ES2399770A2 - Actuador de seguridad termoelectrica adaptado a un quemador de gas de un aparato domestico - Google Patents

Actuador de seguridad termoelectrica adaptado a un quemador de gas de un aparato domestico Download PDF

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Abstract

Actuador de seguridad termoeléctrica adaptado a un quemador que comprende un electroimán (21) conectable a un termopar, una armadura (20), un obturador (23) solidario a la armadura (20), y unos medios de energización auxiliares que están adaptados para mantener energizado dicho electroimán (21) hasta que el termopar sea capaz de mantenerlo energizado. El actuador (10) comprende un brazo basculante (22) en cuyo primer extremo (22a) se dispone fijada la armadura (20) y en el segundo extremo (22b) el obturador (23), basculando el brazo (22) entre una posición de reposo en donde el paso de gas hacia el quemador está cerrado y una posición de activación en donde el electroimán (21) está energizado y el paso de gas abierto, siendo el electroimán (21) energizado inicialmente por los medios de energización auxiliares y mantenido energizado por dichos medios de energización hasta que el termopar es capaz de mantenerlo energizado.

Description

DESCRIPCIÓN
ctuador de seguridad termoeléctrica adaptado a un quemador de gas de un aparato doméstico
SECTOR DE LA TÉCNICA
5
La presente invención se relaciona con un actuador de seguridad termoeléctrica adaptado a un quemador de gas de un aparato doméstico, en particular de un horno, calentador de agua u otros aparatos domésticos que se alimentan preferentemente con gas natural o gas LGP.
ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA
1O 15
Son conocidos quemadores de gas de aparatos domésticos que incluyen dispositivos de seguridad termoeléctrica que cierran el paso de gas hacia el quemador en ausencia de llama. Los dispositivos de seguridad termoeléctrica comprenden grupos magnéticos asociados a un termopar correspondiente, de modo que en la medida que exista llama en el quemador, el termopar de llama correspondiente mantiene energizado el grupo magnético correspondiente, y consecuentemente, el dispositivo termoeléctrico permite el paso de gas hacia el quemador. En ausencia de llama, el termopar se enfría no siendo capaz de mantener alimentado el grupo magnético, con lo cual el grupo magnético es desenergizado cerrando el paso de gas hacia el quemador.
20
Los grupos magnéticos, conocidos en el estado de la técnica, comprenden un electroimán, una armadura que cierra contra el electroimán cuando el grupo magnético es energizado, y un obturador que cierra el paso de gas hacia el quemador cuando cierra contra el asiento correspondiente, disponiéndose el obturador acoplado solidario a la armadura a través de un eje.
25
Desde que se enciende el quemador hasta que el termopar es capaz de mantener el grupo magnético energizado pasa un tiempo, de modo que es necesario que el dispositivo termoeléctrico comprenda unos medios auxiliares que, una vez que el grupo magnético ha sido rearmado manualmente, permitan mantener energizado el grupo magnético hasta que el termopar sea capaz de hacerlo por él mismo.
30
En ES 042087 4 A 1, el dispositivo de seguridad descrito comprende además un grupo de botón de mando, de modo que el usuario debe accionar el botón de mando que actúa mecánicamente sobre el grupo magnético, en particular sobre el
obturador del grupo magnético que es desplazado junto con la armadura hasta la posición abierta en la que permite el paso de gas hacia el quemador, manteniéndolo accionado hasta que el termopar correspondiente es capaz de mantener energizado el grupo magnético.
5 1 O
En US 6,886,581 82, el grupo magnético se dispone alojado en un cuerpo valvular de gas dispuesto el grupo magnético sustancialmente alineado con un eje del cuerpo valvular, de modo que el usuario debe accionar el mando del cuerpo valvular acoplado al eje, para que dicho eje actúe sobre el grupo magnético manteniéndolo en la posición abierta o de paso de gas hasta que el termopar asociado al grupo magnético es capaz de mantener energizado dicho grupo magnético.
15 20 25
US 6,234,189 B 1 describe un grifo de gas o cuerpo valvular que incluye un vástago alojado en el interior del grifo, unos medios de acoplamiento que fijan un mando de control del grifo de gas a una carcasa del grifo de gas y al vástago, impidiendo el desplazamiento axial del mando de control pero no así el giro de dicho mando de control, y un dispositivo de seguridad termoeléctrica que comprende un grupo magnético alineado con el vástago, siendo accionado inicialmente el grupo magnético por medio del vástago. Por otra parte, el grupo magnético está conectado a un termopar y a un controlador, de modo que una vez que el grupo magnético ha sido accionado mecánicamente y la armadura de dicho grupo magnético se dispone en contacto con el electroimán de dicho grupo magnético, el controlador, que es accionado de algún modo al actuar sobre el mando de control, es capaz de mantener energizado temporalmente el grupo magnético. Mientras tanto, el quemador ha sido encendido y el termopar se va calentando y suministrando suficiente corriente al electroimán para mantener el grupo magnético energizado, siendo cortada la alimentación de energía eléctrica desde el controlador.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención es el de proporcionar un actuador de seguridad termoeléctrica adaptado a un quemador de gas de un aparato doméstico según se define en las reivindicaciones.
30
El actuador de seguridad termoeléctrica comprende un electroimán que se conecta a un termopar, una armadura que cierra contra el electroimán cuando dicho electroimán es energizado, un obturador solidario a la armadura que en una posición de reposo cierra contra un asiento impidiendo el paso de gas hacia el quemador, y unos medios de energización auxiliares que se conectan al electroimán
adaptados para mantener energizado dicho electroimán hasta que el termopar sea
capaz de mantener energizado dicho electroimán.
5
El actuador de seguridad termoeléctrica comprende además un brazo basculante en cuyo primer extremo se dispone fijada la armadura y en el segundo extremo se dispone fijado el obturador, basculando el brazo basculante entre una posición de reposo, en donde el paso de gas hacia el quemador está cerrado y una posición de activación, en donde el electroimán está energizado y el paso de gas abierto.
1O 15
De este modo, se obtiene un actuador de seguridad termoeléctrica que puede ser energizado inicialmente a través de los medios de energización auxiliares, no siendo necesario que el usuario bien manualmente o bien suministrando una corriente eléctrica excesiva, rearme la armadura contra el núcleo del electroimán. De este modo el actuador de seguridad termoeléctrica es energizado inicialmente por los medios de energización auxiliares, y mantenido energizado por dichos medios de energización hasta que el termopar es capaz de mantener energizado dicho electroimán.
Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
20
La FIG. 1 muestra una vista en perspectiva de un cuerpo valvular que comprende un actuador de seguridad termoeléctrica según la invención.
La FIG. 2 es una vista mostrado en la FIG. 1.
en perspectiva del actuador de seguridad termoeléctrica
La FIG. 3 es una vista superior del actuador de seguridad termoeléctrica mostrado en la FIG. 1.
25
La FIG. 4 es una sección longitudinal del actuador de seguridad termoeléctrica mostrado en la FIG. 3 según una línea de corte IV-IV.
La FIG. 5 muestra un esquema de un sistema de ignición automático de un quemador que comprende el actuador de seguridad termoeléctrica mostrado en la FIG. 1.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En la figura 1, se muestra un cuerpo valvular 1 adaptado a un quemador de un
aparato doméstico de gas, en particular hornos o calentadores no representados,
que comprende un eje de accionamiento 2 adaptado para acoplar un mando de
5
control no representado, un órgano cónico de regulación no visible en la figura 1,
que regula la salida de gas hacia el quemador, siendo el órgano cónico de
regulación accionado por el eje de accionamiento 2, un conducto de salida de gas
12, y un actuador de seguridad termoeléctrica 1 O que impide el paso de gas hacia el
quemador en el caso de ausencia de llama. El cuerpo valvular 1 comprende otros
1 O
elementos conocidos en el estado de la técnica, no necesarios para la comprensión
de la invención, por lo que han sido omitidos en la descripción.
Por otra parte, el quemador 6, representado esquemáticamente en la figura 5
comprende además unos medios de ignición 3 que provocan la chispa necesaria en
el quemador 6 y que son activados por unos medios de energización auxiliares 4,
15
disponiéndose los medios de ignición 3 conectados al cuerpo valvular 1, tal y como
se muestra en la figura 1, y un termopar 7 de llama que se dispone conectado al
actuador de seguridad termoeléctrica 1 O, cuyo funcionamiento será descrito más
adelante.
El actuador de seguridad termoeléctrica 1 O mostrado en detalle en las figuras 2 a 4,
20
comprende una carcasa 11, un conducto de salida de gas 12 integrado en la propia
carcasa 11, un electroimán 21 mostrado en detalle en la figura 4 que incluye un
núcleo 21 a, preferentemente en forma de U, y una única bobina 21 b arrollada
alrededor del núcleo 21 a, una armadura 20 ferromagnética que cierra contra unas
superficies libres 19 transversales del electroimán 21 cuando dicho electroimán 21
25
es energizado, un obturador 23 solidario a la armadura 20 que en una posición de
reposo del actuador de seguridad termoeléctrica 1 O cierra contra un asiento 13a del
conducto de salida de gas 12, y un brazo basculante 22, en cuyo primer extremo
22a se dispone fijada la armadura 20, mientras que en el segundo extremo 22b se
dispone fijado el obturador 23. El actuador de seguridad termoeléctrica 1 O
30
comprende además unos medios de retorno 27 del brazo basculante 22 desde una
posición de accionamiento, en la cual el electroimán 21 está energizado, y el
obturador 23 separado del asiento 13a, hasta la posición de reposo en la cual el
obturador 23 cierra contra el asiento 13a el paso de gas hacia el quemador.
El actuador de seguridad termoeléctrica 1 O comprende además un casquillo 17
35
metálico de conexión eléctrica a la masa, sobre el cual se fija el electroimán 21,
disponiéndose conectado, en el extremo opuesto al electroimán 21, un terminal de
conexión 18 a través del cual el termopar 7 y los medios de energización auxiliares
4, representado esquemáticamente en la figura 5, se disponen conectados a dicho
actuador de seguridad termoeléctrica 1 O.
Por otra parte, la carcasa 11 comprende un alojamiento 13 en cuyo interior se aloja
5
ajustado el electroimán 21, la armadura 20, el obturador 23 y el brazo basculante
22. El alojamiento 13 está delimitado por una superficie de fondo 13b que incluye
una abertura 16 atravesada al menos parcialmente por el casquillo17, que actúa de
asiento del electroimán 21, y por el propio electroimán 21, fijándose el casquillo 17 a
la carcasa 11 a través de dicha abertura 16. Una vez fijado el casquillo 17 a la
1 O
carcasa 11, las superficies libres 19 transversales del núcleo 21 a contra las cuales
cierra la armadura 20 sobresalen con respecto a la superficie de la carcasa 11 que
actúa de asiento 13a para el obturador 23, de modo que cuando el electroimán 21
es energizado la separación entre dicho asiento 13a y el obturador 23 es suficiente
para permitir el paso de gas hacia el quemador, y por otro lado en la posición de
15
reposo, cuando el obturador 23 hace tope contra el asiento 13a, la separación entre
las superficies libres 19 y la armadura 20 está optimizada para poder rearmar el
electroimán 21 mediante el driver electrónico 4, sin necesidad de un rearme manual.
Por otra parte, sobre la superficie de fondo 13b del alojamiento 13 se disponen
fijados unos soportes fijos 24 del brazo basculante 22, los cuales se disponen
20
conectados entre sí por medio de una placa 25 fijada a ambos soportes 24,
dispuesta sustancialmente ortogonal al brazo basculante 22, tal y como se muestra
en la figura 2. La placa 25, sustancialmente rectangular, incluye un saliente 25b que
sobresale axialmente, sobre el cual acoplan los medios de retorno 27.
Por último, el brazo basculante 22 comprende un saliente 22f que sobresale
25
axialmente desde una superficie 22c del brazo basculante 22 que se dispone
enfrentada a la placa 25, acoplándose en el saliente 22f los medios de retorno 27
del brazo basculante 22. El saliente 22f del brazo basculante 22, que se dispone
sustancialmente desplazado con respecto a uno de los ejes de simetría de dicho
brazo basculante 22, determina el eje de basculación de dicho brazo basculante 22.
30
Por otra parte, los medios de retorno 27 comprenden un muelle, de modo que a
través del muelle 27 el brazo basculante 22 se dispone acoplado a la placa 25,
pudiendo bascular entre la posición de reposo y la posición de activación.
El actuador de seguridad termoeléctrica 1 O se fija al cuerpo valvular 1 a través de la
carcasa 11, para lo cual la carcasa 11 comprende en el extremo opuesto al
35
conducto de salida de gas 12 y a la abertura 16, una base 14, incluyendo la base 14
unas ore jetas 15 exteriores a través de las cuales se fija al actuador 1 O al cuerpo
5
valvular 1 y un rebaje 14a en donde se inserta una arandela de estanqueidad no representada. El ensamblaje del actuador de seguridad termoeléctrica 1 O al cuerpo valvular 1 es rápido y sencillo, pudiendo adaptarse fácilmente el actuador de seguridad termoeléctrica 1 O a diferentes cuerpos valvulares 1. Además, con esta configuración se facilita el mantenimiento, dado que cualquier elemento que forma parte del actuador de seguridad 1 es fácilmente sustituible.
1 O 15
Por último, en la figura 5 se muestra un sistema de ignición automático adaptado a un quemador de un aparato doméstico a gas, que comprende el actuador de seguridad termoeléctrica 1O, los medios de energización auxiliares 4 que comprenden un driver electrónico 4 conectado al actuador de seguridad termoeléctrica 1 O por medio del terminal de conexión 18, el termopar 7 conectado al actuador de seguridad termoeléctrica 1 O por medio del terminal de conexión 18 y dispuesto próximo al quemador 6 correspondiente, y los medios de ignición 3 generadores de chispas conectados con el driver electrónico 4 y dispuestos próximos al quemador 6.
20
Cuando el usuario acciona un control 5 para encender el quemador 6 correspondiente, el control 5 envía la orden correspondiente al driver electrónico 4 para que proporcione la energía eléctrica necesaria al electroimán 21 para que se energice, atrayendo a la armadura 20 sin necesidad de que el usuario actúe directamente sobre el propio electroimán 21 teniendo que acercar la armadura 20 contra el electroimán 21 manualmente. El driver electrónico 4 proporciona la energía eléctrica necesaria para atraer la armadura 20 hacia el electroimán 21, y mantenerlo energizado durante un tiempo determinado a la vez que actúa sobre los medios de ignición 3 para que generen las chipas necesarias.
25
Si la llama ha sido encendida, el termopar 7 se calienta generando a su vez energía eléctrica con la cual se alimenta el electroimán 21 para que continúe energizado sin consumo energético. De este modo, el sistema de ignición puede ser alimentado inicialmente por medio de baterías estándar.
30
Después del tiempo inicial determinado, el driver electrónico 4 corta el suministro de energía eléctrica al actuador 1 O, de modo que si no había llama o bien esta era demasiado débil como para que el termopar 7 generara suficiente energía eléctrica como para mantener el electroimán 21 energizado, el brazo basculante 22 del actuador 1 O se posiciona en la posición de reposo, cerrando el paso de gas hacia el quemador.
35
En el caso de que la llama se haya apagado, el driver electrónico 4 activa de nuevo

los medios de ignición 3 para que generen más chispas y de este modo, reencender la llama. Si la llama no se vuelve a encender, el actuador 1 O cierra el paso de gas al haberse enfriado el termopar 7, y por lo tanto, desenergizarse el electroimán 21.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Actuador de seguridad termoeléctrica adaptado a un quemador de gas de un aparato doméstico que comprende un electroimán (21) que se conecta a un termopar (7), una armadura (20) que cierra contra el electroimán (21) cuando dicho electroimán (21) es energizado, un obturador (23) solidario a la armadura (20) que en una posición de reposo cierra contra un asiento (13a) impidiendo el paso de gas hacia el quemador, y unos medios de energización auxiliares ( 4) que se conectan al electroimán (2) adaptados para mantener energizado dicho electroimán (21) hasta que el termopar (7) sea capaz de mantener energizado dicho electroimán (21 ), caracterizado porque el actuador de seguridad termoeléctrica (1 O) comprende además un brazo basculante (22) en cuyo primer extremo (22a) se dispone fijada la armadura (20) y en el segundo extremo (22b) se dispone fijado el obturador (23), basculando el brazo basculante (22) entre una posición de reposo en donde el paso de gas hacia el quemador está cerrado y una posición de activación, en donde el electroimán (21) está energizado y el paso de gas abierto, siendo el electroimán (21) energizado inicialmente por los medios de energización auxiliares (4) y mantenido energizado por dichos medios de energización (21) hasta que el termopar (7) es capaz de mantener energizado dicho electroimán (21 ).
  2. 2.
    Actuador de seguridad termoeléctrica según la reivindicación anterior, en donde el electroimán (21) comprende un núcleo (21 a), sustancialmente en forma de U, y una única bobina (22a) que arrolla el núcleo (21a), disponiéndose la bobina (22a) conectada al termopar (7) y a los medios de energización auxiliares (4) por medio de un terminal de conexión (18).
  3. 3.
    Actuador de seguridad termoeléctrica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos medios de retorno (27) del brazo basculante (22) a la posición de reposo, disponiéndose acoplado el brazo basculante (22) a un soporte fijo (24) a través de los medios de retorno (27).
  4. 4.
    Actuador de seguridad termoeléctrica según la reivindicación anterior, que comprende una placa (25) dispuesta sustancialmente ortogonal al brazo basculante (22) a través de la cual se acopla dicho brazo basculante (22) al soporte fijo (24 ), incluyendo la placa (25) un saliente (25b) sobre el cual se acoplan, sustancialmente concéntricos, los medios de retorno (27).
  5. 5.
    Actuador de seguridad termoeléctrica según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, en donde el brazo basculante (22) comprende un saliente (22f) sobre el cual se acoplan, sustancialmente concéntricos, los medios de retorno (27).
  6. 6.
    Actuador de seguridad termoeléctrica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una carcasa (11) que incluye un alojamiento (13) en cuyo interior se aloja el electroimán (21 ), el brazo basculante (22), la armadura (20) y el obturador (23), y un conducto de salida de gas (12) comunicado con el alojamiento (13), disponiéndose el electroimán (21) sustancialmente paralelo al conducto de entrada de gas (12).
  7. 7.
    Actuador de seguridad termoeléctrica según la reivindicación anterior, en donde el alojamiento (13) está delimitado por una superficie de fondo (13b) que incluye una abertura (16) a través de la cual se fija el electroimán (21) a la carcasa (11 ), y un asiento (13a) contra el cual cierra el obturador (23), disponiéndose el asiento (13a) sustancialmente paralelo a la superficie de fondo (13b).
  8. 8.
    Actuador de seguridad termoeléctrica según la reivindicación anterior, en donde el electroimán (21) incluye unas superficies libres (19) contra las cuales entra en contacto la armadura (20), disponiéndose el electroimán (21) en el interior del alojamiento (13) de la carcasa (11) de modo que las superficies libres (19) sobresalen con respecto al asiento (13a).
  9. 9.
    Cuerpo valvular que comprende un actuador de seguridad termoeléctrica (1 O) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
    1O. Sistema de ignición automática adaptada a un quemador de un aparato doméstico, que comprende el actuador de seguridad termoeléctrica (1 O) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el termopar (7) que se conecta al actuador de seguridad termoeléctrica (1 0), y los medios de energización auxiliares (4) que se conectan al actuador de seguridad termoeléctrica (1 0).
  10. 11. Sistema de ignición automática según la reivindicación anterior, en donde los medios de energización auxiliares (4) comprenden un driver electrónico (4) que comandado por un control (5), proporciona al electroimán (21) la energía eléctrica necesaria para rearmar dicho electroimán (21 ).
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