta la salida (23) del tubo. 35
  8. 7.- Quemador de gas con llama interna según la reivindicación 6, caracterizado porque la segunda sección (22) del tubo (2) y la cámara (5) presentan, perpendicularmente al plano mediano (P), alturas (H2, H5) sensiblemente iguales.
  9. 8.- Quemador de gas con llama interna según la reivindicación 7, caracterizado porque el deflector (6) ocupa solamente una parte de la altura (H5) de la cámara y está dispuesto más cerca del 40 sombrerete (4) que del bote (3).
  10. 9.- Quemador de gas con llama interna según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende un dispositivo (7) de sujeción del inyector (1), que incluye a su vez un conducto (71) de llegada de gas, una platina (72) y un estribo (73), estando montado el inyector en una extremidad libre (710) del conducto (71) de llegada de gas, siendo la 45 platina (72) solidaria con el tubo de vacío (2) y presentando una abertura (720) frente a la entrada (20) de este tubo (2) y siendo el estribo (73) solidario con la platina (72) y soportando al conducto (71) de llegada de gas a distancia de la abertura de la platina (72).
  11. 10.- Quemador de gas con llama interna según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el inyector (1) desemboca en la primera sección (21) del tubo de 50 vacío (2).
  12. 11.- Quemador de gas con llama interna según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo de vacío (2) está formado por dos partes (2A, 2B) sensiblemente simétricas la una con relación a la otra en el plano mediano (P) de la cámara anular (5).
    Siguen cuatro hojas de dibujos. 55
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