MXPA98010070A - Calentador de agua encendido con gas que tiene un ensamble de quemador extremo de fondo y de piloto removible montado en una placa - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un calentador de agua que comprende:un tanque adaptado para mantener una cantidad de agua;una cámara de combustión dispuesta por debajo del tanque y que tiene una estructura de pared lateral de fondo generalmente horizontal con una abertura de montaje de quemador extendiéndose hacia arriba a través de la misma;una estructura de placa de montaje asegurada por debajo de la estructura de pared lateral de fondo;un aparato para asegurar removiblemente asegurado a la estructura de placa de montaje hacia la estructura de pared lateral de fondo por encima de las aberturas de montaje del quemador;un quemador de combustible asegurado a la estructura de placa de montaje, para eliminar hacia abajo con el mismo desde la estructura de pared lateral de fondo, y proyectándose por encima dentro de la cámara de combustión a través de la abertura de montaje del quemador;un dispositivo de válvula de combustible;una línea de suministro de combustible dispuesta en forma externa a la cámara de combustión y operativamente conectada directamente al quemador de combustible, una línea de suministro de combustible es acoplada removiblemente al dispositivo de válvula de combustible y prevenir la eliminación por debajo de la estructura de placa de montaje de la estructura de pared lateral de fondo y asíla eliminación del quemador de combustible desde la cámara de combustión, hasta la línea de suministro de combustible que es desacoplado desde el dispositivo de válvula;y una ruta de entrada de aire a través de la cual el aire de combustión puede fluir hacia la cámara de combustión.

Description

CALENTADOR DE AGUA ENCENDIDO CON GAS QUE TIENE UN ENSAMBLE DE QUEMADOR EXTREMO DE FONDO Y DE PILOTO REMOVIBLE MONTADO EN UNA PLACA. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención generalmente se refiere a calentadores de agua encendidos con combustible y, en una modalidad preferida de la misma, más particularmente proporciona un calentador de agua encendido con gas que tiene incorporado en el mismo un ensamble de quemador extremo de fondo y de piloto removible montado en una placa especialmente diseñado circunscrito a través de una estructura de consumo de aire de combustión de detención de flama. Los calentadores de agua residenciales y comerciales encendidos con gas generalmente se forman incluyendo un tanque de almacenamiento de agua cilindrico vertical con un quemador de gas dispuesto en una cámara de combustión por abajo del tanque. El quemador es suministrado con un gas combustible a través de una línea de suministro de gas, y aire de combustión a través de una o más aberturas de entrada de aire proporcionando comunicación entre el aire ambiental y el interior de la cámara de combustión. Los calentadores de agua de este tipo general, son extremadamente seguros durante la operación. Sin embargo, cuando se almacena o se utiliza inapropiadamente gasolina u otros líquidos inflamables cerca del calentador de agua, puede existir la posibilidad de que los vapores inflamables entren en el consumo de aire del calentador de agua. Existe una teoría de que tales vapores pueden ocasionar la combustión secundaria y que ésta ocurra dentro de los confines de la cámara de combustión del calentador de agua. Por consiguiente, es posible que la flama resultante se propague fuera de la cámara de combustión hacia el ambiente externo alrededor del calentador de agua como resultado de seguir la trayectoria de consumo del vapor inflamable. En calentadores de agua convencionalmente construidos de este tipo general, se proporciona típicamente una puerta de acceso a la cámara de combustión en una porción de pared lateral vertical del calentador de agua, con líneas de suministro de gas de calentador y piloto extendiéndose horizontalmente a través de la puerta de acceso hacia la cámara de combustión y conectadas a sus estructuras de quemador y piloto asociadas dentro de la cámara de combustión. Este diseño de puerta de acceso posiblemente puede proporcionar una trayectoria de fuga potencial entre la cámara de combustión y el exterior del calentador, de agua. Otra trayectoria de fuga potencial esta presentada por el pasaje de entrada utilizado para hacer fluir el aire de combustión ambiental hacia la cámara de combustión. Para diseños de calentadores de agua que se enfocan en el control de la ubicación de la entrada de vapores inflamables que pasan hacia la cámara de combustión, podría ser deseable proporcionar una estructura de acceso sellado para la cámara de combustión y evitar la entrada de vapores inflamables hacia la cámara de combustión a través de una trayectoria de flujo hacia adentro de aire de combustión no pretendida. La presente invención está dirigida a estos objetos. Para llevar a cabo los principios de la presente invención, de acuerdo con una modalidad preferida de la misma, se proporciona un calentador de agua encendido con combustible, mejorado. El calentador de agua representativamente es un calentador de agua encendido con gas, pero alternativamente puede ser un calentador de agua encendido con aceite, e incluye un tanque adaptador para mantener una cantidad de agua y una cámara de combustión dispuesta por abajo del tanque y que tiene una estructura de pared lateral de fondo con una abertura de montaje de quemador extendiéndose hacia arriba a través de la misma. Una estructura de placa de montaje esta asegurada a la parte debajo de la estructura de pared lateral de fondo, sobre la abertura de montaje del quemador, y se remueve hacia abajo desde la estructura de pared lateral de fondo. Asegurado al lado superior de la estructura de placa de montaje para la remoción descendente con la misma de la estructura de placa lateral de fondo se encuentra un quemador de combustible, el cual se proyecta hacia arriba hacia la cámara de combustión a través de la abertura de montaje de quemador en la estructura de pared lateral de fondo. El quemador está operativamente conectado a una tubería de suministro de combustible que está dispuesta en forma externa a la cámara de combustión y que está acoplada removiblemente a un dispositivo de válvula de combustible, representativamente una válvula de gas termostático, montada en forma externa sobre el calentador de agua. Un elemento de sello individual, ilustrativamente una junta de sellado de alta temperatura anular, se utiliza para sellar la estructura de placa de montaje a la parte inferior de la estructura de pared lateral de fondo. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, es necesario desacoplar la tubería de suministro de combustible del dispositivo de válvula de combustible para remover la estructura de placa de montaje de la estructura de pared lateral de fondo y de esta manera dejar al descubierto la abertura de montaje de quemador. De esta manera, la abertura de montaje de quemador no puede ser cubierta mientras el quemador está encendido. Además, cuando la estructura de placa de montaje es reemplazada, su resellado operativo a la estructura de pared lateral de fondo de la cámara de combustión puede ser más fácil y confiablemente logrado utilizando un elemento de sello individual interpuesto entre la estructura do placa de montaje y la estructura de pared lateral de fondo. Se proporciona una trayectoria de entrada de aire a través de la cual se puede hacer fluir aire de combustión hacia el interior de la cámara de combustión de otra manera sellada, una porción de esta trayectoria de entrada de aire siendo definida por una serie de aberturas separadas formadas en la estructura de pared lateral de fondo, y preferiblemente en la estructura de pared de placa de montaje también. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, existen aberturas que actúan como supresores de llamas para inhibir el flujo externo de las llamas a través de las mismas desde el interior de la cámara de combustión, lo cual podría posiblemente ocurrir en el caso de que los vapores inflamables que pasan hacia arriba a través de las aberturas sean encendidos dentro de la cámara de combustión durante la operación de calentador de agua. Las aberturas de entrada de aire de combustión dispuestas sobre el lado de fondo de la cámara de combustión están dimensionadas y configuradas para, (1) permitir libremente el flujo de aire de combustión ascendente a través de la misma hacia la cámara de combustión, y al mismo tiempo (2) impedir el flujo externo de las llamas hacia abajo a través de las abertura de entrada de cámara de combustión. Preferiblemente, estas aberturas tienen características de diámetro hidráulicas predeterminadas que hacen que se extingan una llama que pasa hacia abajo a través de las mismas . Ilustrativamente, la estructura de pared lateral de fondo y la estructura de placa de montaje, cada una siendo de una construcción de acero y teniendo un espesor de aproximadamente 0.635 cm. (0.25 pulgadas), cada una de la serie de aberturas de entrada de aire de combustión separadas tiene una sección transversal generalmente circular con un diámetro de aproximadamente 0.16002 cm. (0.063 pulgadas), y las aberturas tienen una separación de centro a centro de aproximadamente 0.3175 cm. (0.125 pulgadas). Preferiblemente la estructura de pared de fondo y la estructura de placa de montaje, cada una se forma a partir de una pluralidad de placas de acero perforadas apiladas (representativamente cuatro en número) , en donde las perforaciones están en registro una con la otra para formar en forma de combinación las aberturas de entrada de aire de combustión. Alternativamente, la estructura de pared lateral de fondo y la estructura de placa de montaje pueden ser de una construcción de metal de una sola pieza, y las aberturas de entrada de aire de combustión pueden formarse solamente en la estructura de pared lateral de fondo. En una modalidad preferida de la misma, el calentador de agua además incluye una estructura de faldón hueco extendiéndose hacia abajo más allá de la estructura de pared de fondo y teniendo una porción de pared lateral vertical con una serie separada de aberturas de entrada formadas en la misma para permitir la entrada de aire de combustión hacia el interior de la estructura de faldón hueco para suministrarse de ahí hacia la cámara de combustión a través de las aberturas de entrada de aire de combustión en el lado de fondo de la cámara de combustión. Además en la modalidad preferida del calentador de agua, una estructura de camisa aislante circunscribe el tanque. La estructura de camisa aislante tiene una porción de pared externa con una sección extrema inferior que circunscribe hacia afuera la estructura de faldón hueca y define con la misma un pleno de entrada de aire. La sección extrema inferior de esta pared de camisa externa tiene una serie separada de aberturas de entrada de aire en la misma que permite que el aire de combustión fluya hacia adentro hacia el pleno de entrada de aire para suministrar desde ahí hacia el interior de la estructura de faldón hueca a través de las aberturas de entrada en su porción de pared lateral vertical. La porción de pared lateral vertical de la estructura de faldón y la porción de pared de camisa externa preferiblemente tienen aberturas de acceso alineadas formadas en las mismas a través de una porción horizontal de la tubería de suministro de combustible hacia afuera que pasa antes de regresar hacia arriba a su ubicación de acoplamiento sobre la válvula de combustible termostática . La estructura de placa de montaje, el quemador de combustible y una porción de la tubería de suministro de combustible se remueven hacia afuera a través de las aberturas de acceso cuando la tubería de suministro de combustible se desacopla de la válvula de combustible termostática y la estructura de placa de montaje se remueve hacia abajo desde la estructura de pared lateral de fondo de la cámara de combustión. Una placa de cubierta • removible adecuada está externamente unida al calentador de agua para cubrir las aberturas de acceso hasta que se desea la remoción del quemador de combustible. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en sección transversal parcial simplificada a través de un calentador de agua encendido con gas, modalizando los principios de la presente invención y teniendo un ensamble de quemador y piloto montados en el extremo de fondo, removibles, circunscritos por una estructura de entrada de aire de detención de flujo externo de las llamas; la Figura 1A es una vista similar a aquella de la Figura 1, pero con un ensamble de quemador y piloto removido hacia abajo desde el extremo inferior del calentador de agua; la Figura 2 es una vista en detalle agrandada del área circular sombreada "2" en la Figura 1; la Figura 3 es una vistd en detalle, agrandada del área circular sombreada "3" en la Figura 1; la Figura 3A es una vista similar a aquella de la Figura 3, pero mostrando una construcción alternativa de una estructura de placa sobre la cual el ensamble de quemador y piloto están montados; y la Figura 4 es una vista en elevación lateral del quemador de agua tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 1. En la Figura 1 ilustrada en sección transversal, en forma simplificada siendo una porción extrema inferior de un calentador de agua encendido con combustible 10 especialmente diseñado, modalizando los principios de la presente invención. Ilustrativamente, el calentador de agua encendido con combustible 10 es un calentador de agua encendido con gas, que utiliza gas, petróleo natural o licuado, pero alternativamente puede ser un calentador de agua encendido con aceite. El calentador de agua 10 tiene un tanque de almacenamiento de agua de metal cilindrico verticalmente orientado 12 en donde se almacena una cantidad de agua caliente 14, el tanque 12 teniendo una porción de cabeza con un fondo de domo ascendente 16 que define la pared superior de una cámara de combustión 18, la cual se comunica con el extremo inferior abierto de un tubo de humos de combustión 20 que centralmente se extiende hacia arriba a través del interior del tanque 12. Una porción de pared lateral externa anular de la cámara de combustión 18 está definida por una porción extrema inferior anular 12a del tanque, que se extiende hacia abajo más allá de la periferia de la porción de cabeza de fondo 16. En una manera convencional, se conectan tuberías de salida y entrada adecuadas (no mostradas) al tanque 12, para hacer fluir respectivamente agua caliente fuera del tanque y flujo de agua que será calentado en el tanque. La porción extrema inferior 12a del tanque 12 está soportada por arriba de una estructura de espaldón anular 22 que tiene un extremo inferior abierto 24, el cual es recibido en un miembro de caldera inferior 26 que se apoya sobre una superficie de soporte horizontal adecuada tal como el piso indicado 28. Una disposición circunferencialmente separada de abertura de entrada de aire de combustión 30 se forma en la porción de pared lateral vertical de la estructura de faldón 22 cerca del extremo del fondo 24 del faldón, y una abertura de acceso 32 esta formada en el faldón 22 en una porción izquierda del mismo como se ve en la Figura 1. Circunscribiendo por afuera del tanque 12 se encuentra una estructura de camisa aislante cilindrica 34, que tiene una porción de camisa de metal externa anular 36 la cual es coaxial con el tanque 12 y está separada hacia afuera del mismo. Un material aislante adecuado, tal como un aislante de espuma 38, está dispuesto dentro del espacio anular entre la porción de camisa metálica 36 y el tanque 12. El extremo inferior de la porción de camisa de metal 36 es recibido dentro del caldero inferior 26, y el aislamiento 38 tiene una superficie extrema inferior anular 38a, la cual está separada hacia arriba lejos del extremo inferior de la porción de camisa 36 y está verticalmente adyacente a una pestaña anular volteada hacia adentro 40 formada sobre el extremo superior del faldón 22 (ver Figura 2). La ausencia del aislamiento 38 verticalmente a lo largo del faldón 22 forma un espacio de pleno de consumo de aire anular 42 entre el faldón 22 y una sección extrema inferior de la porción de camisa 36. En el extremo superior del pleno 42, una serie circunferencialmente separada de aberturas de entrada de aire 44 se forma en la porción de camisa 36. Además, se forma una abertura de acceso 46 en el lado izquierdo del faldón 22 (como se ve en la Figura 1) y está alineada con la abertura de acceso 32 formada en la porción lateral izquierda del faldón 22. La pared lateral de fondo de la cámara de combustión 18 está colocada en el lado superior de la estructura de faldón y está definida por (1) una estructura de pared lateral de fondo perforada, anular 48 que tiene un agujero de montaje de quemador circular 50, y (?) una estructura de placa de montaje perforada circular 52. Como mejor se ilustra en la Figura 2, la estiuctura de pared lateral de fondo 48 está colocada por atrás de la pestaña de faldón 40, con una junta de sellado a alta temperatura anular 54 que está interpuesta entre una porción de borde periférico de la estructura de pared lateral de fondo 48 y la pestaña del faldón 40. Esta porción de borde periférico de la estructura de pared lateral de fondo 48 está, sellada a la parte de abajo de la pestaña 40 a través de una serie circunferencialmente separada de tornillos 56 extendiéndose hacia arriba a través de la periferia de la estructura de pared lateral de fondo 48, y la pestaña 40, y comprimiendo la junta 54. Preferiblemente, la estructura de pared lateral de fondo 48 está formada de una pluralidad apilada de placas de metal perforadas anulares 58 (representativamente cuatro en número) , con las perforaciones en las placas 58 estando en regist o una con la otra para definir en forma de combinación una serie separada de aberturas de consumo de aire de combustión vertical 60 extendiéndose verticalmente desde el lado de fondo de la estructura de pared lateral de fondo 48 hacia su lado superior. Las aberturas ilustrada 60 tienen secciones transversales circulares a lo largo de sus longitudes, pero pueden tener alternativamente otras configuraciones transversales. Ya que la estructura de pared lateral de fondo 48 está ilustrativamente formada a trav s de una pluralidad apilada de placas perforadas, se apreciará que si se desea, puede ser alternativamente formada de una placa más gruesa individual. La estructura de placa de montaje 52 se extiende a lo largo de la porción lateral inferior central de la estructura de pared lateral de fondo 48 y cubre el agujero de montaje de quemador 50 en la misma (ver Figura 1 y 3) . Una junta de sellado a alta temperatura 62 está interpuesta entre las porciones periféricas de la estructura de placa de montaje 52 y la abertura de montaje de quemador 50, con una serie circunferencialmente separada de tornillo 64 extendiéndose hacia arriba a través de las porciones periféricas traslapantes de la estructura lateral de pared de fondo 48 y la estructura de placa de montaje 52 y comprimiendo la junta 62 para formar un sello periférico entre la estructura de pared lateral de fondo 48 y la estructura de placa de montaje 52. Como la estructura de pared lateral de fondo anular 48, la estructura de placa de montaje circular 52 está formada de una pluralidad apilada de placas perforadas 66 (representativamente cuatro en número), cuyas perforaciones individuales están en registro una con la otra para formar en combinación en la estructura de placa de montaje 52, una serie separada de aberturas de consumo de aire de combustión 60 que se extienden verticalmente desde el lado de fondo de l a estructura de placa de montaje 52 hacia su lado superior. Alternativamente, la estructura de placa de montaje perlorada puede ser formada de una placa de metal más gruesa, individual con las aberturas 60 formadas a través de la misma, o ser de una estructura de placa de montaje no perforada 52a como se muestra en la Figura 3A. Un quemador de gas 68 y un ensamble de piloto y termopar asociado 70 están adecuadamente asegurados a y se proyectan hacia arriba desde el lado superior de la estructura de placa de montaje 52 en la cámara de combustión 18. Para proporcionar visibilidad externa de la llama del quemador dentro de la cámara de combustión, una estructura de vidrio visual adecuada de construcción convencional (no mostrada) está provista sobre el calentador de agua. Una válvula de suministro de gas termostática 72, la cual verifica la temperatura del agua almacenada 14 y correspondientemente controla el encendido del quemador 68, para mantener una temperatura del agua en el tanque predeterminada, está montado en forma externa sobre el lado externo de la estructura de camisa 34 sobre el lado izquierdo del calentador de agua 10 como se ve en la Figura 1. La válvula termostática 72 recibe un suministro de combustible gaseoso a través de una tubería de gas 74 y está operativamente acoplada a (1) el quemador 68 a través de una tubería de suministro de gas 7o, y (2) el ensamble de piloto/termopar 70 a través de una línea de gas piloto 78, el cuerpo 79 de la porción de termopar del ensamble 70, y el cableado eléctrico (no mostrado) . Las líneas de gas 76 y 78, el cuerpo de termopar 79 y el cableado eléctrico secuencialmente se extienden hacia abajo desde la válvula de gas 72 fuera de la estructura de camisa 34, pasan hacia el interior del faldón 22 a través de las aberturas de acceso a la camisa y faldón 46 y 32, y después se extienden hacia arriba a través de la estructura de placa de montaje para conectarse al quemador 68 y al ensamble de piloto/termopar 70. De esta manera, la tubería y el cableado ventajosamente se mantienen fuera del interior de la cámara de combustión con calor 18. Como mejor se ilustra en la Figura 4, una placa de cubierta ranurada 80 está asegurada moviblemente al lado externo de la estructura de camisa 34 sobre la abert.ura de acceso de camisa 46 a través de pestañas 82 formadas sobre las porciones laterales superiores de la placa de cubierta y removiblemente trabadas con las pestañas correspondientes formadas sobre la porción de camisa de metal externa 36. Para propósitos que serán descritos más adelante, las porciones laterales de fondo de las aberturas de acceso alineadas 46, 32 (ver Figura 4) están ranuradas como en 84.

Como se ilustra en la Figura 1, durante la operación del calentador de agua 10, mientras el quemador 68 está encendido, el aire de combustión ambiental 86 ext eriorment P adyacente al calentador de agua 10 es secuencialmente expulsado hacia adentro a través de las aberturas de camisa 44, hacia abajo a través del área de pleno de faldón/camisa 42, hacia adentro a través de las aberturas de pared de faldón 30 hacia el interior del faldón 22, y hacia arriba hacia la cámara de combustión 18 a través de las aberturas 60 en la estructura de pared lateral de fondo 48 y la estructura de placa de montaje 52. El aire 86 que entra a la cámara de combustión 18 se mezcla y se consume con el combustible que sale del quemador 68. Los gases de combustión calientes resultantes fluyen a través del tubo de humos 20 y son utilizados para suministrar calor al agua 14 del tanque. Cuando se hace necesario inspeccionar, dar servicio o reemplazar el quemador 68 y/o el ensamble de piloto/termopar 70, la placa de cubierta 80 (ver Figura 4) es removida y las tuberías 76 y 78, el cuerpo de termopar 79 y el cableado eléctrico asociado (no mostrado) son desacoplados de la válvula de gas termostática 72. Además, a través de las aberturas de acceso de la camisa y el faldón 46 y 32, los tornillos 64 (ver Figura 1) son removidos de la estructura de placa de montaje 52. Después, como se indica por la flecha 88 en la Figura 1A, la estructura de placa de montaje 52 se remueve hacia abajo desde el lado de fondo de la estructura de pared lateral de fondo 48, bajando así la estructura de placa de montaje 52, el quemador 68, la estructura de piloto/termopar 70 y la tubería asociada 76, 78 y el cuerpo de termopar 79 a sus posiciones en la Figura 1A. Las aberturas de acceso alineadas 46, 32 están configuradas para permitir el movimiento descendente de la porción horizontal de la tubería de suministro de gas 76, con las muescas laterales de fondo 84 de dichas aberturas de acceso recibiendo una porción horizontal de la tubería 76. La placa de montaje removida, el quemador, el ensamble de piloto/termopar y las estructuras de tubería relacionadas pueden ser jaladas hacia la izquierda fuera de las aberturas de acceso alineadas 46, 32. Montando el quemador 68 y el ensamble de piloto/termopar 70 sobre la estructura de pared lateral de fondo 48 de la cámara de combustión 18, utilizando la estructura de placa de montaje 52, se obtienen varias ventajas con respecto al diseño convencional del calentador de agua en donde se proporciona acceso a la cámara de combustión a través de una puerta de acceso, la cual está montada sobre una porción de pared lateral vertical de la cámara de combustión.

Primero, estas estructuras de puerta de acceso verticalmente orientadas convencionales son típicamente formadas de varias piezas, por lo menos una de las cuales está provista con aberturas para que el quemador principal y la tubería de gas de piloto pasen a través de una porción horizontalmente central de la cámara de combustión. Esta colocación y colocación de la puerta de acceso necesita el uso de varios elementos de sello, los cuales deben ser cuidadosamente instalados cuando el calentador de agua es fabricado, y después cuidadosamente reemplazados después de dar servicio subsecuente . al quemador y a las estructuras del piloto. Utilizando la estructura de placa de cubierta montada inferior 52 de la presente invención, sin embargo, se requiere solamente de un sello individual (representativamente, el miembro de junta 62 mostrado en las Figuras 3 y 3A) . Esto hace que sea considerablemente más fácil asegurar que un buen sello sea mantenido en la abertura de cámara de combustión 50. En segundo lugar, las puertas de acceso de cámara de combustión verticalmente orientadas, convencionalmente configuradas, típicamente se pueden abrir durante el encendido del quemador dentro de la cámara de combustión, comunicando así la llama del quemador con el exterior ambiental hacia el calentador de agua. En la presente invención, sin embargo, esta condición no puede ocurrir ya que es necesario destapar la abertura de pared lateral de fondo de cámara de combustión 50 para desacoplar la tubería de gas de la válvula de gas termostática 72, evitando así positivamente la presencia de una llama dentro de la cámara de combustión cuando la abertura 50 se destapa. En tercer lugar, como se puede ver en la Figura 1, en la presente invención las tuberías de gas 76, 78 están dispuestas completamente fuera de la cámara de combustión 18, ninguna porción de dicha tubería necesita correr a través del interior caliente de la cámara de combustión. Además, la carrera horizontal de la tubería 76, 78 está deseablemente soportada por la estructura de placa de montaje 52, de manera que ni el quemador 68 ni el ensamble de piloto/termopar 70 ejercen una carga en voladizo sobre la tubería. La cámara de combustión 18 generalmente está sellada excepto en las aberturas de consumo de aire de combustión 60 en la estructura de pared lateral de fondo 48 y la estructura de placa de montaje 52 (o solamente en la estructura de pared lateral de fondo 48 en la modalidad mostrada en la Figura 3A) . De esta manera, las aberturas 60 definen esencialmente el único pasaje a través del cual el aire de combustión 86 puede entrar al interior de la cámara de combustión 18. De acuerdo con otro aspecto clave de la presente invención, la separación y configuraciones de las aberturas 60 se seleccionan para hacer que las aberturas 60 (1) permitan que el aire de combustión 86 fluya hacia arriba a través de las aberturas 60 con una caída de presión, la cual es suficientemente baja con el fin de no impedir materialmente un proceso de combustión normal del agua calentada con combustible 10, mientras que al mismo tiempo, (2) actúan como pasaje de retención de las llamas que impiden un flujo descendente de las llamas a través de las aberturas 60 en el caso de que los vapores inflamables que pasan hacia arriba a través de Las aberturas 60 sean encendidos dentro de la cámara de combustión 18. Para proporcionar las aberturas de entrada de aire de combustión 60 con estas dos características, sus diámetros hidráulicos o efectivos y sus longitudes de pasaje se seleccionan de manera que el flujo de entrada de aire ascendente a través de las aberturas 60 pueda ocurrir con una caída de presión mínima, pero las aberturas 60 actúan para reducir la velocidad de propagación de las llamas hacia abajo en una forma que se extrae suficiente calor de las llamas dirigidas hacia abajo para extinguirlas antes de que salgan hacia abajo de las aberturas 60. De esta manera, el flujo hacia afuera de la llama descendente a través de los extremos de fondo de las aberturas 60, causado por la ignición dentro de la cámara de combustión 18 de los vapores inflamables que entran hacia arriba de la cámara de combustión a través de las aberturas 60, sea impedido para reducir así la posibilidad de que dicha ignición sea extendida a los vapores inflamables externamente adyacentes a la cámara de combustión 18. Existen dos situaciones de control de llamas principales, las cuales deben ser consideradas en el contexto del diseño de calentadores de agua. La primera se refiere a la llama de alta velocidad (es decir, una llama que tiene una velocidad de propagación mayor que aproximadamente 15.24 metros por segundo (50 pies por segundo) ) . Para impedir una llama de alta velocidad, la llama debe ser tanto desacelerada como extinguida. La segunda situación se refiere a la flama de baja velocidad (es decir, una llama que tiene una velocidad de propagación menor que aproximadamente 15.24 metros por segundo (50 pies por segundo)), en cuyo caso la extinción de la llama usualmente es suficiente para detener la llama. Si la llama es extinguida o no, antes de que salga de un pasaje a través del cual viaja, depende de varios factores tales como la longitud del pasaje, el diámetro efectivo o hidráulico del pasaje, la velocidad de acercamiento de la llama, y el diferencial de presión entre la entrada y la salida del pasaje, la temperatura del material en donde se forme el pasaje. A su vez, la velocidad de acercamiento de llama para un combustible dado depende de la relación de mezcla de combustible y aire. La velocidad máxima de la llama ocurre en una relación de combustible/aire estequiométrico, mientras que la velocidad mínima tiende a ocurrir en una relación de combustible/aire débil. En general, a medida que la velocidad de la llama se incrementa, el diámetro hidráulico debe ser reducido y la longitud del pasaje incrementada. En la modalidad preferida ilustrada de la presente invención, las cuatro placas de metal apiladas 58 en la estructura de pared lateral de fondo de cámara de combustión 48 (y las cuatro placas de metal apiladas 66 en la estructura de placa de montaje 52 mostrada en la Figura 3) cada una tiene un espesor de aproximadamente 0.16002 cm (0.063 pulgadas) . Por consiguiente, el espesor total de cada una de la estructura de pared lateral de fondo 48 y la estructura de placa de montaje es de aproximadamente 0.635 cm (0.25 pulgadas). De esta manera, si cada una de estas dos estructuras se forma a partir de una capa individual de metal (preferiblemente acero) , la capa de metal individual similarmente podría tener un espesor de alrededor de 0.635 cm (0.25 pulgadas). Preferiblemente, el diámetro de cada una de las aberturas 60 es de aproximadamente 0.16002 cm (0.063 pulgadas), y la separación de centro a centro de las aberturas 60 es de aproximadamente 0.3175 cm (0.125 pulgadas). Como se mencionó previamente, las aberturas 60 tienen secciones transversales circulares pero pueden ser provistas con secciones transversales no circulares, teniendo diámetros hidráulicos equivalentes, si se desea. Al desarrollar el calentador de agua 10 le la presente invención, se ha encontr do que el uso de las aberturas de entrada de aire de combustión especialmente configuradas 60 en el lado de fondo de la cámara de combustión 18 sirve para extinguir llamas de baja velocidad, y extinguir y desacelerar llamas de alta velocidad, en una forma que impide su flujo descendente a través de las aberturas 60. Ya que estas aberturas de detención de contrareflujo de las llamas han sido ilustrativamente mostradas como estando dispuestas a lo largo del fondo de la cámara de combustión 18, se apreciará por aquellos expertos en la técnica que pueden ser ubicadas en cualquier parte sobre el calentador de agua, y son efectivas para su propósito pretendido, siempre que definan esencialmente el pasaje de .-ntrada Lndi L lual para que el air.- le combustión entre a la .•amara de combustión. La lescripción detallada anterior claramente es entendida ya que se da a manera de ilustración y de ejemplo .so Lamente, PL espíritu y alcance de la presente invención siendo limitados únicamente por Las t eivindicaciones anexas.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES i. Un calentador de a jua caracterizado porque comprende : un tanque adaptado para mantener una cantidad de agua; una cámara de combustión dispuesta por atrás del tanque y teniendo una estructura le pared lateral de fondo con una abertura de montaje de quemador extendiéndose hacia arriba a través de la misma; una estructura de placa de montaje asegurada a la estructura de pared lateral de fondo, sobre la abertura de montaje de quemador, y siendo removible de la misma; un quemador de combustible asegurado a la estructura de placa de montaje, para removerse con el mismo 'le la estructura de pared lateral le fondo, y proyectándose hacia arriba hacia la cámara de combustión; . una línea de suministro de combustible dispuesta en ,rma externa a la cámara de combustión y operativamente conectada L quemador de combustible; y una trayectoria de entrada de aire a través de la cu l el airo de combustión puede i luir hacia La cámara de • 'o bust ion . .'.. KL calentador de agua de conformidad c< La i . • Lv üid Le • i.. ,n L, caracte izado poi.µio L c.iLentador d< • agua ••:; un calt'iii idm le agua >>ncendido .>>n gas. 3. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: dicho calentador de agua además comprende un dispositivo de válvula de combustible, y la línea de suministro de combustible está acoplada removiblemente a la válvula de combustible termostática y evita la remoción de la estructura de placa de montaje de la estructura de pared lateral de fondo hasta que la línea de suministro de combustible se desacople del dispositivo de válvula de combustible. 4. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo de válvula de combustible es una válvula de combustible termostática . 5. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la trayectoria de entrada de aire incluye una serrie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo. 6. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la trayectoria de entrada de tire además incluye una serie separada de aberturas formadas en la estructura de placa de montaje. /. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 1, caracte izado porque la trayectoria de ent ada .> air^ tiene una porción operativa para (I) permitir libremente que el flujo de entrada de aire de combustión en una primera dirección hacia la cámara de combustión y (II) impedir que el flujo hacia afuera de la llama desde la cámara de combustión a través de la porción de entrada de trayectoria de aire en una segunda dirección opuesta e la primera dirección. 8. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la porción de trayectoria de entrada de aire incluye una serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo . 9. II calentador de agua de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la porción de trayectoria de entrada de aire incluye además una serie separada de aberturas formadas en la estructura de placa de montaj e . LO. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tienen características de diámetro hidráulico predeterminado ?[ue hacen que se extinga una 1. Lama que pasa hacia abajo a i ravés de Las mismas. LL. Kl calentador de agua de conformidad c n la reivin ica i n LO, caracterizado [jorque la estructura de pare lato- iL o fondo tiene un e eso de aproximadamente 0.635 cm (0.25 pulgadas), y cada una de las series separadas de aberturas normadas en la estructura de pared lateral de fondo tiene una sección transversal generalmente circular con un diámetro ie alrededor de 0.16002 cm (0.063 pulgadas) . 12. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tiene una separación de centro a centro de aproximadamente 0.3175 cm (0.125 pulgadas). 13. El calentador de agua de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la estructura de pared lateral de fondo se forma a partir de una pluralidad apilada de placas de metal perforadas, cuyas perforaciones están en registro entre sí y definen en combinación series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo . 14. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las series separadas de aberturas formadas en la estructura lateral de pared de fondo y la estructura de placa de montaje tienen características de diámetro hidráulico predeterminadas haciendo que >? extinga una llama que pasa por abajo a través de las mismas. L5. EL calentador de agua de conformidad con la reivlndicacliin L4, carácter Izado porque la estructura de pared lateral de fondo y la estructura de placa de montaje, cada una teniendo un espesor de aproximadamente 0.635 cm (0.25 pulgadas), y cada una de las aberturas formadas en la estructura de pared de fondo y la estructura de placa de 5 montaje tiene una sección transversal generalmente circular con un diámetro de alrededor de 0.16002 cm (0.063 pulgadas). 16. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque las series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de 0 fondo y la estructura de placa de montaje tienen una separación de centro a centro de aproximadamente 0.3175 cm (0.125 pulgadas). 17. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la estructura de pared 5 lateral de fondo y la estructura de placa de montaje se forman a partir de una pluralidad apilada de placas de metal perforadas, cuyas perforaciones están en registro entre sí y definen en combinación dichas series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo y la 0 estructura de placa de montaje. 18. El calentador de aqua de conformidad con la t eivindicac Ion 8, caracterizado porque La cama L a de combustión está sellada excepto para las series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared later L de >r? Londo. . 19. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la cámara de combustión está sellada excepto para las series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fcndo y la estructura de placa de montaje. 20. Un calentador de agua caracterizado porque comprende : un tanque adaptado para mantener una cantidad de agua; una cámara de combustión dispuesta por atrás del tanque y teniendo una estructura dé pared lateral de fondo con una abertura de montaje de quemador extendiéndose hacia arriba a través de la misma; una serie separada de aberturas de entrada de aire de combustión formadas en la estructura de pared lateral de fondo; una estructura de faldón hueca extendiéndose hacia abajo más allá de la estructura de pared lateral de fondo y teniendo una porción de pared lateral vertical con una serie separada de aberturas de entrada formadas en La misma para permitir el flujo de aire de combustión a través de las mismas hacia <d. interior de la estructura de faldón hueco para suministrar desde ahí hacia la cámara de combustión a través de Las serles separadas ^ aberturas de entrada de aire de combustión en la estructura de pared lateral de fondo; una estructura de placa de montaje removiblemente asegurada a ia estructura de pared lateral de fondo sobre la abertura de montaje de quemador; un quemador de combustible asegurado a la estructura de placa de montaje, para la remoción con el mismo de la estructura de pared lateral de fondo, y proyectándose hacia arriba hacia la cámara de combustión; y una línea de suministro de_ combustible dispuesta afuera de la cámara de combustión y operativamente conectada al quemador de combustible. 21. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el calentador de agua es un calentador de agua encendido con gas. 22. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además: una estructura de camisa aislante circunscribiendo eL tanque, dicha estructura de camisa de aislamiento teniendo una porción de- pared externa con una sección extrema interior que circunscribe hacia afuera la estructura de faldón y define con I i misma un pleno de entrada de aire, la sección extrema inferior de la porción de pared externa teniendo una serie separada de aberturas de entrada de aire en la misma ?[ue permiten que el aire de combustión fluya hacia adentro hacia el pleno de entrada de aire para suministrar desde ahi hacia el interior de la estructura de fald n hueca a través de las aberturas de entrada en su porción de pared lateral .'ercical . 5 23. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque: la porción de pared lateral vertical de la estructura de faldón hueco y la porción de pared externa de La estructura de camisa de aislamiento tienen generalmente 0 aberturas de acceso alineadas en las mismas, el calentador de agua además comprende un dispositivo de válvula de combustible llevada en forma externa a la porción de pared lateral de la estructura de camisa aislante, 5 La linea de suministro d- combustible se extiende hacia afuera a través de las aberturas de acceso y está acoplada removible al dispositivo de válvula de combustible; y La estructura de placa de montaje, el quemador de 0 combustible y una porción de la tubería de suministro de combustible .son removibles hacia i fuera a través de las aberturas de acceso cuando la tubería de suministro de combustible es desacoplada de la va Lvula de combustible y la estructura de placa de montaje es removida de la estructura "") de pared lat«>r il de fondo de la cáma a de combustión. 24. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la serie separada de aberturas de entrada de aire de combustión formadas en la estructura de pared lateral de fondo están dimensionadas y configuradas para (I) permitir libremente que el aire de combustión ascendente fluya a través de la cámara de combustión, y (II) impedir que las llamas fluyan hacia afuera en forma descendente a través de la cámara de combustión. 25. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tienen características de diámetro hidráulico predeterminadas que hacen que se extinga una llama que pasa hacia abajo a través de las mismas. 26. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la estructura de pared lateral de fondo tiene un espesor de aproximadamente 0.635 cm (0.25 pulgadas), y cada una de las series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tiene una sección transversal generalmente circular con un diámetro de aproximadamente 0.16002 cm (0.063 pulgadas). 27. El calentador de agua de contormidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tiene una separación de centro a centro de aproximadamente 0.3175 cm 0.125 pulgadas). 28. El calentador de igua de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizado porque la estructura de pared lateral de fondo se forma a partir de una pluralidad apilada de placas de metal perforadas, cuyas perforaciones están en registro entre sí y definen en combinación series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo. 29. Un calentador de agua caracterizado porque comprende : un tanque adaptado para mantener una cantidad de agua; una cámara de combustión dispuesta por debajo del tanque y teniendo una estructura de pared lateral de fondo; un quemador de combustible extendiéndose hacia arriba a través de la estructura de pared lateral de fondo hacia la cámara de combustión; una Línea de suministro de combustible dispuesta externamente de la cámara de combustión y operativamente conectada al quemador de combustible; y una serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo y circunscribiendo el quemador > L ' combustible, d¡. is ubortu rs ••stando Lmensionadas y configuradas para (L) permitir Libremente el flujo de aire de combustión ascendente hacia la cámara de combustión, y (II) impedir el flu^o externo de las llamas desde la cámara de combustión hacia abajo a través de las aberturas . 30. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el quemador de combustible se remueve hacia abajo de la cámara de combustión. 31 El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el calentador de agua es un calentador de agua encendido con gas. 32. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tienen características de diámetro hidráulico predeterminadas que hacen que se extinga una llama que pasa hacia abajo a través de las mismas. 33. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque La estructura de pared lateral de fondo tiene un espesor de aproximadamente 0.635 cm. (0.25 pulgadas), y cada una de Las series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tiene una sección transversal generalmente circular con un diámetro o aproximadamente 0.16002 cm (0.0o j pulgadas). 34. El calentador de agua de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la serie separada de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo tiene una separación de centro a .centro de aproximadamente 0.3175 cm (0.125 pulgadas). 35. El calentador de agua de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizado porque la estructura de pared lateral de fondo se forma a partir de una pluralidad apilada de placas de metal perforadas, cuyas perforaciones están en registro entre sí y definen en combinación series separadas de aberturas formadas en la estructura de pared lateral de fondo. RESUMEN Un calentador de agua encendido con combustible que tiene una " cámara de combustión dispuesta por abajo de la porción de tanque de almacenamiento de un calentador de astia. La pared lateral de fondo de la cámara de combustión está definida por una estructura de pared perforada anular con una estructura de pared de montaje perforada estando removiblemente asegurada a la parte de abajo de la estructura de pared sobre la abertura central en la misma. Un quemador y un ensamble de piloto/termopar asociado están asegurados al lado superior de la placa de montaje y se proyectan hacia arriba hacia la cámara de combustión., con la tubería y el .cableado del quemador y del ensamble de piloto/termopar extendiéndose externamente por debajo de la cámara de combustión, hacia afuera a través de un pasaje de acceso de pared lateral, y después regresando en forma ascendente a lo largo de la parte externa del calentador de agua para calentarse a una válvula de combustible termostática. Para remover el quemador montado en La placa de fondo y el ensamble de piloto/termopar, la tubería de suministro de combustible primero debe ser desacoplada de la válvula termostática, asegurando así que la placa de acceso no puede ser removida mientras que el quemador esta encendido. La cámara de combustión esencialmente esta sellada para evitar el flujo de aire de combustión a la misma excepto a través de las perforaciones en su estructura de pared lateral de fondo. Estas perforaciones están configuradas y dimensionadas para permitir el flujo del aire de combustión ascendente hacia la cámara de combustión con una caída de presión mínima, mientras que también actúa como detención de las llamas para impedir el flujo descendente de las llamas causado potencialmente por la entrada de flujo ascendente de los vapores inflamables y su subsecuente ignición dentro del interior de la cámara de combustión.