PT737838E - Dispositivo de alimentacao de um queimador a gas - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE ALIMENTAÇÃO DE UM QUEIMADOR A GÁS" A invenção refere-se a um dispositivo de alimentação para queimadores a gás e visa mais particularmente assegurar um bom acendimento, isto é instantâneo, seguro e fiável destes queimadores mantendo sempre um óptimo funcionamento fora do período de acendimento.

Conhece-se já a partir da patente EP-B-0 157 375 um dispositivo de alimentação de um queimador com uma mistura de gás combustível e de gás comburente que compreende: - uma conduta principal de alimentação de gás combustível, - um meio de alimentação de gás comburente, - uma conduta de enriquecimento de gás combustível, - uma câmara de mistura do gás combustível e do gás comburente, adequada para comunicar com o referido queimador, na parte a jusante segundo o sentido da circulação do gás combustível, na qual se unem, na parte a montante, a conduta principal de alimentação de gás combustível e o sistema de alimentação de gás comburente, - uma válvula para permitir ou interromper a passagem do gás combustível igualmente na conduta de enriquecimento, e - meios de controlo para comandar a abertura da válvula unicamente durante o período de acendimento do queimador e comandar o fecho desta válvula no fim do período de acendimento do queimador. 1 LZa ^^

Mas, no dispositivo de alimentação descrito nesta patente, o gás combustível conduzido pela conduta principal e o gás combustível conduzido pela conduta de enriquecimento são encaminhados por duas vias (condutas) distintas até ao queimador.

Por consequência, só uma parte da mistura será enriquecida. Este facto não permite dispor de uma boa homogeneidade da mistura gás combustível/gás comburente em toda a zona de combustão. A mistura corre portanto o risco de ser demasiadamente rica em gás combustível em certas partes e demasiadamente pobre noutras partes, e poderá então haver dificuldade em acender-se. Se, para obviar a esta dificuldade de acendimento, se se enriquecer a mistura de gás combustível, corre-se o risco de perturbar as características de combustão, portanto o rendimento do queimador uma vez o regime transitório de acendimento ter terminado, sem por isso se ter obtido um bom acendimento realmente fiável.

Por outro lado, a patente GB-B-2 221 026 descreve um queimador a gás destinado a produzir um efeito visual de chama e compreendendo: - uma conduta principal de alimentação de gás combustível, - meios de alimentação de gás comburente, - uma conduta de enriquecimento da mistura de gás combustível, em derivação da conduta de alimentação de gás combustível, e - uma câmara de mistura de gás combustível e de gás comburente, adequada para comunicar com o referido queimador, na parte a jusante segundo o sentido da circulação do gás combustível, e na qual se ligam, na parte a montante, a conduta principal de alimentação de gás combustível, os meios de alimentação de gás comburente, e numa realização possível, a conduta de enriquecimento da mistura de gás combustível, e 2

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- uma válvula para interromper a passagem do gás combustível na conduta de enriquecimento a fim de queimar a fuligem acumulada.

Contudo, numa utilização normal, este queimador funciona em permanência com mistura enriquecida (fora do período de acendimento). Este queimador não responde portanto ao problema da invenção (que permanece indiferente a qualquer efeito visual), dado que o funcionamento normal é deteriorado (mistura de combustão demasiadamente rica), o que se traduz por um consumo excessivo de gás combustível e por uma produção de fuligem e certamente de outros produtos não desejados.

Nestas condições, a presente invenção tem portanto mais particularmente por objecto aperfeiçoar a alimentação dos queimadores a gás, sobretudo dos queimadores radiantes dotados com placa cerâmica, quer dizer de queimadores do tipo tocha, a fim de assegurar um acendimento rápido e fiável da mistura gasosa, assim como um bom rendimento em funcionamento fora do período de acendimento, tudo isto em condições economicamente satisfatórias.

De acordo com a invenção, o dispositivo de alimentação proposto para resolver este problema caracteriza-se, em relação à estrutura de base citada na patente EP-B-0 157 375 considerada como a técnica anterior mais próxima, por a conduta de enriquecimento de gás combustível ser ligada em derivação sobre a conduta de alimentação de gás combustível e ser ligada a jusante à referida câmara de mistura.

Assim, resolvem-se os problemas já invocados enriquecendo-se a montante da câmara de mistura (de preferência de 10 a 20%) , de modo a obter uma mistura de riqueza homogénea em combustível e comburente antes de alimentar o queimador, ao contrário da patente EP-0 157 375 3 V Γ u que, separando as condutas principal e de enriquecimento vai apenas permitir enriquecer pontualmente (no único nível de uma zona de acendimento) o queimador.

Para evitar qualquer ambiguidade, define-se na invenção "período de acendimento" como o período, que corresponde ao mínimo tempo de ignição ou de inflamação para um dispositivo de acendimento, antes do regime nominal estável de combustão.

Um outro problema resolvido pela invenção consiste em poder por um lado cortar a chegada geral de gás e por outro lado obter facilmente uma riqueza da mistura gasosa que seja adaptada às condições de acendimento regulando sempre a riqueza em condições de funcionamento normal para se obter um rendimento óptimo. A solução da invenção consiste num meio de comando que permite a chegada em simultâneo de gás nas condutas principal e de enriquecimento de gás combustível, e igualmente regular a pressão. A vantagem desta solução é a obtenção de uma boa estabilidade da chama e um excelente rendimento enriquecendo em cada uma das fases, acendimento ou funcionamento normal, nem demais nem demenos e isto qualquer que seja o gás combustível utilizado (gás de síntese, gás de petróleo, gás natural, ...), e igualmente poder facilmente comandar a chegada geral de gás.

Verificou-se que a solução geral da invenção permite além disso alimentar vários queimadores a partir de um único dispositivo de alimentação. Para isso, as condutas principal e de enriquecimento dividem-se cada uma delas em vários ramais a montante da câmara de mistura, a qual compreende uma caixa múltipla compreendendo pelo menos duas vias curvadas em joelho unidas entre si a montante por um troço transversal ao qual é ligado o meio de alimentação de gás comburente, ligando-se cada via a jusante a um queimador e ligando-se 4 V !—^ ^

cada ramal das referidas condutas de gás combustível principal e de enriquecimento à câmara de mistura sensivelmente no plano geral da via correspondente. Esta solução permite alimentar vários queimadores com uma mistura homogénea e correctamente doseada, tendo apenas um dispositivo de alimentação, a fim de reduzir o custo sobretudo de fabrico do conjunto e o tempo de regulação do queimador.

Por outro lado, revelou-se importante procurar optimizar a homogeneidade da mistura gás combustível/gás comburente. De acordo com uma característica da invenção, as condutas de gás combustível principal e de enriquecimento unem-se com vantagem para esse efeito à câmara de mistura de forma sensivelmente perpendicular uma à outra e na proximidade uma da outra e o gás comburente desemboca, num local, na câmara de mistura na proximidade imediata do local da união das referidas condutas de gás combustível principal e de enriquecimento e de forma sensivelmente perpendicular a cada uma destas condutas. Esta solução permite criar um regime benéfico de escoamento turbulento destes gases, que é propício à sua mistura.

Outras características e vantagens da invenção serão deduzidas da descrição que se segue, feita com referência aos desenhos em anexo nos quais: - a figura 1 é um esquema do dispositivo da invenção, - a figura 2 é um esquema do funcionamento de uma realização preferida do meio de comando de chegada de gás combustível.

Um meio de mistura de gás comburente e de gás combustível, no desenho uma câmara de mistura 16, é alimentado com gás comburente por meio de um ventilador 10, e com gás combustível por meio de uma conduta principal 8 e uma 5 r conduta de enriquecimento 6. Esta câmara de mistura alimenta com mistura gasosa pelo menos um queimador.

No caso ilustrado, o dispositivo alimenta dois queimadores 14a, 14b. A câmara de mistura 16 compreende uma caixa múltipla que é constituída por duas vias curvadas em joelho (a e b). Um troço transversal 17 sobre o qual é fixado em posição sensivelmente central o ventilador 10 une a montante estas duas vias. As condutas principal e de enriquecimento em gás combustível dividem-se em dois ramais antes da introdução de gás no meio de mistura. Em cada um destes ramais, as duas condutas desembocam de forma sensivelmente perpendicular entre si e na proximidade uma da outra, no plano geral da via correspondente, na câmara de mistura (para a extremidade a montante 18 das vias a e b) sendo cada uma disposta de forma sensivelmente perpendicular e na proximidade imediata da chegada de ar comburente. Com efeito, o ar comburente, insuflado pelo ventilador 10, divide-se no troço central 17 em dois fluxos que circulam na direcção de cada uma das vias da câmara de mistura. Estas chegadas perpendiculares têm por objectivo realizar uma mistura óptima dos gases combustível e comburente criando desde a parte a montante da câmara, um regime turbulento de escoamento destes gases o que é completado pela forma em joelho da câmara de mistura.

Uma válvula 4 colocada na conduta de enriquecimento 6, permite interromper o débito de gás combustível que circula nesta conduta, enquanto que um meio de comando 2 permite ou impede a chegada de gás combustível nas condutas principal 8 e de enriquecimento 6 de gás combustível. No desenho, este meio é constituído por uma electro-válvula que permite igualmente a regulação da pressão, portanto do débito, nas condutas principal e de enriquecimento em gás combustível em complemento dos injectores 12a e 12b. Os injectores 12a e 12b regulam portanto o débito, isoladamente ou em complemento com 6 Γ ο meio de comando 2 segundo se utilize ou não o seu sistema de regulação. A seta 1 mostra o sentido de alimentação em gás da electro-válvula principal.

De acordo com uma realização preferida, o meio de comando 2 possui uma via de chegada de gás e duas vias de saída principal e de piloto nas quais se ligam respectivamente a conduta principal de alimentação 8 e a conduta de enriquecimento 6 de gás combustível. A título de exemplo, poder-se-á sobretudo utilizar uma electro-válvula "SIT 822 NOVA" cujo esquema de funcionamento simplificado é dado na figura 2. Nesta figura, a referência 30 representa a chegada geral de gás combustível, as referências 32 e 34 respectivamente a conduta principal de alimentação 8 e a conduta de enriquecimento 6 em gás combustível, as referências 36 e 38 duas válvulas e a referência 40 um regulador de pressão. No caso da invenção, a válvula 38 não é utilizada (deixada aberta) enquanto que a válvula 36 comanda a chegada simultânea de gás combustível nas duas condutas 6 e 8. Finalmente, o regulador de pressão 40 regula a pressão, portanto o débito, na conduta principal de alimentação de gás comburente.

Um método de realização consiste vantajosamente em utilizar um débito de enriquecimento representando cerca de 10 a 20% do débito principal. Esta quantidade relativamente importante de gás de enriquecimento permite obter um acendimento conveniente, rápido e seguro dos queimadores enriquecendo de forma homogénea o conjunto do gás injectado durante este período, permitindo sempre um funcionamento óptimo em condições normais de utilização dado que o débito de enriquecimento apenas é injectado durante o ciclo de acendimento. A caixa de controle 20 permite coordenar a sucessão de operações de um ciclo de acendimento preferido: 7 - liga-se o ventilador, - quando o gás comburente atinge a pressão desejada, o acendedor 22 cria uma alta tensão entre os eléctrodos 19 durante o acendimento que provoca uma descarga susceptível de inflamar o gás no momento determinado, - abre-se ao mesmo tempo a válvula 4, - algumas fracções de segundos depois (para evitar a acumulação da mistura gasosa de combustão), abre-se o dispositivo de comando 2, permitindo ao gás combustível passar pelas condutas principal e de enriquecimento, - ao fim de cinco segundos (tempo necessário para garantir um bom acendimento), o acendedor cessa de criar uma tensão nos eléctrodos, - simultaneamente ou pelo menos tão rapidamente (na ordem de alguns segundos a algumas dezenas de segundos), fecha-se o dispositivo de comando 4, o gás combustível deixa de circular na conduta de enriquecimento, - o queimador encontra-se então em funcionamento em regime nominal.

Pode prever-se enriquecer assim temporariamente a mistura útil no funcionamento em regime nominal, em cada ciclo de acendimento, e não unicamente no primeiro (na primeira utilização quando a instalação está fria). A invenção não é obviamente de modo algum limitada ao modo de realização atrás descrito. Assim, pode prever-se qualquer outro dispositivo que comande a passagem de gás pela conduta de enriquecimento em gás combustível como seja uma simples válvula ou outro dispositivo de acendimento como por exemplo um dispositivo pirofórico ou piezo-eléctrico.

Lisboa, 16 de Fevereiro de 2000

AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims (5)

1. V ^^

   REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de alimentação com pelo menos um queimador de uma mistura de gás combustível e de gás comburente compreendendo: - uma conduta principal de alimentação de gás combustível (8) , - um meio de alimentação de gás comburente (10), - uma conduta de enriquecimento (6) de gás combustível, - uma câmara de mistura (16) do gás combustível e do gás comburente, adequada para comunicar com o referido queimador (14), a jusante segundo o sentido da circulação do gás combustível, e à qual se unem, a montante, a conduta principal de alimentação de gás combustível (8) e o meio de alimentação de gás comburente (10), - uma válvula (4) para permitir ou interromper a passagem do gás combustível igualmente na conduta de enriquecimento (6) em gás combustível, e - meios de controlo (20) para comandar a abertura da válvula (4) unicamente durante um período de acendimento do queimador e comandar o fecho desta válvula no fim do período de acendimento do queimador, caracterizado por a conduta de enriquecimento (6) em gás combustível ser ligada em derivação à conduta de alimentação de gás combustível (8) e se unir à jusante a referida câmara de mistura.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender igualmente um meio de comando (2) colocado a montante da conduta de derivação para comandar e/ou regular a passagem simultânea de gás combustível nas condutas principal e de enriquecimento. 1
3. 3. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por as condutas principal e de enriquecimento se dividirem cada uma em vários ramais (6a, 6b; 8a, 8b) a montante da câmara de mistura, a qual compreende uma caixa múltipla contendo pelo menos duas vias curvadas em joelho unidas entre si a montante por um troço transversal sobre o qual se liga o meio de alimentação de gás comburente, unindo-se cada via a jusante a um queimador e ligando-se cada ramal das referidas condutas de gás combustível principal e de enriquecimento à câmara de mistura sensivelmente no plano geral da via correspondente.
4. 4. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por as condutas de gás combustível principal e de enriquecimento se unirem a uma zona a montante (18) da câmara de mistura, de modo sensivelmente perpendicular entre si e na proximidade uma da outra e o gás comburente desembocar localmente na câmara de mistura na proximidade imediata do local da união das referidas condutas de gás combustível principal e de enriquecimento e de modo sensivelmente perpendicular a cada uma destas condutas.
5. 5. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 4, caracterizado por o meio de comando (2) compreender uma electro-válvula possuindo uma chegada geral (30) e duas vias de saídas principal e piloto às quais se unem respectivamente a conduta principal de alimentação (8) e a conduta de enriquecimento (6) em gás combustível. Lisboa, 16 de Fevereiro de 2000 AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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