Y MAYOR TRANSFERENCIA DE CALOR

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está referida a una estructura innovadora de quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas), el cual genera un mezclado altamente turbulento entre el combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) y el oxidante, que presenta una elevada eficiencia energética, baja emisión de contaminantes y una generación de energía cinética turbulenta, esto hace más eficiente el proceso de combustión y genera mayor transferencia de calor que permite el calentamiento de una mayor masa de aire y a mayores temperaturas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En general todos los quemadores de combustibles gaseosos y todas sus mezclas (e.g. gas natural, gas LP, hidrogeno, etc.) tienen la misma aplicación, la cual es quemar un combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) para generar calor; pero la gran mayoría tiene una baja eficiencia energética, los procesos de combustión son poco eficientes por lo que consumen altas cantidades de combustible, aunado a una alta emisión de contaminantes como Ox, CO y CO2. Además los quemadores convencionales realizan el proceso de combustión fuera del quemador lo que baja su eficiencia en el proceso de transferencia de calor. La configuración estructural general de estos quemadores genera una mezcla del combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) y el oxidante en flujo laminar o escasamente alcanzando el régimen turbulento, lo cual no permite excitar al flujo de gas para liberar al máximo su energía.

Haciendo una búsqueda de anterioridades para establecer el estado de la técnica, se ubicó la solicitud de patente internacional con número de publicación WO2008007016 de De Smedt Guillaume presentada el 10 de julio de 2007 y que reclama la prioridad francesa FR0652974 del 13 de julio del 2006, la cual se fia presentado en México y ha sido otorgada con el número MX297397; dicha patente protege un método de combustión de un combustible utilizando un oxidante y al menos un gas principalmente inerte, en donde el combustible y el oxidante se inyectan de manera tal que se crea una flama, el gas inerte principalmente se inyecta en la forma de dos toberas, de manera tal que la primera tobera rodea la flama creada por el combustible y el oxidante y la primera tobera tiene un remolino divergente con respecto a la flama, la segunda tobera rodea la primera tobera de gas inerte principalmente y la segunda tobera tiene un remolino convergente con respecto a la flama creada por el combustible y el oxidante. La invención también se refiere a un quemador adecuado para implementar el método. El quemador se caracteriza por tener al menos un medio para inyectar combustible y al menos un medio para inyectar el oxidante de manera que estos produzcan una flama; dos medios para inyectar gas inerte, el primero inyecta parte del gas inerte en la forma de una tobera que rodea la flama producida por el oxidante y el combustible y comprende un medio adecuado para arremolinar divergentemente el flujo de gas inerte principalmente que pasa a través de él; el segundo medio para inyectar gas inerte en la forma de una tobera que rodea la tobera de gas inerte del primer medio para inyectar gas inerte y el segundo medio para inyectar gas inerte comprende un medio adecuado para arremolinar convergentemente el flujo de gas inerte que pasa a través de él.

Sin embargo este quemador está configurado para generar una primera combustión de una mezcla de un combustible gaseoso con un oxidante (aire) y reinyectar gas residual producido por la combustión para compensar la usencia de nitrógeno. El quemador aunque permite evitar alta producción de NOx, su configuración y arreglo geométrico no es tal que permita una combustión más eficiente que se traduzca en una mayor eficiencia energética, además de que emplean velocidades bajas de inyección de gas residual que hace incrementar el tamaño de caldera; además representa mayores problemas de seguridad.

Se encontró también la solicitud de patente Estadounidense US2007/0072141 A1 de Marco Daneri et al. que divulga un quemador de gas de baja emisión de contaminantes que comprende un cuerpo metálico principal (6), una lanceta interior (11) para gas combustible, al menos dos lancetas exteriores (10) para gas combustible, un conducto individual (8) para transportar aire-precalentado, un sistema de regulación para el gas combustible, una unidad refractaria (30), caracterizado en que el quemador (1) de gas comprende una serie de boquillas (20) para la inyección del aire precalentado en la cámara de combustión, y en que, al operar en el sistema de regulación de gas, es posible cambiar, con continuidad, desde un modo de funcionamiento de flama del quemador a un modo de funcionamiento sin flama, esta último caracterizado por bajas emisiones de agente contaminantes.

Sin embargo dicho quemador no comprende una estructura ni arreglo geométrico que permita un proceso de combustión más eficiente, ni una buena eficiencia energética; además de que requiere la inyección de aire precalentado.

Se encontró también la patente Estadounidense US6638058B1 de Sebastian Mainush et al otorgada el 28 de octubre de 2003, la cual protege un quemador tubular para hornos industriales que comprende: una sección final interna que se proyecta en una zona de combustión del horno que se suministra con aire de combustión secundario; una pluralidad de paredes tubulares dispuestas radialmente separadas con respecto una de la otra y coaxialmente una dentro de la otra, que limitan una pluralidad de conductos de alimentación separados de sección transversal aproximadamente anular para gas de combustión y combustible; en donde el extremo frontal, que mira a la zona de combustión, de por lo menos un conducto de alimentación construido esencialmente para suministrar un gas de combustión, se disponen un número de boquillas individuales distribuidas aproximadamente en forma anular; y en donde, visto en sección transversal desde la sección final del quemador interior, por lo menos un conducto de alimentación anular exterior se construye esencialmente como un conducto de alimentación de combustible y el conducto de alimentación de gas de combustión equipado con las boquillas individuales se coloca radialmente dentro de este conducto de alimentación de combustible.

Sin embargo, la configuración estructural y el arreglo geométrico del quemador no permite ofrecer las cualidades y bondades que ofrece el quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de la presente invención.

También se ubicó la patente US7785100B1 de Malcolm Swanson y Michael Swanson del 26 de mayo de 2006 y otorgada el 31 de agosto de 2010, la cual protege un ensamble de quemador que incluye un alojamiento que tiene una entrada de aire y un extremo quemador, un motor, y un impulsor montado en el alojamiento. El impulsor está en comunicación fluida con la entrada de aire, en comunicación mecánica con el motor, y adaptado para dirigir el aire desde la entrada de aire hacia el extremo del quemador de la carcasa. El ensamble del quemador también incluye una pluralidad de tubos de inyección de gas que están dispuestas sustancialmente paralelas entre sí. Cada uno de la pluralidad de tubos de inyección de gas incluye un extremo de entrada del tubo, un extremo del tubo de salida y al menos una abertura. Además, el ensamble del quemador incluye una primera hoja de tubos dispuestos cerca de los extremos de entrada de la pluralidad de tubos de inyección de gas y una segunda hoja de tubos dispuesta cerca de los extremos de salida de la pluralidad de tubos de inyección de gas. El ensamble del quemador incluye además una aleta de giro que tiene al menos una hoja de paletas de centrifugado. La aleta de giro está montado en el extremo del quemador de la carcasa y adaptado para dirigir el flujo de aire en el extremo del quemador. El arreglo del quemador todavía incluye además un encendedor montado en el extremo del quemador de la carcasa. El encendedor está adaptado para encender la mezcla de aire y combustible en el extremo del quemador de la carcasa para producir una llama principal.

Sin embargo la configuración y arreglo geométrico tampoco brinda las bondades que ofrece el quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de la presente invención; además muestra que la flama se genera en la parte extrema fuera del quemador.

La relación estequiométrica de aire-metano es de 17:1 en masa. Dado que el 90% de la composición del gas natural es metano, podemos afirmar que la mayoría de los quemadores convencionales emplean una relación de aire-metano de 19:1 en masa; considerando un exceso de aire del 15%. Estas relaciones no logran un ahorro de combustible y la masa de aire calentado es reducida; además son altos los índices de emisiones de contaminantes a la atmósfera.

La necesidad de mejorar la eficiencia en el proceso de oxidación de combustibles fósiles se vuelve más importante día con día, ya que los costos energéticos aumentan a medida que las reservas naturales disminuyen; además de la alarmante situación que se vive actualmente en el aspecto ambiental. Ante esta situación es que se ha desarrollado el quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) con elevada eficiencia energética y elevada eficiencia en el proceso de combustión, baja emisión de contaminantes y mayor transferencia de calor que permita calentar mayor masa de aire y con mayores temperaturas.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN

El objetivo principal de la presente invención es hacer disponible un quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) que permita generar un mezclado altamente turbulento entre el combustible y el oxidante que permita maximizar la transferencia de calor y mejorar el proceso de combustión para calentar mayor masa de aire, lo que se traduce en mayor ahorro de combustible y una reducción importante de emisión de gases contaminantes.

Otro objetivo de la invención es permitir dicho quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de elevada eficiencia energética y de combustión, asi como con mayor transferencia de calor, que además mejore la transferencia de calor reduciendo el consumo de combustible hasta en un 50% del que se utiliza normalmente en quemadores convencionales.

Otro objetivo de la invención es permitir dicho quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de elevada eficiencia energética y de combustión, así como con mayor transferencia de calor, que permita reducir las emisiones de los gases de efecto invernadero hasta en un 60% y además alcanzar una categoría de baja emisión de NOx y por consecuencia alcanzar estándares de protección medioambientales que exige la ley.

Otro objetivo de la invención es permitir dicho quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de elevada eficiencia energética y de combustión, así como con mayor transferencia de calor, que además permita iniciar la combustión dentro del mismo quemador para favorecer la transferencia de calor, ya que desde el inicio del hogar se alcanzan temperaturas máximas.

Otro objetivo de la invención es permitir dicho quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de elevada eficiencia energética y de combustión, así como con mayor transferencia de calor, que además pueda operar en regímenes laminares de alimentación de combustible y oxidante, esto es, con valores de Mach por debajo de 0.05, valores de Reynolds menores a 3,000 y velocidades por debajo de 10 m/s.

Otro objetivo de la invención es permitir dicho quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de elevada eficiencia energética y de combustión, así como con mayor transferencia de calor, que además sea de fácil armado, de estructura simple, práctico y funcional tanto en operación como en manejo.

Otro objetivo de la invención es permitir dicho quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de elevada eficiencia energética y de combustión, asi como con mayor transferencia de calor, que además permita quemar más eficientemente el combustible agregando mayor masa de aire y calentar completamente esa masa excedente.

Y todas aquellas cualidades y objetivos que se harán aparentes al realizar una descripción general y detallada de la presente invención apoyados en las modalidades ilustradas.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

De manera general el quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) con elevada eficiencia energética y de combustión, baja emisión de contaminantes y mayor transferencia de calor, de conformidad con la presente invención, consta de una carcasa exterior que define un extremo distal de salida de la flama y un extremo proximal de alimentación del combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) y del oxidante(aire); ambos extremos comprendiendo sendas tapas; una entrada de aire presurizado se dispone en la pared cerca del extremo proximal en cuyo interior se disponen deflectores que permiten distribuir uniformemente el aire en el interior de la carcasa, definiendo una cámara perimetral de suministro de aire presurizado el cual sirve como aislante de la carcasa evitando altas temperaturas en su superficie, como las que se generan en las cámaras de mezclado y sobre mezclado.

La tapa del extremo proximal está adaptada para recibir fijamente al centro un ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) presurizado desde una fuente de alimentación de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas), el cual comprende interiormente un elemento generador de turbulencia dispuesto transversalmente que ayuda a alcanzar un régimen turbulento de dicho combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas); una porción extrema de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas)estando alojada en el interior de una primera cámara de mezclado alojada en el interior de dicha carcasa, la cual comprende una tapa en su extremo proximal por donde se conecta dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) y estando abierta en su extremo distal; dicha porción extrema de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) alojada en el interior de dicha primera cámara de mezclado comprendiendo una pluralidad de orificios en su pared para la salida del combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) hacia dicha primera cámara de mezclado. Dicha tapa del extremo proximal de dicha primera cámara de mezclado, así como su pared comprenden una pluralidad de orificios para alimentar aire presurizado de manera axial y radial desde dicha cámara perimetral de suministro de aire presurizado, para generar una primera mezcla enriquecida turbulenta de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) - aire en dicha primera cámara de mezclado; un elemento encendedor se dispone en la zona proximal de dicha primera cámara de mezclado para generar una primera -etapa del proceso de combustión.

En una de las modalidades de la invención, dicho elemento generador de turbulencia que se dispone transversalmente en dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas), puede ser cilindrico o de forma poliédrica tanto regular como irregular. En otra de las modalidades de la invención, dichos orificios tanto del ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) como de la pared de dicha primera cámara de mezclado pueden ser de diferente forma, tamaño, pueden estar en arreglos de columna de igual o diferente número, equidistantes o no entre estos; así como arreglos intercalados, desfasados o en diagonal.

Dichos orificios de la tapa del extremo proximal de dicha cámara de mezclado por donde se alimenta aire presurizado en forma axial, el arreglo puede ser circular o poligonal regular o irregular o sin un patrón definido.

En otra de las modalidades de la invención los orificios de dicho ductos de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) presurizado por donde se alimenta el combustible a la primera cámara de mezclado, están desfasados con respecto de los orificios de la pared de dicha primera cámara de mezclado por donde se alimenta el aire presurizado desde la cámara perimetral de suministro de aire presurizado, para generar máximos esfuerzos cortantes entre ambos flujos y lograr un mejor mezclado.

Una segunda cámara de sobre-mezclado abierta en ambos extremos, se dispone acoplada colinealmente con dicha primera cámara de mezclado alojada dentro de dicha carcasa, donde el extremo de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) se dispone centralmente al límite de la frontera entre dicha primera cámara de mezclado y dicha segunda cámara de sobre-mezclado; el extremo de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) comprende una tapa de obturación con una pluralidad de orificios por donde se alimenta de forma axial un flujo turbulento de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) hacia dicha segunda cámara de sobre-mezclado y la pared de dicha segunda cámara de sobre- mezclado comprende una pluralidad de orificios por donde se alimenta aire presurizado de manera radial desde dicha cámara perimetral de suministro de aire presurizado, para generar una segunda mezcla enriquecida turbulenta de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) - aire y donde se lleva a cabo una segunda etapa del proceso de combustión.

La porción extremo de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) tiene una forma de embudo y con dicha tapa de obturación con una pluralidad de orificios por donde se alimenta de forma axial un flujo turbulento de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) hacia dicha segunda cámara de sobre-mezclado.

Ambas cámaras de mezclado y sobre-mezclado cuentan con un arreglo particular de perforaciones que favorecen una mezcla altamente turbulenta, así como una oxidación completa del combustible.

Dichos orificios de la pared de dicha segunda cámara de sobre-mezclado pueden ser de diferente forma y tamaño; pueden estar en arreglos de columna de igual o diferente número, equidistantes o no entre estos; así como arreglos intercalados, desfasados o en diagonal. En dichos orificios de la pared de dicha segunda cámara de sobre- mezclado por donde se alimenta aire presurizado desde dicha cámara perimetral de suministro de aire presurizado definida por la carcasa, pueden presentarse velocidades mayores y menores a 10 m/s o número de Reynolds mayores y menores a 3,000 en régimen laminar y turbulento, respectivamente; alcanzando un mejor desempeño en régimen turbulento.

La tapa del extremo distal de dicha carcasa comprendiendo una abertura central donde desemboca dicha segunda cámara de sobre-mezclado por donde se genera la flama.

En una de las modalidades de la invención, una tercera cámara cónica de formación de flama se dispone colinealmente conectada en el extremo de dicha segunda cámara de sobre-mezclado, la cual otorga a la flama una forma adecuada para maximizar la transferencia de calor. En esta modalidad la carcasa puede extenderse para cubrir la porción extrema externa de dicha tercera cámara de formación de flama.

Dicha tercera cámara cónica de formación de flama comprende una pared con un ángulo de 7 a 9 ^o .

En dicha tercera cámara cónica de formación de flama donde se le da una forma adecuada para maximizar la transferencia de calor; pese a su operación en régimen laminar, debido al arreglo geométrico de las cámaras de mezclado y sobre-mezclado, se logra alcanzar un régimen turbulento en dicha tercera cámara cónica de formación de flama, con velocidades por encima de los 30 m/s y número de Reynolds mucho mayores a 30,000, alcanzando valores del orden de 1,000,000 operando el quemador en plena carga.

El quemador como ha sido descrito en su configuración estructural y arreglo geométrico permite un ahorro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) y una reducción de los gases contaminantes que se generan en el proceso de combustión. Dicho quemador maneja excesos de aire del orden de 135%; el mezclado turbulento que genera el quemador permite calentar el exceso de aire.

La relación estequiométrica del aire-metano es de 17:1 en masa. Nuestro quemador utiliza un exceso de aire de 135%, equivalente a una relación de 40:1 en masa para el metano.

( ⁷⁹ \

CH ₄ + 2 [0 ₂ +— N ₂ ) → C0 ₂ + 2H ₂ 0 + 2 x 3.76N ₂

16kg C ₄ + 64kg 0 ₂ + 210.6kg N ₂ → kg C0 ₂ + 36kg H ₂ 0 + 210.6kg N ₂

2(32 + 105.3)

RE _m = ———^= 17.16

1 x 16

Utilizar un exceso de aire 135%, manteniendo en equilibrio la masa total del sistema, nos permite reducir el consumo de combustible hasta en un 50%. Partiendo de la potencia original, con el exceso de aire utilizado en la tecnología convencional y la relación estequiométrica en masa de aire-combustible gaseoso, se determina la masa total del sistema. W

m _T = nig + m _a

Partiendo de esta masa total, se determinan las masas de gas y aire para nuestra invención.

m ₇

9xzs% ₊ 2.35 x RE _m )

™ _135% = (2- ^{35 x RE} m) m _gi35%

Aunque el quemador tiene mejor desempeño en flujo turbulento, también mejora la eficiencia en el proceso de combustión en régimen laminar de alimentación del combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) y del aire.

En los orificios de la pared de la cámara de mezclado por donde se inyecta radialmente aire presurizado desde la cámara perimetral de suministro de aire presurizado definida por la carcasa, pueden presentarse velocidades mayores y menores a 10 m/s o número de Reynolds mayores y menores a 3,000 en régimen laminar y turbulento, respectivamente; alcanzando un mejor desempeño en régimen turbulento. La configuración estructural y arreglo geométrico del quemador permite un ahorro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) hasta en un 50%, reduciendo las emisiones de los gases de efecto invernadero hasta en un 60% y alcanzando una categoría de baja emisión de NOx. Otra de las ventajas del quemador es el proceso de combustión que da inicio dentro del mismo quemador desde la cámara de mezclado, en la cámara de sobre-mezclado y hasta la cámara de formación de flama; esto favorece el proceso de transferencia de calor, ya que desde el inicio del hogar se alcanzan temperaturas máximas.

La geometría, acomodo y configuración estructural del quemador permite tener altas velocidades que ofrece una combustión completa y hace más eficiente la transferencia de calor

El quemador de la presente invención, lleva a cabo el proceso de combustión dentro del mismo quemador. La combustión se lleva a cabo en la primera cámara de mezclado, en la segunda cámara de sobre- mezclado y en la cámara de formación de flama se termina de quemar por completo el combustible.

Se ha conseguido mostrar con el análisis computacional que aún con el exceso de aire de 135%, las temperaturas de flama sobrepasan los 1800°C, calentando ese exceso de masa de aire.

El quemador puede usarse en calderas de tubos de humo, calderas de tubos de agua, generadores de vapor, calentadores de proceso, hornos de templado, hornos de vidrio, hornos de acero, hornos de cerámica, hornos de clinkerización, tratamientos térmicos, para alimentar turbinas de gas, en aplicaciones domesticas como calentadores de agua y estufas , etc.

Para comprender mejor las características de la invención se acompaña a la presente descripción, como parte integrante de la misma, los dibujos con carácter ilustrativo más no limitativo, que se describen a continuación la modalidad preferida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 muestra un explosivo del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) con elevada eficiencia energética, baja emisión de contaminantes y mayor transferencia de calor, con las enseñanzas de la presente invención.

La figura 2 muestra un explosivo de la carcasa del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de conformidad con la figura 1 que muestra las enseñanzas de la presente invención.

La figura 3 ilustra un corte longitudinal en perspectiva del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) sin la cámara extrema de formación de flama, con las enseñanzas de la presente invención.

La figura 4 ilustra un corte longitudinal en perspectiva del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas), incorporando la cámara extrema de formación de flama, con las enseñanzas de la presente invención.

La figura 5 ilustra un corte longitudinal del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas), completamente ensamblado con las enseñanzas de la presente invención.

La figura 6 ilustra un isométrico del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) de conformidad con la presente invención, mostrando las cámaras internas.

Para una mejor comprensión del invento, se pasará a hacer la descripción detallada de alguna de las modalidades del mismo, mostrada en los dibujos que con fines ilustrativos mas no limitativos se anexan a la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL INVENTO

Los detalles característicos del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) con eievada eficiencia energética y de combustión, baja emisión de contaminantes y mayor transferencia de calor, se muestran claramente en la siguiente descripción y en los dibujos ilustrativos que se anexan, sirviendo los mismos signos de referencia para señalar las mismas partes. Haciendo referencia a las figuras 1 a 4, el quemador consta de una carcasa exterior 1 que define un extremo distal 2 de salida de la flama y un extremo proximal 3 de alimentación del combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) y del oxidante(aire); ambos extremos comprendiendo sendas tapas 4 y 5; una entrada de aire presurizado 6 se dispone radialmente en la pared de la carcasa cerca del extremo proximal 3, en cuyo interior se dispone un deflector cóncavo 7 en la zona de la entrada de aire presurizado 6 y que se fija en dicha tapa 4 del extremo proximal 3; al menos dos placas deflectoras 8 separadas entre sí y fijas radialmente en la pared interior de dicha carcasa 1 y en dicho deflector cóncavo 7; dichas deflectores permiten una distribución uniformemente del aire en el interior de la carcasa 1, definiendo una cámara perimetral de suministro de aire presurizado 9.

La tapa 4 del extremo proximal 3 está adaptada para recibir fijamente al centro un ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) presurizado 10 desde una fuente de alimentación de combustible gaseoso (Incluyendo todas sus mezclas), el cual comprende interiormente un elemento generador de turbulencia substancialmente cilindrico 11 dispuesto transversalmente, el cual ayuda a alcanzar un régimen turbulento de dicho combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas); una porción extrema 10a de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) estando alojada en el interior de una primera cámara de mezclado 12 alojada en el interior de dicha carcasa 1, la cual comprende una tapa 13 en su extremo proximal fija en el deflector cóncavo 7, por donde se conecta centralmente dicho ducto de suministro de combustible gaseoso 10 (incluyendo todas sus mezclas) y estando abierta en su extremo distal; dicha porción extrema 10a de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso 10 (incluyendo todas sus mezclas) alojada en el interior de dicha primera cámara de mezclado 12 comprendiendo una pluralidad de orificios 14 en su pared para la salida del combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) hacia dicha primera cámara de mezclado 12.

Dicha tapa 13 del extremo proximal de dicha primera cámara de mezclado 12, así como su pared comprenden una pluralidad de orificios 15 para alimentar aire presurizado de manera axial y radial desde dicha cámara perimetral 9 de suministro de aire presurizado, para generar una primera mezcla enriquecida turbulenta de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) - aire en dicha primera cámara de mezclado 12; un elemento encendedor 16 se dispone en la zona proximal de dicha primera cámara de mezclado 12 para generar una primera etapa del proceso de combustión en dicha primera cámara.

Los orificios 14 de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso presurizado 10 (incluyendo todas sus mezclas) por donde se alimenta el combustible a la primera cámara de mezclado 12, están desfasados con respecto de los orificios 15 de la pared de dicha primera cámara de mezclado 12 donde se alimenta el aire presurizado desde la cámara perimetral 9 de suministro de aire presurizado, para generar máximos esfuerzos cortantes entre ambos flujos y lograr un mejor mezclado.

Una segunda cámara de sobre-mezclado 17 abierta en ambos extremos, se dispone acoplada colinealmente con dicha primera cámara de mezclado 12 a través de un anillo de acoplamiento 18, quedando alojada dentro de dicha carcasa 1, donde el extremo de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso 10 (incluyendo todas sus mezclas) se dispone centralmente al límite de la frontera entre dicha primera cámara de mezclado 12 y dicha segunda cámara de sobre-mezclado 17; el extremo distal de dicho ducto de suministro de combustible gaseoso 10 (incluyendo todas sus mezclas) comprende un cono 10b que termina en la tapa de obturación 19 con una pluralidad de orificios 20 por donde se alimenta de forma axial un flujo turbulento de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) hacia dicha segunda cámara de sobre- mezclado 17 y la pared de dicha segunda cámara de sobre-mezclado 17 comprende una pluralidad de orificios 21 por donde se alimenta aire presurizado de manera radial desde dicha cámara perimetral 9 de suministro de aire presurizado definida por la carcasa 1, para generar una segunda mezcla enriquecida turbulenta de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) - aire y donde se lleva a cabo una segunda etapa del proceso de combustión.

La segunda cámara de sobre-mezclado 17 siendo de menores dimensiones de la primera cámara de mezclado 12.

Ambas cámaras de mezclado 12 y sobre-mezclado 17 cuentan con un arreglo particular de perforaciones que favorecen una mezcla altamente turbulenta, así como una oxidación completa del combustible.

La tapa 5 del extremo distal de dicha carcasa 1 comprendiendo una abertura central 22 donde desemboca dicha segunda cámara de sobre- mezclado 17 por donde se genera la flama.

Una tercera cámara cónica de formación de flama 23 abierta en ambos extremos (la cual se forma con la extensión de la carcasa y un cuerpo cónico aislante cerámico) se dispone colinealmente conectada en el extremo de dicha segunda cámara de sobre-mezclado 17, la cual otorga a la flama una forma adecuada para maximizar la transferencia de calor. La carcasa 1 puede extenderse para cubrir la porción extrema externa de dicha tercera cámara de formación de flama 23.

Con referencia a la figura 5, en esta se muestran los diferentes componentes del quemador en corte longitudinal, ilustrando la disposición estructural y arreglo geométrico en donde se plasman las mismas referencias numéricas para los mismos componentes que ofrece las bondades ya descritas, en esta figura se muestra el flujo de aire y del combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) a la primera cámara de mezclado 12 y a la segunda cámara de sobre-mezclado 17, y su paso de la flama generada por la combustión en la tercera cámara formación de flama 23 la cual otorga a la flama una forma adecuada para maximizar la transferencia de calor.

En la figura 6 que se muestra, se indican las mismas referencias numéricas empleadas para referenciar los mismos componentes del quemador de combustible gaseoso (incluyendo todas sus mezclas) con las enseñanzas de la presente invención. Adicionalmente se muestra que dicha carcasa 1 comprende además una brida 5a en la zona donde se fija la tapa 5 del extremo distal, para fijar el quemador en una zona requerida.

El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.