Procedimiento para la comprobación de una señal del electrodo de ionización en quemadores.

Procedimiento para la comprobación de la señal del electrodo de ionización de un electrodo de ionización

(14) de unquemador de gas (1), en particular con soplete (2), con una regulación electrónica (3), que para una potencia delquemador predeterminada predetermina una señal de consigna para la cantidad de gas combustible y la cantidad de aire,un dispositivo para la regulación de la cantidad de gas combustible (4, 5) y un sensor de gas de escape (6), que generauna señal equivalente a la concentración de monóxido de carbono o concentración de hidrocarburos inquemados, en elque la mezcla de gas combustible y aire se enriquece hasta que el sensor de gas de escape (6) detecta una señal que secorresponde, sola o en conexión con al menos otra señal, con un valor umbral predeterminado o calculado, caracterizadoporque para este estado se detecta la señal del electrodo de ionización de un electrodo de ionización (14) y se comparacon un valor de referencia o con al menos un valor medido de comprobaciones anteriores, emitiéndose un mensaje deadvertencia en el caso en el que la señal del electrodo de ionización quede por debajo del valor de referencia oesencialmente quede por debajo de al menos un valor medido anterior.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08010303.

Solicitante: VAILLANT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BERGHAUSER STRASSE 40 42859 REMSCHEID ALEMANIA.

Inventor/es: RICHTER, KLAUS, Schmidt,Nicole.

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... > Regulación del suministro de combustible > F23N1/02 (conjuntamente con el suministro de aire)
  • 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-2450641_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la comprobación de una señal del electrodo de ionización en quemadores La invención se refiere a un procedimiento para la comprobación de la señal del electrodo de ionización en quemadores.

Los electrodos de ionización se usan para determinar la presencia de una llama. En una llama se pueden mover libremente los iones. Si se aplica una tensión entre dos electrodos que se sitúan en la zona de la llama, entonces circula una corriente en la llama. Si se apaga la llama, entonces también queda paralizado el flujo de corriente. Si la corriente de ionización medida queda por debajo de un valor límite determinado, entonces la regulación del quemador cierra el suministro de gas para evitar una salida de gas incontrolada.

La corriente de ionización depende de algunos factores. Así, por ejemplo, la corriente de ionización desciende cuando la superficie de los electrodos está recubierta por la influencia de la llama con una capa de depósitos.

En el caso más desfavorable se puede producir una desconexión del gas combustible pese a la presencia de una llama si los electrodos de ionización están recubiertos demasiado intensamente con depósitos.

Además, la corriente de ionización depende de la relación de gas combustible y aire λ. La corriente de ionización es máxima en caso de combustión estequiométrica.

Por el documento DE 103 00 602 A1 se conoce un procedimiento para la regulación de un quemador de gas con soplete de una instalación de calefacción con la ayuda de la medición de la emisión de monóxido de carbono en el gas de escape. En este caso la mezcla de gas combustible y aire del quemador se enriquece por lo que disminuye la razón de aire. Un sensor de gas de escape mide la emisión de monóxido de carbono en el tubo del gas de escape y transmite la señal a una regulación. Si el exceso de aire queda por debajo de un valor determinado, en general esto es aproximadamente 8% de exceso de aire, entonces aumentan abruptamente las emisiones de monóxido de carbono. Si la regulación registra que la emisión de monóxido de carbono ha sobrepasado un valor umbral predeterminado, entonces la mezcla ya no se enriquece más. La mezcla se empobrece luego de forma definida para conseguir una combustión óptima.

El documento EP 770 824 A2 da a conocer un procedimiento para la regulación de una mezcla de gas combustible y aire de un quemador, en el que se detecta la corriente de ionización o la tensión de ionización. Durante el procedimiento de calibración se enriquece la mezcla de gas combustible y gas y se mide la tensión de ionización. Si la última alcanza un máximo entonces la combustión es estequiométrica. La mezcla se empobrece luego de forma dirigida. El valor absoluto de la tensión de ionización puede variar debido al desgaste, ensuciamiento o deformación. Si el máximo de tensión no alcanza un valor determinado, entonces se desencadena una señal de fallo y se desconecta el quemador.

Por el documento AT 411 189 B se conoce que en caso de combustión casi estequiométrica las emisiones de monóxido de carbono aumentan muy intensamente en el gas de escape. Para la regulación de la relación de gas combustible y aire de un quemador se enriquece la mezcla hasta que se miden elevadas emisiones de monóxido de carbono; la mezcla se empobrece luego de forma dirigida. Respecto a la medición de la corriente de ionización el documento AT 411 189 B enseña que se puede realizar un test de plausibilidad. Por el estado de la técnica se conoce que en el rango de 1, 0 < λ < 1, 3 en caso de enriquecimiento siempre aumentan tanto la corriente de ionización como las emisiones de monóxido de carbono. Por ello el documento AT 411 189 B prevé que en el caso en el que la corriente de ionización aumenta mientras que caen las emisiones de monóxido de carbono debe haber un fallo, por lo se interrumpe el proceso de calibración y hace funcionar la regulación con los antiguos valores de consigna. Si la corriente de ionización cae durante el enriquecimiento, entonces la combustión debería ser subestequiométrica; las emisiones de monóxido de carbono deberían ser luego extremadamente altas. Si no se miden tales emisiones entonces debe haber un fallo según la enseñanza del documento AT 411 189 B.

La invención tiene el objetivo de crear un procedimiento que reconozca de forma temprana una modificación de la señal del electrodo de ionización para poder introducir contramedidas antes de la avería.

Según la invención esto se resuelve según las características de la reivindicación independiente porque, en un quemador de gas con un dispositivo para la regulación separada de la cantidad de gas combustible y aire y un sensor de gas de escape para la medición de la concentración de monóxido de carbono o concentración de hidrocarburos inquemados, la mezcla de gas combustible y aire se enriquece hasta que el sensor de gas de escape detecta una señal que se corresponde con un valor umbral predeterminada o calculado, para este estado se detecta la seña del electrodo de ionización de un electrodo de ionización y se compara con un valor de referencia, emitiéndose un mensaje de advertencia en el caso en el que la señal del electrodo de ionización quede por debajo del valor de referencia.

Configuraciones ventajosas de la invención se deducen por las características de las reivindicaciones independientes.

Así se puede formar el valor medio de al menos dos últimas señales del electrodo de ionización, para dar mayor importancia a tendencias en lugar de a influencias individuales. Si se queda por debajo de un segundo valor de referencia

que es más bajo que el primer valor de referencia, entonces se desconecta el aparato calefactor para evitar estados no seguros.

La invención se explica ahora en detalle mediante las figuras. En este caso muestran:

Figura 1 un dispositivo para la realización del procedimiento según la invención, y

Figura 2 el desarrollo de la corriente de ionización y de las emisiones de monóxido de carbono durante la realización del procedimiento según la invención.

Una instalación de calefacción según la fig. 1 dispone de un quemador 1 con un intercambiador de calor 10 que lo rodea, con el que se conecta un tubo de gas de escape 9 en el que se sitúa un sensor de gas de escape 6. Delante del quemador 1 está conectado un soplete 2. En el lado de entrada del soplete 2 se sitúa una línea de aspiración de aire 13 a la que también llega una línea de gas combustible que está separada del suministro de gas combustible 11 por una válvula de gas 4. La válvula de gas 4 dispone de un accionamiento de ajuste 5. El soplete 2 dispone de un motor de accionamiento 7 con detección de velocidad de rotación 8. El accionamiento de ajuste 5, motor de accionamiento 7, detección de velocidad de rotación 8 y sensor de gas de escape 6 están conectados con una regulación 3 que dispone de un módulo de memoria 31 y un módulo de cálculo 32. Un electrodo de ionización 14, que está posicionado justo por encima del quemador 1, está conectado igualmente con la regulación.

Durante el funcionamiento del quemador se calcula una potencia de consigna del quemador 1 por parte de la regulación 3, por ejemplo, debido a un termostato de ambiente no representado en conexión con una detección de la temperatura de ida en el módulo de cálculo 32. En el módulo de memoria 31, para la potencia de consigna, está depositada una señal de consigna para la cantidad de gas combustible y aire. Con estas señales de consigna se controla el soplete 2 con su motor de accionamiento 7 y su detección de velocidad de rotación, así como la válvula de gas 4 con su accionamiento de ajuste 5, por lo que una mezcla de gas combustible... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la comprobación de la señal del electrodo de ionización de un electrodo de ionización (14) de un quemador de gas (1) , en particular con soplete (2) , con una regulación electrónica (3) , que para una potencia del quemador predeterminada predetermina una señal de consigna para la cantidad de gas combustible y la cantidad de aire, 5 un dispositivo para la regulación de la cantidad de gas combustible (4, 5) y un sensor de gas de escape (6) , que genera una señal equivalente a la concentración de monóxido de carbono o concentración de hidrocarburos inquemados, en el que la mezcla de gas combustible y aire se enriquece hasta que el sensor de gas de escape (6) detecta una señal que se corresponde, sola o en conexión con al menos otra señal, con un valor umbral predeterminado o calculado, caracterizado porque para este estado se detecta la señal del electrodo de ionización de un electrodo de ionización (14) y se compara con un valor de referencia o con al menos un valor medido de comprobaciones anteriores, emitiéndose un mensaje de advertencia en el caso en el que la señal del electrodo de ionización quede por debajo del valor de referencia o esencialmente quede por debajo de al menos un valor medido anterior.

2. Procedimiento para la comprobación de la señal del electrodo de ionización de un electrodo de ionización (14) de un quemador de gas (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor medio de las al menos dos últimas señales del electrodo de ionización se forma en una condición de referencia y se compara con el valor de referencia o el valor medio de las al menos dos señales del electrodo de ionización anteriores en una condición de referencia.

3. Procedimiento para la comprobación de la señal del electrodo de ionización de un electrodo de ionización (14) de un quemador de gas (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al quedar por debajo de un segundo valor de referencia que es más bajo que el primer valor de referencia o en el caso en el que esencialmente se queda por debajo de al menos un valor medido anterior, se desconecta el quemador de gas (1) .