BRPI0614791A2 - dispositivo para aumentar potência por um tempo limitado - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA AUMENTAR POTêNCIA POR UM TEMPO LIMITADO A presente invenção refere-se a um tampo de fogão a gás compreendendo pelo menos um queimador a gás, um tubo principal para o suprimento de gás, um bocal principal no queimador a gás, e um dispositivo de controle para ajustar a potência de aquecimento do queimador a gás entre uma potência mínima e uma potência nominal. A fim de adicionalmente desenvolver o tampo de fogão a gás, um elemento temporizador é provido que permite a potência de aquecimento ser aumentado além da potência nominal durante um certo intervalo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVOPARA AUMENTAR POTÊNCIA POR UM TEMPO LIMITADO".

A presente invenção refere-se a um tampo de fogão a gás compelo menos um queimador a- gás, um tubo principal para o suprimento degás, um bocal principal no queimador a gás e um dispositivo de controle deoperador para influenciar o bocal principal, a fim de ajustar a potência deaquecimento do queimador a gás entre uma potência mínima e uma potên-cia nominal. A potência nominal representa a potência mais alta que podeser demandada permanentemente. Em geral, o dispositivo de controle e o-perador contém uma válvula que é disposta no tubo de gás principal e forne-ce pelo menos uma posição direta e uma posição fechada. Como regra, aposição direta pode ser ajustada em etapas ou continuamente entre um ren-dimento mínimo e um rendimento nominal. Uma função de amplificação éconhecida nos fogões elétricos. Aqui, normalmente no começo de um pro-cesso de cozimento, um rendimento de potência particularmente alta é gera-do a fim de se reduzir o tempo de espera antes do estado de fervura ser al-cançado. O rendimento de potência aumentada no começo do processo decozimento é utilizado, por exemplo, para aquecer rapidamente a panela ain-da fria e o produto sendo cozido que, da mesma forma, ainda não alcançoua temperatura correta. Outras aplicações típicas para isso são o aquecimen-to de uma grande quantidade de água ou o aquecimento rápido de uma car-ne. Com a expiração de um intervalo de tempo a potência é automaticamen-te reduzida para um nível selecionado pelo operador.

O objetivo da invenção é, portanto, fornecer um dispositivo quepermita que o fogão a gás seja operado por um tempo limitado acima da po-tência nominal, isso é, em um assim chamado modo de amplificação. Nessecaso, o modo de amplificação deve ser possível não apenas no começo deum processo de cozimento.

Esse objetivo é alcançado em um fogão a gás do tipo menciona-do na introdução por um dispositivo de comutação de temporizador quepermite que a potência de aquecimento seja aumentada além da potêncianominal pela duração de um intervalo de tempo. Conseqüentemente, umapotência de aquecimento que é aumentada em torno de 20 a 30% pode serdemandada por um período de 10 a 15 minutos, por exemplo. Nos fogões agás é necessário se limitar o intervalo de tempo de excesso de potência vis-to que a potência nominal do fogão-a gás é escolhida de forma que possaser demandada também no modo de operação contínua sem causar danos.Exceder a potência nominal poderia resultar, por exemplo, na descoloraçãopermanente de partes feitas de aço especial na área do fogão a gás se a-quecidas acima de uma temperatura limite de cerca de 200°C. A princípio, odispositivo para o modo de amplificação pode ser disposto em qualquer pon-to de cozimento. Por motivos de economia, no entanto, é recomendado queapenas um queimador a gás, isto é, o de tarefa pesada ou de tarefa maispesada seja encaixado para o modo de amplificação.

Um aumento na potência de aquecimento do queimador a gáspode ser simplesmente controlado através de seu suprimento de gás. Deacordo com uma modalidade vantajosa da invenção, um dispositivo de des-ligamento pode ser conectado ao tubo principal através do dispositivo decomutação de temporizador, dispositivo de desligamento esse que permiteum fluxo de gás adicional para o queimador a gás, isto é, um fluxo de gásque excede a potência máxima. Em uma modalidade mais simples, o dispo-sitivo de desligamento possui uma posição direta ou uma posição fechada. Afim de evitar os danos mencionados acima devido ao mau uso, o dispositivode desligamento pode ser ativado apenas através do dispositivo de comuta-ção de temporizador.

A fim de se aumentar a potência do queimador a gás, um fluxode gás aumentado é, portanto, suprido para o mesmo. Esse suprimento degás pode ser alcançado de formas diferentes. De acordo com uma primeiraalternativa, um tubo de gás auxiliar que abre para dentro de um bocal auxili-ar em um queimador a gás, pode ser conectado através do dispositivo dedesligamento. O aumento na potência de aquecimento é realizado pelo for-necimento de fluxo de gás com acesso adicional ao queimador de gás. Paraessa parte, essa construção oferece duas opções de desempenho;

de acordo com uma primeira modalidade, o tubo de gás auxiliarpode ter uma seção transversal maior do que o tubo principal e ser operadoalternadamente com o tubo principal pela duração do intervalo de tempo. Aoperação de amplificação, portanto, ocorre exclusivamente através de seupróprio sistema de tubulação com seu próprio bocal. Isso tem a vantagem depoder ser precisamente especificado através do dimensionamento de seupróprio sistema de tubo, a fim de eliminar danos decorrentes de excesso depotência não intencional.

Por outro lado, um tubo especial para a operação de amplifica-ção significa maior instalação técnica. De acordo com uma segunda modali-dade, o tubo de gás auxiliar pode, portanto, ser operado em adição ao tuboprincipal pela duração de intervalo de tempo. O fluxo de gás que alcança oqueimador a gás no modo de amplificação é então determinado pela passa-gem através do tubo principal e adicionalmente pela passagem através dotubo auxiliar. O tubo auxiliar da segunda alternativa pode, portanto, ter di-mensões menores do que as da primeira modalidade, o que reduz a instala-ção técnica e os custos da segunda modalidade. De acordo com uma se-gunda alternativa, um bocal principal que fornece passagem de gás para omodo de amplificação, e um restritor conectado a montante do mesmo quedefine a potência nominal do queimador a gás, podem ser dispostos em umalinha principal. A escolha do restritor depende, entre outras coisas, do tipo dequeimador e dos diferentes valores calóricos de vários tipos de gases. Deveser, portanto, de fácil intercâmbio - como o bocal principal - ou de fácil ajus-te. Em um caso simples, seu ajuste pode ser garantido por meio de um para-fuso, por exemplo. De acordo com a invenção, o tubo de gás auxiliar agoraforma uma ultrapassagem em torno de um restritor no tubo principal. A po-tência do queimador a gás no modo de amplificação é, portanto, obtida pelodirecionamento do fluxo de gás de forma desimpedida em torno do restritor ecomo resultado disso, o restritor é virtualmente inoperante. Uma reduçãoadicional na instalação técnica para o modo de amplificação pode, dessaforma, ser alcançada visto que um segundo tubo e um bocal auxiliar noqueimador podem ser eliminados. Aqui, duas possibilidades de construçãoadicionais se apresentam. Por um lado, um percurso adicional em torno dorestritor pode ser fornecido para o fluxo de gás, de forma que a passagematravés do restritor e através do outro tubo de gás juntas produzam um fluxode gás para a potência de amplificação. Por outro lado, um percurso alterna-tivo em torno do restritor pode ser fornecido para o fluxo de gás, que sozinhotorna a passagem de gás disponível para a potência amplificada, enquanto orestritor é completamente desativado. Ao passo que no primeiro caso umsimples dispositivo de desligamento é suficiente para abrir o outro tubo ape-nas no modo de amplificação e fechar o mesmo pelo resto do tempo, para asegunda opção uma válvula de duas vias é necessária para conduzir o fluxode gás através do restritor para operação normal ou através do outro tubopara o modo de amplificação. Em ambos os casos é óbvia a combinação dorestritor e do dispositivo de desligamento em um componente compacto, afim de se reduzir a instalação técnica e a exigência de espaço.

De acordo com uma modalidade vantajosa adicional da inven-ção, o dispositivo de desligamento pode ser projetado como uma válvulasolenóide. Nessa forma, a mesma representa uma construção técnica sim-ples visto que sua função, no entanto, é preenchida de forma confiável e po-de ser controlada com baixa instalação técnica através de correntes de co-mutação, por exemplo.

A fim de se evitar danos causados ao fogão a gás, o modo deamplificação, deve, no entanto, ser mantido apenas por um intervalo de tem-po específico. O dispositivo de comutação de temporizador necessário podeser baseado em um princípio operacional mecânico ou eletrônico, ou umacombinação de ambos. A duração do intervalo de tempo a ser controladapelo dito princípio operacional deve, em qualquer caso, ser determinada.Isso pode ser realizado pelo operador ou na fábrica. A última opção deve serpreferida visto que danos ao fogão decorrentes de um intervalo de tempoque é determinado de forma excessivamente longa não podem ser elimina-dos no caso de intervenção de operador. De acordo com uma modalidadevantajosa adicional da invenção, o fogão a gás pode, portanto, possuir umsistema de controle com um dispositivo de comutação de temporizador queative o dispositivo de desligamento pela duração do intervalo de tempo pre-determinado, de acordo com um sinal do operador. Um sistema de controleno qual uma função de comutação de temporizador possa ser acomodada énormalmente fornecido de qualquer forma nos fogões a gás modernos. Naforma mais simples, o sinal do operador pode ser gerado por um comutadorno painel de controle do fogão a gás. Um indicador ótico e/ou audível podeser fornecido como sinal de reforço para a operação de comutador ligado.

De acordo com uma modalidade vantajosa adicional da inven-ção, o sistema de controle pode adicionalmente ativar o dispositivo de desli-gamento, de acordo com sinais gerados pelo aparelho. Preferivelmente, es-ses sinais se referem à temperatura detectada nas partes suscetíveis a da-nos. Por um lado, os mesmos podem ser medidos diretamente pelos senso-res de temperatura. Essa é certamente a opção de aquisição de dados maisprecisa, mas significa uma maior instalação técnica e altos custos corres-pondentes. Por outro lado, a temperatura pode ser determinada indiretamen-te através do tempo que o queimador a gás relevante está em operação. Porexemplo, o sistema de controle pode, portanto, ativar o modo de amplifica-ção de acordo com o fato de que se o queimador a gás relevante já está emoperação e, logo, já está na temperatura operacional mínima. Se esse for ocaso, então o sistema de controle pode encurtar o intervalo de tempo para omodo de amplificação a fim de impedir o aquecimento supramencionado doqueimador a gás excedendo uma temperatura crítica e, desse modo, cau-sando danos.

Por meio de um exemplo, o princípio da invenção é explicadoem detalhes adicionais abaixo com o auxílio de um desenho. No desenho:

a figura 1 ilustra uma primeira modalidade da invenção com a-penas um bocal principal no queimador a gás;

a figura 2 ilustra uma segunda modalidade da invenção com doisbocais por queimador a gás;

a figura 3 ilustra uma terceira modalidade, da mesma forma comdois bocais por queimador a gás; e

a figura 4 ilustra uma quarta modalidade na qual um dispositivode desligamento é projetado como um bloco de válvula com um número detubos de controle, que não são ilustrados.

A figura 1 ilustra a construção esquemática de um fogão a gáscom um queimador a gás 1, que é suprido com combustível através de umtubo de gás principal 2. O tubo de gás principal 2 leva de uma fonte de gás3, ilustrada de forma esquemática por uma seta, através de um dispositivode controle de operador 4 para um bocal principal 5 no queimador a gás 1.0dispositivo de controle de operador 4 inclui um botão rotativo ou botão detorção 6 que é utilizado para ligar e desligar manualmente um fluxo de gásatravés do tubo de gás principal 2. O mesmo opera em conjunto com umasaída de gás 7 que é disposta no tubo de gás principal 2 e passa o fluxo degás através do tubo de gás principal 2.

Duas ramificações 8, entre as quais duas seções de tubo de gás9 e 10 correm em paralelo, são dispostas no tubo de gás principal 2. Um res-tritor 11 possuindo um diâmetro de 1,25 cm. é disposto na seção de tubo 9.Uma válvula solenóide 12, com a qual a seção de tubo 10 pode ser abertaou totalmente fechada, é disposta na seção de tubo 10 correndo em parale-lo. Por motivos de espaço e manutenção, as ramificações 8, o restritor 11 ea válvula solenóide 12 podem ser combinados em um componente compac-to 13.

Para essa finalidade, o tubo de gás principal 2 abre para dentrodo bocal principal 5, que tem um diâmetro de 1,3 cm. O bocal principal 5,portanto, possui um diâmetro maior.do que o do restritor 11. A finalidade dis-so é, através do restritor 11, se limitar à potência máxima ou nominal do fo-gão para um valor no qual o fogão a gás e, em particular, o queimador a gás1 não tenha danos durante a operação contínua, por exemplo, devido aoaquecimento excessivo. Essa potência nominal pode ser de 2,8 KW, por e-xemplo.

Em adição ao botão de torção 6 do dispositivo de controle deoperador 4, um assim chamado comutador de amplificação 20 é disposto emum painel de controle, não ilustrado em detalhes. O dito comutador de ampli-ficação é conectado através de uma conexão de cabo elétrico 21 a uma uni-dade de controle 22. A unidade de controle 22 é conectada através de umaconexão de cabo elétrico adicional 23 à válvula solenóide 12. A válvula sole-nóide 12 pode, portanto, ser ativada por meio do comutador de amplificação20 apenas pela interposição da unidade de controle 22.

Na operação normal a potência de aquecimento do queimador agás 1 é controlada por meio do dispositivo de controle de operador 4. Essedispositivo de controle de operador permite que a potência do fluxo de gásno tubo principal 2 seja determinada entre rendimento zero, ou potência mí-nima, logo antes da extinção da chama do queimador a gás, e a potêncianominal. Nesse caso, o fluxo de gás toma o percurso através do tubo de gásprincipal 2, da seção de tubo 9 e do restritor 11 para o bocal principal 5.Mesmo quando a potência nominal no queimador a gás 1 é escolhida, o pe-ríodo de aquecimento de uma panela no queimador a gás 1 pode ser indese-javelmente longo.

Se o operador desejar acelerar o processo de aquecimento inici-al, então ele pode operar o comutador de amplificação 20. O comutador 20então passa um sinal para a unidade de controle 22 que depois de receber omesmo abre a válvula solenóide 12. Isso possibilita a ultrapassagem do res-tritor 11 por parte do fluxo de gás através da seção de tubo 10. O fluxo degás irrestrito na seção de tubo 10, dessa forma, alcança o bocal principal 5,que agora tem a menor seção transversal dentro do tubo principal 2. Comseu diâmetro maior com relação ao do restritor 11, o bocal principal 5 forne-ce uma potência mais alta no queimador a gás 1, de 3,3 KW, por exemplo.No entanto, visto que durante a operação contínua essa potência mais altapode causar danos devido ao aquecimento excessivo no queimador a gás 1,por exemplo, a unidade de controle 22 fecha a válvula solenóide 12 automa-ticamente e de forma dependente do tempo de acordo com um intervalo detempo predeterminado em fábrica, por exemplo. Conseqüentemente, o mauuso por parte do operador e os danos resultantes são virtualmente elimina-dos.

A figura 2 ilustra uma disposição alternativa. Aqui, novamenteum tubo de gás principal 2 corre de uma fonte de gás 3 para um bocal prin-cipal 5 dentro de um queimador a gás 1. O fluxo de gás dentro do tubo prin-cipal 2 pode novamente ser influenciado por um dispositivo de controle deoperador 4. O tubo de gás principal 2 agora possui apenas uma ramificação8, a partir da qual um tubo auxiliar 30 ramifica e leva a um bocal auxiliar 31.Como o bocal principal 5, o bocal auxiliar 31 é disposto dentro do queimadora gás 1. Novamente, o fluxo de gás dentro do tubo auxiliar 30 pode ser liga-do e desligado por uma válvula solenóide 12. Como na modalidade ilustrati-va anterior, a dita válvula solenóide é ativada através de um comutador deamplificação 20 que age através de conexões de cabo 21 em uma unidadede controle 22, que direciona um sinal de controle de comutação para a vál-vula solenóide 12 através da conexão de cabo 23.

Durante a operação normal, o fluxo de gás assume o percursoda fonte de gás 3 ao longo do tubo de gás principal 2, passando pelo dispo-sitivo de controle de operador 4 para o bocal principal 5. O queimador a gás1 é suprido com combustível através desse percurso durante um processode cozimento normal. Aqui, em contraste com a modalidade ilustrativa des-crita acima, a potência nominal do queimador a gás 1 é determinada pelodiâmetro do bocal principal 5. Quando o comutador de amplificação 20 é o-perado a válvula solenóide 12 abre o tubo auxiliar 30. O fluxo de gás podeentão alcançar o queimador a gás 1 através do tubo auxiliar 30 e o bocalauxiliar seguinte 31 além do tubo principal 2. Isso dá margem a um fluxo degás adicional que aumenta a potência do queimador a gás 1. A posição a-berta da válvula solenóide 12 também é limitada por tempo nessa modalida-de. Na expiração de um intervalo de tempo predeterminado que também éarmazenado na unidade de controle, a unidade de controle 22 fecha automa-ticamente a válvula solenóide 12, a fim de desligar o fluxo de gás adicionalatravés do tubo auxiliar 30.

A figura 3 ilustra uma alternativa adicional às duas modalidadesilustrativas mencionadas acima. Aqui também, componentes idênticos rece-bem referências numéricas que já são conhecidas. Novamente, um tubo degás principal 2 conecta uma fonte de gás 3 a um bocal principal 5 em umqueimador a gás 1. Devido a seu diâmetro, o bocal principal 5 define a po-tência nominal do fogão a gás. O fluxo de gás dentro do tubo de gás princi-pai 2 pode, da mesma forma, ser controlado por um dispositivo de controlede operador 4. Como descrito acima, o comutador de amplificação 20 é co-nectado através de uma conexão de cabo 21 para uma unidade de controle22. Através de um cabo 23, e diferente das modalidades anteriores, a unida-de de controle 22 agora comuta uma válvula de duas vias 40 que abre opercurso através do tubo de gás principal 2 para o bocal principal 5 ou comouma alternativa a isso, corta o bocal principal 5 da fonte de gás 3 e ao invésdisso direciona o fluxo de gás através de um tubo auxiliar 41 para um bocalauxiliar 42 no queimador a gás 1. 0 bocal auxiliar 42 possui um diâmetromaior do que o do bocal principal 5.

Em contraste com as modalidades ilustrativas descritas previa-mente, o gás é admitido na válvula 40, mesmo na operação normal do quei-mador a gás 1 da figura 3. Na verdade, a mesma permite que o fluxo de gáspasse livremente através do tubo principal 2 para o bocal principal 5. A ope-ração do comutador de amplificação 20 agora tem o efeito de isolar o bocalprincipal 5 do suprimento de gás e um maior fluxo de gás é direcionado atra-vés do tubo auxiliar 41 no modo de amplificação. Novamente, o diâmetro dobocal principal 5, portanto, determina a potência normal ou nominal do quei-mador a gás 1. Por outro lado, uma potência de amplificação maior é agoradefinida exclusivamente pelo bocal auxiliar 42. Da forma já explicada, a ditapotência de amplificação é mantida pela unidade de controle por apenas umtempo limitado e é desligada na expiração de um intervalo de tempo prede-terminado.

Visto que as disposições anteriores que foram descritas em de-talhes envolvem modalidades ilustrativas, as mesmas podem ser modifica-das por especialistas na forma normal sem se distanciar do escopo da in-venção. Adicionalmente, o uso do artigo indefinido "um", "uma" não excluique as características relevantes também existam no plural.Lista de Referências Numéricas

1 queimador a gás 2 tubo de gás 3 fonte de gás 4 dispositivo de controle de operador 5 bocal principal 6 botão de torção 7 saída de gás 8 ramificação 9 seção de tubo 10 seção de tubo 11 restritor 12 válvula solenóide 13 componente compacto 20 comutador de amplificação 21 cabo elétrico 22 unidade de controle 23 cabo elétrico 30 tubo auxiliar 31 bocal auxiliar 40 válvula de duas vias 41 tubo auxiliar 42 bocal auxiliar

Claims (14)

1. Fogão a gás possuindo pelo menos um queimador a gás (1),um tubo principal (2) para suprir gás e um bocal principal (5) no queimador agás (1) e um dispositivo de controle de-operador (4) que influencia o bocalprincipal para ajustar a potência de aquecimento do queimador a gás (1) en-tre uma potência mínima e uma potência nominal, caracterizado pelo fato deque um dispositivo de comutação de temporizador (22) é fornecido, permi-tindo que a potência de aquecimento seja aumentada além da potência no-minal pela duração de um intervalo de tempo.

2. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que um dispositivo de desligamento (12; 40, 13) que permite umfluxo de gás adicional para o queimador a gás (1), é operado através do dis-positivo de comutação de temporizador.

3. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que um tubo de gás auxiliar (30; 41) que abre para dentro de umbocal auxiliar (31; 42) no queimador a gás (1), poder ser operado através dodispositivo de desligamento (12; 40; 13).

4. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que o tubo de gás auxiliar (30; 41) possui uma maior seçãotransversal do que a do tubo principal (2) e é operado alternativamente aotubo principal (2) pela duração do intervalo de tempo.

5. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que o tubo de gás auxiliar (30; 41) é operado em adição ao tuboprincipal (2) pela duração do intervalo de tempo.

6. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que o tubo de gás auxiliar (30; 41) forma uma ultrapassagem emtorno de um restritor (11) no tubo principal (2).

7. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o dispositivo de desligamento (12; 40) e o restritor (11) sãodispostos em um componente compacto.

8. Fogão a gás, de acordo com uma das reivindicações de 2 a 7,caracterizado pelo fato de que o dispositivo de desligamento (12; 40) é proje-tado como uma válvula solenóide.

9. Fogão a gás, de acordo com uma das reivindicações de 2 a 8,caracterizado por uma unidade de controle (22) como dispositivo de comuta-ção de temporizador, que aciona o dispositivo de desligamento (12; 40) deacordo com um sinal de operador pela duração do intervalo de tempo.

10. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que a unidade de controle (22) acionar adicionalmente o disposi-tivo de desligamento (12; 40) de acordo com uma temperatura detectadae/ou um tempo de operação do queimador a gás (1).

11. Fogão a gás, de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que em adição ao dispositivo de controle deoperador (4), um comutador adicional (20) é fornecido para o acionamentodo dispositivo de comutação de temporizador (22).

12. Fogão a gás, de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de desligamento (13) é pro-jetado como um bloco de válvula possuindo uma pluralidade de tubos decontrole de seções transversais de fluxo diferentes.

13. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 12, caracteriza-do pelo fato de que os tubos de controle do bloco de válvula (13) são deter-minados para o estado aberto ou fechado através do dispositivo de controlede operador (4).

14. Fogão a gás, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, carac-terizado pelo fato de que todos os tubos de controle do bloco de válvula (13)são abertos pela operação do dispositivo de comutação de temporizador (22).