Mezclador para caldera.

Mezclador (7) para caldera, que comprende un recinto (11, 15) que delimita un conducto central

(17) de llegada de aire y un conducto periférico (16) de llegada de gas combustible, dispuesto alrededor del conducto central (17), el conducto central (17) presentando sucesivamente, en el sentido de circulación del aire (F), una zona convergente (12, 19) y una zona divergente (15, 26), el conducto periférico (16) desembocando en el interior del conducto central (17), por medio de una abertura anular (22) dispuesta entre la zona convergente (12, 19) y la zona divergente (15, 26) de modo que el aire que circula en el interior del conducto central (17) provoca una depresión que arrastra, por efecto Venturi, el gas combustible en el interior del conducto central (17), caracterizado por que comprende una pluralidad de aletas (34), que se extienden sensiblemente transversalmente en el conducto central (17), las aletas (34) están instaladas por lo menos por pares, cada par de aletas (34) delimitando un canal (37) de alimentación de gas combustible que se extiende desde la abertura anular (22) hacia el interior del conducto central (17), cada canal (37) presentando una forma global de U, que desemboca en el lado aguas abajo (38) y que está cerrado en el lado aguas arriba (35), en el sentido de la circulación del fluido.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09170672.

Solicitante: GUILLOT INDUSTRIE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: ROUTE DE FLEURVILLE 01190 PONT DE VAUX FRANCIA.

Inventor/es: RENARD,JÉRÔME, CHAPUIS,DAVID, COLLET,MATTHIEU.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > QUEMADORES > Quemadores para la combustión de un gas, p. ej.... > F23D14/64 (con inyectores)

PDF original: ES-2531456_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Mezclador para caldera

La Invención concierne a un mezclador de aire - gas para caldera.

Este tipo de mezclador puede ser utilizado por ejemplo para una caldera de tubo de humos o para una caldera de combustibles gaseosos.

La estructura general de una caldera de tubos de humos se ilustra en la figura 1. Más precisamente, la figura 1 representa una caldera de tubos verticales.

Una caldera de este tipo especialmente se utiliza a fin de realizar una calefacción colectiva o de producir agua caliente sanitaria.

De manera clásica, una caldera de tubos de humos comprende una cámara de combustión 1 asi como un depósito 2 que contiene el fluido portador del calor. La caldera generalmente está unida a una red, ya sea de calefacción, ya sea de agua callente sanitaria, el fluido almacenado en el interior del depósito 2 siendo renovado por una circulación del fluido a través de la red anteriormente citada.

La cámara de combustión 1 comprende una placa de tubos 3 que forma el soporte para los tubos de humos 4, la placa de tubos 3 estando dispuesta sensiblemente horizontal mente y los tubos de humos 4 se extienden verticalmente desde la placa de tubos.

Los humos que circulan desde los tubos 4 intercambian el calor con el agua contenida en el interior del depósito 2 después son recogidos en la parte baja de la caldera 5 a fin de ser evacuados.

La cámara de combustión 1 está equipada con un quemador 6 alimentado por una mezcla de gas combustible y de aire. El quemador 6 está unido a un mezclador 7 al nivel del cual están conectadas una llegada de gas combustible 8 y una llegada de aire 9. Un ventilador 10 permite dirigir la mezcla emitida desde el mezclador 7 hacia el quemador

La estructura de un mezclador conocido se representa en las figuras 2 y 3.

Un mezclador 7 comprende generalmente un cuerpo tubular 11 que presenta una zona convergente 12 y una zona 13 que presenta una abertura 14 de llegada de gas combustible, en la cual está montado un divergente 15 de forma

tubular.

La pared externa del divergente 15 y la pared interna del cuerpo 11 delimitan un conducto periférico 16 alimentado

por el gas combustible.

La zona convergente 12 y la pared interna del divergente 15 delimitan un conducto central 17 de llegada de aire.

Un elemento anular 18 está montado entre la zona convergente 12 del cuerpo 11 y la divergente tubular 15, dicho elemento anular 18 comprende una pared interna 19 convergente en el sentido de circulación del aire F y cuyo extremo aguas abajo 20 está separado, hacia el interior del conducto central 17, del extremo aguas arriba 21 del divergente 15 de manera que delimita una abertura anular 22.

El aire que circula en el Interior del conducto central 17, desde arriba hacia abajo, provoca, al nivel de la abertura anular 22, una depresión que arrastra por efecto Venturi el gas combustible contenido en el interior del conducto periférico 16 hacia el conducto central 17.

Así, el fluido contenido en el interior del conducto central 17 comprende gas combustible que se presenta bajo la forma de un chorro periférico y de aire, situado en el centro.

Se remarca así que, aunque un mezclador de este tipo permite obtener una mezcla cuyas proporciones son exactas y constantes en el tiempo, este tipo de mezclador no asegura una mezcla homogénea del gas en el interior de todo el conducto.

Una mezcla heterogénea no permite obtener una buena combustión de la mezcla, lo que tiene por efecto disminuir el rendimiento de la caldera, en particular en fase de encendido. Además, el montaje de un ventilador aguas abajo del mezclador, aunque mejora la calidad de la mezcla por la agitación que genera, no permite hacer la mezcla homogénea.

A fin de mejorar la homogeneidad de la mezcla, el documento WO 02/29319 propone disponer, aguas arriba de la zona convergente, un elemento de aspas fijas que produce un flujo giratorio de llegada del aire.

Sin embargo, la utilización de un elemento de este tipo no permite obtener una homogeneidad satisfactoria. En efecto, el flujo giratorio no permite mezclar radialmente el gas combustible y el aire. En otros términos, el chorro de gas combustible, aunque esté bien arrastrado en giro por el flujo de aire giratorio, permanece en la periferia del conducto central, pero no es en dónde se puede mezclar con el chorro central de aire.

El documento EP 0 907 051 describe un sistema que forma Venturi que comprende un elemento convergente aguas arriba y un elemento divergente agua abajo que presenta, sobre su cara interna, una serie de protuberancias que hacen dicha superficie irregular y generan perturbaciones en el conducto central. La agitación del fluido creada por las perturbaciones es insuficiente para hacer totalmente homogéneo el fluido que sale del mezclador.

El documento JP 2006-326571 describe un mezclador que comprende un conducto central de llegada de aire, un conducto periférico de llegada de gas combustible, que desemboca en el interior del conducto central al nivel de una abertura periférica de manera que el gas combustible es aspirado por efecto Venturi en el momento de la circulación del aire.

Las aberturas están dispuestas en la pared del conducto central, aguas arriba de la abertura anular y permiten el paso de una parte de fluido combustible en el Interior del conducto central. Una hélice está dispuesta al nivel de dichas aberturas y es accionada al giro en el momento del paso del aire, arrastrando así la agitación del gas combustible emitido desde las aberturas.

Este tipo de mezclador es complejo y necesita la utilización de piezas móviles.

La Invención contempla remediar los inconvenientes anteriormente citados proponiendo un mezclador que ofrece una buena homogeneidad de mezcla del aire y de gas combustible, que es menos complejo.

A este efecto, la invención concierne a un mezclador para caldera, que comprende un recinto que delimita un conducto central de llegada de aire y un conducto periférico de llegada de gas combustible, dispuesto alrededor del conducto central, el conducto central presentando sucesivamente, en el sentido de circulación del aire, una zona convergente y una zona divergente, el conducto periférico desembocando en el interior del conducto central, por medio de una abertura anular dispuesta entre la zona convergente y la zona divergente de modo que el aire que circula en el interior del conducto central provoca una depresión que arrastra, por efecto Venturi, el gas combustible en el interior del conducto central, caracterizado por que comprende una pluralidad de aletas, que se extienden sensiblemente transversalmente en el conducto central, las aletas están instaladas por lo menos por pares, cada par de aletas delimitando un canal de alimentación de gas combustible que se extiende desde la abertura anular hacia el interior del conducto central, cada canal presentando una forma global de U, que desemboca en el lado aguas abajo y que está cerrado en el lado aguas arriba, en el sentido de la circulación del fluido.

De esta manera, el gas combustible emitido desde la abertura anular es alimentado, en parte, en la periferia del conducto central, y en parte hacia el interior del conducto central, por medio de canales delimitados por las aletas. Estos canales están abiertos hacia abajo, el gas combustible no siendo alimentado únicamente en el centro del conducto, sino que se escapa del canal correspondiente a todo lo largo del trayecto recorrido por el gas combustible en el interior de este canal.

El gas combustible es repartido asi radialmente en el interior del conducto central y deja estar situado únicamente en el interior de un chorro periférico. La mezcla de aire y de gas combustible obtenida presenta entonces una buena... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

I. Mezclador (7) para caldera, que comprende un recinto (11, 15) que delimita un conducto central (17) de llegada de aire y un conducto periférico (16) de llegada de gas combustible, dispuesto alrededor del conducto central (17), el conducto central (17) presentando sucesivamente, en el sentido de circulación del aire (F), una zona convergente (12, 19) y una zona divergente (15, 26), el conducto periférico (16) desembocando en el Interior del conducto central (17), por medio de una abertura anular (22) dispuesta entre la zona convergente (12, 19) y la zona divergente (15, 26) de modo que el aire que circula en el Interior del conducto central (17) provoca una depresión que arrastra, por efecto Venturl, el gas combustible en el Interior del conducto central (17), caracterizado por que comprende una pluralidad de aletas (34), que se extienden sensiblemente transversalmente en el conducto central (17), las aletas (34) están Instaladas por lo menos por pares, cada par de aletas (34) delimitando un canal (37) de alimentación de gas combustible que se extiende desde la abertura anular (22) hacia el Interior del conducto central (17), cada canal (37) presentando una forma global de U, que desemboca en el lado aguas abajo (38) y que está cerrado en el lado aguas arriba (35), en el sentido de la circulación del fluido.

2. Mezclador según la reivindicación 1 caracterizado por que el recinto comprende un cuerpo tubular (11) en el interior del cual está montado un divergente (15) de forma tubular, la pared exterior del divergente (15) y la pared interna del cuerpo (11) delimitando el conducto periférico (16), la pared interna del divergente (15) delimitando la zona divergente (26) del conducto central (17), un elemento anular (18) estando montado entre una zona convergente (12) del cuerpo (11) y el divergente tubular (15), dicho elemento anular (18) comprendiendo una pared interna (19) que converge en el sentido de la circulación (F) del aire y cuyo extremo aguas abajo (20) está separado, hacia el interior del conducto central (17), del extremo aguas arriba (21) del divergente (15) de manera que delimita la abertura anular (22) que sirve para la aspiración de gas combustible en el interior del conducto central (17).

3. Mezclador según la reivindicación 2 caracterizado por que las aletas (34) provienen del moldeado con el elemento anular (18).

4. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 caracterizado por que cada canal (37) de alimentación de gas combustible desemboca a través de la pared interna convergente (19) del elemento anular (18).

5. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por que las aletas (34) se extienden aguas abajo de la abertura anular (22) que sirve para la aspiración de gas combustible en el interior del conducto central (17).

6. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por que la base de la U de cada canal (37) de alimentación de gas combustible presenta una pared convexa (36).

7. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que el ancho de cada canal (37) de alimentación de gas combustible está comprendido entre 2 y 8 mm, preferentemente del orden de 4 mm.

8. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por que la distancia entre la

abertura anular (22) y el borde aguas abajo (38) de las aletas (34) está comprendida entre 0,5 y 2 cm.

9. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado por que la distancia entre la

abertura anular (22) y el borde aguas arriba (35) de las aletas (34) está comprendida entre 0,5 y 2 cm.

10. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado por que comprende dos o tres canales (37) de alimentación de gas combustible.

II. Mezclador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado por que los canales (37) de alimentación de gas combustible se extienden radlalmente.