PT108156A - Queimador - Google Patents
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Abstract
O PRESENTE PEDIDO DESCREVE UM QUEIMADOR (10) PARA UMA ESTAÇÃO DE ÁGUA QUENTE, O QUAL APRESENTA UMA CAIXA (20) COM UMA PLACA (40), EM QUE A PLACA (40) DIVIDE UM ESPAÇO INTERIOR DA CAIXA NUMA PRIMEIRA SECÇÃO DE ESPAÇO INTERIOR (45) E NUMA SEGUNDA SECÇÃO DE ESPAÇO INTERIOR (50), EM QUE A PLACA (40) APRESENTA PELO MENOS UMA PRIMEIRA ABERTURA CONCEBIDA SOB A FORMA DE RANHURA, A QUAL LIGA FLUIDICAMENTE A PRIMEIRA SECÇÃO DE ESPAÇO INTERIOR (45) COM A SEGUNDA SECÇÃO DE ESPAÇO INTERIOR (50). O TUBO DE QUEIMADOR (15) É CONCEBIDO SOB A FORMA DE FLAUTA E APRESENTA UMA ENTRADA DE TUBO (90). ASSIM É ASSEGURADO QUE DURANTE O FUNCIONAMENTO DO QUEIMADOR (10) UM FLUIDO O QUAL FLUI ATRAVÉS DAS DUAS SECÇÕES DE ESPAÇO INTERIOR APRESENTA UM FLUXO PARTICULARMENTE HOMOGÉNEO NA PRIMEIRA SECÇÃO DE ESPAÇO INTERIOR (45), RESULTANDO UM QUEIMADOR PARTICULARMENTE POTENTE E POUCO POLUENTE.
Description
DESCRIÇÃO "QUEIMADOR"
Domínio técnico 0 presente pedido descreve um queimador de acordo com a reivindicação 1.
Estado da técnica São conhecidos queimadores para estações de água quente, os quais apresentam uma caixa e um tubo de queimador, em que o tubo de queimador está disposto na caixa. 0 tubo de queimador serve para misturar combustível com ar e para queimá-lo por meio de uma chama disposta acima do tubo de queimador, para aquecer água num permutador de calor. 0 presente pedido tem por objetivo divulgar um queimador melhorado.
Descrição da invenção 0 referido objetivo é alcançado por meio de um queimador de acordo com a reivindicação 1. As formas de realização vantajosas são evidenciadas nas reivindicações dependentes.
De acordo com a presente invenção verificou-se que pode ser alcançado um queimador melhorado para uma estação de água quente pelo facto de o queimador compreender uma caixa com uma placa. A placa divide um espaço interior da caixa numa primeira secção de espaço interior e numa segunda secção de espaço interior. A placa apresenta pelo menos uma primeira abertura concebida sob a forma de ranhura, a qual liga fluidicamente a primeira secção de espaço interior com a segunda secção de espaço interior.
Assim é assegurado que durante o funcionamento do queimador um fluido o qual flui através das duas secções de espaço interior apresenta um fluxo particularmente homogéneo na primeira secção de espaço interior.
De acordo com uma outra forma de realização está previsto um tubo de queimador, em que o tubo de queimador está disposto na primeira secção de espaço interior da caixa. 0 tubo de queimador apresenta uma saida de tubo e a caixa apresenta uma saida. A saida de tubo desemboca na saída da caixa. A placa está disposta de forma adjacente num lado do tubo de queimador oposto à saida de tubo. Neste caso preferencialmente a primeira abertura está orientada paralelamente em relação ao tubo de queimador e/ou a primeira abertura apresenta um primeiro deslocamento lateral em relação ao tubo de queimador.
De acordo com uma segunda forma de realização, a placa apresenta pelo menos uma segunda abertura, em que a segunda abertura está disposta de forma adjacente à primeira abertura, em que a segunda abertura preferencialmente apresenta uma secção transversal circular ou oval.
De acordo com uma outra forma de realização está previsto um tubo de queimador adicional. 0 tubo de queimador adicional está disposto de forma distanciada em relação ao tubo de queimador na primeira secção de espaço interior. Neste caso a primeira abertura está disposta centralmente entre os tubos de queimador. Assim pode ser alcançado um queimador particularmente potente e pouco poluente.
De acordo com uma outra forma de realização a segunda abertura apresenta um segundo deslocamento lateral em relação ao tubo de queimador, em que o segundo deslocamento lateral é idêntico ao primeiro deslocamento lateral ou é diferente do primeiro deslocamento lateral. É particularmente vantajoso quando a primeira abertura apresenta a mesma largura que a segunda abertura. Neste caso é particularmente vantajoso quando a primeira abertura apresenta uma largura com um valor o qual está compreendido no intervalo de 1 mm a 5 mm, preferencialmente de 2 mm a 4 mm, particularmente de 3,3 mm a 3,7 mm.
De acordo com uma outra forma de realização, a placa apresenta uma primeira extensão e a primeira abertura apresenta uma segunda extensão, em que a segunda extensão apresenta um valor, o qual é de pelo menos 70 por cento da primeira extensão, preferencialmente de pelo menos 80 por cento da primeira extensão e/ou preferencialmente inferior a 90 por cento da primeira extensão.
De acordo com uma outra forma de realização, a caixa apresenta pelo menos uma primeira entrada e pelo menos uma segunda entrada. A segunda entrada está disposta de forma adjacente à placa e está ligada com a segunda secção de espaço interior. A primeira abertura está disposta de forma oposta à primeira placa e está ligada com a segunda secção de espaço interior. Assim pode ser alcançado um fluxo particularmente conveniente de fluido na caixa do queimador.
Em seguida a presente invenção é mais detalhadamente explicada com base nas figuras. Em que:
Figuras 1 e 2 apresentam uma representação em perspetiva de um queimador;
Figura 3 apresenta uma vista em corte através do queimador representado nas Figuras 1 e 2, e;
Figura 4 apresenta uma vista de cima sobre uma placa do queimador representado nas Figuras de 1 a 3;
Figura 5 apresenta uma representação em perspetiva de um queimador.
As Figuras 1, 2 e 5 apresentam uma representação em perspetiva de um queimador 10. A Figura 3 apresenta uma vista em corte através do queimador 10 representado nas Figuras 1 e 2. Neste caso, o queimador 10 além de um tubo de queimador 15 compreende tubos de queimador adicionais 16 concebidos do mesmo modo. Neste caso por questões de clareza na Figura 2 prescindiu-se da representação do tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 do queimador 10 numa caixa 20 do queimador 10. Além disso para a descrição simplificada é feita referência a um sistema de coordenadas 25 representado na Figura 2, o qual é concebido de forma perpendicular e apresenta um eixo x, um eixo y e um eixo z. Neste caso, o eixo x está correlacionado com uma profundidade, o eixo y com uma largura e o eixo z com uma altura do queimador 10. Estes conceitos referem-se ao sistema de coordenadas 25 acabado de descrever. O queimador 10 serve para alimentar um permutador de calor 30, o qual está disposto no lado superior do queimador 10 (direção z) , com energia térmica. Neste caso, a caixa 20 engloba um espaço interior 35. Neste caso, a caixa 20 compreende uma primeira placa 40, a qual divide o espaço interior 35 numa primeira secção de espaço interior 45 e numa segunda secção de espaço interior 50. Na primeira secção de espaço interior 45 o tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 estão dispostos ao longo do eixo y por exemplo com espaçamentos regulares uns em relação aos outros. Evidentemente é igualmente concebível que o espaçamento do tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 uns em relação aos outros seja diferente.
Neste caso, a primeira placa 40 está disposta num plano xy e estende-se essencialmente paralelamente em relação a um lado inferior 55 da caixa 20. A caixa 20 apresenta uma saida 60 disposta num lado superior 56. Neste caso a saida 60 está disposta de forma adjacente ao permutador de calor 30. Além disso, a caixa 20 no lado inferior 55 apresenta uma primeira entrada 65, em que a primeira entrada 65 está disposta de forma oposta em relação à primeira placa 40 e está conectada com a segunda secção de espaço interior 50. A primeira entrada 65 serve para ligar fluidicamente a caixa 20 com um ventilador 70 através de um canal 75. Neste caso, o ventilador 70 transporta um fluido de um meio envolvente 155 através de um canal 75 e da primeira entrada 65 para a segunda secção de espaço interior 50.
Além disso a caixa 20 apresenta uma segunda placa 80, a qual está disposta de forma perpendicular em relação à primeira placa 40. A segunda placa 80 apresenta várias segundas entradas 85. Neste caso, a segunda placa 80 está disposta de forma perpendicular adjacente à primeira placa 40. Neste caso de acordo com esta forma de realização a segunda placa 80 está disposta com um deslocamento para trás em relação a uma parede da caixa 105 disposta paralelamente em relação à segunda placa 80. Evidentemente é igualmente concebível que a primeira placa 40 esteja integrada na parede da caixa 105 e/ou disposta à mesma altura que a parede da caixa 105. 0 tubo de queimador 15 de acordo com esta forma de realização é concebido sob a forma de flauta e apresenta uma entrada de tubo 90 e uma saida de tubo 95. Neste caso, a saida de tubo 95 estende-se essencialmente na direção x por meio de várias aberturas de saida de tubo adicionais 100. Neste caso as saídas de tubo 95 do tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 desembocam na saída 60 da caixa 20. Devido à conceção sob a forma de flauta do tubo de queimador 15 a entrada de tubo 90 situa-se num plano perpendicular em relação à entrada de tubo 90 e desemboca na segunda entrada 85 da segunda placa 80. Neste caso de acordo com esta forma de realização para cada tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 e a respetiva entrada de tubo 90 está prevista uma segunda entrada 85, em que a segunda entrada 85 está disposta de forma adjacente à primeira placa 40 e está conectada com a segunda secção de espaço interior 50. A primeira placa 40 em si está disposta num lado dos tubos de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 oposto às saídas de tubo 95.
Evidentemente é igualmente concebível que o número das segundas entradas 85 seja diferente do número de tubos de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 ou das respetivas entradas de tubo 90. A entrada de tubo 90 pode ser ligada a um sistema de distribuição, em que o sistema de distribuição preferencialmente está ligado a cada entrada de tubo 90. Neste caso através do sistema de distribuição é transportado um combustível de um depósito de combustível até à entrada de tubo 90. Além disso através do sistema de distribuição pode igualmente ser transportado um reagente do combustível para a entrada de tubo 90 ou ser aspirado através da entrada de tubo 90 em si a partir do meio envolvente 155. No tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 é conduzido o combustível e eventualmente igualmente o reagente do combustível desde a entrada de tubo 90 até à saída de tubo 95 e misturado com o combustível. O combustível sai pelo lado superior da saída de tubo 95 individualmente ou conjuntamente com o reagente. A Figura 4 apresenta uma vista em planta da primeira placa 40 apresentada nas Figuras de 1 a 3. Na primeira placa 40 estão previstas várias primeiras aberturas 110 dispostas de forma paralela umas em relação às outras. Além disso estão previstas segundas aberturas 125 na primeira placa 40. Além disso de forma adjacente a dois cantos 145 da primeira placa 40 e de forma adjacente à primeira abertura 110 está prevista uma terceira abertura 140 na primeira placa 40 respetivamente. A terceira abertura 140 é concebida de forma idêntica à segunda abertura 125. Neste caso as duas aberturas respetivamente estão dispostas na direção x à altura da primeira abertura 110 disposta de forma adjacente, enquanto a terceira abertura 140 está disposta na direção x de forma deslocada em relação à primeira abertura 110 disposta de forma adjacente. As primeiras aberturas 110, segundas aberturas 125 e terceiras aberturas 140 ligam fluidicamente a primeira secção de espaço interior 45 com a segunda secção de espaço interior 50.
As primeiras aberturas 110 são concebidas sob a forma de ranhura. A segunda abertura 125 e a terceira aberturas 140 são concebidas sob a forma circular. Alternativamente seria igualmente concebível que a segunda abertura 125 e/ou a terceira abertura 140 apresentem uma secção transversal diferente, particularmente uma secção transversal oval, retangular ou sob a forma de ranhura. A primeira placa 40 na direção y apresenta uma primeira extensão li. A primeira abertura 110 apresenta uma segunda extensão I2. Neste caso a segunda extensão I2 é de pelo menos 70 por cento, preferencialmente de pelo menos 80 por cento da extensão li da primeira placa 40. De acordo com esta forma de realização a primeira abertura 110 na direção y apresenta uma primeira largura e a segunda abertura 125 ou a terceira abertura 140 apresenta uma segunda largura. Neste caso, a primeira largura corresponde à segunda largura e apresenta um valor, o qual está compreendido no intervalo de 1 mm a 5 mm, preferencialmente de 2 mm a 4 mm, particularmente de 3,3 mm a 3,7 mm. O tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 apresentam um plano central 114. Neste caso, o plano central 114 dos tubos de queimador 15 estende-se essencialmente num plano xz centralmente em relação a uma extensão máxima do tubo de queimador 15 e tubos de queimador adicionais 16 na direção x. Neste caso, as primeiras aberturas 110 estão orientadas paralelamente em relação ao plano central 114 do tubo de queimador 15 ou dos tubos de queimador adicionais 16. Neste caso, a primeira abertura 110 apresenta um primeiro deslocamento lateral 130 (direção y) em relação ao tubo de queimador 15 disposto de forma adjacente acima (direção z) da primeira abertura 110 ou em relação ao plano central 114. A segunda abertura 125 apresenta um segundo deslocamento lateral 135 (direção y) em relação ao tubo de queimador 15 ou em relação ao plano central 114. 0 primeiro deslocamento lateral 130 ou o segundo deslocamento lateral 135 são selecionados de modo que as primeiras aberturas 110 ou as segundas aberturas 125 estão dispostas centralmente, em relação a uma projeção do tubo de queimador 15 ou tubos de queimador adicionais 16 na primeira placa 40, entre o tubo de queimador 15 ou tubos de queimador adicionais 16. A caixa 20 apresenta uma primeira superficie lateral 115 virada para o espaço interior 35 e uma segunda superficie lateral 120 virada para o espaço interior 35 e disposta de forma oposta em relação à primeira superfície lateral 115. A primeira superfície lateral 115 e segunda superfície lateral 120 estendem-se no plano xz e estão dispostas por exemplo perpendicularmente em relação à parede da caixa 105. Neste caso a primeira abertura 110 na direção y em relação às primeiras superfícies laterais 115 ou às segundas superfícies laterais 120 dispostas de forma adjacente à primeira abertura 110 apresenta uma primeira distância al, a qual é de metade de uma distância do plano central 114 do tubo de queimador 15 disposto de forma adjacente à primeira superfície lateral 115 e segunda superfície lateral 120. A terceira abertura 140 apresenta um terceiro deslocamento lateral 150 (direção y) , o qual é diferente do primeiro deslocamento lateral 130. Neste caso, o terceiro deslocamento lateral 150 vantajosamente é mais reduzido do que o primeiro deslocamento lateral 130 da primeira abertura 110 diretamente adjacente à primeira superfície lateral 115 e segunda superfície lateral 120. Neste caso, o primeiro deslocamento lateral 130 é 1 mm a 5 mm maior do que o terceiro deslocamento lateral 150.
Devido ao primeiro deslocamento lateral 130, segundo deslocamento lateral 135, terceiro deslocamento lateral 150 das primeiras aberturas 110, segundas aberturas 125 e terceiras aberturas 140 o número de primeiras aberturas 110 ou uma soma das segundas aberturas 125 e terceiras aberturas 140 é por exemplo maior em um número do que o número de tubo de queimador 15 ou tubos de queimador adicionais 16. Evidentemente é igualmente concebível que as primeiras aberturas 110 na direção y estejam dispostas diretamente abaixo do tubo de queimador 15 ou tubos de queimador adicionais 16. É igualmente concebível uma outra disposição das primeiras aberturas 110 umas em relação às outras e em relação ao tubo de queimador 15 ou tubos de queimador adicionais 16. Além disso evidentemente é igualmente concebível que por exemplo ao contrário do número de primeiras aberturas 110, sequndas aberturas 125 e terceiras aberturas 140 apresentado na Figura 4 esteja previsto um outro número de primeiras aberturas 110, segundas aberturas 125 e terceiras aberturas 140. É igualmente concebível prescindir das segundas aberturas 125 ou das terceiras aberturas 140. É igualmente concebível que as primeiras aberturas 110 sejam dispostas com uma distância irregular em relação aos tubos de queimador 15.
Durante o funcionamento do queimador 10 através do ventilador 70 é aspirado um fluído com o reagente a partir do meio envolvente 155 e transportado para o canal 75. Através do canal 75, o fluido através da primeira entrada 65 penetra na segunda secção de espaço interior 50. Devido ao ventilador 70 são geradas concentrações de fluxo na primeira placa 40. O fluido penetra na primeira secção de espaço interior 45 através das primeiras aberturas 110, segundas aberturas 125 e terceiras aberturas 140. Devido à forma de realização das primeiras aberturas 110 e por outro lado devido ao terceiro deslocamento lateral 150 da terceira abertura 140 em relação às primeiras aberturas 110 e às segundas aberturas 125 as concentrações de fluxo são compensadas. Assim é possível, em comparação com os queimadores conhecidos, reduzir variações de fluxo na caixa 20 em 30 por cento. Além disso um desvio de uma taxa de fluxo média pode ser mantido abaixo de 10 por cento através das primeiras aberturas 110, segundas aberturas 125 ou terceiras aberturas 140. O fluido que flui através das primeiras aberturas 110, segundas aberturas 125 e terceiras aberturas 140 flui ao longo do tubo de queimador 15 ou tubos de queimador adicionais 16 na direção da saída 60 da caixa 20. Neste caso interage com uma mistura de combustível-(fluido) a qual flui para fora da saída de tubo 95. Devido à velocidade de fluxo homogénea do fluido o qual flui através da primeira secção de espaço interior 45 no caso da extinção de uma chama 160 acima do tubo de queimador 15 ou tubos de queimador adicionais 16 a chama 160 pode ser estabilizada de forma melhorada e pode ser melhorada a queima da chama 160. Particularmente, devido à distribuição homogénea de uma velocidade do fluido o qual flui através da primeira secção de espaço interior 45 podem ser prevenidos pontos frios e quentes na chama 160 de modo que são prevenidas concentrações de CO na chama 160 e por conseguinte são reduzidas as emissões de CO. O referido efeito é independente da forma de realização da saída 60 e da forma de realização dos tubos de queimador 15. Além disso são prevenidas turbulências na primeira secção de espaço interior 45, as quais eventualmente poderiam prejudicar negativamente os NOx.
Devido à forma de realização do queimador 10, particularmente da primeira placa 40, pode ser disponibilizado um queimador 10 particularmente eficaz e pouco poluente, o qual atua otimamente num intervalo de velocidades amplo de um fluxo de fluido através da caixa 20. É de salientar que a forma de realização acima descrita do queimador 10 é exemplificativa. Além disso é de salientar que o queimador 10 na respetiva aplicação está otimizado para uma preparação de água quente, mas evidentemente pode igualmente assumir outras funções. Contudo o queimador 10 descrito nas Figuras de 1 a 4 é particularmente adequado para um esquentador de água corrente.
Claims (9)
1. Queimador (10) para uma estação de água quente, o qual apresenta uma caixa (20) com uma primeira placa (40), em que a referida primeira placa (40) divide um espaço interior (35) da caixa (20) numa primeira secção de espaço interior (45) e numa segunda secção de espaço interior (50), caracterizado por a primeira placa (40) apresentar pelo menos uma primeira abertura (110) concebida sob a forma de ranhura, a qual liga fluidicamente a primeira secção de espaço interior (45) com a segunda secção de espaço interior (50).
2. Queimador (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: - estar previsto um tubo de queimador (15), - o tubo de queimador (15) estar disposto na primeira secção de espaço interior (45) da caixa (20), - o tubo de queimador (15) apresentar uma salda de tubo (95) e a caixa (20) apresentar uma saída (60); - a saída de tubo (95) desembocar na saída (60) da caixa (20); a primeira placa (40) estar disposta de forma adjacente num lado do tubo de queimador (15) oposto à saída de tubo (95); - a primeira abertura (110) preferencialmente estar orientada paralelamente em relação ao tubo de queimador (15) e/ou em que a primeira abertura (110) apresenta um primeiro deslocamento lateral (130) em relação ao tubo de queimador (15).
3. Queimador (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por: - a primeira placa (40) apresentar pelo menos uma segunda abertura (125) ou uma terceira abertura (140); - a segunda abertura (125) ou terceira abertura (140) estar disposta de forma adjacente à primeira abertura (110) ; - a segunda abertura (125) ou terceira abertura (140) preferencialmente apresentar uma secção transversal circular ou oval.
4. Queimador (10) de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por: - estar previsto um tubo de queimador adicional (16); - o tubo de queimador adicional (16) estar disposto de forma distanciada em relação ao tubo de queimador (15) na primeira secção de espaço interior (45); a primeira abertura (110) estar disposta centralmente entre o tubo de queimador (15) ou tubos de queimador adicionais (16).
5. Queimador (10) de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado por: - a segunda abertura (125) ou a terceira abertura (140) apresentar um segundo deslocamento lateral (135) em relação ao tubo de queimador (15) ou tubos de queimador adicionais (16); - o segundo deslocamento lateral (135) ser idêntico ao primeiro deslocamento lateral (130) ou ser diferente do primeiro deslocamento lateral (130).
6. Queimador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por a primeira abertura (110) apresentar a mesma largura que a segunda abertura (125) ou uma terceira abertura (140).
7. Queimador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a primeira abertura (110) apresentar uma largura com um valor, o qual está compreendido no intervalo de 1 mm a 5 mm, preferencialmente de 2 mm a 4 mm, particularmente de 3,3 mm a 3,7 mm.
8. Queimador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado por: a primeira placa (40) apresentar uma primeira extensão (li) e em que a primeira abertura (110) apresenta uma segunda extensão (I2) ; a segunda extensão (I2) apresentar um valor, o qual é de pelo menos 70 por cento da primeira extensão (11) , preferencialmente de pelo menos 80 por cento da primeira extensão (11) e/ou preferencialmente inferior a 90 por cento da primeira extensão (li) .
9. Queimador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado por: - a caixa (20) apresentar pelo menos uma primeira entrada (65) e pelo menos uma segunda entrada (85); a segunda entrada (85) estar disposta de forma adjacente à primeira placa (40) e estar ligada com a segunda secção de espaço interior (50); - a primeira entrada (65) estar disposta de forma oposta à primeira placa (40) e estar ligada com a segunda secção de espaço interior (50).
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