CAMPO DE APLICAÇÃO

O presente modelo de utilidade aplica-se aos campos de materiais, particularmente a acessórios paro uso interno em alimentador de gás para regulação de fluxo, sendo gás liquefeito de petróleo (GLP). O presente modelo de utilidade revela um dispositivo regulador de fluxo.

FUNDAMENTOS DO MODELO DE UTILIDADE

As válvulas reguladoras de gás são componentes críticos em muitos sistemas de gás, responsáveis por controlar o fluxo e a pressão do gás que passa por elas. No entanto, as válvulas atualmente encontradas no mercado apresentam problemas técnicos como principalmente o desperdício de gás, não sendo capazes de proporcionar a economia de gás necessária, o que resulta em desperdício de recursos e aumento de custos para o consumidor final.

O desperdício de gás tem impactos significativos no meio ambiente, já que o gás é proveniente de recursos limitados na natureza e não renováveis. Além disso é importante ressaltar os impactos financeiros negativos ao consumidor, uma vez que o tempo para a compra de outro botijão, por exemplo, vai ser menor do que deveria ser sem desperdícios. Infelizmente, as válvulas reguladoras de gás atualmente disponíveis no mercado não são projetadas para maximizar a eficiência e economia de gás. Em vez disso, elas muitas vezes permitem o fluxo excessivo de gás, o que resulta em desperdício e aumento de custos para os consumidores. A falta de economia de gás não é apenas um problema financeiro para os consumidores, mas também pode ter um impacto ambiental significativo. De forma a solucionar o problema acima exposto das válvulas reguladoras, o presente modelo de utilidade revela um dispositivo repressor molecular adaptativo às válvulas, sendo de uso em sistemas de baixa pressão alimentados por gás, sendo GLP. O dispositivo foi projetado para minimizar o desperdício de recursos e maximizar a eficiência energética para proteger o meio ambiente e garantir a economia para os consumidores. O modelo de utilidade visa proporcionar menos danos ao meio ambiente pelo desperdício, um produto viável economicamente devido a seu baixo custo de fabricação, além da utilização de mecanismos que melhoram a performance da passagem do gás.

ESTADO DA TÉCNICA

O documento BR 11 2017 018301 3 detalha um dispositivo economizador de gás, o qual é indicado pela referência numérica é destinado a ser utilizado não só em conjunto com fogões do tipo comercial/industrial, como também em fogões do tipo residencial, ou mesmo em conjunto com outros equipamentos que operam mediante consumo de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), ou Gás Natural (GN); o dispositivo economizador de gás opera mediante a estabilização do fluxo do gás GN que chega ao mesmo em estado turbulento e é enviado a um pulmão provido entre um injetor de entrada que integra um terminal de entrada e um injetor de saída que integra um terminal de saída, sendo que o terminal de entrada e de saída são montados nos extremos de um corpo tubular formando assim a estrutura básica do dispositivo economizador de gás; o fluxo de gás GN ao chegar ao pulmão é estabilizado passando estável pelo injetor de saída e a partir do injetor de saída sendo então alimentado ao equipamento em que o gás será consumido.

Diferentemente do presente modelo de utilidade, o documento acima indica tal invenção destina-se a aplicação externa, por ser posicionado na linha de gás de alimentação dos respectivos produtos à qual destina-se, ou que no máximo, pode ser conectado ao início do tubo alimentador dos respectivos produtos. Isso pode ser notado conforme as figuras 9 e 10 e nas páginas 7 e 8, o que por sua vez, destaca uma nítida diferença entre esse produto e o presente dispositivo: à de que esse produto é acoplado ou conectado na parte externa da entrada de gás dos dispositivos por meio de um adaptador existente no mercado, e que é bem explicado e detalhado pelo próprio requerente de tal produto nos parágrafos 073 e 074, quando diz em parte que “as conexões pertencentes aos equipamentos... não são detalhadamente retratadas, posto que não configuram aspecto inovador pelo fato também de que não fazem parte da matéria ora reivindicada.”. Por sua vez, o presente dispositivo é exclusivo para aplicação integrada ou interna nos sistemas de baixa pressão, onde os respectivos fabricantes de fogões (residenciais, industriais ou semi-industriais), poderão integrar o presente dispositivo como parte de seus fogões na fabricação e não simplesmente um produto acoplado como é descrito no documento BR 11 2017 018301 3. Além disso, importante ressaltar, que o presente dispositivo pode ser produzido não somente em alumínio, mas especialmente com o Polipropileno e o Politetrafluoretileno, materiais recicláveis de baixo custo e resistente a alta temperatura nos equipamentos ao qual farão parte, e resistente a materiais corrosivos.

O documento MU 6300919-6 descreve um aparelho que visa proporcionar economia, segurança e tranquilidade a família, mediante características próprias que eliminam por completo o risco de uma vazão acidental ou premeditada, possibilitam ao usuário a leitura aproximada da pressão interna do botijão, indicam quando o gás está para findar, eliminando assim o desagradável inconveniente de ficar sem GÁS-AR, além de otimizarem a mistura GÁS-AR, o que confere ao aparelho maior economia e eficiência em relação aos modelos convencionais. O aparelho mecânico economizador de gás compreende uma válvula forjada em material apropriado, cuja parte superior cilíndrica é roscada internamente e provida de abas externas, dita parte cilíndrica sofre internamente no extremo inferior uma redução de diâmetro, originando uma câmara, que por sua vez termina num orifício central comunicante com outra câmara, em que por estar disposta no interior desta última, uma peça cilíndrica, alongada, de diâmetro pouco menor que a câmara e peso específico apropriado, cujos extremos sofrem abaulamentos côncavos formando cavidades que são limitadas pelas periferias planas, a peça é bloqueada no extremo inferior por uma bucha vazada encaixada sob pressão no interior da base cilíndrica provida com rosca externa; junto ao extremo superior do orifício central se projeta um canal ligeiramente inclinado, que é comunicante com o corpo circular que forma uma peça inteiriça com o restante da válvula, corpo este é roscado internamente para fixação do manómetro com “bourdon” especialmente desenhado para este fim. A parte cilíndrica sofre internamente no extremo inferior uma redução de diâmetro, originando uma câmara, que por sua vez termina num orifício central comunicante com outra câmara disposta logo abaixo, na qual está introduzida uma peça cilíndrica, alongada, de diâmetro pouco menor que a câmara e peso específico apropriados, cujos extremos sofrem abaulamentos côncavos formando cavidades que são limitadas pelas periferias planas da dita peça que é bloqueada no extremo inferior por uma bucha vazada ou similar encaixada sob pressão no interior da base cilíndrica que é provida de rosca externa para fixação ao botijão. Diferentemente do presente modelo de utilidade, o documento acima não se assemelha em nada ao presente dispositivo, pois trata se de um regulador de pressão (click) melhorado por conter um medidor de pressão embutido e de eficiência não comprovada, e principalmente por se tratar de um produto, que assim como um regulador de pressão (click), é externo é rosqueado diretamente ao botijão.

O documento CN2285430 refere-se a um regulador de pressão de gás liquefeito de petróleo de uso doméstico. Um diafragma é disposto entre uma tampa superior e um corpo inferior. A parte superior de uma peça do diafragma é fornecida com uma mola, o centro do diafragma é conectado com uma haste de tração, a parte inferior da haste de tração é articulada com uma alavanca e uma haste ejetora e uma cabeça alimentadora ajustável estão dispostas no orifício central de um tubo de entrada de ar. O modelo de utilidade resolve completamente os problemas de vazamento de gás, regulação rígida e instabilidade de pressão e capacidade de fluxo e autodesmontagem e autorregulação inseguras quando o usuário utiliza válvulas reguladoras de pressão de gás líquido tradicionais.

Contudo, o revelado por este documento se diferencia do presente objeto pleiteado por não revelar uma válvula reguladora de fluxo de gás GLP em formato de um cilíndrico compreendendo uma câmara de supressão com furação lateral, uma câmara de expansão subsequente e conexão de saída conforme o objeto da presente.

O documento EP4001761 refere-se a um dispositivo de otimização de combustão de gás para caldeiras domésticas e industriais, por meio do qual a purificação, a filtração e a geração controlada de turbulência são permitidas para obter uma mistura de ar de combustão adequada, tudo isso representando uma combustão melhorada, contaminação reduzida e economia de custos. O dispositivo compreende um primeiro conduto tubular configurado para ser disposto no conduto de gás, próximo ao queimador ou ponto de consumo. Esta primeira conduta tubular apresenta estreitamentos entre os quais está disposta uma segunda conduta tubular, dentro da qual está alojado um corpo espiral com uma superfície lisa ou uma superfície com uma gravação. Com a combinação estreitamento do conduíte-corpo espiral, o fluxo de gás laminar torna-se um fluxo com maior velocidade (devido ao estreitamento) e turbulento (devido ao corpo espiral), estando ambas as ações (aumento da velocidade e aumento da turbulência) sob controle. O fato do corpo espiral ter uma gravação na sua superfície provoca um aumento adicional da turbulência e, desse modo, uma melhoria da combustão. Portanto, em uma modalidade prática da invenção, o dispositivo de otimização para caldeiras domésticas compreende um primeiro conduto tubular com um diâmetro idêntico ou semelhante ao diâmetro do conduto de gás; um par de adaptadores tubulares com uma superfície interna frustocônica (os estreitamentos) montados dentro do primeiro conduto tubular com pelo menos um anel de vedação em relação ao primeiro conduto tubular. Também compreende um segundo conduto tubular que é disposto entre o par de adaptadores tubulares com uma superfície interna troncocônica e tem um diâmetro menor que o primeiro conduto tubular.

Contudo, o revelado por este documento se diferencia do presente objeto pleiteado por não revelar uma válvula reguladora de fluxo de gás GLP em formato de um cilíndrico compreendendo uma câmara de supressão com furação lateral, uma câmara de expansão subsequente e conexão de saída conforme o objeto da presente.

SÚMARIO DO MODELO DE UTILIDADE

As válvulas reguladoras de gás são componentes críticos em muitos sistemas de gás, mas infelizmente, as válvulas atualmente encontradas no mercado apresentam problemas técnicos comuns, incluindo desperdício de gás.

Em vista deste contexto o presente modelo de utilidade revela um dispositivo regulador de fluxo molecular projetado para sistemas de gás de baixa pressão. O objetivo deste modelo de utilidade é minimizar o impacto ambiental causado pelo desperdício de gás, oferecendo um produto economicamente viável devido ao seu baixo custo de fabricação e à incorporação de mecanismos que melhoram o desempenho da passagem do gás. Dessa forma, busca-se não apenas reduzir o desperdício de recursos, mas também contribuir para a proteção do meio ambiente.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A figura 1 ilustra uma vista lateral do dispositivo repressor molecular.

A figura 2 ilustra uma vista lateral do conjunto formado pelo componente principal (B) e componente secundário (A), com as porcas (C e D) desconectadas.

A figura 3 ilustra a vista lateral do componente principal (B) e do componente secundário (A) com medidas externas.

A figura 4 ilustra uma vista lateral interna do componente principal (B) e do componente secundário (A) separadamente. A figura 5 ilustra uma vista lateral detalhada do componente principal (B). A figura 6 ilustra uma vista lateral detalhada do componente principal (B). A figura 7 ilustra uma vista lateral do componente principal (B), evidenciando a perfuração ao longo da peça.

A figura 8 ilustra uma vista multiangular das porcas (C e D) e da rosca fêmea das mesmas.

A figura 9 ilustra a utilização do dispositivo de forma interna no tubo de alimentação de um fogão.

A figura 10 mostra um gráfico comparativo em relação ao teste mássico. A figura 11 mostra um gráfico comparativo em relação ao teste volumétrico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO MODELO DE UTILIDADE

O modelo de utilidade poderá ser mais bem compreendido através da seguinte descrição detalhada, em consonância com as figuras em anexo. O presente modelo de utilidade revela um dispositivo repressor molecular (13) para sistemas de baixa pressão alimentados por gás que estabiliza o fluxo do gás do tipo GLP, sendo queimado somente a quantidade necessária para a demanda requirida, sem desperdício. Conforme ilustrado nas figuras 1 e 2, o dispositivo repressor molecular (13) compreende quatro elementos, sendo um componente principal (B), um componente secundário (A) e duas porcas (C), onde o componente principal (B) é rosqueado ao componente secundário (A) e sequencialmente as porcas (C) são rosqueadas nas extremidades do conjunto formado pelo componente principal (B) e componente secundário (A), possibilitando, desta maneira, o dispositivo repressor molecular (13) é rosqueado de maneira interna à linha de gás, por exemplo de fogão.

Conforme ilustrado pelas figuras 3 a 7, o componente principal (B) compreende duas roscas conectadas entre si, sendo uma rosca macho externa de entrada (1 ) conectada a um anteparo menor (9) e um anteparo maior (10), onde é fixada a rosca macho interna de entrada (3) e uma câmara de supressão (5), sendo que na câmara de supressão (5) há uma passagem de entrada (6) de gás na parede lateral, sendo que a passagem de entrada (6) percorre internamente o raio da câmara de supressão (5), isto é até o meio, desvia em um ângulo de 90° e segue até a entrada da rosca macho externa de entrada (1 ), toda essa passagem delineia o fluxo do gás por dentro do componente principal (B). A configuração do componente principal (B) é responsável pela redução na vazão e delineação molecular do gás.

As dimensões cabíveis, mas não limitativas, são: a rosca macho interna de entrada (3) pode ter de diâmetro externo 14mm e o comprimento 15mm; a câmara de supressão (5) pode ter de diâmetro 10mm e o comprimento 10mm; o anteparo menor (9) pode ter de espessura 3mm e altura 19,5 mm; o anteparo maior (10) pode ter de espessura 2mm e altura 22 mm; a rosca macho externa de entrada (1 ) pode ter de diâmetro externo 11 ,5mm e o comprimento 21 mm; a passagem de entrada (6) na parede lateral da câmara de supressão (5) pode ter um diâmetro entre 1 ,5 a 3,5 mm, preferencialmente, 2 mm e ao longo do componente (B) até a entrada da rosca macho externa de entrada (1 ) pode ter um diâmetro de 6 mm.

Conforme ilustrado pelas figuras 3 e 4, o componente secundário (A) compreende um cilindro com uma extremidade fechada e uma extremidade aberta onde forma uma câmara (7), na extremidade aberta possui uma rosca fêmea de entrada interna (4), já a extremidade fechada possui uma saliência (11 ) e uma rosca macho externa de saída (2), onde pela parede da câmara (7), saliência (11 ) e rosca macho externa de saída (2) há uma passagem de saída (12) para possibilitar a saída do fluxo de gás.

As dimensões cabíveis, mas não limitativas, são: o componente secundário (A) pode ter comprimento de 49 mm e diâmetro de 22 mm; a rosca fêmea de entrada interna (4) é complementar à rosca macho interna de entrada (3) do componente principal (B) ou pode ter de diâmetro externo 14mm e o comprimento 15mm; a saliência (11 ) é igual ao anteparo menor (9) ou pode ter de espessura 3mm e altura 19,5 mm; a rosca macho externa de saída (2) possui as mesmas dimensões que a rosca macho externa de entrada (1 ) ou pode ter de diâmetro externo 11 ,5mm e o comprimento 21 mm, a passagem (12) que perpassa a câmara (7), saliência (11 ) e rosca macho externa de saída (2) pode ter um diâmetro de 6 mm.

O conjunto componente principal (B) e componente secundário (A) quando conjugados tem comprimento de 51 mm do cilindro e ao total 99 mm, conforme ilustra a figura 3.

Conforme ilustra a figura 8, as porcas (C), que tem como objetivo a fixação interna do dispositivo (13) ao tubo alimentador dentro do fogão, elas possuem rosca fêmea (8) a qual é complementar à rosca macho externa de entrada (1 ) e à rosca macho externa de saída (2). As dimensões cabíveis, mas não limitativas, são: as porcas (C) podem ter diâmetro externo de 22m e comprimento de 18mm e a rosca fêmea (8) um diâmetro de entrada de 14 mm e saída de 8 mm.

O dispositivo repressor molecular (13) pode ser produzido com por exemplo polipropileno, politetrafluoroetileno ou alumínio. Tais materiais possuem custo de produção inferior e durabilidade superior quando comparados à utilização de ferro, bronze e/ou latão, o que viabiliza a produção em larga escala. Além disso o emprego de tais materiais permite que o dispositivo (13) seja leve, altamente resistente, inclusive contra agentes corrosivos, como ácidos, podendo permanecer localizado em ambientes com temperaturas elevadas. Em decorrência da escolha do material da das características físicas, o custo de fabricação é irrelevante quando comparado à sustentabilidade e economia geradas, sendo um grande marco no desenvolvimento de componentes integrados. Com esse dispositivo (13), é possível obter uma economia de até trinta e seis por cento, reduzindo assim o impacto de gases nocivos à nossa saúde e atmosfera. 0 uso do dispositivo (13), conforme figuras 1 e 9, decorre da instalação/fabricação do mesmo, de forma interna, em um sistema de baixa pressão que seja alimentado por gás GLP, como por exemplo fogões de 4 e 6 queimadores. O dispositivo (13) fica embutido no tubo de alimentação do fogão, sendo assim fabricado na linha de montagem de uma fábrica, se tomando, desta maneira, parte integrada dos fogões. A entrada de gás decorre da conexão da mangueira oriunda do regulador (click) que está devidamente instalado ao botijão/rede de gás e conectado ao espigão de entrada do fogão, o dispositivo (13) deve ser instalado ou fabricado internamente no fogão ao tubo alimentador de gás do fogão, se tomando assim parte dos componentes de aplicação (fogões). Desta forma, após o gás entrar no dispositivo (13), ele colidirá com a câmara de supressão (5), alterando sua direção e projetando sua saída pela passagem lateral (6) na parede da a câmara (7). Com toda essa mudança de rota e colidência em paredes internas, as moléculas ficam orientadas de maneira mais uniforme, o gás é assim estabilizado e é expelido apenas a quantidade necessária, uma vez que reduziu a turbulência. Por fim, ao sair da câmara (7) o gás é conduzido pela conexão realizada a mangueira até o alimentador do queimador.

Desta forma, diferentemente dos dispositivos atuais que são produzidos para serem instalados pelo usuário de forma externa ao fogão e gás, o presente modelo de utilidade foi configurado para ser instalado ou fabricado internamente como parte dos fogões. Esta modificação provê uma economia de 19% à 36%, sendo muito além dos 10% dos dispositivos atuais do mercado. Além de que com essa alta performance em gerar economia, ajuda a evitar a emissão de CO2 na atmosfera, gerando assim crédito de carbono para quem o possuir.

Além dessa configuração diferenciada, o presente modelo de utilidade é o único produzido com polímeros, o que proporciona menor custo de produção e melhor eficiência na fabricação, pois além de poder ser produzido por usinagem, pode ser produzido por maquinas de injeção. Diferentemente do uso de metais, como decorre atualmente dos dispositivos do mercado, a utilização de polímeros permite o produto final seja reciclado, além de permitir a reciclagem dos polímeros na própria fabricação onde podem ser reciclados nas novas injeções nos moldes de um novo dispositivo, proporcionando desperdício zero.

O modelo de utilidade será elucidado pelos exemplos a seguir, sem ser limitada aos mesmos ou pelos mesmos.

Exemplo: Avaliação comparativa do uso de um sistema de baixa pressão que seja alimentado por gás com e sem o dispositivo repressor molecular (13)

Metodologia

Para esta avaliação foram utilizados 4 (quatro) botijões de gás GLP, tipo P-13. Foram realizadas medidas de consumo do gás utilizando 4 bocas do Fogão da marca CONSUL e MODELO CF376ABUMA CLASSE II 2.3 - SÉRIE CH9649907 - AJUSTADO PARA O GÁS GLP. Os resultados são apresentados como a média de uso de 2 (dois) botijões para cada situação

Foi utilizado uma balança da marca IMAX modelo X3 com capacidade de medida de máxima 150 Kg e mínima de 1 Kg com variação de 0,05Kg. A medida de peso do botijão foi determinada assim que instalado sendo acompanhado o decréscimo do peso ao longo do tempo do teste.

As medidas do fluxo de GLP, realizadas ao longo do experimento, foram realizadas usando um indicador de vazão da marca Matheson - série 819- 1000 sccm, com indicação visual e instantânea.

As medidas do volume total ao longo do tempo foram acompanhadas no painel do equipamento utilizando um equipamento totalizador da Marca Ritter- com volume de 0,5L por volta e escala de 0,01 L.

As determinações de consumo foram realizadas considerando as condições SEM DISPOSITIVO (SD) e COM DISPOSITIVO (CD). O dispositivo é conforme revelado no presente modelo de utilidade.

Para os cálculos dos parâmetros ENERGIA ÚTIL, CALOR SENSÍVEL CALOR LATENTE foi utilizado um bécher de vidro com capacidade de 2000 cm ³ contendo uma massa inicial de água de aproximadamente 1000,00 g. O tempo necessário para atingir 100°C, a partir de uma temperatura inicial de 25°C, foi determinado nas quatro bocas do fogão. Os resultados apresentados se referem a média de 4 experimentos. Para determinação do Calor Sensível foi usada a equação Fundamental da Calorimetria: Q=m.c.A9, onde: Q: quantidade de calor sensível (cal ou J), m: massa do corpo (g ou Kg), c: calor especifico da substância (cal/g°C ou J/Kg°C), A0: variação de temperatura, Tfinal - Tinicial (°C ou K). Foram calculados os parâmetros que identificam as diferenças energéticas entre as 2 (duas) situações que são mostradas nas Tabelas 3 e 4 respectivamente.

Resultados

Os resultados dos experimentos, obtidos segundo a metodologia descrita acima, são apresentados na Figura 10 e Tabela 1 correspondente.

A Tabela 1 registra os resultados obtidos para os testes de consumo mássico que indica uma economia percentual da ordem de 36% de gás GLP. A figura 10 apresenta os resultados do teste mássico em um gráfico comparativo para experimentos Sem Dispositivo (SD) e Com Dispositivo (CD). Estes resultados mostram o consumo diferenciado de gás, para as duas situações avaliadas.

Tabela 1 : consumo comparativo - teste mássico

Legenda:

EQ: dispositivo repressor molecular

Os dados comparativos do consumo volumétrico de gás são apresentados na figura 11 e tabela 2. Estes resultados ratificam os resultados anteriores demonstrando, mais uma vez um consumo diferenciado para as duas situações analisadas. Os dados comparativos do consumo volumétrico de gás também indicando uma economia da ordem de 36%.

Tabela 2: consumo comparativo - teste mássico

Legenda:

EQ: dispositivo repressor molecular

Os parâmetros que identificam as diferenças energéticas entre as 2 (duas) situações que são apresentados nas Tabelas 3 e 4 respectivamente. Os cálculos foram realizados em função dos dados experimentais que determinaram a massa evaporada em um tempo de evaporação, de aproximadamente 12 minutos.

Tabela 3 - Sem Dispositivo

Conclusões

Os resultados obtidos mostram que nas condições utilizadas a instalação do dispositivo do presente modelo de utilidade promove uma redução bastante efetiva de consumo do GLP. O dispositivo, quando instalado, oferece uma redução efetiva de consumo do GLP com uma economia média da ordem de 36%. Esse valor foi confirmado nas duas formas de medida; medida de consumo mássica e volumétrica. Os cálculos dos parâmetros que determinam a eficiência energética foram calculados utilizando-se a metodologia padrão para este tipo de teste. Registra-se ainda que o sistema se manteve bastante constante não sendo observada nenhuma variação significativa durante a realização dos testes experimentais.

O presente modelo de utilidade foi revelado neste relatório descritivo em termos de sua modalidade preferida. Entretanto, outras modificações e variações são possíveis a partir da presente descrição, estando ainda inseridas no escopo do modelo de utilidade aqui revelado.

Lista de referências

A - Componente secundário

B - Componente principal

C - Porca

1 - Rosca macho externa de entrada

2 - Rosca macho externa de saída

3 - Rosca macho de entrada interna

4 - Rosca fêmea de entrada interna,

5 - Câmara de supressão

6 - Passagem de entrada

7 - Câmara - Rosca fêmea da porca - Anteparo menor - Anteparo maior - Saliência - Passagem de saída - Dispositivo repressor molecular