ES2282061T3 - Quemador para calentador. - Google Patents
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Abstract
Un quemador para un calentador para combustión de un líquido de hidrocarburo, comprendiendo el quemador: una cámara de combustión que tiene una zona de combustión para quemar el líquido de hidrocarburo y al menos una parte de depósito para contener una cantidad del líquido de hidrocarburo, estando colocado la o cada parte del depósito adyacente a la zona de combustión y estando dispuesta para suministrar el líquido de hidrocarburo en la zona de combustión, estando la o cada parte del depósito al menos llena en parte con un material de relleno que tiene una pluralidad de porciones que pasan a través del interior de la o cada parte del depósito.
Description
Quemador para calentador.
La presente invención se refiere en líneas
generales a un quemador para un calentador. El quemador está
dispuesto para combustión de un líquido de hidrocarburo.
Tradicionalmente, el calentamiento de edificios
como hogares privados supone calentadores de gas, petróleo, madera
y eléctricos. Generalmente, los quemadores de madera tienen la
desventaja de que se requiere un tubo de humos para expulsar los
humos y que la madera tiene que ser almacenada. En muchas viviendas
como apartamentos, bloques y casas unifamiliares la instalación de
un tubo de humos y el almacenamiento de madera puede causar
problemas o puede no ser posible de ningún modo. Los calentadores de
gas tienen problemas similares ya que se requiere una conexión de
gas. Los calentadores de petróleo también deben tener tubo de humos.
Los calentadores eléctricos son generalmente bastante caros de
operar y requieren conexiones eléctricas. Una alternativa
interesante y en gran parte medioambientalmente limpia es un
calentador que está dispuesto para combustión de un líquido de
hidrocarburo como un alcohol. Por ejemplo, si se quema etanol, los
productos de escape están limitados en gran parte a dióxido de
carbono y vapor de agua. Previamente se ha usado un quemador
sencillo para etanol para proporcionar una fuente de calor para una
chimenea. Este quemador comprende un depósito abierto en el que se
quema etanol. En el documento
DE-A-10107065 se desvela un quemador
similar que tiene una tapa como medio de control de combustión. Ha
de añadirse combustible mientras la tapa está abierta.
Sin embargo, el etanol y otros líquidos de
hidrocarburo son fácilmente combustibles y pueden incluso ser
explosivos si están en forma de vapor o mezclados con aire.
Por lo tanto, un objeto de la invención es
proporcionar un quemador para un hidrocarburo líquido que
proporcione seguridad mejorada.
La presente invención proporciona un quemador
para un calentador para combustión de un líquido de hidrocarburo,
comprendiendo el quemador: una cámara de combustión que tiene una
zona de combustión para quemar el líquido de hidrocarburo y al
menos una parte de depósito para contener una cantidad del líquido
de hidrocarburo, estando colocada la o cada parte de depósito
adyacente a la zona de combustión y estando dispuesta para
suministrar el líquido de hidrocarburo en la zona de combustión, y
un medio de control de combustión para controlar el intercambio de
gases de la zona de combustión a través de una abertura de
intercambio de gases de la cámara de combustión, y una abertura de
entrada de combustible que tiene un cierre en la que el cierre de la
abertura de entrada de combustible está dispuesto de manera que el
llenado del combustible en la o cada parte de depósito sólo es
posible si el medio de control de combustión cierra al menos una
parte de la abertura de intercambio de gases de la cámara de
combustión.
Preferentemente, el medio de control de
combustión comprende un obturador que actúa como cierre de entrada
de combustible y que controla el intercambio de gases a través de la
abertura de intercambio de gases. El obturador está dispuesto
preferentemente de manera que cuando el obturador abre la abertura
de entrada de combustible, el obturador cierra al menos una parte
de la abertura de intercambio de gases. Aún más preferentemente el
obturador está dispuesto de manera que cuando la abertura de entrada
de combustible está totalmente abierta, la abertura de intercambio
de gases está totalmente cerrada por el obturador.
Preferentemente, la o cada parte de depósito
está llena en parte con un material de relleno que tiene una
pluralidad de porciones que pasan a través del interior de la o cada
parte de depósito. Un gas combustible sobre la superficie del
líquido de hidrocarburo debe tener típicamente una temperatura
superior a un valor umbral para inflamarse. El material de relleno
se dispone típicamente para distribución de al menos parte del
calor que se desarrolla en uso en la zona de combustión y se dirige
a la o a cada parte de depósito por lo que los máximos de calor
local en la parte de depósito se reducen y con ello se reduce la
probabilidad de ignición en la parte de depósito.
Además, como típicamente se evita la combustión
del líquido de hidrocarburo en la parte de depósito, la eficiencia
del combustible también se incrementa.
Por ejemplo, el material de relleno puede
comprender un gran número, como más de un centenar o más de mil
partículas que definen espacios entre sí.
Alternativamente, el material de relleno puede
comprender una malla o gasa como una malla o gasa de alambres o
fibras de una lana metálica como lana de acero. El material de
relleno puede comprender un material metálico, un material
plástico, un material mineral o cualquier otro material adecuado. La
lana de acero puede ser lana de acero inoxidable que tiene
propiedades de corrosión superiores comparada con la lana de acero
convencional.
El calentador puede ser un calentador para
calentar al menos una parte de un edificio como un espacio comercial
o un hogar. Por ejemplo, el quemador puede formar parte de una
chimenea.
Por ejemplo, el medio de control puede
comprender una abertura que permite la difusión de oxígeno en la
cámara de combustión y un cierre para la abertura. Esta disposición
particular tiene la ventaja de que el funcionamiento de la llama
del quemador puede apagarse en cualquier momento simplemente
cerrando la abertura e interrumpiendo así el suministro del oxígeno
requerido para la combustión. Esta característica proporciona por lo
tanto una significativa ventaja de seguridad adicional.
El medio de control también puede estar
dispuesto para regular la difusión de oxígeno en la cámara de
combustión para regular las propiedades de combustión del quemador.
Esta característica permite por lo tanto la regulación de la
producción de calor y llama y del consumo del líquido de
hidrocarburo.
La cámara de combustión puede comprender una
parte de tapa en la que se coloca la abertura y el obturador puede
estar dispuesto para deslizar por la abertura de la parte de
tapa.
Típicamente, el obturador para controlar el gas
y el obturador de la abertura de entrada de combustible están
acoplados y también pueden estar formados integralmente.
El obturador está guiado típicamente por una
guía y es móvil en relación con la abertura típicamente en una
dirección recta.
El obturador también puede estar conectado a la
cámara de combustión por una bisagra que permite el movimiento
deslizante. En este caso, la bisagra puede estar dispuesta para
movimiento alrededor de un eje vertical.
Alternativamente, el obturador puede ser móvil
en relación con la abertura en una dirección que tiene una
componente vertical. En este caso la bisagra está dispuesta
típicamente para movimiento alrededor de un eje horizontal.
El obturador puede estar colocado dentro de la
cámara de combustión y puede estar dispuesto para deslizar por una
superficie interior de la parte de tapa. En una realización
específica el obturador y la parte de tapa están dispuestos de
manera que el obturador no pueda interferir con objetos situados en
el quemador. Además, un mecanismo que puede estar asociado con el
obturador puede estar colocado de manera que no se pueda acceder a
él fácilmente desde el exterior de la cámara de combustión, lo cual
mejora más la seguridad del quemador. Además, el obturador puede
comprender rodillos que son guiados por guías en la parte de tapa y
que mejoran la suavidad del movimiento deslizante cuando se
desplaza el obturador y reducen así la probabilidad de formación de
chispas.
Para reducir la probabilidad de atasco del
obturador, una parte del obturador que en uso está en contacto con
la parte de tapa puede comprender un material que es más blando que
la parte de tapa con la que contacta.
En una realización específica el obturador está
dispuesto de manera que, cuando la abertura está cerrada, la parte
de tapa se solapa con el obturador. Debido al solapamiento, se
reduce más la probabilidad de difusión de oxígeno en la cámara de
combustión con una cantidad suficiente para combustión, lo que
mejora más la seguridad del quemador. Además, el obturador puede
comprender una parte de asidero que en uso sobresale a través de
una ranura de la parte de tapa y el quemador puede estar dispuesto
de manera que el movimiento de la parte de asidero a lo largo de la
ranura efectúa el deslizamiento del obturador por la abertura de la
parte de tapa. La cámara puede estar configurada de manera que la
difusión de oxígeno a través de la ranura se inhibe
sustancialmente.
La cámara de combustión puede comprender acero
inoxidable y el material más blando puede ser latón. Pueden
colocarse separadores en una parte externa del quemador dispuestos
para colocar entre el quemador y un objeto que soporta el quemador
de manera que se evita el contacto directo del quemador con el
objeto y el objeto puede comprender un material combustible como un
material de madera. Por ejemplo, el quemador con los separadores
puede estar dispuesto para colocar en el material combustible. El
quemador puede comprender también una bandeja en la que se coloca
el quemador y que se dispone para evitar el contacto directo con el
material combustible.
El calentador está dispuesto típicamente para
colocar en un objeto de manera que al menos una parte del quemador
se coloca por debajo de una superficie del objeto. Por ejemplo, el
calentador puede estar dispuesto para colocar en el objeto de
manera que la superficie del objeto esté aproximadamente al mismo
nivel que la parte superior de la cámara de combustión. El
calentador puede estar dispuesto para colocar en una chimenea o
cualquier otra parte del edificio o en un objeto de mobiliario como
una mesa.
El calentador típicamente no tiene ninguna
conexión como líneas de combustible y está dispuesto típicamente
para relleno manual.
Esto tiene la ventaja particular de que es
relativamente fácil instalar el calentador en un edificio. Además,
típicamente no se requiere tubo de humos.
La abertura de entrada de combustible también
puede comprender una rejilla a través de la que se llena el líquido
de hidrocarburo en una parte de depósito. La rejilla funciona para
reducir la probabilidad de formación de bolsas de aire en el
líquido de hidrocarburo durante el llenado y la formación de
burbujas de aire cuando se llena el combustible en la parte de
depósito.
En un ejemplo específico la cámara de combustión
comprende dos partes de depósito entre las que está colocada la
zona de combustión. En este ejemplo la zona de combustión está
situada debajo de la abertura del medio de control de combustión.
Las partes de depósito están separadas de la zona de combustión por
partes de pared que comprenden aberturas para permitir que el
combustible penetre desde las partes de depósito en la zona de
combustión.
El quemador puede estar dispuesto para la
combustión de cualquier líquido de hidrocarburo que incluya
cualquier tipo de alcohol. En una realización específica el
quemador está dispuesto para la combustión de etanol o alcohol de
quemar, lo cual tiene la ventaja de que la combustión es en gran
parte respetuosa con el medioambiente.
La presente invención proporciona en un segundo
aspecto un calentador que comprende el quemador definido
anteriormente.
La invención se comprenderá más plenamente a
partir de la siguiente descripción de una realización específica.
La descripción se proporciona con referencia a los dibujos
acompañantes.
La Figura 1 es (a) una vista lateral, (b) una
nueva vista lateral, (c) una vista desde arriba y (d) una vista en
perspectiva de un quemador para un calentador según una realización
específica
la Figura 2 es una vista en perspectiva y en
despiece ordenado de componentes del quemador mostrado en la Figura
1.
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, ahora
se describe el quemador para un calentador según una realización
específica de la invención. En esta realización el quemador 10
comprende una parte de tapa 12 y una parte de cuerpo 14. La parte
de tapa 12 y la parte de cuerpo 14 están compuestas de acero
inoxidable. La parte de tapa 12 tiene una abertura 16 debajo de la
cual está situada la zona de combustión 17 del quemador.
En esta realización, la zona de combustión 17
está colocada entre dos partes de depósito 13 y 15 del quemador y
paredes de acero inoxidable 18 y 20 separan las partes de depósito
15 y 17 de la zona de combustión 17. Las paredes 18 y 20 tienen
aberturas 19 que permiten al líquido de hidrocarburo penetrar desde
las partes de depósito 15 y 17 en la zona de combustión 17. Las
partes de depósito 15 y 17 se llenan con lana de acero inoxidable
(no mostrada) que distribuye el calor y reduce la probabilidad de
ignición en las partes de depósito 15 y 17 y de ese modo reduce la
formación de bolsas de aire dentro del líquido de hidrocarburo. Se
apreciará que en realizaciones alternativas el quemador puede
adoptar cualquier otra forma adecuada. Por ejemplo, el quemador
puede comprender una o más de dos partes de depósito.
Además, las partes de depósito pueden llenarse
con cualquier material que conduzca el calor y que permita que el
combustible sea almacenado en las partes de depósito. Ejemplos
alternativos son cualquier tipo de lana metálica (no necesariamente
inoxidable) y un gran número de pequeñas partículas como bolas de
metal. Además, el material con el que se llenan las partes de
depósito puede no ser necesariamente metálico sino que puede
comprender un material no metálico.
En esta realización, el quemador 10 está
dispuesto para la combustión de etanol o alcohol de quemar que tiene
la ventaja de que la combustión es en gran parte respetuosa con el
medioambiente.
El quemador también comprende un obturador 22
que es guiado por guías 24 y 26. El obturador 22 tiene una parte de
asidero 28 que sobresale a través de una ranura 30 de la parte de
tapa 12. Moviendo la parte de asidero 28 a lo largo de la ranura 30
el obturador ajusta la abertura 16 y controla así el intercambio de
oxígeno y el escape a través de la abertura 16 (y también controla
la convección de oxígeno dentro de la cámara de combustión). Esto
permite controlar la producción de calor del quemador y el consumo
de combustible. Además, el obturador puede cerrar totalmente la
abertura 16 de manera que la penetración de oxígeno en la cámara de
combustión se detiene sustancialmente por lo que se apaga la llama
en la zona de combustión. El obturador 22 es mayor que la abertura
16 de manera que en una posición cerrada el obturador 22 se solapa a
la parte de tapa 12 desde el interior y, debido al solapamiento, se
reduce más la probabilidad de difusión de una cantidad de oxígeno
en la cámara de combustión que es insuficiente para la
combustión.
La parte de pared 18 comprende una parte plana
32 que tiene una parte de escotadura 39 colocada debajo de la parte
de asidero 28 y la ranura 30 para impedir la difusión de oxígeno a
través de la ranura en el interior del quemador 10. En esta
realización el obturador 22 comprende rodillos de latón (no
mostrados) que son recibidos por guías 24 y 26 de manera que
durante el deslizamiento del obturador los rodillos ruedan por las
guías 24 y 26, lo cual reduce la fricción. Además, como los
rodillos están compuestos de latón que un material blando, se reduce
la probabilidad de atasco.
Se apreciará que en realizaciones alternativas
el obturador puede adoptar cualquier otra forma y configuración.
Por ejemplo, el obturador puede estar conectado mediante bisagra a
la parte de cuerpo 14 o a la parte de tapa 12. Alternativamente, el
obturador puede ser una tapa que es desmontable de la tapa de la
parte de cuerpo.
La parte de tapa 12 comprende una abertura de
entrada de combustible 34 que tiene una rejilla interna (no
mostrada) a través de la cual penetra combustible durante un
procedimiento de llenado de combustible y que reduce la
probabilidad de formación de bolsas de aire en el combustible. El
obturador 22, la abertura 34 y la abertura 16 están dispuestos de
manera que, cuando el obturador 22 abre la abertura de entrada de
combustible 34, el obturador 22 cierra al menos una parte de la
abertura 16 y reduce así la llama en la zona de combustión, lo cual
mejora la seguridad durante el llenado del líquido de hidrocarburo
en el quemador 10. Además, la abertura de entrada de combustible 34
tiene una tapa 36 y en esta realización específica la pared 20 tiene
una escala que funciona como indicador de nivel de combustible.
En esta realización el quemador está compuesto
en gran parte de acero inoxidable (siendo la excepción los rodillos
de latón del obturador 22) que resiste la corrosión. Sin embargo, en
variaciones de la realización el quemador puede estar compuesto de
cualquier otro material metálico o no metálico adecuado y también
puede comprender materiales cerámicos.
El cuerpo 14 tiene una parte inferior en forma
de V 38 y por lo tanto la gravedad permite la dirección del líquido
de hidrocarburo a la zona de combustión. La parte de tapa 12 tiene
rebordes 40 y 42 que están dispuestos para ser recibidos de manera
deslizante por el interior de la parte de cuerpo 14 y proporcionan
así una conexión en gran parte hermética a la difusión de oxígeno
con la parte de cuerpo 14.
El quemador 10 también puede comprender
separadores (no mostrados) como repisas que permiten que el quemador
sea instalado en un medio combustible como una placa de madera. En
este caso los separadores pueden estar dispuestos para inhibir el
contacto directo de la cámara de combustión y el medio
combustible.
El quemador 10 está dispuesto típicamente para
inserción en una cavidad de un objeto como una parte de un
edificio, por ejemplo una chimenea, o un objeto de mobiliario como
una mesa. Típicamente, un borde superior del quemador 10 está
nivelado con una superficie del objeto.
Aunque la invención ha sido descrita con
referencia a ejemplos particulares, se apreciará por los expertos
en la materia que la invención puede plasmarse de muchas otras
formas. Por ejemplo, el quemador puede estar dispuesto para la
combustión de cualquier líquido de hidrocarburo. Además, el quemador
puede tener cualquier volumen, tamaño y forma incluyendo, por
ejemplo, formas redondas, rectangulares y triangulares.
Claims (24)
-
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1. Un quemador para un calentador para combustión de un líquido de hidrocarburo, comprendiendo el quemador:una cámara de combustión que tiene una zona de combustión (17) para quemar el líquido de hidrocarburo y al menos una parte de depósito (13, 15) para contener una cantidad del líquido de hidrocarburo, estando colocada la o cada parte de depósito (13, 15) adyacente a la zona de combustión (17) y estando dispuesta para suministrar el líquido de hidrocarburo en la zona de combustión (17), yun medio de control de combustión para controlar el intercambio de gases de la zona de combustión a través de una abertura (16) de intercambio de gases de la cámara de combustión,caracterizado pory una abertura (34) de entrada de combustible que tiene un cierre,en el que el cierre de la abertura (34) de entrada de combustible se dispone de manera que el llenado del combustible en la o cada parte del depósito (13, 15) es sólo posible si el medio de control de combustión cierra al menos una parte de la abertura (16) de intercambio de gases de la cámara de combustión. - 2. El quemador según la reivindicación 1 en el que el medio de control de combustión comprende un obturador que actúa como cierre de entrada de combustible y que controla el intercambio de gases a través de la abertura (16) de intercambio de gases.
- 3. El quemador según la reivindicación 2 en el que el obturador (22) está dispuesto de manera que cuando el obturador abre la abertura (34) de entrada de combustible, el obturador (22) cierra al menos una parte de la abertura de intercambio de gases (16).
- 4. El quemador según la reivindicación 3 en el que el obturador (22) está dispuesto de manera que, cuando la abertura de entrada de combustible (34) está totalmente abierta, la abertura (16) de intercambio de gases está totalmente cerrada por el obturador (22).
- 5. El quemador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que:la o cada parte de depósito (13, 15) está al menos llena en parte con un material de relleno que tiene una pluralidad de porciones que pasan a través del interior de la o cada parte de depósito,en el que el material de relleno se dispone para distribución de al menos parte del calor que se desarrolla en uso en la zona de combustión (17) y se dirige a la o a cada parte de depósito (13, 15) por lo que los máximos de calor local en la parte de depósito (13, 15) se reducen y con ello se reduce la probabilidad de ignición en la parte de depósito (13, 15).
- 6. El quemador según la reivindicación 5 en el que el material de relleno comprende más de un centenar de partículas que definen espacios entre sí.
- 7. El quemador según la reivindicación 5 en el que el material de relleno comprende una malla.
- 8. El quemador según la reivindicación 5 en el que el material de relleno comprende una gasa de malla.
- 9. El quemador según la reivindicación 5 en el que el material de relleno comprende lana de acero.
- 10. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9 en el que el material de relleno comprende un material metálico.
- 11. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10 que forma parte de una chimenea.
- 12. El quemador según la reivindicación 11 en el que el obturador (22) está dispuesto para ajustar la abertura de manera que controle la combustión de la zona de combustión.
- 13. El quemador según la reivindicación 12 en el que el obturador (22) está dispuesto para cerrar la abertura de manera que se apague una llama en la zona de combustión (17).
- 14. El quemador según la reivindicación 13 en el que el obturador está dispuesto de manera que, cuando la abertura está cerrada, la parte de tapa se solapa con el obturador (22).
- 15. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14 que comprende separadores colocados adyacentes a una parte externa del quemador y dispuestos para evitar el contacto directo entre el quemador y un objeto que soporta el quemador.
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- 16. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15 que comprende una bandeja en la que se coloca el quemador y que se dispone para evitar el contacto directo entre el quemador y un objeto que soporta el quemador.
- 17. El quemador según la reivindicación 15 ó 16 en el que el objeto es combustible.
- 18. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 17 dispuesto para colocar en un objeto de manera que al menos una parte del quemador se coloca por debajo de una superficie del objeto.
- 19. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 18 dispuesto para colocar en una chimenea.
- 20. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 19 dispuesto para colocar en un objeto de mobiliario.
- 21. El quemador según la reivindicación 1 en el que el obturador (22) del medio de control de combustión y el obturador (22) del medio de entrada de combustible se proporcionan en forma de una pieza integral.
- 22. El quemador según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende al menos dos partes de depósito (13, 15) y en el que la zona de combustión (17) está colocada entre las al menos dos partes de depósito (13, 15).
- 23. El quemador según la reivindicación 22 en el que las partes de depósito (13, 15) están separadas de la zona de combustión (17) por partes de pared (18, 20) que comprenden aberturas (19) para permitir que el combustible penetre desde las partes de depósito (13, 15) en la zona de combustión (17).
- 24. Un calentador que comprende el quemador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23.
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