UN ELEMENTO DE COMBUSTIÓN CATALÍTICA POR GAS Y UN DISPOSITIVO DE CALENTAMIENTO MOTORIZADO POR GAS
La presente invención se refiere a un elemento de combustión catalítica por gas para utilizarse en un dispositivo de calentamiento motorizado por gas y a un dispositivo de calentamiento motorizado por gas. La invención también se refiere a un método para operar un elemento de combustión catalítica por gas para mantener la temperatura de una porción del elemento de combustión catalítica por gas en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas durante periodos de interrupción del gas combustible. Los dispositivos de calentamiento motorizados por gas mediante los cuales el gas combustible se convierte en calor mediante una reacción catalítica con un elemento de combustión catalítica por gas son muy conocidos. Típicamente, tales dispositivos de calentamiento motorizados por gas se utilizan como hierros de soldar, pistolas de adhesivo, tenazas para el rizado capilar, secadoras de cabello y otros dispositivos donde la portabilidad del dispositivo
es un requisito, aunque, como se sabrá por aquellos expertos en la materia, los dispositivos en los cuales el gas combustible se convierte en calor mediante reacción catalítica no necesariamente necesitan ser portátiles. En general, tales dispositivos de calentamiento motorizados por gas, que se proporcionan en la forma de hierros de soldadura o pistolas de adhesivo comprenden un miembro de cuerpo de un material conductor de calor dentro del cual se forma una cámara de combustión, y un elemento de combustión catalítica por gas se localiza en la cámara de combustión. Una mezcla de gas combustible/aire se suministra en la cámara de combustión, donde reacciona con el elemento de combustión catalítica por gas y se convierte mediante una reacción catalítica en el elemento de combustión catalítica por gas a calentarse. El miembro de cuerpo se calienta por radiación, convección y conducción de calor proveniente del elemento de combustión catalítica por gas, y actúa como una masa térmica que puede mantenerse dentro de una amplitud de banda de temperatura relativamente angosta a pesar de las fluctuaciones relativamente amplias en la temperatura del
elemento de combustión catalítica por gas, las cuales resultan de interrupciones periódicas del suministro de la mezcla de gas combustible/aire hacia el elemento de combustión catalítica, el cual se requiere con objeto de mantener sustancialmente constante la temperatura del miembro de cuerpo. Cuando se desea controlar la temperatura del miembro de cuerpo dentro de una amplitud de banda de temperatura relativamente angosta, una válvula responsiva a la temperatura se localiza comúnmente en el miembro de cuerpo o en el embrague de conducción térmica dentro del mismo, y el gas combustible o la mezcla de gas combustible/aire se pasa a través de la válvula responsiva a la temperatura para controlar el flujo de la misma hacia la cámara de combustión. Si el miembro de cuerpo opera dentro de una amplitud de banda de temperatura que se encuentra cercana o por debajo de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas, es común que el suministro del gas combustible a la cámara de combustión se interrumpa periódicamente con objeto de mantener la temperatura del miembro de cuerpo dentro de la amplitud de banda de
temperatura deseada. Ya que la masa térmica del elemento de combustión catalítica por gas es relativamente baja, durante periodos de interrupción del gas combustible, la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas cae relativamente rápido y si la amplitud de banda de temperatura dentro del miembro de cuerpo debe mantenerse cerca de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas, la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas puede caer por debajo de su temperatura de ignición durante periodos de interrupción del gas combustible . Adicionalmente, si la amplitud de banda de temperatura, dentro de la cual el miembro de cuerpo debe mantenerse, se encuentra por debajo o significativamente por debajo de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica, ya que el elemento de combustión catalítica por gas se encuentra, en general, en contacto con el miembro de cuerpo, la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas cae rápidamente por debajo de su temperatura de ignición al interrumpirse el gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas . De acuerdo con lo
anterior, cuando la válvula responsiva a la temperatura restaura el gas combustible hacia la cámara de combustión, el elemento de combustión catalítica por gas que se encuentra por debajo de su temperatura de ignición falla al re-encenderse y, por lo tanto, falla al convertir la mezcla de gas combustible/aire en calor. En tales casos, la mezcla de gas combustible/aire debe encenderse manualmente para quemarse en una flama mediante, por ejemplo, un encendedor por chispa, un encendedor piezo-eléctrico u otro de tales encendedores manuales con objeto de elevar la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas hasta su temperatura de ignición. Esto no es satisfactorio. Los dispositivos de calentamiento motorizados por gas que se proporcionan en la forma de tenazas de rizado capilar motorizadas por gas y secadoras de cabello y lo similar, los cuales también se energizan mediante conversión de gas combustible en calor mediante un elemento de combustión catalítica motorizado por gas, típicamente comprenden un cilindro alargado dentro del cual se localiza el elemento de combustión catalítica por gas. En tales casos, el elemento
de combustión catalítica por gas, en general, no se encuentra en embrague directo de conducción térmica con el cilindro. En tenazas de rizado capilar, el elemento de combustión catalítica por gas se localiza dentro del cilindro separado de la pared del cilindro y el calor se irradia a partir del elemento de combustión catalítica por gas hacia la pared del cilindro. En el caso de una secadora de cabello, el elemento de combustión catalítica por gas se localiza en un ducto de aire dentro del cilindro y se separa de la pared del ducto. El calor se transfiere hacia una corriente de aire que se sopla a través del ducto por radiación y convección. Una válvula responsiva a la temperatura responde a la temperatura del cilindro en el caso de una tenaza de rizado capilar, y a la corriente de aire en el caso de una secadora de cabello, y controla el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas para, a su vez, controlar la temperatura del cilindro o de la corriente de aire que se suministra desde el cilindro, como puede ser el caso. En general, el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica
por gas se interrumpe periódicamente por la válvula responsiva a la temperatura con objeto de mantener la temperatura del cilindro o la corriente de aire a una temperatura deseada. Debido a la masa térmica relativamente baja de los elementos de combustión catalítica por gas, la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas comienza a caer relativamente rápido. De acuerdo con lo anterior, a menos que se restaure el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas dentro de un periodo de tiempo relativamente corto, la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas cae por debajo de su temperatura de ignición y, por lo tanto, falla en encender cuando se restaura el suministro de gas combustible, y la mezcla de gas combustible/aire pasa a través del elemento de combustión catalítica sin encender y sin convertirse en calor. Esto también es indeseable. De acuerdo con lo anterior, existe la necesidad de un dispositivo de calentamiento motorizado por gas que permita el control de la temperatura del dispositivo o un aspecto del dispositivo que se dirija a los problemas de tales dispositivos de calentamiento motorizados por gas,
conocidos. También existe una necesidad de un elemento de combustión catalítica por gas que se dirija de manera similar a estos problemas y existe una necesidad de un método para operar un elemento de combustión catalítica por gas para mantener la temperatura de una porción del elemento de combustión catalítica por gas en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas durante periodos de interrupción de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas. La presente invención se dirige hacia la proporción de un dispositivo de calentamiento motorizado por gas, un elemento de combustión catalítica por gas y un método para operar un elemento de combustión catalítica por gas para mantener la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas durante periodos de interrupción de gas combustible, el cual se dirija a los problemas de los dispositivos y métodos de la técnica anterior. De acuerdo con la invención, se proporciona un elemento de combustión catalítica
por gas para convertir gas combustible en calor, teniendo el elemento de combustión catalítica por gas una masa térmica asociada con el mismo, siendo la masa térmica de tamaño para almacenar suficiente calor para mantener una porción del elemento de combustión catalítica por gas adyacente a la masa térmica en o por encima de la temperatura de ignición de la misma durante periodos de interrupción de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas, a fin de que cuando se restaure el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas, la porción del elemento de combustión catalítica por gas adyacente a la masa térmica comience a convertir el gas combustible en calor mediante acción catalítica para elevar la temperatura del resto del elemento de combustión catalítica por gas hasta su temperatura de ignición . En una modalidad de la invención, la masa térmica se encuentra en relación de transferencia térmica con el elemento de combustión catalítica por gas, a fin de que el calor se transfiera del elemento de combustión catalítica por gas a la masa térmica durante periodos cuando el elemento
de combustión catalítica por gas se encuentre convirtiendo gas combustible en calor, y el calor se transfiere de la masa térmica al elemento de combustión catalítica por gas durante los periodo de interrupción del gas combustible. Preferentemente, la masa térmica se localiza dentro del elemento de combustión catalítica por gas. En otra modalidad de la invención, la masa térmica se encuentra en embrague de conducción térmica con el elemento de combustión catalítica por gas. En una modalidad de la invención, el elemento de combustión catalítica por gas es un elemento de combustión catalítica por gas alargado y la masa térmica se localiza intermedia a los extremos del mismo. En otra modalidad de la invención, se forma una perforación en el elemento de combustión catalítica por gas. Ventajosamente, la masa térmica se localiza con relación al elemento de combustión catalítica por gas para facilitar el paso de gas combustible entre la masa térmica y el elemento de combustión catalítica por gas.
En una modalidad de la invención, la masa térmica se sujeta en el elemento de combustión catalítica por gas adyacente a la porción, la temperatura de la cual debe mantenerse en o por encima de la temperatura de ignición. En otra modalidad de la invención, la porción del elemento de combustión catalítica por gas sobre el cual se sujeta la masa térmica, se forma por una porción en forma de orejeta del elemento de combustión catalítica por gas . Preferentemente, la porción en forma de orejeta del elemento de combustión catalítica por gas se extiende en la perforación formada en la misma y, ventajosamente, la porción en forma de orejeta del elemento de combustión catalítica por gas se extiende de manera transversal hacia la perforación formada en el mismo. En una modalidad de la invención, la masa térmica comprende un tornillo que tiene un cabezal y un fuste roscado que se extiende a partir del mismo, y se proporciona una tuerca en el fuste para sujetar la porción del elemento de combustión catalítica por gas entre el cabezal y la tuerca. Preferentemente, la masa térmica se localiza dentro de la perforación del elemento de
combustión catalítica por gas. Alternativamente, la masa térmica comprende un miembro obturador. En una modalidad de la invención, el miembro obturador es de corte transversal, de tal manera que embrague al elemento de combustión catalítica por gas en lugares separados alrededor de la periferia del miembro obturador. En otra modalidad de la invención, el miembro obturador se encuentra en embrague de conducción térmica con el elemento de combustión catalítica por gas en la ubicación separada y coopera con el elemento de combustión catalítica por gas para adaptar el paso de gas combustible entre el miembro obturador y el elemento de combustión catalítica por gas en lugares entre los lugares separados en los cuales el miembro obturador embraga el elemento de combustión catalítica por gas. Venta osamente, la sección transversal del miembro obturador es diferente de la sección transversal de la perforación formada en el elemento de combustión catalítica por gas dentro del cual se localiza la masa térmica. En una modalidad de la invención, el
miembro obturador es de sección transversal circular . En una modalidad alternativa de la invención, se caracteriza por que el miembro obturador es de sección transversal poligonal. En una modalidad de la invención, el elemento de combustión catalítica por gas es de sección transversal poligonal. En otra modalidad de la invención, el elemento de combustión catalítica por gas es de sección transversal cuadrada. En una modalidad adicional de la invención, el elemento de combustión catalítica por gas es de sección transversal rectangular. En todavía una modalidad adicional de la invención, el elemento de combustión catalítica por gas es de corte transversal circular. Preferentemente, la masa térmica es de material conductor de calor. Venta osamente, la masa térmica es de metal y, en una modalidad de la invención, la masa térmica es de acero. En otra modalidad de la invención, el elemento de combustión catalítica por gas es de construcción tubular que tiene una perforación alargada que se extiende axialmente a través del
mismo . En una modalidad de la invención, un elemento de combustión catalítica por gas según se reclama en cualquier reivindicación precedente, se caracteriza en que el elemento de combustión catalítica por gas comprende un sustrato y un material catalítico de cubierta sobre el sustrato. En una modalidad de la invención, el sustrato comprende material de malla metálica. En otra modalidad de la invención, el sustrato comprende un material fibroso. En una modalidad adicional de la invención, el sustrato comprende materiales de cerámica . En una modalidad de la invención, el material catalítico comprende un metal precioso. En una modalidad alternativa de la invención, la masa térmica se forma por una porción del sustrato. La invención también proporciona un dispositivo de calentamiento motorizado por gas que comprende un elemento de combustión catalítica por gas de acuerdo con la invención. La invención proporciona además un dispositivo de calentamiento motorizado por gas
que comprende un elemento de combustión catalítica por gas para convertir gas combustible en calor, y una masa térmica asociada con el elemento de combustión catalítica por gas, siendo la masa térmica de tamaño para almacenar suficiente calor para mantener una porción del elemento de combustión catalítica por gas adyacente a la masa térmica en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas durante periodos de interrupción de gas combustible a la misma, a fin de que cuando se restaure el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas, la porción del elemento de combustión catalítica adyacente a la masa térmica comience a convertir el gas combustible en calor mediante acción catalítica para elevar la temperatura del resto del elemento de combustión catalítica por gas hasta su temperatura de ignición. En una modalidad de la invención, la masa térmica se encuentra en relación de transferencia térmica con el elemento de combustión catalítica por gas, a fin de que el calor se transfiera del elemento de combustión catalítica por gas a la masa térmica durante periodos cuando el elemento
de combustión catalítica por gas se encuentre convirtiendo gas combustible en calor, y el calor se transfiera de la masa térmica al elemento de combustión catalítica por gas durante los periodos de interrupción de gas combustible. En una modalidad de la invención, el elemento de combustión catalítica por gas se localiza en una cámara de combustión formada dentro de un miembro de cuerpo. En otra modalidad de la invención, la masa térmica se localiza en el elemento de combustión catalítica por gas a fin de que la masa térmica no se encuentre en relación de transferencia térmica directa con el miembro de cuerpo. En otra modalidad de la invención, la masa térmica se localiza en el elemento de combustión catalítica por gas a fin de que la masa térmica se aisle térmicamente de manera sustancial del miembro de cuerpo. Preferentemente, el elemento de combustión catalítica por gas se localiza en la cámara de combustión para facilitar el paso de gas combustible entre el elemento de combustión catalítica por gas y el miembro de cuerpo.
En una modalidad de la invención, la cámara de combustión se forma por una perforación alargada que se extiende hacia el miembro de cuerpo, formando la sección transversal de la perforación la cámara de combustión que es diferente de la sección transversal del elemento de combustión catalítica por gas para reducir el contacto entre el elemento de combustión catalítica por gas y el miembro de cuerpo. Preferentemente, la perforación que forma la cámara de combustión es de sección transversal circular . En una modalidad de la invención, el miembro de cuerpo es de un material conductor de calor, y el elemento de combustión catalítica por gas se localiza en la cámara de combustión para facilitar la transferencia de calor desde el elemento de combustión catalítica por gas hacia el miembro de cuerpo. Ventajosamente, el elemento de combustión catalítica por gas se localiza en la cámara de combustión para facilitar la transferencia de calor desde el elemento de combustión catalítica por gas hacia el miembro de cuerpo mediante transferencia térmica radiante.
Ventajosamente, la cámara de combustión define un eje central que se extiende longitudinalmente, y el elemento de combustión catalítica por gas define un eje central que se extiende longitudinalmente, el cual coincide con el eje central de la cámara de combustión. En una modalidad de la invención, el dispositivo es una pistola de adhesivo, y una cámara de acomodo de adhesivo, tubular, alargada, se forma en el miembro de cuerpo para acomodar una barra de adhesivo fundido en caliente para fundir el adhesivo en barra en el mismo. En otra modalidad de la invención, el dispositivo es un hierro de soldadura, y el miembro de cuerpo termina en una punta de soldadura . Adicionalmente, la invención proporciona un método para la operación de un elemento de combustión catalítica por gas para mantener la temperatura de una porción del elemento de combustión catalítica por gas en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas durante periodos periódicos de interrupción del gas combustible hacia el elemento de combustión catalítica por
gas, comprendiendo el método la proporción de una masa térmica asociada con el elemento de combustión catalítica por gas, siendo la masa térmica de tamaño para almacenar suficiente calor para mantener la porción del elemento de combustión de combustión catalítica por gas adyacente a la masa térmica en o por encima de su temperatura de ignición durante periodos de interrupción de gas combustible, a fin de que cuando se restaura el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas, la porción del elemento de combustión catalítica por gas adyacente a la masa térmica comienza a convertir el gas combustible en calor para elevar la temperatura del resto del elemento de combustión catalítica por gas hasta su temperatura de ignición. Las ventajas de la invención son muchas. En virtud del hecho de que la temperatura de una porción del elemento de combustión catalítica por gas se mantiene en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas durante periodos de interrupción de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas, el elemento de combustión catalítica por
gas puede conducirse rápidamente hasta su temperatura de ignición en el gas combustible que se restaura hacia el mismo sin necesidad de combustión por flama u otros medios de elevación de la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas hasta su temperatura de ignición. De este modo, el elemento de combustión catalítica por gas de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para usarse en dispositivos donde la temperatura de una porción del dispositivo debe controlarse a temperaturas relativamente bajas y, en particular, dentro de amplitudes de banda de temperatura relativamente angostas, y el control de la temperatura requiere que el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas se interrumpa periódicamente. El elemento de combustión catalítica por gas de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para utilizarse en dispositivos de calentamiento motorizados por gas, donde la temperatura del dispositivo de calentamiento motorizado por gas debe mantenerse a una temperatura en o por debajo de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas, y de hecho, significativamente por debajo
de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas. De acuerdo con lo anterior, el elemento de combustión catalítica por gas y el dispositivo de calentamiento motorizado por gas de acuerdo con la invención, son particularmente adecuados para utilizarse en o como una pistola de adhesivo, donde típicamente, la temperatura de fusión del adhesivo se encuentra en el orden de 140°C o menos. En tales casos, un miembro de cuerpo en el cual se localiza una cámara de fusión de adhesivo debe retenerse a una temperatura de aproximadamente o ligeramente por encima de de la temperatura de fusión del adhesivo. Tales temperaturas, en general, se encuentran bastante por debajo de la temperatura de ignición de un elemento de combustión catalítica por gas. Por lo tanto, en virtud del hecho de que una porción del elemento de combustión catalítica por gas se mantiene en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas durante periodos de interrupción de gas combustible, al restaurar el gas combustible hacia el elemento de combustión catalítica por gas, el elemento de combustión catalítica por gas automáticamente comienza a
convertir el gas combustible en calor mediante acción catalítica sin necesidad de re-encender manualmente el gas combustible. La invención se entenderá más claramente a partir de la siguiente descripción de algunas modalidades preferidas de la misma, las cuales se dan solo a manera de ejemplo, con relación a los dibujos acompañantes, en los cuales: La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una porción de una pistola de adhesivo motorizada por gas de acuerdo con la invención, La Fig. 2 es una vista en perspectiva, despiezada, de la porción de la pistola de adhesivo motorizada por gas de la Fig. 1, La Fig. 3 es una vista en elevación lateral de corte transversal, de una porción de la pistola de adhesivo de la Fig. 1 en la línea lililí de la Fig. 1, La Fig. 4 es una vista en corte transversal y elevacional de la porción de la Fig. 3 de la pistola de adhesivo de la Fig. 1, en la línea IV-IV de la Fig. 3, La Fig. 5 es una representación gráfica de las temperaturas desarrolladas por la pistola de adhesivo motorizada por gas de la Fig. 1,
durante la operación de la misma, La Fig. 6 es una vista similar a la Fig. 3 de una porción de una pistola de adhesivo de acuerdo con otra modalidad de la invención, y La Fig. 7 es una vista en corte transversal y elevacional, similar a la Fig. 4, de la pistola de adhesivo de la Fig. 6, Refiriéndose inicialmente a las Figs. 1 a 4, se ilustra una porción de un dispositivo de calentamiento motorizado por gas de acuerdo con la invención, la cual en este caso es una pistola de adhesivo, sostenida por la mano, portátil, indicada generalmente por la referencia numérica 1. La pistola de adhesivo 1 es sustancialmente similar a la pistola de adhesivo descrita en la Especificación de Solicitud Publicada PCT No. WO 02/48591, y la exposición en la misma se incorpora en la presente para referencia. Sin embargo, solo aquellas partes de la pistola de adhesivo 1, que son relevantes a la invención, se describirán en detalle. En resumen, la pistola de adhesivo 1 comprende un miembro de cuerpo 3 de material conductor de calor, en esta modalidad de la invención, cinc de estuche de boquilla. Una cámara de fusión y adaptación de pegamento
alargada 4 se forma por una perforación de ahusamiento alargado 5 de sección transversal circular que se extiende a través del miembro de cuerpo 3 para acomodar una barra de adhesivo fundido en caliente para fusión en el mismo. La perforación 5 se extiende desde un extremo corriente arriba 6, en la cual se inserta la barra de adhesivo, hasta un extremo corriente abajo 7 a través del cual se extruye adhesivo fundido. Una cámara de combustión alargada 10 se forma por una perforación paralela alargada 11 de sección transversal circular que se extiende hacia el miembro de cuerpo 3 paralelo a la perforación 5, y la cámara de combustión 10 define un eje central principal que se extiende de manera longitudinal 12. Un elemento de combustión catalítica por gas, tubular, alargado, 14, también de acuerdo con la invención, para convertir una mezcla de gas combustible/aire en calor mediante reacción catalítica, se localiza en la cámara de combustión 10, ver Figs. 3 y 4. El elemento de combustión catalítica por 14 es de sección transversal cuadrada que tiene una perforación que se extiende longitudinalmente 15, también de sección
transversal cuadrada que se extiende a través del mismo, y define un eje central que coincide con el eje central principal 12 definido por la cámara de combustión 10. El gas combustible se suministra a partir de un depósito (no mostrado) que se anexa a la pistola de adhesivo 1, a una mezcladora Ventura 16 localizada en un extremo corriente arriba 17 de la cámara de combustión 10 donde el gas combustible se mezcla con aire. La mezcla de gas combustible/aire se suministra desde la mezcladora Ventura 16 a través de una tobera (no mostrada) hacia la cámara de combustión 10 en el extremo corriente arriba 17 de la misma y, a su vez, pasa a lo largo de superficies internas y externas del elemento de combustión catalítica por gas 14, donde se convierte en calor mediante la reacción catalítica. Un puerto de escape 19 en un extremo corriente abajo 20 de la cámara de combustión 10 emite gas combustible quemado proveniente de la cámara de combustión 10. El gas combustible se suministra a la mezcladora Ventura 16 a través de una válvula responsiva a temperatura 25, la cual se encuentra en embrague de conducción térmica con el miembro de cuerpo 3, y la válvula responsiva a temperatura
controla el suministro de gas combustible a la mezcladora Ventura 16 y, a su vez, a la cámara de combustión 10 con objeto de controlar la temperatura del miembro de cuerpo 3. La válvula responsiva a temperatura 25 es similar a la válvula responsiva a temperatura que se describe en la Especificación Publicada de PCT No. WO 02/48591, y la exposición en la misma se incorpora en la presente para referencia. En esta modalidad de la invención, la válvula responsiva a temperatura 25 se adapta para controlar el flujo de gas combustible a la mezcladora Ventura 16, para mantener, a su vez, la temperatura del miembro de cuerpo 3 a una temperatura de 140°C dentro de una amplitud de banda de aproximadamente +5°C y -20°C, lo cual es significativamente inferior a la temperatura de ignición de los elementos de combustión catalítica por gas en general, la cual es típicamente del orden de 200°C hasta 400°C. En esta modalidad de la invención, la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas 14 es de aproximadamente 275°C. Con objeto de mantener el miembro de cuerpo 3 a la temperatura deseada de 140°C, el suministro de gas combustible a la
mezcladora Ventura 16 y, a su vez, a la cámara de combustión 10, se interrumpe periódicamente por la válvula responsiva a temperatura 25. Una masa térmica 26, la cual en esta modalidad de la invención se proporciona por un tornillo 27, se localiza en la perforación 15 del elemento de combustión catalítica por gas 14 entre los extremos 28 y 29 del mismo. La masa térmica 26 se encuentra en embrague de conducción térmica con una porción, es decir, una porción en forma de orejeta 30 del elemento de combustión catalítica por gas 14, a fin de que el calor se transfiera a la masa térmica 26 desde el elemento de combustión catalítica por gas 14 cuando el elemento de combustión catalítica por gas 14 se encuentra convirtiendo la mezcla de gas combustible/aire en calor, y el calor se transfiere desde la masa térmica 26 hacia el elemento de combustión catalítica por gas 14 durante periodos de interrupción de gas combustible a la cámara de combustión 10. El tornillo 27 que forma la masa térmica 26 comprende un cabezal 31, un fuste roscado 32 que se extiende desde el cabezal 31, y una tuerca 33 embragado en el fuste roscado 32. La porción en forma de orejeta 30 se sujeta entre
el cabezal 31 y la tuerca 33, a fin de que el tornillo 27 se encuentre en embrague de conducción térmica con la porción en forma de orejeta 30. En esta modalidad de la invención, la porción en forma de orejeta 30 se forma a partir de una longitud de material de combustión catalítica por gas 34 que es similar a la del elemento de combustión catalítica por gas 14, y tiene una temperatura de ignición similar <a la del elemento de combustión catalítica por gas 14. La longitud del material de combustión catalítica por gas 34 se fractura en 35 para formar la porción en forma de orejeta 30 que se extiende transversalmente hacia la perforación 15 del elemento de combustión catalítica por gas 14 y una extremidad 36 que se extiende a lo largo y se encuentra en embrague de conducción térmica con el elemento de combustión catalítica por gas 14. La masa térmica 26 que incluye el cabezal 31 y el fuste 32 del tornillo 27, así como también la tuerca 33, se dimensionan a fin de que su capacidad térmica sea tal para almacenar suficiente calor durante periodos mientras el elemento de combustión catalítica por gas 14 se encuentra convirtiendo gas combustible en calor, a
fin de que durante periodos de interrupción de gas combustible, cuando el calor se transfiere desde la masa térmica 26 hacia el elemento de combustión catalítica por gas 14, la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 se mantiene a una temperatura en o por encima de la temperatura de ignición de aproximadamente 275°C del elemento de combustión catalítica por gas 14, a fin de que cuando el gas combustible se restaure por la válvula responsiva a temperatura 25, la porción en forma de orejeta 30 comienza para convertir la mezcla de gas combustible/aire en la cámara de combustión 10 en calor por la reacción catalítica, lo cual a su vez eleva rápidamente la temperatura de la extremidad 36, y a su vez el elemento de combustión catalítica por gas 14 a la temperatura de ignición, y así la mezcla de gas combustible/aire se convierte en calor por el elemento de combustión catalítica por gas 14. El elemento- de combustión catalítica por gas 14 comprende un sustrato, el cual esta modalidad de la invención comprende un vehículo de malla metálica de una aleación de acero y aluminio, el cual se cubre con un material catalítico adecuado, el cual en este caso
comprende un metal precioso, es decir, platino. La porción en forma de orejeta 30 y la extremidad 36 a partir de la cual se extiende la porción en forma de orejeta 30 son de un material de malla metálica similar y se cubren con un material catalítico similar. Como se discutió arriba, el elemento de combustión catalítica por gas 14 es de sección transversal cuadrada y define cuatro bordes de esquina periférica que se extienden longitudinalmente 38, los cuales se embragan en una superficie interna 39 del miembro de cuerpo 3 que forma la cámara de combustión 10, y de este 'ib modo, el elemento de combustión catalítica por gas 14 solo embraga el miembro de cuerpo 3 a lo largo de cuatro contactos en línea definidos por los bordes de esquina 38. En virtud del hecho de que el elemento de combustión catalítica por gas 14 solo embraga el miembro de cuerpo 3 a lo largo de los cuatro contactos en línea definidos por los bordes de esquina 38, la transferencia térmica por conducción entre el miembro de cuerpo 3 que se mantiene a una temperatura de aproximadamente
140°C y el elemento de combustión catalítica por gas cuya temperatura de ignición es de
aproximadamente 275°C, se reduce así durante periodos de interrupción de gas combustible. Adicionalmente, la masa térmica 26 no se encuentra en embrague de conducción térmica con el miembro de cuerpo 3 y, ya que existe poca pérdida térmica por conducción entre el elemento de conducción catalítica por gas 14 y el miembro de cuerpo 3, se pierde poco calor proveniente de la masa térmica 26 hacia el miembro de cuerpo 3 durante periodos de interrupción de gas combustible. De este modo, se reduce el tamaño de la masa térmica 26 consistente con el mantenimiento de la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 en o por encima de la temperatura de ignición de 275°C. Adicionalmente, al adaptar la sección transversal del elemento de combustión catalítica por gas 14 y la sección transversal de la cámara de combustión 10 para ser diferentes, en este caso, cuadrada y circular, respectivamente, se facilita el paso de la mezcla de gas combustible/aire entre el elemento de combustión catalítica por gas 14 y la superficie interna 39 del miembro de cuerpo 3 que define la cámara de combustión 10, mejorando además así la eficiencia de conversión térmica del elemento de combustión
catalítica por gas 14. El tamaño de la masa térmica 26 y la porción en forma de orejeta 30 es tal que acomoda el paso de la mezcla de gas combustible/aire a través de la perforación 15 del elemento de combustión catalítica por gas 14 y la masa térmica 26. En uso, con una barra de pegamento localizada en la cámara de acomodo y fusión de adhesivo 4 y empujándose en la cámara de acomodo y fusión de adhesivo 4, el gas combustible proveniente del depósito (no mostrado) se suministra a través de la válvula responsiva a temperatura 25 hacia la mezcladora Ventura 16 donde se mezcla con aire, y la mezcla de gas combustible/aire se suministra desde la mezcladora Ventura 16 a través de la tobera (no mostrada) hacia la cámara de combustión 10. Inicialmente, la mezcla de gas combustible/aire se enciende para quemarse con una flama para elevar la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 hasta su temperatura de ignición. Típicamente, la mezcla de gas combustible/aire se permite pasar inicialmente a través del puerto de escape 19 y encenderse para quemarse con una flama a fin de que la raíz de la flama se asiente en una porción
del elemento de combustión catalítica por gas 14 adyacente al puerto de escape 19. Cuando la raíz de la flama ha elevado la temperatura de la porción adyacente del elemento de combustión catalítica por gas 14 hasta su temperatura de ignición, la porción del elemento de combustión catalítica por gas 14 adyacente al puerto de escape 19 comienza a convertir el gas combustible en calor mediante reacción catalítica, lo cual eleva la temperatura del resto del elemento de combustión catalítica por gas 14 hasta su temperatura de ignición. Una vez que el elemento de combustión catalítica por gas 14 se ha elevado hasta su temperatura de ignición, la flama se agota de gas combustible y se extingue. Alternativamente, un sistema de ignición, típicamente, un encendedor piezo-eléctrico puede proporcionarse para encender la mezcla de gas combustible/aire a fin de quemarse con una flama en la cámara de combustión 10 para a su vez elevar la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 hasta su temperatura de ignición, y en el elemento de combustión catalítica por gas 14 elevándose hasta su temperatura de ignición, la flama se extingue. La
operación de tales encendedores piezo-eléctricos será muy conocida para aquellos expertos en la materia y tal adaptación de un encendedor piezoeléctrico para elevar la temperatura de un elemento de combustión catalítica por gas localizado en la cámara de combustión hasta su temperatura de ignición se describe en la Especificación de Solicitud de Patente Publicada PCT No. WO 97/38265 y la exposición en la misma se incorpora en la presente para referencia. En el elemento de combustión catalítica por gas 14 que se eleva a su temperatura de ignición, el elemento de combustión catalítica 14 continúa convirtiendo la mezcla de gas combustible/aire en calor mediante reacción catalítica. La temperatura del miembro de cuerpo se eleva y, al alcanzar 140°C, la temperatura se mantiene a 140°C, dentro de la amplitud de banda de temperatura de aproximadamente +5°C hasta -20°C, al interrumpir periódicamente la válvula responsiva a temperatura 25 el gas combustible a la cámara de combustión 10. Mientras el elemento de combustión catalítica por gas 14 se suministra con la mezcla de gas combustible/aire, la mezcla de gas combustible/aire se convierte en calor
mediante reacción catalítica, y la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 se eleva bastante por encima de su temperatura de ignición, elevando así la temperatura de la masa térmica 26 bastante por encima de la temperatura de ignición. Durante periodos de interrupción de gas combustible, el calor transferido de la masa térmica 26 a la porción en forma de orejeta 30 mantiene la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 en o por encima de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas 14. Por lo tanto, cuando el suministro de gas combustible se restaura por la válvula responsiva a temperatura 25, la porción en forma de orejeta 30 inmediatamente comienza . a convertir la mezcla de gas combustible/aire en calor, elevando así rápidamente la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 hasta su temperatura de ignición, lo cual comienza nuevamente a convertir la mezcla' de gas combustible/aire en calor, y así continúa la operación de la pistola de adhesivo 1. Refiriéndose ahora en particular a la Fig. 5, se ilustran las formas de onda que ilustran gráficas de la temperatura de un miembro
de cuerpo 3, una porción en forma de orejeta 30, y una porción de un elemento de combustión catalítica por gas 14 alejada de la porción en forma de orejeta 30 graficada contra tiempo de inicio de una pistola de adhesivo. En este caso, la pistola de adhesivo es idéntica a la pistola de adhesivo 1 descrita con relación a las Figs. 1 a 4, a excepción de que aunque la construcción y forma del elemento de combustión catalítica por gas es idéntica a la del elemento de combustión catalítica por gas 14 de la pistola de adhesivo 1 descrita con relación a las Figs. 1 a 4, la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas s mayor y, en este caso, es de aproximadamente 380°C. El elemento de combustión catalítica por gas con una temperatura de ignición de 380°C se seleccionó con objeto de mostrar que incluso operando bajo las condiciones extremas, donde la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas es de 240°C mayor que la temperatura a la cual el miembro de cuerpo 3 de la pistola de adhesivo debe mantenerse, la pistola de adhesivo de acuerdo con la invención y el elemento de combustión catalítica por gas de acuerdo con la invención aún funcionan de acuerdo
con la invención. La temperatura en °C se gráfica en el eje Y y el tiempo en segundos se gráfica en el eje X. La forma de onda A representa la temperatura del miembro de cuerpo graficada contra tiempo. La forma de onda B representa la temperatura de la porción del elemento de combustión catalítica por gas 14 que se aleja de la porción en forma de orejeta 30 graficada contra tiempo. La forma de onda C representa la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 adyacente a la masa térmica 26 graficada contra tiempo. El sensor de temperatura (no mostrado) a partir del cual se derivó la temperatura, que se representa por la forma de onda A y la cual representa la temperatura del miembro de cuerpo 3, se localizó adyacente al extremo corriente abajo 7 del miembro de cuerpo 3. Ya que el extremo corriente abajo 7 del miembro de cuerpo 3 se encuentra más allá de la cámara de combustión 10 que la válvula responsiva a temperatura 25, durante el periodo inicial de comienzo, la temperatura del miembro de cuerpo 3 adyacente al extremo corriente abajo 7 retrasa la temperatura del miembro de cuerpo 3 adyacente a la válvula responsiva a temperatura 25. De este modo, aunque
durante los primeros 200 segundos desde el inicio las formas de onda A, B y C indicarían la válvula responsiva a temperatura 25 interrumpen el suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas 14 antes de que la temperatura del miembro de cuerpo 3 alcance su temperatura de operación de 140°C. De hecho, ese no fue el caso, ya que la temperatura de la válvula responsiva a temperatura 25, que se encuentra más cercana a la cámara de combustión 10 que el extremo corriente abajo 7 del miembro de cuerpo 3, habría alcanzado la temperatura de operación de 140°C más rápidamente que el extremo corriente abajo 7 del miembro de cuerpo 3. Un sensor de temperatura (no mostrado) para monitorear la temperatura general del elemento de. combustión catalítica por gas y a partir del cual se derivó la temperatura representada por la forma de onda B, se aseguró al elemento de combustión catalítica por gas 14 hacia el extremo corriente abajo 29 del elemento de combustión catalítica 14. De este modo, la forma de onda B da una representación relativamente exacta de la temperatura general del elemento de combustión catalítica por gas 14. Un sensor de temperatura
(no mostrado) a partir del cual se derivó la temperatura que se representa por la forma de onda C se sujetó entre el cabezal 31 de la masa térmica 26 y la orejeta 30. Inicialmente, la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 se elevó hasta su temperatura de ignición de aproximadamente 380°C mediante un medio de ignición adecuado, como se discute arriba. Una vez que la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 se elevó a su temperatura de ignición, comienza a convertir catalíticamente la mezcla de gas combustible/aire en calor y la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 se elevó rápidamente hasta una temperatura de aproximadamente 650°C, a la cual permaneció, hasta la primer interrupción de gas combustible por la válvula responsiva a temperatura 25. Como puede observarse a partir de la forma de onda C, la masa térmica 26 retrasa la elevación de temperatura de la porción en forma de orejeta 30, sin embargo, en virtud del hecho de que la porción en forma de orejeta 30 se localiza dentro del elemento de combustión catalítica por gas 14, la temperatura de la porción en forma de orejeta se elevó
inicialmente hasta una temperatura que excede 700°C. Después de aproximadamente 125 segundos, la temperatura del miembro de cuerpo 3 adyacente a la válvula responsiva a temperatura 15 alcanzó el límite superior de 145°C de la temperatura de operación del miembro de cuerpo 14, y la válvula responsiva a temperatura 25 interrumpió el suministro del gas combustible a la cámara de combustión 10. Inmediatamente, la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 comenzó a caer relativamente rápido hasta su temperatura de ignición, y después más lentamente por debajo de su temperatura de ignición. Sin embargo, la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 cayó significativamente menos rápido que la temperatura general del elemento de combustión catalítica por gas 14, debido al calor que se conduce desde la masa térmica 26 hacia la porción en forma de orejeta 30. Como puede observarse a partir de la Fig. 5, al momento de 165 segundos desde el inicio, cuando se restauró el suministro de gas combustible por la válvula responsiva a temperatura 25, la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 fue de
aproximadamente 500°C, lo cual era bastante por encima de su temperatura de ignición. Por lo tanto, al restaurarse el gas combustible, la porción en forma de orejeta 30 comenzó a convertir la mezcla de gas combustible/aire que se suministraba a la cámara de combustión 10 en calor. La acción de conversión térmica de la porción en forma de orejeta 30 eleva rápidamente la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 hasta su temperatura de ignición, lo cual también comenzó entonces a convertir la mezcla de gas combustible/aire en calor, y la temperatura del elemento de combustión catalítica por gas 14 se elevó justo por encima de los 600°C. En el tiempo de 175 segundos desde el inicio, el suministro de gas combustible se interrumpió nuevamente por la válvula responsiva a temperatura 25 y se restauró en el tiempo de 195 segundos desde el inicio. Sin embargo, durante el periodo de tiempo de 175 segundos hasta 195 segundos, cuando se interrumpió el suministro de gas combustible por la válvula responsiva a temperatura 25, la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 no cayó por debajo de 430°C, lo cual es bastante por encima de la temperatura
de ignición de 380°C del elemento de combustión catalítica por gas 14. En el tiempo de 20 segundos desde el inicio, la pistola de adhesivo comenzó a operar en una condición de estado estacionario, con la temperatura del miembro de cuerpo 3, incluyendo el extremo corriente abajo 7 del mismo, operando a la temperatura de operación de aproximadamente 140°C. Durante las condiciones operativas de estado estacionario, la temperatura general del elemento de combustión catalítica por gas fluctuó entre 200°C y justo por encima de 600°C, mientras que la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 fluctuó entre aproximadamente 400°C y 500°C, y - nunca cayó por debajo de la temperatura de ignición de 380°C del elemento de combustión catalítica por gas 14 y la porción en forma de orejeta 30. De acuerdo con lo anterior, durante periodos de interrupción de gas combustible, la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 permaneció por encima de su temperatura de ignición y estuvo lista para convertir inmediatamente la mezcla de gas combustible/aire en calor tras la restauración del gas combustible a fin de conducir el resto del elemento de
combustión catalítica por gas 14 hasta la temperatura de ignición. El hecho de que la temperatura de la porción en forma de orejeta 30 retrasa la temperatura general del elemento de combustión catalítica por gas 14 se debe al efecto de histéresis impuesto por la masa térmica 26 en la porción en forma de orejeta 30. Refiriéndose ahora a las Figs. 6 y 7, se ilustra una porción 40 de una pistola de adhesivo de acuerdo con otra modalidad de la invención. La pistola de adhesivo 40 es sustancialmente similar a la pistola de adhesivo 1 y los componentes similares se identifican por las mismas referencias numéricas. La principal diferencia entre la pistola de adhesivo 40 y la pistola de adhesivo 1 se encuentra en la masa térmica. En esta modalidad de la invención, la masa térmica está provista por un miembro obturador circular sólido 42 de material conductor de calor, en esta modalidad de la invención cobre, que se localiza dentro de la perforación 15 del elemento de combustión catalítica por gas 14. El elemento de combustión catalítica por gas 14, en este caso, también es de sección transversal cuadrada. La
superficie de circunferencia periférica 43 del miembro obturador 42 se encuentra en contacto conductivo térmico con porciones 45 del . elemento de combustión catalítica 14 en intervalos circunferencialmente separados alrededor de la superficie 43 para mantener la temperatura de las porciones 45 del elemento de combustión catalítica por gas 14, por encima de la temperatura de ignición del mismo, durante periodos de la interrupción de gas combustible a la cámara de combustión 10. De otro modo, la pistola de adhesivo 40 es similar a la pistola de adhesivo 1, y su operación es igualmente similar. En ambas modalidades de la invención de la pistola de adhesivo, es decir, la pistola de adhesivo 1 y la pistola de adhesivo 40, las masas térmicas 26 y 42, respectivamente, se localizan en la perforación del elemento de combustión catalítica por gas tubular 14 a fin de que se facilite el paso de la mezcla de gas combustible/aire a lo largo de la superficie interna del elemento de combustión catalítica por gas 14. Adicionalmente, las masas térmicas 26 y 42 se localizan en la perforación 15 de los elementos de combustión catalítica por gas 14 con
objeto de reducir la transferencia de calor entre el miembro de cuerpo 3 y las masas térmicas 26 y 42, a fin de que la temperatura del miembro de cuerpo tenga poca o nula influencia en la temperatura de las masas térmicas 26 y 42. Aunque se han descrito instalaciones específicas de masas térmicas en contacto conductivo térmico con elementos de combustión catalítica por gas, será fácilmente aparente para aquellos expertos en la materia que puede proporcionarse cualquier otra instalación adecuada mediante la cual una masa térmica se encuentra en contacto conductivo de calor con el elemento de combustión catalítica por gas. No obstante, también se apreciará que la masa térmica puede encontrarse en otras formas de relación de transferencia de calor con el elemento de combustión catalítica por gas aparte de una relación conductiva de calor. Por ejemplo, la masa térmica puede localizarse para encontrarse en una relación de transferencia térmica radiante con el elemento de combustión catalítica .por gas. Adicionalmente, se prevé que en lugar de proporcionar una masa térmica separada, la masa térmica puede formarse de manera íntegra en el
sustrato del elemento de combustión catalítica por gas. Por ejemplo, en ciertos casos, se prevé que una porción del sustrato del elemento de combustión catalítica por gas puede conformarse para formar la masa térmica. Por ejemplo, una porción del sustrato puede proporcionarse para ser más gruesa que el resto del sustrato, y la porción más gruesa del sustrato formaría la masa térmica. Aunque el elemento de combustión catalítica por gas de acuerdo con la invención se ha descrito localizado en una cámara de combustión, se prevé que en ciertos casos, el dispositivo motorizado por gas puede ser del tipo que no está provisto con una cámara de combustión, en cuyo caso el elemento de combustión catalítica se localizaría adecuadamente y la masa térmica se localizaría con relación al elemento de combustión catalítica por gas para encontrarse en una relación de transferencia térmica adecuada con el mismo, con objeto de mantener al menos una porción del elemento de combustión catalítica por gas adyacente a la masa térmica en o por encima de su temperatura de ignición durante periodos de interrupción del suministro de gas combustible al elemento de combustión catalítica por gas.
Aunque el dispositivo de calentamiento se ha descrito como una pistola de adhesivo, será fácilmente aparente para aquellos expertos en la materia que el dispositivo de calentamiento puede ser cualquier tipo de dispositivo de calentamiento motorizado por gas, por ejemplo, un hierro de soldadura, unas tenazas de rizado capilar, una secadora de cabello, o incluso cualquier otro dispositivo de calentamiento motorizado por gas. También se prevé que el dispositivo de calentamiento puede proporcionarse como un dispositivo de calentamiento para evaporar materia evaporable a partir de hierbas y lo similar, para facilitar la inhalación de tales vapores por una persona. En particular, se prevé que el dispositivo de calentamiento puede proporcionarse como un dispositivo de calentamiento para calentar tabaco para evaporar materia evaporable en el tabaco para la inhalación del mismo. Aunque el elemento de combustión catalítica por gas se ha descrito siendo de sección transversal cuadrada, el elemento de combustión catalítica por gas puede ser de cualquier sección transversal adecuada, sin embargo, es deseable que la sección transversal
del elemento de combustión catalítica por gas sea diferente de la de la cámara de combustión, con objeto de reducir el contacto entre el elemento de combustión catalítica por gas y el miembro de cuerpo en el cual se forma la cámara de combustión, particularmente donde el miembro de cuerpo debe mantenerse a una temperatura en o por debajo, y particularmente por debajo, de la temperatura de ignición del elemento de combustión catalítica por gas. Adicionalmente, aunque el elemento de combustión catalítica por gas se ha descrito comprendiendo un sustrato en la forma de un material de malla de una aleación de acero y aluminio, el elemento de combustión catalítica por gas puede proporcionarse con cualquier otra forma adecuada de sustrato para transportar un material catalizador, y aunque el material catalizador se ha descrito comprendiendo un metal precioso, es decir, platino, puede utilizarse cualquier otro material catalizador adecuado. Se prevé que el sustrato, en lugar de proporcionarse como un vehículo de malla metálica, puede proporcionarse en la forma de un material fibroso, o como un material de cerámica. Típicamente, si el elemento de combustión catalítica por gas fuera de un
material de cerámica, sería de construcción alveolar, y la masa térmica se localizaría en un lugar adecuado con relación al elemento de combustión catalítica por gas y, típicamente, dentro del elemento de combustión catalítica por gas, por ejemplo, en una de las perforaciones formadas por la construcción alveolar del material de cerámica. También se prevé que, en general, la masa térmica se ' localizará dentro del elemento de combustión catalítica por gas . Aunque la masa térmica se ha descrito como proporcionada por una tuerca y un tornillo, la masa térmica también puede proporcionarse por un ribete, el cual se ribetearía sobre el elemento de combustión catalítica por gas y, típicamente, en una orejeta del mismo.