Vigilancia de la presencia de dos llamas en un dispositivo de combustión de combustible.

Dispositivo de vigilancia para la vigilancia independiente de la presencia de una primera llama y de la presencia de una segunda llama en un dispositivo de combustión de combustible,

en donde el dispositivo de vigilancia (100, 200) presenta un primer detector de llama (110), diseñado y dispuesto para recibir la primera radiación que es emitida por la primera llama, un segundo detector de llama (120), diseñado y dispuesto para recibir la segunda radiación que es emitida por la segunda llama, una instalación de alimentación de tensión (130, 230), que está unida a los dos detectores de llama (110, 120) y que está diseñada para aplicar a los dos detectores de llama (110, 120) una tensión alterna con una primera semionda y una segunda semionda, y un circuito de valoración (150, 250), caracterizado porque el circuito de valoración (150, 250) está unido a los dos detectores de llama (110, 120) a través de una entrada de señal común (138), los dos detectores de llama (110, 120) están diseñados de tal modo y conectados de tal forma con relación a la instalación de alimentación de tensión (130, 230) y al circuito de valoración (150, 250), que

- una primera señal de medición presente durante la primera semionda en la entrada de señal común (138) es indicativa de la intensidad de la primera radiación, y

- una segunda señal de medición presente durante la segunda semionda en la entrada de señal común (138) es indicativa de la intensidad de la segunda radiación, y

el circuito de valoración (150, 250) está diseñado para valorar la primera señal de medición y la segunda señal de medición una con independencia de la otra.

Vigilancia de la presencia de dos llamas en un dispositivo de combustión de combustible

La presente invención se refiere en general al campo técnico de los dispositivos de combustión de combustible, que se usan por ejemplo en la técnica de calefacción y/o agua caliente y que con frecuencia reciben el nombre de máquinas automáticas de calefacción o quemadores. La presente invención se refiere en especial a un dispositivo de vigilancia así como a un procedimiento para la vigilancia independiente de la presencia de una primera llama y de la presencia de una segunda llama en un dispositivo de combustión de combustible de este tipo.

Los dispositivos de combustión de combustible se usan entre otras cosas en la técnica de calefacción y/o agua caliente y en instalaciones industriales de termo-procesamiento, que se utilizan por ejemplo para fundir metales o para quemar cerámicas. Los dispositivos de combustión de combustible utilizados en la técnica de calefacción y/o agua caliente, que están contenidos por ejemplo en calderas de calefacción o calentadores de circulación, trabajan normalmente no sólo con una llama principal, que es responsable del verdadero desarrollo de calor, sino también con una llamada llama piloto, que también recibe el nombre de llama de encendido. Los dispositivos de combustión de combustible, que en este documento reciben también el nombre de máquinas automáticas de calefacción, quemadores de combustible o abreviadamente quemadores, pueden ser por ejemplo quemadores de gas o de aceite.

En algunos tipos de quemadores la llama piloto no se apaga ni siquiera cuando no se necesita ninguna potencia de calefacción. La llama piloto se usa entonces solamente para, al abrirse una válvula de combustible que está asociada a la llama principal, garantizar rápidamente un encendido de la llama principal. En otras clase de quemadores la llama piloto de apaga temporalmente y no se vuelve a encender hasta poco antes del encendido de la llama principal, por ejemplo mediante un encendido eléctrico. Durante la activación de la llama principal la llama piloto encendida es después responsable de que el proceso de encendido de la llama principal puede tener lugar de forma controlada sin un mayor "choque de encendido".

Por motivos de la seguridad de funcionamiento está prescrito mediante las normas correspondientes poder detectar la presencia de la llama principal y/o piloto con independencia una de la otra.

De la documentación básica técnica "vigilancia de llama en quemadores de aceite y gas", Siemens Building Technologies, CC1Z7302de, HVAC Products, 16.02.2005 se conoce, para vigilar la presencia de la llama piloto y la llama principal, utilizar en cada caso un detector UV. Un detector UV de este tipo, que también recibe el nombre de detector de llama UV, se compone de un circuito serie formado por una resistencia óhmica, una celda UV y un diodo.

La celda UV del detector UV presenta un émbolo de vidrio de un vidrio de cuarzo permeable a UV, que está lleno de gas noble. En el émbolo de vidrio se encuentran dos electrodos. Si entre los dos electrodos se aplica una tensión y se aumenta esta tensión, al alcanzarse una tensión crítica se produce una descarga de efluvios (encendido). Con ello salen electrones del electrodo negativo, que se aceleran hacia el electrodo positivo y ionizan el gas noble. Esto conduce a un flujo de corriente a través de la celda UV. Las celdas UV usadas para vigilar la llama muestran este comportamiento del auto-encendido sólo a partir de tensiones superiores a 700 V. Existe otro comportamiento cuando la celda UV es irradiada por la llama a vigilar con luz UV con una longitud de onda de aproximadamente 190 a 260 nm: en este caso se produce el efecto de encendido en función de la intensidad de la radiación UV, incluso con unas tensiones efectivas de unos 200 V.

El diodo del detector UV se usa para la rectificación de una vía, de tal modo que en un funcionamiento del detector UV con una tensión alterna, en el caso de la presencia de una llama, se produce una tensión continua pulsada. En el caso de un cortocircuito de las líneas de conexión del detector UV se puentea el detector UV y con ello también el diodo, de tal forma que en funcionamiento con una tensión alterna también en la entrada de un circuito amplificador, post-conectado al detector UV, en lugar de la tensión continua pulsada se produce una tensión alterna. De este modo se indica la presencia de una llama mediante una tensión continua pulsada y se indica un cortocircuito de línea mediante una tensión alterna.

Aparte de esto, el documento US 3548395 A1 hace patente el preámbulo de la reivindicación.

La vigilancia de la llama principal y la piloto con independencia una de la otra mediante en cada caso un detector UV tiene el inconveniente de que para cada uno de los detectores se necesitan en cada caso (a) una línea de conexión (en cada caso con dos cables de conexión) y (b) un circuito amplificador. De este modo se requiere una complejidad de aparatos relativamente elevada para la vigilancia de la llama principal y la piloto, mediante en cada caso un detector UV.

La invención se ha impuesto la tarea de simplificar una vigilancia independiente una de la otra de dos llamas separadas espacialmente entre sí, en cada caso mediante un detector de llama, con relación a la complejidad de aparatos para ello necesaria.

Esta tarea es resuelta mediante los objetos de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones subordinadas se describen formas de ejecución ventajosas de la presente invención.

Conforme a un primer aspecto de la invención se describe un dispositivo de vigilancia para la vigilancia independiente de la presencia de una primera llama y de la presencia de una segunda llama en un dispositivo de combustión de combustible. El dispositivo de vigilancia presenta (a) un primer detector de llama, diseñado y dispuesto para recibir la primera radiación que es emitida por la primera llama, (b) un segundo detector de llama, diseñado y dispuesto para recibir la segunda radiación que es emitida por la segunda llama, (c) una instalación de alimentación de tensión, que está unida a los dos detectores de llama y que está diseñada para aplicar a los dos detectores de llama una tensión alterna con una primera semionda y una segunda semionda, y (d) un circuito de valoración que está unido a los dos detectores de llama a través de una entrada de señal común. Los dos detectores de llama están diseñados de tal modo y conectados de tal forma con relación a la instalación de alimentación de tensión y al circuito de valoración, que una primera señal de medición presente durante la primera semionda en la entrada de señal común es indicativa de la intensidad de la primera radiación, y una segunda señal de medición presente durante la segunda semionda en la entrada de señal común es indicativa de la intensidad de la segunda radiación. Aparte de esto el circuito de valoración está diseñado para valorar la primera señal de medición y la segunda señal de medición una con independencia de la otra.

El dispositivo de vigilancia descrito se basa en el reconocimiento de que en el caso de un conexionado adecuado de los dos detectores de llama, a pesar de la utilización de una entrada de señal común, ambos detectores de llama pueden leerse uno con independencia del otro, siempre que la primera señal de medición se asocie exclusivamente al primer detector de llama y la segunda señal de medición exclusivamente al segundo detector de llama. Con ello la primera señal de medición sólo puede aparecer durante la primera semionda de la tensión alterna aplicada a los dos detectores de llama. De forma correspondiente la segunda señal de medición sólo puede aparece durante la segunda semionda de la tensión alterna.

Expresado de forma plástica, esto significa que una asociación de las señales de medición de los dos detectores de llama a la primera llama (piloto) o a la segunda llama (principal) en el circuito de valoración tiene lugar mediante una separación de señal, teniendo en cuenta la semionda positiva y la negativa. Por medio de esto es posible, de una forma sencilla y aun así efectiva, una valoración aparte de la intensidad de llama.

El dispositivo de combustión de combustible puede ser un quemador cualquiera, que se use en especial en la técnica de calefacción y/o agua caliente. El combustible a quemar puede ser un combustible sólido, líquido o gaseoso en condiciones normales. El dispositivo de vigilancia descrito resulta ser adecuado, actualmente, en especial para quemadores que quemen gas o eventual mente también aceite.

El dispositivo de vigilancia descrito tiene la ventaja, frente a dispositivos de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de vigilancia para la vigilancia independiente de la presencia de una primera llama y de la presencia de una segunda llama en un dispositivo de combustión de combustible, en donde el dispositivo de vigilancia (100, 200) presenta un primer detector de llama (110), diseñado y dispuesto para recibir la primera radiación que es emitida por la primera llama, un segundo detector de llama (120), diseñado y dispuesto para recibir la segunda radiación que es emitida por la segunda llama, una instalación de alimentación de tensión (130, 230), que está unida a los dos detectores de llama (110, 120) y que está diseñada para aplicar a los dos detectores de llama (110, 120) una tensión alterna con una primera semionda y una segunda semionda, y un circuito de valoración (150, 250), caracterizado porque el circuito de valoración (150, 250) está unido a los dos detectores de llama (110, 120) a través de una entrada de señal común (138), los dos detectores de llama (110, 120) están diseñados de tal modo y conectados de tal forma con relación a la instalación de alimentación de tensión (130, 230) y al circuito de valoración (150, 250), que

- una primera señal de medición presente durante la primera semionda en la entrada de señal común (138) es indicativa de la intensidad de la primera radiación, y

- una segunda señal de medición presente durante la segunda semionda en la entrada de señal común (138) es Indicativa de la intensidad de la segunda radiación, y

el circuito de valoración (150, 250) está diseñado para valorar la primera señal de medición y la segunda señal de medición una con Independencia de la otra.

2. Dispositivo de vigilancia conforme a la reivindicación anterior, que presenta además una línea de alimentación de tensión común (132), que une la Instalación de alimentación de tensión (130, 320) tanto al primer detector de llama (110) como al segundo detector de llama (120) y/o (b) una línea de señal de medición común (134), que une tanto el primer detector de llama (110) como el segundo detector de llama (120) a la entrada de señal común (138) del circuito de valoración (150, 250).

3. Dispositivo de vigilancia conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer detector de llama (110) presenta un primer elemento eléctricamente rectificador (116) y el segundo detector de llama (120) presenta un segundo elemento eléctricamente rectificador (126), en donde los dos elementos rectificadores (116, 126) están conectados en antiparalelo con relación a la instalación de alimentación de tensión (130) y a la entrada de señal común (138).

4. Dispositivo de vigilancia conforme a la reivindicación anterior, en donde el primer detector de llama (110) presenta además un primer detector de radiación (114) y el segundo detector de llama (120) presenta además un segundo detector de radiación (124), en donde al menos uno de los detectores de radiación (114, 124) para radiación electromagnética es sensible en el margen del espectro ultravioleta.

5. Dispositivo de vigilancia conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en donde el circuito de valoración (150, 250) presenta un circuito de filtrado (R20, C20; R10, C10; 240).

6. Dispositivo de vigilancia conforme a una de las reivindicaciones anteriores, en donde el circuito de valoración (150, 250) presenta un primer circuito amplificador (152), que está diseñado para amplificar exclusivamente la primera señal de medición, y un segundo circuito amplificador (154) que está diseñado para amplificar exclusivamente la segunda señal de medición.

7. Dispositivo de vigilancia conforme a la reivindicación anterior, en donde el circuito de valoración (250) presenta una unidad de tratamiento de datos que está diseñada, con base en una primera señal de salida (AA1) del primer circuito amplificador (152) y en una segunda señal de salida (AA2) del segundo circuito amplificador (154), para reconocer la presencia de un fallo de una pieza constructiva electrónica del circuito de valoración (250) y en especial identificar la pieza constructiva defectuosa.

8. Dispositivo de vigilancia conforme a las dos reivindicaciones anteriores 6 y 7, en donde el primer circuito amplificador (152) presenta en el lado de entrada un primer diodo (D10, ZD10) y el segundo circuito amplificador (154) presenta en el lado de entrada un segundo diodo (D20, ZD20), en donde uno de los dos diodos está unido en el lado del ánodo a la entrada de señal común (138) y el otro de los dos diodos está unido en el lado del cátodo a la entrada de señal común (138).

9. Dispositivo de vigilancia conforme a la reivindicación anterior, en donde el primer diodo es un primer diodo Zener (ZD10) y/o el segundo diodo es un segundo diodo Zener (ZD20).

10. Dispositivo de vigilancia conforme a la reivindicación 9, en donde la tensión de disrupción de al menos uno de los dos diodos Zener (ZD10, ZD20) está dimensionada de tal manera, que el al menos un diodo Zener

(a) , en el caso de una conexión sin fallos de los dos detectores de llama (110, 120) a la instalación de alimentación de tensión (230) y a la entrada de señal común (138), se hace funcionar en un margen de tensión que es menor que

la tensión de disrupción, y

(b) , en el caso de un cortocircuito entre la Instalación de alimentación de tensión (230) y la entrada de señal común (138), se hace funcionar en un margen de tensión que es mayor que la tensión de disrupción.

11. Procedimiento para la vigilancia independiente de la presencia de una primera llama y de la presencia de una segunda llama en un dispositivo de combustión de combustible, en donde el procedimiento presenta la aplicación de

una tensión alterna aportada por una instalación de alimentación de tensión (130, 230) con una primera semionda y una segunda semionda a un primer detector de llama (110) y a un segundo detector de llama (120), la recepción de una primera radiación, que es emitida por la primera llama mediante el primer detector de llama (110), la recepción de una segunda radiación, que es emitida por la segunda llama mediante el segundo detector de llama (120), la alimentación de una primera señal de medición, presente durante la primera semionda, desde el primer detector de 15 llama (110) a una entrada de señal común (138) de un circuito de valoración (150, 250), en donde la primera señal de medición es indicativa de la intensidad de la primera radiación, la alimentación de una segunda señal de medición, presente durante la segunda semionda, desde el segundo detector de llama (120) a la entrada de señal común (138) del circuito de valoración (150, 250), en donde la segunda señal de medición es Indicativa de la intensidad de la segunda radiación, y la vigilancia de la presencia de la primera llama y de la presencia de la 20 segunda llama mediante el circuito de valoración (150, 250), con base en la primera señal de medición y en la segunda señal de medición.

12. Procedimiento según la reivindicación anterior, que presenta además el apagado de la primera llama, y la consideración del dispositivo de vigilancia (100, 200) como defectuoso, si la valoración de la primera señal de medición indica de forma falseada la presencia de la primera llama.