MX2010007766A - Quemador de gas de bucle abierto. - Google Patents

Abstract

Un quemador de gas tiene una sección de distribución de mezcla de aire-gas con una geometría de bucle abierto y una pluralidad de lados. La sección de distribución de mezcla de aire-gas tiene una superficie superior de calentamiento y una pluralidad de puertos es situada sobre la superficie superior de calentamiento. Una entrada es situada sobre uno de la pluralidad de lados de la sección de distribución de mezcla de aire-gas y un difusor de distribución es montado en el interior de la sección de distribución de mezcla de aire-gas.

Description

QUEMADOR DE GAS DE BUCLE ABIERTO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un quemador de gas que tiene una geometría de bucle abierto que consigue características de llama uniforme y distribuida, condiciones de calentamiento uniforme o distribuido e incluso una distribución de presión regular a través de todo el quemador. Antecedentes de la Invención Los quemadores tradicionales de gas son utilizados en montajes de rejilla y fogón para calentar una superficie de cocción. Existen dos tipos los quemadores de gas que son comúnmente utilizados que incluyen un quemador atmosférico y un quemador impulsado. El quemador atmosférico simplemente depende de la presión estática del gas que proviene de suministro de gas para proporcionar una mezcla de aire-gas en varios puertos del quemador en . donde la mezcla de aire-gas podría ser encendida para crear una llama. El quemador impulsado utiliza un ventilador o soplador y es conectado con el suministro de gas antes de la entrada del quemador con el objeto de mejorar la mezcla de aire y gas y además para proporcionar la mezcla de aire-gas al quemador en una presión que es generalmente más alta que la presión atmosférica. Los quemadores tradicionales de gas presentan deficiencias de rendimiento debido a las características de REF. : 212738 llama no uniforme, las condiciones de calentamiento no uniforme y la distribución de presión irregular que son inherentes con el diseño del quemador. Las características de llama no uniforme de los quemadores tradicionales de gas a menudo crean condiciones de calentamiento no uniforme sobre la superficie de cocción. Estas condiciones de calentamiento no uniforme se manifiestan por sí mismas como sitios localizados calientes o fríos a lo largo de la superficie de cocción originando una cocción impredecible e inconsistente. Las características de llama no uniforme son principalmente el resultado de la geometría del quemador de gas. La geometría de bucle cerrado tiene un conducto de humos en el extremo trasero del quemador que origina que todo el gas del conducto de humos migre hacia esta región particular. La migración del gas de conducto de humos hacia el extremo trasero origina un aumento excesivo de calor en esta región y en consecuencia, no existen características de llama no uniforme y condiciones de calentamiento no uniforme. La distribución de presión irregular en los quemadores tradicionales de gas es principalmente el resultado del posicionamiento del difusor, de manera directa, por debajo de los puertos del quemador. Esta configuración no proporciona un espacio para qué el gas salga con una presión regular por encima del difusor debido a la proximidad cercana de los puertos. La distribución de presión irregular creada por el posicionamiento del difusor también puede originar un ruido seco, el retorno de llama o un exceso en la elevación de la llama debido a la distribución no uniforme del gas a través de toda la sección de distribución del quemador de gas. Además, la ubicación del difusor y la entrada en los quemadores tradicionales de gas proporciona al quemador una dimensión total de la parte frontal a la trasera que puede conducir a dificultades en el embalaje. Sería más ventajoso tener un montaje final que sea más corto de la parte frontal a la trasera del quemador de gas. En consecuencia, existe la necesidad de un quemador de gas que consiga características de llama uniforme o distribuida, según sea necesario, condiciones de calentamiento uniforme o distribuido y una distribución de presión regular a través de todo el quemador. Además, es necesario un quemador de gas que tenga una geometría que proporcione una combustión estable, que elimine el ruido seco y el retorno de llama y que tenga una eficiencia general mejorada de energía. Sumario de la Invención La presente descripción proporciona un quemador de gas que tiene una geometría de bucle abierto que consigue características de llama uniforme distribuida a partir de una pluralidad de puertos de quemador. La pluralidad de puertos de quemador es distribuida para obtener una distribución de temperatura regular sobre la superficie que está siendo calentada por el quemador. La presente descripción además proporciona un quemador de gas que tiene una sección de distribución de mezcla de aire-gas con condiciones de calentamiento uniforme o distribuido y distribución de presión regular a través de todo el quemador. La sección de distribución de mezcla de aire-gas proporciona aire y gas totalmente mezclados, la cual se suministra a los puertos del quemador. La presente descripción todavía además proporciona una entrada a la sección de distribución de mezcla de aire-gas que es acoplada con el suministro de gas combustible. La presente descripción también proporciona un quemador de gas que tiene un ventilador acoplado con la entrada del quemador que mezcla el aire con un gas combustible y lo proporciona al quemador de gas con un incremento de presión. La presente descripción todavía además proporciona que los puertos del quemador tienen varias ranuras formadas en una superficie superior sustancialmente plana de la sección de distribución de mezcla de aire-gas y que son colocadas para equilibrar las características térmicas del quemador. Los puertos son configurados para formar un patrón que es diseñado para proporcionar la distribución de temperatura deseada a la superficie que está siendo calentada. En una modalidad, los puertos son colocados en una serie que tiene secuencias de hileras de puerto intercaladas consecuencias de columnas de puerto . La presente descripción también proporciona un quemador de gas que tiene un difusor de distribución situado junto a la entrada de la sección de distribución de mezcla de aire-gas. El difusor de distribución es localizado entre la entrada a la sección de distribución de mezcla de aire-gas y la superficie superior de calentamiento y se extiende a lo largo de los lados del quemador hasta una distancia, de modo que la presión de la mezcla de aire-gas dentro del quemador es equilibrada. Esta geometría proporciona una entrada inferior de combustible en lugar de la entrada frontal tradicional de combustible, aunque la presente descripción también contempla el uso de la entrada frontal tradicional. Estas y otras ventajas y beneficios de la presente descripción son proporcionados por un quemador de gas que tiene una sección de distribución de mezcla de aire-gas formada en una geometría de bucle abierto. El quemador de gas puede tener cualquier número de lados designados para proporcionar una geometría de bucle abierto. En una modalidad, el quemador de gas tiene un primer lado, un segundo lado y un tercer lado. La sección de distribución de mezcla de aire-gas tiene una superficie superior de calentamiento. Una pluralidad de puertos es situada sobre la superficie superior de calentamiento. La sección de distribución de mezcla de aire- gas tiene una entrada situada sobre la misma y un difusor de distribución montado en la misma. Las características y ventajas descritas con anterioridad y otras más de la presente descripción serán apreciadas y entendidas por aquellas personas expertas en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada, figuras y reivindicaciones adjuntas. Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en perspectiva lateral derecha de una primera modalidad del quemador de gas de la presente descripción que tiene una geometría de bucle abierto. La Figura 2 es una vista en perspectiva lateral izquierda del quemador de gas de la Figura 1. La Figura 3 es una vista en perspectiva del quemador de gas de la Figura 1, en la cual el quemador de gas es representado en un montaje de bandeja de quemador. La Figura 4 es una vista en planta superior del quemador de gas de la Figura 1, en la cual el quemador de gas es montado en el montaje de bandeja de quemador de la Figura 3. La Figura 5 es una vista en perspectiva del difusor de distribución de la Figura 1. La Figura 6 es una vista en perspectiva lateral derecha de una segunda modalidad de la sección de distribución de aire-gas utilizada en el quemador de gas de la Figura 1.

La Figura 7 es una vista en perspectiva lateral derecha de una tercera modalidad de la sección de distribución de aire-gas utilizada en el quemador de gas de la Figura 1. Descripción Detallada de la Invención Con referencia a las figuras, y en particular a la Figura 1, se muestra un quemador de gas generalmente referido por el número de referencia 100. En una modalidad, el quemador de gas 100 tiene una sección de distribución de mezcla de aire-gas 105. La sección de distribución de mezcla de aire-gas 105 tiene un bucle abierto, o geometría de forma-U, que tiene una pluralidad de lados. En una modalidad, la sección de distribución de mezcla de aire-gas 105 tiene dos lados largos 110 y 115 y un lado corto 120. Una pluralidad de aperturas o puertos 125 es situada sobre la superficie superior de calentamiento 130 de la sección de distribución de mezcla de aire-gas 105, que en la presente configuración es sustancialmente plana. El quemador de gas 100 además incluye una entrada 135 en un extremo de la sección de distribución de mezcla de aire-gas 105. Un difusor de distribución 140 es proporcionado junto a la entrada 135. El quemador de gas 100 de la presente descripción utiliza, de manera ventajosa, una mayor eficiencia de calor debido a que no existen puertos de quemador situados en el extremo trasero del quemador, y de esta manera, existe una salida para que escapen los gases de la columna de humo. La geometría de bucle abierto del quemador de gas 100 proporciona una convección de calor natural a través del extremo trasero del quemador debido a que elimina el calor en donde no sea necesario. Los gases calientes de la columna de humo en el extremo trasero proporcionan un calor residual a esta área del quemador. Además, el quemador de gas 100 es más eficiente de energía debido a que una cantidad más pequeña de gas es necesaria para conseguir las mismas características térmicas. La estabilidad de la llama es mejorada debido a que es necesaria una entrada menor para conseguir la distribución de temperatura deseada. Además, el quemador de gas 100 tiene un control y exactitud mejorados, y se ha realizado un embalaje más fácil del quemador debido a la flexibilidad del diseño. El difusor de distribución 140 proporciona una distribución de presión regular a la sección de distribución de mezcla de aire-gas 105. La distribución regular de presión además ayuda a proporcionar características de llama uniforme o distribuida a los puertos 125. En una modalidad, el difusor de distribución 140 es localizado entre la entrada 135 y la superficie superior de calentamiento 130, de tal modo que equilibre la presión de la mezcla de aire-gas dentro del quemador 100. El difusor de distribución 140 también puede extenderse a lo largo de los lados largos 110 y 115 hasta una distancia suficiente para equilibrar la presión de la mezcla de aire-gas dentro del' quemador 100.

Con referencia de manera específica a la Figura 5, el difusor de distribución 140 se muestra que tiene una superficie superior 200, dos superficies inferiores 205, 210 y dos superficies laterales 215, 220. Las superficies laterales 215, 220 tienen una pluralidad de agujeros 225 en las mismas. La superficie superior 200 puede ser elaborada de una criba de malla fina. La configuración del difusor de distribución 140 es ventajosa porque crea una cámara inferior 230 situada por debajo de la superficie superior 200, y entre las superficies laterales 215 y 220. La presión de gas puede salir dentro de la cámara inferior 230, y posteriormente, puede ser distribuida a través de la totalidad de la sección de distribución de mezcla de aire-gas 105 de una manera más regular . Esta configuración también es ventajosa debido a que proporciona una entrada inferior de combustible en lugar de la tradicional entrada frontal de combustible. Asimismo, esta configuración proporciona resultados adicionales inesperados que incluyen características de llama uniforme o distribuida, condiciones de calentamiento uniforme o distribuido y una distribución de presión regular a través de todo el quemador 100. Otra ventaja de tener esta configuración del difusor de distribución 140 es que hace más fácil la manufactura debido a que existe flexibilidad en donde el combustible puede entrar a la sección de distribución de mezcla de aire-gas 105. Además, el ruido seco y el retorno de llama son eliminados en el diseño mencionado del difusor de distribución 140. La presente descripción también contempla una entrada frontal de combustible a la sección de distribución de mezcla de aire-gas 105. El difusor 140 puede tener una malla 240 que es conectada con la superficie superior 220. La malla 240 puede extenderse a lo largo del lado corto 120, y al menos en forma parcial, a lo largo de los lados largos 110 y 115. De esta manera, la malla 240 además ayuda en el equilibrio de la presión de la mezcla de aire-gas dentro de la sección de distribución 105. La malla 240 puede ser elaborada a partir de un material de trama, de modo que la mezcla de aire-gas pueda pasar a través de esta y sale de los puertos 125. Con referencia a la Figura 3, el quemador de gas 100 puede ser instalado dentro de un montaje de bandeja de quemador 145. El montaje de bandeja de quemador 145 incluye una pared frontal 150, una pared trasera 155 y una pared inferior 160. En una modalidad, el montaje de bandeja de quemador 145 tiene una capa de aislamiento 165 situada en el mismo. La capa de aislamiento 165 es situada a lo largo del interior de la pared frontal 150, la pared trasera 155 y la pared inferior 160. La capa de aislamiento 165 puede comprender un material de aislamiento. En forma alterna, puede existir una capa de aire situada a lo largo del interior de la pared frontal 150, la pared trasera 155 y la pared inferior 160, a fin de proporcionar aislamiento. En otra modalidad, el montaje de bandeja de quemador 145 tiene un sensor de temperatura 170. El sensor de temperatura 170 se extiende a través de la pared inferior 160 y a través de una región abierta situada en posición aproximadamente central en el área de calentamiento de quemador del quemador de gas 100. El quemador de gas 100 es controlado por un conjunto de válvulas que incluyen una válvula de entrada de gas 177, un soplador 175 y una tubería de alimentación 180. La válvula de entrada 177 y el soplador 180 se encuentran en comunicación fluida con la tubería de alimentación 180 y proporcionan aire y gas a la tubería de alimentación 180. La tubería de alimentación 180 se extiende a través de la pared frontal 150, y se encuentra en comunicación fluida con la sección de distribución 105, a fin de proporcionar una mezcla de aire-gas al quemador de gas 100. El soplador 175 facilita el mezclado del aire con el gas y además proporciona la mezcla de aire-gas al quemador de gas 100 que se encuentra a una presión más grande que la presión atmosférica. Un dispositivo de encendido 185 también se extiende a través de la pared frontal 150 para encender el flujo de combustible que se encuentra en la superficie superior de calentamiento 130 del quemador de gas 100. En una modalidad, un controlador (no se muestra) puede operar la válvula de entrada 177, el soplador 175 y el dispositivo de encendido 185, de manera automática. En otra modalidad, la válvula de entrada 177, el soplador 175 y el dispositivo de encendido 185 pueden ser operados, en forma manual . A continuación, con referencia a la Figura 4, se muestra una vista aérea del quemador de gas 100. En una modalidad, los puertos 125 pueden estar en una serie que tiene secuencias de hileras de puerto 190 intercaladas con secuencias de columnas de puerto 195. En una modalidad, los puertos 125 tienen una forma rectangular o de ranura alargada, de modo que existen características de llama uniforme o distribuida a través de la totalidad de la superficie superior de calentamiento 130. La serie tiene un número menor de puertos 125 en las porciones de los lados largos 110 y 115 en la proximidad del sensor de temperatura 170 que en todas las otras porciones del quemador de gas 100. En otra modalidad, los puertos 125 pueden tener cualquier otro arreglo que proporcione características de llama uniforme o distribuida y condiciones de calentamiento uniforme o distribuido a la superficie por encima del quemador de gas 100. Por ejemplo, los puertos 125 pueden ser orientados sustancialmente transversales o paralelos al eje longitudinal de los lados largos 110 y 115 y el lado corto 120 del quemador de gas 100. Los puertos 125 pueden ser agujeros, ranuras o cualquier otra forma que libere, de manera efectiva, el gas combustible. La serie de puertos proporciona al quemador de gas 100 una distribución de calor sustancialmente uniforme y características térmicas óptimas. En las modalidades mostradas, los lados largos 110 y 115 y el lado corto 120 de la sección de distribución de aire-gas 105 son una serie de formas rectangulares o cuadradas. Sin embargo, la presente descripción también contempla otras formas para los lados de la sección de distribución de aire-gas 105, tales como las formas redonda, oblonga, triangular y otras adecuadas para proporcionar la llama a la superficie que será calentada. Con referencia a las Figuras 6 y 7, se muestran configuraciones alternativas para la sección de distribución de aire-gas de la presente descripción. Como se muestra en la Figura 6, la sección de distribución de aire-gas 205 tiene un lado de base 220, un lado izquierdo 210 y un lado derecho 215. El lado izquierdo 210 y el lado derecho 215 además tienen las secciones de extremo de quemador 212 y 217, de manera respectiva, conectadas con los mismos. Las secciones de extremo de quemador 212 y 217 sobresalen una hacia la otra en una dirección fuera del lado izquierdo 210 y el lado derecho 215, de manera respectiva, y de esta manera, proporcionan una cobertura mejorada para el calentamiento de la superficie que se localiza por encima de la sección de distribución de aire-gas 205 cuando el quemador 100 se encuentra en uso. De esta manera, la sección de distribución 205 se asemeja a un cuadrado o rectángulo con un orificio en un extremo. La geometría de bucle abierto, y todas las ventajas de la misma que se discuten con anterioridad, es mantenida en este arreglo. Como se muestra en la Figura 7, la sección de distribución de aire-gas 305 tiene un lado de base 320, el lado izquierdo 310 y el lado derecho 315. El lado izquierdo 310 y el lado derecho 315 además tienen las secciones de extremo de quemador 312 y 317, de manera respectiva, conectadas con los mismos. Las secciones de extremo de quemador 312 y 317 sobresalen una hacia la otra en una dirección fuera del lado izquierdo 310 y el lado derecho 315, de manera respectiva. Además, el lado izquierdo 310 y el lado derecho 315 tienen las secciones intermedias de quemador 314 y 319, de manera respectiva. La sección intermedia izquierda de quemador 314 y la sección intermedia derecha de quemador 319 son conectadas con el lado izquierdo 310 y el lado derecho 315 aproximadamente a la mitad a lo largo dé la longitud de estos lados, y sobresalen hacia la parte media de la sección de distribución de aire-gas 305. Una vez más, este arreglo proporciona una cobertura mejorada para el calentamiento de la superficie, mientras que todavía mantiene una geometría de bucle abierto. Cualquiera de las secciones de distribución 205 ó 305 puede ser utilizada en el quemador 100.

Mientras que la presente descripción ha sido descrita con referencia a una o más modalidades, será entendido por aquellas personas expertas en la técnica, que podrían realizarse varios cambios y los equivalentes podrían ser sustituidos por elementos de los mismos sin apartarse del alcance de la presente invención. Además, podría realizarse muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la descripción sin apartarse del alcance de la misma. Por lo tanto, se pretende que la presente descripción no sea limitada a las modalidades particulares descritas como el mejor modo contemplado, sino que la descripción incluirá todas las modalidades que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un quemador de gas que distribuye, de manera uniforme, la presión de la mezcla de aire-gas dentro del quemador de gas, caracterizado porque comprende: una sección de distribución de mezcla de aire-gas que tiene una geometría de bucle abierto con una pluralidad de lados; una superficie superior de calentamiento en la sección de distribución de mezcla de aire-gas que tiene una pluralidad de puertos situados sobre la misma; una entrada situada en un lado de la pluralidad de lados de la sección de distribución de mezcla de aire-gas, para la recepción de la mezcla de aire-gas; y una válvula de entrada de gas y un soplador que se encuentran en comunicación fluida con una tubería de alimentación, en donde la tubería de alimentación se encuentra en comunicación fluida con la entrada.
2. 2. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un difusor de distribución montado en uno de la pluralidad de lados de la sección de distribución de mezcla de aire-gas.
3. 3. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de lados son un primer lado, un segundo lado y un tercer lado, en donde el primer lado es más corto que, tanto el segundo lado como el tercer lado.
4. 4. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie superior de calentamiento es sustancialmente plana.
5. 5. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el difusor de distribución es localizado dentro de la sección de distribución de mezcla de aire-gas entre la entrada y la superficie superior de calentamiento, a fin de proporcionar una presión equilibrada de la mezcla de aire-gas.
6. 6. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque una cámara es situada entre el difusor de distribución y la entrada, dentro del primer lado de la sección de distribución.
7. 7. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada entra en la sección de distribución de mezcla de aire-gas a través de la parte inferior del primer lado en la sección de distribución de mezcla de aire-gas.
8. 8. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es colocado en un montaje de bandeja de quemador.
9. 9. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de puertos es colocada en secuencias de puertos que son paralelos y transversales al eje longitudinal de los lados.
10. 10. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el patrón de puertos suministra un patrón de calor uniforme o distribuido para calentar, en forma regular, la superficie por encima de la sección de distribución.
11. 11. Un montaje de bandeja de quemador, caracterizado porque comprende : una pared frontal, una pared trasera y una pared inferior que tiene un quemador de gas montado en la misma, el quemador de gas tiene una geometría de bucle abierto; una capa de aislamiento situada a lo largo del interior de la pared frontal, la pared trasera y la pared inferior; un sensor de temperatura que se extiende a través de la pared inferior; una entrada situada sobre el quemador de gas; y una válvula de entrada de gas y un soplador que se encuentran en comunicación fluida con una tubería de alimentación, en donde la tubería de alimentación se encuentra en comunicación fluida con la entrada.
12. 12. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el quemador de gas tiene una sección de distribución de mezcla de aire-gas, que a su vez tiene una pluralidad de lados.
13. 13. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de lados tiene una superficie superior de calentamiento .
14. 14. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la pluralidad de lados es un primer lado, un segundo lado y un tercer lado, y la entrada es situada sobre uno de la pluralidad de lados.
15. 15. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la superficie superior de calentamiento tiene una pluralidad de puertos situados sobre la misma.
16. 16. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el primer lado de la sección de distribución de mezcla de aire-gas tiene un difusor de distribución montado en la misma.
17. 17. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el difusor de distribución es localizado dentro de la sección de distribución de mezcla de aire-gas entre la entrada y la superficie superior de calentamiento a fin de proporcionar una presión equilibrada a través de todo el quemador de gas.
18. 18. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el difusor de distribución se extiende a lo largo de la pluralidad de lados hasta una distancia suficiente para equilibrar la presión en el quemador de gas y proporcionar características de llama uniforme distribuida a la superficie superior de calentamiento .
19. 19. El montaje de bandeja de quemador de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque además comprende un fogón situado por encima del quemador de gas en el lado opuesto del quemador de gas a partir de la pared inferior .
20. 20. El quemador de gas de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la bandeja de quemador comprende un fogón adyacente a la superficie superior de calentamiento en la distribución de mezcla de aire-gas.