BRPI0715217A2 - queimador para utensÍlio de cozinha a gÁs - Google Patents

Abstract

QUEIMADOR PARA UTENSILIO DE COZINHA A GÁS. A invenção trata de um queimador para utensílios de cozinha a gás, com uma estrutura constituída de um corpo (10) definindo uma câmara (13) no interior da qual um injetor (14) injeta o gás que, ao se misturar com o ar, forma a mistura combustível de ar/gás; um anel (16) posicionado sobre o corpo e munido de uma periferia ao longo da qual são distribuídos os orificios de saída da mistura combustível (18), e uma placa circular (30) que fecha o topo do queimador. Pelo menos o anel queimador (16) é construído de um metal ou de uma liga metálica e é revestido com uma delgada camada de material dotado de atividade catalítica, que pode ser revestida sobre um substrato de suporte poroso precursor de catalisador.

Description

"QUEIMADOR PARA UTENSÍLIO DE COZINHA A GÁS"

A presente invenção refere-se a utensílios de cozinha a gás, particularmente do tipo doméstico, e trata mais especificamente de queimadores para utensílios dessa natureza.

Conforme é bem conhecido, o processo de combustão que se verifica nestes aparelhos gera várias substancias nocivas, tais como óxidos de nitrogênio (NOx), compostos orgânicos voláteis (VOC) e óxidos de carbono (CO e C02).

O problema de eliminar ou reduzir estas substâncias para aperfeiçoar as condições de trabalho em ambientes de cozinha foi encarado por um longo tempo com várias soluções técnicas.

Uma das soluções conhecidas assegura o uso dos denominados queimadores "catalíticos", isto é, queimadores em que uma mistura de gás/ar é passada através de uma estrutura construída ou revestida com um material que produz uma combustão isenta de chama da mistura. Estes queimadores atuam essencialmente como filtros projetados para absorver os gases de combustão ou produzir uma oxidação exotérmica dos mesmos, de modo a eliminar as substâncias nocivas resultantes da combustão.

O documento GB 2.347.362 apresenta um queimador deste tipo, com uma estrutura construída de material cerâmico, tal como cordierita. e o catalisador inclui pelo menos um metal selecionado dentre platina, ródio, paládio e irídio, com o metal de preferência sendo a platina. A cordierita é selecionada porque exibe uma porosidade superficial necessária para realizar a deposição do catalisador, assim aumentando a superfície ativa na eliminação de gases nocivos. Todavia, a construção de queimadores catalíticos com uma estrutura de material cerâmico não comprovou ser vantajosa em aplicações domésticas por várias razões, tal como, por exemplo, a fragilidade do material, que quase nunca é própria para um objeto, tal como um queimador, que consiste de uma pluralidade de uma pluralidade de peças que necessitam ser freqüentemente desmontadas para limpeza e manutenção. Além disso, o material catalítico é aplicado a somente uma parte da superfície do queimador, particularmente sobre a superfície de saída da estrutura, pois se acredita que deve atuar sobre os produtos gasosos de combustão, isto é, após a combustão ter ocorrido.

Uma solução similar é exposta no documento JP 07091622, onde as superfícies que entram em contato com emissores de gás são revestidas com material catalisador para produzir uma redução por oxidação das mesmas emissões. Os queimadores catalíticos conhecidos atuam eliminando as

substâncias nocivas produzidas pela combustão porque conforme já mencionado, o catalisador é produzido para atuar a jusante da combustão. Assim, a principal vantagem suscetível de ser obtida com o uso de queimadores catalíticos tem sido facilitar a manutenção da limpeza das superfícies em contato com a chama, com os denominados queimadores de auto-limpeza. Exemplos de queimadores catalíticos deste tipo são descritos nos documentos US 3 817 689 e US 3 921 913.

O objetivo principal da presente invenção é proporcionar um queimador para utensílios de cozinha, particularmente do tipo doméstico, que efetivamente resolve o problema de eliminar os produtos nocivos de combustão, dispondo a mistura de ar/gás em contato com uma superfície catalítica antes da ocorrência da combustão.

Outro objetivo da invenção é apresentar um queimador do tipo catalítico que oferece um maior rendimento térmico e reduz a energia requerida para combustão.

Um objetivo adicional da invenção é apresentar um queimador do tipo catalítico, a estrutura do qual é realizada com materiais metálicos próprios para uso em aparelhos de cozinha domésticos, particularmente ligas de alumínio, que asseguram a robustez mecânica requerida. Estes e outros objetivos da invenção serão alcançados com um queimador conforme a descrição a seguir e com referência específica ás reivindicações apensas.

As características e vantagens da presente invenção se evidenciarão da descrição a seguir, apresentada a título de exemplo e não a título de limitação, com referência aos desenhos apensos, de acordo com os quais:

A figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de uma estrutura de queimador de acordo com a invenção;

A figura 2 é uma visa em seção transversal esquemática da estrutura de queimador da figura 1;

A figura 3 é um diagrama ilustrando a energia requerida para ativar a reação catalítica no processo de combustão.

A figura 4 é um diagrama mostrando as quantidades de catalisador que são ativadas para gerar combustão em função da energia fornecida.

Um queimador de acordo com a invenção tem uma estrutura (figura 1) que substancialmente consiste de um corpo 10 definindo uma câmera 12, na qual um injetor 14 introduz o gás que mediante a mistura com o ar forma a mistura combustível, um elemento em forma de anel 16 sobre o lado superior do corpo, tendo uma periferia munida de orifícios de saída da mistura combustível 18, e uma placa circular cobrindo o queimador 20.

De acordo com a invenção, pelo menos o elemento em forma de anel 16 é produzido de um metal ou liga metálica, de preferência uma liga de alumínio tal como Pyral (96% de Al, 2% de Mg, 2% de Si), um material largamente usado na produção de queimadores a gás. Naturalmente, o corpo IOea placa circular também podem ser produzidos de material metálico ou de uma liga de metal.

Conforme bem conhecido, a mistura combustível é emitida pelos orifícios de saída 18 e é inflamada por um dispositivo de ignição (não mostrado) formando uma coroa de chamas em torno da periferia do queimador. O calor gerado pela combustão é transmitido para a inteira estrutura do queimador, que atinge uma alta temperatura de estado estável (da ordem de várias centenas de graus Celsius).

De acordo com a invenção, pelo menos o anel 16 (figura 2) é revestido com uma delgada camada de material dotado de uma atividade catalítica, para o fim de reagir com a mistura de gás/ar que eflui ao longo da superfície do anel.

O material de revestimento dotado de atividade catalítica é constituído de óxidos metálicos, quer simples quer mistos, particularmente óxidos de metais alcalinos ou alcalino terrosos, que são revestidos sobre as superfícies do queimador por intermédio de processos conhecidos, por exemplo por imersão em um banho de catalisador.

Para obter um revestimento adequado, as superfícies podem ser, se necessário, ser preparadas pela formação sobre as mesmas de uma camada de suporte que serve como um precursor adequado do catalisador. Quando o queimador é produzido de Pyral, que tem uma superfície compacta com baixa porosidade, as superfícies podem ser preparadas efetuando seu revestimento com uma camada de alumina Al2O3, por exemplo por oxidação eletroquímica, de modo a formar uma camada ou substrato tampão.

Os catalisadores usados, que são ativos às temperaturas típicas de queimadores de gás domésticos (200-400°C), habilitam a mistura combustível de ar/gás a queimar com uma melhor combustão, reduzindo a produção de gases nocivos, enquanto baixando a quantidade de energia requerida para combustão, com o resultado de aperfeiçoar sua eficiência e conseqüentemente reduzindo a saída de gases nocivos. Na realidade, o contato da mistura combustível com as superfícies de queimador ativadas e revestidas de catalisador em o efeito de pré-oxidar a mistura de gás/ar dentro do corpo do queimador. A reação de combustão requer na realidade uma quantidade considerável de energia de ativação. Esta energia de ativação é consideravelmente reduzida em um queimador revestido com material catalisador de acordo com a invenção.

Como mostrado no diagrama da figura 3, o uso de catalisador possibilita baixar a energia ativadora necessária para ativar o processo de combustão.

A redução da energia de ativação de combustão é devido ao fato da reação catalítica acarretar um aumento na quantidade de partículas de combustível que adquirem a energia necessária para combustão. Normalmente, a quantidade de partículas munidas da dita energia é representada pela área A no diagrama da figura 4, ao passo que a área B representa a quantidade adicional de partículas que são ativadas pela reação catalítica para gerar a combustão. Finalmente, a área C representa a quantidade de partículas que não possuem energia suficiente para participar na reação.

Claims (6)

1. Queimador para utensílio de cozinha a gás, cuja estrutura inclui um corpo (10) definindo uma câmara (12) no interior da qual um injetor (14) injeta gás que, mediante a misturar o com o ar forma uma mistura de ar- gás combustível; um elemento queimador em forma de anel (16) posicionado sobre o corpo e munido de uma periferia sobre a qual são distribuídos os orifícios de saída (18) para o gás combustível, e uma placa circular de cobertura de queimador (20), caracterizado pelo fato de que pelo menos o anel queimador (16) é construído de metal ou de uma liga metálica e ser revestido de uma delgada camada de material dotado de atividade catalítica.

2. Queimador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa circular (20) é também construída de um metal ou liga metálica, e sua superfície inferior é revestida de uma delgada camada de material dotado de atividade catalítica.

3. Queimador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o corpo de queimador (10) é também construído de um metal ou liga metálica e pelo menos sobre sua superfície interna, ser revestido com uma delgada camada de material dotado de atividade catalítica.

4. Queimador de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, caracterizado pelo fato de que a camada de material dotada de atividade catalítica é revestida sobre um substrato de suporte precursor de catalisador.

5. Queimador de acordo com qualquer uma das reivindicações prévias, caracterizado pelo fato de que a estrutura do queimador é construída de uma liga de alumínio, de preferência de Pyral.

6. Queimador de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material revestido dotado de atividade catalítica é representado por óxidos metálicos simples ou mistos, particularmente por óxidos de metais alcalinos ou alcalino terrosos.