BR102021024462A2

BR102021024462A2 - Queimador plano

Info

Publication number: BR102021024462A2
Application number: BR102021024462-3A
Authority: BR
Inventors: Kazuya Takeda; Kazuyuki Akagi
Original assignee: Rinnai Corporation
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2022-08-30
Also published as: TW202233994A; JP2022126398A; CN114963177A; JP7529584B2

Abstract

A presente invenção refere-se a um queimador plano com portas de queimador (2) em uma sua extremidade superior que tem: uma porção de tubo de mistura de ar-combustível (5) alongada de uma porta de entrada (51) em uma extremidade dianteira para trás ao longo de uma parte inferior; e uma porção de câmara de distribuição (6) alongada para cima enquanto sendo expandida para frente de uma parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52) a qual faceia para cima da parte de extremidade traseira da porção de tubo de mistura de ar-combustível (5). As chamas a serem formadas naquela porção das portas de queimador (2) a qual está posicionada na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52) podem ser impedidas de serem grandemente inclinadas para frente. Em tal parte posicionada logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52), uma parte constrita (62) está disposta com a largura lateral sendo feita menor. Uma parte de grande largura (63) que tem uma largura lateral equivalente a uma porção de largura máxima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52) está disposta naquela parte da porção de câmara de distribuição (6) a qual está posicionada abaixo da parte constrita (62), e naquela parte da porção de câmara de distribuição (6) a qual está posicionada na frente da parte constrita (62). A parte de grande largura (63) está formada, em uma posição adjacente à frente da parte constrita (62), em uma forma escalonada que tem um degrau (63a) o qual sobe da parte posicionada abaixo da parte constrita (62).

Description

QUEIMADOR PLANO

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um queimador plano alongado em uma direção dianteira-traseira e que em, em uma extremidade superior, portas de queimador para ejetar uma mistura de ar-combustível.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] Convencionalmente, como este tipo de queimadores planos, são conhecidos aqueles que têm uma porção de tubo de mistura de ar-combustível alongada de uma porta de entrada em uma extremidade dianteira para trás ao longo de uma parte inferior, e uma porção de câmara de distribuição a qual é alongada para cima enquanto sendo expandida para frente de uma parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível a qual faceia para cima da parte de extremidade traseira da porção de tubo de mistura de ar-combustível. Uma mistura do gás combustível e ar primário que flui da porta de entrada é introduzida nas portas de queimador através da porção de tubo de mistura de ar-combustível e da porção da câmara de distribuição. Nesta disposição, no entanto, existirá um aumento na quantidade da mistura de ar-combustível a ser introduzida naquela parte das portas do queimador as quais estão posicionadas bem (ou imediatamente) acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível.

[0003] Como solução, também é convencionalmente conhecido um queimador plano no qual na porção de câmara de distribuição e em uma posição logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível, uma parte constrita está disposta cuja largura lateral é feita mais estreita do que a largura lateral de uma parte de largura máxima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (ver, por exemplo, o documento 1). De acordo com esta disposição, o fluxo da mistura de ar-combustível que flui na direção logo acima da parte de saída do tubo de mistura de ar-combustível será restrito pela parte contraída. Como um resultado, a distribuição da mistura de ar-combustível na direção dianteira-traseira pode ser unificada inclusive daquelas partes posicionadas logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível. Nesta disposição, no entanto, aquelas partes da câmara de distribuição as quais estão posicionadas na frente da parte constrita são formadas de modo que a largura lateral das partes da câmara de distribuição torna-se gradualmente mais larga da parte constrita para a frente.

[0004] Nos exemplos convencionais acima mencionados, a distribuição da mistura de ar-combustível na direção dianteira-traseira nas portas de queimador pode ser unificada. Mas a mistura de ar-combustível fluirá com um componente de velocidade relativamente grande indo para a frente dentro destas partes das portas de queimador as quais estão posicionadas na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível. Este fenômeno é notável especialmente quando a distância vertical entre as portas de queimador e a porção de tubo de mistura de ar-combustível é encurtada para o propósito de tornar os queimadores compactos. Se a mistura de ar-combustível fluir para aquela porção das portas de queimador as quais estão posicionadas na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível com um componente de velocidade relativamente grande indo para frente, as chamas a serem formadas serão inclinadas grandemente para a frente. Como um resultado, o superaquecimento de uma placa dianteira da câmara de combustão é provável acontecer facilmente.

DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR Documento de Patente

[0005] Documento de Patente JP-A-2016-161245

SUMÁRIO Problemas que a Invenção Deve Resolver

[0006] Em vista dos problemas acima mencionados, esta invenção tem um objeto de prover um queimador plano no qual as chamas a serem formadas naquela porção das portas de queimador a qual está posicionada na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível pode ser impedida de ser grandemente inclinada para frente.

Meios para Resolver os Problemas

[0007] De modo a resolver o problema acima, esta invenção é um queimador plano alongado em uma direção dianteira-traseira e que tem, em uma sua extremidade superior, portas de queimador para ejetar uma mistura de ar-combustível. O queimador plano tem: uma porção de tubo de mistura de ar-combustível alongada de uma porta de entrada em uma extremidade dianteira para trás ao longo de uma parte inferior; e uma porção de câmara de distribuição alongada para cima enquanto sendo expandida para frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível a qual faceia para cima da parte de extremidade traseira da porção de tubo de mistura de ar-combustível, de modo que a mistura de um gás combustível e ar primário que flui da porta de entrada é introduzida nas portas de queimador através da porção de tubo de mistura de ar-combustível e da porção de câmara de distribuição. A porção de câmara de distribuição está provida: com uma parte constrita cuja largura lateral é mais estreita do que uma largura lateral de uma parte de largura máxima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível, a parte constrita sendo posicionada logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível; e com uma parte de grande largura que tem uma largura lateral equivalente a uma parte de largura máxima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível naquela parte da porção de câmara de distribuição a qual está posicionada abaixo da parte constrita e naquela parte da porção de câmara de distribuição a qual está posicionada na frente da parte constrita. A parte de grande largura está formada, em uma posição adjacente à frente da parte cons-trita, em uma forma escalonada que tem um degrau o qual sobre da porção posicionada abaixo da parte constrita.

[0008] De acordo com esta invenção, como a parte de grande largura rapidamente alarga para cima na parte do degrau adjacente à frente da parte constrita, serão gerados turbilhões no fluxo da mistura de ar-combustível que flui da parte da parte de grande largura abaixo da parte constrita para a parte de grande largura na frente da parte constrita. Devido aos efeitos destes turbilhões, o componente de velocidade da mistura de ar-combustível que flui para frente será reduzido, e o fluxo da mistura de ar-combustível será corrigido para olhar na direção ascendente. Como um resultado, a chama a ser formada naquela parte das portas de queimador a qual está posicionada na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível pode ser impedida de ficar grandemente inclinada para a frente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] Figura 1 é uma vista em perspectiva de um queimador plano de acordo com uma modalidade desta invenção.
Figura 2 é uma vista em perspectiva em um estado no qual o corpo principal de queimador e a tampa de queimador do queimador plano foram separados.
Figura 3 é uma vista lateral do queimador plano de acordo com a modalidade.
Figura 4 é uma vista em seção feita ao longo da linha IV-IV na Figura 3.
Figura 5 é uma vista plana feita ao longo da linha VI-VI na Figura 3.
Figura 6 é uma vista em seção plana feita ao longo da linha VI-VI na Figura 3.

MODALIDADES PREFERIDAS PARA EXECUTAR A INVENÇÃO

[0010] Com referência às Figuras 1 a 4, um queimador plano 1 de acordo com uma modalidade desta invenção é alongado na direção dianteira-traseira e tem, em uma sua extremidade superior, portas de queimador 2 para ejetar um gás de mistura de ar-combustível. O queimador plano 1 está provido com um corpo principal de queimador 3 que tem: um par de placas laterais 31, 31 as quais ficam opostas uma à outra em uma direção lateral; e placas superiores 32 para conectar as extremidades superiores de ambas as placas laterais 31, 31. Então, uma pluralidade de portas de queimador 2 é formada nas placas superiores 32 do corpo principal de queimador 3 em um afastamento uma da outra na direção dianteira-traseira.

[0011] O queimador plano 1 desta modalidade está ainda provido com tampas de queimador 4 que têm um par de placas laterais 41, 41 as quais cobrem uma parte superior do corpo principal de queimador 3 lateralmente de ambos os lados. Entre a extremidade superior de cada uma das placas laterais 31 do corpo principal de queimador 3 e a extremidade superior de cada uma das placas laterais 41 da tampa de queimador 4, são definidas portas de retenção de chama 21. É assim disposto que as chamas formadas nas portas de queimador 2 são retidas (ou estabilizadas) pelas chamas formadas nas portas de retenção de chama 21.

[0012] O corpo principal de queimador está provido com: uma porção de tubo de mistura de ar-combustível 5 a qual é alongada de uma porta de entrada 51 em uma extremidade dianteira para trás ao longo de uma parte inferior; e uma porção de câmara de distribuição 6 alongada para cima enquanto sendo expandida para frente de uma parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52 a qual faceia para cima da parte de extremidade traseira da porção de tubo de mistura de ar-combustível 5. Então, a mistura do gás combustível e o ar primário que flui da porta de entrada 51 está disposta para ser introduzida nas portas de queimador 2 através da porção de tubo de mistura de ar-combustível 5 e da porção de câmara de distribuição 6.

[0013] Além disso, entre cada uma das placas laterais 31 do corpo principal de queimador 3 e cada uma das placas laterais 41 da tampa de queimador 4, estão dispostas passagens de mistura de ar-combustível de retenção de chama 21a as quais estão em comunicação com as portas de retenção de chama 21. Ainda, cada uma das placas laterais 31 do corpo principal de queimador 3 tem formada na mesma, em um afastamento dianteiro-traseiro uma da outra, uma pluralidade de furos de ventilação 21b os quais trazem em comunicação a porção de câmara de distribuição 6 e as passagens de mistura de ar-combustível de retenção de chama 21a, os furos de ventilação 21b sendo formados em uma posição acima da porção onde as partes inferiores de cada uma das placas laterais 41 da tampa de queimador 4 está sobreposta com cada uma das placas laterais 31. É assim disposto que a mistura de ar-combustível a ser ramificada da porção de câmara de distribuição 6 através destes furos de ventilação 21b venha a ser suprida para as portas de retenção de chama 21 através da passagem de mistura de ar-combustível de retenção de chama 21a. A propósito, as tampas de queimador 4 estão providas com partes em ponte 42 as quais conectam as extremidades superiores de ambas as placas laterais 41, 41 em uma pluralidade de posições na direção dianteira-traseira.

[0014] Na parte intermediária, como visto na direção vertical da porção de câmara de distribuição 6, de modo a obter uniformidade na distribuição dianteira-traseira da mistura de ar-combustível nas portas de queimador 2, estão dispostas sobre uma direção dianteira-traseira inteira, partes de largura reduzida 61 que são mais estreitas do que a largura lateral de uma parte de largura máxima 52a da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52. Ainda, somente dispondo a parte de largura reduzida 61, a quantidade da mistura de ar-combustível a ser introduzida naquela porção das portas de queimador 2 as quais estão posicionadas logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52 ficará maior. Como uma solução, naquela parte da porção de câmara de distribuição 6 a qual está abaixo da parte de largura reduzida 61 e em uma posição logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52, está disposta, como mostrado na Figura 5, uma parte constrita 62 cuja largura lateral é mais estreita do que a largura lateral da parte de largura lateral máxima 52a da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52, mais de preferência a largura lateral da parte constrita 62 sendo feita mais estreita do que a largura lateral da parte de largura reduzida 61. De acordo com esta disposição, o fluxo da mistura de ar-combustível direcionado para a parte logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52 será restrito pela parte constrita 62. Como um resultado, a distribuição da mistura de ar-combustível na direção dianteira-traseira das portas de queimador 2 pode ser tornada uniforme, inclusive a porção posicionada logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52.

[0015] No entanto, a mistura de ar-combustível é provável fluir com um componente de velocidade relativamente grande para aquela porção das portas de queimador 2 a qual está posicionada na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar- combustível 52. Este fenômeno torna-se notável quando, para o propósito de tornar compacto o queimador plano 1, a distância vertical entre as portas de queimador 2 e a parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52 é tornada menor. Quando a mistura de ar-combustível com um grande componente de velocidade para a frente flui para aquela porção das portas de queimador 2 a qual está posicionada na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52, as chamas que são formadas nesta porção são grandemente inclinadas para a frente. Como um resultado, um superaquecimento acontecerá em uma placa dianteira (não ilustrada) da caixa de combustão que contém na mesma os queimadores planos 1.

[0016] Como uma solução, nesta modalidade, naquela parte da porção de câmara de distribuição 6 a qual está posicionada abaixo da parte constrita 62 e naquela parte da porção de câmara de distribuição 6 a qual está posicionada na frente da parte constrita 62, está disposta uma parte de grande largura 63 que tem uma largura lateral equivalente à largura lateral da parte de largura máxima 52a da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52. Além disso, a parte de grande largura 63 está formada em forma escalonada que tem um degrau 63a o qual sobre daquela parte que está posicionada abaixo da parte constrita 62. Portanto, como mostrado na Figura 6, no lugar da parte de grande largura 63 adjacente à frente da parte constrita 62, a largura lateral da porção de câmara de distribuição 6 torna-se subitamente mais larga. A propósito, a expressão acima mencionada "equivalente à largura lateral da parte de largura máxima 52a" será compreendida incluir, dentro do escopo, um caso no qual a largura lateral é ligeiramente diferente da largura lateral da parte da largura máxima 52a.

[0017] Formando parte de grande largura 63 em uma forma escalonada como acima descrito, a parte de grande largura 63 será subitamente expandida para cima no lugar do degrau 63a que fica adjacente à frente da parte constrita 62. Portanto, turbilhões serão gerados no fluxo da mistura de ar-combustível que flui da parte da parte de grande largura 63 abaixo da parte constrita 62 para a parte da parte de grande largura 63 na frente da parte constrita 62. Como uma consequência destes turbilhões, o componente de velocidade da mistura de ar-combustível para fluir na direção da frente será reduzido, e o fluxo da mistura de ar-combustível será corrigido de modo a ser encaminhado para cima. Como um resultado, as chamas a serem formadas naquela parte das portas de queimador 2 a qual está posicionada na frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível 52 é impedida de grandemente inclinar na direção da frente, e o superaquecimento da placa dianteira da caixa de combustão pode também ser impedido.

[0018] Descrições foram até o momento feitas de modalidades desta invenção com referência aos desenhos, mas esta invenção não deverá ser limitada ao acima. Por exemplo, no queimador plano 1 da modalidade acima mencionada, as portas de retenção de chama 21 são definidas pelas tampas de queimador 4, mas esta invenção pode ser similarmente aplicada também a queimadores planos os quais não estão providos com tampas de queimador 4. Ainda, nas modalidades acima mencionadas, uma pluralidade de portas de queimador 2 está formada em um afastamento dianteiro-traseiro em uma placa superior 32 do corpo principal de queimador 3. É, no entanto, possível omitir a placa superior 32 e definir, ao invés, portas de queimador entre as extremidades superiores de ambas as placas laterais 31, 31 do corpo principal de queimador 3.

EXPLICAÇÕES DE MARCAÇÕES

[0019] 1 queimador plano
2 porta de queimador
5 porção de tubo de mistura de ar-combustível
51 porta de entrada
52 parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível
52a parte de largura máxima de parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível
6 porção de câmara de distribuição
62 parte constrita
63 parte de grande largura 63a degrau

Claims

Queimador plano (1) alongado em uma direção dianteira-traseira e que tem, em uma sua extremidade superior, portas de queimador (2) para ejetar uma mistura de ar-combustível, o queimador plano caracterizado pelo de ter: uma porção de tubo de mistura de ar-combustível (5) alongada de uma porta de entrada (51) em uma extremidade dianteira para trás ao longo de uma parte inferior; e uma porção de câmara de distribuição (6) alongada para cima enquanto sendo expandida para frente da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52) a qual faceia para cima da parte de extremidade traseira da porção de tubo de mistura de ar-combustível (5), de modo que a mistura de um gás combustível e ar primário que flui da porta de entrada (51) é introduzida nas portas de queimador (2) através da porção de tubo de mistura de ar-combustível (5) e da porção de câmara de distribuição (6),
em que a porção de câmara de distribuição (6) está provida:
com uma parte constrita (62) cuja largura lateral é mais estreita do que a largura lateral de uma parte de largura máxima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52), a parte constrita (62) sendo posicionada logo acima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52); e
com uma parte de grande largura (63) que tem uma largura lateral equivalente à parte de largura máxima da parte de saída de tubo de mistura de ar-combustível (52) naquela parte da porção de câmara de distribuição (6) a qual está posicionada abaixo da parte constrita (62) e naquela parte da porção de câmara de distribuição (6) a qual está posicionada na frente da parte constrita (62); e
em que a parte de grande largura (63) está formada, em uma posição adjacente à frente da parte constrita (62), em uma forma escalonada que tem um degrau (63a) o qual sobe da porção posicionada abaixo da parte constrita (62).