PT109048A

PT109048A - Dispositivo de queimador

Info

Publication number: PT109048A
Application number: PT109048A
Authority: PT
Inventors: Miguel Pacheco Monteiro Luis; Nuno Fernandes Garcia Lima Duarte
Original assignee: Bosch Termotecnologia Sa
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-22
Also published as: EP3184892A1

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE A UM DISPOSITIVO DE QUEIMADOR (10) COM PELO MENOS UM ELEMENTO ESTRUTURAL (12), QUE APRESENTA UMA PLURALIDADE DE ORIFÍCIOS DE PASSAGEM (26) PARA UM FLUIDO DE COMBUSTÃO E QUE DISPONIBILIZA PELO MENOS UMA SUPERFÍCIE DE COMBUSTÃO (14).É SUGERIDO QUE O DISPOSITIVO DE QUEIMADOR (10) COMPREENDA PELO MENOS UM ELEMENTO ESTRUTURAL SECUNDÁRIO (16), QUE APRESENTA UMA PLURALIDADE DE ORIFÍCIOS DE PASSAGEM (28) PARA O FLUIDO DE COMBUSTÃO, QUE DISPONIBILIZA PELO MENOS UMA SEGUNDA SUPERFÍCIE DE COMBUSTÃO (18) E QUE, OBSERVADO AO LONGO DE UMA DIREÇÃO DE FLUXO PRINCIPAL (20) DO FLUIDO DE COMBUSTÃO, ESTÁ DISPOSTO DE FORMA ESPAÇADA EM RELAÇÃO AO ELEMENTO ESTRUTURAL (12).

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE QUEIMADOR"

Dominio técnico 0 presente pedido descreve um dispositivo de queimador. Estado da técnica Já foi sugerido um dispositivo de queimador com pelo menos um elemento estrutural, que apresenta uma pluralidade de orifícios de passagem para um fluido de combustão e que disponibiliza pelo menos uma superfície de combustão.

Divulgação da invenção A presente invenção parte de um dispositivo de queimador, particularmente de um dispositivo de queimador de gás, com pelo menos um elemento estrutural, que apresenta uma pluralidade de orifícios de passagem para um fluido de combustão e que disponibiliza pelo menos uma superfície de combustão. É sugerido que o dispositivo de queimador compreenda pelo menos um elemento estrutural secundário, que apresenta uma pluralidade de orifícios de passagem para o fluido de combustão, que disponibiliza pelo menos uma segunda superfície de combustão e que, observado ao longo de uma direção de fluxo principal do fluido de combustão, está disposto de forma espaçada em relação ao elemento estrutural.

Por um "dispositivo de queimador" neste âmbito deve entender-se particularmente pelo menos uma parte, particularmente um subgrupo construtivo, de um queimador, particularmente de um queimador de gás. Mais particularmente, o dispositivo de queimador pode igualmente compreender a totalidade do queimador, particularmente a totalidade do queimador de gás. 0 dispositivo de queimador está previsto particularmente para queimar um fluido de combustão e, simultaneamente, gerar pelo menos uma chama de aquecimento. Por "previsto" deve entender-se particularmente especificamente programado, disposto e/ou equipado. Pelo facto de um objeto estar previsto para uma determinada função deve entender-se particularmente que este objeto cumpre e/ou realiza esta função especifica em pelo menos um estado de aplicação e/ou operacional.

Por um "elemento estrutural" deve entender-se particularmente uma unidade estruturada particularmente macroscópica e vantajosamente oticamente visível, particularmente uma unidade passiva, que preferencialmente está adaptada a uma forma de uma unidade de distribuição de um queimador, particularmente de um queimador de gás. Mais particularmente, o elemento estrutural pode ser pelo menos parcialmente, preferencialmente pelo menos em grande parte e mais preferencialmente totalmente realizado a partir de um material poroso, tal como por exemplo um material sinterizado, um tecido, uma malha e/ou uma placa perfurada. Preferencialmente o elemento estrutural é realizado como um elemento treliçado. Pela expressão "pelo menos em grande parte" neste caso deve entender-se pelo menos 60%, vantajosamente pelo menos 70%, preferencialmente pelo menos 80% e mais preferencialmente pelo menos 90%. Por uma "unidade de distribuição" deve entender-se particularmente uma unidade que está prevista para distribuir o fluido de combustão, pelo menos essencialmente de forma homogénea, por uma zona definida, particularmente uma zona de combustão, do dispositivo de queimador, pelo que pode ser gerada uma frente de chama homogénea. 0 elemento de distribuição pode apresentar qualquer forma e/ou contorno conveniente do ponto de vista do perito na técnica, tal como por exemplo uma forma e/ou um contorno pelo menos parcialmente circular, esférico, prismático, elíptico, anular, cilíndrico e/ou paralelepipédico. Vantajosamente o elemento de distribuição é realizado como placa de distribuição e particularmente preferencialmente de forma arqueada, particularmente sob a forma de um revestimento de cilindro, preferencialmente de um revestimento de cilindro circular. Uma porosidade da unidade de distribuição está compreendida particularmente entre 2% e 25%, preferencialmente entre 4% e 20% e ainda mais preferencialmente entre 7% e 15%. Neste caso por "porosidade" de um objeto deve entender-se particularmente uma relação de um volume de espaço oco em relação a um volume total do objeto. Mais particularmente, uma distância mínima entre a unidade de distribuição e a unidade estrutural num estado montado é de no máximo 10 mm, vantajosamente de no máximo 5 mm, preferencialmente de no máximo 2,5 mm e mais preferencialmente de no máximo 1 mm. Particularmente preferencialmente a unidade estrutural assenta pelo menos em grande parte na unidade de distribuição.

Por um "elemento estrutural secundário" deve entender-se particularmente uma unidade estruturada particularmente macroscópica e vantajosamente oticamente visível, particularmente uma unidade passiva, que é realizada pelo menos parcialmente, preferencialmente pelo menos em grande parte e mais preferencialmente totalmente realizado a partir de um material poroso, tal como por exemplo um material sinterizado, um tecido, uma malha e/ou uma placa perfurada. Preferencialmente o elemento estrutural secundário é realizado como um elemento treliçado. Pelo termo "espaçado" deve entender-se particularmente que o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário delimitam um entreferro, que está disposto entre o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário.

Devido a uma forma de realização desta natureza pode ser disponibilizado um dispositivo de queimador da natureza acima referida com propriedades operacionais melhoradas. Mais particularmente, podem ser largamente evitados retornos de chama, particularmente retornos de chama sobre uma alimentação de um fluido de combustão. Além disso pode ser suprimido um arrefecimento complexo e/ou dispendioso de um queimador, particularmente de um queimador de gás, para evitar retornos de chama.

Além disso é sugerido que uma distância entre o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário é no máximo tão grande, que ainda é possível um salto de uma chama de combustão entre o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário. Mais particularmente, a distância máxima deve ser selecionada de modo a ser possível um salto da chama de combustão tanto do elemento estrutural para o elemento estrutural secundário como igualmente do elemento estrutural secundário para o elemento estrutural. A distância máxima varia em função de uma geometria específica e/ou de parâmetros específicos de um queimador, particularmente de um queimador de gás. Mais particularmente uma distância máxima pode ser determinada por experiências simples. Por conseguinte pode ser alcançada uma operação particularmente fiável do dispositivo de queimador.

Além disso é sugerido que uma parte da superfície dos orifícios de passagem do elemento estrutural seja de pelo menos essencialmente 50% em relação a uma superfície total do elemento estrutural. Preferencialmente uma parte da superfície dos orifícios de passagem do elemento estrutural secundário é de pelo menos essencialmente 50% em relação a uma superfície total do elemento estrutural secundário. Por conseguinte pode ser alcançada uma redução de pressão vantajosamente reduzida por meio do elemento estrutural e/ou por meio do elemento estrutural secundário.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção é sugerido que o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário pelo menos parcialmente sejam realizados essencialmente de forma idêntica. Mais particularmente, o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário podem ser realizados essencialmente de forma idêntica quanto a um material e/ou quanto a uma geometria. Por conseguinte podem ser vantajosamente reduzidos os custos de material e/ou de produção.

De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção é sugerido que o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário pelo menos parcialmente sejam realizados essencialmente de forma diferente. Mais particularmente, o elemento estrutural e o elemento estrutural secundário podem ser realizados essencialmente de forma diferente quanto a um material, quanto a uma geometria e/ou quanto a uma permeabilidade para o líquido de combustão. Por conseguinte pode ser possibilitada uma flexibilidade vantajosa da realização do elemento estrutural e do elemento estrutural secundário.

Além disso é sugerido um queimador de gás, particularmente um queimador de gás pré-misturador, com pelo menos um dispositivo de queimador de acordo com a presente invenção. Por conseguinte pode ser suprimido um arrefecimento complexo e/ou dispendioso do queimador de gás para evitar retornos de chama.

Além disso é sugerido um processo para a operação de um queimador de gás, em que em condições operacionais normais uma danificação do queimador de gás por retornos de chama é pelo menos largamente evitada por meio da disponibilização de uma segunda superfície de combustão. Mais particularmente, uma primeira superfície de combustão é disponibilizada por meio de um elemento estrutural. A segunda superfície de combustão é disponibilizada por meio de um elemento estrutural secundário. Por conseguinte podem ser pelo menos largamente evitadas danificações do queimador de gás por retornos de chama, particularmente retornos de chama sobre a alimentação do fluido de combustão. 0 dispositivo de queimador de acordo com a presente invenção não está limitado à aplicação e às formas de realização acima descritas. Mais particularmente, o dispositivo de queimador de acordo com a presente invenção pode apresentar um número de elementos, componentes e unidades individuais diferente do número referido no presente documento para alcançar um modo operacional descrito no presente documento.

Breve Descrição das Figuras

As demais vantagens são enunciadas na descrição das figuras que se segue. Nas figuras é representado um exemplo de realização da presente invenção. As figuras, a descrição e as reivindicações contêm inúmeras caracteristicas em combinação. Ao perito na técnica é fácil considerar estas caracteristicas individualmente ou reuni-las de modo a formar combinações úteis adicionais. A:

Fig. 1 apresenta um queimador de gás com um dispositivo de queimador, que apresenta um elemento estrutural e um elemento estrutural secundário;

Fig. 2 apresenta uma chama de combustão acima do elemento estrutural secundário;

Fig. 3 apresenta um salto da chama de combustão do elemento estrutural secundário para o elemento estrutural;

Fig. 4 apresenta um salto de retorno da chama de combustão para o elemento estrutural secundário, e;

Fig. 5 apresenta um queimador de gás com um dispositivo de queimador, que apresenta um elemento estrutural e um elemento estrutural secundário.

Descrição do exemplo de realização A Figura 1 apresenta uma representação simplificada de um queimador de gás (30) . O queimador de gás (30) é realizado como queimador de gás pré-misturador. No queimador de gás (30) é alimentado um fluido de combustão, particularmente uma mistura de gás de combustão-ar. O queimador de gás (30) apresenta um dispositivo de queimador (10) com um elemento estrutural (12) . O elemento estrutural (12) apresenta uma pluralidade de orifícios de passagem (26) para o fluido de combustão e disponibiliza uma primeira superfície de combustão (14) . O dispositivo de queimador (10) apresenta um elemento estrutural secundário (16), que apresenta uma pluralidade de orifícios de passagem (28) para o fluido de combustão, que disponibiliza pelo menos uma segunda superfície de combustão (18) . O elemento estrutural secundário (16), observado ao longo de uma direção de fluxo principal (20) do fluido de combustão, está disposto de forma espaçada em relação ao elemento estrutural (12). Uma distância (22) entre o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) é no máximo tão grande, que ainda é possível um salto de uma chama de combustão (24) entre o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16). O elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) são realizados como elementos treliçados. Uma parte da superfície dos orifícios de passagem (26) do elemento estrutural (12) é de pelo menos 50% em relação a uma superfície total do elemento estrutural (12). Uma parte da superfície dos orifícios de passagem (28) do elemento estrutural secundário (16) é de pelo menos 50% em relação a uma superfície total do elemento estrutural secundário (16) . 0 elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) pelo menos parcialmente podem ser realizados essencialmente de forma idêntica quanto a um material e/ou quanto a uma geometria. Alternativamente é igualmente possível que o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) sejam realizados essencialmente de forma diferente quanto a um material, quanto a uma geometria e/ou quanto a uma permeabilidade para o fluido de combustão.

As Figuras de 2 a 4 apresentam um salto de uma chama de combustão (24) durante uma operação do queimador de gás (30). A Figura 2 apresenta uma chama de combustão (24), que arde numa segunda superfície de combustão (18) disponibilizada pelo elemento estrutural secundário (16). Devido à proximidade direta da chama de combustão (24) em relação ao elemento estrutural secundário (16) são gerados um sobreaquecimento do elemento estrutural secundário (16) e uma irradiação de energia térmica (32) no espaço intermédio (34) entre o elemento estrutural secundário (16) e o elemento estrutural (12). Devido à energia térmica (32) irradiada é realizada uma inflamação do fluido de combustão existente no compartimento intermédio (34) e, por conseguinte, a chama de combustão (24) arde numa primeira superfície de combustão (14) disponibilizada pelo elemento estrutural (12) . Decorrido um período de tempo, que varia em função por exemplo de uma composição do fluido de combustão, a chama de combustão (24) salta de volta para a segunda superfície de combustão (18) disponibilizada pelo elemento estrutural secundário (16), conforme é ilustrado na Figura 3. 0 procedimento apresentado nas Figuras de 2 a 4 repete-se durante uma operação do queimador de gás (30).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de queimador com pelo menos um elemento estrutural (12), que apresenta uma pluralidade de orifícios de passagem (26) para um fluido de combustão e que disponibiliza pelo menos uma superfície de combustão (14), caracterizado por pelo menos um elemento estrutural secundário (16), que apresenta uma pluralidade de orifícios de passagem (28) para o fluido de combustão, que disponibiliza pelo menos uma segunda superfície de combustão (18) e que, observado ao longo de uma direção de fluxo principal (20) do fluido de combustão, está disposto de forma espaçada em relação ao elemento estrutural (12).
2. Dispositivo de queimador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) serem realizados como elementos treliçados.
3. Dispositivo de queimador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por uma distância (22) entre o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) ser no máximo tão grande, que ainda é possível um salto de uma chama de combustão (24) entre o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16).
4. Dispositivo de queimador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma parte da superfície dos orifícios de passagem (26) do elemento estrutural (12) ser de pelo menos essencialmente 50% em relação a uma superfície total do elemento estrutural (12).
5. Dispositivo de queimador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma parte da superfície dos orifícios de passagem (28) do elemento estrutural secundário (16) ser de pelo menos essencialmente 50% em relação a uma superfície total do elemento estrutural secundário (16).
6. Dispositivo de queimador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) serem pelo menos parcialmente realizados essencialmente de forma idêntica.
7. Dispositivo de queimador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento estrutural (12) e o elemento estrutural secundário (16) serem pelo menos parcialmente realizados essencialmente de forma diferente.
8. Queimador de gás, particularmente queimador de gás pré-misturador, caracterizado por compreender pelo menos um dispositivo de queimador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes.
9. Processo para a operação de um queimador de gás (30), caracterizado por em condições operacionais normais uma danificação do queimador de gás por retornos de chama (30) ser pelo menos largamente evitada por meio da disponibilização de uma segunda superfície de combustão (18).