BRPI1100593A2

BRPI1100593A2 - caixa de queimador de forno

Info

Publication number: BRPI1100593A2
Application number: BRPI1100593-9A
Authority: BR
Inventors: Glenn W Kowald; Hans J Paller
Original assignee: Lennox Ind Inc
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2013-05-21
Also published as: EP2345845A2; US20160074978A1; EP2345845A3; US9212820B2; AU2010246482A1; CL2010001249A1; CN102128495A; CA2720148A1; CA2720148C; US20110174891A1; US9561564B2; CN102128495B

Abstract

CAIXA DE QUEIMADOR DE FORNO Uma caixa de queimador HVAC inclui um grupo de queimadores, uma tubulação e um guia de ar localizado dentro de um compartimento. O grupo de queimadores é orientado de tal modo que uma extremidade de saída do grupo de queimadores é direcionada para uma primeira extremidade do compartimento. A tubulação está localizada dentro do compartimento e adjacente a uma extremidade de entrada do grupo de queimadores. O guia de ar tem um difusor que é acoplado a um lado do compartimento. O difusor inclui uma pluralidade de aberturas localizadas através do mesmo. O difusor é configurado para direcionar uma primeira porção de um fluxo de ar recebido através da abertura e em direção ao grupo de queimadores. O difusor é configurado adicionalmente para enviar uma segunda porção do fluxo de ar recebido em direção à tubulação.

Description

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CAIXA DE QUEIMADOR DE FORNO

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDO CORRELATO

Esse pedido reivindica o benefício do Pedido Provisional dos Estados Unidos 61/295.501, depositado por Shailesh S. Manohar7 e outros, em 15 de janeiro de 2010; intitulado: "An Improved Heating Furnace for a HVAC System", e integralmente aqui incorporado mediante referência.

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere, em geral, a um sistema HVAC, e mais especificamente, a uma caixa de queimador.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Um sistema HVAC residencial típico inclui um forno e condensador de condicionamento de ar (A/C) em um conjunto que inclui um ventilador de circulação. Como o forno produz calor, ou uma unidade de refrigeração externa provê refrigerante gelado, o ventilador opera para circular o ar interior através do conjunto para aquecer ou esfriar o ar conforme apropriado.

À medida que o mercado de HVAC se. desenvolveu, componentes adicionais se tornaram mais comuns nas unidades HVAC residenciais, incluindo, por exemplo, umidificadores, filtros eletrônicos de ar e esterilizadores UV. A inclusão de um ou mais desses componentes no conjunto HVAC pode aumentar o espaço exigido para posicionar o conjunto dentro da residência. Em alguns casos, um local de instalação grampeada, tal como um gabinete de forno, pode tornar a ins talação de um s i s tema HVAC difícil ou impôs s íve1 no espaço disponível. i « r 2/18

SUMÃRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto a presente revelação provê uma caixa de queimador HVAC. A caixa de queimador inclui um compartimento, dentro do qual se encontra um grupo de queimadores, uma tubulação e um guia de ar. 0 grupo de queimadores é orientado de tal modo que uma extremidade de saída do grupo de queimadores é direcionada para uma primeira extremidade do compartimento. A tubulação está localizada dentro do compartimento e adjacente a uma extremidade de entrada do grupo de queimadores. O guia de ar inclui um difusor, e é acoplado a um lado do compartimento. O difusor inclui várias aberturas localizadas através do mesmo. 0 difusor é configurado para guiar uma primeira porção de um fluxo de ar recebido através das aberturas e em direção ao grupo de queimadores. 0 difusor é configurado ainda para enviar uma segunda porção do fluxo de ar recebido em direção à tubulação.

Em outro aspecto, a revelação provê um forno. O forno inclui um conjunto de trocador de calor que inclui um painel de colete. Uma caixa de queimador é fixada ao painel de colete. A caixa de queimador inclui um compartimento, com um grupo de queimadores, uma tubulação e um guia de ar localizado dentro do compartimento. 0 grupo de queimadores é orientado de tal modo que uma extremidade de saída do 2 5 grupo de que imadore s é direc ionada para uma prime ira extremidade do compartimento. A tubulação está localizada dentro do compartimento e adjacente a uma extremidade de entrada do grupo de queimadores. O guia de ar inclui um difusor, e é acoplado a um lado do compartimento. O difusor inclui uma pluralidade de aberturas localizadas através do mesmo. 0 difusor é configurado para direcionar uma primeira porção de um fluxo de ar recebido através das aberturas e em direção ao grupo de queimadores. 0 difusor é configurado ainda para enviar uma segunda porção do fluxo de ar recebido em direção à tubulação.

Em ainda outro aspecto, é provido um método de fabricação de uma caixa de queimador HVAC. 0 método inclui unir uma caixa de queimador a um compartimento de tal modo que uma extremidade de salda do grupo de queimadores é guiada para uma primeira extremidade do compartimento. Uma tubulação está localizada dentro do compartimento e adjacente a uma extremidade de entrada do grupo de queimadores. Um guia de ar é acoplado a um lado do compartimento. 0 guia de ar inclui um difusor que tem uma pluralidade de aberturas localizadas através do mesmo. 0 difusor é configurado para direcionar um fluxo de ar recebido através das aberturas de tal modo que uma primeira porção do fluxo de ar é direcionada para o grupo de queimadores e uma segunda porção é direcionada para a tubulação.

BREVE DESCRIÇ&O DOS DESENHOS

Para um entendimento mais completo da presente invenção, faz-se agora referência às descrições seguintes consideradas em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

A Figura 1 ilustra um forno da revelação;

A Figura 2 apresenta uma vista explodida de uma caixa de queimador configurado de acordo com as várias modalidades da revelação;

As Figuras 3A e 3B ilustram uma vista superior e lateral de um grupo de queimadores; As Figuras 4A-4C apresentam respectivamente vistas superior, lateral e posterior de uma cobertura de acordo com as várias modalidades da revelação, adequadas para uso, por exemplo, com a caixa de queimador da Figura 2;

A Figura 5 apresenta uma vista secional lateral de uma caixa de queimador de acordo com as várias modalidades da revelação, por exemplo, a caixa de queimador da Figura 2;

A Figura 6 apresenta uma vista posterior de uma caixa de queimador de acordo com diversas modalidades da revelação, por exemplo, a caixa de queimador da Figura 2;

A Figura 7 ilustra uma vista secional simplificada de uma caixa de queimador de acordo com várias modalidades, por exemplo, a caixa de queimador da Figura 2, ilustrando o exemplo do fluxo de ar dentro da caixa de queimador;

As Figuras 8A-8F ilustram um guia de ar de acordo com as várias modalidades da revelação, adequado para uso, por exemplo, com a caixa de queimador da Figura 2; e

A Figura 9 ilustra Um método de fabricação de uma caixa de queimador HVAC, por exemplo, a caixa de queimador da Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Diversas modalidades aqui descritas proporcionam uma caixa de queimador tendo um modelo compacto, de elevada saída, expansível. Um desafio significativo para tal caixa de queimador compacta é a de prover o fluxo de ar aos queimadores de tal modo que um combustível de aquecimento queime completamente, extraindo assim uma elevada percentagem da energia provida pelo combustível, enquanto produzindo pouco ou nenhum monóxido de carbono (CO). Diversas modalidades tratam de tais desafios parcialmente mediante a provisão de componentes inovadores e configurações inovadores de componentes para guiar o fluxo de ar de uma maneira que obtém desempenho favorável em um modelo compacto.

Com referência inicialmente à Figura 1, é ilustrado um forno 100 da revelação. 0 forno 100 é descrito sem limitação em termos de um sistema a gás. Contudo, a revelação não é limitada a qualquer combustível de aquecimento específico. Aqueles versados na técnica pertinente considerarão que os princípios aqui revelados podem ser estendidos aos sistemas de forno utilizando outros combustíveis.

0 forno 100 inclui diversos subsistemas que podem ser convencionais. Um gabinete 110 encerra um queimador 120, um controlador 130, uma caixa de queimador 140, uma unidade de controle de gás 150, um indutor de ar de combustão 160, e um conjunto de trocador de calor 170. O conjunto de trocador de calor 170 inclui uma pluralidade de trocadores de calor 175 fixados a um painel de colete 180. Os queimadores dentro da caixa de queimador 140 injetam combustível de queima, por exemplo, gás natural, nas entradas correspondentes dos trocadores de calor 175. 0 controlador 130 controla a unidade de controle de gás 150 e o indutor de ar de combustão 160 para prover ar e combustível aos queimadores dentro da caixa de queimador 140 e para mover os gases de descarga através do conjunto de trocador de calor 170 para as saídas de descarga do trocador de calor 175. 0 controlador 130 pode controlar ainda o soprador 120 para mover um fluxo de ar sobre o conjunto de trocador de calor 170, desse modo transferindo o calor a partir dos gases de descarga para o fluxo de ar.

A Figura 2 apresenta uma vista explodida de uma modalidade da caixa de queimador 140. Um compartimento 210 inclui painéis laterais 210a, 210b, um painel de acesso 210c, um painel inferior 210d e um painel superior 210e. Na modalidade ilustrada o painel superior 2l0e inclui uma porção erguida 210f. O compartimento 210 pode ter uma abertura frontal 215 em uma extremidade oposta a partir do painel de acesso 210c. Em algumas modalidades a abertura frontal 215 é cobertura pelo painel de colete 180. O compartimento 210 pode ser formado de aço em folha mediante operações convencionais de fabricação. Suportes 225 incluem flanges 226 configurados para fixação ao painel de colete 180. Uma gaxeta 212 pode ser colocada entre a caixa de queimador 140 e o painel de colete 180. Os suportes 225 sustentam um grupo de queimadores 220. Os painéis laterais 210a, 210b também podem ser fixados aos suportes 225. Uma tubulação 230 está localizada ao menos parcialmente dentro do compartimento 210 e adjacente ao grupo dê queimadores 220. A tubulação 230 inclui injetores de gás 235. Conforme aqui usado e nas reivindicações a tubulação 230 está localizada dentro do compartimento 210 quando ao menos uma porção da tubulação 230 estiver localizada dentro do compartimento 210.

Os flanges 226 também podem incluir pinos de alinhamento 237. Os pinos de alinhamento 237 podem encaixar em furos de recebimento, correspondentes dentro do painel de colete 180. Os pinos de alinhamento 237 e os furos de recebimento podem cooperar para garantir alinhamento entre o grupo de queimadores 220 e as entradas para os trocadores de calor 175. Tal alinhamento pode simplificar significativamente a montagem e reparo do forno 100.

Um dispositivo de ignição 240 é posicionado para inflamar uma mi stura de gás/ar a part ir do grupo de queimadores 220 sob o controle do controlador 130. IIustrat ivamente, o di spos i t ivo de ignição 240 é posicionado em uma primeira extremidade do grupo de queimadores 220. Um sensor de chama 250 é posicionado para detectar a presença de uma chama na saída do grupo de queimadores 220 e proporcionar retorno ao controlador 130. Ilustrativamente, o sensor de chama 250 é posicionado em uma segunda extremidade do grupo de queimadores 220, oposta ao dispos i t ivo de igni ção 240. Em algumas moda1idades o sensor de chama 250 inclui uma curva em ângulo reto e é configurado para ser instalado a partir da parte posterior da caixa de queimador 140 após remoção do painel de acesso 210c.

Um guia de ar 260, descrito em detalhe adicional abaixo, inclui uma abertura 262 através da qual um fluxo de ar pode ser recebido. O guia de ar 260 é acoplado ao painel superior 210e dentro de uma abertura 265. Em várias modalidades, o guia de ar 260 é configurado vantajosamente para direcionar uma primeira porção do fluxo de ar recebido em direção ao grupo de queimadores 22 0, e para direcionar uma segunda porção em direção à tubulação 230.

As Figuras 3A e 3B ilustram, respectivamente, uma vista superior e frontal do grupo de queimadores 220. 0 grupo de queimadores 220 tem uma extremidade de entrada 310 e uma extremidade de saída 320. Na modalidade ilustrada, os queimadores individuais 330 são unidos em um conjunto integrado que pode ser montado convencionalmente dentro da caixa de queimador 14 0. Os queimadores 330 podem ser convencionais ou de modelo novel. Em diversas modalidades os queimadores são formados a partir de uma liga de aço convencional, tal como aço revestido aluminizado do Tipo 1 ou do Tipo 2, ou aço inoxidável 409. Embora a modalidade ilustrada inclua seis queimadores 330, as modalidades da revelação não são assim limitadas. A saída de calor do forno 100 pode ser aumentada ou diminuída, por exemplo, mediante uso de um número maior ou menor de queimadores 330, respectivamente.

Cada queimador 330 inclui uma entrada de queimador 340 e uma saída de queimador 350. A entrada 340 é configurada para receber gás a partir de um injetor correspondente dos injetores de gás 235 na tubulação 230. O gás se mistura com o ar dentro do queimador 330, a mistura sustentando uma chama adequada para entrada no conjunto de trocador de calor 170.. 0 combustível de queima a partir de cada queimador 330 entra em uma entrada de um trocador de calor correspondente do conjunto de trocador de calor 170, onde o combustível residual é consumido, e o trocador de calor é aquecido.

Com referência de volta à Figura 2, em diversas modalidades uma cobertura 270 é posicionada entre o guia de ar 260 e o grupo de queimadores 220. A cobertura 270 inclui aberturas, discutidas adicionalmente abaixo, através das quais passam os injetores de gás 235. A cobertura 270 também inclui ilustrativamente uma entrada de ar superior 275, e uma entrada de ar posterior 276, localizadas para permitir que o ar entre em um espaço confinado pela cobertura 270 que inclui o grupo de queimadores 22 0. Recortes opcionais 277 proporcionam acesso para os sensores opcionais 278.

As Figuras 4A, 4B e 4C ilustram respectivamente uma vista superior, lateral e posterior da cobertura 270. A cobertura 27 0 inclui um lado posterior 410 e um lado superior 420. Localizadas dentro do lado posterior 410 estão aberturas de injetor 430 adjacentes à entrada de ar posterior 276. Conforme descrito previamente, os injetores de gás 235 podem passar através das aberturas de injetor 430 para guiar o gás para os queimadores 330. Na modalidade ilustrada a única abertura no lado superior 420 é a entrada de ar superior 275, sem considerar as pequenas porções dos recortes 277. A entrada de ar superior 275 em algumas modalidades cobre a maior parte, por exemplo, ao menos aproximadamente 60%, de uma largura 440 da cobertura 270. Em algumas modalidades, é preferido que a entrada de ar superior 275 cubra ao menos aproximadamente 70% da largura, com pelo menos aproximadamente 80% sendo mais preferido. Algumas modalidades incluem múltiplas entradas de ar superiores 275. Em diversas modalidades nenhuma abertura intersecta as bordas, esquerda ou direta, da cobertura 270. Ilustrativamente, a vista lateral da cobertura 270 não é de smembrada re f1et indo tais moda1idades. Em diversas modalidades todas as trajetórias de ar através do lado posterior 410 têm aproximadamente a mesma área aberta que todas as trajetórias de ar através do lado superior 420, de modo que quantidades aproximadamente iguais de ar fluem através do lado posterior 410 e do lado superior 420 durante operação. Contudo, modalidades da caixa de queimador 140 não são limitadas a qualquer relação específica entre o fluxo de ar através do lado posterior 410 e o lado superior 420.

Em uma modalidade a cobertura 270 pode ser acoplada de forma deslizante aos suportes 225. Em algumas modalidades tal acoplamento simplifica a

montagem/desmontagem da caixa de queimador 140 a partir da parte posterior da unidade. Em alguns casos, essa capacidade pode simplificar significativamente a manutenção da caixa de queimador 140, uma vez que a remoção da caixa de queimador 140 a partir do conjunto de trocador de calor 170 pode ser evitada.

A Figura 5 ilustra uma vista lateral da caixa de queimador 140 em uma modalidade da revelação. A cobertura 270 divide o volume encerrado pelo compartimento 210 em um primeiro subvolume 510 e em um segundo subvolume 520. O 2 0 prime iro subvolume 510 incIui, por exemplo, o grupo de queimadores 220 (dos quais é ilustrado um único queimador 330), o dispositivo de ignição 240 e o sensor de chama 250. 0 segundo volume 520 inclui uma porção da tubulação 230, e uma porção do guia de ar 260. A porção erguida 210f pode 2 5 proporcionar espaço para uma porção do guia de ar 260 dentro do compartimento 210. A menos que de outro modo declarado na discussão seguinte o primeiro subvolume 510 inclui o volume encerrado pela porção erguida 210f.

A Figura 6 apresenta uma vista posterior da caixa de queimador 140 com o painel de acesso 210c removido, incluindo uma porção da cobertura 270. Os recortes 277, quando presentes, podem ser bloqueados por um ou mais dos sensores 278. Conforme descrito adicionalmente abaixo, durante a operação uma porção do ar recebido pelo guia de ar 260 flui através da entrada de ar posterior 276. 0 fluxo de ar a partir do segundo subvolume 520 através da parte posterior da cobertura 270 para o primeiro subvolume 510 é maior através da entrada de ar posterior 276 do que o fluxo de ar através de outras aberturas tal como os recortes 277, por exemplo, por ao menos aproximadamente 5 vezes. Em uma modalidade, conforme ilustrado, a entrada de ar posterior 276 cobre ao menos aproximadamente metade da largura da caixa de queimador 140. Em uma modalidade a altura da entrada de ar posterior 276 é aproximadamente M da distância a partir do painel inferior 2IOd até a tubulação 230.

A Figura 7 ilustra esquematicamente um fluxo de ar 710 recebido pela caixa de queimador 140. 0 fluxo de ar 710 pode ser recebido, por exemplo, a partir de um conduto (não mostrado) posicionado para prover ar exterior à caixa de queimador 140. 0 guia de ar 260 direciona uma primeira porção de ar 720 em direção ao lado superior 420 da cobertura 270. A primeira porção de ar 720 pode entrar no primeiro subvolume 510 por intermédio da entrada de ar superior 275. 0 guia de ar 260 direciona uma segunda porção de ar 730 em direção â porção posterior do compartimento 210, por exemplo, em direção ao painel de acesso 210c.

Nas várias modalidades a entrada de ar superior 275 está localizada entre a extremidade de entrada 310 e extremidade de saída 320 do grupo de queimadores 220. Em alguns casos, é preferido que a entrada de ar superior 275 esteja posicionada em uma faixa entre aproximadamente 10% e aproximadamente 40%, mais preferivelmente 15% a 35% e ainda mais preferivelmente de aproximadamente 20% a 25%, de uma distância 735 a partir da extremidade de entrada 310 até extremidade de saída 320. Com relação à entrada de ar posterior 276, a segunda porção de ar 730 pode entrar no primeiro subvolume 510 através da mesma. Assim, a segunda porção de ar 730 ao menos inicialmente flui entre o painel inferior 210d e o grupo de queimadores 220.

Em várias modalidades o grupo de queimadores 220 é posicionado em uma região central do volume encerrado pelo compartimento 210. Por exemplo, uma linha central horizontal 740 do grupo de queimadores 220 pode ser posicionado dentro de uma faixa de aproximadamente 4 0% a aproximadamente 60% de uma distância entre o painel posterior 210d e uma extremidade superior 745 do painel lateral 210a. Uma linha central vertical 750 pode estar localizada dentro de uma faixa de aproximadamente 4 0% a aproximadamente 60% de uma distância entre uma borda frontal 760 do painel inferior 210d e o painel de acesso 210c, mais preferivelmente de aproximadamente 40% a aproximadamente 50%, e mais preferivelmente de aproximadamente 44% a aproximadamente 46%. Em outro aspecto a extremidade de saída 320 do grupo de queimadores 220 pode estar localizada em uma faixa entre aproximadamente 20% e aproximadamente 30% de uma distância a partir da borda frontal 760 e o lado posterior 410 da cobertura 270, mais preferivelmente entre aproximadamente 22% e aproximadamente 28%, e mais preferivelmente entre aproximadamente 23% e aproximadamente 25%.

A linha central horizontal 740 pode estar localizada entre o lado superior 420 e a entrada de ar posterior 276. A entrada de ar posterior 276 pode estar localizada entre a linha central horizontal 740 e o painel inferior 210d. Assim, a segunda porção de ar 730 pode fluir entre o grupo de queimadores 220 e o painel inferior 210d.

Acredita-se que a distribuição de ar descrita dentro do primeiro subvolume 510 resulte vantajosamente em misturação uniforme do gás e ar dentro dos queimadores 330, e/ou queima mais uniforme do gás. Por exemplo, a mistura de gás e ar pode ocorrer mais completamente e/ou simetricamente dentro do queimador 330 quando o ar flui aproximadamente de forma igual para a parte superior e para a parte inferior do queimador 330. Tal uniformidade deve vantajosamente maximizar a energia extraída a partir do gás de queima, enquanto minimizando os produtos de combustão indesejáveis tal como o monóxido de carbono (CO).

As Figuras 8A-8F ilustram aspectos de uma modalidade do guia de ar 260. A modalidade ilustrada deve prover entrega uniforme do ar ao grupo de queimadores 220, e para desacelerar o ar quando ele se desloca do conduto através do qual é guiado até o guia de ar 260. As Figuras 8A e 8B proporcionam respectivamente uma vista isométrica, superior e inferior, do guia de ar 260, Figuras 8C, 8D e 8F respectivamente proporcionando uma vista frontal, superior e inferior, e a Figura 8F proporciona vistas laterais, esquerda e direita.

0 guia de ar 260 inclui uma armação 810. A armação 810 provê suporte estrutural total e pode ter um formato e tamanho apropriados para cobrir a abertura 265 no painel superior 210e. A armação 810 pode sustentar grampos de montagem 820, um anel de recebimento 830, e um difusor de ar 840. Em algumas modalidades prendedores tais como parafusos ou rebites substituem os grampos de montagem 820. Os grampos de montagem 820 podem ser de qualquer modelo que engate seguramente os furos de montagem, correspondentes, no painel superior 210e. O anel de recebimento 830 pode prover uma interface mecânica para um conduto de ar (não mostrado), incluindo a provisão de uma superfície adesiva. Em uma modalidade o conduto de ar é um tubo de PVC com diâmetro externo de 10,16 cm (4 polegadas). Em uma modalidade os componentes do detector de ar 260 são formados a partir de uma peça de plástico moldada única. Por exemplo, o guia de ar pode ser formado convencionalmente a partir de resina plástica moldada por injeção. Materiais plásticos podem incluir como exemplo, PVC, ABS, policarbonato, e polipropileno com enchimento de vidro.

Na modalidade ilustrada, o difusor de ar 840 inclui uma parte inferior 850, dois lados 845 e uma parte posterior 870. Os lados 845 e a parte inferior 850 são configurados para parcialmente obstruir o fluxo de ar através desse lugar. Por exemplo, na modalidade ilustrada os lados 845 e a parte inferior 850 incluem uma pluralidade de furos de difusor 880. Em uma modalidade ilustrativa os furos de difusor 880 têm um diâmetro de aproximadamente 6,5 mm (cerca de 0,255 polegadas) e são colocados em centros de 9,7 mm (cerca de 0,38 polegadas) . A parte posterior 870 pode ser sólida, desse modo obstruindo completamente o fluxo de ar naquela direção. Um lado aberto 860 provê uma trajetória não obstruída a partir da abertura 262 até o segundo subvolume 520 (Figura 5).

Em uma modalidade o guia de ar 260 é montado na caixa de queimador 140 com a parte posterior 870 orientada para a abertura frontal 215 e o lado aberto 860 orientado em direção ao painel de acesso 210c. Quando o ar é puxado para dentro da caixa de queimador 14 0 pelo indutor de ar de combustão 160, o fluxo de ar 710 encontra o difusor de ar 840. O fluxo de ar 710 é submetido a uma resistência de percurso determinado em parte pelo número e tamanho de aberturas em cada direção. Uma porção do fluxo de: ar 710 flui através dos furos de difusor 880 dos lados 845, outra porção flui através dos furos de difusor 880 da parte inferior 850, e outra porção flui através do lado aberto 860. Os lados 845 e/ou a parte inferior 850 parcialmente obstruem o fluxo de ar através dos mesmos. Por parcialmente obstruem, se quer dizer que os lados 845 e/ou a parte inferior 850 incluem barreiras estruturais ao fluxo de ar, enquanto permitindo que certa quantidade de ar passe através dos mesmos. Assim, os lados 845 e/ou a parte inferior 850 aumentam a resistência ao fluxo de ar nas direções dos lados 845 e/ou da parte inferior 850.

O fluxo de ar em cada direção em parte determina a distribuição do fluxo de ar dentro da caixa de queimador 140. Assim, o fluxo de ar a partir do lado aberto 860 inicialmente flui principalmente na direção da tubulação 230. 0 fluxo de ar a partir dos lados 845 flui inicialmente, principalmente na direção dos painéis laterais 210a, 210b. E o fluxo de ar a partir da parte inferior 850 flui inicialmente principalmente na direção do grupo de queimadores 220.

As entradas de ar na cobertura 27 0 determinam em parte a taxa de volume de ar que entra no primeiro subvolume 510 a partir da direção do lado superior 420 e do lado posterior 410 da cobertura 270. Assimf o difusor de ar 840 e a cobertura 270 cooperam para distribuir o ar recebido pelo guia de ar 260 dentro da caixa de queimador 140 de uma maneira que resulta na combustão eficiente e completa do gás de queima. Evidentemente, aqueles versados na técnica pertinente considerarão que as configurações ilustradas do guia de ar 260 e da cobertura 270 são ilustrativas, e que otimização pode ser desejável pára um modelo específico da caixa de queimador 140. Por exemplo, o número e o diâmetro dos furos de difusor 880 e das aberturas na cobertura 270 podem ser di ferentes para uma caixa de queimador tendo um número diferente de queimadores 330, ou tendo queimadores 330 configurados para ter uma saída de calor diferente.

Voltando-se agora para a Figura 9, é ilustrada uma modalidade de um método 900 da revelação para fabricação de uma caixa de queimador HVAC. O método 900 é descrito sem limitação com referência aos vários componentes da caixa de queimador 140, aqui descrita. Aqueles versados na técnica pertinente considerarão que diversas modificações podem ser feitas no método 900 para acomodar aspectos de projeto específico da caixa de queimador 140 sem se afastar do escopo do método 900. Por exemplo, as etapas do método 900 podem ser realizadas em uma ordem diferente da ordem ilustrada. O método 900 começa com uma etapa 910 na qual o grupo de queimadores 220 é unido ao compartimento 210. A união pode incluir o uso de qualquer número de componentes de suporte e prendedores convencionais. O grupo de queimadores 220 pode estar localizado dentro do compartimento 210 em uma região central do espaço desse modo encerrado. 0 grupo de queimadores 220 é orientado de tal modo que a sua extremidade de saída 320 está voltada para um lado frontal do compartimento 210, por exemplo, a abertura frontal 215, e a extremidade de entrada 310, estão voltadas para um lado posterior do compartimento 210, por exemplo, o painel de acesso 210c.

Em uma etapa 92 0 a tubulação 23 0 está localizada dentro do compartimento 210 adjacente à extremidade de entrada 310 do grupo de queimadores 220. Cada um dos injetores de gás 235 pode ser posicionado para prover um fluxo de gás para um queimador respectivo 330 do grupo de que imadore s 220.

Em uma etapa 930, o guia de ar 260 é acoplado a

I_: 20 um lado do compartimento, tal como o painel superior 210e.

0 guia de ar 260 tem um difusor de ar, tal como o difusor de ar 840, com uma pluralidade de aberturas localizadas através do mesmo. O difusor de ar 840 é configurado para guiar um fluxo de ar recebido através das aberturas de tal modo que uma primeira porção de ar do fluxo de ar é dirigida em direção ao grupo de queimadores 220, e uma segunda porção de ar é direcionada para a tubulação 230.

Em uma etapa opcional 940, a cobertura 270 está localizada entre o guia de ar 260 e o grupo de queimadores 220. A cobertura 270 inclui a entrada de ar superior 275 localizada para permitir que o ar a partir do guia de ar 260 entre em um espaço encerrado pela cobertura 270, por exemplo, o primeiro subvolume 510. Opcionalmente, a cobertura 270 inclui uma entrada de ar posterior 276, adjacente às aberturas de injetor 430.

Opcionalmente, o difusor de ar 840 é configurado para parcialmente obstruir o fluxo de ar em direção ao grupo de queimadores 220. Opcionalmente, o difusor de ar 840 obstrui completamente o fluxo de ar em direção à abertura frontal 215 do compartimento 210. Opcionalmente, a cobertura 270 pode ser acoplada de forma desli zante aos suportes 225 fixados ao grupo de queimadores 220. Opcionalmente, um sensor de chama, por exemplo, o sensor de chama 250, tendo uma curva em ângulo reto está localizado para detectar a presença de uma chama na extremidade de s a ida 320 do grupo de que imador e s 220. Opc i onalment e, o sensor de chama 250 é configurado para ser instalado a partir da parte posterior do compartimento 210.

Embora a invenção tenha sido descrita em detalhe, aqueles versados na técnica devem entender que diversas alterações, substituições e mudanças podem ser feitas na mesma sem se afastar do âmbito e escopo da invenção em sua forma mais ampla.

Claims

1. Caixa de queimador HVAC, caracterizada por compreender: um compartimento; um grupo de queimadores localizados dentro do compartimento e orientado de tal modo que uma extremidade de saída do grupo de queimadores é direcionada para uma primeira extremidade do compartimento; uma tubulação localizada dentro do compartimento e adjacente a uma extremidade de entrada do grupo de queimadores; e um guia de ar tendo um difusor, o difusor tendo uma pluralidade de aberturas localizadas através do mesmo e sendo acoplado a um lado do compartimento, o difusor sendo configurado para direcionar uma primeira porção de um fluxo de ar recebido através das aberturas e em direção ao grupo de queimadores e uma segunda porção em direção â tubulação.

2. Caixa de queimador HVAC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda uma cobertura localizada entre o guia de ar e o grupo de queimadores, a cobertura incluindo entradas de ar localizadas para permitir que o ar a partir do guia de ar entre em um espaço encerrado pela cobertura, em que as entradas de ar incluem uma entrada de ar posterior localizada entre um painel inferior do compartimento e uma linha central horizontal do grupo de queimadores.

3. Caixa de queimador HVAC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o guia de ar inclui um difusor de ar localizado para obstruir completamente o fluxo de ar em direção à primeira extremidade do compartimento.

4. Caixa de queimador HVAC7 de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o compartimento, o grupo de queimadores, a cobertura e o guia de ar cons t i tuem uma porção de uma unidade modular configurada para fixação rigidamente a um painel de colete de trocador de calor de tal modo que o combustí ve 1 de queima a partir de cada um da pluralidade de queimadores do grupo de que imadore s ent r a em um t r oc ador de calor correspondente fixado ao painel de colete.

5. Forno, caracterizado por compreender: um conjunto de trocador de calor incluindo um painel de colete; e uma caixa de que imador f ixada ao paine1 de colete, a caixa de queimador incluindo: um compartimento; um grupo de queimadores localizados dentro do compartimento e orientado de tal modo que uma extremidade de saída do grupo de queimadores é direcionada para uma primeira extremidade do compartimento; e uma tubulação localizada dentro do compartimento e adjacente a uma extremidade de entrada do grupo de queimadores; e um guia de ar tendo um difusor, o difusor tendo uma pluralidade de aberturas localizadas através do mesmo e acoplado a um lado do compartimento, as aberturas configuradas para direcionar uma primeira porção de um fluxo de ar recebido através da abertura e em direção do grupo de queimadores e uma segunda porção em direção à tubulação.

6. Forno HVAC, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender ainda uma cobertura localizada entre o guia de ar e o grupo de queimadores, a cobertura incluindo entradas de ar localizadas para permitir que o ar a partir do guia de ar entre em um espaço encerrado pela cobertura, em que as entradas de ar incluem uma entrada de ar posterior localizada entre um painel inferior do compartimento e uma linha central horizontal do grupo de queimadores.

7. Forno HVAC, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o guia de ar inclui um difusor de ar configurado para parcialmente obstruir o fluxo de ar em direção ao grupo de queimadores.

8. Método de fabricação de uma caixa de queimadores HVAC, caracterizado por compreender: unir um grupo de queimadores a um compartimento de tal modo que uma extremidade de saída do grupo de queimadores é direcionada para uma primeira extremidade do compartimento; posicionar uma tubulação dentro do compartimento e adjacente a uma extremidade de entrada do grupo de queimadores; e acoplar um guia de ar a um lado do compartimento, o guia de ar tendo um difusor, o difusor tendo uma pluralidade de aberturas localizadas através do mesmo, o difusor sendo configurado para direcionar um fluxo de ar recebido através das aberturas de tal modo que a primeira porção do fluxo de ar é direcionada para o grupo de queimadores e uma segunda porção é direcionada para a tubulação.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda posicionar uma cobertura entre o guia de ar e o grupo de queimadores, a cobertura incluindo entradas de ar localizadas para permitir que o ar a partir do guia de ar entre em um espaço encerrado pela cobertura.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o difusor é configurado para parcialmente obstruir o fluxo de ar em direção ao grupo de queimadores.