BRPI0805806B1 - Queimador de gás - Google Patents

Abstract

queimador de gás. queimador de gás guarnecido de uma pluralidade de coroas de chama concêntricas, e compreendendo um primeiro queimador para fornecer um anel de chamas periféricas, um segundo queimador anular circundando o queimador central a uma distância definida e suscetível de alimentar pelo menos um respectivo anel periférico, um corpo queimador apropriado para ser montado sobre a superficie de uma chapa de fogão, uma primeira entrada de gás em comunicação com o dito corpo, um primeiro injetor de gás vertical, o queimador central sendo munido de uma primeira câmara para a difusão da mistura de ar/gás, uma segunda entrada de gás em comunicação com o dito corpo, no qual o segundo queimador anular é provido de duas câmaras separadas para a difusão da dita mistura, no qual a segunda entrada de gás está em comunicação com as duas câmaras separadas através de dispositivos de injeção e condução apropriados, que compreende dois injetores distintos em comunicação com a segunda entrada de gás, e dois respectivos tubos venturi, cada um dos quais é suscetível de alimentar com a mistura de ar/gás uma respectiva das duas câmaras de difusão; estas são fisicamente separadas e não estão em comunicação entre si. os dois injetores horizontais e separados são situados sobre a mesma posição extrema da segunda entrada de gás.

Description

“QUEIMADOR DE GÁS” [001] A presente invenção trata de um queimador de gás aperfeiçoado, de preferência um queimador de gás doméstico, genericamente usado em utensílios a gás de cozinha.

[002] Na descrição que se segue será feita menção a um queimador de gás munido de um corpo central com uma coroa de chamas periférica assim como um corpo periférico munido de duas coroas de chama, orientadas para dentro e para fora, porém será proposto que o exposto possa ser igualmente aplicado e, por conseguinte, válido também para queimadores de gás munidos de somente um corpo periférico, isto é, isentos de um corpo de chama central.

[003] Queimadores de gás são conhecidos, munidos de uma pluralidade de coroas de chama que asseguram uma distribuição homogênea da energia térmica gerada e, por conseguinte oferecem um aquecimento uniforme dos recipientes/panelas de cozinha sobre eles colocadas.

[004] Uma modalidade particularmente eficiente dos queimadores em causa é aquela que compreende um corpo central e um corpo anular externo, os dois corpos sendo basicamente circulares, coaxiais e mutuamente separados por uma distância apropriada que é horizontalmente estendida, e obviamente também configurada como um anel; como os ditos queimadores são universalmente usados, é citada, somente a título de documentação, a patente US 6 132 205.

[005] Este tipo de queimadores tem se mostrado particularmente eficientes, pois são suscetíveis de gerar, dentro de uma superfície limitada, uma alta potência térmica específica, apenas devido a serem baseados sobre o recurso de agrupar um determinado número, de preferência três, coroas de chama concêntricas.

[006] Todavia este tipo de queimadores não deixa de apresentar algumas deficiências que limitam sua aplicação e desempenho, na verdade

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2/11 com freqüência tem dois injetores e dois respectivos tubos Venturi, um alimentando o queimador central, e outro alimentando o queimador anular externo.

[007] Outrossim, reconhece-se que a dita disposição permite a administração de potências térmicas que dificilmente podem exceder 4 - 4,5 kW.

[008] É também conhecido que um tubo Venturi se toma mais eficiente quando o seu comprimento é proporcional ao diâmetro da garganta Venturi, e é também bem conhecido que a última dimensão determina a potência térmica do queimador. Por conseguinte, para administrar potência maior toma-se necessário proporcionar tubos Venturi de pescoço longo, suscetíveis de aspirar mais ar e misturar intimamente o ar com o gás.

[009] Como a dimensão do queimador central é inevitavelmente limitada, seria de qualquer modo impossível proporcionar uma alta potência térmica; por conseguinte o respectivo injetor de gás e respectivo tubo Venturi podem ser limitados na sua extensão, e assim o injetor e o respectivo tubo Venturi podem ser normalmente verticalmente orientados sem impor uma penalidade acentuada.

[0010] Na verdade é aqui lembrado que a altura dos queimadores de gás de cozinha, especificamente para uso doméstico, tem de ser compreendida dentro de limites bem definidos, usualmente 30 a 40 mm; por conseguinte, uma altura limitada do tubo Venturi para o queimador central toma-se também compatível com o dito limite de altura, e assim a orientação vertical do tubo Venturi que é mais curta para o queimador central toma-se compatível tanto com a sua potência térmica limitada administrável como com sua altura vertical que pode ser admitida.

[0011] Diferente é o caso do queimador anular externo, neste caso toma-se necessário administrar alta potência térmica, e esta necessidade delimita a presença de um tubo Venturi corretamente prolongado e

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3/11 verticalmente posicionado.

[0012] Para superar esta deficiência é conhecido, por exemplo, das patentes WO 204/0444490 Al; US 6 132 205, WO 2005/073630 Al, WO 0712766 Al, WO 2005/078342 Al dividir o fluxo de gás em uma pluralidade de usualmente dois ou três injetores separados e distintos, e respectivos tubos Venturi que são obviamente igualmente distintos.

[0013] Na verdade, é também conhecido que a divisão dos dispositivos de circulação de gás (injetores e tubos Venturi) em uma pluralidade de condutos apresenta uma administração mais baixa e assim com uma única potência térmica mais baixa, porém também com comprimentos mais curtos, facilmente permite alcançar e também superar a potência de um único conduto (injetor e tubo Venturi) tendo a mesma administração de gás que a soma da administração de gás dos condutos prévios.

[0014] Todavia, mesmo as ditas condições não oferecem corretamente a melhor conciliação entre:

- a dimensão vertical mínima desejada dos ditos condutos de gás;

- a forma e a dimensão geométrica de que queimador, que parecem ser superdimensionadas com respeito aos recipientes/panelas de cozinha;

- e a maximização da potência administrável total;

pois os ditos condutos (injetores e tubos Venturi relacionados) são de qualquer modo verticais, e o fato deles serem verticais limita seu comprimento, e por conseguinte a potência térmica administrável.

[0015] Outrossim, como os tubos necessitam ser alojados no interior do queimador, verifica-se que quando o seu número aumenta, o queimador toma-se cada vez mais volumoso.

[0016] Esta circunstância causa um decréscimo de desempenho, pois o calor está sendo transferido do queimador para os lados da panela, em vez

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4/11 de para o seu fundo, em conseqüência a transferência de calor é obviamente prejudicada, e consumo de gás e tempos de cozimento são experimentados. [0017] Verdade é que os documentos citados WO 07012766A1 e WO

2005/078342 respectivamente apresentam três e dois condutos que acentuadamente inclinados no seu horizonte, porém os condutos (injetores e tubos Venturi) são também originados no eixo geométrico central do queimador e, por conseguinte, se estendem radialmente por somente uma extensão que é aproximadamente similar ao raio do queimador, o que limita seu comprimento, e conseqüentemente a potência térmica administrável; outrossim, o posicionamento dos injetores no centro do queimador, isto é, distante da borda lateral do queimador, obstrui as entradas de ar primária (A) e secundária (B), devido a superaquecimento e da conseqüente rarefação de gás.

[0018] Para superar esta deficiência, do EP 1120603 BI é conhecido um queimador de gás do tipo genericamente descrito, com três coroas de chama coaxiais geradas por queimadores divididos em um corpo central e um corpo anular externo, no qual um injetor e um respectivo tubo Venturi são dispostos para alimentar o corpo anular externo e que são colocados e pela inteira extensão do diâmetro inferior do queimador.

[0019] Esta solução aparentemente supera a restrição devido à extensão limitada no comprimento do conduto de gás, pois faz uso da máxima extensão disponível, todavia, neste caso também não é possível administrar a máxima energia possível pois o conduto de gás é somente um, não sendo implementada qualquer divisão nos condutos de gás, em conseqüência existe uma aparente discrepância entre a disposição horizontal do conduto de gás, que prolongando o tubo Venturi aumenta sua potência, e a condição unitária (nenhuma divisão) do injetor e do tubo Venturi, que previne o pleno aproveitamento do espaço disponível para maximizar a potência térmica teoricamente instalável.

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5/11 [0020] Outrossim, soluções idênticas mais precisamente se ressentem da rarefação de ar primária, causada pelo aquecimento induzido pelo queimador em ação propriamente dito; isto pode ser demonstrado pela presença de ápices de chamas amarelas após cerca de dez minutos da ignição do queimador.

[0021] Outrossim, o fato da colocação do tubo Venturi no centro da parte inferior do queimador aparentemente prejudica, criando adicionais problemas funcionais e de construção, o conjunto injetor e o alojamento do tubo Venturi vertical associado que alimenta o corpo central e que evidentemente tem de passar através do eixo geométrico do queimador, que na patente presentemente citada é em vez disso ocupado pelo tubo Venturi horizontal.

[0022] Por conseguinte, seria desejável, e é efetivamente uma finalidade principal da presente invenção, apresentar um tipo de queimador de gás dotado de um corpo central e de um corpo anular periférico mutuamente separado, que são munidos de respectivos injetores e tubos Venturi, e que não colocados na vertical e são suscetíveis de explorar basicamente a inteira dimensão transversal (largura) do queimador de maneira a permitir o alojamento de uma pluralidade de tubos Venturi separados, assim aumentando a potência térmica administrável total, porém ainda permitindo ajustar o queimador para outra instalação de gás substituindo os injetores sem desmontar qualquer parte do dispositivo.

[0023] De acordo com a presente invenção, este e outros objetivos são alcançados em um tipo de queimador incorporando as características conforme enumeradas nas reivindicações apensas e incluindo os meios operacionais conforme descritos abaixo meramente a título de exemplos não limitativos com referência aos desenhos apensos, de acordo com os quais:

A figura 1 mostra uma vista em perspectiva e explodida de um queimador de acordo com a invenção;

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A figura 2 mostra uma vista em planta transparente e superior de um queimador de acordo com uma primeira modalidade;

As figuras 3, 4 e 5 mostram respectivas vistas verticais do queimador da figura 2, de acordo com as respectivas seções A-A, B-B e C-C;

A figura 6 mostra uma vista superior em planta da coroa do queimador (particularmente 2 da fig 1) em relação ao corpo da fig.2, sem as coberturas das câmaras que efetuam a difusão da mistura de ar/gás;

A figura 7 mostra uma vista superior em planta de um queimador de acordo com uma modalidade aperfeiçoada de um queimador de gás;

A figura 8 mostra uma vista superior em planta da parte do queimador da fig. 7 desprovido das coberturas das câmaras difusoras do gás;

A figura 9 mostra uma vista em perspectiva esquemática da coroa superior do corpo de queimador da fig. 8.

[0024] Com referência às figuras 1 a 6, um queimador de gás de acordo com a invenção, e tipicamente proposto para equipar um aparelho de cozinha, não mostrado, compreende:

- um corpo de queimador 1 e uma coroa superior 2, que são ligados pela camada 5 e coberturas 3, 4;

- um primeiro queimador central e circular 6, em si conhecido, suscetível de alimentar uma coroa de chama periférica 7;

- e um segundo queimador periférico anular 8 que circunda o primeiro queimador central 6 a uma distância definida do mesmo, munido de dispositivos adutores apropriados para as coroas de chama internas, de ar secundário (B), o segundo queimador anular tendo uma ou mais coroas de chama que são dirigidas quer para dentro 9, isto é, orientadas no sentido do primeiro queimador, quer para fora 10, ou ambas as ditas disposições.

[0025] O corpo de queimador inclui, de uma maneira bem conhecida, um conduto que atua como uma primeira entrada de gás 11, que termina em

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7/11 um primeiro injetor verticalmente orientado 12 e um primeiro tubo Venturi correlato 13 que é igualmente vertical, que são projetados e dispostos para alimentar o primeiro queimador central 1.

[0026] De acordo com a invenção, os dispositivos para conduzir o gás para o interior do segundo queimador anular 8 compreendem uma segunda entrada de queimador de gás 13 que ingressa no corpo de queimador e que atinge uma posição extrema 14, da qual dois trajetos de gás distintos se originam, nos quais cada trajeto compreende um respectivo injetor 15, 16 e um respectivo tubo Venturi 17, 18.

[0027] A posição extrema 14 é praticamente disposta sobre o lado inferior externo do corpo queimador, isto é, onde a segunda entrada de gás 13 ingressa no volume do corpo de queimador, dali termina na posição extrema

14.

[0028] Ambos os ditos injetores 15, 16 e os tubos Venturi pertinentes são horizontalmente orientados e basicamente situam-se no mesmo plano da segunda entrada 13.

[0029] Os dois tubos Venturi 17 e 18, além disso, efetivamente se estendem até a parte diametralmente oposta do corpo de queimador, com respeito à posição extrema 14 e, por conseguinte, da dita zona os tubos Venturi admitem no interior da câmara de difusão de gás a mistura de ar/gás, conforme será explanado mais a adiante.

[0030] Aqueles versados na técnica terão seguramente entendido que nem com esta solução simples, a finalidade principal da invenção é atingida, pois:

- a presença dos dois injetores e dos tubos Venturi associados implementa a divisão de potência desejada, que reduz a conseqüência do aquecimento demasiado sobre os ápices de chama;

- a orientação horizontal dos injetores e tubos Venturi relacionados permite uma exploração eficiente da dimensão horizontal do

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8/11 corpo de queimador, evitando a limitação realizada pela máxima altura permitida pelo queimador propriamente dito;

- e ainda mais a circunstância de estender os tubos Venturi de um lado para o lado oposto do diâmetro horizontal do corpo do queimador permite maximizar o comprimento dos tubos Venturi o que, conforme anteriormente lembrado, permite aperfeiçoar a potência térmica administrável e, por conseguinte, otimizar a relação entre a dimensão do queimador e a (alta) potência.

[0031] A solução recém descrita permite alguns aperfeiçoamentos vantajosos que adicionalmente facilitam a flexibilidade funcional do queimador; um primeiro aperfeiçoamento consiste no fato dos ditos injetores 15, 16 se ramificando da mesma posição extrema 14, serem logicamente orientados de modo a apresentar um ângulo agudo “g” entre eles, como mostrado na fig. 2.

[0032] Evidentemente mesmo os dois tubos Venturi 17, 18 são orientados de uma maneira alinhada com os respectivos injetores 15, 16, que é inclinada entre eles, e isto permite que na axial, isto é, na zona central do corpo de queimador, os dois tubos Venturi sejam desviados por uma determinada distância, que permite a disposição e a passagem entre eles do injetor vertical 12 e do respectivo tubo Venturi 13 que tendo de alimentar o queimador central 6, têm de ser necessariamente axialmente dispostos e, por conseguinte, situados em uma posição entre os dois tubos Venturi 17, 18, como mostrado nas figuras 2 e 7.

[0033] O segundo aperfeiçoamento consiste em que, para otimizar as características funcionais e produtivas, os dois injetores 15 e 16 e os tubos

Venturi 17, 18 correspondentes são simetricamente posicionados com relação a um plano de simetria vertical, logicamente passando através do eixo geométrico central “X” (veja-se a fig. 4) do corpo do queimador.

[0034] Os dois tubos Venturi 17, 18 admitem no interior da respectiva

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9/11 câmara de difusão de gás que está situada acima através dos condutos 19, 20 (figura 4) e munida de orifícios apropriados permitindo o egresso da mistura de ar/gás a ser queimada.

[0035] Vantajosamente a câmara de difusão é dividida em duas câmaras separadas e não intercomunicáveis 21, 22 através de septos verticais apropriados 23A, 23B, 23C, 23D, como mostrado na figura 6, e cada um dos tubos Venturi admite no interior de somente uma respectiva das câmaras 21,

22.

[0036] Por conseguinte, a vantagem é realizada da combinação de injetor, tubo Venturi associado e câmara de difusão efetivamente implementar um conjunto de dois queimadores que é mecanicamente e funcionalmente autônomo.

[0037] Outrossim, a presença dos dois tubos Venturi e das duas câmaras de difusão separadas relacionadas alimentadas por somente uma fonte de gás 14 (figura 2), permite aperfeiçoar a segurança do queimador porque no caso de uma oclusão de injetor qualquer gás não queimado é impedido de reacender no interior do queimador propriamente dito.

[0038] Em conclusão pode ser obtido não somente um, porém dois queimadores periféricos e inteiramente independentes, e a dita independência permite uma flexibilidade muito maior tanto na dimensão como na operação de cada queimador isoladamente.

[0039] Com referência às figuras 2, 4 o acesso dos dois tubos Venturi ao interior das respectivas câmaras pode ser apropriadamente aperfeiçoado dotando as conexões de tubo entre os condutos de gás, de dispositivos de deflexão especiais 31, suscetíveis de facilitar a passagem da mistura de ar/gás do tubo Venturi para o interior dos respectivos condutos 19, 20 e conduzir uniformemente a mistura para o interior das respectivas câmaras 21, 22.

[0040] Deve ser observado, na realidade, que o tubo Venturi da presente invenção é horizontal, assim como a câmara de difusão, porém esta é

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10/11 disposta em um nível mais alto que o respectivo tubo Venturi.

[0041] Por conseguinte, uma parte vertical do conduto tem de realizada, que implementa um tipo de conexão suscetível de conduzir o gás na direção vertical entre os dois condutos (câmara Venturi).

[0042] A transição do tubo Venturi horizontal e da conexão vertical pode ser realizada por uma dobra convencional de 90°.

[0043] Todavia, esta solução ocasiona, conforme bem conhecido, uma determinada resistência aerodinâmica e um conseqüente torvelinho do gás, que reduz tanto a taxa de vazão como a uniformidade.

[0044] De maneira a evitar a dita deficiência, a conexa vertical é munida apropriadamente de um defletor específico 1, que facilita a mudança de direção de gás e reduz a turbulência gerada.

[0045] Um problema adicional causado pelo fato dos dois tubos

Venturi estarem muito próximos e também figeiramente inclinados entre si, e assim receberem a mesma parte periférica do corpo de queimador, e como cada tubo Venturi tem de ingressar na respectiva câmara de gás, e finalmente como as duas câmaras de difusão de gás 21, 22 são semicirculares, resulta como uma conseqüência lógica o fato dos dois tubos Venturi alimentarem as respectivas câmaras 21, 22 em duas respectivas zonas que necessariamente são dispostas em respectivos lados extremos 21B, 22B das respectivas câmaras.

[0046] Foi também realizado e também previsível por aqueles versados na técnica que o fato de alimentar o gás no lado extremo de cada câmara de difusão de gás causa uma distribuição de gás irregular no interior da câmara propriamente dita, que evidentemente compromete uma uniforme combustão e combustão de chama.

[0047] Para superar a dita deficiência, e com referência às figuras 7 e

8, os tubos Venturi são de tal maneira dimensionados e inclinados entre si que eles não ingressam no lado extremo das respectivas câmaras de difusão de gás

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21, 22, porém, em respectivas zonas 21A, 22A (fig. 7) que notadamente distantes dos lados extremos 21B, 22B (fig. 6).

[0048] Isto é logicamente possível levando os dois tubos Venturi a divergirem suficientemente, porém evitando que isto venha a encurtar demasiadamente o comprimento dos mesmos tubos Venturi.

[0049] Todavia, o fato de introduzir os tubos Venturi no interior de respectivas zonas das respectivas câmaras determina a necessidade de o fluxo de gás ser dividido em dois fluxos separados e basicamente opostos a 180°; na verdade é exatamente o que é desejado, caso deseje-se que o gás introduzido em uma zona intermediária da câmara pertinente seja dividido em dois fluxos, cada um deles passa para o interior de uma respectiva parte da câmara de difusão de gás.

[0050] Porém neste caso apresenta-se o problema de alterar a direção do fluxo em duas direções opostas, o que ocasiona uma turbulência de gás adicional.

[0051] De maneira a evitar também o risco de um dobramento acentuado dos condutos de gás 19, 20, o que (conforme recém explanado) alteraria a uniformidade e administração do fluxo de gás, sobre a parte terminal dos tubos Venturi respectivas conexões simétricas 25, 26 são dispostas, tendo um defletor de face dupla, como mostrado na figura 7.

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Queimador de gás munido de uma pluralidade de coroas de chama concêntricas e de preferência circulares e que compreende:

   - um primeiro queimador central (6) suscetível de fornecer um anel de chama periférico;

   - um segundo queimador anular (8) circundando o dito queimador central a uma distância definida e suscetível de fornecer pelo menos um respectivo anel de chama periférico (9, 10);

   - um corpo de queimador (1) apropriado para ser montado sobre a superfície de uma chapa de cozinha (C) e incluindo:

   - uma primeira entrada de gás (11) em comunicação com o dito corpo;

   - um primeiro injetor de gás (12), cujo eixo (X) é verticalmente orientado;

   - o dito queimador central sendo munido de uma primeira câmara para a difusão da mistura de ar/gás, e com uma pluralidade de orifícios para permitir a saída da dita mistura, situados sobre sua borda superior (7) e cujo topo é fechado por uma primeira cobertura (4);

   - uma segunda entrada de gás (13) em comunicação com o dito corpo, em que o dito segundo queimador periférico (8) é munido de duas câmaras separadas (21, 22) para a difusão da dita mistura, e com uma pluralidade de orifícios (9, 10) para permitir a saída da dita mistura, situados sobre a respectiva borda superior e cujo topo é fechado por uma segunda cobertura (3), em que a dita segunda entrada de gás (13) está em comunicação com ditas duas câmaras separadas (21, 22) através de dispositivos de injeção e condução apropriados, as ditas câmaras de difusão (21, 22) são fisicamente separadas e não estão em comunicação entre si;

   o queimador de gás caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de injeção e condução compreendem:

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   - dois injetores distintos (15, 16) em comunicação com a dita segunda entrada de gás (13);

   - dois respectivos tubos Venturi que são dispostos horizontalmente (17, 18), cada um dos quais sendo suscetíveis de administrar a mistura de ar/gás com uma respectiva das ditas duas câmaras de difusão (21, 22), em que

   - os ditos dois injetores horizontais e separados (15, 16) ficam horizontais e situados sobre a mesma posição extrema (14) da dita segunda entrada de gás e efetivamente se separam reciprocamente da dita segunda entrada de gás (13) com um ângulo agudo (“g”); e

   - os ditos dois injetores separados (15, 16) são colocados na parte inferior e em uma parte lateral do dito corpo do queimador (1) e são orientados no sentido do lado oposto do corpo do queimador.

   2. Queimador de gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os ditos dois tubos Venturi (17, 18) são simetricamente dispostos com respeito ao eixo central vertical (X) do dito queimador.
3. 3. Queimador de gás, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de as ditas duas câmaras de difusão (21, 22) são munidas de respectivos dispositivos de deflexão (31) dos fluxos de mistura provenientes dos respectivos tubos Venturi (17, 18).
4. 4. Queimador de gás, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de deflexão são implementados através de uma curvatura nivelada orientada para cima e dispostos na extremidade dos respectivos tubos Venturi.
5. 5. Queimador de gás, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que os ditos dispositivos de deflexão são implementados através de duas curvaturas (26, 27) opostas e niveladas dispostas nas extremidades dos respectivos tubos Venturi (17, 18).