Instalación de quemador.

Instalación de quemador al menos con un quemador puesto a masa, accionadores con los que se ajusta el suministro de combustible y aire al quemador, un electrodo de ionización

(2) dispuesto en la zona de la llama, un amplificador de llama (3) en el electrodo de ionización para generar una señal de ionización y un dispositivo de ajuste (5) que en el modo de regulación de razón de aire ajusta un primer accionador (6) y regula un segundo accionador (7) por medio de la señal de ionización y de un valor teórico de señal de ionización,

en la que el amplificador de llama está equipado con una fuente de tensión alterna (14) para generar una tensión alterna para el electrodo de ionización, con un medidor de tensión (20) y con un regulador de tensión (19) que en el modo de regulación de tensión regula la fuente de tensión alterna por medio de la tensión alterna medida por el medidor de tensión y de un valor teórico de tensión, así como con un amplificador de corriente de ionización (25), caracterizado porque

el medidor de tensión (20) está conectado en paralelo a una sucesión del electrodo de ionización (2), la zona de llama, el quemador y la entrada del amplificador de corriente de ionización (25), y

la conexión del regulador de tensión (19) con el medidor de tensión (20) está diseñada de modo que en el modo de regulación de tensión la corriente promediada en el tiempo provocada por el medidor de tensión (20) a través de esta conexión es menor del 5 % de la corriente promediada en el tiempo a través del electrodo de ionización (2).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11156892.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: LOCHSCHMIED, RAINER, SCHMID,VOLKER, HANGAUER,WILFRIED DR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION > REGULACION O CONTROL DE LA COMBUSTION (dispositivos... > Sistemas de control de la combustión (F23N 1/00,... > F23N5/12 (utilizando elementos sensibles a la ionización, es decir, varillas que brillan o se encienden)

PDF original: ES-2536128_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Instalación de quemador La invención se refiere a una instalación de quemador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, tal como se conoce por el documento EP-A1-1 460 338.

Para poder corregir influencias perturbadoras exteriores de la calidad del combustible, temperatura o oscilaciones de presión sobre la calidad de la combustión, puede regularse la relación de aire con respecto a combustible, la denominada razón de aire . Una estructura correspondiente se denomina también interconexión combustible-aire. Un sensor especialmente económico para registrar la razón de aire es el electrodo de ionización. Con una tensión alterna aplicada, fluye a través de electrodo y llama una corriente de ionización, que se regula a un valor teórico predeterminado en función de la potencia respectiva del quemador. Con una disposición de este tipo puede regularse la razón de aire, dado que la corriente de ionización depende de la razón de aire en el punto de potencia respectivo. La tensión alterna se regula por medio de un regulador de tensión a un valor teórico de tensión.

Un procesamiento de señales para una instalación de quemador del tipo mencionado al principio se indica en el documento DE-C2-19632983. En el mismo se menciona una interconexión combustible-aire con un circuito de registro de señales de acuerdo con el documento DE-A1-4433425, en la que será necesario un circuito de compensación adicional para la tensión alterna conectada al electrodo de ionización. Esta tensión alterna debería mantenerse siempre a una magnitud constante, o medirse y compensarse mediante cálculo. La generación de una tensión alterna de magnitud constante será costosa desde el punto de vista de la técnica de circuitos y requerirá además, incluso en el caso del uso del circuito de regulación como un circuito digital que trabaja con microprocesador, la digitalización de la señal generada de manera analógica en primer lugar para poder reprocesarla. Por esto en el documento DE-C2-19632983 se propone otra solución.

Un regulador de tensión alterna con una regulación a un valor efectivo constante se conoce por ejemplo por el documento DE-A1-10021399. El ajuste de la tensión alterna tiene lugar mediante un control de entrada de fase controlado, que está realizado en forma de un circuito regulador cerrado.

Por el documento EP-A1-2154430 se conoce un amplificador de llama para registrar la corriente de ionización con un electrodo de ionización dispuesto en la zona de llama de un quemador de gas, que está conectado a una tensión alterna suministrada por un circuito secundario de un transformador. El circuito secundario está separado del circuito primario de manera galvánica. En el circuito secundario fluye una corriente de ionización con una parte de corriente continua provocada por la llama hasta un amplificador. La corriente continua fluye a través de la fuente de tensión alterna hasta el electrodo de ionización y forma con la llama un circuito de corriente cerrado. El circuito de procesamiento de señales indica un parámetro de regulación dependiente de la corriente de ionización en un dispositivo de regulación, que compara este valor real con un valor teórico. En función de esto, el equipo de regulación genera las señales de ajuste para los elementos de ajuste, por ejemplo para un soplete con el que puede ajustarse la cantidad de aire y para una válvula de gas con la que puede ajustarse la cantidad de gas para la combustión. No se propone corregir la tensión alterna aplicada en el electrodo de ionización a consecuencia de perturbaciones de red. Así mismo menos se indica que algunos componentes, en particular el transformador, presentan tolerancias significativas y por lo tanto aparecen errores de medición sistemáticos, que tienen como consecuencia la varianza sistemática del valor regulado.

Por el documento WO-A1-2009/110015 se conoce un procedimiento para la monitorización de una llama, con el que pueden ajustarse y compensarse elementos parasitarios que aparecen durante el funcionamiento. Con ello se controla una fuente de tensión alterna debido a la corriente de ionización medida de modo que se genera una señal de tensión alterna con factor de utilización muy diferente entre amplitud positiva y negativa con diferentes valores de amplitud, que se conecta al electrodo de ionización. En el documento WO-A1-2009/110015 se propone también que altas tensiones alternas en el electrodo de ionización y la llama y por lo tanto también altas amplitudes de la fuente de tensión alterna provocan una menor dependencia de la señal de ionización de capas que pueden formarse sobre quemador y electrodo de ionización. Debido al comportamiento no lineal de la llama es desfavorable, en el caso de las altas tensiones alternas pretendidas, una compensación lineal propuesta de acuerdo con el documento DE-C219632983. La tensión alterna aplicada debe ser suficientemente exacta para eliminar errores sistemáticos por variaciones de componentes.

La invención se basa en el objetivo de proponer una regulación de la tensión alterna a un valor teórico de tensión prefijable, con el que pueda mantenerse suficientemente constante, en el caso de una regulación de la interconexión combustible-aire, de manera económica, sencilla y fiable, la tensión alterna usada para la medición de una corriente de ionización.

El objetivo se resuelve mediante las características de la reivindicación 1. A este respecto un medidor de tensión está conectado en paralelo a un circuito en serie en la sucesión del electrodo de ionización, la zona de llama, el

quemador y la entrada de un amplificador de corriente de ionización. La entrada del amplificador de corriente de ionización está conectada a este respecto en una conexión a la masa del quemador. Esto permite una fuente de alimentación común con otros componentes de conexión activos para el amplificador de corriente de ionización. La otra conexión, a través del amplificador de corriente de ionización se sitúa prácticamente al potencial de la masa del quemador y está conectada con la fuente de tensión alterna.

En sucesión alternativa, en la que la entrada del amplificador de corriente de ionización está conectada a una conexión con el electrodo de ionización, sería necesaria para el amplificador de corriente de ionización una alimentación especial, puesto es ventajoso que componentes de circuito activos tal como el dispositivo de ajuste y los accionadores se encuentren así mismo con el quemador puesto a masa. Esto mismo es válido en cierto modo en el caso de una conexión indirecta del amplificador de ionización con el quemador a través de una resistencia limitadora.

En el documento DE-A1-4433425 se describe una alternativa atractiva a primera vista, de conectar en concreto el amplificador de corriente de ionización en paralelo al recorrido desde el electrodo de ionización, la zona de llama y el quemador. Tal como se describe en el mismo, una conexión de la entrada del amplificador de ionización así como el compuesto para la fuente de tensión alterna puede ponerse a masa del quemador sin problemas. Para otros bloques de conexión activos del circuito de regulación de tensión puede seleccionarse a este respecto así mismo fácilmente la masa del quemador como potencial de referencia, por lo que podría usarse una fuente de alimentación común para todos. Una disposición de este tipo reduce en cambio la tensión a lo largo del electrodo de ionización a través de una resistencia de medición conectada en paralelo a la llama en función de la corriente de ionización. Con la disposición de conexión de acuerdo con la invención se aplica por el contrario siempre la máxima tensión estable posible a través del electrodo de ionización, lo que repercute... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de quemador al menos con un quemador puesto a masa, accionadores con los que se ajusta el suministro de combustible y aire al quemador, un electrodo de ionización (2) dispuesto en la zona de la llama, un amplificador de llama (3) en el electrodo de ionización para generar una señal de ionización y un dispositivo de ajuste (5) que en el modo de regulación de razón de aire ajusta un primer accionador (6) y regula un segundo accionador (7) por medio de la señal de ionización y de un valor teórico de señal de ionización, en la que el amplificador de llama está equipado con una fuente de tensión alterna (14) para generar una tensión alterna para el electrodo de ionización, con un medidor de tensión (20) y con un regulador de tensión (19) que en el modo de regulación de tensión regula la fuente de tensión alterna por medio de la tensión alterna medida por el medidor de tensión y de un valor teórico de tensión, así como con un amplificador de corriente de ionización (25) , caracterizado porque el medidor de tensión (20) está conectado en paralelo a una sucesión del electrodo de ionización (2) , la zona de llama, el quemador y la entrada del amplificador de corriente de ionización (25) , y la conexión del regulador de tensión (19) con el medidor de tensión (20) está diseñada de modo que en el modo de regulación de tensión la corriente promediada en el tiempo provocada por el medidor de tensión (20) a través de esta conexión es menor del 5 % de la corriente promediada en el tiempo a través del electrodo de ionización (2) .

2. Instalación de quemador de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la sucesión delante del electrodo de ionización (2) o detrás de la entrada del amplificador de corriente de ionización

(25) comprende adicionalmente una resistencia limitadora (24) , el medidor de tensión (20) está equipado con una serie de resistencias y con una unidad de medición, que en modo de regulación de tensión deriva la tensión entre dos de estas resistencias, y la resistencia efectiva de la unidad de medición del medidor de tensión (20) y la resistencia efectiva del regulador de tensión (19) en su entrada al medidor de tensión (20) son en total al menos 10 veces mayores que la resistencia limitadora (24) .

3. Instalación de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que el medidor de tensión (20) está equipado con una serie de resistencias y con una unidad de medición, que en modo de regulación de tensión deriva la tensión entre dos de estas resistencias, y la unidad de medición del medidor de tensión (20) comprende un medio para la rectificación en la serie de resistencias, así como un medio para el alisado de la tensión derivada entre las resistencias.

4. Instalación de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fuente de tensión alterna (14) está equipada con un generador de tensión (15) y con un multiplicador (16) que multiplica la tensión de salida del generador de tensión (15) con la señal a la salida del regulador de tensión (19) .

5. Instalación de quemador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fuente de tensión alterna (14) está equipada con un transformador (18) que está conectado en el lado de salida en paralelo a la sucesión de electrodo de ionización (2) , zona de llama, quemador y amplificador de corriente de ionización (25) .