ES2549089A1

ES2549089A1 - Autonomous burner bicarburante autovaporizador (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2549089A1
Application number: ES201531338A
Authority: ES
Inventors: Carmen MARZAL ENCISO
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2035-09-21
Also published as: ES2549089B1

Abstract

Bicarburante autonomous burner, according to figure 1, capable of working with gas propane and diesel, which, characterized in that, in the case of operating with diesel, it vaporizes it independently before its combustión, and because the heat is transmitted from the calls the liquid by conduction. The conduit through which the fluid circulates is a double tube coil, formed by a set of two concentric tubes, joined together by two connections formed by straight tube sections, which stabilizes the evaporation flow. As a consequence of the conduction heat transfer method, the temperature of the fluid does not exceed 450 degrees centigrade. It incorporates a system of injectors in the line of feeding of the diesel, which achieves the stabilization of the flow of fuel. The thermal inertia of the assembly allows gasification and automatic re-ignition up to 15 seconds after the flame has extinguished. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓN

Quemador autónomo bicarburante autovaporizador.

Sector de la técnica 5

La invención que se preconiza pertenece al sector de los quemadores de combustible líquido, como el gasóleo, o gaseoso, como el propano, y en concreto a los equipos previstos para su uso en emplazamientos en los que no se dispone de otras fuentes de energía, por ejemplo electricidad, como es el caso de las cocinas de campaña, tanto 10 militares como para uso civil, como las cocinas de campamentos juveniles y las cocinas de emergencia.

En concreto, se refiere a un procedimiento para calentar y vaporizar el combustible, sin someterlo a temperaturas muy elevadas que podrían dar lugar a riesgo de explosión, 15 además de que parte del hollín formado se oxida pasando a dióxido de carbono, y la tasa de formación de óxidos de nitrógeno, muy dependiente de la temperatura, se activa de manera considerable, empeorando de esta forma su capacidad para producir calor.

El mecanismo fundamental de transmisión del calor al combustible en fase líquida es la 20 conducción.

Antecedentes de la invención

Son conocidos los quemadores de campaña, como por ejemplo el "quemador universal" 25 descrito en el Modelo de Utilidad 158.116, o el "quemador autovaporizador" para propano y butano", M.U. 180.589, 180.590 y 180.928. Otros quemadores de campaña son los denominados "quemador autovaporizador universal, especialmente para 24.000 kcal/h. perfeccionado", según M.U. 284631, y el citado en la solicitud de patente número 9200151: "quemador autovaporizador universal con dispositivo de desobturación 30 incorporado graduable entre 2.000 y 24.000 kcal/h''.

Todos ellos comparten una serie de características similares: 1) los mecanismos de trasmisión de calor al combustible líquido son fundamentalmente convección y radiación; 2) el conducto por el que circula el combustible líquido es una tubería continua, de 35 manera que el fluido entra por uno de sus extremos y sale por el otro, disponiendo de un único circuito; 3) La temperatura que alcanza el combustible en el interior del vaporizador puede alcanzar los 900 grados centígrados, al recibir el calor por convección directamente de la llama; y 4) no incorporan sistemas de regulación del caudal de combustible. 40

Explicación de la invención

La invención que se preconiza es un quemador que puede funcionar con diversos combustibles, tango gaseosos, - por ejemplo gas propano -, como líquidos, por ejemplo 45 gasoil.

Dado que un elemento fundamental de la invención es el sistema de gasificación del combustible líquido, la invención es especialmente útil en el caso de utilizar combustibles líquidos, ya que los gaseosos no precisan de dicha gasificación previa antes de su 50 combustión.
El combustible líquido que precisa la invención se obtiene de un depósito, del cual se extrae por presurización del mismo. La presión necesaria para el funcionamiento óptimo es de entre 0,6 a 2 bar. En caso de utilizar propano, este se obtiene desde un depósito de dicho gas.
5
La característica bicarburante se obtiene mediante la conexión de alimentación del quemador, que costa de dos tomas: la de gasoil, que incorpora un reductor de presión formado por tres inyectores que consigue estabilizar el flujo de combustible y limitar el consumo del mismo (1), y la de gas propano (2), que es directa sin pasar por el reductor.
10
Una vez que el combustible alcanza el conjunto quemador (3), se le hace circular por un serpentín (4) formado por dos tubos concéntricos (5 y 6), unidos entre sí por dos conexiones (7 y 8) formadas por tramos de tubo rectos. El líquido penetra al conjunto en un punto inferior (9) hasta alcanzar las conexiones rectas; a través de estas, llega al tubo interior (13), desde el que pasa al inyector de combustible (10). 15

Este sistema bitubular concéntrico estabiliza la presión del líquido cuando se está vaporizando, como se describe más adelante, lo que otorga a la invención la estabilidad necesaria en la presión del fluido vaporizado para que la llama sea uniforme.
20
La invención cuenta con una bandeja de calentamiento (11) en la que se deposita, en la fase de arranque, el combustible líquido que se prende mediante la acción de una fuente de calor externa.

El serpentín de doble tubo se sitúa debajo de la bandeja de combustión (14), y de manera 25 que los dos tubos del serpentín estén en contacto con la cara inferior de la bandeja. De esta forma, el calor generado por la combustión es trasmitido, por conducción, al serpentín.

Conforme se va quemando el combustible - todavía líquido - en la bandeja de 30 calentamiento (11), el calor generado se transmite al serpentín, y de este al líquido que circula por su interior, hasta alcanzar el punto de ebullición, que se sitúa entre los 282 y 338 grados centígrados (fuente: INSHT). No es necesario calentar el gasoil hasta una temperatura superior, ya que supondría una pérdida energética innecesaria.
35
A partir de este momento, el líquido, ya en fase vapor, sale a través del inyector (10), donde comienza a arder, estabilizando de esta forma el proceso de vaporización-combustión.

Con objeto de reducir las pérdidas energéticas, se añade un dispositivo de choque y 40 distribución de la llama (12), situado sobre la salida del inyector, y a una distancia óptima para conseguir el reparto de la energía calorífica por toda la bandeja de combustión y, desde esta, hacia arriba, donde se sitúa el recipiente a calentar.

Las ventajas que aporta esta invención con respecto al estado de la técnica anterior son 45 las reducción del consumo, por los reductores de presión situados en la línea de alimentación; la estabilización del flujo de gas, por medio de los anillos concéntricos del serpentín vaporizador, y la optimización de la temperatura en el vaporizador, al utilizar el sistema de conducción para la transmisión del calor al combustible que se vaporiza.
50
Adicionalmente, al funcionar con gasoil, el sistema es capaz de arrancar de forma automática tras un apagado accidental, - como por ejemplo el que se produce como consecuencia de una racha de viento -, durante un tiempo de aproximadamente 15 segundos, ya que dispone de suficiente inercia térmica en el conjunto serpentín-cámara de combustión como para mantener la gasificación durante ese periodo de tiempo, así 5 como una temperatura superior a la de autoignición del combustible, que es de entre 254 y 285 grados centígrados (fuente: INSHT).

Breve descripción de los dibujos
10
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
15
Figura 1.- Muestra una vista lateral del dispositivo de la invención.

Figura 2.- Muestra una vista superior del serpentín de la invención.

Realización preferente de la invención 20

Una realización preferente, pero no exclusiva de la invención, es un conjunto quemador autónomo bi-carburante y autovaporizador formado por una línea de alimentación de combustible en la que se incorpora al menos un reductor de presión (1). En el conjunto del quemador (3), el combustible se distribuye en dos anillos concéntricos (5 y 6) 25 conectados por segmentos rectos (7 y 8), y a su salida se conduce hasta el inyector (10).

El serpentín de doble tubo se ubica debajo de una cámara de combustión (14), y en contacto con esta.
30
La llama que se forma sobre el inyector se dirige a un dispositivo de choque y distribución de llama (12), que la reparte hacia la parte superior de la cámara de combustión y, desde esta, al recipiente a calentar.
DESCRIPTION

Self-evaporating bicarburant autonomous burner.

Technical sector 5

The invention that is recommended belongs to the sector of liquid fuel burners, such as diesel, or gaseous, such as propane, and in particular to the equipment intended for use in locations where other sources of energy are not available, for example electricity, as is the case with field kitchens, both military and civilian, such as youth camp kitchens and emergency kitchens.

Specifically, it refers to a procedure for heating and vaporizing the fuel, without subjecting it to very high temperatures that could give rise to a risk of explosion, 15 in addition to which part of the soot formed is oxidized by passing carbon dioxide, and the rate of The formation of nitrogen oxides, which is very dependent on temperature, is activated considerably, thus worsening its ability to produce heat.

The fundamental mechanism of transmission of heat to liquid fuel is conduction.

Background of the invention

Field burners are known, such as the "universal burner" 25 described in Utility Model 158.116, or the "self-evaporating burner" for propane and butane, "MU 180.589, 180.590 and 180.928. Other field burners are those called "universal self-evaporating burner, especially for 24,000 kcal / h. perfected ", according to MU 284631, and the one cited in patent application number 9200151:" universal self-evaporating burner with built-in desobturation device 30 adjustable between 2,000 and 24,000 kcal / h ''.

All of them share a series of similar characteristics: 1) the mechanisms of heat transmission to liquid fuel are essentially convection and radiation; 2) the conduit through which the liquid fuel circulates is a continuous pipe, so that the fluid enters through one of its ends and exits through the other, having a single circuit; 3) The temperature reached by the fuel inside the vaporizer can reach 900 degrees Celsius, upon receiving heat by convection directly from the flame; and 4) do not incorporate fuel flow regulation systems. 40

Explanation of the invention.

The invention that is recommended is a burner that can work with various fuels, gaseous tango, - for example propane gas -, such as liquids, for example diesel.

Since a fundamental element of the invention is the gasification system of the liquid fuel, the invention is especially useful in the case of using liquid fuels, since the gaseous ones do not require said prior gasification before their combustion.
The liquid fuel required by the invention is obtained from a tank, from which it is extracted by pressurizing it. The pressure required for optimal operation is between 0.6 to 2 bar. If propane is used, it is obtained from a tank of said gas.
5
The bicarburante characteristic is obtained by means of the connection of feeding of the burner, that costs of two intakes: the one of diesel, that incorporates a reducer of pressure formed by three injectors that manages to stabilize the flow of fuel and limit the consumption of the same (1), and propane gas (2), which is direct without going through the reducer.
10
Once the fuel reaches the burner assembly (3), it is circulated through a coil (4) formed by two concentric tubes (5 and 6), joined together by two connections (7 and 8) formed by pipe sections straight. The liquid penetrates the assembly at a lower point (9) until the straight connections are reached; through these, it reaches the inner tube (13), from which it passes to the fuel injector (10). fifteen

This concentric bitubular system stabilizes the pressure of the liquid when it is vaporizing, as described below, which gives the invention the necessary stability in the pressure of the vaporized fluid so that the flame is uniform.
twenty
The invention has a heating tray (11) in which the liquid fuel that is ignited by the action of an external heat source is deposited in the start-up phase.

The double tube coil is located under the combustion tray (14), and so that the two tubes of the coil are in contact with the lower face of the tray. In this way, the heat generated by combustion is transmitted, by conduction, to the coil.

As the fuel is burned - still liquid - in the heating tray (11), the heat generated is transmitted to the coil, and from this to the liquid that circulates inside it, until it reaches the boiling point, which is between the 282 and 338 degrees Celsius (source: INSHT). It is not necessary to heat the oil to a higher temperature, as it would result in unnecessary energy loss.
35
From this moment, the liquid, already in the vapor phase, exits through the injector (10), where it begins to burn, thus stabilizing the vaporization-combustion process.

In order to reduce energy losses, a shock and flame distribution device (12) is added, located above the injector outlet, and at an optimal distance to achieve the distribution of heat energy throughout the combustion tray and , from this, upwards, where the container to be heated is placed.

The advantages provided by this invention with respect to the prior art are the reduction in consumption, by the pressure reducers located in the feed line; the stabilization of the gas flow, by means of the concentric rings of the vaporizer coil, and the optimization of the temperature in the vaporizer, when using the conduction system for the transmission of heat to the vaporized fuel.
fifty
Additionally, when running on diesel fuel, the system is able to start automatically after an accidental shutdown, - such as the one that occurs as a result of a wind gust -, for a period of approximately 15 seconds, since it has sufficient thermal inertia in the coil-combustion chamber assembly to maintain gasification during that period of time, as well as a temperature higher than the auto-ignition of the fuel, which is between 254 and 285 degrees Celsius (source: INSHT).

Brief description of the drawings
10
To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, where illustrative and non-limiting nature has been represented. next:
fifteen
Figure 1.- Shows a side view of the device of the invention.

Figure 2.- Shows a top view of the coil of the invention.

Preferred Embodiment of the Invention

A preferred, but not exclusive, embodiment of the invention is an autonomous bi-fuel and self-evaporator burner assembly formed by a fuel supply line in which at least one pressure reducer (1) is incorporated. In the burner assembly (3), the fuel is distributed in two concentric rings (5 and 6) 25 connected by straight segments (7 and 8), and at its outlet it is led to the injector (10).

The double tube coil is located under a combustion chamber (14), and in contact with it.
30
The flame that forms on the injector is directed to a device of shock and flame distribution (12), which distributes it towards the top of the combustion chamber and, from this, to the vessel to be heated.

Claims

1. Autonomous bicarburant burner, capable of operating with propane gas and diesel, which, characterized in that, in the case of operating with diesel, vaporizes it autonomously before combustion. and because heat is transmitted from the flame to the liquid 5 by conduction.

2. Autonomous bicarburant burner according to the preceding claim, wherein the conduit through which the fluid circulates is not a continuous pipe, but a double-tube coil, formed by a set of two concentric tubes (5 and 6), joined together by 10 two connections formed by straight pipe sections (7 and 8), which stabilizes the flow of the evaporated.

3. Autonomous bicarburant burner according to claim one, in which, as a consequence of the heat transfer method by conduction, the temperature reached by the fluid is between 282 and 338.

4. Autonomous bicarburant burner according to claim one, wherein a set of injectors (1) is incorporated in the diesel fuel supply line, which results in the stabilization of the fuel flow. twenty