BRPI1004845B1

BRPI1004845B1 - sistema de gerenciamento de condensação, fornalha que inclui o mesmo e caixa de coleta de condensação

Info

Publication number: BRPI1004845B1
Application number: BRPI1004845-6A
Authority: BR
Inventors: Jeff P. Gedcke; George L. Joyner, Jr.; Glenn W. Kowald; Hans J. Paller
Original assignee: Lennox Industries Inc
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2020-07-28
Also published as: CN102155794A; US9429338B2; US20110174202A1; CA2720113C; US20160040921A1; CA2720150C; US20110174461A1; AU2010241269B2; AU2010241269A1; EP2354708A3; US9878404B2; US9657964B2; CA2720150A1; EP2354707A2; US8672673B2; AU2010246407A1; US20110174299A1; US10688607B2; EP2354708A2; CN102155795B

Abstract

SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE CONDENSAÇÃO, FORNALHA QUE INCLUI O MESMO E CAIXA DE COLETA DE CONDENSAÇÃO. São descritos neste pedido um sistema de gerenciamento de condensação, uma fornalha que tem o sistema de gerenciamento de condensação e uma caixa coletora com extremidade fria empregável no sistema de gerenciamento de condensação. Em uma modalidade, o sistema de gerenciamento de condensação inclui: (1) uma primeira mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases a partir de um cano do conduto de gases da fornalha, (2) uma segunda mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases a partir do cano do conduto de gases e (3) uma caixa de coleta de condensação configurada para coletar tanto a condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão de um trocador de calor da fornalha, sendo que a caixa de coleta de condensação inclui ao menos um dreno para drenar tanto a condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão disso.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO

Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório U.S. N° de Série 61/295,501, depositado por Shailesh S. Manohar, et al., no dia 15 de Janeiro do ano de 2010, intitulado "An Improved Heating Furnace for a HVAC System," e está incorporado ao presente documento a título de referência.

CAMPO DA TÉCNICA

Este pedido está direcionado, em geral, as fornalhas e, mais especificamente, a remoção de condensação das fornalhas.

ANTECEDENTES

Os sistemas HVAC podem ser usados para regular o meio em um recinto. Tipicamente, é usado um soprador de ar para puxar ar do recinto para o sistema HVAC através de dutos e empurrar o ar de volta para o recinto através de dutos adicionais após condicionamento do ar (por exemplo, aquecer ou resfriar o ar) . Por exemplo, uma fornalha como uma fornalha a gás pode ser usada para aquecer o ar.

As ferramentas de aquecimento a gás de alta eficácia que incluem fornalhas residenciais tipicamente dependem de meios mecânicos, como um indutor de ar de combustão, para criar um fluxo de massa controlado através da lateral do conduto de gases do trocador de calor da fornalha. Conforme o ar aquecido flui através do mesmo, a condensação é formada. Para evitar danos aos componentes da fornalha, como dispositivo de sensor de pressão, a condensação é coletada e removida da fornalha. Isto pode se tornar particularmente evidente em fornalhas de condensação ou altamente eficazes (>90° AFUE) onde a remoção de condensação gerada durante o processo de combustão é necessária.

SUMÁRIO

Em um aspecto, a descrição fornece um sistema de gerenciamento de condensação para uma fornalha. Em uma modalidade, o sistema de gerenciamento de condensação inclui: (1) uma primeira mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases de um cano do conduto de gases da fornalha, (2) uma segunda mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases do cano do conduto de gases e (3) uma caixa de coleta de condensação configurada para coletar tanto a condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão do trocador de calor da fornalha, em que a caixa de coleta de condensação inclui ao menos um dreno para drenar tanto a condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão a partir do mesmo.

Em outro aspecto, é descrita uma fornalha. Em uma modalidade, a fornalha inclui: (1) um trocador de calor, (2) um indutor de ar de combustão configurado para gerar fluxo de ar através do trocador de calor, (3) um cano do conduto de gases configurado para ventilar gás da fornalha e (4) um sistema de gerenciamento de condensação que inclui: (4A) uma primeira mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases do cano do conduto de gases, (4B) uma segunda mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases e (4C) uma caixa de coleta de condensação configurada para coletar tanto a condensação do conduto de gases quanto condensação de combustão do trocador de calor, em que a caixa de coleta de condensação inclui ao menos um dreno para drenar tanto a condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão a partir do mesmo.

Ainda em outro aspecto, é descrito um CEHB. Em uma modalidade, o CEHB inclui: (1) uma parte frontal que tem um orifício fixo configurado para regular o fluxo de gás através do trocador de calor da fornalha, em que a parte frontal está acoplada à primeira, à segunda, à terceira e à quarta lateral que se estende da parte frontal em uma primeira direção, (2) um primeiro dreno acoplado à primeira lateral em uma abertura do mesmo localizada próxima ã segunda lateral, em que o primeiro dreno se estende da primeira lateral ao longo de um eixo paralelo à segunda e à terceira lateral, (3) um segundo dreno acoplado à quarta lateral em uma abertura do mesmo colocada próxima à segunda lateral, em que o segundo dreno se estende da quarta lateral ao longo do eixo paralelo à segunda e à terceira lateral, (4) uma primeira porta de dreno acoplada à parte da frente próxima à segunda lateral e (5) uma segunda porta de dreno acoplada ao primeiro dreno, sendo que a primeira porta de dreno e a segunda porta de dreno se estendem em uma segunda direção que é, de modo geral, oposta à primeira direção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

É feita referência às seguintes descrições tomadas em conjunção com os desenhos em anexo, nos quais:

A figura 1 é uma vista isométrica explodida de uma porção de uma modalidade de uma fornalha construída de acordo com os princípios da descrição;

A figura 2 é uma vista isométrica frontal de uma modalidade de uma caixa de coleta de condensação construída de acordo com os princípios da descrição;

A figura 3 é uma vista isométrica traseira da caixa de coleta de condensação da figura 2;

A figura 4 é uma vista funcional de uma modalidade de uma caixa de coleta de condensação construída de acordo com os princípios da descrição que mostra operação normal quando instalada. em uma fornalha perpendicularmente posicionada;

A figura 5 é uma vista funcional da caixa de coleta de condensação na figura 4 quando instalada em uma posição horizontalmente para a esquerda; e

A figura 6 é uma vista funcional da caixa de coleta de condensação na figura 4 quando instalada em uma posição horizontalmente para a direita.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Para evitar o acúmulo da condensação e proteger o equipamento de monitoramento da fornalha, por exemplo, dispositivos de sensor de pressão, a drenagem apropriada da condensação é necessária. As fornalhas convencionais podem precisar de múltiplos dispositivos de sensor de pressão ou precisar realocar o dispositivo de sensor de pressão quando uma fornalha é usada em diferentes posições a fim de perceber apropriadamente a construção de água (sob condições de dreno bloqueado) e proteger os dispositivos de sensor da condensação. Adicionalmente, dar nova rota às mangueiras usadas para drenagem ou para perceber a pressão também precisa ser realocado quando uma fornalha é instalada em diferentes posições.

Consequentemente, é descrito no presente documento um sistema de gerenciamento de condensação que coleta condensação tanto de um trocador de calor da fornalha quanto de um cano (ventilação) do conduto de gases da fornalha em uma única caixa de coleta a partir da qual a condensação pode então ser drenada da fornalha. Um orifício de restrição de fluxo localizado nas portas de dreno da caixa de coleta que recebe as mangueiras de dreno do cano do conduto de gases da fornalha é empregado para medir a quantidade de gás queimado que volta para a caixa de coleta. O sistema de gerenciamento de condensação descrito pode ser usado em fornalha de única ou de múltiplas posições.

Os projetos de fornalha convencional pode separadamente drenar a condensação gerada no cano (ventilação) do conduto de gases (isto é, condensação do conduto de gases) e a condensação gerada no trocador de calor da fornalha (isto é, condensação de combustão). A drenagem separada da condensação do conduto de gases e da condensação de combustão necessita tipicamente de um maior interceptor de condensação de câmara de pressão duplo e múltiplos comutadores de pressão de segurança para fechar a fornalha no evento de uma condição de operação anormal. Em adição, ter múltiplos comutadores de pressão de segurança também pode precisar que os componentes sejam recolocados na instalação (dependendo da configuração de unidade desejada) aumentando a probabilidade de erros.

De forma vantajosa, o sistema de gerenciamento de condensação descrito reduz o número de comutadores de pressão de segurança que são tipicamente necessários. A caixa de coleta descrita inclui um canal de pressão positiva e um canal de pressão negativa que estão configurados de modo a permitir a medição de pressão de combustão para responder aos níveis de condensado anormais. Adicionalmente, o sistema descrito elimina o reencaminhamento da condensação e das mangueiras do comutador de pressão na instalação e fornece um interceptor de pressão negativa que elimina ou ao menos reduz enormemente a possibilidade de escoamento de produto do conduto de gases em um espaço fechado, como uma residência, quando existe uma condição seca (sem armadilha preparada). Também é possível um menor projeto de interceptor. Todos estes recursos do sistema descrito oferecem uma combinação de custo de produto reduzido, instalação de produto simplificada e segurança de fornalha aumentada.

Referindo-se à figura 1, está ilustrada uma vista isométrica explodida de uma porção de uma modalidade de uma fornalha construída de acordo com os princípios da descrição. A fornalha 100 pode ser uma fornalha multi-posição. Em algumas modalidades, a fornalha pode ser uma fornalha a gás residencial. A fornalha 100 inclui uma modalidade de uma caixa coletora que é usada para coletar condensação gerada na fornalha 100. A fornalha 100 também inclui um sistema de gerenciamento de condensação que inclui a caixa coletora.

A fornalha 100 inclui um alojamento 110 que tem uma abertura frontal 112 na qual uma prateleira de montagem 114 está posicionada. A prateleira de montagem 114 tem uma abertura 116 na mesma e suporta um conjunto de trocador de calor 120 sobre a abertura 116. 0 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 (feita referência como 124) acoplados uns aos outros. Os trocadores de calor são geralmente uma serpentina e possuem dobras de aproximadamente 180° de modo que os trocadores de calor atravessem a abertura 116 quatro vezes, terminando nas entradas 125 (do trocador de calor primário 122) e nas saídas 127 (do trocador de calor secundário 126) que estão, de modo geral, mutuamente situadas no mesmo plano e orientadas em direção à abertura 112 do alojamento 110. As modalidades alternativas do conjunto de trocador de calor 120 podem ter um número maior ou menor de trocadores de calor acoplados uns aos outros em uma ou mais fileiras. Adicionalmente, as modalidades alternativas podem ter configurações alternativas de trocador de calor.

Um conjunto de queimador 140 contém uma válvula solenoide eletronicamente controlada 142, uma tubulação 144 que se inicia na válvula 14 2 e atravessa o conjunto de queimador 140, um ou mais orifícios de gás (não mostrado) acoplados à tubulação 144 e um ou mais queimadores (não mostrado) correspondentes e situados próximos aos orifícios de gás. A modalidade ilustrada do conjunto de queimador 140 tem uma fileira de seis queimadores. As modalidades alternativas do conjunto de queimador 140 podem ter um número maior ou menor de queimadores dispostos em uma ou mais fileiras. Uma entrada de ar de combustão 146 permite que o ar entre no conjunto de queimador 140. Em uma configuração montada, o conjunto de queimador 140 está situado próximo ao conjunto de trocador de calor 120 de tal modo que os queimadores do mesmo ao menos se alinham, de forma aproximada, às entradas 125.

A fornalha 100 também inclui um conjunto de indutor de tiragem 150 que tem um indutor de ar de combustão 154 e um colar de combustão dos gases 156 acoplado a uma saída do indutor de ar de combustão 154. Em uma configuração montada, o conjunto de indutor de tiragem 150 está situado próximo ao conjunto de trocador de calor 120 de tal modo que o colar de combustão dos gases 156 se alinhe, de forma aproximada, ao cano do conduto de gases 148 que direciona os gases indesejados (por exemplo, produtos gasosos de combustão) para fora da fornalha 100. Associadas ao conjunto de indutor de tiragem 150 estão a primeira e a segunda mangueira de drenos, 151, 152, que fornecem uma trajetória para drenar condensação do conduto de gases do cano do conduto de gases 148 e do colar de combustão dos gases 156. O colar de combustão dos gases 156 inclui primeira e segunda porta de exportação de drenagem que não estão visíveis na figura 1, mas estão configuradas para receber a primeira e a segunda mangueira de dreno 151, 152, e permitir que a condensação do conduto de gases flua através das mesmas. A primeira e a segunda mangueira de dreno 151, 152, podem ser um dispositivo convencional que é usado em fornalhas para transportar líquidos como água.

Um soprador 160 é suspenso da prateleira 114 de tal modo que uma saída (sem referência) da mesma se alinhe de forma aproximada à abertura 116. Um controlador eletrônico 3 0 170 está situado próximo ao soprador 160 e está configurado para controlar o soprador, a válvula 142 e o indutor de ar de combustão 154 para fazer com que a fornalha forneça calor. Uma cobertura 180 pode ser colocada sobre a abertura frontal 112 do alojamento 110.

Um CEHB 190 fornece uma interface entre o indutor de ar de combustão 154 e o trocador de calor secundário 126. O indutor de ar de combustão 154 tem uma entrada acoplada ao CEHB 190. Em uma configuração montada, o conjunto de indutor de tiragem 150 está situado próximo ao conjunto de trocador de calor 120 de tal modo que o CEHB 190 se alinhe de forma aproximada às saídas 127 e o colar de combustão dos gases 156 se alinhe de forma aproximada ao cano do conduto de gases 148.

A fornalha 100 também inclui um dispositivo de sensor de pressão 195 que está configurado para monitorar a pressão de combustão através da rede de calor da fornalha 100. O dispositivo de sensor de pressão 195 pode ser um dispositivo de sensor de pressão diferencial mecânico (como um comutador de pressão) ou um sensor eletrônico que fornece retroalimetação para um controlador eletrônico integrado da fornalha 100, como o controlador eletrônico 170. 0 dispositivo de sensor de pressão 195 inclui entrada para determinar a pressão de combustão (que verifica o fluxo apropriado através do trocador de calor). As entradas do dispositivo de sensor de pressão 195 estão acopladas às portas de pressão do CEHB 190. O dispositivo de sensor de pressão 195 pode ser preso às portas do CEHB 190 através de mangueiras convencionais. Adicionalmente, o dispositivo de sensor de pressão 195 pode ser acoplado ao controlador eletrônico 170 ou à válvula 142 através de meios convencionais. Em algumas modalidades, o dispositivo de sensor de pressão 195 pode ser preso ao CEHB 190.

Na modalidade ilustrada, o controlador 170 liga o indutor de ar de combustão 154 para iniciar uma tiragem nos trocadores de calor (incluindo o trocador de calor 124) e para purgar gases de combustão ou não queimados potencialmente prejudiciais. Então, o controlador 170 abre a válvula 142 para admitir gás na tubulação 144 e um ou mais orifícios de gás, nos quais o gás começa a misturar com ar para formar uma mistura combustível. Então, o controlador 170 ativa um inflamador (não mostrado na figura 1) para tentar inflamar a mistura combustível. Se a saída de um circuito de retificação de chama indica que a mistura combustível não inflamou dentro em um período de tempo, o controlador 170 fecha então a válvula 142 e aguarda até tentar iniciar novamente. Se a saída do circuito de retificação de chama indica que a mistura combustível inflamou dentro de um período de tempo predeterminado, o controlador 170 ativa então o soprador 160, que força o ar a jusante através da abertura 116 e do conjunto de trocador de calor 120. Enquanto isto atravessa as superfícies dos trocadores de calor, o ar é aquecido, sobre as quais o mesmo pode ser distribuído ou entregue para fornecer aquecimento.

Enquanto os produtos indesejados da combustão são exauridos através do cano do conduto de gases 148 via colar de combustão dos gases 156, a condensação do conduto de gases se forma ao longo do colar de combustão dos gases 156 e do cano do conduto de gases 148. Adicionalmente, enquanto os gases aquecidos fluem através do CEHB 190 a partir do trocador de calor 120, a condensação de combustão acumula no CEHB 190. Para evitar danos da condensação, a fornalha 100 inclui um sistema de gerenciamento de condensação que inclui a primeira e a segunda mangueira de dreno 151, 152, acopladas ao CEHB 190. O sistema de gerenciamento de condensação coleta tanto a condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão e uma única caixa de coleta, o CEHB 190, e fornece uma trajetória para drenar a condensação para fora da fornalha 100. O sistema de gerenciamento de condensação emprega, de forma vantajosa, uma pressão positiva no cano do conduto de gases 148, uma pressão negativa no CEHB 190 e a primeira e a segunda mangueira de dreno 151, 152, para direcionar a condensação do conduto de gases para o CEHB 190. A figura 2 e a figura 3 fornecem uma vista mais detalhada em uma modalidade de uma caixa coletora para o sistema de gerenciamento de condensação. As FIGURAS 4, 5 e 6 ilustram uma modalidade de um sistema de gerenciamento de combustão, como aquele que inclui a primeira e a segunda mangueira de dreno 151, 152, e o CEHB 190, que é usado em posições de fornalha diferentes.

A figura 2 é uma vista isométrica frontal de uma modalidade de uma caixa coletora para um sistema de gerenciamento de condensação construído de acordo com os princípios da descrição. A caixa coletora pode ser um CEHB como o CEHB 190. Como tal, no presente documento será feita referência à caixa coletora ilustrada da figura 2 como o CEHB 190 da figura 1.

Conforme registrado acima, o CEHB 190 fornece uma interface entre o trocador de calor secundário 126 e o indutor de ar de combustão 154 que extrai ar de combustão através do trocador de calor 120. Como tal, o CEHB 190 está configurado para fornecer uma saída para o gás aquecido do trocador de calor através do trocador de calor secundário 126. i CEHB 190 também está configurado para remover a condensação de combustão associada ao gás aquecido. Consequentemente, o CEHB 190 é construído tipicamente a partir de um material não-metálico que é resistente à corrosão pela água. O CEHB 190, por exemplo, pode ser construído a partir de um plástico.

O CEHB 190 pode ser empregado em uma fornalha a gás multi-posição como a fornalha 100. Consequentemente, o CEHB 190 inclui componentes de um sistema de dreno multi-posição que inclui uma primeira porta de dreno 210, uma segunda porta de dreno 212, um dreno esquerdo 214 e um dreno direito 216. A primeira e a segunda porta de dreno 210, 212, estão posicionadas e configuradas para acoplarem às mangueiras de dreno, como as mangueiras de dreno 151, 152, do colar de combustão dos gases 156 e para permitir a drenagem de condensação de exaustão para o CEHB 190. Os orifícios da primeira e da segunda porta de dreno 210, 212, que recebem as mangueiras de dreno estão configurados para medir a quantidade de gás queimado que retornam ao CEHB 190. A primeira e a segunda porta de drenos 210, 212, estão, portanto, configuradas para permitir a drenagem para o CEHB 190 enquanto reduzem o retorno de gás queimado para o CEHB 190. Dependendo da instalação da fornalha 100, o dreno esquerdo 214, o dreno direito 216 ou ambos os drenos 214, 216, podem ser usados para remover condensação do CEHB 190. Conforme ilustrado na figura 2, a primeira porta de dreno 210 se estende do primeiro dreno 214 e a segunda porta de dreno 212 se estende de uma face frontal do CEHB 190.

Localizado sobre as quatro laterais do CEHB 190 está um flange 220 configurado para ficar o CEHB 190 ao trocador de calor secundário 126. O flange 220 inclui furos, nos quais é denotado o furo 222, que são usados para fixar de forma mecânica o CEHB 190 ao trocador de calor secundário 126. Uma gaxeta é tipicamente usada entre o flange 220 e o trocador de calor secundário 126.

O CEHB 190 também inclui um colar de suporte 230 que é usado para acoplar o indutor de ar de combustão 154 ao CEHB 190. O colar de suporte 230, portanto, corresponde a uma entrada do soprador de ar de combustão 154 para extrair ar através do trocador de calor 120. O colar de suporte 230 está configurado para ajudar a suportar o indutor de ar de combustão 154 de tal forma que o indutor 154 precisa apenas de dois parafusos quando comparado à necessidade tradicional de quatro parafusos para montar ao CEHB 190. Uma gaxeta denotada na figura 2 é tipicamente usada com o colar de suporte 230 para acoplar o CEHB 190 ao soprador de ar de combustão 154.

Localizado no interior da circunferência do colar de suporte 230 (e, portanto, no interior da entrada do soprador de ar de combustão 154) está um orifício fixo 240. O orifício fixo 240 está 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 da fornalha 100. Também estão localizados no interior da circunferência do colar de suporte 230 uma porta de suprimento de canal negativo 244 e uma porta de suprimento de canal positivo 24 6. Cada uma destas portas na face frontal do CEHB 190 fornece uma abertura para suprir ar para os respectivos canais. O tamanho e a localização do orifício fixo 240, da porta de suprimento de canal negativo 244, da porta de suprimento de canal positivo 246 e o tamanho e a localização de canais de pressão negativa e positiva 270, 280, (ilustrados na figura 3) podem ser determinados através da realização de testes empíricos para fornecer uma faixa de pressão ou pressão alvo conforme detectado por um dispositivo de captação de pressão para determinar a pressão de combustão. A vantagem de tal disposição do CEHB 190 é que um comutador de pressão comum pode ser usado para vários tamanhos de entrada de fornalhas bem como fornecer um sinal de pressão que é adequado para uma válvula de gás amplificada por ar-gás para permitir a modulação da taxa de entrada.

O CEHB 190 também inclui um sistema de conexão 235 que tem protuberâncias de alinhamento conforme denotado na figura 2 que são usadas para acoplar o dispositivo de sensor de pressão 195 ao CEHB 190. O sistema de conexão 235 e as protuberâncias correspondentes podem variar dependendo do tipo ou do modelo do dispositivo de sensor de pressão 195 a ser fixado no CEHB 190.

O CEHB 190 inclui adicionalmente uma porta de pressão positiva 250 e uma porta de pressão negativa 260 que são acopladas a uma entrada positiva e a uma entrada negativa de um dispositivo de sensor de pressão, como o dispositivo de captação de pressão 195. O dispositivo de sensor de pressão está configurado para monitorar uma pressão de combustão ao longo do orifício fixo 240 com base em dados recebidos na porta de entrada negativa e na porta de entrada positiva através das portas de pressão positiva e negativa 250, 260. As portas de pressão positiva e negativa 250, 260, são tipicamente acopladas ao dispositivo de sensor de pressão através das mangueiras do dispositivo de sensor de pressão. A porta de pressão positiva 250 está localizada no interior do canal de pressão positiva 270 e a porta de pressão negativa 260 está localizada no interior do canal de pressão negativa 280 conforme ilustrado na figura 3. A localização da porta de pressão positiva 250 e da porta de pressão negativa 260 no interior dos respectivos canais e longe das aberturas dos respectivos canais protege as portas de pressão e o dispositivo de sensor de pressão contra condensação.

O CEHB 190 inclui adicionalmente um terminal de montagem de rosca 292 e uma barragem de água 295. O terminal de montagem de rosca 292 é usado mediante a montagem de um indutor de ar de combustão no CEHB 190. A barragem de água 295 é uma barragem de água condensada que está configurada para direcionar água na direção contrária às áreas sensíveis do CEHB 190 e auxilia na manutenção de um sinal de pressão estável.

A figura 3 é uma vista isométrica traseira do CEHB 190 que ilustra o canal de pressão positiva 27 0 e o canal de pressão negativa 280. Apesar de não visível na figura 3, o canal de pressão positiva 270 inclui a porta de pressão positiva 250. Durante a operação normal, o canal de pressão positiva 270 tem a mesma ou cerca da mesma pressão que no interior da cavidade principal do CEHB 190. Como tal, a localização da porta de pressão positiva 250 no interior do canal de pressão positiva 270 permite a medição da pressão de combustão enquanto protege a porta de pressão positiva 250 contra condensação. Outros componentes do canal de pressão positiva 270 e do canal de pressão negativa 280 que não são visíveis na figura 3 (ou figura 2) incluem a porta de suprimento de canal negativo 244, a porta de suprimento de canal positivo 246 e um orifício localizado no interior do canal de pressão positiva 270 que é usado para restringir um fluxo através disto. Adicionalmente, o canal de pressão negativa 280 inclui portas de sangria que não são visíveis na figura 2 ou na figura 3. As portas de sangria são configuradas para reduzir a pressão recebida através da porta de suprimento de canal negativo 244 para dentro de uma faixa tida como alvo quando medida na porta de pressão negativa 260. Um tamanho, configuração e localização dos canais 270, 280, e os vários componentes dos mesmos podem ser determinados através da realização de testes empíricos para fornecer uma faixa de pressão ou pressão alvo quando detectada por um dispositivo de sensor de pressão para correlacionar a uma queda de pressão alvo ou fluxo através do trocador de calor.

Uma primeira extremidade do canal de pressão positiva 270, uma entrada extremidade 272, se estende no interior do colar de suporte 230. Uma segunda extremidade do canal de pressão positiva 270, uma entrada de referência de pressão 274, se abre em direção ao lateral do CEHB 190 que tem o primeiro e o segundo drenos 214, 216. Adicionalmente, a entrada de referência de pressão de extremidade aberta 274 está localizada de tal modo que a coleta de um nível desejado de condensado no interior do CEHB 190 irá fazer com que a pressão no interior do canal de pressão positiva 270 se altere. O monitoramento desta alteração pelo dispositivo de sensor de pressão 195 irá permitir que a fornalha seja desligada de maneira segura em resposta à alteração. O canal de pressão positiva 270 tem uma seção transversal quadrilateral e inclui quatro seções unidas em ou a cerca de 90 graus para formar um canal aberto contínuo a partir da entrada extremidade 272 para a entrada de referência de pressão 274.

Apesar de não visível na figura 3, o canal de pressão negativa 280 inclui a porta de pressão negativa 260. 0 canal de pressão negativa 280 está configurado para reduzir a alta pressão negativa que está presente na entrada do indutor de ar de combustão 154 para uma pressão ou faixa de pressão alvo na porta de pressão negativa 260. Como tal, a localização da porta de pressão negativa 260 no interior do canal de pressão negativa 280 permite a medição do sinal de pressão de combustão enquanto protege a porta de pressão negativa 260 contra condensação. 0 canal de pressão negativa 280 inclui uma primeira extremidade denotada como uma extremidade fechada 282. Uma segunda extremidade do canal de pressão negativa 280, uma extremidade aberta 284, se abre em direção à lateral do CEHB 190 que tem o primeiro e o segundo drenos 214, 216. Adicionalmente, a extremidade aberta 284 é localizada de tal modo que a coleta de um nível desejado de condensado no interior do CEHB 190 irá fazer com que a pressão no interior do canal de pressão negativa 280 se altere. O monitoramento desta alteração pelo dispositivo de sensor de pressão 195 irá permitir que a fornalha seja desligada de maneira segura em resposta à alteração. O canal de pressão negativa 280 tem uma seção transversal quadrilateral e inclui quatro seções que são unidas para formar um canal aberto contínuo a partir da extremidade fechada 282 para a extremidade aberta 284.

Localizada no interior de uma seção de suprimento 286 do canal de pressão negativa 280 está a porta de suprimento de canal negativo 244. Uma porção da seção de suprimento 286 que inclui a porta de suprimento de canal negativo 244 está localizada no interior da circunferência do colar de suporte 230 e, portanto, a entrada correspondente do indutor de ar de combustão 154. As laterais do canal de pressão negativa 280 em torno da extremidade aberta 284 são conformadas para fornecer um envoltório de água para proteger a porta de pressão negativa 260 contra contaminação.

O CEHB 190 tem quatro laterais acopladas a uma face frontal para formar uma caixa aberta. Uma lateral das quatro laterais é a lateral de drenagem de fluxo ascendente 320 que coleta a condensação e permite a drenagem da condensação quando o CEHB 190 é usado em uma fornalha que é instalada em uma posição de fluxo ascendente (por exemplo, vide figura 4) . Tanto o primeiro quanto o segundo dreno 214, 216, são posicionados próximos à lateral de drenagem de fluxo ascendente 320 do CEHB 190 para permitir a drenagem de condensação coletada naquele lugar. O primeiro dreno 214 é acoplado a uma abertura de uma lateral da posição esquerda horizontal 330 do CEHB 190 que coleta a condensação e permite a drenagem da condensação quando o CEHB 190 é usado em uma fornalha que é instalada em uma posição esquerda horizontal (por exemplo, vide figura 5). O segundo dreno 216 é acoplado a uma abertura de uma lateral de posição direita horizontal 340 do CEHB 190 que coleta a condensação e permite a drenagem da condensação quando o CEHB 190 é usado em uma fornalha que é instalada em uma posição direita horizontal (por exemplo, vide figura 6).

A figura 4 é uma vista funcional de uma modalidade de um sistema de gerenciamento de condensação 400 construído de acordo com os princípios da revelação. O sistema de gerenciamento de condensação 400 é mostrado no ambiente de uma fornalha em uma posição de fluxo ascendente. O sistema de gerenciamento de condensação 400 inclui uma primeira mangueira de dreno 410, uma segunda mangueira de dreno 420, e um CEHB 43 0. Os componentes da fornalha são também ilustrados incluindo um cano do conduto de gases, um indutor de ar de combustão, um dispositivo de sensor de pressão e mangueiras do dispositivo de sensor de pressão.

A primeira e a segunda mangueira de dreno 410, 420, fornecem uma trajetória de drenagem para condensação do conduto de gases a partir do cano do conduto de gases para o CEHB 420. A primeira e a segunda mangueira de drenos 410, 420, podem ser mangueiras, tubos ou condutos convencionais que são usados em fornalhas para transportar água. Na extremidade do cano do conduto de gases extremidade, a primeira e a segunda mangueira de dreno 410, 420, podem ser acopladas a portas de exportação de drenagem localizadas em um colar do cano do conduto de gases. Na extremidade do CEHB, a primeira e a segunda mangueira de dreno 410, 420, podem ser acopladas às portas de drenagem do CEHB 430.

O sistema de gerenciamento de condensação 400 emprega uma zona de pressão positiva no cano do conduto de gases para direcionar a condensação do conduto de gases a partir do cano do conduto de gases, através da primeira e da segunda mangueira de dreno 410, 420, e para o CEHB 430 que tem uma zona de pressão negativa em comparação ao cano do conduto de gases. Na posição de fluxo ascendente, tanto a primeira quanto a segunda mangueira de dreno 410, 420, podem ser usadas para drenar a condensação do conduto de gases. Além de coletar a condensação do conduto de gases, o CEHB 430 também coleta a condensação de combustão da fornalha (por exemplo, o trocador de calor da fornalha). Um primeiro dreno 434 e um segundo dreno 438 do CEHB 430 podem ser usados para fornecer uma trajetória de drenagem a partir do CEHB 430. Em uma modalidade, o primeiro dreno 434 ou o segundo dreno 438 é usado para a drenagem e ou outro dreno não usado é tampado. As portas de exportação de drenagem, as portas de dreno e os drenos que são discutidos em relação à figura 4 podem ser configurados e construídos como as portas de exportação de drenagem, as portas de dreno e os drenos descritos acima nas FIGURAS 1 a 3.

Conforme ilustrado na figura 5 e 6, o sistema de gerenciamento de condensação 400 fornece vantajosamente a drenagem de condensação em múltiplas posições de fornalha sem exigir a reformação de rota de mangueiras de dreno ou dispositivo de sensor de pressão mangueiras. Na figura 5, o sistema de gerenciamento de condensação 400 é usado em uma fornalha instalada em uma posição esquerda horizontal. Na posição esquerda horizontal, a primeira mangueira de dreno 410 fornece uma única trajetória de drenagem a partir do cano do conduto de gases para o CEHB 430. Nesta instalação, o segundo dreno 438 pode ser tampado.

Na figura 6, o sistema de gerenciamento de condensação 400 é usado em uma fornalha instalada em uma posição direita horizontal. Na posição direita horizontal, a segunda mangueira de dreno 420 fornece uma única trajetória 5 de drenagem a partir do cano do conduto de gases para o CEHB 430. Nesta instalação, o primeiro dreno 434 pode ser tampado.

Os elementos versados na técnica à qual este pedido se refere irão observar que outras e adicionais adições, 10 deleções, substituições e modificações podem ser feitas para as modalidades descritas.

Claims

1. Sistema de gerenciamento de condensação para uma fornalha, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma caixa coletora com extremidade fria compreendendo primeiro e segunda portas de dreno; uma primeira mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases a partir de um cano do conduto de gases da dita fornalha diretamente para a primeira porta de dreno da caixa coletora com extremidade fria; e uma segunda mangueira de dreno posicionada para drenar a dita condensação do conduto de gases a partir do dito cano do conduto de gases diretamente para a segunda porta de dreno da caixa coletora com extremidade fria; em que: a caixa coletora com extremidade fria é configurada para coletar tanto a dita condensação do conduto de gases, a partir das ditas primeira e segunda mangueira de dreno, quanto a condensação de combustão, a partir de um trocador de calor da dita fornalha, a dita caixa coletora com extremidade fria incluindo primeiro e o segundo drenos para drenar tanto a dita condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão da mesma, em que o primeiro dreno é operável nas posições de fluxo ascendente e esquerda horizontal e o segundo dreno é operável nas posições de fluxo ascendente e direita horizontal, e em que o primeiro e segundo drenos são operáveis para direcionar a condensação em direções opostas; as referidas primeira e segunda mangueiras de dreno se estendem a partir do cano do conduto de gases para uma borda comum da caixa coletora com extremidade fria, a segunda mangueira de dreno sendo inclinada diagonalmente para longe da primeira mangueira de dreno; e o cano do conduto de gases é funcional na posição de fluxo ascendente, esquerda horizontal e direita horizontal.

2. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita caixa coletora com extremidade fria inclui dois drenos, sendo que os ditos dois drenos são posicionados para permitir a drenagem, tanto da dita condensação do conduto de gases quanto da dita condensação de combustão, a partir da dita caixa coletora com extremidade fria através de ao menos um dos ditos drenos em múltiplas posições de instalação da dita fornalha.

3. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que tanto a dita primeira quanto a dita segunda mangueira de dreno são posicionadas para drenar a dita condensação do conduto de gases quando a dita fornalha é instalada em uma posição de fluxo ascendente.

4. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que somente uma dentre a dita primeira mangueira de dreno ou a dita segunda mangueira de dreno é posicionada para drenar a dita condensação do conduto de gases quando a dita fornalha é instalada em uma posição horizontal.

5. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita caixa coletora com extremidade fria inclui uma primeira e uma segunda porta de dreno, sendo que a dita primeira mangueira de dreno é acoplada à dita primeira porta de dreno e a dita segunda mangueira de dreno é acoplada à dita segunda porta de dreno.

6. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita primeira e a dita segunda porta de dreno incluem um orificio de restrição de fluxo configurado para reduzir os gases provenientes do dito conduto de gases a partir da dita entrada da dita caixa coletora com extremidade fria.

7. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita primeira porta de dreno se estende do referido primeiro dreno.

8. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda porta de dreno se estende a partir de uma parte frontal da dita caixa coletora com extremidade fria.

9. Sistema de gerenciamento de condensação, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida caixa coletora com extremidade fria inclui canais de pressão positiva e negativa, cada canal de pressão tendo uma extremidade aberta.

10. Fornalha, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um trocador de calor; um indutor de ar de combustão configurado para gerar fluxo de ar através do dito trocador de calor; um cano do conduto de gases configurado para ventilar gás a partir da dita fornalha; e um sistema de gerenciamento de condensação que inclui: uma caixa coletora com extremidade fria compreendendo primeiro e segunda portas de dreno; uma primeira mangueira de dreno posicionada para drenar a condensação do conduto de gases a partir do dito cano do conduto de gases diretamente para a primeira porta de dreno da dita caixa coletora com extremidade fria; e uma segunda mangueira de dreno posicionada para drenar a dita condensação do conduto de gases diretamente para a segunda porta de dreno da caixa coletora com extremidade fria; em que: a dita caixa coletora com extremidade fria é configurada para coletar tanto a dita condensação do conduto de gases, a partir das ditas primeira e segunda mangueiras de dreno, quanto a condensação de combustão, a partir do dito trocador de calor, a dita caixa coletora com extremidade fria incluindo primeiro e o segundo drenos para drenar tanto a dita condensação do conduto de gases quanto a condensação de combustão da mesma, em que o primeiro dreno é operável nas posições de fluxo ascendente e esquerda horizontal e o segundo dreno é operável nas posições de fluxo ascendente e direita horizontal, e em que o primeiro e segundo drenos são operáveis para direcionar a condensação em direções contrárias; somente uma da referida primeira mangueira de dreno ou segunda mangueira de dreno é posicionada para drenar a dita condensação do conduto de gases quando a fornalha é instalada em qualquer uma das posições horizontais; e o cano do conduto de gases é funcional nas posições de fluxo ascendente, esquerda horizontal e direita horizontal.

11. Fornalha, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita caixa coletora com extremidade fria inclui somente dois drenos, sendo que os ditos dois drenos são posicionados para permitir a drenagem, tanto da dita condensação do conduto de gases quanto da dita condensação de combustão, a partir da dita caixa coletora com extremidade fria através de ao menos um dos ditos dois drenos em múltiplas posições de instalação da dita fornalha.

12. Fornalha, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que ambas as ditas primeira e segunda mangueiras de dreno estão posicionadas para drenar a referida condensação do conduto de gases quando a referida fornalha é instalado em uma posição de fluxo ascendente.

13. Fornalha, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que a referida caixa coletora com extremidade fria inclui canais de pressão positiva e negativa, cada canal de pressão tendo uma extremidade aberta.

14. Fornalha, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que a referida caixa coletora com extremidade fria inclui uma primeira e uma segunda porta de dreno, em que a referida primeira mangueira de dreno é acoplada à dita primeira porta de dreno e a dita segunda mangueira de dreno é acoplada à referida segunda porta de dreno.

15. Fornalha, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que os ditos primeiro e segundo porta de dreno incluem um orificio de restrição de fluxo configurado para reduzir os gases provenientes do dito conduto de gases de entrar na dita caixa coletora com extremidade fria.

16. Fornalha, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira porta de dreno se estende a partir do dito primeiro dreno.

17. Fornalha, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita segunda porta de dreno se estende a partir de uma parte frontal da dita caixa coletora com extremidade fria.

18. Fornalha, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente um colar de conduto de gases acoplado ao dito cano do conduto de gases e que inclui portas de exportação de drenagem acopláveis às ditas primeira e segunda mangueiras de dreno.

19. Caixa coletora com extremidade fria para uso com uma fornalha, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma parte frontal com um colar de suporte operável para suportar um indutor de ar de combustão, o colar de suporte em torno de uma porta de suprimento de canal negativo, uma porta de suprimento de canal positivo e um orificio fixo configurado para regular o fluxo de gás através de um trocador de calor da referida fornalha, a parte frontal compreendendo ainda uma porta de pressão negativa e uma porta de pressão positiva, sendo que a dita frente é acoplada à primeira, segunda, terceira e quarta laterais que se estendem a partir da dita frente em uma primeira direção; um primeiro dreno acoplado à dita primeira lateral em uma abertura da mesma localizada próxima à dita segunda lateral, o dito primeiro dreno se estende a partir da dita primeira lateral ao longo de um eixo paralelo com comprimento das ditas segunda e a terceira laterais; um segundo dreno acoplado à dita quarta lateral em uma abertura da mesma localizada próxima à dita segunda lateral, sendo que o dito segundo dreno se estende a partir da dita quarta lateral ao longo do dito eixo paralelo com as ditas segunda e a terceira laterais; uma primeira porta de dreno acoplada à dita frente próxima à dita segunda lateral; uma segunda porta de dreno acoplada ao dito primeiro dreno, sendo que a dita primeira porta de dreno e a dita segunda porta de dreno se estende em uma segunda direção que é geralmente oposta à dita primeira direção e estão posicionados para receber condensação de conduto de gases diretamente de um cano de conduto de gases da dita fornalha; e uma parte traseira oposta à parte de frente e compreendendo ; um canal de pressão positiva compreendendo uma extremidade de entrada acoplada à porta de suprimento de canal positivo e compreendendo ainda uma extremidade de entrada de referência de pressão, o canal de pressão positiva acoplado à porta de pressão positiva, em que a extremidade de entrada de referência de pressão está localizada de modo que o acúmulo de um primeiro nivel indesejado de condensado dentro da caixa coletora com extremidade fechada causará uma mudança de pressão no canal de pressão positiva; e um canal de pressão negativa compreendendo uma extremidade fechada acoplada à porta de suprimento do canal negativo e compreendendo ainda uma extremidade aberta, o 5 canal de pressão negativa acoplado à porta de pressão negativa, em que a extremidade aberta está localizada de modo que a coleta de um segundo nivel indesejado de condensado dentro da caixa coletora com extremidade fechada causará uma mudança de pressão no canal de pressão 10 negativa.