BRPI1004705A2

BRPI1004705A2 - caixa coletora para um forno, um forno incluindo a caixa coletora e um mÉtodo de construir um forno

Info

Publication number: BRPI1004705A2
Application number: BRPI1004705-0A
Authority: BR
Inventors: Glenn W Kowald; Hans J Paller
Original assignee: Lennox Ind Inc
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2013-03-12
Also published as: CN102155794A; US9429338B2; US20110174202A1; CA2720113C; US20160040921A1; CA2720150C; US20110174461A1; AU2010241269B2; AU2010241269A1; EP2354708A3; US9878404B2; US9657964B2; CA2720150A1; EP2354707A2; US8672673B2; AU2010246407A1; US20110174299A1; BRPI1004845B1; US10688607B2; EP2354708A2

Abstract

CAIXA COLETORA PARA UM FORNO, UM FORNO INCLUINDO A CAIXA COLETORA E UM MÉTODO DE CONSTRUIR UM FORNO. Uma CEHB, um forno e um método de construir um forno são revelados. Em uma modalidade, a CEHB inclui: (1) um orifício fixo configurado para regular o fluxo de ar através de um trocador de calor do forno, em que um indutor de ar de combustão induz o fluxo de ar e (2) um canal de pressão negativa incluindo um orifício de fornecimento de canal de pressão negativa que se comunica com uma entrada do indutor de ar de combustão, um orifício de pressão negativa configurado para se conectar a um orifício de entrada negativa de um comutador de pressão e orifícios desangria configurados para reduzir uma pressão recebida através do orifício de fornecimento de canal de pressão negativa na entrada para uma faixa visada no orifício de pressão negativa, o comutador de pressão configurado para monitorar uma pressão de combustão através do trocador de calor.

Description

CAIXA COLETORA PARA UM FORNO, UM FORNO INCLUINDO A CAIXA COLETORA E UM MÉTODO DE CONSTRUIR UM FORNO

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDO CORRELATO

Esse pedido reivindica o benefício do Pedido Provisional dos Estados Unidos 61/295.501, depositado por Shailesh S. Monohar, e outros; em 15 de janeiro de 2010, intitulado "An Improved Heating Furnace for a HVAC System", e aqui incorporado mediante referência.

CAMPO TÉCNICO

Esse pedido se refere, em geral, aos fornos e,

mais especificamente, ao condicionamento de um sinal de pressão do forno.

ANTECEDENTES

Sistemas HVAC podem ser usados para regular o ambiente dentro de um recinto. Tipicamente, um soprador de ar é usado para puxar o ar a partir do recinto para dentro do sistema HVAC através de dutos e empurrar o ar de volta para dentro do recinto através de dutos adicionais após condicionamento do ar (por exemplo, aquecimento ou resfriamento do ar) . Por exemplo, um forno, tal como um forno a gás pode ser usado para aquecer o ar.

Aparelhos acionados a gás residenciais de alta eficiência tipicamente se baseiam em um dispositivo mecânico, tal como um indutor de ar de combustão, para criar fluxo de massa, controlado através do lado de conduto de gases de combustão do trocador de calor do aparelho. Para ocorrer o fluxo, deve existir um diferencial de pressão através do conjunto de calor do forno. Para verificar se queda de pressão e fluxo, adequados, são 3 0 obtidos e mantidos para suportar o processo de combustão do forno dentro de limites seguros, são empregados tipicamente dispositivos de detecção de pressão. Esses dispositivos de detecção de pressão poderiam incluir comutadores mecânicos de pressão diferencial ou sensores eletrônicos que proporcionam realimentação para um controle eletrônico integrado.

Os componentes de um forno que criam, controlam e detectam o fluxo através dos permutadores de calor são projetados tipicamente para emprego em fornos de múltiplos tamanhos (de baixa à alta entrada) . Consequentemente, os diversos componentes são dimensionados para lidar com a gama de entradas. Esse tipo de modelo de forno é similar entre os fabricantes da indústria, e emprega tipicamente uma caixa coletora de condensado/gás de combustão fixada na extremidade da serpentina de condensador (referida aqui como uma Caixa Coletora de Extremidade Fria (CEHB) ) , um conjunto de soprador de indução de ar de combustão (CAI), um orifício fixo localizado no CAI ou CEHB para regular o fluxo através do conjunto de calor, e um dispositivo de detecção de pressão para monitorar o fluxo. O dispositivo de detecção de pressão poderia ser usado para monitorar a pressão através do orifício fixo, ou outros pontos no conjunto de calor para prover o sinal mais vantajoso para aplicação. SUMÁRIO

Em um aspecto, a revelação provê uma CEHB. Em uma modalidade, a CEHB inclui: (1) um orifício fixo configurado para regular o fluxo de ar através de um trocador de calor do forno, em que um indutor de gás de combustão induz o fluxo de ar e (2) um canal de pressão negativa incluindo um orifício de fornecimento de canal negativo que se comunica com uma entrada do indutor de ar de combustão, um orifício de pressão negativa configurado para conectar-se a um orifício de entrada negativa de um comutador de pressão e orifícios de sangria configurados para reduzir uma pressão recebida através do orifício de fornecimento de canal negativo na entrada para uma faixa visada no orifício de pressão negativa, o comutador de pressão configurado para monitorar uma pressão de combustão através do trocador de calor.

Em outro aspecto, é revelado um forno. Em uma modalidade, o forno inclui: (1) um trocador de calor, (2) um indutor de ar de combustão configurado para gerar o fluxo de ar através do trocador de calor, (3) um comutador de pressão configurado para monitorar uma pressão de combustão através do trocador de calor e (4) uma caixa coletora configurada para ser acoplada entre o trocador de calor e o indutor de ar de combustão. A caixa coletora tendo: (4A) um orifício fixo configurado para regular o fluxo de ar e (4B) um canal de pressão negativa incluindo um orifício de fornecimento de canal negativo que se comunica com uma entrada do indutor de ar de combustão, um orifício de pressão negativa configurado para se conectar a um orifício de entrada negativa do comutador de pressão e orifícios de sangria configurados para reduzir uma pressão recebida através do orifício de fornecimento de canal negativo na entrada para uma faixa visada no orifício de pressão negativa.

Em ainda outro aspecto, é revelado um método de 3 0 construir um forno. Em uma modalidade, o método inclui: (1) colocar um trocador de calor em um alojamento, (2) posicionar um soprador no alojamento em que o soprador pode deslocar o ar através do trocador de calor e (3) conectar uma caixa coletora ao trocador de calor, em que a caixa coletora inclui um sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão.

BREVE DESCRIÇÃO

Faz-se agora referência às descrições seguintes consideradas em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é uma vista isométrica explodida de

uma porção de uma modalidade de um forno construído de acordo com os princípios da revelação;

A Figura 2 é uma vista isométrica frontal de uma modalidade de uma CEHB construída de acordo com os princípios da revelação;

A Figura 3 é uma vista isométrica posterior da CEHB da Figura 2;

A Figura 4 é uma vista funcional de uma modalidade de uma CEHB construída de acordo com os princípios da revelação;

A Figura 5 é um diagrama de fluxo de uma modalidade de um método de construir uma CEHB realizada de acordo com os princípios da revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA À medida que aumenta o tamanho da entrada do

forno, a área de superfície exigida do trocador de calor aumenta proporcionalmente. A pressão de combustão que é medida para monitorar esse tipo de sistema de conduto de gases de combustão varia tipicamente com o tamanho da 3 0 entrada do forno devido ao tamanho aumentado do trocador de calor e da taxa de fluxo de massa, e subsequente aumento no diâmetro do orifício de medição. Como tal, a pressão de combustão diferencial resultante é tipicamente diferente para cada tamanho de entrada de forno, exigindo um número de diferentes comutadores de pressão (devido aos diferentes pontos de ajuste) para uma determinada família modelo de fornos. No caso de um sensor eletrônico de pressão, um controlador integrado dedicado pode ser exigido ou, alternativamente, firmware de controlador complicado com valores de tabela de modelo específico para gerenciar esse parâmetro de forno variável.

A pressão de combustão variável diferencial dentro das unidades em uma mesma família de modelo complica ainda mais o desenvolvimento do produto de forno de múltiplos estágios que utiliza um sistema de "gás-ar" para obter as taxas de queima variáveis. Nesse sistema, a pressão de combustão diferencial através do trocador de calor (que verifica o fluxo adequado) é vinculada à taxa de queima de controle de válvula de gás (pressão de tubulação) pneumaticamente. Tipicamente, a pressão de combustão variável requer que a válvula de gás seja de unidade específica, ou um dispositivo adicional é usado para normalizar o diferencial de modo que ele seja o mesmo para todas as unidades em uma série de modelos. A revelação provê um forno a gás que tem um

sistema de condicionamento de pressão de combustão integrada configurado para condicionar a pressão de combustão que é usada para monitorar o fluxo de ar através do trocador de calor do forno. A pressão de combustão é 3 0 condicionada para ser um alvo ou dentro de uma faixa visada de tal modo que um único tipo de comutador de pressão para monitorar a taxa de fluxo através de um trocador de calor pode ser usado para múltiplos modelos de forno. Adicionalmente, a válvula de gás para controlar taxas de queima variáveis pode ser usada para múltiplos modelos de forno em vez de válvulas de unidade específica. Com tal a padronização através de diferentes tipos de forno, os custos de fabricação e de resolução de problemas podem ser reduzidos. Além disso, com um sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão conforme aqui revelado, há um número menor de mangueiras e um menor potencial de entupimento dos pequenos orifícios de latão que são tipicamente associados aos sistemas externos de condicionamento de pressão. Além disso, mediante uso do sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão, há construção simplificada sem partes externas resultando em fabricação mais fácil.

Para condicionar a pressão de combustão, a revelação provê uma caixa coletora tendo um sistema

2 0 integrado de condicionamento de pressão de combustão. A

caixa coletora é posicionada entre o trocador de calor e o indutor de ar de combustão do forno. Mediante condicionamento da pressão de combustão, o sinal de pressão de combustão gerado pelo dispositivo de detecção de pressão do forno e com base na pressão de combustão condicionada, está dentro de uma faixa conhecida que pode ser usada pelos múltiplos modelos e tipos de forno para controlar as válvulas de gás e monitorar o fluxo de gás. A pressão de combustão é monitorada para indicar um fluxo adequado

3 0 através do trocador de calor que é indicado pela queda de pressão adequada através do trocador de calor.

Em uma modalidade, a caixa coletora é uma CEHB de um forno a gás. A CEHB é disposta entre o trocador de calor secundário e o indutor de ar de combustão do forno a gás. A CEHB revelada inclui um sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão tendo canais e orifícios de redução de pressão que são apropriadamente dimensionados e posicionados para condicionar a pressão de combustão que é usada para verificar se a queda de pressão adequada e o fluxo através do conjunto de calor do forno são obtidos e mantidos para suportar o processo de combustão dentro de limites seguros.

Voltando-se agora para a Figura 1, é ilustrada uma vista isométrica explodida de uma porção de uma modalidade de um forno 100 construído de acordo com os princípios da revelação. O forno 100 pode ser um forno de múltiplas posições. Em algumas modalidades, o forno pode ser um forno a gás residencial. O forno 100 inclui uma modalidade de uma caixa coletora configurada para condicionar a pressão de combustão. O forno 100 inclui um alojamento 110 que tem uma abertura frontal 112 dentro da qual está localizada uma prateleira de montagem 114. A prateleira de montagem 114 tem uma abertura 116 na mesma e sustenta um conjunto de trocador de calor 120 sobre a abertura 116. O conjunto de trocador de calor 120 inclui um trocador de calor primário 122 e um trocador de calor secundário 126. 0 trocador de calor primário 122 inclui uma fileira de seis trocadores de calor (um referenciado como 124) acoplados entre si. Os trocadores de calor são 3 0 geralmente serpentinas e têm três dobras aproximadamente em 180° de tal modo que os trocadores de calor cruzam sobre a abertura 116 quatro vezes, terminando em entradas 125 (do trocador de calor primário 122) e saídas 127 (do trocador de calor secundário 126) que são geralmente mutuamente coplanares e orientadas em direção à abertura 112 do alojamento 110. Modalidades alternativas do conjunto trocador de calor 12 0 podem ter um número maior ou menor de trocadores de calor acoplados entre si em uma ou mais fileiras. Adicionalmente, modalidades alternativas podem ter configurações alternativas de trocador de calor.

Um conjunto de queimador 14 0 contém uma válvula de solenóide eletronicamente controlado 142, uma tubulação 144 levando a partir da válvula 142 e através do conjunto de queimador 14 0, um ou mais orifícios de gás (não mostrados) acoplados à tubulação 144 e um ou mais queimadores (não mostrados) correspondendo aos orifícios de gás e localizados próximos aos mesmos. A modalidade ilustrada do conjunto de queimador 14 0 tem uma fileira de seis queimadores. Modalidades alternativas do conjunto de queimador 14 0 podem ter um número maior ou menor de queimadores arranjados em uma ou mais fileiras. Uma entrada de ar de combustão 4 6 permite a entrada de ar para o conjunto de queimador 140. Em uma configuração montada, o conjunto de queimador 14 0 está localizado próximo ao conjunto de trocador de calor 12 0 de tal modo que os seus queimadores se alinham ao menos aproximadamente com as entradas 125.

O forno 100 inclui também um conjunto de indutor de corrente de ar 150 incluindo um indutor de ar de 3 0 combustão 154 e um colar de conduto de gases de combustão 156 acoplado a uma saída do indutor de ar de combustão 154. Em uma configuração montada, o conjunto de indutor de corrente de ar 150 está localizado próximo ao conjunto de trocador de calor 120 de tal modo que o colar de conduto de gases de combustão 156 se alinha aproximadamente com um tubo de gases de combustão (não ilustrado) que direciona os gases indesejados (por exemplo, produtos gasosos de combustão) para longe do forno 100. Associadas ao conjunto de indutor de corrente de ar 150 estão primeira e segunda, mangueiras de drenagem 151, 152 que proporcionam um percurso para drenar a condensação a partir do colar de conduto de gases de combustão 156 e do tubo de gases de combustão.

Um soprador 16 0 é suspenso a partir da prateleira 114 de tal modo que uma sua saída (não referenciada) se alinha aproximadamente com abertura 116. Um controlador eletrônico 170 está localizado próximo ao soprador 160 e é configurado para controlar o soprador, a válvula 14 2 e o indutor de ar de combustão 154 para fazer com que o forno 2 0 forneça calor. Uma cobertura 18 0 pode ser colocada sobre a abertura frontal 112 do alojamento 110.

Uma CEHB 190 provê uma interface entre o indutor de gás de combustão 154 e o trocador de calor secundário 126. O indutor de ar de combustão 154 tem uma entrada

2 5 acoplada à CEHB 190. Em uma configuração montada, o

conjunto indutor de corrente de ar 150 está localizado próximo ao conjunto de trocador de calor 120 de tal modo que a CEHB 190 se alinha aproximadamente com as saídas 127 e o colar de conduto de gases de combustão 156 se alinha

3 0 aproximadamente com o tubo de gases de combustão. O forno 100 inclui também um dispositivo de detecção de pressão 195 que é configurado para monitorar a pressão de combustão através do conjunto de calor do forno 100. O dispositivo de detecção de pressão 195 pode ser um dispositivo de detecção de pressão diferencial (tal como um comutador de pressão) ou um sensor eletrônico que proporciona realimentação para um controlador eletrônico integrado do forno 100, tal como o controlador eletrônico 170. O dispositivo de detecção de pressão 195 inclui entradas para determinar a pressão de combustão. As entradas do dispositivo de detecção de pressão 195 são acopladas aos orifícios de pressão da CEHB 190. Conforme discutido abaixo, os orifícios de pressão são protegidos da contaminação de água mediante colocação dos orifícios de pressão em canais da CEHB 190.

Com base em uma pressão diferencial obtida pelo dispositivo de detecção de pressão 195 a partir dos dados recebidos por intermédio dos orifícios de pressão, o fornecimento de gás para o trocador de calor 12 0 pode ser desligado ou permanecer desligado quando houver fluxo de ar inadequado através do conjunto de calor. Adicionalmente, o fornecimento de gás para o trocador de calor 12 0 pode ser desligado ou permanecer desligado quando drenagem de condensação da CEHB 190 for prejudicada ou bloqueada. Assim, o mesmo dispositivo de detecção de pressão 195 empregando os dados a partir dos orifícios de pressão da CEHB 195 pode proteger o forno 100 contra fluxo de ar inadequado através do conjunto de calor e proteger o forno 100 contra drenagem de condensação bloqueada. O dispositivo de detecção de pressão 195 pode ser fixado aos orifícios da CEHB 190 através de mangueiras convencionais. O dispositivo de detecção de pressão 195 também pode ser acoplado ao controlador eletrônico 170 ou à válvula 192 através de meio convencional. Em algumas modalidades, o dispositivo de detecção de pressão 195 pode ser fixado à CEHB 190.

Na modalidade ilustrada, o controlador 170 liga o indutor de ar de combustão 154 para iniciar uma corrente de ar nos trocadores de calor (incluindo o trocador de calor 124) e purgar os gases de combustão ou os gases de combustão potencialmente prejudiciais não queimados. Então o controlador 17 0 aciona um dispositivo de ignição (não mostrado na Figura 1) para tentar iniciar um período de aquecimento do dispositivo de ignição. Após expiração de um período de aquecimento predeterminado do dispositivo de ignição, o controlador 170 abre a válvula 142 para admitir gás na tubulação 144 e em um ou mais orifícios de gás, após o que o gás começa a se misturar com o ar para formar uma mistura combustível de gás e ar. Se a saída de um sensor de chama indicar que a mistura de gás e ar ainda não inflamou dentro de um período de tempo predeterminado, o controlador 170 então fecha a válvula 14 2 e espera até tender dar a partida outra vez. Se a saída de um sensor de chama indicar que a mistura de gás e ar inflamou dentro do período de tempo predeterminado, o controlador 17 0 então aciona o soprador 160, o qual força o ar para cima através da abertura 116 e do conjunto de trocador de calor 120. Ao passar sobre as superfícies dos trocadores de calor, o ar é aquecido, a partir do que ele pode ser entregue ou distribuído conforme necessário para prover o aquecimento. 3 0 A Figura 2 é uma vista isométrica frontal de uma modalidade de uma CEHB, tal como a CEHB 190, construída de acordo com os princípios da revelação. Conforme observado acima, a CEHB 190 é configurada para prover uma interface entre o trocador de calor secundário 126 e o indutor de ar de combustão 154 que puxa os produtos de combustão através do trocador de calor 120.

A CEHB 190 é configurada para prover uma saída para o gás aquecido a partir do trocador de calor por intermédio do trocador de calor secundário 126. A CEHB 190 também é configurada para remover a condensação associada ao gás aquecido. Como tal, a CEHB 190 é construída tipicamente de um material não metálico que é resistente à corrosão pela água. A CEHB 190, por exemplo, pode ser construída de um plástico. A CEHB 190 pode ser empregada em um forno a gás

de múltiplas posições tal como o forno 100. Consequentemente, a CEHB 190 inclui componentes de um sistema de drenagem de múltiplas posições que inclui um primeiro orifício de drenagem 210, um segundo orifício de drenagem 212, um dreno esquerdo 214 e um dreno direito 216. O primeiro e o segundo orifício de drenagem 210, 212 são posicionados e configurados para acoplamento com mangueiras de drenagem, tais como as mangueiras de drenagem 151 e 152 a partir do colar de conduto de gases de combustão 156. Dependendo da instalação do forno 100, o dreno esquerdo 214, o dreno direito 216 ou os dois, dreno esquerdo e dreno direito, 214 e 216, podem ser usados para remover a condensação a partir da CEHB 190.

Localizado nos quatro lados da CEHB 190 está um f lange 220 que é configurado para fixar a CEHB 190 no trocador de calor secundário 126. O flange 220 inclui furos, no qual o furo 222 é denotado, que são usados para fixar mecanicamente a CEHB 190 no trocador de calor secundário 126. Uma gaxeta é usada tipicamente entre o flange 220 e o trocador de calor secundário 126.

A CEHB 190 inclui também um colar de suporte 23 0 que é usado para acoplar o indutor de ar de combustão 154 à CEHB 190. O colar de suporte 230, portanto, corresponde a uma entrada do soprador de ar de combustão 154 para puxar o ar de pré-purgação e produtos de combustão através do trocador de calor 120. Uma gaxeta denotada na Figura 2 é usada tipicamente com o colar de suporte 23 0 para acoplar a CEHB 190 ao soprador de ar de combustão 154.

Localizado dentro da circunferência do colar de suporte 23 0 (e, portanto, dentro da entrada do soprador de ar de combustão 154) está um orifício fixo 240. O orifício fixo 24 0 é configurado para regular o fluxo de gás através do trocador de calor 120. O orifício fixo 240 pode ser dimensionado com base em um tamanho de entrada do forno 100. Também localizados dentro da circunferência do colar de suporte 230 estão: um orifício de fornecimento de canal negativo 244 e um orifício de fornecimento de canal positivo 246. Cada um desses orifícios na face frontal da CEHB 190 provê uma abertura para fornecer ar aos canais respectivos. 0 tamanho e a localização do orifício fixo 24 0, do orifício de fornecimento de canal negativo 244, do orifício de fornecimento de canal positivo 246 e o tamanho e localização dos canais de pressão positiva e negativa 270 e 280 (ilustrados na Figura 3) podem ser determinados através de testes empíricos para prover uma pressão alvo ou faixa de pressões conforme detectado por um dispositivo de detecção de pressão para determinar a pressão de combustão.

A CEHB 190 inclui também um sistema de conexão 235 que tem protuberâncias de alinhamento conforme denotado na Figura 2 que são usadas para acoplar o dispositivo de detecção de pressão 195 à CEHB 190. O sistema de conexão 235 e as protuberâncias correspondentes podem variar dependendo do tipo ou modelo de dispositivo de detecção de pressão a ser fixado na CEHB 190. A CEHB 190 inclui ainda um orifício de pressão

positiva 250 e um orifício de pressão negativa 260 que são acoplados a uma entrada positiva e a uma entrada negativa de um dispositivo de detecção de pressão, tal como o dispositivo de detecção de pressão 195. O dispositivo de detecção de pressão é configurado para monitorar uma pressão de combustão através do orifício fixo 24 0 com base nos dados recebidos no orifício de entrada negativa e no orifício de entrada positiva por intermédio dos orifícios de pressão, negativa e positiva, 250 e 260. Os orifícios de pressão, positiva e negativa, 250 e 260, são acoplados tipicamente ao dispositivo de detecção de pressão por intermédio de mangueiras do dispositivo de detecção de pressão. O orifício de pressão positiva 250 está localizado dentro do canal de pressão positiva 270 e o orifício de pressão negativa 260 está localizado dentro do canal de pressão negativa 280 conforme ilustrado na Figura 3. A localização do orifício de pressão positiva 250 e do orifício de pressão negativa 260 dentro dos canais respectivos e afastada das aberturas dos canais respectivos protege os orifícios de pressão e o dispositivo de detecção de pressão contra a condensação produzida durante o processo de combustão.

A CEHB 190 inclui ainda uma orelha de montagem de parafuso 292 e uma barragem de água 295. A orelha de montagem de parafuso 2 92 é usada ao se montar um indutor de ar de combustão na CEHB 190. A barragem de água 295 é uma barragem de água condensada que é configurada para direcionar a água para longe das áreas sensíveis da CEHB 190 e auxiliar a manter um sinal de pressão estável. A Figura 3 é uma vista isométrica posterior da

CEHB 190 que ilustra o canal de pressão positiva 270 e o canal de pressão negativa 180. Embora não seja visível na Figura 3, o canal de pressão positiva 270 inclui o orifício de pressão positiva 250. Durante operação normal, o canal de pressão positiva 270 tem a mesma ou aproximadamente a mesma pressão que a CEHB 190. Como tal, localização do orifício de pressão positiva 250 dentro do canal de pressão positiva 270 permite que se meça a pressão de combustão enquanto protegendo o orifício de pressão positiva 250 contra a condensação. Outros componentes do canal de pressão positiva 270 e do canal de pressão negativa 280 que não são visíveis na Figura 3 (ou na Figura 2) incluem o orifício de fornecimento de canal de pressão negativa 244, orifício de fornecimento de canal de pressão positiva 246 e um orifício de restrição de fluxo localizado dentro do canal de pressão positiva 270. Adicionalmente, o canal de pressão negativa 280 inclui orifícios de sangria que não são visíveis na Figura 2 ou Figura 3. Os orifícios de sangria são configurados para reduzir a pressão recebida 3 0 através do orifício de fornecimento de canal de pressão negativa 244 até uma faixa visada quando medida no orifício de pressão negativa 260. Os orifícios de sangria são denotados na Figura 4. Um tamanho, configuração e localização dos canais 270 e 280 e os seus diversos componentes podem ser determinados através de testes empíricos para prover uma pressão alvo ou uma faixa de pressões quando detectada por um dispositivo de detecção de pressão para correlacionar com uma queda de pressão visada ou fluxo através do trocador de calor. Uma primeira extremidade do canal de pressão

positiva 270, uma extremidade de entrada 272, se estende dentro do colar de suporte 230 conforme ilustrado dentro da Figura 4. Uma segunda extremidade do canal de pressão positiva 270, uma entrada de referência de pressão 274, se abre em direção ao lado da CEHB 190 tendo o dreno 216. O canal de pressão positiva 270 tem uma seção transversal quadrilateral e inclui quatro seções que são unidas em aproximadamente 90 graus para formar um canal aberto contínuo a partir da extremidade de entrada 2 72 até a entrada de referência de pressão 274.

Embora não seja visível na Figura 3, o canal de pressão negativa 280 inclui o orifício de pressão negativa 260. 0 canal de pressão negativa 280 é configurado para reduzir a elevada pressão negativa que está presente na entrada do indutor de ar de combustão 154 até uma pressão visada ou faixa de pressões no orifício de pressão negativa 260. Como tal, a localização do orifício de pressão negativa 260 dentro do canal de pressão negativa 28 0 permite a medição do sinal de pressão de combustão enquanto protegendo o orifício de pressão negativa 260 contra condensação. 0 canal de pressão negativa 2 80 inclui uma primeira extremidade denotada como extremidade fechada 282. Uma segunda extremidade do canal de pressão negativa 280, uma extremidade aberta 2 84, se abre em direção ao lado da CEHB 190 tendo o dreno 214. O canal de pressão negativa 280 tem uma seção quadrilateral e inclui quatro seções que são unidas para formar um canal aberto contínuo a partir da extremidade fechada 282 até a extremidade aberta 284.

Localizado dentro de uma seção de fornecimento 286 do canal de pressão negativa 280 está o orifício de fornecimento de canal negativo 244. Uma porção da seção de fornecimento 286 incluindo o orifício de fornecimento de canal de pressão negativa 244 está localizada dentro da circunferência do colar de suporte 23 0 e, portanto, na entrada correspondente do indutor de ar de combustão 154. Os lados do canal de pressão negativa 28 0 em torno da extremidade aberta 284 são moldados para prover uma coberta de água para proteger o orifício de pressão negativa 260 contra contaminação.

0 orifício de fornecimento de canal de pressão negativa 244 é posicionado para estar em comunicação de fluido com a entrada do indutor de ar de combustão. O orifício de pressão negativa 260 no canal de pressão negativa 280 pode ser acoplado com uma entrada, tal como uma entrada de pressão negativa, de um dispositivo sensor de pressão. Similarmente, o orifício de fornecimento de canal de pressão positiva 246 é posicionado de modo a estar em comunicação de fluido com a entrada do soprador de ar de combustão e o orifício de pressão positiva 250 pode ser acoplado a uma entrada, tal como uma entrada de pressão positiva, do dispositivo sensor de pressão. O canal de pressão positiva 270 e o canal de pressão negativa 280 estão em comunicação de fluido e são configurados para ter aproximadamente a mesma pressão quando a entrada de referência de pressão 270 é bloqueada (por exemplo, bloqueada mediante condensação). A CEHB 190 é projetada em que isso é verdadeiro mesmo quando o forno incluindo a CEHB 190 é instalado em múltiplas posições. Durante operação do soprador de ar de combustão quando a entrada de referência de pressão 274 não está bloqueada (isto é, durante operação normal quando há drenagem apropriada), o canal de pressão positiva 270 é configurado para ter uma pressão positiva em comparação com o canal de pressão negativa 280.

A Figura 4 é uma vista funcional de uma modalidade de uma CEHB, a CEHB 190 construída e acordo com os princípios da revelação. A Figura 4 provê uma vista diagramática da CEHB 190 para ilustrar mais claramente um sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão e a sua operação. Um sistema integrado de 2 0 condicionamento de pressão de combustão inclui os canais e componentes localizados dentro dos canais que são usados para reduzir a pressão dentro da entrada do indutor de ar de combustão 154 para uma faixa de pressões alvo ou pressões alvo para múltiplos modelos de forno. Na Figura 4,

2 5 uma modalidade de um sistema integrado de condicionamento

de pressão de combustão é ilustrada o qual inclui os canais de pressão, positiva e negativa, 270 e 280, e os orifícios de fornecimento de canal de pressão, negativa e positiva, 244 e 246. Componentes adicionais da modalidade ilustrada

3 0 do sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão incluem orifícios de sangria 44 0 do canal de pressão negativa 28 0 e um orifício de limitação de fluxo 450 do canal de pressão positiva 270. Em outras modalidades, o sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão pode incluir orifícios adicionais, orifícios de sangria, ou canais moldados de forma diferente para condicionar a presença da entrada do indutor de ar de combustão. Mediante redução da pressão de entrada do indutor de ar de combustão para uma faixa visada, um único dispositivo de detecção de pressão pode ser usado para múltiplos modelos de forno. Ao se ter o sistema de condicionamento de pressão embutido como parte de uma caixa coletora, tal como a CEHB 190, os componentes externos para condicionamento de um sinal de pressão não são necessários. !5 Os orifícios de sangria 440 são projetados para

deixar escapar a pressão negativa que é recebida por intermédio do orifício de fornecimento de canal de pressão negativa 244. Os orifícios de sangria 440 são posicionados na CEHB 190 de modo a ficarem livres de contaminação pela 2 0 água. 0 local e o tamanho dos orifícios de sangria são selecionados para normalizar a elevada pressão negativa na zona de entrada do indutor de ar de combustão 154 até um valor de pressão visado ou uma faixa de valores no orifício de pressão negativa 260. Como tal, um único tipo de dispositivo de detecção de pressão pode ser usado para diversos modelos.

Voltando-se agora para a Figura 5, é ilustrado o diagrama de fluxo de uma modalidade de um método 500 de construir um forno realizado de acordo com os princípios da revelação. 0 forno pode ser um forno a gás residencial, de

30 múltiplas posições. O método 500 começa em uma etapa 505.

Em uma etapa 510, um trocador de calor é colocado em um alojamento. 0 alojamento pode ser um gabinete, tal como um gabinete metálico. 0 trocador de calor pode incluir um trocador de calor primário e um trocador de calor secundário.

Um soprador é posicionado no alojamento para deslocar o ar através do trocador de calor em uma etapa 52 0. O soprador pode ser acoplado ao alojamento ou a uma prateleira do alojamento. O soprador pode ser um soprador variável.

Em uma etapa 530, uma caixa coletora é conectada ao trocador de calor. A caixa coletora inclui um sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão que é configurado para condicionar uma pressão de combustão do forno. A caixa coletora pode ser uma caixa coletora de extremidade fria que é acoplada a um trocador de calor secundário do trocador de calor.

Em uma etapa 540, um indutor de ar de combustão é 2 0 acoplado à caixa coletora. A caixa coletora pode incluir um colar de suporte e um sistema de conexão tendo protuberâncias de alinhamento para acoplar o indutor de ar de combustão com a caixa coletora. O método 500 então termina em uma etapa 550. Aqueles versados na técnica a qual se refere esse

pedido considerarão que outras e novas adições, cancelamentos, substituições e modificações podem ser feitas nas modalidades descritas.

Claims

1. Caixa coletora de extremidade fria configurada para ser acoplada a um trocador de calor secundário de um forno a gás, caracterizada por compreender: um orifício fixo configurado para regular o fluxo de ar através de um trocador de calor do forno, em que um indutor de ar de combustão induz o fluxo de ar; e um canal de pressão negativo incluindo um orifício de fornecimento de canal de pressão negativa que se comunica com uma entrada do indutor de ar de combustão, um orifício de pressão negativa configurado para se conectar a um orifício de entrada de pressão negativa de um comutador de pressão e orifícios de sangria configurados para reduzir uma pressão recebida através do orifício de fornecimento de canal de pressão negativa na entrada para uma faixa visada no orifício de pressão negativa, o comutador de pressão configurado para monitorar uma pressão de combustão através do trocador de calor.

2. Caixa coletora de extremidade fria, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda um canal de pressão positiva tendo um orifício de pressão positiva configurado para conectar-se a um orifício de entrada de pressão positiva do comutador de pressão, em que o comutador de pressão monitora a pressão de combustão mediante medição de uma pressão diferencial através do orifício fixo por intermédio dos dados recebidos no orifício de entrada de pressão negativa e no orifício de entrada de pressão positiva.

3. Caixa coletora de extremidade fria, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o canal de pressão negativa inclui uma coberta de água acoplada aos orifícios de sangria e configurada para proteger os orifícios de sangria contra contaminação pela água.

4. Caixa coletora de extremidade fria, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda um colar de suporte para acoplar a caixa coletora de extremidade fria ao indutor de ar de combustão, em que o colar de suporte corresponde à entrada do indutor de ar d combustão.

5. Caixa coletora de extremidade fria, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o orifício fixo está localizado dentro da circunferência do colar de suporte e é dimensionado com base em um tamanho de entrada do forno.

6. Caixa coletora de extremidade fria, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o orifício de fornecimento de canal negativo e os orifícios de sangria são dimensionados e posicionados dentro do canal de pressão negativa para prover a faixa visada no orifício de pressão negativa.

7. Forno, caracterizado por compreender: um trocador de calor; um indutor de ar de combustão configurado para gerar o fluxo de ar através do trocador de calor; um comutador de pressão configurado para monitorar uma pressão de combustão através do trocador de calor; e uma caixa coletora configurada para ser acoplada entre o trocador de calor e o indutor de ar de combustão, a caixa coletora compreendendo: um orifício fixo configurado para regular o fluxo de ar; e um canal de pressão negativa incluindo o orifício de fornecimento de canal de pressão negativa que se comunica com uma entrada do indutor de ar de combustão, um orifício de pressão negativa configurado para se conectar a um orifício de entrada negativa do comutador de pressão e orifícios de sangria configurados para reduzir uma pressão recebida através do orifício de fornecimento de canal de pressão negativa na entrada para uma faixa visada no orifício de pressão negativa.

8. Forno, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a caixa coletora inclui ainda um canal de pressão positiva tendo um orifício de pressão positiva configurado para se conectar a um orifício de entrada de pressão positiva do comutador de pressão, em que o comutador de pressão monitora a pressão de combustão mediante medição de uma pressão diferencial através do orifício fixo por intermédio dos dados recebidos no orifício de entrada de pressão negativa e no orifício de entrada de pressão positiva.

9. Forno, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o orifício de fornecimento de canal de pressão negativa e os orifícios de sangria são dimensionados e posicionados dentro do canal de pressão negativa para prover a faixa visada no orifício de pressão negativa.

10. Método de construir um forno, caracterizado por compreender: colocar um trocador de calor em um alojamento; posicionar um soprador no alojamento em que o soprador pode deslocar o ar através do trocador de calor; e conectar uma caixa coletora ao trocador de calor, em que a caixa coletora inclui um sistema integrado de condicionamento de pressão de combustão.