ES2201641T3 - Quemador de gas para aparatos de coccion. - Google Patents

Quemador de gas para aparatos de coccion.

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ES2201641T3 ES99400629T ES99400629T ES2201641T3 ES 2201641 T3 ES2201641 T3 ES 2201641T3 ES 99400629 T ES99400629 T ES 99400629T ES 99400629 T ES99400629 T ES 99400629T ES 2201641 T3 ES2201641 T3 ES 2201641T3
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN QUEMADOR DE GAS PARA APARATOS DE COCINA QUE COMPRENDE UN CABEZAL (2) Y UNA TAPA (1) DESTINADA A COLOCARSE SOBRE EL CABEZAL, INCLUYENDO ESTE ULTIMO UNA BASE (20), QUE LLEVA PERFORADO UN ORIFICIO (21) PARA LA ALIMENTACION DE LA MEZCLA AIRE/GAS, Y UNA FALDILLA PERIFERICA (22), EN LA QUE SE ENCUENTRAN DISPUESTAS UNAS RANURAS (23), APROXIMADAMENTE PERPENDICULARES AL PLANO DE LA BASE. SEGUN LA INVENCION, EL QUEMADOR DE GAS COMPRENDE UNA SERIE DE TACOS (25) EN LA CARA SUPERIOR (24) DE LA FALDILLA, CADA UNO DE LOS CUALES SE ENCUENTRA APROXIMADAMENTE A IGUAL DISTANCIA ENTRE DOS RANURAS ADYACENTES, Y SITUADO AL MENOS PARCIALMENTE EN LA MITAD INTERIOR DE LA CARA SUPERIOR DE LA FALDILLA. APLICACION A LOS APARATOS DE COCINA.

Description

Quemador de gas para aparatos de cocción.
La invención se refiere a un quemador de gas para aparatos de cocción. Dicho quemador presenta orificios de salida para una mezcla aire/gas, a nivel de los cuales se pueden formar llamas.
De manera general, los quemadores son diseñados para poder funcionar sea cual fuere el gas de alimentación: gas ciudad, gas natural o gas de petróleo licuado.
En particular, es conveniente que las llamas que se forman en los orificios de salida de la mezcla gas/aire permanezcan estables, incluso en caso de variación de las características de la mezcla aire/gas.
Ya se han propuesto varias soluciones para realizar quemadores multigás.
En primer lugar, cabe citar los quemadores denominados "de estabilización por llama piloto". Estos quemadores comprenden una tapa cuyo borde presenta múltiples agujeros y que reposa sobre un soporte.
Las llamas principales que se forman al nivel de estos agujeros se estabilizan mediante una pequeña llama, generada en la base y eventualmente encima de las llamas principales. Esta llama piloto permite recalentar la mezcla aire/gas de la llama principal y mantiene continuamente encendida la llama principal.
Actualmente, esta solución tiende a abandonarse debido al elevado coste de fabricación del quemador. Por otra parte, este quemador no puede funcionar si la potencia de gas es baja. En efecto, en este caso la llama piloto tiende a apagarse y hace que las llamas principales se vuelvan sensibles a las corrientes de aire. Por último, si la potencia de la llama piloto es elevada, el quemador produce CO.
Otros quemadores, denominados "autoestabilizados", garantizan la estabilización de las llamas gracias a la particular forma de la sección de salida de la mezcla aire/gas. En la patente FR 2 161 354 se muestra un quemador de estas características.
Un ejemplo de quemador de este tipo comprende una tapa con un borde periférico gracias al cual la tapa reposa sobre un soporte. Este borde presenta ranuras para la salida de la mezcla aire/gas.
Dichas ranuras son estrechas y sus paredes tienen un perfil trapezoidal. Así, la velocidad de salida de la mezcla por la parte más gruesa de cada ranura es baja, permitiendo una retención de las llamas, mientras que la del caudal de mezcla por la parte más fina de la ranura es considerable.
Esta solución tuvo mucho éxito, pero poco a poco se fue abandonando, porque no se adaptaba a las nuevas técnicas que utilizaban la inyección de aluminio.
En efecto, por un lado, era la tapa quien presentaba los orificios de salida de la mezcla aire/gas y, por otro lado, debía estar hecha de un material resistente a las altas temperaturas, lo cual no era el caso del aluminio.
Otro ejemplo de quemador de este tipo consta de dos partes: una tapa de hierro fundido o de acero esmaltado que va colocada sobre una cabeza de aluminio inyectado.
La cabeza comprende una base que soporta un cuerpo periférico. Los orificios de salida de la mezcla aire/gas se forman en este cuerpo.
Estos orificios consisten en ranuras más o menos profundas, dispuestas en alternancia. La tapa reposa directamente sobre el cuerpo de la cabeza del quemador.
Las pequeñas ranuras reducen la mezcla aire/gas y producen llamas más cortas que las llamas principales que salen por las ranuras más profundas, procediéndose a la estabilización de dichas llamas principales.
Se ha podido constatar que con este tipo de quemador, el gas no se inflamaba directamente al tocar la cabeza del quemador. Como estos quemadores son sensibles al soplado de las llamas, la proporción de aire en la mezcla aire/gas debe limitarse. Puesto que la aireación con aire primario es débil, estos quemadores requieren una buena aireación secundaria.
Para ello, las ranuras principales deben estar muy separadas y por consiguiente, el diámetro de la cabeza del quemador será relativamente grande. Por otra parte, y siempre con el fin de favorecer la aireación secundaria, es necesario prever una altura bajo parrilla relativamente importante.
\newpage
La finalidad de la presente invención es paliar los inconvenientes de los quemadores conocidos proponiendo un quemador de gas adaptado a los diferentes gases de combustión, cuyo coste de fabricación sea reducido, que pueda ser objeto de una producción masiva y que pueda ser utilizado con una altura bajo parrilla reducida y con una amplia gama de potencias de gas.
De este modo, la invención se refiere a un quemador de gas para aparatos de cocción, formado por una cabeza y una tapa destinada a ir colocada sobre la cabeza, la cabeza comprende una base con un orificio para la alimentación con mezcla aire/gas y soporta un cuerpo periférico con ranuras más o menos perpendiculares al plano de la base, caracterizado por comprender varias prominencias en la cara superior de dicho cuerpo, encontrándose cada una de ellas aproximadamente a la misma distancia de dos ranuras adyacentes y estando situadas al menos parcialmente en la mitad interior de la cara superior de dicho cuerpo, formando estas prominencias un espacio entre la tapa y la cabeza en el que se reduce una parte de la mezcla aire/gas.
Preferentemente, la anchura de dichas prominencias es inferior a la mitad del espesor entre dos ranuras adyacentes.
La profundidad de las prominencias también es preferentemente inferior a la mitad de la profundidad de las ranuras o del espesor del cuerpo periférico.
En un modo de ejecución preferente, cada prominencia tiene uno de sus lados situado en el plano del borde interior del cuerpo.
De manera ventajosa, la tapa del quemador sobresale ligeramente y en la periferia de su cara interior comprende un borde que forma un pico, orientado hacia la cabeza.
Ventajosamente, la tapa también comprende un resalte situado más o menos en el centro de su cara interior.
La invención también se refiere a un quemador de gas para una placa de cocción.
En este caso, el orificio situado en la base de la cabeza del quemador permite la alimentación con gas procedente de un inyector y la base presenta una forma adecuada para realizar un mezclador aire/gas con la tapa del quemador.
Según la invención, la tapa comprende una cúpula hueca en su cara interna cuya concavidad está orientada hacia la cabeza del quemador.
De manera preferente, esta cúpula forma una porción de superficie esférica cuyo centro está situado sobre el inyector y cuyo radio se corresponde con la distancia entre la cúpula y el inyector.
Preferentemente, la forma de la cabeza y la tapa es más o menos circular u oval.
La cabeza del quemador se realiza ventajosamente por inyección de aluminio, mientras que la tapa se obtiene por moldeado o conformado de hierro fundido o acero.
La invención se entenderá mejor y otras finalidades, ventajas y características de ésta quedarán más claros después de leer la descripción que figura a continuación de los modos no limitativos de ejecución de la invención, descripción que se hace tomando como referencia los dibujos adjuntos en los cuales:
- La figura 1 es una vista despiezada de un quemador según la invención, del que sólo se ha representado una mitad.
- La figura 2 es una vista desde arriba de la mitad de la cabeza del quemador según la invención.
- La figura 3 es una vista ampliada del detalle A de la figura 2.
- La figura 4 es una vista en corte axial de la mitad del quemador según la invención, con una llama principal correspondiente a un caudal de mezcla aire/gas importante.
- La figura 5 es una vista parcial desde arriba de la cabeza del quemador según la invención, que muestra la circulación de la mezcla aire/gas.
- La figura 6 es una vista en corte axial de la mitad del quemador según la invención, con una llama principal correspondiente a un caudal reducido de mezcla aire/gas, y
- La figura 7 es una vista en corte axial de un quemador según la invención destinado a una placa de cocción.
Los elementos comunes a las diferentes figuras se designarán con el mismo número de referencia.
En primer lugar, la descripción se centra en la figura 1 que ilustra parcialmente los dos elementos constitutivos del quemador de gas según la invención: la tapa 1 y la cabeza 2 que presentan una forma general circular. La invención no se limita a esta forma particular, por lo que la tapa y la cabeza también pueden ser de forma oval.
La tapa 1 comprende en la periferia de su cara interior 11, un borde 12 que forma un pico cuya función se describirá más adelante.
La tapa también comprende un resalte 13 en su cara interna 11 situado más o menos en el centro. La función de este resalte y la del borde 14 previsto entre el resalte 13 y el borde 12 también se describirán más adelante.
La cabeza 2 del quemador comprende una base 20 que presenta un orificio 21 para la alimentación con mezcla aire/gas. La base 20 es aproximadamente plana.
El gas procede de un inyector que no aparece representado en la figura 1.
La base 20 soporta un cuerpo periférico 22, cuya periferia exterior está encorvada hacia el centro de la base.
Este cuerpo periférico 22 presenta ranuras 23 que son más o menos perpendiculares al plano de la base 20. Estas ranuras se extienden por una parte de la altura del cuerpo 22 y son relativamente estrechas.
En la cara superior 24 del cuerpo 22 se prevén unas prominencias 25.
Como se puede ver en las figuras 2 y 3, las prominencias van situadas entre dos ranuras adyacentes 23.
Preferentemente, la prominencia 25 va más o menos centrada o a igual distancia de las dos ranuras adyacentes 23.
Por otra parte, la prominencia 25 está situada hacia el borde interior 26 del cuerpo 22. Así, la prominencia 25 está situada, al menos parcialmente, en la mitad interior 27 de la cara superior 24 del cuerpo 22, en la zona delimitada por las líneas discontinuas en la figura 2.
Preferentemente, las prominencias 25 se encuentran totalmente situadas en esta mitad interior 27, y particularmente, tienen uno de sus lados situados en el piano del borde interior 26 del cuerpo 22, como se puede ver en las figuras 1 y 2.
La descripción se centra ahora en la figura 3, para proporcionar las dimensiones preferentes de las prominencias 25.
Así, la profundidad f de las prominencias es, preferentemente, inferior a la mitad de la profundidad e de las ranuras principales 23, o inferior a la mitad del espesor del cuerpo 22. En estas condiciones, las prominencias 25 pueden estar totalmente situadas en la mitad interior 27 de la cara superior 24 del cuerpo 22.
Por otro lado, la anchura d de las prominencias 25 es, preferentemente, inferior a la mitad del espesor c del cuerpo 22 presente entre dos ranuras 23 adyacentes.
La descripción se centra ahora en la figura 4, donde se muestra que la presencia de las prominencias 25 permite formar un espacio entre la cabeza del quemador 2 y la tapa del quemador 1.
La figura 4 muestra que el borde 14 de la cara interna de la tapa 1 permite posicionar la tapa sobre la cabeza del quemador de manera relativamente estable.
A continuación se explicará el funcionamiento del quemador según la invención tomando como referencia las figuras 4-6.
Una mezcla aire/gas, producida por un mezclador no ilustrado en las figuras, llega al espacio formado entre la cabeza y la tapa del quemador, por el orificio 21 de la base 20. El flujo correspondiente se ilustra por medio de la flecha F.
A continuación, este flujo de mezcla gas/aire se dirige hacia los orificios de salida formados por las ranuras 23 y el espacio formado entre las prominencias 25.
La parte más importante de la mezcla gas/aire, ilustrada por la flecha F1 sale por las ranuras 23. Las llamas principales se van a formar al nivel de estas ranuras.
Una fracción de la mezcla gas/aire, ilustrada por la flecha F2, pasa al espacio formado entre las prominencias y entre la cara superior 24 del cuerpo y la cara interior 11 de la tapa.
Esta circulación de la mezcla aire/gas, por las ranuras 23 y por este espacio, también se ilustra en la figura 5.
La parte de la mezcla aire/gas que pasa entre las prominencias 25 es reducida por el paso que se forma entre la cara superior del cuerpo y la cara interior de la tapa.
\newpage
En este punto se va a desarrollar una llama piloto. Visto desde el exterior, el quemador según la invención presenta pues una ranura ininterrumpida bajo la tapa al nivel de la cual se forma la llama piloto que va a estabilizar las llamas principales por arriba.
Se ha puesto de manifiesto que el emplazamiento de las prominencias 25 era importante. Particularmente, el quemador no funciona de manera adecuada cuando las prominencias están situadas en el borde lateral 28 de las ranuras 23.
También se ha demostrado que el funcionamiento del quemador mejoraba considerablemente cuando las prominencias estaban colocadas hacia el borde interior 26 del cuerpo periférico 22. Particularmente, el quemador no funciona de manera satisfactoria cuando las prominencias están situadas en el borde exterior 29 del cuerpo periférico.
Como se puede observar en la figura 1, la tapa 1 comprende en su cara interior 11, un borde 12 que forma un pico y está orientado hacia la cabeza.
El diámetro de la tapa es mayor que el de la cabeza, de modo que el borde 12 está alejado de la salida de las llamas principales y piloto.
Este borde permite crear una turbulencia en la llama piloto. Esta turbulencia define una zona de recirculación de la llama piloto con la parte superior de las llamas principales, lo que contribuye a estabilizarlas.
Así, el borde 12 permite que la llama piloto situada sobre las llamas principales sea tan eficaz como una llama piloto dispuesta en la base de las llamas principales.
La figura 4 ilustra la forma de las llamas principales, cuando el caudal de mezcla aire/gas es relativamente fuerte.
La figura 6 ilustra la forma de las llamas principales, cuando el caudal de mezcla aire/gas es bajo. En este caso, la llama principal viene a alojarse naturalmente bajo la tapa 1 del quemador. Debido a la continuidad de la ranura formada bajo la tapa del quemador para la llama piloto, ésta garantiza el reencendido de la parte de las llamas principales que podrían apagarse, debido por ejemplo a una corriente de aire.
De este modo se ha podido constatar que el quemador según la invención funciona adecuadamente con una amplia gama de valores de caudal de la mezcla aire/gas. El funcionamiento del quemador es particularmente posible cuando la relación entre el caudal mínimo y el caudal nominal de la mezcla aire/gas es del orden de 1/10.
Como se puede observar en la figura 1, la tapa 1 del quemador también comprende un resalte 13 en su cara interior 11.
Este resalte disminuye la velocidad de la parte de la mezcla aire/gas que pasa al espacio formado entre las prominencias y entre la cara superior del cuerpo y la cara interior de la tapa. Dicha velocidad se ilustra mediante las flechas F2 en las figuras 4 y 5.
Este resalte permite mejorar considerablemente la estabilidad de las llamas, con gases que tienen tendencia al soplado.
De manera general, se constata que el paso o ranura formada entre la cara superior del cuerpo y la tapa aporta mayor estabilidad a las llamas principales. Esto se debe principalmente al hecho de que la llama piloto, en la práctica, está unida a las llamas principales, lo que permite utilizar el quemador en una amplia gama de caudales de mezcla aire/gas.
Por lo tanto, este quemador puede airearse más con aire primario que los quemadores que no comprenden dicha ranura para la llama piloto.
Por otro lado, el quemador según la invención puede funcionar con una altura bajo parrilla, es decir, con una altura entre la placa de cocción y el fondo de un recipiente, limitada.
Este quemador puede funcionar por ejemplo con una altura bajo parrilla comprendida entre 25 y 30 mm, mientras que los quemadores tradicionales requieren una altura bajo parrilla comprendida entre 35 y 45 mm.
Esta altura bajo parrilla reducida es posible sobre todo porque el quemador según la invención requiere menos aireación secundaria, pudiendo ser relativamente importante la aireación primaria.
No obstante, para favorecer la aireación secundaria, es preferible que las ranuras 23 de la cabeza del quemador estén relativamente separadas entre sí.
También se constata que la presencia de una llama piloto por encima de las llamas principales, y no en la base de éstas, mejora la higiene de combustión en condiciones límite de funcionamiento del quemador.
La descripción se centra ahora en la figura 7 que ilustra un quemador según la invención, diseñado para una placa de cocción.
En este caso, el espacio disponible para el inyector de gas y el mezclador aire/gas se ha visto considerablemente reducido, con respecto a una cocina clásica.
Por este motivo, el quemador ha sido diseñado para que la mezcla aire/gas se realice en el propio quemador.
El quemador comprende una tapa 3 y una cabeza 4.
La base 40 de la cabeza 4 no es totalmente plana. Su parte central que comprende un orificio 41 para la alimentación con gas es ligeramente sobreelevada con respecto a la base de las ranuras 43 y luego va bajando hacia el cuerpo 42.
La referencia 5 designa el inyector de gas, este gas es conducido hasta el quemador por el orificio 41.
Esta particular forma de la base 40 permite realizar la mezcla aire/gas en el espacio definido entre la tapa y la base.
Se constata que este tipo de mezclador es muy sensible a la precisión del posicionamiento del inyector con respecto al eje 6 del quemador. Por ejemplo, si el ángulo \alpha formado por el inyector y el eje 6 del quemador es del orden de 1°, esto va a producir una disimetría visible de las llamas principales, que es debida a las variaciones locales de la relación aire/gas en la mezcla.
Por esta razón, en el modo de realización del quemador ilustrado en la figura 7, la tapa 3 comprende una cúpula 35 hueca en el resalte 33 previsto en la cara interior 31 de la tapa 3.
Esta cúpula presenta una concavidad orientada hacia la base 40 de la cabeza del quemador. Preferentemente, esta cúpula 35 define una porción de superficie esférica cuyo centro está situado al nivel del inyector 5 y cuyo radio se corresponde con la distancia entre la cúpula y el inyector.
La presencia de esta cúpula 35 permite garantizar el correcto funcionamiento del quemador, incluso si el ángulo a es aproximadamente de 3° y si el ángulo del inyector está separado más o menos 2 mm con respecto al eje 6 del quemador (referencia p).
Por lo tanto, esta cúpula 35 permite mejorar la flexibilidad del montaje del quemador según la invención.
A modo de ejemplo, ahora se van a indicar las dimensiones funcionales para un quemador según la invención con una potencia nominal de 3500 W.
Estas dimensiones se indican en la tabla que figura a continuación. Las cotas mencionadas en la tabla aparecen en las figuras 3, 6 y 7 para facilitar la comprensión.
Definición de la cota Cota Valor nominal en milímetros Variación admisible
Anchura de las ranuras a 1,8 <2,2
Distancia entre los ejes de las ranuras b 5a >3a
Espesor entre dos ranuras adyacentes c
Anchura de las prominencias d 1/3 c <1/2 c
Profundidad de las ranuras principales e 6 >2,5 a
Profundidad de las prominencias f 1/3 e <0,5 e
Altura del pico g 2/3 i <1/2 i
Distancia pico-salida de las llamas h 3 2-5
Altura de la ranura piloto i 0,8 0,6-1
Altura de las ranuras principales j 5
(Continuación)
Definición de la cota Cota Valor nominal en milímetros Variación admisible
Altura del resalte k 2 >1,5
Diámetro del resalte L 3,5 m 1,5-4 m
Diámetro de salida del orificio m
Diámetro de la cúpula n >m
Descentramiento del inyector p 0 <2
Distancia nariz del inyector-cúpula q
Radio de la cúpula r = q
Ángulo de descentrado del inyector \alpha 0° <3°
Aunque la invención se haya descrito haciendo referencia a modos de realización concretos, no se limita de modo alguno a dichos modos de realización y comprende todos los equivalentes técnicos de los medios descritos, así como sus combinaciones si estas últimas entran en el marco de la invención.
Particularmente, en los ejemplos descritos, se prevé sistemáticamente una prominencia entre dos ranuras para las llamas principales. Un quemador según la invención puede comprender un número más limitado de prominencias, en la medida en que las prominencias previstas permitan generar efectivamente una llama piloto, distinta a la llama principal.
Por otro lado, el modo de realización de la tapa del quemador ilustrado en la figura 7, que comprende una cúpula en la cara interior de la tapa, podría utilizarse tener prominencias entre las ranuras para las llamas principales.
Por último, el único objetivo de los números de referencia introducidos después de las características técnicas que figuran en las reivindicaciones es facilitar la comprensión de estas últimas y no limitar el alcance de las mismas.

Claims (11)

1. Quemador de gas para aparatos de cocción, formado por una cabeza (2) y una tapa (1) destinada a ir colocada sobre la cabeza, que comprende una base (20) con un orificio (21) para la alimentación con mezcla aire/gas y un cuerpo (22) periférico que presenta ranuras (23) más o menos perpendiculares al plano de la base, caracterizado porque comprende una pluralidad de prominencias (25) en la cara superior (24) del cuerpo, cuya anchura (d) es inferior al espesor (c) entre dos ranuras adyacentes (23), encontrándose cada una de ellas aproximadamente a la misma distancia de dos ranuras adyacentes y estando situadas al menos parcialmente en la mitad interior (27) de la cara superior de dicho cuerpo, formando de esta manera dichas prominencias un espacio entre la tapa y la cabeza en el que se reduce una parte de la mezcla aire/gas.
2. Quemador de gas según la reivindicación 1, caracterizado porque la anchura (d) de dichas prominencias (25) es inferior a la mitad del espesor (c) entre dos ranuras adyacentes (23).
3. Quemador de gas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la profundidad (f) de las prominencias (25) es inferior a la mitad de la profundidad (e) de las ranuras (23).
4. Quemador de gas según una de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque cada prominencia (25) tiene un lado situado en el plano del borde interno (26) del cuerpo (22).
5. Quemador de gas según una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el diámetro de la tapa (1) es ligeramente superior al de la cabeza y comprende, en la periferia de su cara interior (11) un borde (12) que forma un pico, orientado hacia la cabeza (2).
6. Quemador de gas según una de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la tapa (1) comprende un resalte (13) más o menos en el centro de su cara interior (11).
7. Quemador de gas según una de las reivindicaciones 1-6, para una placa de cocción, formado por una tapa (3) y una cabeza (4), presentando la base de la cabeza un orificio (41) para la alimentación con gas procedente de un inyector (5) y una forma apropiada para realizar una mezcla aire/gas con la tapa del quemador, caracterizado porque la tapa (3) comprende en su cara interior (11) una cúpula (33) hueca cuya concavidad está orientada hacia la cabeza (4).
8. Quemador de gas según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha cúpula (33) forma una porción de superficie esférica cuyo centro está situado en el inyector (5) y cuyo radio se corresponde con la distancia entre la cúpula y el inyector.
9. Quemador de gas según una de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque la cabeza (2, 4) y la tapa (1, 3) presentan una forma más o menos circular u oval.
10. Quemador según una de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque la cabeza (2, 4) está hecha por inyección de aluminio.
11. Quemador de gas según una de las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque la tapa (1, 3) se obtiene por moldeado o conformado de hierro fundido o acero.
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