IT8922331A1

IT8922331A1 - Procedimento e dispositivo per la creazione di una miscela combustibile-aria comburente da addurre a una combustione.

Info

Publication number: IT8922331A1
Application number: IT1989A22331A
Authority: IT
Inventors: Joachim Berg
Original assignee: Vaillant Joh Gmbh & Co
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1991-05-09
Also published as: GB2226163A; NL8902775A; FR2638819A1; DE3937290A1; GB8925455D0; IT8922331A0; IT1236688B

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Procedimento e dispositivo per la creazione di una miscela combustibile-aria comburente da addurre a una combustione"

Riassunto del trovato

Per la creazione di una miscela combustibile-aria comburente, di composizione ottimale, da addurre a una combustione vengono determinate le porzioni dell'aria comburente e del combustibile in questa miscela in dipendenza dalla rispettiva conducibilit? elettrica della zona (4) della fiamma della combustione.

La misura della conducibilit? avviene mediante un elettrodo (14) di ionizzazione e un elettrodo di massa, ad esso associato, in un circuito elettrico (17) guidato attraverso la zona di fiamma; il risultato della misura viene confrontato con un valore prefissato determinato empiricamente e 1'indice dell'eccesso d'aria della miscela viene regolato sulla base di questo confronto, (figura 2).

Descrizione del trovato

L'invenzione concerne un procedimento e un dispositivo per la creazione di una miscela combustibile-aria comburente da addurre a una combustione.

E' compito dell'invenzione garantire, malgrado le condizioni di volta in volta variabili presenti per una tale combustione, gi? con l'avviamento della combustione l'impostazione immediata di una composizione migliore individualmente caso per caso della miscela.

Le cause per scostamenti del cosiddetto indice dell'eccesso d'aria, che indica la composizione della miscela, dal rispettivo optimum possono essere molto diverse, ad esempio si pu? trattare di differenti composizioni del combustibile, di oscillazioni della temperatura dell'aria, di oscillazioni della pressione nella conduzione dei gas di scarico oppure di una piastra del bruciatore -all'inizio del processo di combustione- ancora fredda. In ogni caso tali oscillazioni dell' indice dell'eccesso d'aria causano disturbi del processo di combustione e possono comportare una limitazione del campo di impiego dei bruciatori.

In particolare con una combustione piatta di una miscela costituita dal gas combustibile e aria comburente risulta che l'indice dell'eccesso d'aria, cio? quel rapporto tra la porzione di gas combustibile e la porzione di aria comburente che garantisce una combustione pi? o meno completa, cio? ottimale, determina in modo molto decisivo la grandezza della corrente di ionizzazione presentantesi nella zona della fiamma, che pu? essere misurata perfettamente con un dispositivo di sorveglianza associato alla zona della fiamma e che misura la rispettiva ionizzazione.

Dal legame diretto fra il rispettivo indice dell'eccesso d'aria effettivo di una miscela addotta alla combustione da un lato e della grandezza della corrente di ionizzazione accertabile mediante una sorveglianza della fiamma per mezzo di un elettrodo di ionizzazione dall'altro lato, ? possibile determinare empiricamente per un determinato campo, nel quale l'indice dell'eccesso d'aria ? maggiore di 1, cio? ? sovrastechiometrico, un valore prefissato della grandezza della corrente di ionizzazione, di volta in volta caratteristico per una combustione ottimale.

Ad una impostazione nominale di un bruciatore, che viene fatto funzionare con gas di prova normalizzato, si forma -per un detrminato tipo della disposizione degli elettrodi, nonch? per una condizione individuale della piastra del bruciatore e della camera del bruciatore- una correlazione rilevabile in modo funzionale e sfruttabile, cio? una dipendenza fra la grandezza effettiva della rispettiva corrente di ionizzazione della zona della fiamma da un lato e l'indice effettivo dell'eccesso d'aria dall'altro lato, da questa funzione (dipendenza) pu? venire determinato, per una determinata grandezza di volta accettabile della corrente di ionizzazione, che corrisponde a un indice ottimale dell'eccesso d'aria, un valore prefissato di questo indice X. dell' eccesso d'aria.

Se ora, all'avviamento della combustione oppure durante la combustione, il valore effettivo della corrente di ionizzazione devia da questo valore prefissato rilevato, l'indice dell'eccesso d'aria, che pu? venire influenzato nel senso di una impostazione sul valore prefissato, per esempio mediante variazione del numero di giri della soffiante, variazione della quantit? di combustibile, farfalle regolanti lato aria o simili.

Basandosi su questa cognizione ? previsto, conformemente all'invenzione, per la soluzione del problema sopra definito, che la porzione dell'aria comburente, rispettivamente del combustibile nella miscela, venga regolata in dipendenza dalla rispettiva conducibilit? elettrica della zona della fiamma della combustione, cio?, a titolo di esempio, in dipendenza dalla grandezza della rispettiva corrente di ionizzazione.

Concretamente viene quindi misurata la conducibilit? della zona della fiamma, viene confrontata con un valore prefissato determinato empiricamente e viene regolata, sulla base del risultato del confronto la porzione dell'aria comburente e del combustibile della miscela, fino al raggiungimento del valore prefissato della conducibilit? della zona della fiamma.

La soluzione conforme all'invenzione porta, tra l'altro, il vantaggio che il tempo di riscaldamento della piastra del bruciatore, nel caso di un avviamento a freddo, pu? venire considerevolmente accorciato. Oltre a ci? viene garantita con qualit? variabile del gas e con condizioni variabili dell' aria, una qualit? costante della combustione.

Rispetto a una regolazione dell'indice dell'eccesso d'aria equipaggiata con una sonda di O2, la soluzione conforme all'invenzione si contraddistingue per una costruzione notevolmente pi? semplice e consente -cosa che ? importante in particolare per l'avviamento a freddo- un rilevamento quasi privo di ritardo del valore effettivo istantaneo dell'indice dell'eccesso d'aria.

Un dispositivo idoneo allo svolgimento del procedimento conforme all'invenzione comprende un bruciatore alimentato con una miscela combustibile-aria comburente, un circuito elettrico guidato attraverso la zona della fiamma di questo bruciatore con un elettrodo di ionizzazione associato a questa zona della fiamma, nonch? un elettrodo di massa associato ad esso e uno strumento di misura disposto in questo circuito elettrico che misura l'intensit? di corrente, il quale strumento trasmette, attraverso una linea di comando, il valore caratteristico della grandezza effettiva dell'intensit? della corrente a un regolatore, che confronta questo valore di misura effettivo con un valore prefissato trasmesso ad esso da un trasduttore di valore prefissato e che regola, in base al risultato del confronto, la grandezza delle porzioni dell'aria comburente e del gas combustibile addotte alla miscela.

Le grandezze di queste porzioni sono dipendenti coercitivamente l'una dall'altra.

Il citato regolatore pu? essere collegato pertanto a titolo di esempio attraverso una linea di comando con il comando di una valvola di massa regolante l'adduzione del combustibile a una camera di miscelazione, questo regolatore pu? per? essere collegato a titolo di esempio anche attraverso una linea di comando con un comando che comanda l'aspirazione dell'aria in una camera di miscelazione.

L'invenzione ? illustrata nel seguito in base ai disegni, la figura 1 illustra in un diagramma la correlazione fra i valori caratteristici dell'indice dell'eccesso d'aria, riportati in ascissa, e dell'intensit? della corrente d? ionizzazione, riportati in ordinata e

la figura 2 illustra lo schema di un dispositivo idoneo allo svolgimento del procedimento conforme all'invenzione. Conformemente alla figura 1, nel campo R di regolazione, cio? in una parte del campo denominato con B, nel quale l'indice dell'eccesso d'aria ? maggiore di 1, ad un determinato valore caratteristico dell'indice dell'eccesso d'aria di volta in volta ottimale corrisponde una determinata intensit? I della corrente di ionizzazione, cosicch?, inversamente, per un determinato valore effettivo misurato della corrente di ionizzazione ? possibile accertare in quale senso deve venire influenzato l'indice dell'eccesso d'aria e debbono venire influenzate le porzioni della miscela per garantire una combustione ottimale con un indice di eccesso d'aria ? n.

La figura 2 mostra in particolare un apparecchio 1 riscaldato con bruciatore, il cui scambiatore 2 di calore ? riscaldabile dal gas di scarico, ritornante ad una conduzione 3 dei gas di scarico, della zona 4 della fiamma di una piastra 5 del bruciatore, le cui aperture di uscita della miscela vengono alimentate da una camera 6 di distribuzione con una miscela di gas combustibile-aria comburente.

A questa camera 6 di distribuzione la miscela viene addotta mediante una soffiante 8, azionata da un motore 7, da una camera 9 di miscelazione alla quale viene addotto gas combustibile da una tubazione 10 di alimentazione attraverso una valvola 12, comandabile da un comando 11, e alla quale fluisce aria comburente attraverso una fessura 13.

Alla zona 4 della fiamma della piastra 5 del bruciatore sono associati l'elettrodo 14 di ionizzazione ed un elettrodo 15 di massa; essi si trovano in un circuito elettrico 17 alimentato da una sorgente 16 di corrente che conduce attraverso la zona 4 della fiamma per mezzo dei due elettrodi 14 e 15 e comprende uno strumento 18 di misura che misura l' intensit? della corrente e trasmette il valore di misura attraverso la linea 19 a un regolatore 20.

A questo regolatore 20 ? inoltre collegato, attraverso una linea 21, un trasduttore 22 di valore prefissato che trasmette al regolatore 20 il valore prefissato di volta in volta valevole per un determinato stato di cose individuale. Il regolatore 20 contiene un circuito di confronto che confronta il valore effettivo della corrente di ionizzazione fornito dallo strumento 18 di misura con il valore prefissato. Sulla base del risultato del confronto il regolatore 20 pu? trasmettere, attraverso le linee 23 rispettivamente 24 di comando, impulsi di comando sia al comando del motore 7 della soffiante che anche al comando 11 della valvola 12 del gas che determina la porzione di combustibile della miscela.

Evidentemente esistono inoltre ancora numerose altre possibilit? di influenzare l'indice dell' eccesso d'aria e di impostarlo su un valore prefissato ottimale.

Claims

Rivendicazioni 1. Procedimento per la produzione di una miscela combustibile -aria comburente da addurre a una combustione, caratterizzato dal fatto che la porzione dell'aria comburente, rispettivamente del combustibile nella miscela viene regolata in dipendenza dalla rispettiva conducibilit? elettrica della zona della fiamma della combustione, ad esempio in dipendenza dalla grandezza della rispettiva corrente di ionizzazione.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che viene misurata la conducibilit? della zona della fiamma, confrontata con un valore prefissato determinato empiricamente e, sulla base del risultato del confronto, la porzione dell'aria comburente e del combustibile della miscela viene regolata fino al raggiungimento del valore prefissato della conducibilit? della zona della fiamma.
3. Dispositivo per lo svolgimento del procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato da un bruciatore (5) alimentato con una miscela combustibile-aria comburente, un ciruito elettrico (17), guidato attraverso la zona (4) della fiamma di questo bruciatore (5), con un elettrodo (14) di ionizzazione associato a questa zona (4) della fiamma, nonch? un elettrodo (15) di massa ad esso associato, uno strumento (18) di misura che misura l'intensit? di corrente, ? disposto in questo circuito elettrico (17) e trasmette, attraverso una linea (19) di comando, il valore caratteristico della grandezza effettiva dell'intensit? di corrente ad un regolatore (20) che confronta questo valore di misura effettivo con un valore prefissato trasmesso ad esso da un trasduttore (22) di valore effettivo e regola, in base al risultato del confronto, la grandezza delle porzioni dell'aria comburente e del combustibile addotte alla miscela.
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il regolatore (20) ? collegato, attraverso una linea (24) di comando, con il comando (11) di una valvola che regola l'adduzione del combustibile a una camera (9) di miscelazione.
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il regolatore (20) ? collegato, attraverso una linea (23) di comando, con una soffiante che serve all'aspirazione dell'aria verso una camera (9) di miscelazione.
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il regolatore (20) influenza, attraverso una linea (23) di comando, un organo di regolazione disposto nella tubazione di adduzione dell'aria comburente alla camera (9) di miscelazione, che varia a titolo di esempio la fessura (13) per la regolazione della quantit? di aria comburente. Il tutto, sostanzialmente come descritto ed illustrato, agli scopi sopra specificati.