QUEMADOR DE COMBUSTIBLE LIQUIDO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a quemadores, y más específicamente a un quemador de combustible liquido que puede utilizarse en dispositivos tales como estufas, calentadores de agua, calefactores y similares. La invención se refiere también a un dispositivo para suministrar combustible liquido a una cabeza de quemador de un quemador de combustible líquido. Se conocen varios tipos diferentes de quemadores de combustible liquido. En algunos de estos dispositivos, la acción capilar provoca la extracción de combustible de liquido en una mecha a partir de la cual se quema, mientras que en otras aplicaciones se aplica presión de aire a un combustible líquido para desplazar el combustible hacia una cabeza de quemador. Aún cuando dispositivos tales como hornos de combustible líquido son frecuentemente preferibles a los dispositivos eléctricos porque o bien la electricidad no está fácilmente accesible o bien los dispositivos eléctricos son relativamente costosos para operar, muchos de los quemadores de combustible líquido conocidos son relativamente inseguros y/o no son muy eficientes. Es un objeto de la presente invención ofrecer un quemador de combustible líquido alternativo que es generalmente seguro y eficiente.
Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un quemador de combustible líquido que es relativamente fácil de utilizar. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Según la presente invención, se proporciona un quemador de combustible líquido que comprende: una cabeza de quemador; un depósito de combustible líquido para contener un combustible líquido; y una bomba para bombear el combustible líquido a partir del depósito hacia la cabeza de quemador, la bomba incluye: un cilindro; un pistón que puede desplazarse con relación al cilindro de tal manera que el combustible líquido sea introducido en el cilindro cuando el pistón y el cilindro son desplazados a una primera dirección con relación entre ellos, y el combustible líquido es bombeado fuera del cilindro cuando el pistón y el cilindro son desplazados a una segunda dirección opuesta con relación entre ellos; una válvula de entrada para permitir la introducción del combustible líquido al cilindro a partir del depósito; una válvula de salida para permitir bombear el combustible líquido fuera del cilindro hacia la cabeza de quemador; y una masa desplazable que debido a su peso aplica una fuerza suficiente para provocar el desplazamiento del pistón con
relación al cilindro en la segunda dirección, bombeando de esta forma combustible líquido fuera del cilindro hacia la cabeza de quemador. Preferentemente, la válvula de entrada es una válvula de un sentido para permitir la entrada del combustible líquido al cilindro, y la válvula de salida es una válvula de un sentido para permitir la salida del combustible líquido fuera del cilindro. En una modalidad de la invención, el pistón puede desplazarse dentro del cilindro hacia una condición elevada para introducir combustible líquido en el cilindro y hacia una condición bajada para bombear combustible líquido fuera del cilindro. En esta modalidad, el pistón puede estar adjunto a una cabeza de quemador a través de un tubo de pistón, y el pistón puede definir una abertura para permitir una comunicación de fluido entre el cilindro y el tubo de pistón. La velocidad del desplazamiento del pistón con relación al cilindro, y por consiguiente la velocidad a la cual el combustible líquido es bombeado fuera del cilindro, puede regularse a través de un mecanismo de control que aplica una resistencia variable al desplazamiento de pistón con relación al cilindro. El mecanismo de control puede incluir un tornillo de ajuste para aplicar una resistencia variable al desplazamiento del tubo de pistón.
En una modalidad de la invención, el tubo de pistón se coloca para pasar a través de un buje, y el tornillo de ajuste es roscado en el buje de tal manera que pueda engancharse con el tubo de pistón. El cilindro puede localizarse dentro del depósito de combustible de líquido, en dicho caso, el cilindro puede comunicar con el depósito a través de la válvula de entrada y posiblemente a través de un filtro. En una modalidad de la invención, la válvula de entrada y la válvula de salida incluyen, cada una, un cierre de válvula que, en operación ordinaria, puede desplazarse con relación a un asiento de válvula entre una posición abierta en la cual el cierre de válvula está espaciada del asiento de válvula para permitir el flujo en un sentido de combustible líquido a través de la válvula, y una posición cerrada en la cual el cierre de válvula engancha el asiento de válvula para evitar que el combustible líquido fluya a través de la válvula. En esta modalidad, para cada válvula, el cierre de válvula puede desplazarse con relación al asiento de válvula cuando el quemador de combustible líquido está inclinado con el objeto de permitir el flujo de combustible líquido a través de la válvula en una dirección opuesta al flujo de operación ordinario de un sentido del combustible líquido. En otra modalidad de la invención, el pistón es fijo con relación a un bastidor del quemador y el cilindro puede
desplazarse con relación al bastidor de quemador. En esta modalidad, la masa desplazable puede formar parte del cilindro o bien estar sujetada al cilindro, y el pistón puede incluir puertos para permitir extraer el combustible líquido hacia el cilindro o bombearlo fuera del cilindro. El quemador puede incluir un bastidor formado de secciones tubulares, en dicho caso el depósito puede formarse a través de por lo menos una porción de las secciones tubulares. En un arreglo, el bastidor es curvo a lo largo de las porciones laterales del mismo y el quemador incluye una masa estabilizadora para auto-enderezar el bastidor si el quemador es inclinado hacia un lado. La masa estabilizadora puede ser la masa desplazable. El quemador puede incluir también un regulador en forma de una válvula para regular el suministro de combustible líquido hacia la cabeza de quemador y por consiguiente la intensidad de la combustión en la cabeza de quemador. En una modalidad de la invención, el quemador incluye un dispositivo de cierre doble para evitar el flujo de combustible líquido hacia la cabeza de quemador cuando la presión en la cabeza de quemador cae por debajo de una magnitud predeterminada, por ejemplo, si se apaga la flama, y para evitar un desplazamiento de contrapresión del combustible líquido a partir de la cabeza de quemador hacia el cilindro cuando la presión de la cabeza de quemador se
eleva por encima de una magnitud predeterminada. La invención abarca una bomba para bombear combustible líquido a partir de un depósito hacia una cabeza de quemador de un quemador de combustible líquido, la bomba incluye: un cilindro; un pistón que puede desplazarse con relación al cilindro de tal manera que el combustible líquido sea introducido al cilindro cuando el pistón y el cilindro son desplazados en una primera dirección con relación entre ellos, y el combustible líquido sea bombeado fuera del cilindro cuando el pistón y el cilindro son desplazados en una segunda dirección opuesta con relación entre ellos; una válvula de entrada para permitir que el combustible líquido sea introducido en el cilindro a partir del depósito; una válvula de salida para permitir que el combustible líquido sea bombeado fuera del cilindro hacia la cabeza de quemador; y una masa desplazable que, debido a su peso, aplica una fuerza suficiente para provocar el desplazamiento del pistón con relación al cilindro en la segunda dirección, bombeando por consiguiente el combustible líquido fuera del cilindro hacia la cabeza de quemador. La válvula de entrada y la válvula de salida pueden comprender, cada una, una válvula de un solo sentido. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se describirá a continuación con mayores detalles, a título de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales: La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un quemador de combustible líquido de conformidad con una modalidad de la presente invención; La Figura 2 muestra una vista en corte transversal parcial del quemador ilustrado en la Figura 1; La Figura 3 muestra una vista en perspectiva de un quemador de combustible líquido de conformidad con otra modalidad de la invención; La Figura 4 muestra una vista en corte transversal del quemador de la Figura 3 con el bastidor omitido para mayor claridad y con una cabeza de quemador en una condición bajada; Las Figuras 5 y 6 muestran vistas en corte transversal similares a las vistas de la Figura 4 con la cabeza de quemador en una condición elevada y en una condición inclinada, respectivamente; La Figura 7 ilustra una vista en corte transversal de una porción de un quemador de combustible líquido de conformidad con otra modalidad de la presente invención con una cabeza de quemador en una condición bajada; Las Figuras 8 y 9 ilustran vistas en corte transversal similares a la vista de la Figura 7 con la cabeza de quemador
en una condición elevada y en una condición inclinada, respectivamente . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las Figuras 1 y 2 de los dibujos adjuntos ilustran un quemador de combustible líquido de conformidad con una modalidad de la presente invención. En esta modalidad, el quemador de combustible líquido tiene la forma de una estufa de parafina 10 que incluye un bastidor 12, una cabeza de quemador 14 montada sobre el bastidor, un depósito 16 para contener parafina, y una bomba 18 para bombear la parafina desde el depósito 16 hacia la cabeza de quemador 14. Como se ilustra de manera representativa en las Figuras 1 y 2, el bastidor 12 puede incluir cuatro pastas 20 unidas juntas en una base 22 del bastidor. Las patas 20 pueden ser formadas de material tubular, como por ejemplo secciones de acero tubulares de tal manera que el depósito 16 esté formado dentro de las patas huecas 20. Tapas removibles 24 pueden proporcionarse para acceso al depósito 16. Como se puede observar, los extremos operativamente superiores de las patas 20 pueden estar conectados a un soporte de recipiente de cocción 26 para soportar ollas, sartenes, y similares (no se ilustra) . El soporte 26 comprende típicamente un anillo externo 28, un anillo interno 30, y cuatro miembros radiales 32 que se extienden entre el anillo externo y el anillo interno.
Con referencia particular a la Figura 2, la bomba 18 puede incluir un cilindro 34 y un pistón 36 que pueden desplazarse con relación entre ellos. En esta modalidad de la invención, el pistón 36 está fijado sobre el bastidor 12 y el cilindro 34 está fijado sobre el bastidor 12 y el cilindro 34 puede desplazarse con relación al bastidor en las direcciones de las flechas A y B en la Figura 2. El pistón 36 se observa como incluyendo un primer puerto 38 y un válvula de entrada 40 para permitir que la parafina que se encuentra en el depósito 16 sea llevada al cilindro 34, y un segundo puerto 42 y una válvula de salida 44 para permitir que la parafina se bombeada fuera del cilindro 34 hacia la cabeza de quemador 14. Una línea de combustible 45 se extiende desde la válvula de salida 44 hasta la cabeza de quemador 14, y un regulador en forma de una válvula 46 en la línea de combustible 45 permite ajustar la alimentación de parafina a la cabeza de quemador 14 y por consiguiente la intensidad de la flama en la cabeza de quemador. La bomba 18 incluye un sello en forma de un anillo 0 elastomérico 48 entre el cilindro 34 y el pistón 36. La bomba 18 incluye también una masa en forma de un anillo 50 que se extiende alrededor del cilindro 34, como se muestra. El anillo 50 tiene un peso suficiente para desplazar el cilindro 34 en la dirección de la flecha B para bombear parafina dentro del cilindro 34 hacia la cabeza de quemador 14 bajo
presión. La estufa 10 incluye también un dispositivo de cierre doble 52 para controlar el flujo de parafina hacia la cabeza de quemador 14 o alejándose de la cabeza de quemador 14. Como se ilustra de manera representativa en la Figura 2 de los dibujos, el dispositivo de cierre doble 52 puede incluir una bola 54 que puede desplazarse dentro de una cámara 56 entre un asiento superior 58 y un asiento inferior 60. En la práctica, el depósito 16 se llena de parafina mediante la remoción de una de las tapas removibles 24 y mediante el vaciado de la parafina en el depósito. La tapa removible 24 es después reemplazada y el cilindro 34 es manualmente desplazado en la dirección de la flecha A en la posición ilustrada en la Figura 2. Conforme el cilindro 34 es desplazado hacia arriba, la parafina es jalada hacia el cilindro a través del puerto 38 y la válvula de entrada 40. Con el cilindro 34 en la posición de la Figura 2, se abre el regulador 46 para permitir que la parafina fluya hacia la cabeza de quemador 14. El cilindro 34 es después liberado y el anillo 50, en virtud de su peso, aplica una fuerza sobre el cilindro, empujándolo en la dirección de la flecha B. Conforme el cilindro 34 es desplazado hacia abajo, aplica una presión sobre la parafina dentro del cilindro, y la parafina bajo presión es desplazada hacia la cabeza de quemador 14 para combustión de combustible y proporcionar energía térmica
en el soporte 26. Durante la cocción, el regular 46 es ajustado con el objeto de proporcionar la energía térmica deseada en el soporte 26, y una vez terminada la cocción, se apaga la flama en la cabeza de quemador 14 mediante el cierre del regulador 46. El dispositivo de cierre doble 52 que sirve como dispositivo de seguridad puede ser de naturaleza convencional. Por ejemplo, el dispositivo 52 puede ser diseñado de tal manera que el cilindro 34 sea desplazado en la dirección de la flecha B, la parafina desplaza la bola 54 fuera del asiento 60 para permitir el flujo de parafina hacia la cabeza de quemador 14. Sin embargo, si la flama es apagada de manera repentina y ocurre una baja de presión en la cabeza de quemador, la parafina desplaza la bola 54 contra el asiento 58 para cerrar el dispositivo y evitar el flujo de parafina hacia la cabeza de quemador 14. Por otro lado, si la presión en la cabeza de quemador 14 se eleva por encima de una magnitud predeterminada, la bola 54 es desplazada contra el asiento 60 para evitar el flujo de parafina hacia atrás hacia el cilindro 34. El anillo 50 puede colocarse para ubicarse por debajo del centro de gravedad de la estufa 10 de tal manera que si la estufa es accidentalmente inclinada hacia un lado, el peso del anillo 50 sirve para enderezar automáticamente la estufa. Alternativamente, se puede proporcionar un peso adicional en
el pistón 34 o en cualquier otro lado en el bastidor 12 para el autoenderezamiento de la estufa 10. La estufa puede incluir también manijas curvas (no ilustradas) que se extienden hacia arriba a partir de las patas 20 para permitir que la estufa sea transportada relativamente fácilmente y para evitar que la estufa se incline en el soporte de recipiente de cocción 26. En una modalidad alternativa, la estufa 10 puede incluir un depósito de parafina que es separado del bastidor 12 y/o un mecanismo, como por ejemplo un sistema de palanca o polea, para elevar el cilindro o el pistón en una posición de operación. Se observará que la masa 50 que aplica una fuerza sobre el cilindro 34 para efectuar el desplazamiento del cilindro en la dirección de la flecha B puede estar integrada con el cilindro o bien fijada al cilindro. Alternativamente, la masa 50 puede estar colocada para aplicar un fuerza sobre el cilindro a través de una o varias poleas, palancas o similares. Además, aun cuando el quemador de combustible líquido ha sido descrito arriba con referencia a un arreglo de pistón y cilindro en donde el pistón 36 es fijado sobre el bastidor 12 y el cilindro 34 puede desplazarse con relación a este bastidor, se entenderá que el quemador de combustible líquido puede incluir un cilindro fijado con relación al bastidor y un pistón desplazable.
Las Figuras 3 a 6 de los dibujos adjuntos ilustrando otra modalidad de un quemador de combustible líquido de conformidad con la presente invención. Similarmente a la modalidad previa, el quemador de combustible líquido tiene la forma de una estufa de parafina 110 que incluye un bastidor 112, una cabeza de quemador 114, un depósito 116, y una bomba 118 para bombear parafina aparte del depósito 116 hacia la cabeza de quemador 114. El bastidor 112 puede incluir cuatro patas 120 unidas en extremos inferiores por una base 122. Las patas 120 pueden formarse aparte del material tubular, como por ejemplo secciones de acero tubulares, con un par de patas 120 unidas a otro par de patas por miembros de bastidor tubulares 124. El bastidor 112 puede incluir también un soporte de recipiente de cocción 126 para soportar hoyas, sartenes, y similares (no se ilustra) adyacentes al quemador 114. El soporte 126 comprende típicamente un anillo externo 128 y cuatro miembros 130 que se extienden hacia dentro a partir del anillo externo, como se ilustra. En esta modalidad de la invención, el soporte 126 puede desplazarse verticalmente con relación a las patas 120, e incluye guías 132 que enganchan las patas 120 durante un desplazamiento relativo. Con referencia también a las Figuras 2 a 4 de los dibujos, el depósito 116 comprende un recipiente generalmente cilindrico 134 que incluye una abertura 136 para llenar el recipiente
con parafina y un cierre 138 para cerrar la abertura 136. La bomba 118 puede incluir un cilindro 140 al menos parcialmente sumergido en el depósito 116 y un pistón 142 que puede desplazarse con relación al cilindro 140. El pistón 14211eva un sello en forma de un anillo O elastomérico (no ilustrado) para sellar entre el pistón y el cilindro 140. Como se ilustra de manera representativa en las Figuras 4 a 6, la bomba 118 puede incluir una válvula de un sentido 144 para permitir que la parafina en el depósito 116 penetre en el cilindro 140 y una válvula de un sentido 146 para permitir que la parafina salga del cilindro. La válvula de un sentido 144 puede incluir una bola 148 colocada para asentarse en un plato 150 que define una abertura central 152. De manera similar, la válvula de un sentido 146 puede incluir una bola 154 y un plato 156 con una abertura central 158. Como se puede observar, el cilindro 140 puede comunicar con el depósito 116 a través de la válvula de un sentido 144 y un filtro 160. En esta modalidad de la invención, el pistón 142 está conectado al quemador 114 por un tubo de pistón 162 que lleva la válvula de un sentido 146, y la estufa 110 incluye un tornillo de ajuste 164 para aplicar una resistencia variable al desplazamiento del pistón 142 con relación al cilindro 140. El tornillo de ajuste 164 puede localizarse dentro de un buje 166 a través del cual se extiende el tubo de pistón 162. Como se puede observar en las Figuras 4 a 6,
el cilindro 140 puede comunicar con el tubo de pistón 162 a través de un puerto 168 en el pistón 142. En la práctica, el depósito 116 se llena de parafina mediante la remoción del cierre 138 y vaciando parafina en el depósito. El cierre 138 es después colocado de nuevo y el pistón 142 es desplazado manualmente con relación al cilindro 140 en la posición elevada ilustrada en la Figura 5. Conforme el pistón 142 es desplazado hacia arriba a lo largo del cilindro 140, jala la bola 148 de la válvula 144 en una posición abierta y provoca que la parafina sea introducida en el cilindro 140 a través del filtro 160 y la válvula de un sentido 144. En la condición elevada del pistón 142, la bola 148 se asienta en el plato 150 para cerrar la válvula 144. Por consiguiente, un desplazamiento subsiguiente hacia bajo del pistón 142 con relación al cilindro 140 provoca que la parafina dentro del cilindro sea inyectada a través del puerto 168 y en el tubo de pistón 162. El pistón 142, el tubo de pistón 168 y el quemador 114 están diseñados de tal manera que tengan una masa suficiente para desplazar el pistón 142 hacia abajo con relación al cilindro 140 cuando el tornillo de ajuste 164 es desenganchado del tubo de pistón. Por consiguiente, aun con una hoya o similar en el soporte 126, el pistón 142 puede deslizarse hacia abajo dentro del cilindro 140 para inyectar parafina en el tubo de pistón 162. Con una hoya o similar en el soporte 126, se ajusta el
tornillo de ajuste, según lo requerido, para efectuar el flujo deseado de parafina a través del tubo de pistón 162. Conforme la parafina fluye a través del tubo de pistón 162, abre la válvula de un sentido 146, y fluye hacia la cabeza de quemador 114 para alimentar la combustión y proporciona energía térmica en el soporte 126. Durante la cocción, el tornillo 164 puede ser ajustado para proporcionar la energía térmica deseada en el soporte 126, y una vez terminada la cocción, la flama en la cabeza de quemador 114 puede ser apagada bloqueando el pistón 142 con relación al cilindro 140 con el tornillo de ajuste 164. En la Figura 6, el quemador ha sido inclinado a un lado, por ejemplo, durante la inclinación accidental de la estufa 110. Como se puede observar, cuando la estufa es inclinada, la bola 148 de la válvula 144 se zafa de la abertura 152 en el plato 150 permitiendo que la parafina regrese al depósito 116, evitando por consiguiente que la parafina fluya hacia la cabeza de quemador 114 y apagando por consiguiente la cabeza de quemador 114. Las Figuras 7 a 9 ilustran una estufa de conformidad con una modalidad adicional de la presente invención. En esta modalidad, la estufa es similar a la estufa 110 en todos los aspectos excepto en cuanto al diseño de las válvulas de un sentido 244 y 246. Por consiguiente, no es necesario efectuar una descripción completa de los componentes de estufa fuera
de las válvulas 244 y 246 para entender cabalmente esta modalidad de la invención. Sin embargo, en términos generales, la estufa incluye un depósito 216, un cilindro 240, un pistón 242, un tubo de pistón 262, y una cabeza de quemador 214 conectada al tubo de pistón. La válvula de un sentido 244 permite que la parafina ingrese al cilindro 240, y la válvula de un sentido 246 permite que la parafina salga del cilindro 240. De manera similar a la modalidad ilustrada en las Figuras 3 a 6, la estufa incluye un filtro 260 entre el depósito 216 y el cilindro 240, y un tornillo de ajuste 264 para ajustar la intensidad de la combustión en la cabeza de quemador 214. Con referencia particular a la Figura 7, la válvula de un sentido 244 comprende un émbolo de válvula ponderado 248 y un asiento de válvula 250 para recibir el émbolo de válvula. De manera similar, la válvula 246 comprende un émbolo de válvula ponderado 252 y un asiento de válvula 254. Cuando el pistón 242 es desplazado con relación al cilindro 240 en la condición elevada ilustrada en la Figura 8, el émbolo de válvula 248 es alejado del asiento de válvula 250 y se introduce parafina en el cilindro 240. Cuando el pistón 242 se encuentra en la condición elevada, el émbolo de válvula 248 está asentado en el asiento de válvula 250 para evitar que la parafina regrese al depósito 216. Conforme el pistón 242 es desplazado hacia abajo con relación al cilindro 240,
la parafina es inyectada a través del pistón en el tubo de pistón 262, provocando la abertura de la válvula de un sentido 246 y el flujo de parafina hacia la cabeza de quemador 214. La intensidad requerida de combustión en la cabeza de quemador 214 puede lograrse mediante el ajuste del tornillo 264. De manera similar a la modalidad ilustrada en las Figuras 3 a 6 de los dibujos, si la estufa es inclinada accidentalmente hacia un lado, los émbolos de válvula ponderado 248 y 252 se inclinan de los asientos de válvula 250 y 252 y permiten que la parafina regrese al depósito 216. El quemador de combustible líquido puede estar alojado en un bastidor (no ilustrado) diseñado para esconder los varios componentes del quemador. Se observará que ambas modalidades de la invención ilustradas en las Figuras 3 a 9 de los dibujos podrían incluir un dispositivo de seguridad en forma de un dispositivo de cierre doble similar al dispositivo 52 descrito arriba con referencia a la Figura 2 de los dibujos. Aún cuando la invención se ha descrito arriba con referencia a diferentes tipos de estufas, se observará que el quemador de combustible líquido puede utilizarse para proporcionar calor a varias otras aplicaciones como por ejemplo calentadores de agua, hornos o calefactores.