Procedimiento para hacer funcionar una máquina motriz aerobia (1),

que comprende los pasos siguientes:

inyectar una corriente másica de líquido atomizada en un canal de aspiración de aire (6) de la máquina motriz (1);establecer mediante un dispositivo de medición (18), dispuesto corriente abajo del punto de la inyección (10) en y/osobre el canal de aspiración, al menos:

el tamaño de las gotas de líquido (D) inyectadas, la concentración de las gotas de líquido inyectadas (C) o ambascosas;

introducción de los valores de medición en un sistema de regulación (15) del dispositivo de inyección utilizado;

llevar a cabo intervenciones en un control del dispositivo de inyección utilizado en función de los valores demedición.

Procedimiento para hacer funcionar una máquina motriz aerobia

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar una máquina motriz conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Estado de la técnica

Del estado de la técnica se conocen procedimientos que influyen positivamente en los datos de potencia de las máquinas motrices con combustión interna, por ejemplo de un turbo-grupo de gas, mediante enfriamiento por evaporación y/o durante la compresión del aire de combustión. Para esto se inyecta normalmente agua u otro líquido en forma finamente atomizada en la corriente gaseosa aspirada. En el documento FR 1 563 749 ya se reconoció la enorme importancia de la calidad de atomización y de la distribución homogénea del líquido introducido. El tamaño de gota tiene influencia directa en la capacidad secuencial del flujo y en el tiempo de evaporación de las gotas. Al entrar gotas en un turbocompresor aumenta con el tamaño de gota el número de gotas, que inciden en álabes de compresor, y su efecto potencialmente erosivo. Es decir, si el tamaño de gota supera un determinado valor límite los efectos negativos aumentan mucho de forma desproporcionada. El documento US 6, 216, 433 especifica por ello la inyección en el compresor de un turbo-grupo de gas de gotas con un tamaño de 1 a 50 µm de diámetro. Este tamaño depende de varios parámetros diferentes como, entre otros, geometría de la tobera, presión de atomización o las relaciones de flujo después de la atomización. En funcionamiento prolongado estos parámetros sufren modificaciones potenciales: erosión u obstrucción de toberas de atomizador son tan solo algunos de los procesos que pueden modificar de forma permanente la característica de atomización de un dispositivo de inyección.

De los documentos US 2001/002078 y WO 2004/025102 se han dado a conocer procedimientos en los que una corriente másica de líquido se inyecta atomizada en el canal de aspiración de aire de una máquina motriz. Mediante sensores dispuestos corriente abajo de la inyección se hace funcionar la inyección en un circuito regulador cerrado, y la corriente másica inyectada se ajusta para alcanzar un valor nominal de los valores de medición. Los tamaños con ello medidos, sin embargo, tampoco ofrecen ninguna información sobre la característica de atomización.

Representación de la invención Aquí la invención proporcionará una ayuda. La invención caracterizada en las reivindicaciones se ha impuesto la tarea de indicar un procedimiento de la clase citada al comienzo, el cual pueda evitar los inconvenientes del estado de la técnica. En especial se pretende evitar efectos potencialmente negativos de una desviación de la inyección de líquido respecto a su punto dimensional.

Esta tarea es resuelta conforme a la invención mediante la utilización de la totalidad de las particularidades de la reivindicación 1.

El núcleo de la invención es por lo tanto hacer funcionar la inyección de líquido en un circuito regulador cerrado, en donde se recurre como magnitud guía a una característica del spray generado, por ejemplo su tamaño de gota o su espectro de tamaños de gota. Según esto el núcleo de la invención consiste en detectar según técnica de medición parámetros fundamentales, en primera línea por lo tanto el tamaño de gota, respectivamente el espectro de tamaños de gota, y/o la concentración de gotas de la neblina de líquido generada, y hacer que los valores de medición así obtenidos se introduzcan en la regulación de funcionamiento de la inyección de líquido, para de este modo por ejemplo llevar a cabo intervenciones de ayuda en el caso de superarse valores límite, o bien ajustar valores reales de los parámetros medidos a valores nominales o en intervalos de valor nominal. Es ventajoso determinar una banda de tolerancia alrededor del valor nominal. La determinación de una banda de tolerancia alrededor de un valor nominal, o también de una banda muerta de regulación alrededor de un valor actual, impide una actuación sobrenerviosa del circuito regulador cerrado así materializado, el cual por lo demás representa una fuente potencial de inestabilidades del circuito regulador. El valor nominal o el intervalo de valor nominal puede determinarse con ello de forma variable, en el sentido de que los valores nominales o los intervalos de valor nominal se determinan por ejemplo en función del estado de funcionamiento actual de la máquina. En una forma de ejecución del procedimiento conforme a la invención se recogen los tamaños de gota y facultativamente la distribución de concentración en función de la corriente másica de líquido inyectada en un momento de referencia, en especial en el caso de estado nuevo del dispositivo de inyección, y se determinan como valores nominales. Una desviación del valor real-nominal por ejemplo del tamaño de gota, que supere un importe determinado, puede utilizarse después como medida para un desgaste.

Normalmente se dispone de todas formas de un control de funcionamiento del dispositivo de inyección, para controlar y/o mantener en una banda nominal prefijada sus parámetros de funcionamiento, como por ejemplo la corriente másica inyectada o la presión previa de atomización.

Se entiende por sí mismo que la disposición del punto de medición en o sobre el canal de aspiración debe producirse corriente abajo del dispositivo de atomización.

En una forma de ejecución de la invención se recogen valores de medición en varios puntos del canal de aspiración, en especial distribuidos sobre su sección transversal. En otra forma de ejecución se usan procedimientos de medición integradores, los cuales entregan valores medios sobre un determinado campo de medición. Por ejemplo con ayuda de técnicas de luz transmitida se establecen valores medios sobre la región iluminada. También en este caso es a su vez posible llevar a cabo simultáneamente mediciones en varios puntos y bajo diferentes ángulos, y mediante métodos tomográficos reconstruir la distribución local.

En una forma de ejecución de la invención que es especialmente apropiada en el caso de usarse atomizadores de presión, se modifica en función de los valores de medición la presión previa de atomización del líquido, y en especial se aumenta la presión previa en el caso de una desviación negativa del valor nominal-valor real del tamaño de gota y, en el caso de una desviación positiva del valor nominal-valor real del tamaño de gota, se reduce la presión previa. La desviación del valor nominal-valor real se define con ello por medio de que el valor real se sustrae del valor nominal; una desviación negativa del valor nominal-valor real o desviación reguladora significa, según esto, que el valor real del tamaño de gota es mayor que el valor nominal, y una desviación positiva del valor nominal-valor real o desviación reguladora significa que el valor real es menor que el valor nominal. La intervención reguladora descrita va acompañada de que, o bien se modifica simultáneamente la corriente másica del líquido atomizado o, para mantenerla constante, es necesario modificar la geometría o el número de las toberas de atomizador. De este modo por un lado, en el caso de una desviación reguladora negativa del tamaño de gota puede reducirse la sección transversal de paso de las toberas de atomizador y, en el caso de una desviación reguladora positiva del tamaño de gota, puede aumentarse la sección transversal de paso de las toberas de atomizador. La sección transversal de paso puede modificarse, por ejemplo, por medio de que se introduzcan cuerpos interiores cónicos con diferente profundidad en la abertura de atomizador. Asimismo el efecto puede conseguirse por medio de que se conecten o desconecten selectivamente toberas y/o grupos de toberas, de tal modo que en el caso de una desviación reguladora negativa del tamaño de gota se desconecten toberas y/o grupos de toberas y, a la inversa, en el caso de una desviación reguladora positiva del tamaño de gota se conecten selectivamente toberas y/o grupos de toberas. En otra forma de ejecución de la invención el dispositivo, que se utiliza para inyectar las gotas, dispone de toberas y/o grupos de toberas con diferentes características de atomización, de tal modo que una parte de las toberas están previstas para una atomización más fina, y otra parte de las toberas para una atomización menos fina; aquí el diámetro de las gotas puede mantenerse mediante la conmutación entre las toberas y/o grupos de toberas en un intervalo de valor nominal o en una banda... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para hacer funcionar una máquina motriz aerobia (1) , que comprende los pasos siguientes:

inyectar una corriente másica de líquido atomizada en un canal de aspiración de aire (6) de la máquina motriz (1) ;

establecer mediante un dispositivo de medición (18) , dispuesto corriente abajo del punto de la inyección (10) en y/o sobre el canal de aspiración, al menos:

el tamaño de las gotas de líquido (D) inyectadas, la concentración de las gotas de líquido inyectadas (C) o ambas cosas;

introducción de los valores de medición en un sistema de regulación (15) del dispositivo de inyección utilizado;

llevar a cabo intervenciones en un control del dispositivo de inyección utilizado en función de los valores de medición.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un valor real medido se ajusta, mediante intervenciones reguladoras apropiadas sobre el control del dispositivo de inyección de líquido, a un valor nominal y/o en un intervalo de valor nominal.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el valor nominal y/o el intervalo de valor nominal se determinan de forma variable.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se modifica en función de los valores de medición la presión previa (p) del líquido, y en especial se aumenta la presión previa en el caso de una desviación negativa del valor nominal-valor real del tamaño de gota medido y/o, en el caso de una desviación positiva del valor nominal-valor real del tamaño de gota, se reduce la presión previa.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se modifica en función de los valores de medición la presión de un gas (30) utilizado para atomizar el líquido (28) , y en especial se aumenta en el caso de una desviación negativa del valor nominal-valor real del tamaño de gota y/o se reduce, en el caso de una desviación positiva del valor nominal-valor real del tamaño de gota.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se modifica en función de los valores de medición la geometría de las toberas (25) utilizadas para la atomización, en donde en especial se reduce la sección transversal de la abertura de atomizador de las toberas, en el caso de una desviación negativa del valor nominal-valor real del tamaño de gota medido y se aumenta, en el caso de una desviación positiva del valor nominalvalor real del tamaño de gota.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque para graduar la sección transversal de paso se introducen cuerpos interiores cónicos (26) con diferente profundidad en la abertura de atomizador.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se conectan y/o desconectan selectivamente toberas y/o grupos de toberas (211, 212, 213) en función de los valores de medición.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque en el caso de una desviación reguladora del tamaño de gota medido se conectan y/o desconectan selectivamente toberas y/o grupos de toberas, en donde en especial en el caso de una desviación negativa del valor nominal-nominal real del tamaño de gota se reduce el número de toberas, y/o en el caso de una desviación positiva del valor nominal-valor real de los tamaños de gota se conectan toberas y/o grupos de toberas.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque en el caso de una desviación reguladora del tamaño de gota medido se realiza una conmutación entre toberas y/o grupos de toberas con diferentes características de atomización, en donde en especial en el caso de una desviación negativa del valor nominal-valor real del tamaño de gota se realiza una conmutación a toberas para atomización más fina, y/o en el caso de una desviación positiva del valor nominal-valor real de los tamaños de gota se realiza una conmutación a toberas para una atomización menos fina.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque en diferentes puntos (I, II) en el canal de aspiración se mide la concentración de gotas, y se conectan y/o desconectan toberas y/o grupos de toberas (211, 212, 213) dispuestos en diferentes posiciones, para conseguir un perfil de concentración nominal prefijado, en

especial una distribución aproximadamente equitativa de las gotas sobre la sección transversal del canal de aspiración.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en función del tamaño de gota medido del líquido a inyectar antes de la inyección se añaden dosificados aditivos (33) para influir en la tensión

superficial, y en especial en el caso de una desviación negativa del valor nominal-valor real del tamaño de gota la dosificación se realiza de tal modo que disminuye la tensión superficial, y en el caso de una desviación positiva del valor nominal-valor real del tamaño de gota la dosificación se realiza de tal modo que aumenta la tensión superficial.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso de superarse un valor umbral del tamaño de gota y/o desviarse de un perfil de concentración medido sobre la sección transversal del 10 canal de aspiración, se realiza una desconexión de la inyección de líquido.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se recogen valores de medición en varias posiciones de medición (I, II) en el canal de aspiración, en especial distribuidas sobre su sección transversal.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los valores de medición se

recogen con un procedimiento de medición integrador, el cual entrega valores medios sobre un determinado campo de medición.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque se recogen simultáneamente varios valores de medición y, mediante el uso de métodos tomográficos, se reconstruye una resolución local de los valores de medición.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza un procedimiento de medición óptico, en especial una medición de luz parásita y/o de luz transmitida.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se utiliza un procedimiento de valoración de imágenes.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente másica de líquido 25 se mantiene constante durante la intervención en el control.