PT97143A - Queimador de gas com mistura previa - Google Patents

Description

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Descrição referente à patente de invenção de Joh. Vaillant GmbH u. Go., alemã, industrial e comercial, com sede em Berg-hauser Strasse 40, D-5630 Rems-cheid, 1, República Eederal Ale mã, (inventores: Martina Hans-mann, Peter Lúbke, Rainer Otmin ghaus, Heinz Thomas e Konrad We ber, residentes na República Re deral Alemã), para “QUEIMADOR DE GÁS COM MISTURA PRÉVIA».

DESGRIQãO A presente invenção refere-se a um queimador de gás com mistura prévia com pelo menos um bico de gás e pelo menos um tubo misturador.

Tais queimadores de gás com mistura prévia são eo nhecidos numa multiplicitade de formas de realização com combustão atmosférica, isto é, o gás é conduzido através de um bico sob pressão (gás natural, gás liquefeito, gás da cidade) e o ar é arrastado e misturado através da fenda entre o bico de gás e a entrada do tubo misturador, arrastado pelo impulso do jacto de gás.

Verificou-se que a relação de mistura entre o gás e o ar primário varia em função do estado de serviço do queimador, isto é, conforme a amplitude do impulso do jacto de - 1 -

gás e a temperatura do queimador.

Com os requisitos crescentes da estabilidade da chama e da combustão pobre em produtos tóxicos, surge a neces, sidade de ajustar a relação de mistura entre o gás combustível e o ar primário de maneira muito precisa e constante em toda a gama de cargas e de serviço do queimador.

Para resolver este problema, foi proposto, de a-cordo com A 706/90, um dispositivo automático de comando da distancia para fazer variar a distancia do bico de gás à entrada do tubo misturador em função de uma temperatura deduzida pelo queimador.

Com estas medidas consegue-se ajustar a mistura gás/ar primário de maneira muito precisa e constante e portan

to realizar emissões de produtos tóxicos com C Η , ΪΙΌ e CO c x y x mais baixas.

Numa variante aperfeiçoada da presente invenção propõe-se que o dispositivo de comando da distancia seja formado como elemento de material de dilatação, cujo emissor esteja associado à câmara de combustão ou ao meio aquecido pela câmara de combus’tãó e cujo órgão de regulação esteja associado ao tubo misturador ou ao bico de gás.

Um outro objecto da presente invenção consiste em prever, para um queimador segundo a invenção, uma construção particularmente simples do dispositivo de ajustamento.

Portanto, de acordo cora a invenção propõe-se que, para variar a distância, o tubo misturador e o bico de gás possam deslocar-se mutuamente perpendicularmente ao seu eixo longitudinal.

Deste modo resulta uma construção muito simples, - 2 - sendo tamblm possível alterar queimadores já existentes do ti po mencionado. Além disso, resulta então também a vantagem de que, num queimador com vários tubos misturadores situados paralelos, é suficiente um orgão de regulação único.

Mediante o deslocamento mútuo dos bicos e dos tubos misturadores, varia-se a distancia entre a boca do bico de gás e o centro da entrada do tubo misturador. Além disso, obtém-se também uma alteração da relação de mistura, de modo que se amplifica a acção da variação da distância.

Segundo uma outra earacterística da presente inven ção, pode prever-se que o bico de gás seja suportado numa con duta susceptível de se deslocar perpendicularmente ao eixo longitudinal do bico de gás e ebapas de regulação mantidas a-fastadas desta conduta.

Deste modo, resulta, de uma maneira muito simples, uma ligação do bico de gás e um ajustamento comum dos bicos de gás, resultando assim uma solução construtiva muito simples.

Em princípio poderiam tamblm ligar-se entre si os tubos mistu radores e ajusta-los em conjunto. Mas isso exige, devido à massa considerável dos tubos misturadores, quando comparada com a massa dos bicos de gás, uma grande complicação construtiva.

Segundo uma outra earacterística da presente invenção, pode prever-se que as chapas de regulação colaborem com batentes fixos.

Deste modo resulta uma alteração da posição das chapas de regulação pelo desloeamento da conduta.

Segundo uma outra forma de realização da presente invenção pode prever-se que as chapas de regulação sejam fei- - 3 - jy„

tas de tiras bimetálicas ou que estejam ligadas com as mesmas.

Nesta solução obtém-se uma influência directa do ajustamento das chapas de regulação pela temperatura reinante na câmara de combustão e portanto uma influência do fluxo na zona'entre o bico de gás e o tubo misturador, que actua no funcionamento do queimador.

Outras variantes e formas aperfeiçoadas vantajosas da presente invenção resultam das reivindicações secundárias, dos exemplos de realização da presente invenção, descri tos com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1 um queimador de gás atmosférico com um tubo de combustão único para uma caldeira ou para um reservatório de água quente; A fig. 2, um queimador com grelha com várias cama ras de combustão cada uma das quais alimenta um bico misturador, para um aquecedor de água com circulação; A fig. 3, um queimador de gás com mistura prévia para um calorífero de sala; A fig. 4, uma vista de cima de um outro queimador de gás com mistura prévia segundo a presente invenção; e A fig. 5 um queimador de gás com mistura prévia numa representação esquemática.

Um queimador de gás com mistura prévia atmosférico é constituído, de acordo com a fig. 1, por um tubo de combustão ou uma câmara de combustão (1), que apresenta, numa de terminada zona (2) na face superior, aberturas de saída mistu radoras de combustão (3), nas quais se formam chamas de com- - 4 -

bustão (4)· No espaço interior (5) da câmara de combustão desemboca um tubo misturador (6), cuja entrada (7) estreita em forma de funil. A uma distância (S) da entrada (7) do tubo mis turador (6) está um bico de gás (8), cujo eixo longitudinal médio (9) está alinhado com o eixo longitudinal médio do tubo misturador (6). 0 bico de gás (9) está ligado a uma conduta de gás (10) para gás da cidade, gás liquefeito ou gás natural.

Nesta conduta (10) está montada uma válvula magné tica (12) dependente de um electroíman (11). Por meio da válvula e do electroíman (12/11) pode ajustar-se o caudal de gás através do bico entre os valores 0 e uma carga parcial ou a plena carga, de maneira contínua ou escalonada. A distância (S) entre a saída do bico de gás (8) e a entrada (7) do tubo misturador (6) é, segundo presente in venção, ajustável. Para isso previu-se um dispositivo (13) de comando da distância ao qual está associado um emissor de valor prescrito (14). Ao dispositivo (13) de ajustamento da dis tãncia I fornecido um valor actual, através de um sensor de temperatura (15) e de uma linha de medida (16), medindo o sen sor de temperatura, no quadro deste exemplo de realização da fig. 1, a temperatura da câmara de combustão (1), de preferên cia a temperatura da parte da câmara de combustão que está as sociada a zona (2) das aberturas de saída (3) da mistura de combustão. 0 dispositivo de comando da distância funciona de modo tal que, quando o queimador está frio, a distância (S) é mínima, enquanto que com o queimador quente, em funcionamento estã num valor máximo para a carga máxima. Para valores de car ga parcial, a distância (S) é dada de maneira contínua, ou por degraus, entre esses valores.

No exemplo de realização da fig. 1, o bico de gás (B) está rigidamente associado a uma caixa na qual é enrosca- - 5 -

'} do. A entrada (7) do tubo misturador (6) está apoiada de maneira movei e a distancia ajustável relativamente à caixa. Neste caso todo o tubo misturador pode, mas não é necessário que assim seja, ser móvel com a câmara do queimador (1), bastando que uma parte do tubo misturador esteja a uma distância ajustável do bico de gás (8). Nesse caso o restante do queimador pode estar rigidamente fixo, apenas sendo então necessário que haja para a mistura gás-ar na câmara interior (5) do tubo misturador (6) uma vedação de fole ou uma vedação deslizante.

Uma tal vedação deslizante tem a forma de uma man ga (18), mostrada na fig, 1. Neste caso, a câmara ou as câmaras de combustão podem estar montadas na caixa, em especial quando a caixa envolve a câmara de combustão na qual estão montadas as câmaras de combustão.

Com referência à fig. 2, descreve-se em pormenor uma variante da presente invenção:

Aqui a presente invenção é utilizada num aquecedor de água com circulação, cujo permutador de calor (19) está ligado com uma bomba de circulação (20) na conduta de retorno (21) e uma conduta de ida (22) provida do sensor de tem peratura (15). 0 sensor de temperatura (15) detecta aqui uma temperatura derivada do queimador, designadamente a temperatu ra do ramo de ida da água aquecida pelo queimador de gás atmosférico com mistura prévia (23). Trata-se aqui de um denomi nado queimador de grelha, que apresenta um certo número de ca maras de combustão individuais (1), umas ao lado das outras. Cada uma das câmaras de combustão é alimentada por um tubo misturador (6) que é formado como injector, cuja entrada (7) está à distância (S) do respectivo bico de gás (8). Os injec-tores individuais (8) estão associados, cada um, a um tubo distribuidor de gás (24), todos a jusante da valvula (12) da conduta de gás (10) e estão montados de maneira deslizante no ", Ί-·' ;JÍ*" respectivo tuPo distriPuidor de gás. O dispositivo de comando da distância (13) faz variar, em função da temperatura da con duta de"ida, a distância (S) entre os injectores e a entrada do tuPo misturador é actua neste exemplo de realização em cada injector. De maneira conveniente, no caso de um injeotor de gás, esse injector e, no caso de vários injectores todos eles, deslizam no sentido da entrada fixa do tuPo misturador. Para isso previu-se um suporte dos injectores. 0 valor da dis tância é igual ao ilustrado na fig. 1. Esta forma de realização tem a vantagem de não ser necessário deslocar a totalidade das câmaras de comPustão (1), relativamente pesadas, do queimador de gás com mistura previa atmosférico, mas sim apenas os Picos de gás, relativamente leves. 0 dispositivo de comando da distância (13) á cons tituido por um elemento de material de dilatação, do género conhecido por exemplo de uma válvula de termostato de uma injs talação de aquecimento. 0 elemento de material de dilatação está equipado com um emissor que corresponde ao detector de temperatura (15)» sendo a ligação entre o emissor e o elemento de material de dilatação formada por um tuPo capilar, que corresponde à conduta (16). Quanto mais aquecida for a caPeça, maior Γ a faixa de ajustamento de um embolo do elemento de ma terial de dilatação, sendo este movimento de ajustamento no sentido de um órgão de ajustamento no tuPo misturador (6) ou, respectivamente, do Pico de gás (8).

De passagem, nota-se ainda um regulador (25) ao qual está associado um sensor da temperatura exterior (26), a través de uma conduta de medição (27), funcionando o regulador nas suas saídas no motor ellctrico (11) ou no motor de aç cionamento da PomPa (20).

No exemplo de realização da fig. 3 trata-se da u-tilização da presente invenção num aquecedor de ar. 0 permuta - 7 - Μ , ϊτπ·ν .Γ^γ^·**'**'-* ^*-'· dor de calor (19) é feito sob a forma de um permutador entre os gases de saída e o ar, ao qual é levado ar fresco através de uma conduta de entrada de ar (30),na qual se coloca um ven tilador (32) accionado por um motor elletrico (31) e do qual se retira o ar fresco aquecido através de uma conduta de saída de ar (23) para aquecimento de um ou mais compartimentos de uma habitação. A outra parte do permutador de calor está situada na conduta dos gases de saída (34) de uma câmara de combustão (35) que é aquecida pelo queimador de gás atmosfêri co com mistura prévia (23)· À conduta dos gases de escape (34) está associado o sensor "de temperatura (15)» cujo tubo capilar (16) está associado a um ou vários tubos misturadores (6) do queimador (23). Aqui é todo o queimador que é deslocado pelo dispositivo de comando da distância (13)» estando o mesmo apoiado de maneira deslizante e podendo deslocar-se no sentido do trajecto (S). 0 queimador ou os queimadores de gás (8) apoiam-se fixos na caixa (15)·

Saliente-se nesta altura o facto de que a decisão de serem susceptíveis de se deslocar os queimadores de gás e/ /ou os tubos misturadores (8) é independente do tipo de utili zação. Qualquer dos dois tipos de ajustamento da distância é possível em qualquer dos exemplos de realização das fig. 1 a 3. Além disso, para a presente invenção é indiferente a existência de um ou mais bicos de gás (8) ou de um ou vários tubos misturadores (6). É também indiferente se se desloca todo o queimador ou todo o tubo misturador ou apenas uma parte dos mesmos, designadamente a entrada. íinalmente também pode usar-se em vez do dispositivo de ajustamento da distância de funcionamento hidráulico um de funcionamento eléctrico ou pneumático, ou fazer uma sim pies ligação mecânica, podendo fazer-se o accionamento do dis positivo de comando da distância por exemplo também através de um dispositivo bimetálioô. Além disso podem usar-se motores passo-a-passo. Pinalmente I também possível comandar o ajusta - 8 -

mento da distancia a partir do produto da combustão, caso em que seria previsto um sensor nos gases de escape que medisse a emissão de matérias toxicas. A distância seria então ajusta da no sentido de obter o mínimo dessas matarias toxicas.

Ho queimador segundo a presente invenção ilustrado na fig. 4 e na fig. 5, o tubo misturador (6) está dotado na sua zona de entrada com uma secção (40) que se alarga no sentido do bico de gás a que se segue uma secção (41) que se alarga ao contrário do queimador na fig. 4» não representado com mais pormenor. Neste caso, colocam-se numa zona cilíndrica (42) entre as duas referidas secções, janelas (43) sob a forma de aberturas da parede desta secção (42). A seguir à secção (42), previu-se uma secção (41) que se alarga para o queimador. Monta-se entlo na zona de transição da secção no interior do tubo misturador (6) um suporte (44) para um corpo de estancamento.

Na posição inicial do queimador, isto é, com o queimador frio, o eixo do tubo misturador (6) está alinhado com o eixo do bico de gás (8j, montado numa conduta (10).

Esta conduta (10) é comandada por meio do orgão de regulação (13), que está sob a influência da temperatura do queimador (1) medida,pelo sensor de temperatura (15) e pela sua carga.

Então a conduta (10) é suportada de maneira desli zante na sua direcçao axial (seta) e pode ser deslocada da dis tancia (S*) a partir da posição inicial, na qual estão alinha dos os eixos dos bicos de gás (8) e do tubo misturador (6), como se mostra na fig 5.

Além disso, a conduta (10) suporta, de maneira - 9 -

oseilante, uma chapa de regulação (46). Esta chapa colabora com batentes fixos (47). Deste modo, quando se verifica um deslizamento da conduta (10), obtém-se uma alteração da posição da chapa de regulação (46) e portanto uma variação das condições de escoamento na zona entre a boca do bico de gás (8) e a entrada do tubo misturador (6), que altera o funciona mento do queimador. .Neste caso, quando a temperatura do queimador sobe, a conduta (10) e deslocada, de modo que os bicos de gás (8) desviam-se do alinhamento com o tubo misturador (6) cada vez mais, de forma que a distância (S) entre os pontos médios das bocas dos bicos de gás e Õ centro da entrada do tubo misturador (6; aumenta.

Além disso, pelo deslocamento dos bicos de gás (8) há um deslocamento da zona de aplicação do jacto de gás (49) que sai dos bicos de gás (8), de modo que resulta uma ac ção favorável nas condições de funcionamento do queimador.

No exemplo de realização representado de um queimador estão também montadas outras chapas de regulação (48) na zona da entrada do tubo misturador (6), formadas por tiras de material bimetálico, variando a sua posição de acordo com a temperatura reinante nesta zona e portanto influenciando as condições de escoamento do ar fresco que se escoa para a entrada do tubo misturador (6).

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Claims (1)

1. ^sxassasg. %a* tli? ‘4 £ .*** RSHISDIC ACSSS - 1» - Queimador de gás eom mistura prévia eom pelo menos um Mco de gás e pelo menos um tubo misturador, caracteri zado por se prever um dispositivo (13) de comando automatizo da distância para fazer variar a distância (s) do bico de gás (8) à entrada (7) do tubo misturador (6), em função de uma temperatura derivada do queimador (23)· - 2* - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dispositivo de comando da distância apresentar um emissor (15) e um órgão de regulação (13), estando o emissor associado à câmara de combustão (35) ou a um meio aquecido pelo queimador"(l) e o seu órgão de regulação (13) associado ao tubo misturador (6) ou ao bico de gás (8). - 3* - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o dispositivo de comando da distância ser formado como elemento de material de dilatação, cujo emissor (15) está associado através de um tubo capilar a uma câmara do queimador (1), a uma conduta de ida (22) ou a uma via de escape dos gases (34) do queimador de gás com mistura prévia (23) e cujo órgão de regulação está associado a um bico de gás móvel (8) ou a uma entrada móvel (7) de um tubo misturador (6)» - 4& - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com 11 -

   as reivindicações 1 a 3, caracterizado por o dispositivo de comando da distância compreender um motor passo-a-passo ou um dispositivo aecíonador Mmetálieo. - 5* - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a entrada (7) do tubo misturador (6) estar ligada com o tubo mistura dor (6) de modo a poder ajustar a sua distância, através de uma manga, de um fole ou similar. - 6* - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5» caracterizado por, para al terar a distância (s·)» o tubo misturador (6) poder desloear--se transversalmente em relação ao eixo longitudinal do bico de gás (8) variando a distância a este último. - 7^ - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o bico de gás (8) estar suportado numa conduta (10’) de alimentação dos gases, móvel transversalmente em relação ao eixo longitudinal do bico de gás e afastar ebapas de regulação (46) suportadas de maneira oscilante por esta conduta (IO1). - 8δ - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as chapas de regulação (46) colaborarem com batentes fixos (47). 12 - - 9ã - Queimador de gás com mistura prévia de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as chapas de regulação serem feitas de tiras himetálicas ou estarem ligadas a tais tiras himetálicas. A requerente reivindica as prioridades dos pedidos de patente austríacos apresentados em 27 de Março de 1990 e em 12 de Março de 1991, soh os nQs 706/90 e 533/91, respec-tivamente. Lisboa, 26 de Março de I991 t

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