ES1067938U - Quemador de llama piloto con detector de empobrecimiento de oxigeno. - Google Patents
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Abstract
1. Quemador de llama piloto con detector de empobrecimiento de oxígeno adaptado a aparatos calefactores domésticos duales tales como estufas y calentadores de agua, que comprende un termopar (2) de seguridad, una bujía de ignición (3), y un inyector (5) que incluye una boquilla (6) a través de la cual suministra una llama piloto (4), calentado dicha llama piloto (4) el termopar (2), caracterizado porque el inyector (5) comprende un cuerpo de combustión (7) que se conecta a un primer conducto de suministro (14) de un primer fluido combustible, a un segundo conducto de suministro (15) de un segundo fluido combustible, y a la boquilla (6).
Description
Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno.
La presente invención se relaciona con un
quemador de llama piloto con detector de empobrecimiento de oxígeno
adaptado a aparatos calefactores domésticos duales, es decir que
pueden ser alimentados con gas natural (NG) o gas licuado (LPG),
tales como estufas o calentadores de agua, preferentemente no
ventilados.
Son conocidos en el estado de la técnica
aparatos calefactores domésticos que incluyen quemadores de llama
piloto con detectores de empobrecimiento de oxígeno. De forma
general, el nivel de oxígeno que hay en cualquier habitación
aireada es del orden del 21%, produciéndose la combustión de un
fluido combustible correctamente. El problema se origina cuando
dicho nivel de oxígeno cae por debajo de 18%, situación que puede
generarse en los aparatos calefactores domésticos no aireados, y
que provoca una mala combustión del fluido combustible, generando
monóxido de carbono, con el correspondiente peligro para el usuario.
Para evitar dicho problema, los quemadores de llama piloto incluyen
unos detectores de empobrecimiento de oxígeno que cierran el paso
de fluido combustible hacia los quemadores cuando el nivel de
oxígeno detectado cae por debajo de 18%.
Los quemadores de llama piloto con detectores de
empobrecimiento de oxígeno conocidos comprenden un termopar de
seguridad que genera una corriente eléctrica cuando es calentado
por una llama piloto, manteniendo abierta dicha corriente eléctrica
una válvula de control y por tanto el paso de fluido combustible
hacia los quemadores, una bujía que provoca la ignición del fluido
combustible, y un inyector que comprende una cámara de mezcla donde
se produce la mezcla de aire y fluido combustible, y una boquilla a
través de la cual el inyector suministra la llama piloto que
calentará el termopar de seguridad, estando fijados el termopar de
seguridad, la bujía y el inyector en un soporte fijado a su vez al
interior del aparato calefactor.
Por otro lado, son conocidos en el estado de la
técnica aparatos calefactores duales, es decir, aparatos
calefactores que pueden ser alimentados indistintamente por dos
fluidos combustibles, siendo preferentemente dichos fluidos
combustibles gas natural y propano, que incluyen un quemador de
llama piloto con detector de empobrecimiento de oxígeno para cada
fluido combustible, es decir duplican el número de componentes
necesarios.
En el documento US 2007/0266765 A1 se describe
un aparato calefactor dual que incorpora un único quemador de llama
piloto para ambos fluidos combustibles, comprendiendo dicho
quemador de llama piloto un termopar de seguridad, una bujía, un
primer inyector que se alimenta con un primer fluido combustible, y
un segundo inyector que se alimenta con un segundo fluido
combustible, soportados dicho termopar de seguridad, dicha bujía y
dichos primero y segundo inyectores en un mismo soporte. El primer
inyector y el segundo inyector se disponen inclinados respecto al
termopar de seguridad y enfrentados entre sí, de modo que una
primera llama piloto suministrada por el primer inyector calienta
una cara del termopar de seguridad, mientras que una segunda llama
piloto suministrada por el segundo inyector calienta la otra cara
del termopar de seguridad.
El objeto de la presente invención es el de
proporcionar un quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno adaptado a aparatos calefactores
domésticos, tales como estufas y calentadores de agua, duales, es
decir que pueden ser alimentados con un primer fluido combustible o
con un segundo fluido combustible, según se describe en las
reivindicaciones.
El quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno comprende un termopar de seguridad, una
bujía de ignición, y un inyector que incluye una boquilla a través
de la cual suministra una llama piloto, calentando dicha llama
piloto el termopar.
El inyector comprende un cuerpo de combustión
que se conecta a un primer conducto de suministro del primer fluido
combustible, a un segundo conducto de suministro del segundo fluido
combustible, y a la boquilla. De este modo, se obtiene un quemador
de llama piloto compacto que, con un único inyector, una única bujía
de ignición y un único termopar, puede ser alimentado con dos tipos
de fluido combustible distintos según las necesidades, evitando
tener que utilizar un quemador de llama piloto para cada tipo de
fluido combustible. Así pues, se reduce el espacio requerido en el
interior del aparato calefactor para dichos quemadores de llama
piloto, se optimizan las dimensiones de dicho quemador de llama
piloto, y se reduce el coste puesto que se utilizan menos
elementos.
Estas y otras características y ventajas de la
invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 es una vista tridimensional de un
quemador de llama piloto con detector de empobrecimiento de oxígeno
según la invención.
La Fig. 2 es una vista frontal del quemador de
llama piloto de la Fig.1.
La Fig. 3 es una vista superior del quemador de
llama piloto de la Fig.1.
La Fig. 4 es una vista seccionada de un inyector
del quemador de llama piloto con detector de empobrecimiento de
oxígeno de la Fig. 1.
Con referencia a las figuras 1 a 3, un quemador
de llama piloto 1 con detector de empobrecimiento de oxígeno
adaptado a aparatos calefactores domésticos, tales como estufas y
calentadores de agua, comprende un termopar 2 de seguridad que se
conecta a una válvula de control no representada, una bujía de
ignición 3 que se conecta a un interruptor de encendido no
representado, y un inyector 5 que es alimentado con un primer
fluido combustible o bien con un segundo fluido combustible y que
incluye una boquilla 6 a través de la cual suministra una llama
piloto 4 que calienta el termopar 2, de modo que dicho termopar 2
mantiene la válvula de control energizada y por lo tanto abierto el
paso del primer fluido combustible o del segundo fluido combustible
hacia el inyector 5.
El inyector 5, mostrado en detalle en la figura
4, comprende un cuerpo de combustión 7, hecho de aluminio
inyectado, que se conecta a través de un primer conector 20 a un
primer conducto de suministro 14 que suministra el primer fluido
combustible, siendo dicho primer fluido combustible preferentemente
gas natural, y a través de un segundo conector 21 a un segundo
conducto de suministro 15 que suministra el segundo fluido
combustible, siendo dicho segundo fluido combustible
preferentemente propano, y un conducto de combustión 19 que conecta
el cuerpo de combustión 7 con la boquilla 6. El primer conducto de
suministro 14 y el segundo conducto de suministro 15 están
conectados a una válvula selectora no representada, que selecciona
el tipo de fluido combustible, primer fluido combustible o segundo
fluido combustible, con el que va a ser alimentado el inyector
5.
El quemador de llama piloto 1 comprende un
soporte 8, en forma de L, que se fija en el interior del aparato
calefactor, y que incluye un primer segmento 8a, de sección
sustancialmente en U, sobre el que se fija la bujía de ignición 3 y
el termopar 2 mediante una abrazadera 8c, siendo fijada dicha
abrazadera 8c a dicho primer segmento 8a a través de un tornillo
30, y un segundo segmento 8b, de sección sustancialmente en U, en
el cual se fija el inyector 5. El segundo segmento 8b incluye, en
una de las ramas de la U, un orificio 32 que es atravesado por el
inyector 5, fijándose dicho inyector 5 a dicha rama mediante una
tuerca 31, y, en la otra rama, un orificio rasgado 33 en el cual se
inserta ajustado el conducto de combustión 19 del inyector 5 a
través de un rebaje perimetral 29 exterior incluido en dicho
conducto de combustión 19, evitando de este modo el giro del
inyector 5 con respecto al soporte 8.
El termopar 2 y la bujía de ignición 3 se
disponen paralelos entre sí, mientras que el inyector 5 se dispone
sustancialmente ortogonal al termopar 2 y a la bujía de ignición
3.
Por otro lado, el cuerpo de combustión 7,
mostrado en detalle en la figura 4, comprende una cámara de
conexión 16 sustancialmente cilíndrica en donde se conecta el
conducto de combustión 19, una primera cámara de mezcla 11
sustancialmente cilíndrica que se conecta con la cámara de conexión
16 a través de un primer conducto de combustión 10, y una segunda
cámara de mezcla 13 sustancialmente cilíndrica que se conecta con
la cámara de conexión 16 a través de un segundo conducto de
combustión 12, siendo alimentada la primera cámara de mezcla 11 con
el primer fluido combustible a través del primer conducto de
suministro 14, y la segunda cámara de mezcla 13, con el segundo
fluido combustible a través del segundo conducto de suministro
15.
El primer conducto de combustión 10 se dispone
concéntrico y continuo a la primera cámara de mezcla 11, formando
el eje axial de dicho primer conducto de combustión 10 un primer
ángulo A con respecto al eje axial de la cámara de conexión 16, y
el segundo conducto de combustión 12 se dispone concéntrico y
continuo a la segunda cámara de mezcla 13, formando el eje axial de
dicho segundo conducto de combustión 12 un segundo ángulo B con
respecto al eje axial de la cámara de conexión 16. En la
realización mostrada en las figuras, el primer ángulo A y el segundo
ángulo B son iguales y de valor máximo de 10º, de este modo se
minimizan las pérdidas de carga del fluido combustible
correspondiente a su paso por la cámara de conexión 16.
Por otra parte, el primer conector 20 y el
segundo conector 21,mostrados en detalle en la figura 4, están
hechos de latón, y tienen una geometría sustancialmente cilíndrica
y hueca, insertándose en el interior del primer conector 20, un
primer elemento que incluye un primer orificio calibrado 24 a
través del cual entra el primer fluido combustible, y en el
interior del segundo conector 21, un segundo elemento que incluye
un segundo orificio calibrado 26 a través del cual entra el segundo
fluido combustible, siendo realizados dicho primer elemento y
segundo elemento en un material duro, preferentemente, rubí.
La primera cámara de mezcla 11 incluye en una
pared lateral unos primeros orificios 17, dispuestos diametralmente
opuestos, a través de los cuales entra aire produciéndose en dicha
primera cámara de mezcla 11 una primera mezcla de aire/fluido
combustible es decir de aire/gas natural, mientras que la segunda
cámara de mezcla 13 incluye en una pared lateral, unos segundos
orificios 18 dispuestos diametralmente opuestos a través del cual
entra aire produciéndose en dicha segunda cámara de mezcla 11 una
segunda mezcla de aire/fluido combustible es decir de aire/propano,
siendo definidos los diámetros del primer orificio 17 y del segundo
orificio 18, así como el primer orificio calibrado 24 y el segundo
orificio calibrado 26, de forma independiente en función del tipo
de fluido combustible, gas natural o propano, que atraviesa la
primera cámara de mezcla 11 y la segunda cámara de mezcla 12
respectivamente.
En la realización mostrada en las figuras 1 a 4,
la primera cámara de mezcla 11 tiene una sección de diámetro
similar al de la sección de la segunda cámara de mezcla 13. Así
mismo, el primer conducto de combustión 10 tiene una sección de
diámetro similar al segundo conducto de combustión 12.
En el funcionamiento normal del quemador piloto
1, es decir cuando tos niveles de oxígeno son superiores al 20%, se
produce una correcta combustión del fluido combustible
correspondiente, y la llama piloto 4 tiene una longitud tal que
calienta el termopar 2 de seguridad, de modo que dicho termopar 2
genera una corriente que alimenta la válvula de control. Dicha
corriente genera a su vez un campo magnético que permite mantener
la válvula de control abierta, y por tanto el paso de fluido
combustible hacia el inyector 5 del quemador piloto 1, y hacia unos
inyectores, no representados, de unos quemadores principales del
aparato calefactor.
En el caso de que los niveles de oxígeno sean
inferiores al 20%, la combustión del fluido combustible
correspondiente no se lleva a cabo correctamente. Al no llegar el
oxígeno suficiente para mantener una proporción estequiométrica de
la mezcla para una correcta combustión, la llama piloto 4 comienza
a aumentar su velocidad, tratando de absorber más aire y se despega
de la boquilla 6, llegando a apagarse. En esta situación, el
termopar 2 se enfría y no genera la corriente necesaria para
energizar la válvula de control y mantenerla abierta, con lo cual
dicha válvula de control cierra el paso de fluido combustible hacia
el quemador piloto 1 y hacia los quemadores principales. Los
primeros orificios 17 y los segundos orificios 18 de entrada de
aire primario se dimensionan de modo que cuando el nivel de oxigeno
del recinto baje de los límites de seguridad estipulados cualquiera
que sea el tipo de gas utilizado, el quemador se apaga.
Claims (10)
1. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno adaptado a aparatos calefactores
domésticos duales tales como estufas y calentadores de agua, que
comprende un termopar (2) de seguridad, una bujía de ignición (3),
y un inyector (5) que incluye una boquilla (6) a través de la cual
suministra una llama piloto (4), calentado dicha llama piloto (4) el
termopar (2), caracterizado porque el inyector (5) comprende
un cuerpo de combustión (7) que se conecta a un primer conducto de
suministro (14) de un primer fluido combustible, a un segundo
conducto de suministro (15) de un segundo fluido combustible, y a
la boquilla (6).
2. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según la reivindicación anterior,
caracterizado porque el cuerpo de combustión (7) comprende
una cámara de conexión (16) sustancialmente cilíndrica que se
conecta a la boquilla (6), una primera cámara de mezcla (11) que se
conecta con la cámara de conexión (16) a través de un primer
conducto de combustión (10) y que se alimenta del primer fluido
combustible a través del primer conducto de suministro (14), y una
segunda cámara de mezcla (13) que se conecta con la cámara de
conexión (16) a través de un segundo conducto de combustión (12) y
que se alimenta del segundo fluido combustible a través del segundo
conducto de suministro (15).
3. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la primera cámara de mezcla (11) está
axialmente alineada con el primer conducto de combustión (10), y la
segunda cámara de mezcla (13) está axialmente alineada con el
segundo conducto de combustión (12), formando el eje axial del
primer conducto de combustión (10) un primer ángulo (A) con
respecto al eje axial de la cámara de conexión (16), y el eje axial
del segundo conducto de combustión (12) un segundo ángulo (B) con
respecto al eje axial de dicha cámara de conexión (16).
4. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según la reivindicación anterior,
caracterizado porque el primer ángulo (A) y el segundo
ángulo (B) son iguales.
5. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno, según la reivindicación anterior,
caracterizado porque el primer ángulo (A) y el segundo
ángulo (B) tienen un valor máximo de 10º.
6. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según cualquiera de las reivindicaciones
2 a 5, caracterizado porque la primera cámara de mezcla (11)
incluye al menos un primer orificio (17) de entrada de aire, y la
segunda cámara de mezcla (13) incluye un segundo orificio (18) de
entrada de aire, siendo el diámetro del primer orificio (17)
independiente al diámetro de dicho segundo orificio (18).
7. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según cualquiera de las reivindicaciones
2 a 6, caracterizado porque la primera cámara de mezcla (11)
tiene una sección de diámetro similar al de la sección de la
segunda cámara de mezcla (13).
8. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según cualquiera de las reivindicaciones
2 a 7, caracterizado porque el primer conducto de combustión
(10) tiene una sección de diámetro similar al segundo conducto de
combustión (12).
9. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el inyector (5), el
termopar (2), y la bujía de ignición (3) se fijan a un soporte (8),
disponiéndose la boquilla (6) perpendicular al termopar (2).
10. Quemador de llama piloto con detector de
empobrecimiento de oxígeno según cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el termopar (2) y la bujía
de ignición (3) se disponen paralelos.
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| FD1K | Utility model lapsed |
Effective date: 20150626 |