ALBARRÁN NAVARRO, José Ángel (Pza. Cataluña. 6 - 5º D, Vitoria, E-01010, ES)
MARÍN MARÍN, Ricardo (Avda. La Rioja, 9 - 3º D, Haro, E-26200, ES)
FERNÁNDEZ DE MENDIOLA QUINTANA, José Ignacio (C/ San Prudencio, 7 -4º izqda, Vitoria, E-01005, ES)
ALBARRÁN NAVARRO, José Ángel (Pza. Cataluña. 6 - 5º D, Vitoria, E-01010, ES)
MARÍN MARÍN, Ricardo (Avda. La Rioja, 9 - 3º D, Haro, E-26200, ES)
| REIVINDICACIONES 1. Quemador modulante, que comprende Unos medios de impulsión de combustible, Unos medios de impulsión del aire de combus tión, Unos medios de canalización del aire para au mentar la turbulencia, caracterizado porque los medios de impulsión del combustible poseen un primer accionamiento y los medios de impulsión del aire de com- bustión un segundo accionamiento distinto del primero, estando el primer y el segundo accionamiento relaciona¬ dos de modo que una curva aire-combustible permite el ajuste de la aireación de la mezcla para acomodarse a las necesidades de combustible entrante en la aplica- ción, comprendiendo adicionalmente unos medios de cana¬ lización del aire generado por el ventilador para aumentar la turbulencia en la zona de salida de los medios de impulsión del aire produciéndose en esa zona la incorpo¬ ración del combustible. 2. - Quemador modulante, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de impulsión del combusti¬ ble consisten en una bomba (1) . 3. - Quemador modulante, según cualquiera de las reivin¬ dicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de impulsión del aire de combustión consiste en un ventilador ( 2 ) . 4.- Quemador modulante, según cualquiera de las reivin- dicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de inyección de la mezcla aire-combustible consisten en un pulverizador (3) . 5.- Quemador modulante, según cualquiera de las reivin¬ dicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de canalización del aire provocan un flujo en espiral en el mismo. 6.- Quemador modulante, según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios de canalización del aire comprenden una pieza de conexión (11) situada entre los medios de impulsión del aire y la cámara de combustión. 7.- Quemador modulante, según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende medios para la medición de la viscosidad del combustible y medios para la medición de la temperatura del mismo para la determinación de un caudal de combustible previo a su introducción en los medios de inyección. 8. - Quemador modulante, según cualquiera de las reivin¬ dicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sensor de oxigeno (13) de los humos de salida de la com- bustión para la determinación de los reajustes necesa¬ rios de la cantidad de aire de la combustión. 9. - Caldera modulante para combustibles líquidos, carac¬ terizada porque comprende un quemador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. |
MODULANTE
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención es un quema ¬ dor modulante para combustibles líquidos de aplicación doméstica, así como la caldera que comprende dicho que ¬ mador .
El quemador comprende medios que permiten también que pueda ser alimentada con gasóleo C, con biodie- sel o aceites vegetales en proporciones adecuadas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos en el estado de la técnica los quemadores para combustibles líquidos, éstos presentan una configuración común que consiste en:
• Una bomba de inyección de combustible unida mecánicamente a un motor de acciona ¬ miento, que posee normalmente una actuación todo/nada. Existen también algunas bombas de combustible que permiten un cierto con ¬ trol de potencia y que permiten una actua ¬ ción de dos velocidades (todo/poco/nada).
• Un ventilador del aire de combustión, que posee una velocidad fija y que se dispone unido mecánicamente al motor de acciona ¬ miento que es común para la bomba y el ven ¬ tilador . • Un pulverizador del combustible en forma de pulverizador. Por lo tanto, la bomba de combustible y el ven ¬ tilador de aire están unidos mediante un eje común que es accionado por un mismo motor. El ajuste del caudal de aire del ventilador se realiza manualmente en la puesta a punto de la caldera y es fijo , a menos que se volvie- ra a regular nuevamente de forma manual.
Las calderas de combustible liquido, normalmente de gasóleo, pueden poseer además otros elementos como:
• un filtro de combustible situado en el tubo de aspiración.
• Un precalentador de combustible, que re ¬ duce la viscosidad del mismo.
• Un by-pass en la bomba para retornar el combustible sobrealimentado.
• Sistemas de ajuste manual de la aireación y de la presión (y caudal) del pulveriza ¬ dor .
• Una electroválvula (todo-nada) para per ¬ mitir el paso del combustible.
Son también conocidos quemadores modulantes para combustible liquido utilizados en el mercado de las grandes potencias, es decir, que no se utilizan a nivel doméstico. Normalmente hacen uso de compresores para el aire de combustión, solución que encarece el quemador. Sin embargo, estos quemadores llamados modulantes, real mente constan de etapas fijas que se regulan ma ¬ nualmente, no de una verdadera modulación continua en función de la demanda. Esta configuración en base a etapas prefijadas presenta el inconveniente de que la caldera, en función de la demanda, tiene que realizar múltiples paradas y arranques, lo que provoca una situación de mala combus ¬ tión con tasas de emisiones contaminantes importantes, con un control de la temperatura de confort poco estable y con una nula capacidad de respuesta ante variaciones en la composición del combustible que pudiera demandar ajustes en la aireación del mismo.
Son conocidas también las calderas de combusti ¬ ble gaseoso que poseen, en comparación con las descritas de combustibles líquidos, una mayor eficiencia y escasa contaminación. Los quemadores de combustibles gaseosos poseen normalmente un accionamiento independiente para el caudal de combustible y el caudal de aire del venti ¬ lador . Durante mucho tiempo se han estado buscando so ¬ luciones que permitan resolver las anteriores desventa ¬ jas de las calderas de combustibles líquidos. Algunas de estas soluciones han pasado por la utilización de com ¬ presores, según lo descrito para las aplicaciones de grandes potencias.
La presente invención resuelve las anteriores desventajas mediante un quemador modulante para combus ¬ tibles líquidos que presenta un accionamiento distinto para la bomba de combustible y el ventilador, estando estos relacionados por la curva de aire combustible y desarrollando medios que permiten una mezcla eficiente del combustible y el aire también en bajas presiones. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El quemador objeto de la invención comprende unos medios de impulsión de combustible, que puede ser por ejemplo una bomba, unos medios de impulsión del aire de combustión, que puede ser por ejemplo, un ventilador y unos medios de canalización del aire para aumentar la turbulencia . El quemador objeto de la invención posee capaci ¬ dad de modulación, es decir, varia los caudales en fun ¬ ción de la demanda. Para ello, respecto de las calderas de combustible liquido conocidas, la invención se dife ¬ rencia en que los medios de impulsión del combustible poseen un primer accionamiento y los medios de impulsión del aire de combustión un segundo accionamiento distinto del primero, por lo tanto existe un desacople mecánico entre la bomba de combustible y el ventilador, es decir, cada elemento posee su propio accionamiento. La bomba todo/nada se sustituye por una modulante, siendo el ven ¬ tilador también modulante. El desacoplo mecánico de la bomba con respecto al ventilador permite la definición de una curva aire-combustible en todo el rango de poten ¬ cias del quemador. Esta configuración permite el ajuste de la aireación en tiempo real variando la velocidad del ventilador para acomodarse a las necesidades de combus ¬ tible entrante en la aplicación.
Entre el primer y el segundo accionamiento se establece una relación de modo que una curva aire- combustible permite el ajuste de la aireación de la mez ¬ cla para acomodarse a las necesidades de combustible en ¬ trante en la aplicación. Sin embargo existe el problema técnico de ade ¬ cuar una solución que se ha demostrado eficaz para la aplicación de combustibles gaseosos a la aplicación de combustibles líquidos, ya que en bajas presiones de la bomba modulante de combustible es difícil mantener la calidad de la pulverización de combustible, produciéndo ¬ se una combustión ineficaz.
Este problema técnico se resuelve en la inven ¬ ción, al comprender el quemador adicionalmente de unos medios de canalización del aire generado por el ventila ¬ dor para aumentar la turbulencia en la zona de salida de los medios de impulsión del aire produciéndose en esa zona la incorporación del combustible. Los medios de ca ¬ nalización aúnan por lo tanto aire y combustible y man ¬ tiene la calidad de la pulverizaciónde modo que permita incrementar la capacidad de modulación del quemador, manteniendo la estabilidad de la llama y la baja tasa de producción de contaminantes.
El quemador objeto de la invención puede ser utilizado en una caldera monocombustible con, por ejem ¬ plo, gasóleo C y en una caldera multicombustible donde constará adicionalmente de otros elementos como un sen ¬ sor de viscosidad y un sensor de oxígeno que dotan a la caldera de medios que permiten su adecuación al tipo de combustible entrante.
Es también objeto de la presente invención la caldera que comprende un quemador según las caracterís ¬ ticas técnicas anteriores. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Se complementa la presente memoria descriptiva, con unos planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca limitativos de la invención.
La figura 1 es una representación esquemática de un ejemplo de realización del quemador objeto de la invención para una caldera monocombustible .
La figura 2 es una representación esquemática de un ejemplo de realización del quemador objeto de la invención para una caldera multicombustible . La figura 3 es una representación esquemática de un ejemplo de realización de los medios de canalización del aire para el aumento de la turbulencia.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La figura 1 representa un ejemplo de realización de un quemador para una caldera monocombustible, siendo normalmente el combustible gasóleo C. Posee un tanque de combustible (7), seguido de un filtro (8) que alimenta una bomba (1) que está accio ¬ nada por un primer motor (4) . La bomba (1) alimenta un precalentador (9) y éste (9) a un pulverizador (3) . Igualmente consta de un ventilador (2) accionado por un segundo motor (5) alimentando el ventilador (2) al tubo quemador (10). Una tarjeta electrónica (6) que posee la relación aire-combustible permite un ajuste de los moto ¬ res (4, 5) en función de la demanda. En la figura 3 se representa un ejemplo de rea ¬ lización de los medios de aumento de la turbulencia a la salida del ventilador (2) . Éstos consisten en una pieza de conexión (11) del ventilador (2) con el tubo quemador (10) . La pieza de conexión (11) provoca una espiral del flujo de aire del ventilador (2) que favorece la estabi ¬ lidad del pulverizador (3) durante un mayor rango de po ¬ tencias . La modulación de potencia permite la determina ¬ ción del aire y combustible necesarios en función de la demanda térmica, en función de esto se modula el venti ¬ lador (2) con lectura de la velocidad del mismo y a través de la curva "potencia-aire-combustible" se esta- blece una consigna de combustible para la actuación so ¬ bre la bomba (1) modulante.
El quemador objeto de la invención permite además su utilización con varios combustibles. Eso per- mitiria a la caldera ser alimentada con biocombustibles sin necesidad de tener que adaptar el quemador, incluso podría ser alimentada con aceites vegetales, ya que el sistema de combustión permite un ajuste automático a las características cambiantes de los biocombustibles . La caldera que comprende el quemador objeto de la invención podría ser alimentada con gasóleo C al 100%, con biodie- sel en cualquier proporción, incluso podría mezclarse con aceites crudos en caso necesario. Para el caso de que la caldera pueda ser alimen ¬ tada por varios combustibles, en cuyo caso se trataría de un quemador para una caldera multicombustible como el mostrado en la Figura 2, se busca la relación entre la viscosidad del combustible y su caudal. Dado que no es posible determinar de forma automática la procedencia del combustible se determina de esta manera la variación de caudal necesaria para que la combustión sea eficien ¬ te. Para la medición de la viscosidad el quemador com ¬ prende un viscosimetro (12) .
El viscosimetro (12) determina la viscosidad del combustible y la temperatura del mismo en función de am ¬ bos datos determina el caudal necesario. Esto permite a la caldera trabajar con distintos combustibles indepen ¬ dientemente de su viscosidad, ya que detecta el tipo de combustible y se adecúa al mismo.
Adicionalmente comprende también un sensor de oxigeno (13) que determina el oxigeno en los humos de la combustión y que, por lo tanto, posee la función de controlar y reajustar el exceso de aire en función del contenido de oxigeno en humos. Se busca por lo tanto una mínima contaminación y un máximo rendimiento/eficiencia.
En la realización preferente se utiliza la curva base del gasóleo con el objeto de determinar el caudal ya que el resto de biocombustibles será generalmente más viscoso .
La caldera que comprende el quemador objeto de la invención es una caldera que puede ser para agua ca ¬ liente sanitaria y calefacción, que es modulante, es de ¬ cir, se adapta a la demanda y que puede ser multicombus- tible, es decir, gasóleo C, biodiesel y mezclas de Gasó ¬ leo C con aceite vegetal.
Next Patent: VACUUM, PRESSURE OR LIQUID PUMP