ES2161667T3 - Quemador catalitico y recipiente equipado con dicho quemador. - Google Patents

Abstract

Quemador (3, 30) de combustión catalítica de material poroso, que comprende en su parte inferior (3a, 30a) una cavidad (6) sensiblemente axial adaptada para recibir una mecha (4) destinada para llevar al quemador (3, 30) un líquido combustible (2), y en su parte superior (3b, 30b) una zona periférica anular (7) que soporta un catalizador y que rodea una zona central (40 sin catalizador que forma zona de vaporización, caracterizado porque comprende en su parte superior (3b, 30b) al menos un canal (8, 33) abierto que pone en comunicación la parte superior (24) de la cavidad (6) con la atmósfera.

Description

Quemador catalítico y recipiente equipado con dicho quemador.

La presente invención se refiere a un quemador de combustión catalítica de material poroso que comprende una cavidad sensiblemente axial adaptada para recibir una mecha destinada a llevar al quemador un líquido combustible que penetra en los poros de dicho material poroso, desembocando dicha cavidad en el extremo inferior del quemador y estando separada de la superficie superior del quemador por una pared, y comprendiendo dicho quemador una zona periférica anular que sostiene un catalizador y rodea una zona central sin catalizador que forma una zona de vaporización, estando la zona periférica anular y la zona central situadas en la parte superior del quemador.

Dicho quemador fue descrito, por ejemplo, en la patente FR-B-2 610 390 a nombre de la solicitante.

El líquido combustible traído por la mecha penetra en los poros del material poroso del quemador. Una parte de ese líquido llega a la zona periférica anular que sostiene el catalizador, donde sufre una combustión catalítica que mantiene esta zona periférica a una temperatura elevada.

Otra parte de este líquido recorre la zona central del quemador y sufre una vaporización. Se recomienda reponer regularmente líquido combustible en el recipiente equipado con dicho quemador. Sin embargo, la experiencia demuestra que numerosos usuarios olvidan parar este quemador y lo dejan funcionar hasta que se consume completamente el líquido combustible.

Cuando no hay más líquido combustible en el recipiente, la mecha seca y el extremo superior de la mecha, encerrado en la parte superior de la cavidad del quemador en contacto con las paredes calientes de esta cavidad, tiende a quemarse ante la ausencia de oxígeno y a carbonizarse produciendo partículas libres de carbono que tapan los poros del quemador. Sucede lo mismo para las últimas cantidades utilizables de líquido combustible llevadas por la mecha en un caudal decreciente, que no atraviesan ya las paredes del quemador y cuya combustión incompleta libera igualmente partículas de carbono amorfo. El quemador pierde de este modo su eficacia, se vuelve inutilizable y debe ser reemplazado.

Se conoce además, según la FR-B-2 483 782 o la FR-A-2 530 144 a nombre de la solicitante, un quemador en forma de pastilla catalítica anular compuesta por materiales inertes a los cuales está mezclado un catalizador. Esta pastilla posee un orificio central en el cual se encuentra colocada una camisa que se extiende hasta una mecha tubular y que no contiene catalizador. En su parte superior, la mecha tubular rodea la camisa debajo de la pastilla anular. Una segunda mecha se encuentra en el interior de la mecha tubular introducida en el interior de la camisa.

Tal quemador no ha superado nunca la fase de prototipo, por una parte por su complejidad y por otra porque las dos mechas tienen tendencia a carbonizarse más rápidamente en contacto con la pastilla catalítica anular llevada a una temperatura elevada.

El objetivo de la invención es remediar los inconvenientes del quemador de combustión catalítica del tipo citado anteriormente y proponer un quemador de este tipo en el cual la mecha no corra el riesgo de carbonizarse, incluso si un usuario se olvida de parar el quemador y lo deja funcionando hasta que se consuma totalmente el líquido combustible contenido en el recipiente.

Según la presente invención, el quemador de combustión catalítica del tipo citado, se caracteriza porque la parte superior de la cavidad comunica con la atmósfera por medio de al menos un canal abierto, colocado en la parte superior del quemador.

El canal abierto permite un aporte continuo de oxígeno en la parte superior de la cavidad. De este modo, después del consumo completo del líquido combustible, la mecha se seca al estar en contacto con las paredes del quemador si están demasiado calientes, y puede quemarse con la combustión completa de los constituyentes de la mecha y de las últimas cantidades de líquido combustible, con producción de CO_{2} y H_{2}O en forma gaseosa. Se evita así la producción de partículas de carbono capaces de tapar los poros del quemador.

Por otra parte, el canal permite la llegada de aire fresco, lo que acelera el enfriamiento de las paredes interiores de la cavidad, de manera que la combustión de la mecha se detiene con mayor rapidez que en el caso anterior.

Contrariamente a lo que se constataba en el quemador citado anteriormente con pastilla catalítica anular, cuyas mechas coaxiales carbonizaban rápidamente ante el contacto con las paredes de dicha pastilla anular a pesar de la presencia del orificio axial que recibe la mecha central, para evitar el fenómeno de carbonización resulta suficiente el canal abierto que pone en comunicación la parte superior de la cavidad con la atmósfera, aunque tenga un diámetro pequeño con respecto al de la cavidad.

De este modo, es posible dejar el quemador funcionando hasta que se consuma totalmente el líquido combustible presente en el recipiente equipado con dicho quemador sin correr el riesgo de dañar el mismo.

Según una versión ventajosa de la invención, dicho canal está colocado en forma sensiblemente axial y tiene, preferentemente, un diámetro ligeramente comprendido entre la cuarta parte y la mitad del diámetro de la cavidad.

Otro aspecto de la invención se refiere igualmente a un recipiente de combustión catalítica, adaptado para contener un líquido combustible y para recibir, en su gollete, un quemador de combustión catalítica que recibe una mecha sumergida en dicho líquido.

Según la invención, este recipiente se caracteriza porque está equipado con un quemador según el primer aspecto de la invención.

Otras particularidades y ventajas de la presente invención figuran en la descripción detallada a continuación.

En los dibujos anexos, dados únicamente a título de ejemplos no limitativos:

- La figura 1, es una vista esquemática en alzado de un recipiente equipado con un quemador de combustión catalítica según un modo de realización de la presente invención.

- La figura 2, es una vista esquemática ampliada y en corte axial del quemador representado en la figura 1.

- La figura 3, es una vista similar a la de la figura 2 que representa un modo de realización de un soporte del quemador de la figura 2.

- La figura 4, es una vista similar a la de la figura 2 que representa un modo de realización de una base adaptada para recibir el soporte de la figura 3.

- La figura 5, es una vista por debajo del soporte de la figura 3.

- La figura 6, es una vista por debajo de la base de la figura 4.

- La figura 7, es una vista similar a la de la figura 2 que representa un modo de realización de un prolongador tubular del soporte de la figura 3.

- La figura 8, es una vista similar a la de la figura 2 de otro modo de realización de la presente invención.

En la figura 1 está representado un recipiente 1 de combustión catalítica adaptado para contener un líquido combustible 2 y para recibir en su parte superior un quemador 3 de combustión catalítica que recibe una mecha 4 sumergida en dicho líquido 2.

El recipiente 1 puede ser un recipiente con cualquier forma que tenga un gollete 5 en el cual está adaptado el quemador 3.

El líquido combustible 2 es habitualmente un alcohol, como por ejemplo alcohol isopropílico, u otro combustible líquido apropiado y compatible con la reglamentación en vigor. En particular, este combustible debe ser tal que su vaporización y su combustión catalítica no desprendan un olor desagradable.

El líquido combustible puede comprender además una sustancia perfumada y/o una sustancia activa.

La mecha 4 es una mecha conocida cualquiera, como por ejemplo una mecha de algodón. También puede ser una mecha de material mineral, como por ejemplo una mecha de fibras minerales.

Tal como está representado detalladamente en la figura 2, el quemador 3 de combustión catalítica es un quemador de material poroso, a base por ejemplo de caolín.

El quemador 3 comprende en su parte inferior 3a una cavidad 6 sensiblemente axial adaptada para recibir una mecha 4 destinada a llevar al quemador 3 un líquido combustible 2. La cavidad 6, que desemboca en el extremo inferior 3c del quemador 3, se extiende axialmente por una gran parte de la dimensión axial del quemador 3.

El quemador 3 comprende en su parte superior 3b, una zona periférica anular 7 que sostiene un catalizador, por ejemplo a base de un metal perteneciente al grupo VIII del cuadro de clasificación periódica de los elementos. La zona periférica anular 7 rodea una zona central 40 sin catalizador formando una zona de vaporización.

Según la invención, el quemador 3 se caracteriza porque comprende, en su parte superior 3b, al menos un canal abierto 8 que comunica la parte superior 24 de la cavidad 6 con la atmósfera.

En el ejemplo representado, el canal 8 está colocado en forma sensiblemente axial, principalmente por razones estéticas.

Este canal podría muy bien tener otra dirección que la axial, a condición de que pueda llevar aire fresco a la parte superior 24 de la cavidad 6, sin perturbar la combustión catalítica.

El canal 8 tiene preferentemente un diámetro comprendido sensiblemente entre la cuarta parte y las tres cuartas partes aproximadamente del diámetro de la cavidad 6.

Así, para una cavidad de un diámetro interior de 7 mm aproximadamente, el canal tiene preferentemente un diámetro comprendido entre 2 y 3 mm.

Tal como se representa en la figura 2, y de manera clásica, el quemador 3 presenta una garganta anular 9 sensiblemente axial que se extiende desde la superficie superior 10 del quemador 3 hacia abajo con un diámetro superior al de la cavidad 6.

Se observa en la figura 2 que la garganta anular 9 se extiende axialmente una distancia superior al espesor de la pared que separa la cavidad 6 de la superficie superior 10 del quemador.

Es sabido que la garganta 9 separa claramente la zona periférica 7 que sostiene al catalizador, de la zona central 40 de la parte superior 3b.

En contacto con la zona periférica 7 que sostiene al catalizador, se produce la combustión catalítica del líquido combustible y la destrucción catalítica de las sustancias orgánicas gaseosas presentes en la atmósfera que rodea al quemador, tal como se representa con las flechas 25 en la figura 1. La zona 7, durante el funcionamiento del quemador, se encuentra a una temperatura de varios cientos de grados centígrados.

En la zona central 40, separada de la zona periférica 7 por la garganta anular 9, la temperatura es netamente más baja. Se produce simplemente una vaporización del líquido combustible con dispersión de la sustancia perfumada contenida en este líquido, como se representa con las flechas 26 en la figura 1.

Como está representado en la figura 2, el quemador 3 presenta un resalte periférico 11 que separa su parte superior 3b de mayor diámetro y su parte inferior 3a de diámetro reducido. El resalte 11 es recibido por un resalte complementario 12 de un soporte 13 que rodea al menos la parte inferior 3a del quemador 3.

El quemador 3 puede ser mantenido en el soporte 13 mediante una brida (no representada) cuyos extremos pasan por las muescas 27 colocadas en la pared que forma el resalte 12 del soporte 13.

El quemador 3 puede ser mantenido en su soporte 13 por cualquier otro medio, por ejemplo mediante una perforación de la parte inferior sensiblemente cilíndrica 13a del soporte 13 alrededor de la parte inferior 3a del quemador 3.

En el ejemplo representado en la figura 3, el soporte 13 tiene una longitud axial sensiblemente igual a la longitud axial de la parte inferior 3a del quemador 3.

En su parte inferior, el soporte 13 presenta varias patas 14 orientadas sensiblemente en forma radial hacia el interior, para apretar y retener la mecha 4 en el interior de la cavidad 6 del quemador 3 ubicado en el soporte 13.

El soporte 13 puede ser introducido directamente en el interior del gollete 5 del recipiente 1.

Habitualmente, el soporte 13 se introduce en el orificio central 15 de una base 16 adaptada para ser fijada en el gollete 5 del recipiente 1. Como se ve en la figura 4, la base 16 presenta, por ejemplo una falda inferior 17 adaptada para ser ajustada alrededor de una dilatación anular, esquematizada en 18 en la figura 4, de dicho gollete 5.

Se observa en las figuras 4 y 6 que la base 16 representada comprende al menos un orificio 19 que permite comunicar el interior del recipiente 1 con la atmósfera. En este ejemplo, el orificio 19 está colocado en una pared periférica ubicada por encima del gollete 5 y en comunicación directa con el interior del recipiente 1.

Ventajosamente, el soporte 13 se extiende hacia abajo más allá del extremo inferior 3c del

\hbox{quemador
3}

.

En el ejemplo representado en la figura 7, el soporte 13 se prolonga hacia abajo más allá del extremo inferior 3c del quemador 3, mediante un prolongador tubular 20 adaptado para encajar en la parte inferior del soporte 13.

En este ejemplo, el prolongador tubular 20 comprende al menos un tramo que presenta un estrechamiento adaptado para encajar en la parte inferior del soporte 13.

En este ejemplo el prolongador tubular 20 comprende al menos un tramo que presenta un estrechamiento 21 para sujetar la mecha 4 y limitar el aporte por la mecha, por capilaridad, de líquido combustible hacia el quemador 3. Asimismo, el soporte 13 comprende al menos un orificio 22 que comunica el interior del recipiente 1 con la atmósfera.

El soporte 13 prolongado o provisto de su prolongador tubular 20 tiene como efecto principal el de obligar al usuario del quemador 3 a colocar perfectamente el soporte 13 y el quemador 3 en la base según el eje común 23 en el gollete 5, en la base 16, en el prolongador 20, en el soporte 13 y en el quemador 3. Esto permite evitar el error consistente en encender un quemador 3 cuando este quemador no está en posición correcta en la base 16, lo que hace que la llama provocada por la combustión del líquido combustible en la superficie del quemador pueda extenderse a la mecha hasta el interior del recipiente 1 en la cual puede encontrarse una mezcla explosiva de aire y de vapor de líquido combustible.

El conjunto más pesado formado por el quemador 3, el soporte 13, el prolongador tubular 20 y la mecha 4 tiene tendencia a ubicarse por sí mismo en la base 16. En caso contrario, si este conjunto no está introducido en el orificio central 15 de la base 16, tiene tendencia a colgar completamente por el exterior del recipiente, según una posición anormal que obliga al usuario a volver a colocar el conjunto en la posición axial normal.

Las pruebas efectuadas por la solicitante con el quemador perfeccionado descrito anteriormente y un recipiente provisto de tal quemador apoyado en un soporte 13 provisto de un prolongador 20 y encajado en una base 16 perforada con un orificio 19, han permitido comprobar que los perfeccionamientos correspondientes producen efectivamente los resultados esperados.

El canal 8 colocado en la parte superior 3b del quemador 3 evita eficazmente una combustión incompleta del líquido combustible y de la mecha cuando el líquido combustible contenido en el recipiente ha sido completamente consumido. Se evita de este modo toda producción de partículas de carbono capaces de tapar y dañar el quemador 3. Además, este canal 8 facilita el enfriamiento de la parte superior 3b del quemador 3, de manera que no aumenta el consumo de líquido perfumado.

La presencia del canal 8 permite además utilizar en el líquido combustible 2 sustancias perfumadas elegidas entre gamas más variadas que las utilizables con un quemador clásico cuyos poros deben atravesar dichas sustancias.

Es posible de este modo utilizar sustancias perfumadas correspondientes a percepciones olfativas más suaves, hesperidiadas u otras, por ejemplo fragancias cítricas, principalmente frutas de la familia de los cítricos, que pueden vaporizarse directamente al pasar por el canal 8 sin pasar por los poros del quemador que están a una temperatura del orden de los 200ºC, con la cual quedarían destruidas.

Se puede asimismo utilizar sustancias más pesadas, por ejemplo insecticidas, que pueden vaporizarse directamente por el canal 8 pero que podrían sin embargo obstruir el quemador ante la ausencia del canal 8.

En el modo de realización representado en la figura 8, el quemador 30 presenta una cavidad axial 6 que parte de su extremo inferior 30c hasta la proximidad de su pared superior central 10 rodeada por la garganta anular 9.

En este ejemplo, la zona periférica 7, que sostiene al catalizador, de la parte superior 30b del quemador 30, se extiende axialmente por encima de la pared 10.

Bajo la zona periférica 7, la parte inferior 30a del quemador 30 comprende sucesivamente, en sentido axial hacia abajo, una primera pared sensiblemente cilíndrica 31 de diámetro más pequeño que se prolonga por una segunda pared ensanchada 32 que forma una caperuza cuya superficie periférica inferior forma el resalte 11 recibido en el resalte complementario 12 del soporte 13.

La pared periférica 31 y la pared periférica 32 constituyen igualmente superficies de vaporización del líquido combustible, como suplemento de la zona central 40.

Tal como está representado en la figura 8, la parte superior 24 de la cavidad 6 comunica con la atmósfera a través de varios canales 33, dos en este ejemplo, que desembocan al exterior en la base del resalte 34 que une la pared 10 a la pared 31.

El quemador 30 puede ser adaptado al gollete 5 del recipiente 1 mediante soportes y una base del tipo descrito anteriormente o de otro tipo.

Claims (11)

1. Quemador (3, 30) de combustión catalítica de material poroso, que comprende una cavidad (6) sensiblemente axial adaptada para recibir una mecha (4) destinada a llevar al quemador (3, 30) un líquido combustible (2) que penetra en los poros de dicho material poroso, desembocando dicha cavidad (6) en el extremo inferior (3c, 30c) del quemador (3, 30) y estando separada de la superficie superior (10) del quemador (3, 30) por una pared, y comprendiendo el citado quemador (3, 30) una zona periférica anular (7) que soporta un catalizador y que rodea una zona central (40) sin catalizador formando una zona de vaporización, estando situadas la zona periférica anular (7) y la zona central (40) en la parte superior (3b, 30b) del quemador (3, 30), caracterizado porque la parte superior (24) de la cavidad (6) comunica con la atmósfera mediante la presencia de al menos un canal (8, 33) abierto, colocado en la parte superior (3b, 30b) del quemador (3, 30).

2. Quemador según la reivindicación 1, caracterizado porque el canal (8) indicado está colocado en forma sensiblemente axial.

3. Quemador según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el mencionado canal (8) tiene un diámetro comprendido sensiblemente entre la cuarta parte y las tres cuartas partes, preferentemente entre la cuarta parte y la mitad aproximadamente del diámetro de la cavidad (6).

4. Quemador según la reivindicación 1, caracterizado porque cada canal (33) está orientado ligeramente en forma radial.

5. Quemador según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el quemador (3, 30) presenta además una garganta anular (9), en forma sensiblemente axial que se extiende desde la superficie superior (10) del quemador (3, 30) separando la zona periférica anular (7) de la zona central (40).

6. Recipiente (1) de combustión catalítica, adaptado para contener un líquido combustible (2) y para recibir en su gollete (5) un quemador (3, 30) de combustión catalítica que recibe una mecha (4) que se sumerge en el líquido indicado (2), caracterizado porque está equipado con un quemador (3, 30) según una de las reivindicaciones anteriores.

7. Recipiente según la reivindicación 6, en el que el quemador (3, 30) se apoya sobre una base (16) fijada al gollete (5) de dicho recipiente (1), caracterizado porque dicha base (16) comprende al menos un orificio (19) que pone en comunicación el interior del recipiente (1) con la atmósfera.

8. Recipiente según la reivindicación 6 o 7, en el que el quemador (3, 30) presenta un resalte periférico (11) que separa su parte superior (3b, 30b) de mayor diámetro y su parte inferior (3a, 30a), de diámetro reducido, siendo recibido este resalte (11) por un resalte complementario (12) de un soporte (13) que rodea al menos la parte inferior (3a, 30a) del quemador (3, 30), caracterizado porque el soporte (13) se extiende hacia abajo más allá del extremo inferior (3c, 30c) del quemador (3, 30).

9. Recipiente según la reivindicación 8, caracterizado porque el soporte (13) se prolonga hacia abajo, más allá del extremo inferior (3c, 30c) del quemador (3, 30), mediante un prolongador tubular (20).

10. Recipiente según la reivindicación 9, caracterizado porque el prolongador tubular (20) comprende al menos un tramo que presenta un estrechamiento (21) para sujetar la mecha (4) y limitar el aporte por la mecha (4), por capilaridad, de líquido combustible (2) hacia el quemador (3, 30).

11. Recipiente según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el soporte (13)comprende al menos un orificio (22) que pone en comunicación el interior del recipiente (1) con la atmósfera.