ES2282006B1 - Dispositivo de seguridad para instalaciones de gas y procedimiento de deteccion. - Google Patents
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Abstract
El dispositivo de seguridad para instalaciones de gas y procedimiento de detección, se refiere a un dispositivo de seguridad, de particular aplicación a instalaciones domésticas, formado por un sistema de detección de gas y un sistema de cierre del suministro de gas, comprendiendo dicho sistema de detección de gas una unidad de control, un sensor para la detección de propano, butano o metano (gas natural) y un sensor para la detección de monóxido de carbono, entre otros. Asimismo también dispone de una fuente de alimentación alternativa. También es objeto de la presente invención un procedimiento de detección de gas.
Description
Dispositivo de seguridad para instalaciones de
gas y procedimiento de detección.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de seguridad para instalaciones de gas, bien sean de
butano y propano o de metano (gas natural), especialmente concebido
para evitar accidentes debidos a escapes o mala combustión de los
citados gases en instalaciones domésticas, pero que también puede
ser aplicado a instalaciones industriales.
Son frecuentes los accidentes domésticos en los
que se producen explosiones debidas a fugas de gas, bien sea
butano, propano o metano (gas natural) así como las intoxicaciones
de personas producidas por inhalación de monóxido de carbono debido
a una mala combustión de los citados gases.
A tal efecto existen en el mercado una serie de
dispositivos de vigilancia doméstica para escapes de gas que
incluyen un detector de gas asociado a una unidad de control que
recibe las señales del detector, así como una válvula de control que
cierra el suministro de gas en caso de que se detecte un escape. No
es conocido ningún dispositivo que detecte concentraciones
peligrosas de butano y propano o metano (gas natural) en combinación
con detectores de monóxido de carbono, previendo en un mismo
dispositivo el riesgo de explosión y de intoxicación por
inhalación.
La solicitud de patente número
GB-2255849-A1 describe un
dispositivo que presenta un sensor de gas y una unidad de control
que en el caso de que exista una fuga de gas corta el suministro
del mismo y emite una señal de alarma. La solicitud de patente
europea número EP-0440828-A1
describe otro dispositivo similar al anterior que presenta un
sensor de gas y una unidad de control que emite una alarma y corta
el suministro de gas en caso de detección de concentraciones mayores
a las predeterminadas en el dispositivo.
Dichos dispositivos de vigilancia se alimentan a
través de la red eléctrica de distribución, de manera que cuando se
produce un corte en el suministro eléctrico, el dispositivo deja de
funcionar, suponiendo un peligro importante ante posibles fugas que
pudieran darse mientras el dispositivo de detección se encuentra sin
alimentación.
Asimismo, dichos dispositivos son susceptibles
del envenenamiento de sus sensores, debido a la presencia de otros
productos distintos a los gases a detectar que pueden dar lugar a
una serie de falsas alarmas que hacen dudar de la fiabilidad del
equipo.
Otro de los problemas que presentan este tipo de
dispositivos es que son manipulables, permitiendo ignorar la
advertencia del dispositivo mediante su manipulación y
posibilitando así que la alta concentración de gas siga aumentando.
Asimismo la manipulación de los dispositivos puede tener como
consecuencia un mal funcionamiento del mismo.
El equipo de seguridad para instalaciones de gas
que la invención propone resuelve de manera plenamente
satisfactoria la problemática anteriormente expuesta,
proporcionando un dispositivo capaz de prevenir y evitar los escapes
de gas y monóxido de carbono en instalaciones, preferiblemente
domésticas, que permite cortar el suministro del gas ante una
eventual fuga o una mala combustión del mismo, emitiendo al mismo
tiempo una señal de alarma.
El objeto de la invención es proporcionar un
dispositivo capaz de prevenir y evitar conjuntamente los escapes de
gas y monóxido de carbono en dichas instalaciones, comprendiendo un
sensor de detección de gas, un sensor de detección de monóxido de
carbono, una unidad, de control, una válvula de cierre del sistema
de alimentación de gas y un sistema de alimentación.
Asimismo es objeto de la invención que dicho
dispositivo sea capaz de permanecer operativo durante el mayor
tiempo posible cuando se produzcan cortes en el suministro de la
corriente eléctrica debido a la batería incluida en el dispositivo.
El funcionamiento del dispositivo en las condiciones anteriores
estará determinado por la autonomía de la batería recargable del
dispositivo, la cual no será menor de seis horas.
Otro objeto de la invención es que dicho
dispositivo se configure de tal manera que impida la posterior
manipulación del mismo una vez instalado.
Para ello, y de manera mas concreta, el
dispositivo de seguridad está constituido a partir de dos elementos
principales: un sistema de detección de gases y un sistema de
cierre del suministro de gas.
El sistema de detección de gases está
constituido a partir de una unidad de control o C.P.U, que se
alimenta de la red de distribución eléctrica a través de su
correspondiente fuente de alimentación, incorporando un sistema de
alimentación paralelo, constituido a partir de una serie de
acumuladores eléctricos.
Dicha unidad de control, está asociada a una
serie de sensores para la detección de gases en función del tipo de
instalación en la que vaya a ser emplazado, mas concretamente del
tipo de gas empleado, como pueden ser butano, propano o metano (gas
natural), disponiendo asimismo en cualquiera de los casos de un
sensor detector de monóxido de carbono.
Dichos sensores, una vez hayan detectado la
presencia de una cierta concentración de gas superior a un valor
previamente determinado, envían una señal a la unidad de control, y
ésta se encarga de activar un sistema de alarma sonoro y/o visual,
mediante el empleo de al menos un altavoz y/o una señalización
luminosa, a la vez que activa el sistema de cierre del suministro de
gas.
El sistema de cierre del suministro de gas
consiste en una electroválvula controlada a través de la unidad de
control mediante sus correspondientes conducciones eléctricas e
instalada en la toma de suministro de gas. Por motivos de
seguridad, dicha electroválvula está diseñada para que tienda en
todo momento a cerrarse, de manera que para que permanezca abierta
es necesario mantenerla alimentada eléctricamente. De esta manera
se consigue que la electroválvula se cierre siempre que se detecte
una concentración del gas considerada como peligrosa, bien sea
butano, propano, metano (gas natural) o monóxido de carbono, así
como ante cualquier fallo de alimentación eléctrica del
circuito.
A tal efecto el dispositivo cuenta, como
anteriormente se ha mencionado, con un sistema de acumuladores o
batería dispuesto paralelamente a la fuente de alimentación de la
unidad de control, que se recarga mientras exista suministro de la
red de distribución eléctrica, dando prioridad a su alimentación a
través de ésta, mientras que ante un eventual corte en el
suministro eléctrico, el circuito es alimentado automáticamente por
dichos acumuladores, activando simultáneamente una señal de alarma
para avisar a los usuarios de dicho corte de suministro. En caso de
reestablecerse la energía eléctrica, dicha alarma se detiene de
forma totalmente automática.
Tanto el sistema de detección de gas, como la
electroválvula se disponen embebidos en resina o cualquier material
de características similares, formando un encapsulado que impide el
manipulado de dichos dispositivos, actuando así mismo como medio de
protección antiexplosión.
Para complementar la descripción y con objeto de
ayudar a una mejor comprensión de las características de la
invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización
práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha
descripción, una figura en donde con carácter ilustrativo y no
limitativo, se muestra una representación esquemática de un equipo
de seguridad para instalaciones de gas, realizado de acuerdo con el
objeto de la presente invención.
A la vista de la figura reseñada puede
observarse como el dispositivo de seguridad para instalaciones de
gas que la invención propone está constituido a partir de un
sistema de detección de gas 1 así como un sistema de cierre del
suministro de gas 2.
El sistema de detección de gas 1 incorpora una
unidad de control 3 que se encarga de activar el sistema de cierre
de suministro de gas 2 cuando detecta unas concentraciones de gas
superiores a unos valores preestablecidos y para los que ha sido
programada. Para ello, dicha unidad de control 3 incorpora al menos
dos detectores de gas 4 y 5 asociados eléctricamente a la misma.
En función del tipo de instalación en la que
esté destinada a implantarse dicho equipo de seguridad, el sistema
de detección de gas dispondrá de un sensor 4 específico para la
detección de butano, propano o metano (gas natural), mientras que
en cualquiera de los casos dicho sistema de detección de gas 1
incorporará un sensor para la detección de 5 de monóxido de
carbono.
El sensor 4 utilizado para la detección de gas,
bien sea butano, propano o metano (gas natural) es el modelo TGS
2610 de la marca FIGARO, mientras que el sensor 5 utilizado para la
detección del monóxido de carbono es el modelo
ECO-SURE (2E) de la marca SIXTH SENSE.
Los valores preestablecidos como límites de
seguridad en la unidad de control son (concentración y limite
inferior de explosión):
| - Para butano: | 2050 ppm; %LIE 14,64 |
| - Para propano: | 1970 ppm; %LIE 11,6 |
| - Para metano (gas natural): | 2210 ppm; %LIE 4,8 |
| - Para monóxido de carbono: | 24 ppm |
A tal efecto se han previsto dos realizaciones
preferentes de la invención, una destinada a emplearse en
instalaciones de butano o propano, con sus correspondientes
detectores 4, y una específicamente destinada a instalaciones de
metano (gas natural), estando en cada uno de los casos el sistema de
cierre de suministro de gas 2 adaptado al tipo de toma 6 de
alimentación de dicho gas. Durante la instalación del dispositivo
en función del gas a detectar, el instalador seleccionará mediante
un interruptor qué tipo de gas debe detectar el sensor 4, bien
metano (gas natural) bien propano y butano.
El sistema de detección de gas 1 está
relacionado con el sistema de cierre del suministro de gas 2 a
través de una conducción eléctrica 7 que permite la instalación de
dichos elementos en las ubicaciones mas adecuadas en función de las
características de cada gas.
Para ello, esta previsto que si se trata de una
instalación de gas butano o propano, el sistema de detección de gas
se instale en una zona baja, mientras que si se trata de una
instalación de gas metano (gas natural), dicho dispositivo debe
instalarse en una zona elevada.
El sistema de suministro de gas está constituido
por una electroválvula 8 conectada en serie sobre la toma de
suministro de gas 6, y que como anteriormente se ha dicho, por
seguridad tiende en todo momento a la posición de cierre, de manera
que su apertura se obtiene mediante el suministro de corriente
eléctrica a través de la conducción 7 mediante la unidad de control
3, suministro que es interrumpido ante cualquier detección de gas
cuya concentración se estime peligrosa.
Dicha unidad de control está abastecida mediante
su correspondiente fuente de alimentación 9, que se conecta a la
red de distribución eléctrica a través de medios habituales de
conexión 10, disponiendo adicionalmente de un sistema de
alimentación auxiliar 11 dispuesto en paralelo, constituido por una
serie de acumuladores eléctricos o baterías que se recargan
mientras el sistema esté conectado a la línea eléctrica, pasando
automáticamente a alimentar el circuito en caso de fallo en el
suministro eléctrico.
Asimismo, el sistema de detección de gas 1
incorpora un dispositivo de alarma 12 que se activa ante la
detección de concentraciones de gas peligrosas así como cuando se
produzcan fallos en el suministro de la línea eléctrica.
Dicho dispositivo de alarma incorpora al menos
un altavoz 13 a través del cual la unidad de control 3 emite una
señal acústica que puede opcionalmente estar diferenciada en
función de los dos tipos de alarma descritos, por falta de
corriente eléctrica o por una concentración peligrosa de gas,
pudiendo incorporar asimismo uno o más elementos de señalización
luminosa 14 que se activen ante la señal de alarma emitida por la
unidad de control 10.
Por último, cabe destacar que tanto el sistema
de detección de gas 1, como el sistema de cierre del suministro de
gas 2 disponen de respectivos encapsulados 15 y 16 que impiden la
manipulación de los mismos, actuando como elemento de seguridad y
ofreciendo un alto grado de protección antiexplosión, los cuales se
obtienen mediante el embebido de dichos dispositivos en resina
durante su proceso de fabricación.
El grado de protección mecánica del dispositivo
es IP54, mientras que el grado de protección explosiva, con
clasificación Eexm, otorgado por el encapsulado se consigue
mediante una resina tipo Epoxi clase térmica B.
El dispositivo ha sido sometido a diversos
ensayos en laboratorio con el fin de contrastar su funcionamiento y
analizar los resultados obtenidos, concretamente dichos ensayos o
pruebas se encaminaron a conocer la fiabilidad en la detección de
los distintos gases para los que el dispositivo ha sido diseñado, es
decir, butano, propano, metano (gas natural)y monóxido de
carbono. Asimismo los ensayos fueron empleados para determinar los
valores de alarma para cada uno de los gases.
Para ello se repitieron las pruebas de detección
y alarma para diferentes concentraciones de cada gas con las
siguientes características:
- -
- Metano (gas natural) 2,5 del 99,5% de pureza
- -
- Propano 3,5 del 99,5% de pureza
- -
- Butano 2,5 del 99,5% de pureza
- -
- Monóxido de carbono puro
Las concentraciones de cada uno de los gases a
ensayar fueron calculadas de acuerdo a la norma UNE EN 50194
partiendo de los valores iniciales declarados como punto de alarma
(equivalentes a la columna C2 de la tabla siguiente),
concretamente:
\vskip1.000000\baselineskip
Los límites de explosividad han sido fijados de
acuerdo con la norma
UNE-EN-61749-1.
Para conseguir las concentraciones se empleó un
diluidor marca Environics Series 2000 para la generación de mezclas
a partir de componentes puros con diferentes caudalímetros.
Posteriormente dichas mezclas fueron conducidas hasta el detector
para observar el comportamiento del mismo y comprobar si generaban
o no la alarma correspondiente. Dichas pruebas se repitieron 3 veces
a intervalos de 5 minutos, obteniéndose los siguientes
resultados:
\vskip1.000000\baselineskip
Los ensayos realizados determinaron que la
concentraciones y limites inferiores de explosión (%LIE) a
determinar como valores de alarma del dispositivo son:
Claims (17)
1. Dispositivo de seguridad para instalaciones
de gas, formado por un sistema de detección de gas y un sistema de
cierre de suministro de gas, comprendiendo dicho sistema de
detección de gas al menos un primer sensor para la detección de gas
utilizado como combustible en la instalación y una fuente de
alimentación conectada a la red de distribución eléctrica, estando
dicho sensor y fuente de alimentación conectados a una unidad de
control a su vez asociada al sistema de cierre de suministro de gas
situado en la línea de suministro de gas a la instalación,
caracterizado porque dicho sistema de detección de gas
comprende adicionalmente un segundo sensor para la detección de
monóxido de carbono conectado a la unidad de control.
2. Dispositivo, según reivindicación 1,
caracterizado porque dicho primer sensor para la detección
de gas mide las concentraciones de butano y propano.
3. Dispositivo, según reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque dicho primer sensor para la detección
de gas mide las concentraciones de metano.
4. Dispositivo, según reivindicación 1,
caracterizado porque dicha fuente de alimentación dispone de
un sistema auxiliar de alimentación constituido por uno o más
acumuladores eléctricos que se recargan automáticamente a través de
la red eléctrica, alimentando automáticamente a la unidad de control
en caso de fallo en el suministro eléctrico.
5. Dispositivo, según reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad de control se encuentra
asociada a un sistema de alarma.
6. Dispositivo, según reivindicación 5,
caracterizado porque dicho sistema de alarma es
luminoso.
7. Dispositivo, según reivindicación 5 o 6,
caracterizado porque dicho sistema de alarma es sonoro.
8. Dispositivo, según reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de cierre de suministro de
gas es una electroválvula.
9. Dispositivo, según reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de detección de gas se
encuentra encapsulado para evitar su manipulación.
10. Dispositivo, según reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de cierre de suministro de
gas se encuentra encapsulado para evitar su manipulación.
11. Dispositivo, según reivindicaciones 9 o 10,
caracterizado porque dicho encapsulado se obtiene mediante el
embebido en resina.
12. Procedimiento de detección de gas, para
dispositivos de seguridad para instalaciones de gas del tipo que
comprenden un sistema de detección de gas y un sistema de cierre de
suministro de gas, incluyendo dicho sistema de detección de gas al
menos un sensor para la detección de gas utilizado como combustible
en la instalación, un sensor para la detección de monóxido de
carbono y una fuente de alimentación conectada a la red de
distribución eléctrica, estando dicho sensor y fuente de
alimentación conectados a una unidad de control a su vez asociada
al sistema de cierre de suministro de gas situado en la línea de
suministro de gas a la instalación, caracterizado porque
dicho al menos un sensor mide la concentración de gas en el
ambiente para que a continuación la unidad de control compare la
medición del sensor con valores de riesgo o alarma prefijados en la
misma y cuando la medición sea igual o superior al valor prefijado,
la unidad de control conectada al sistema de cierre de suministro
de gas emita una señal cerrando dicho sistema y por tanto el
suministro de gas a la instalación.
13. Procedimiento, según la reivindicación 12,
caracterizado porque al mismo tiempo que se activa dicho
sistema de cierre de suministro de gas la unidad de control emite
una señal de alarma mediante un sistema de alarma luminoso o sonoro
al que se encuentra conectado.
14. Procedimiento, según reivindicación 12,
caracterizado porque dicho gas es butano, propano o
metano.
15. Procedimiento, según reivindicación 14,
caracterizado porque se activa cuando el valor de alarma
almacenado en la unidad de control para el metano (gas natural) es
una concentración de 2.210 ppm y %LIE de 4,80.
16. Procedimiento, según reivindicación 14,
caracterizado se activa cuando el valor de alarma almacenado
en la unidad de control para el propano es una concentración de
1.970 ppm y %LIE de 11,60.
17. Procedimiento, según reivindicación 14,
caracterizado se activa cuando el valor de alarma almacenado
en la unidad de control para el butano es una concentración de
2.050 ppm y %LIE de 14,64.
Priority Applications (1)
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|---|---|
| ES2282006A1 ES2282006A1 (es) | 2007-10-01 |
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Effective date: 20211122 |