MXPA97010309A - Encendido y deteccion de llama en un quemador degas combustible - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema y un método para encender la mezcla de combustible gaseoso y aire que fluye desde los orificios generadores de la llama en un tubo de quemador que tiene una placa soldada sobre el lado del tubo y que se extiende desde el tubo muy cercano a uno de los orificios generadores de la llama. La placa tiene un escape libre o abertura que forma un recinto impelente que reduce la velocidad de flujo y la placa estáeléctricamente conectada a tierra. Un electrodo chispero tiene un extremo dispuesto en la abertura y al aplicarse al electrodo un potencial de alto voltaje, un chispa se descarga a la abertura y a la mezcla en el recinto impelente se enciende y una parte de la llama que resulta se retiene en la abertura del recinto impelente para la detección de la presencia de la llama por la rectificación de la corriente.

Description

ENCENDIDO Y DETECCIÓN DE LLAMA EN UN QUEMADOR DE GAS COMBUSTIBLE Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere al encendido de una mezcla de gas combustible y aire en un quemador, tal como se usa en un horno y es aplicable particularmente para encender tal mezcla en un horno de cocinar doméstico, especialmente del tipo producido en grandes cantidades para cocinas domiciliarias. Hasta ahora, el encendido de la mezcla de gas combustible y aire en los quemadores para hornos se realizaba generalmente de una de las dos maneras: a) proveyendo una superficie de encendido incandes-cente adyacente a la salida de gas en el quemador, permitiendo así que la mezcla de gas combustible y aire choque contra la superficie de encendido incandescente cuya temperatura se va aumentando hasta la de encendido a fin de obtener la llama, y b) proporcionando una chispa de descarga de alto voltaje descargada en el camino de la mezcla de gas combustible y aire que fluye desde la abertura del quemador. La modalidad de encendido de la mezcla de gas combustible y aire mediante la descarga de una chispa ha tenido una aplicación difundida debido al costo de fabricación relativamente bajo y la facilidad de instalación en el horno de sus componentes, así como también por el espacio mínimo que se requiere para tal encendido por descarga de chispas en la región del quemador. Sin embargo, hubo problemas con el encendido mediante un encendedor de chispa de una mezcla de gas combustible y aire que fluye desde un orificio de salida del quemador debido a la alta velocidad de la mezcla que se descargaba del orificio del quemador y por la erosión que la chispa provoca en el electrodo de una sola punta durante el encendido por chispa. Surgieron también dificultades en la alineación del electrodo tanto en su fabricación y en mantenerla durante su vida útil, lo cual provocaba encendidos irregulares y poco confiables. Los orificios generadores de la llama deben mantenerse en un tamaño mínimo para evitar la formación de llamas demasiado grandes y de difícil regulación, las cuales tienden a ser de combustión rica generado-ra de hidrocarburos en forma de hollín en el horno. Por ello, los orificios generadores de la llama se diseñan con un diámetro relativamente pequeño y esto provoca una velocidad relativamente alta de la mezcla gas combustible-aire descargada por el orificio. La velocidad relativamente alta de la mezcla que se descarga por el orificio hace bastante difícil la colocación del encendedor de chispa en una ubicación correcta para encender la llama a medida que la mezcla se descarga por el orificio cuando se abre la válvula reguladora del flujo desde el quemador. Desde hace tiempo se ha deseado proporcionar un modo o un medio para mejorar la iniciación de la llama en el orificio de descarga del quemador con la utilización de un encendedor del tipo de descarga de la chispa, y de proporcionar tal mejora sin incrementar el costo de la fabricación de los componentes del encendedor. Compendio de la Invención Es un objeto de la presente invención el de proporcionar un encendedor mejorado del tipo de descarga de chispa para encender una mezcla de gas combustible y aire que sale del orificio del quemador. Es otro objeto de la presente invención el de proporcionar un sistema encendedor del tipo que descarga chispas para encender el gas combustible que fluye desde un orificio en el quemador y de proporcionar tal sistema con un electrodo de múltiples superficies de salida de chispas, las cuales son equidistantes del electrodo con alto potencial de voltaje. Es otro objeto más de la presente invención el de proporcionar la detección de la presencia de la llama por la rectificación de la corriente. La presente invención proporciona un recinto impelente, adyacente al orificio de descarga del quemador, y un electrodo dispuesto en el recinto impelente para la provisión al mismo de una descarga de chispa para encender la mezcla de gas de combustión y aire que sale del orificio del quemador. En la realización preferida, el recinto impelente está formado como escape libre o abertura en un miembro impelente fijado al quemador y la perife-ria de la abertura impelente ofrece una pluralidad de puntos de descarga para la chispa, todos ellos equidistantes desde un electrodo centralmente dispuesto con respecto a la abertura. En una realización la abertura está formada substancialmente en ángulo recto con la dirección de flujo desde el orificio del quemador. En otra realización la abertura impelente está dispuesta en una placa substancialmente paralela con la superficie del orificio del quemador, generador de la llama. Una parte de la corriente del orificio del quemador queda atrapada en la abertura impelente y la velocidad se reduce tanto que al descargarse la chispa la mezcla de gas combustible-aire se ioniza fácilmente y se enciende por la descarga de la chispa. Efectuado el encendido, la abertura impelente que rodea la punta del electrodo tiende a dirigir y retener la llama alrededor del electrodo y reforzar la rectificación de la corriente parta la detección de la presencia de la llama. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 ilustra, en proyección axonométrica, una parte del tubo quemador del combustible con la abertura impelente dispuesta en ángulo recto con respecto del flujo desde las aberturas generatrices de la llama. La Figura 2 es una vista en elevación lateral del frente de otra realización preferida de la invención que tiene la abertura impelente en una placa paralela con la superficie del orificio que genera la llama.

La Figura 3 es una vista en escala aumentada de la parte circunscripta de la Figura 2 ; La Figura 4 es una vista desde arriba, o en planta, de la parte extrema derecha de la Figura 2 , y La Figura 5 es una vista en corte tomada por la sección indicada por las líneas 5-5 de la Figura 3. Descripción Detallada de la Invención Con referencia a la Figura 1, una realización del sistema de encendido se indica en general con 10 e incluye un tubo de quemador 12, tal como el quemador de horno, cuyo interior hueco está conformado para la recepción de una cantidad de mezcla de gas combustible-aire desde una fuente (no ilustrada) , que entra en el tubo 12 del quemador desde la dirección indicada por la flecha negra. Una pluralidad de orificios generadores de llama, identificados por los números de referencia 14, 16, 18 están provistos en una relación substancialmente espaciada a lo largo de una pared lateral del tubo del quemador 12, el cual tiene, en la realización ilustrada, una sección transversal substancialmente rectangular o cuadrada. Sin embargo, se entende-rá que el orificio del quemador puede tener cualquier configuración adecuada tal como, por ejemplo, una sección transversal circular u ovalada. El tubo del quemador, en la realización ilustrada, tiene una configuración sin costura, pero también puede fabricarse uniendo entre sí dos semicoquillas con soldadu-ra, por ejemplo.

Un miembro formador de recinto impelente, en forma de placa 20, tiene uno de sus laterales fijado sobre la pared 22 del quemador, y está dispuesto muy cerca de él pero espaciado al orificio 18 del quemador. La placa formadora del recinto impelen-te 20 tiene formado un escape libre impelente 24 el cual tiene una muesca 26 dispuesta en uno de sus lados, la cual muesca 26 se extiende hasta la pared del quemador 22, de manera que una parte de la mezcla combustible gaseoso-aire que emana o fluye del orificio 18 se desplaza a través de la ranura hacia el recinto impelente 24. En la actual realización de la invención, el escape libre 24 tiene una configuración substancialmente circular, y la placa 20 está soldada a la pared del quemador de modo de extenderse desde el mismo substancialmente en una configuración de ángulo recto. Esta disposición sirve para atrapar a lo menos parte de la mezcla combustible-aire que fluye desde el orificio generador de la llama 18 y de reducir su velocidad. Un electrodo 28 está dispuesto adyacente al escape libre 24 y tiene preferentemente su extremo 30 dispuesto centralmente dentro del escape libre circular 24 para que la periferia del escape libre sea equidistante del extremo 30 del electrodo. El extremo distante o remoto del electrodo, identificado con el número de referencia 32, está conectado con una fuente de potencial eléctrico de voltaje relativamente alto con respecto a la placa 20, la cual, en la actual realización de la invención, está conectada a tierra.

Se entenderá que al iniciarse el flujo de la mezcla combustible gaseoso-aire al hueco del quemador 12, la mezcla fluye a una velocidad aumentada a través de los orificios 14, 16, 18, con el flujo desde el orificio 18 entrando en la muesca 26 y la abertura circular 24 donde se reduce la velocidad. Cuando el usuario del horno actúa un regulador (no ilustrado) , se aplica un alto voltaje (+v) al electrodo 28 y un arco o una chispa se descarga desde el extremo 30 del electrodo hacia la periferia del escape libre 24 y ocurre el encendido y la llama se genera en el orificio 18. Se entenderá que la placa podrá ubicarse entre los orificios 16 y 18 de manera que la llama se iniciará prácticamente de manera simultánea en los orificios 16 y 18. Con referencia ahora a las Figuras 2 a 5, se ilustra otra realización del sistema, con indicación general 40, la cual incluye un tubo quemador 42 con una pluralidad de orificios 44 generadores de la llama y un aspirador para la entrada de aire, indicado en general con 46, el cual está provisto en un extremo 48 del tubo formado en ángulo recto con respecto al tubo 42. Un miembro de soporte para el montaje del quemador, identificado en general con el número de referencia 50, tiene una de sus parte, indicada por el número de referencia 52, configurada para ajustarse sobre la superficie exterior del tubo 42 y está fijada sobre la misma con cualquier recurso adecuado tal como, por ejemplo, una soldadura. El miembro de soporte para armar el quemador 50 incluye reborde 54 para armar el tubo del quemador en el interior del horno. Una ménsula de soporte 54 para el encendedor está fijada en el miembro de soporte 50 con cualquier recurso adecuado, tal como por ejemplo, el soldado o el remachado de una parte de reborde 56 soldada a la placa 58 que comprende una parte del miembro de soporte del tubo del quemador 50. Una parte de la ménsula 54 del encendedor, distante del reborde 56, está conformada para que tenga una configuración substancialmente circular, tal como se identifica con el número de referencia 57 y en la cual está alojada una sonda de encendido 60 firmemente abrazada en ella y retenida en una posición predeterminada. La sonda 60 tiene un electrodo 62 que se extiende desde su extremo, el cual electrodo está formado substancialmente doblado en ángulo recto para tener un extremo 64 del mismo dispuesto, preferentemente de manera central, dentro de la abertura 66 formada en la placa 58, dispuesta y ubicada de manera para que la abertura 66 esté en una posición por encima de a lo menos uno de los orificios 44 generadores de la llama del quemador y separados del mismo a una distancia predeterminada por un reborde 68 formado en la placa 58. Por ello, cuando se abre la válvula de combustible (no ilustrada) , el combustible entra en el aspirador 46 y una mezcla de combustible gaseoso y aire fluye en el tubo 42 y se descarga por los orificios 44 y una parte de la misma se retiene en el recinto del escape libre 66. Cuando se descarga una chispa por el extremo del encendedor 64 hacia los múltiples puntos alrededor de la periferia de escape libre circular o abertura 66, la mezcla se enciende y la llama se retiene en la abertura 66. La llama retenida en la abertura 66 se utiliza para rectificar una co-rriente que fluye desde el extremo del electrodo 64 a la abertura 66, la cual rectificación puede ser detectada por una circuitería adecuada (no ilustrada) de una manera bien conocida en la técnica y de tal manera la disposición de encendido proporciona una capacidad inherente para la detección de la llama al sistema de encendido de la presente invención. Se entenderá que, a pesar de preferirse una configuración circular de la abertura 66 para proporcionar una área aumentada para la descarga de la chispa, equidistante del extremo del electrodo 64, se pueden utilizar otras configuraciones para la abertura 66, tales como, por ejemplo, ranuras ovaladas, elípticas, alargadas, o un escape libre en U abierta. La presente invención proporciona un sistema de encendido mejorado del tipo de descarga de chispa para encender la mezcla de gas combustible y aire que fluye desde los orificios del quemador y es particularmente aplicable en los tubos quemadores del tipo utilizado en los hornos de cocina domésticos. La presente invención proporciona una descarga múltiple de las chispas a una pluralidad de puntos de superficie por colocarse el electrodo de la chispa en una abertura o escape libre que sirve para retener la llama cuando ha sido encendida la mezcla combustible-aire desde el orificio generador de la llama. La llama retenida en el escape libre o la abertura se utiliza entonces para rectificar el flujo de la corriente detectora, cuya rectificación se detecta para comprobar la presencia de la llama. A pesar que la presente invención haya sido descripta en la presente con respecto a las realizaciones ilustradas, se entenderá que la invención es apta de ser modificada y variada y que está limitada únicamente por las reivindicaciones que siguen.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de encendido para un quemador de combustible gaseoso, que comprende: a) un miembro quemador conectado para recibir un flujo de mezcla de gas combustible y aire y que está provisto de a lo menos un orificio generador de la llama; b) una estructura de soporte con dicho quemador adyacente a dicho al menos un orificio, teniendo dicho soporte un escape libre separado de dicho orificio por un espacio relativa-mente reducido, y c) un electrodo dispuesto en dicho escape libre y que define un huelgo de aire entre ellos, circundando substancialmente dicho escape libre a dicho electrodo, en el cual, después de la aplicación de un potencial de alto voltaje a dicho electrodo, se descarga una chispa hacia dicho escape libre para efectuar el encendido de dicho combustible gaseoso que sale de dicho al menos un orificio, donde dicha llama se retiene en dicho escape libre y provoca la rectificación de una corriente detectora, la cual rectificación se puede detectar como prueba de la presencia de la llama.
2. 2. El sistema de encendido definido en la reivindicación 1, donde dicho escape libre tiene la configuración substancialmente circular.
3. 3. El sistema de encendido definido en la reivindica-ción 1, donde dicho quemador tiene una configuración tubular y dicha estructura de soporte comprende una placa fijada sobre la pared de dicho quemador tubular.
4. 4. Un método para encender una mezcla de combustible gaseoso y aire que fluye desde un orificio del quemador y que comprende : a) proporcionar un quemador hueco que tiene a lo menos un orificio generador de la llama y hacer fluir una mezcla de combustible gaseoso y aire a través de dicho orificio; b) disponer un miembro impelente en adyacencia de dicho orificio y formar un escape libre en dicho miembro; c) disponer un electrodo en dicho escape libre y definir un huelgo de aire entre ellos; d) aplicar un potencial de voltaje relativamente alto a dicho electrodo con respecto a dicho miembro impelente y descargar una chispa entre ellos y encender dicha mezcla de gas combustible y aire, y e) retener a lo menos una parte de la llama en dicho escape libre para detectar la llama por rectificación de la corriente .
5. 5. El método definido en la reivindicación 4, donde dicho paso de disposición incluye la fijación de dicho miembro impelente a dicho quemador.
6. 6. El método definido en la reivindicación 4, donde dicho paso de disposición incluye proporcionar una placa y dicho paso de formación de un escape libre incluye la formación de una abertura substancialmente circular en dicha placa.
7. 7. El método definido en la reivindicación 4, donde dicho paso de la formación de un escape libre incluye la formación de una abertura substancialmente circular y dicho paso de la disposición de un electrodo incluye colocar el extremo de dicho electrodo centralmente en dicha abertura circular.