ES2212488T3 - Sistema de evaluacion del estado de suciedad de la cavidad de un horno. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE AL CAMPO DE LA DETECCION DE SUCIEDAD EN LAS CAVIDADES DE HORNO. ES UN SISTEMA DE EVALUACION DE UN ESTADO DE SUCIEDAD DE UNA CAVIDAD DE UN HORNO QUE COMPRENDE AL MENOS UNA CELDA (1) DE CRAQUEO DE SUCIEDAD, DESPRENDIENDO EL CRAQUEO UNA ENERGIA (E) DE CRAQUEO, MEDIOS (2) DE MEDICION DE TEMPERATURA (T) ASOCIADOS A LA CELDA (1), MEDIOS (4) PARA LLEVAR LA CELULA (1) A UNA TEMPERATURA SUFICIENTE PARA PROVOCAR EL CRAQUEO DE LA SUCIEDAD, MEDIOS (3) DE MEDICION DE LA ENERGIA (E) DE CRAQUEO Y MEDIOS (5) DE TRATAMIENTO QUE ASOCIAN UN NIVEL (N) DE SUCIEDAD A LA ENERGIA (E) DE CRAQUEO. LA DETECCION DEL ESTADO DE SUCIEDAD DE UNA CAVIDAD DE HORNO PERMITE OPTIMIZAR LA FRECUENCIA DE LAS PIROLISIS.

Description

Sistema de evaluación del estado de suciedad de la cavidad de un horno.

La invención concierne al dominio de la detección de suciedad dentro de las cavidades de horno. En efecto, cuando el horno está sucio, es decir, cuando han sido depositadas grasas u otras proyecciones sobre las paredes de la cavidad de horno durante cocciones precedentes, pueden ser liberados malos olores en el transcurso de una nueva cocción. A fin de limpiar la cavidad de horno, el horno comprende habitualmente un dispositivo de pirólisis.

La pirólisis es puesta en marcha por el usuario del horno cuando el horno está sucio. Pero no existe dispositivo que mida el estado de suciedad de las paredes de la cavidad de un horno; este estado de suciedad es apreciado subjetivamente por el usuario quien constata por ejemplo la presencia de manchas sobre las paredes de la cavidad. Durante la operación de pirólisis, la temperatura dentro de la cavidad sube a valores elevados, típicamente por encima de 500ºC, durante un cierto tiempo, por ejemplo alrededor de dos a tres horas. El usuario efectuará esta operación de pirólisis con la frecuencia que él elija. Pero esta frecuencia no está optimizada a causa de la evaluación subjetiva del estado de suciedad de la cavidad. En efecto, o el usuario efectúa pirólisis raramente y las cocciones realizadas dentro de una cavidad de horno sucia originarán la liberación de malos olores, o el usuario efectúa pirólisis a menudo y el consumo eléctrico necesitado por estas pirólisis será importante. De aquí el interés de un sistema de evaluación del estado de suciedad de la cavidad de horno a fin de optimizar la frecuencia de las pirólisis, lo que permite al usuario tener siempre un horno sensiblemente limpio mientras se tiene un consumo eléctrico reducido.

AU-A-597521 divulga un sistema automático de pirólisis basado en un análisis de gas.

La invención se basa en la utilización de una célula de craqueo dentro de la cual las grasas o suciedad de la cocción son craqueadas en el transcurso de una reacción exotérmica que libera una energía de craqueo. La medida de esta energía de craqueo permite remontarse a la cantidad de suciedad de cocción craqueada y también a la cantidad de suciedad depositada sobre las paredes de la cavidad.

Según la invención, está previsto un sistema de evaluación de un estado de suciedad de una cavidad de un horno caracterizado porque el sistema comprende por lo menos una célula de craqueo de suciedad, liberando el craqueo una energía de craqueo, medios de medida de temperatura asociados a la célula, medios para llevar la célula a una temperatura suficiente para provocar el craqueo de la suciedad, medios de medida de la energía de craqueo, y medios de tratamiento que asocian un nivel de suciedad a la energía de craqueo.

Con preferencia, la célula de craqueo utilizada funciona a una temperatura más elevada que las temperaturas de cocción habituales, para poder provocar el craqueo de la suciedad. Ventajosamente, en ciertos modos de cocción poco ensuciadores, el usuario puede elegir no hacer funcionar la célula de craqueo.

Según una realización preferencial de la invención, está igualmente previsto que los medios para llevar la célula a una temperatura suficiente para provocar el craqueo de la suciedad sean medios de regulación de la célula a una temperatura de consigna suficiente para provocar el craqueo de la suciedad.

La invención será mejor comprendida y otras características y ventajas aparecerán con la ayuda de la descripción que se da a continuación y de los dibujos adjuntos, dados a título de ejemplos no limitativos, en los cuales:

- la figura 1 representa esquemáticamente un sistema de evaluación según la invención.

- la figura 2 representa las curvas de potencia en función del tiempo de un sistema de evaluación según la invención.

- la figura 3 representa esquemáticamente la implantación, dentro del conducto de ventilación de un horno, de una célula de craqueo de un sistema de evaluación según la invención.

- la figura 4 representa esquemáticamente una realización preferencial de una parte de un sistema de evaluación según la invención.

- la figura 5 representa esquemáticamente una realización preferencial de otra parte de un sistema de evaluación según la invención.

La figura 1 representa esquemáticamente un sistema de evaluación según la invención. Las flechas entre los bloques representan transmisiones de datos, simbolizados por letras, y las dobles flechas, suministro de cantidades de energía, simbolizadas por letras subrayadas. El sistema comprende una célula 1 de craqueo, a la cual están unidos medios 2 de medida de temperatura y medios 3 de medida de energía. Las conexiones de los medios 2 y 3 a la célula 1 están simbolizados por trazos punteados. Los medios 2 de medida de temperatura miden la temperatura T al nivel la célula 1. Los medios 3 de medida de energía miden la energía E de la reacción de craqueo de la suciedad al nivel de la célula 1. El sistema comprende igualmente medios 4 de regulación y medios 5 de tratamiento. En un modo de realización preferencial de la invención descrita en relación con la figura 2, los medios 3 de medida de energía miden la energía E indirectamente mediante los medios 4 de regulación. Los medios 2 de medida de temperatura transmiten la temperatura T a los medios 4 de regulación que suministran a la célula 1 una cantidad Q de calor, por medio de un elemento calentador por ejemplo, a fin de mantener la célula 1 a una temperatura de consigna suficiente para provocar el craqueo de la suciedad. La temperatura de consigna es con preferencia sensiblemente constante, aunque puedan ser consideradas temperaturas de consigna variables. Los medios 4 de regulación comprenden con preferencia un elemento calentador que permite calentar la célula 1. La regulación puede por ejemplo ser realizada por activación o desactivación con una histéresis de más o menos 5ºC, lo que significa que el elemento calentador deja de calentar cuando la temperatura T supera más de 5ºC la temperatura de consigna y vuelve a calentar cuando la temperatura T desciende más de 5ºC por debajo de la temperatura de consigna. Los medios 3 de medida de energía transmiten el valor de la energía E de craqueo a los medios 5 de tratamiento que asocian a esta energía E un nivel N de suciedad. En el caso en que la temperatura suficiente para provocar el craqueo de la suciedad sea inferior a las temperaturas de cocción, los medios 4 de regulación pueden ser omitidos, siendo llevada la célula 1 a una temperatura suficiente por el calor de la cavidad, y la energía E de craqueo es entonces medida por ejemplo a partir de la elevación de temperatura al nivel de la célula 1, medible con la ayuda de dos sensores de temperatura juiciosamente ubicados: por ejemplo, uno aguas arriba de la célula, el otro aguas abajo, siendo el sentido aguas arriba - aguas abajo el de la circulación del aire a través de la célula 1.

En la figura 1, las flechas tachadas indican el sentido de la circulación del aire que atraviesa la célula 1. Aguas arriba de la célula 1, el aire está cargado de suciedad que es por ejemplo grasa proveniente de la cocción. Dentro de la célula 1, esta suciedad sufre un craqueo, es decir que la suciedad que está en moléculas grandes es dividida en moléculas más pequeñas que son denominadas aquí residuos. Aguas abajo de la célula 1, el aire está cargado de residuos. El craqueo es una reacción exotérmica, es decir que suministra una cierta energía por cantidad de suciedad craqueada. La energía E es por consiguiente reveladora de la cantidad de suciedad que ha atravesado la célula 1. Por otra parte, para una estructura de cavidad de horno dada, cuando una cantidad dada de suciedad atraviesa la célula 1, una cierta cantidad de suciedad se deposita sobre las paredes de la cavidad de horno. La cantidad de suciedad que atraviesa la célula 1 es por consiguiente reveladora de la cantidad de suciedad depositada sobre las paredes de la cavidad de horno, cantidad denominada aquí nivel N de suciedad. Por consiguiente, una calibración por ejemplo permite establecer una correspondencia entre la energía E de craqueo y el nivel N de suciedad. Durante una cocción, esta correspondencia es efectuada por los medios 5 de tratamiento.

La célula 1 es con preferencia una célula catalítica, es decir que contiene un catalizador responsable de un craqueo de la suciedad por catálisis en el seno de la célula 1. La célula 1 está por ejemplo constituida por un cilindro, de cerámica, atravesado por pequeños canales cuyos ejes son paralelos al eje del cilindro y cuyos interiores están tapizados por el catalizador a fin de aumentar la superficie de contacto entre el catalizador y el aire que atraviesa la célula 1. Los canales tienen por ejemplo un diámetro del orden del milímetro. El catalizador puede ser de paladio o de platino. La temperatura de consigna para la regulación de la célula depende de la célula utilizada; ésta está comprendida con preferencia entre 250ºC y 400ºC. En la figura1, como en las figuras siguientes, se entiende que los diferentes medios son representaciones funcionales, y que el dispositivo puede comprender un microprocesador encargado de realizar toda o parte de las operaciones descritas precedentemente así como de coordinarlas. Con preferencia, los medios 2 de medida de temperatura comprenden por lo menos un sensor de temperatura que mide una temperatura al nivel de la célula.

Los medios 3 de medida de la energía de craqueo están previstos ventajosamente para medir la potencia suministrada a los medios 4 de regulación para mantener la célula 1 a una temperatura de consigna dada. Esta potencia suministrada proviene habitualmente de una alimentación exterior que suministra por ejemplo electricidad. Los medios 3 de medida de la energía comparan después la potencia suministrada con una potencia de referencia correspondiente a un nivel de suciedad sensiblemente nulo, para deducir la energía E.

La figura 2 representa esquemáticamente dos ejemplos de curvas de potencia P en función del tiempo t. La curva en trazo lleno representa la potencia Ps suministrada a los medios 4 de regulación durante la cocción. La curva en trazo punteado representa la potencia de referencia Pref que debería haberse suministrado a los medios 4 de regulación durante la misma cocción desarrollándose en una cavidad de horno limpia. Un conjunto de potencias de referencia asociadas a las diferentes temperaturas reinantes en la cavidad de horno o una ley que relacione estas potencias de referencia, puede ser almacenada en los medios 3 de medida de energía. En efecto, la potencia a suministrar a los medios 4 de regulación para regular la célula 1 en una temperatura de consigna depende generalmente de la temperatura reinante en la cavidad. Los medios 3 de medida de energía comprenden con preferencia un sensor de temperatura ventajosamente situado en la cavidad de cocción. La superficie rayada, que es la diferencia entre los dos perfiles de potencia, representa la energía E de craqueo. Las escalas en la figura 2 son arbitrarias. Una curva de potencia Ps suministrada que sería confundida con la curva de potencia Pref de referencia correspondería a una energía E sensiblemente nula, es decir, a un nivel N de suciedad sensiblemente nulo que presente una cavidad de horno limpia.

La figura 3 representa esquemáticamente una implantación preferencial dentro del conducto de ventilación de un horno de una célula de craqueo de un sistema de evaluación según la invención. Los sensores de temperatura están señalados como sensores T en la figura. La célula 1 está situada dentro de un conducto 6 de ventilación que une una cavidad 7 de horno y un medio exterior 8 que puede ser la cocina dentro de la cual está situado el horno. Con preferencia, la célula 1 está situada en la extremidad del conducto 6 que se encuentra al lado de la cavidad 7, esto a fin de que la potencia a suministrar para regular la célula 1 a la temperatura de consigna sea lo más escasa posible; esto permite a los medios 4 de regulación tener un elemento calentador menos potente. Las flechas representan el movimiento del aire desde la cavidad 7 hacia el medio exterior 8. El aire aguas arriba de la célula 1, es decir del lado de la cavidad 7, está cargado de suciedad. El aire aguas bajo de la célula 1, es decir del lado del medio exterior 8, está cargado de residuos. Para poder funcionar correctamente, la célula 1 debe satisfacer las limitaciones de caudal de aire impuestas por el conducto 6 de ventilación y el sistema de ventilación no representado aquí. Para renovar el aire de la cavidad 7, es impuesto un mínimo de caudal a la célula 1; este caudal debe ser suficientemente lento para ser compatible con la cinética de la reacción, por ejemplo de catálisis, que se desarrolla dentro de la célula 1. Con preferencia, todo el aire que atraviesa el conducto 6 de ventilación atraviesa también la célula 1, esto a fin de que haya nada o muy poca suciedad en el aire que llegue al medio exterior 8. Los medios 3 de medida de energía, no representados en la figura 3, comprenden un primer sensor 9 de temperatura situado aguas arriba de la célula 1. Los medios 3 de medida de la energía de craqueo también están previstos ventajosamente para medir la potencia Ps suministrada a los medios 4 de regulación. El primer sensor 9 de temperatura puede ser la sonda de regulación de temperatura de la cavidad de horno. La temperatura dada por el primer sensor 9 puede también servir para determinar la potencia Pref de referencia a considerar por los medios 3 de medida de energía para comparación con la potencia Ps suministrada, como se explicó con referencia a la figura 2. Los medios 2 de medida de temperatura consisten en un segundo sensor 12 de temperatura situado dentro del conducto 6 de ventilación. En una primera variante, el segundo sensor 12 de temperatura está situado aguas abajo de la célula 1, y en una segunda variante, el segundo sensor 12 de temperatura consiste en un sensor situado en el interior o aguas abajo de la célula 1. Este sensor es con preferencia un termopar o una sonda de platino.

En una realización preferencial de un sistema de evaluación, los medios 5 de tratamiento pueden agregar el nivel N de suciedad obtenido a la suma \Sigma de los niveles de suciedad de las cocciones precedentes, almacenada en estos mismos medios 5 de tratamiento, para obtener un nivel total NT de suciedad que será de nuevo almacenado para constituir la suma \Sigma de la cocción siguiente. Los medios 5 de tratamiento comparan entonces el nivel total NT con un umbral Up predefinido. Cuando el nivel total NT es superior al umbral Up, la cavidad de horno es considerada como sucia. El sistema entonces comprende ventajosamente medios 10 de visualización, representados en la figura 4, que exhiben una indicación IS de suciedad de la cavidad de horno, indicación transmitida a los medios 10 de visualización por los medios 5 de tratamiento. Los medios 5 de tratamiento pueden aún comprender más umbrales Up y los medios 10 de visualización exhibirán las indicaciones de suciedad correspondientes, por ejemplo: "horno poco sucio", "horno sucio", "horno muy sucio". El usuario dispone entonces de información fiable para poder poner en marcha una pirólisis con entero conocimiento.

La figura 5 representa un dispositivo de pirólisis 11 unido a los medios 5 de tratamiento. Una pirólisis es una operación en el transcurso de la cual la temperatura sube a valores elevados, por ejemplo del orden de 500ºC, y durante la cual la suciedad depositada sobre las paredes es transformada en cenizas sólidas que el usuario recupera sobre la superficie inferior de la cavidad de horno y en suciedad gaseosa la cual es evacuada por el conducto 6 de ventilación, no representado en la figura 5, y descompuesta mediante craqueo dentro de la célula 1 que está activa durante la pirólisis. Durante una pirólisis, mientras la suciedad se encuentra dentro de la cavidad, un nivel N de suciedad no nulo es transmitido por los medios 5 de tratamiento al dispositivo de pirólisis. Cuando el nivel N de suciedad se hace sensiblemente nulo, la cavidad no contiene más suciedad y sus paredes están limpias; el dispositivo de pirólisis detiene entonces la pirólisis. El valor "sensiblemente nulo" es elegido por el fabricante de horno según el tipo de horno considerado. La duración de la pirólisis ha sido por consiguiente reducida al mínimo mientras permanece suficientemente larga para volver la cavidad limpia. Después de una pirólisis, la suma \Sigma de los niveles de suciedad almacenados en los medios 5 de tratamiento vuelve a ponerse en cero. Otra opción consiste en ajustar la duración de la pirólisis sobre esta suma \Sigma: este método tiene el inconveniente de no poder tener en cuenta una eventual limpieza con esponja por parte del usuario entre dos pirólisis.

Claims (14)

1. Sistema de evaluación de un estado de suciedad de una cavidad de un horno, caracterizado porque el sistema comprende por lo menos una célula (1) de craqueo de suciedad, liberando el craqueo una energía (E) de craqueo, medios (2) de medida de temperatura (T) asociados a la célula (1), medios (4) para llevar la célula (1) a una temperatura suficiente para provocar el craqueo de la suciedad, medios (3) de medida de la energía (E) de craqueo, y medios (5) de tratamiento que asocian un nivel (N) de suciedad a la energía (E) de craqueo.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el horno comprende un conducto (6) de ventilación dentro del cual está situada la célula (1) y que está situado entre la cavidad (7) y un medio exterior (8), porque los medios (3) de medida de energía comprenden un primer sensor (9) de temperatura, situado aguas arriba de la célula (1) sobre el camino del aire que viene de la cavidad (7) y que atraviesa el conducto (6) hacia el medio exterior (8), y un segundo sensor (12) de temperatura situado aguas abajo de la célula (1), dentro del conducto (6) de ventilación.

3. Sistema de evaluación según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (4) para llevar la célula (1) a una temperatura suficiente para provocar el craqueo de la suciedad son medios de regulación de la célula (1) a una temperatura de consigna suficiente para provocar el craqueo de la suciedad.

4. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque los medios (2) de medida de temperatura comprenden por lo menos un sensor (12) de temperatura que mide una temperatura (T) al nivel de la célula (1), y porque los medios (3) de medida de la energía (E) de craqueo están previstos para medir la potencia (Ps) suministrada a los medios (4) de regulación para mantener la célula (1) a la temperatura de consigna, después para comparar la potencia (Ps) suministrada con una potencia (Pref) de referencia correspondiente a un nivel (N) de suciedad sensiblemente nulo a una misma temperatura de cavidad (7).

5. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado porque el horno comprende un conducto (6) de ventilación dentro del cual está situada la célula (1) y que está situado entre la cavidad (7) y un medio exterior (8), porque los medios (3) de medida de energía comprenden un primer sensor (9) de temperatura, situado aguas arriba de la célula (1) sobre el camino del aire que viene de la cavidad (7) y que atraviesa el conducto (6) hacia el medio exterior (8), y porque los medios (2) de medida de temperatura comprenden un segundo sensor (12) de temperatura situado dentro del conducto (6) de ventilación.

6. Sistema según las reivindicaciones 2 ó 5, caracterizado porque el segundo sensor (12) de temperatura es una sonda de platino situada aguas abajo o dentro de la célula (1).

7. Sistema según las reivindicaciones 2 ó 5, caracterizado porque el segundo sensor (12) de temperatura es un termopar situado aguas abajo o dentro de la célula (1).

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el horno comprende un conducto (6) de ventilación dentro del cual está situada la célula (1) y que está situado entre la cavidad (7) y un medio exterior (8), y porque todo el aire, que viene de la cavidad (7) y que atraviesa el conducto (6) hacia el medio exterior (8), atraviesa también la célula (1).

9. Sistema según la reivindicación 8, caracterizado porque la célula (1) está situada en una extremidad del conducto (6) situada al lado de la cavidad (7).

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios (5) de tratamiento agregan el nivel (N) de suciedad a la suma (\Sigma) de los niveles de suciedad de las cocciones precedentes para obtener un nivel total (NT) de suciedad y comparan el nivel total (NT) con por lo menos un umbral (Up) predefinido, y porque el sistema comprende medios (10) de visualización que exhiben una indicación (IS) de suciedad del horno correspondiente al umbral (Up) cuando el nivel total (NT) es superior al umbral (Up).

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sistema comprende un dispositivo (11) de pirólisis y porque el dispositivo (11) de pirólisis detiene una pirólisis cuando el nivel (N) de suciedad se hace sensiblemente nulo.

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la célula (1) es una célula catalítica.

13. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 12, caracterizado porque los medios (4) de regulación comprenden un elemento calentador que permite calentar la célula (1).

14. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 13, caracterizado porque la temperatura de consigna está comprendida entre 250 y 400 grados Celsius durante la cocción.