ES2329468T3 - Aparato de combustion que tiene un flujo de aire mejorado. - Google Patents
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Abstract
Un aparato alimentado por combustión de gas, que comprende: una primera cámara (54), con al menos una lumbrera (40) de entrada localizada en una pared (53) de dicha primera cámara (54); una segunda cámara (58); un ventilador giratorio (24) localizado en al menos una de dichas primera cámara (54) y segunda cámara (58); medios (12) de ignición en relación operativa con dicha primera cámara (54) para inflamar un gas combustible; caracterizado porque comprende además primeros medios (22) de comunicación entre dicha primera cámara (54) y dicha segunda cámara (58) y hacia debajo de dicho ventilador (24), dichos primeros medios (22) de comunicación construidos y dispuestos para permitir el paso de un chorro de gas inflamado desde dicha primera cámara (54) a dicha segunda cámara (58); al menos una lumbrera (52) de derivación, separada de dichos primeros medios (22) de comunicación y localizada en dicha pared (53) de dicha primera cámara (54) aguas abajo de dicho ventilador giratorio (24).
Description
Aparato de combustión que tiene un flujo de aire
mejorado.
La presente invención se refiere a un aparato de
combustión que tiene un flujo de aire mejorado y, más
específicamente, a un aparato de combustión con múltiples cámaras
que tiene un flujo de aire mejorado a través del aparato, de uso
junto con herramientas clavadoras de fiadores alimentadas por
combustión.
En la técnica se conocen dispositivos de
combustión de gas. Una aplicación práctica de esta tecnología se
encuentra en herramientas clavadoras de fiadores, alimentadas por
combustión. Un tipo de estas herramientas, también conocidas como
herramientas de la marca IMPULSE® para el uso en el clavado de
fiadores en piezas de trabajo, se describe en la patente de Estados
Unidos con número de referencia 32.452 y las patentes de Estados
Unidos número 4.522.162, 4.483.473, 4.403.722, 5.197.646 y
5.263.439. Herramientas clavadoras y grapadoras alimentadas por
combustión similares también están disponibles comercialmente en
ITW-Paslode de Vernon Hills, Illinois, bajo la
marca IMPULSE®, y en ITW-S.P.I.T. de
Bourg-les-Valence, Francia, bajo la
marca PULSA®.
Tales herramientas incorporan un alojamiento de
herramienta con forma generalmente de pistola que encierra un
pequeño motor de combustión interna. El motor está alimentado por un
bote de gas combustible presurizado, también denominado célula de
combustible. Una unidad de distribución de energía electrónica
alimentada por batería produce una chispa de ignición y un
ventilador colocado en una cámara de combustión proporciona a ambos
una combustión eficiente dentro de la cámara, al mismo tiempo que
facilita los procesos subordinados al funcionamiento del
dispositivo. Estos procesos subordinados incluyen: insertar el
combustible en la cámara de combustión; mezclar el combustible y el
aire dentro de la cámara; y eliminar, o purgar, los productos
derivados de la combustión. Además de estos procesos
subordinados, el ventilador también sirve para enfriar la herramienta y aumentar la salida de energía de combustión.
subordinados, el ventilador también sirve para enfriar la herramienta y aumentar la salida de energía de combustión.
El motor de combustión incluye un pistón
alternativo con una lengüeta rígida y alargada dispuesta dentro de
un cuerpo cilíndrico. Un manguito de válvula tiene alternancia axial
alrededor del cilindro y, a través de una conexión, se mueve para
cerrar la cámara de combustión cuando se empuja contra una pieza de
trabajo un elemento de contacto de trabajo en el extremo de la
conexión. Está acción de empuje también dispara una válvula
reguladora de combustible para introducir un volumen específico de
combustible en la cámara cerrada de combustión.
Se tira de un pulsador de disparo, que provoca
la chispa para inflamar una carga de gas en la cámara de combustión
del motor. Tras la ignición de la mezcla de aire y combustible, la
combustión en la cámara provoca la aceleración del conjunto de
pistón/árbol impulsor, que se dispara aguas abajo para impactar
contra un fiador colocado y clavar el fiador en la pieza de trabajo
si el fiador está presente. El pistón regresa entonces a su posición
original o "preparada", a través de presiones de gas
diferencial dentro del cilindro. El adaptador frontal se alimenta
de fiadores al estilo de los cargadores, donde se mantienen en una
orientación colocada apropiadamente para recibir el impacto del
árbol impulsor.
Los aparatos de combustión con una única cámara
son efectivos para lograr una duración rápida del ciclo de
combustión. Los aparatos con una única cámara también son eficientes
para ejecutar los procesos subordinados descritos anteriormente,
particularmente mezclar aire y combustible dentro de la única cámara
y purgar productos derivados de la combustión. Sin embargo, los
aparatos con una única cámara no tienen en cuenta las presiones de
combustión máximas tan altas como las que se ven en otras
herramientas alimentadas por combustión de gas.
También se conocen herramientas de combustión
con dos o más cámaras, por ejemplo del documento US6463894A o del
documento EP1439036, publicado el 21 de julio de 2004. Estas
herramientas pueden manejar presiones de combustión
significativamente más altas y, por consiguiente, más energía de
combustión, que un aparato con una única cámara. Típicamente, las
herramientas con múltiples cámaras tienen una primera cámara
conectada a una segunda cámara. La primera cámara tiene a menudo
una forma tubular, pero puede tener una variedad de formas tal y
como se conoce en la técnica. Una fuente de ignición, que
típicamente es una bujía, está localizada en, o tiene una relación
operativa con, la primera cámara. Un extremo de la primera cámara
también se comunica con la segunda cámara por medio de una lumbrera
u otra abertura que permita la comunicación entre las cámaras. La
lumbrera que conecta las dos cámaras incluye típicamente una válvula
con lengüeta, que normalmente permanece cerrada para evitar que el
flujo de retorno de presión entre de la segunda cámara a la primera
cámara.
Una mezcla de aire/combustible en la primera
cámara se inflama en un extremo de la primera cámara y hace avanzar
un frente de llama hacia otro extremo de la cámara que tiene la
lumbrera. A medida que el frente de llama avanza, se empuja por
delante del frente de llama aire/combustible sin quemar en la
segunda cámara, comprimiendo de este modo la mezcla de
aire/combustible en la segunda cámara. A medida que la llama se
propaga a través de la lumbrera y de la válvula con lengüeta, la
mezcla de aire/combustible en la segunda cámara también se inflama.
Este gas inflamado aumenta por lo tanto rápidamente la presión
dentro de la segunda cámara y cierra la válvula con lengüeta para
evitar la pérdida de presión de vuelta en la primera cámara. Cuanto
mayor sea la compresión en la segunda cámara, mayor será la presión
de la combustión final de la herramienta, lo que es deseable. La
presión de la combustión aumenta además a medida que el camino que
tiene que recorrer el gas inflamado a través de la lumbrera entre
la primera y la segunda cámaras se hace más restrictivo.
Un camino restrictivo entre las dos cámaras, sin
embargo, dificulta que la mezcla de aire/combustible de la primera
cámara se comunique con la segunda cámara en un período de tiempo
corto. Las herramientas con múltiples cámaras proporcionan, por
consiguiente, típicamente la distribución de combustible a ambas
cámaras separadamente a través de un conducto de abastecimiento de
combustible común con dos orificios. No obstante, estas
configuraciones tienden a aumentar la complejidad y el coste de la
herramienta, lo que no es deseable. El flujo restringido entre
ambas cámaras también disminuye la capacidad de la herramienta para
purgar los productos derivados de la combustión de ambas cámaras,
al mismo tiempo que inhibe la capacidad de la herramienta para
rellenar las cámaras de aire proveniente del exterior de la
herramienta, antes de inyectar el combustible a las cámaras. La
acumulación de productos derivados de la combustión dentro de las
cámaras de la herramienta puede disminuir la capacidad de la
herramienta para tener en cuenta los ciclos de combustión constantes
y repetibles. Alternativamente, el flujo de aire restringido entre
las dos cámaras requiere tiempo adicional tanto para mezclar el
combustible dentro de las cámaras como para purgar las cámaras
entre los actos de combustión. Este tiempo extra puede ser
desfavorablemente evidente para un operario de la herramienta
mientras se utiliza la herramienta.
En consecuencia, es deseable lograr un flujo de
aire eficiente de una cámara a otra en un aparato con herramienta
de combustión con múltiples cámaras, sin sacrificar el aumento de la
energía de combustión que se obtiene del uso de un camino
restrictivo entre las cámaras y sin tener que emplear más de un
conducto de combustible en el aparato.
Los problemas enumerados anteriormente los trata
el presente aparato alimentado por combustión de gas, que presenta
una estructura de múltiples cámaras que utiliza un ventilador en una
cámara. Se proporciona un camino restrictivo para el flujo de aire
entre las cámaras durante los actos de combustión, pero el flujo de
aire entre las cámaras evita pasar por el camino restrictivo en un
ciclo de combustión durante los actos de mezcla, purga y
enfriamiento. Se proporcionan lumbreras de derivación para conectar
juntas las cámaras y se pueden cerrar durante los actos de
combustión para limitar el paso del flujo de aire al camino
restrictivo pero, además, para abrirse para los actos de mezcla,
purga y enfriamiento que tienen lugar entre los actos de
combustión.
Más específicamente, la presente invención
proporciona un aparato alimentado por combustión de gas que incluye
una primera cámara, un ventilador giratorio localizado en la primera
cámara, una fuente de ignición en relación de funcionamiento con la
primera cámara para inflamar un gas combustible y una segunda
cámara. Un primer conducto de comunicación entre la primera cámara
y la segunda cámara y, aguas abajo del ventilador, se construye y
dispone para permitir el paso de un gas inflamado desde una primera
cámara a la segunda cámara. Aparte del primer conducto de
comunicación hay una lumbrera de entrada, que se localiza en una
pared de la primera cámara aguas arriba del ventilador y una
lumbrera de derivación, que se localiza en la pared de la primera
cámara aguas abajo del ventilador.
Gracias a la invención y a diferencia del
documento EP1439036, el flujo de aire del ventilador a través de
las cámaras puede ser más eficiente y el aparato se puede purgar de
manera eficiente y rápida de los productos derivados de la
combustión y se puede enfriar mejor.
La Fig. 1 es una vista en sección esquemática
de un aparato alimentado por combustión con múltiples cámaras;
la Fig. 2 es una vista en sección esquemática
que ilustra el flujo de aire a través del aparato alimentado por
combustión representado en la Fig. 1;
la Fig. 3 es una vista en sección esquemática
de un aparato alimentado por combustión con múltiples cámaras
mostrando la presente configuración del flujo de aire;
la Fig. 4 es una vista en sección esquemática
que ilustra el flujo de aire a través del aparato representado en la
Fig. 3.
En referencia ahora a las Figs. 1 y 2, se
describe un diseño del aparato preferido, con múltiples cámaras.
Generalmente se designa con 10 un aparato con
dos cámaras e incluye una fuente 12 de ignición, que es típicamente
una bujía, localizada en un extremo cerrado 14 de una primera cámara
16. Otro extremo 18 de la primera cámara 16 se comunica con una
segunda cámara 20 por medio de una lumbrera 22 de inyección de llama
(Fig. 2).
Preferentemente dispuesto para cubrir la
lumbrera 22 de inyección de llama en el exterior de la primera
cámara 16 hay una válvula 23 de lengüeta (Fig. 1), que permanece
normalmente cerrada para evitar el flujo de presión de vuelta de la
segunda cámara 20 en la primera cámara 16 y un limitador 23a de
válvula dispuesto para cubrir la válvula en un lateral de la
válvula en frente de la primera cámara.
La primera cámara 16 funciona como compresor
para gas combustible en la segunda cámara 20. En la primera cámara
16 se mezclan aire y combustible por medio de un ventilador
giratorio 24 en la primera cámara y lo inflama la fuente 12 de
ignición en el extremo cerrado 14 de la cámara 16. La mezcla
inflamada hace avanzar un frente de llama hacia el extremo 18 de la
primera cámara 16 incluyendo la lumbrera 22 de inyección de llama. A
medida que el frente de llama avanza, se empuja por delante del
frente de llama aire/combustible sin quemar a la segunda cámara 20
comprimiendo por ello una mezcla aire/combustible en la segunda
cámara. A medida que la llama se propaga desde la primera cámara
16, a través de la lumbrera 22 de inyección de llama y a la segunda
cámara 20, la mezcla de aire/combustible en la segunda cámara
también se inflama. Este gas inflamado en la segunda cámara 20
adquiere rápidamente, por lo tanto, una presión mayor aún en la
segunda cámara y cierra la válvula 23 de lengüeta para evitar la
pérdida de presión de vuelta en la primera cámara. Una mezcla de
aire/combustible bien mezclada en la segunda cámara 20 contribuye a
una combustión más eficiente, con mayor energía y más rápida.
La segunda cámara 20 incluye un cuerpo 26 de
manguito, generalmente cilíndrico, que aloja en forma desplazable
tanto la primera cámara 16, como una cámara 28 de pistón
generalmente cilíndrica. La cámara 28 de pistón aloja un pistón 30
para el movimiento recíproco del mismo y un extremo acampanado 32 de
la cámara 28 de pistón contacta con un extremo 34 del cuerpo 26 de
manguito para obturar de manera efectiva una abertura 36 del aire en
el exterior del aparato 10, localizado entre la segunda cámara 20 y
la cámara 28 de pistón, cuando el cuerpo 26 de manguito se desplaza
a la posición en la dirección Y (Fig. 1).
Otro extremo 38 del cuerpo 26 de manguito
contacta con el extremo cerrado 14 de la primera cámara 16 para
cerrar el flujo de aire del exterior del aparato 10 a través de la
lumbrera 40 de entrada localizada en una pared 42 de la primera
cámara 16 en una posición aguas arriba de la rotación del ventilador
24. Después de que el cuerpo 26 de manguito es posicionado para
bloquear el flujo de aire del exterior del aparato en ambos
extremos 34, 38 del manguito, un aumento rápido en la presión de la
combustión en la segunda cámara 20 dirige al pistón 30 debajo de la
cámara 28 de pistón en una dirección lejos de la primera cámara
16.
En configuraciones como éstas, cuando se usan
más de una cámara con un ventilador, la eficiencia del ventilador
24 puede verse significativamente afectada debido a la forma en la
que las cámaras 16 y 20 están diseñadas y conectadas. Se puede
lograr una mayor energía de combustión en aparatos con múltiples
cámaras por medio del establecimiento de un camino restrictivo para
que la mezcla de gas inflamado fluya de la primera cámara 16 a la
segunda cámara 20. La energía de combustión aumenta además a medida
que el camino entre la primera cámara 16 y la segunda cámara 20 se
vuelve más restrictivo. Se muestra que un camino restrictivo 44 como
este se dispone sobre la lumbrera 22 de inyección de llama en el
interior de la cámara 16.
El camino restrictivo 44 está formado en este
ejemplo por la colocación de un recubrimiento 46 sobre la lumbrera
22 de inyección de llama en un lado de la lumbrera de inyección de
llama y la colocación de una combinación de válvula 23 y de un
limitador 23a de válvula en el otro lado. Se contempla que los
caminos restrictivos pueden crearse por medio de cualquier
combinación de uno o más recubrimientos, lumbreras, válvulas,
limitadores de válvulas y similares. También se contempla que se
puedan utilizar alternativamente boquillas supersónicas, tal y como
se conocen en la técnica, para aumentar la energía de combustión a
través de la lumbrera 22 de inyección de llama como la propia
lumbrera 22 de inyección de llama o en combinación con cualquiera de
las características descritas anteriormente.
Aunque caminos altamente restrictivos pueden
aumentar de manera deseable la energía de combustión transmitida de
la primera cámara 16 a la segunda cámara 20 durante los actos de
combustión, los caminos restrictivos también pueden restringir de
manera no deseable el flujo de aire entre las dos cámaras, como se
ha descrito anteriormente, para completar los procesos subordinados
entre los actos de combustión. Por consiguiente, puede existir una
pequeña descompensación no deseable entre el camino restrictivo, que
está configurado para extraer más energía de la combustión, y la
capacidad del aparato con múltiples cámaras para volver a circular
de nuevo, o "respirar", aire, combustible y productos
derivados de la combustión correctamente con un ventilador. Esta
descompensación no es muy significativa en configuraciones de
combustión con una única cámara. La presencia y funcionamiento del
ventilador 24 en la primera cámara contribuye enormemente a la
capacidad del aparato 10 para mezclar, enfriar y purgar las cámaras
y reajustar el aparato para un siguiente ciclo de combustión. No
obstante, sigue siendo difícil de lograr un flujo eficiente de aire
entre las cámaras cuando se utiliza un camino restrictivo.
Haciendo referencia ahora a la Fig. 2, se
muestra que un camino de flujo A de aire, como descubrió el presente
inventor, tiene lugar en realidad durante un acto de purga de
productos derivados de la combustión tanto en la primera cámara 16
como en la segunda cámara 20 tras el acto de la combustión. Durante
la purga, el cuerpo 26 de manguito se desliza en una dirección X
para soltarse de la cámara de pistón 28 y para exponer a las
lumbreras 40 de entrada al aire fresco del exterior del aparato 10.
A medida que el ventilador gira, el aire fresco del exterior del
aparato 10 entra idealmente en la primera cámara 16 a través de las
lumbreras 40 de entrada, se mueve aguas abajo del ventilador 24 a
través de la lumbrera 22 de inyección de llama en la segunda cámara
20 y sale de la segunda cámara a través de la abertura 36, purgando
por lo tanto ambas cámaras de productos derivados de la combustión
que se han quedado de un acto de combustión anterior al mismo tiempo
que llenan ambas cámaras con aire limpio.
No obstante, como se muestra, el camino
restrictivo 44 entre las cámaras 16, 20 impide enormemente que la
capacidad del flujo A de aire viaje regularmente desde las lumbreras
40 de entrada a la abertura 36. Un camino ideal para el flujo de
aire como este es incluso más difícil de lograr con configuraciones
que utilizan caminos incluso más altamente restrictivos para
aumentar la energía de combustión. La mayor parte del flujo A de
aire, lo que se ve mejor en la Fig. 2, permanece en realidad en la
primera cámara 16 y sale de la primera cámara a través de alguna de
las lumbreras 40 de entrada en lugar de por la lumbrera 22 de
inyección de llama, lo que tiene como resultado una purga
ineficiente de la primera cámara. La capacidad para purgar la
segunda cámara 20 se hace incluso más ineficiente. En lugar de que
el flujo de aire viaje desde la primera cámara 16, a través de la
segunda cámara 20 para salir del aparato por la abertura 36, debido
a los principios de Bernoulli, parte del flujo A de aire se empuja
en realidad en la dirección opuesta desde la segunda cámara 20 de
vuelta a la primera cámara 16. Este flujo inverso de aire no purga
significativamente la segunda cámara 20. El efecto de este flujo
inverso de aire, con respecto a una capacidad para purgar la segunda
cámara 20, se reduce además a prácticamente nada cuando se usa una
válvula para evitar el flujo de vuelta desde la segunda cámara a la
primera cámara 16.
Aunque el ventilador giratorio 24 en la primera
cámara 16 mejora la capacidad del aparato 10 para mezclar y purgar
ambas cámaras 16, 20, la descompensación citada anteriormente sigue
existiendo en cierta medida. El presente inventor ha descubierto
que un camino restrictivo efectivo limita la capacidad del
ventilador 24 para mezclar de manera eficiente aire y combustible
juntos en la segunda cámara 20 así como en la primera cámara 16
antes de un acto de combustión, sin utilizar tampoco un conducto
para combustible separado en la segunda cámara, como se ha descrito
anteriormente. Aunque también se mejora por medio de la rotación del
ventilador 24, el flujo de aire limitado de alguna manera a través
de la segunda cámara 20 también reduce la capacidad del ventilador
24 para enfriar la segunda cámara entre actos de combustión. En
consecuencia, el presente inventor encontró que era deseable lograr
un flujo de aire eficiente desde una cámara a la siguiente en un
aparato con múltiples cámaras, mientras se utilizan las únicas
propiedades de usar un ventilador dentro de la primera cámara, pero
sin sacrificar la energía de combustión aumentada que resulta del
uso de un camino restrictivo entre cámaras y sin tener que utilizar
más de un conducto para combustible.
En referencia ahora a las Figs.
3-4, un aparato alimentado por combustión se designa
generalmente con 50, pero las características del aparato 50 que
son las mismas que las descritas anteriormente en referencia a las
Figs. 1 y 2 se identifican con las mismas designaciones
numéricas.
Una característica importante del aparato 50
consiste en que al menos una lumbrera 52 de derivación se localiza
en una pared 53 de una primera cámara 54 preferida, pero
preferentemente se distribuyen regularmente varias lumbreras 52 de
derivación alrededor de la pared 53, preferentemente cilíndrica
continua. En un modo de realización preferido, las lumbreras 52 de
derivación se localizan aguas abajo del flujo del ventilador 24, lo
más cerca posible de una región de alta presión de la primera
cámara 54 creada por el ventilador. Las lumbreras 40 de entrada,
localizadas aguas arriba del ventilador 24, están colocadas por
consiguiente lo más cerca posible de una región de baja presión de
la primera cámara 54. Las lumbreras 52 de derivación crean por lo
tanto un segundo medio de comunicación entre las cámaras diferente
a la lumbrera 22 de inyección de llama del camino restrictivo
44.
Las lumbreras 52 de derivación permanecen
normalmente abiertas pero pueden cerrarse preferentemente por medio
de un obturador 56 de derivación localizado en el interior del
manguito 26 de válvula que define una segunda cámara 58. El
obturador 56 de derivación se localiza preferentemente en el
manguito 26 de válvula para cubrir completamente las lumbreras 52
de derivación cuando el manguito de válvula se engancha de manera
deslizante a la primera cámara 54 y a la cámara de pistón 28, en
una dirección Y, antes de un acto de combustión. Como se ve mejor
en las Figs. 3 y 4, el obturador 56 de derivación debería
localizarse preferentemente en el manguito 26 de válvula para
evitar que se bloquee el flujo A de aire través de las lumbreras 52
de derivación cuando el manguito de válvula se desliza para exponer
tanto la primera cámara 54 como la segunda cámara 58 al aire
exterior para purgarse.
El obturador 56 de derivación está hecho
preferentemente del mismo material resistente a la combustión y con
estructura sólida que la segunda cámara 58, ya que se conocen tales
materiales en la técnica. El obturador 56 de derivación
preferentemente puede estar formado íntegramente como una estructura
unitaria con el interior del manguito 26 de válvula, pero de manera
alternativa puede unirse fijamente al manguito de válvula por medio
de soldaduras, cadenas, tornillos u otros métodos de unión conocidos
en la técnica.
Parecido al obturador 56 de derivación, al menos
un obturador 60 de entrada también se localiza preferentemente en
el interior del manguito 26 de válvula para unirse de manera
deslizante y bloquee el flujo A de aire través de las lumbreras 40
de entrada durante los actos de combustión, pero para dejar las
lumbreras de entrada abiertas al aire exterior cuando el manguito
de válvula se desliza abierto para facilitar la purga. El obturador
60 de entrada está formado preferentemente por el mismo material
que el obturador 56 de derivación y está unido al manguito 26 de
válvula de una manera parecida.
En un modo de realización preferido, tanto el
obturador 56 de derivación como el obturador de entrada 60 son
cuerpos únicos y continuos alrededor de todo el interior del
manguito 26 de válvula o una serie de cuerpos separados y alejados
colocados para cubrir respectivamente lumbreras 52 de derivación y
lumbreras 40 de entrada cuando el manguito de válvula se desliza
para cerrar el flujo exterior de aire en el aparato 50 para un acto
de combustión. El obturador 56 de derivación y el obturador de
entrada 60 no necesitan por consiguiente estar configurados para
permitir flujo de aire entre los obturadores y el interior del
propio manguito 26 de válvula.
En referencia ahora a la Fig. 4, un camino B de
flujo de aire durante un acto de purga se muestra en el caso del
aparato 50 que utiliza lumbreras 52 de derivación. En este modo de
realización, el camino B viaja despacio y de manera eficiente desde
las lumbreras 40 de entrada, fuera de las lumbreras 52 de
derivación, a través de la segunda cámara 58 y fuera de la abertura
36 entre el extremo 34 de la segunda cámara 58 y el extremo 32
preferentemente acampanado de la cámara 28 de pistón. Otra ventaja
de la abertura no restringida de las lumbreras 52 de derivación es
la facilitación de que el camino de flujo B de aire evite de manera
efectiva el camino restrictivo 44 (no como en la Fig. 2),
permitiendo de esta manera que cantidades significativas de aire
limpio se muevan rápidamente a través de la primera cámara 54 y la
segunda cámara 58 en la dirección deseada del flujo del ventilador
24. El presente aparato con múltiples cámaras 50 puede por lo tanto
purgarse de manera rápida y eficiente de los productos derivados de
la combustión cuando la segunda cámara 58 se abre para soltarse de
la primera cámara 54 y de la cámara de pistón 28 durante los actos
de purga.
Además, según esta configuración preferida, el
flujo de aire del ventilador 24 a través de ambas cámaras 54, 58 se
hace prácticamente tan eficiente como el que realiza un típico
aparato con una única cámara que utiliza un ventilador. Este flujo
de aire ventajosamente eficiente mejora el enfriamiento de la
primera cámara 54, además de la segunda cámara 58, que se calientan
tras los actos de combustión. Adicionalmente, pueden colocarse
preferentemente las lumbreras 40, 52 y los obturadores 56, 60 para
facilitar la mezcla de aire y combustible entre la primera cámara
54 y la segunda cámara 58.
Claims (12)
1. Un aparato alimentado por combustión de gas,
que comprende:
una primera cámara (54), con al menos una
lumbrera (40) de entrada localizada en una pared (53) de dicha
primera cámara (54);
una segunda cámara (58);
un ventilador giratorio (24) localizado en al
menos una de dichas primera cámara (54) y segunda cámara (58);
medios (12) de ignición en relación operativa
con dicha primera cámara (54) para inflamar un gas combustible;
caracterizado porque comprende además
primeros medios (22) de comunicación entre dicha
primera cámara (54) y dicha segunda cámara (58) y hacia debajo de
dicho ventilador (24), dichos primeros medios (22) de comunicación
construidos y dispuestos para permitir el paso de un chorro de gas
inflamado desde dicha primera cámara (54) a dicha segunda cámara
(58);
al menos una lumbrera (52) de derivación,
separada de dichos primeros medios (22) de comunicación y localizada
en dicha pared (53) de dicha primera cámara (54) aguas abajo de
dicho ventilador giratorio (24).
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicha lumbrera (40) de entrada está localizada aguas arriba de dicho
ventilador giratorio (24).
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicha al menos una lumbrera (52) de derivación está localizada en
dicha pared de dicha primera cámara (54) entre dicha lumbrera (40)
de entrada y dichos medios (22) de comunicación.
4. El aparato de la reivindicación 2,
comprendiendo además:
una cámara de pistón (28) incluyendo un pistón
(30) dispuesto dentro de dicha cámara de pistón; y
segundos medios (36) de comunicación entre dicha
segunda cámara (58) y dicha cámara (28) de pistón, construido y
dispuesto dicho segundo medio de comunicación para permitir una
presión de combustión en dicha segunda cámara (58) para impulsar
dicho pistón (30) en una dirección lejana a dicha segunda cámara
(58).
5. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicha segunda cámara incluye el primer (38) y el segundo extremos
opuestos (38, 34), dicha segunda cámara está construida y dispuesta
para el desenganche móvil de dicha primera cámara (54) y dicha
cámara (28) de pistón en dichos primer y segundo extremos
respectivamente.
6. El aparato de la reivindicación 5, en el que
una distancia entre dicha primera cámara (54) y dicha cámara (28)
de pistón es generalmente constante y dicho desenganche móvil de
dicha segunda cámara (58) restringe el flujo de aire en dichas
primera y segunda cámaras desde el exterior del aparato y dichos
primer y segundo extremos (38, 34).
7. El aparato de la reivindicación 2,
comprendiendo además al menos un obturador móvil (60) de entrada
para cubrir dicha lumbrera (40) de entrada y restringir el flujo de
aire entre dichas primera y segunda cámaras a través de dicha
lumbrera de entrada.
8. El aparato de la reivindicación 7,
comprendiendo además al menos un obturador móvil (56) de derivación
para cubrir dicha lumbrera (52) de derivación y restringir el flujo
de aire entre dichas primera y segunda cámaras a través de dicha
lumbrera de derivación.
9. El aparato de la reivindicación 8, en el que
dichos al menos un obturador (60) de entrada y obturador (56) de
derivación son móviles en relación con dicha primera cámara (54),
pero son fijos en relación con dicha segunda cámara (58).
10. El aparato de la reivindicación 9, en el que
dicho al menos un obturador (60) de entrada incluye al menos una
abertura para permitir el flujo de aire entre dicho obturador de
entrada y una pared interior de dicha segunda cámara.
11. El aparato de la reivindicación 9, en el que
dicho al menos un obturador (56) de derivación incluye al menos una
abertura para permitir el flujo de aire entre dicho obturador de
derivación y una pared interior de dicha segunda cámara.
12. El aparato de la reivindicación 2, en el que
dichos primeros medios (22) de comunicación son una lumbrera de
inyección de llama e incluye un camino restrictivo (44) de flujo de
aire entre dicha primera y segunda cámara (54, 58) incluyendo al
menos una válvula, un recubrimiento y un limitador dispuestos para
cubrir dicha lumbrera (22) de inyección de llama.
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