“Dispositivo de seguridad termoeléctrica ante ausencia de llama para sistemas de combustión de gas”

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se relaciona con un dispositivo de seguridad termoeléctrica ante ausencia de llama para sistemas de combustión de gas.

ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA

Son conocidos en el estado de la técnica aparatos de cocción con quemadores cada uno de los cuales tiene asociado un termopar conectado a una válvula electromagnética respectiva, de modo que, cuando el termopar detecta presencia de llama en el quemador, genera una corriente termoeléctrica que en un momento dado es capaz de mantener la válvula electromagnética energizada permitiendo el paso de gas hacia el quemador correspondiente.

EP 0288390 A1 describe además circuitos eléctricos en los cuales se dispone un MOSFET entre el termopar y la válvula electromagnética actuando dicho MOSFET como interruptor. De modo que, en función de unos parámetros previamente establecidos, el MOSFET puede abrir el circuito impidiendo el paso de corriente hacia la válvula electromagnética y, por tanto, haciendo que la válvula electromagnética cierre el paso de gas hacia el quemador independientemente de que haya presencia de llama en el quemador correspondiente. En este tipo de circuitos eléctricos, el MOSFET tiene que ser alimentado por una alimentación exterior para que opere como interruptor cerrado para permitir el paso de corriente hacia la válvula electromagnética.

JP H09 196362 A describe un aparato de cocción que comprende un quemador, un termopar asociado a una válvula electromagnética y un dispositivo generador termoeléctrico que alimenta una batería a través de un elevador. Cuando se lleva a cabo una operación de encendido, se abre un interruptor de modo que la batería no alimenta el dispositivo de encendido, pero la válvula electromagnética permanece inalterada. Cuando la llama de combustión se reduce por el ajuste de la llama por parte del usuario, la fuerza termoelectromotriz del dispositivo de generación termoeléctrica también se reduce. Cuando la tensión de salida del elevador de potencia cae de un nivel, la corriente a la batería se limita a través de un limitador de corriente, con una tensión suficiente para evitar que la válvula electromagnética se desconecte.

US 5,599,181 A describe un aparato de cocción que comprende un quemador, un termopar conectado a una válvula solenoide capaz de energizar la válvula solenoide en presencia de una llama en el quemador, un elemento generador termoeléctrico conectado a un circuito de elevación y una batería. El circuito de elevación permite aumentar el voltaje generado por el elemento generador termoeléctrico que a su vez está conectado a la batería a través de un interruptor de carga y un contacto de un interruptor de múltiples contactos. El aparato de cocción puede devolver una cantidad suficiente de energía a la batería si el nivel de energía de la misma cae por debajo del nivel requerido sin que sea necesario tomar otras medidas como el reemplazo de la batería. Sólo se requiere la operación manual en los interruptores manuales para usar eficientemente el encedido/apagado del interruptor de multi-contacto para recargar la batería cuando la energía ha caído por debajo de un límite.

WO 2019/166680 A1 describe un sistema de vigilancia de la llama comprende un termopar adaptado para ser colocado junto al quemador y una válvula electromagnética de gas adaptada para abrir o cerrar un paso de gas a dicho quemador, estando la válvula electromagnética de gas conectada eléctricamente con el termopar y dicha válvula electromagnética de gas manteniendo el paso de gas abierto cuando recibe una corriente específica del termopar. El sistema de monitorización de llama también incluye medios de interrupción configurados para interrumpir el flujo de corriente entre el termopar y la válvula electromagnética de gas durante un tiempo predeterminado, de forma que el medidor de tensión pueda medir la tensión del termopar en el vacío, siendo dicho tiempo predeterminado tal que la válvula electromagnética de gas mantiene el paso de gas abierto durante la interrupción por medio de la inercia actual de la válvula electromagnética de gas. Los medios de interrupción comprenden un MOSFET y están configurados para estar en posición abierta en ausencia de alimentación. El sistema de monitorización de llama de la invención comprende un circuito de alimentación adicional configurado para alimentar los medios de interrupción para un intervalo de tiempo dado en la ausencia de alimentación de la red y para conseguir, con tal alimentación, disponer los medios de interrupción en la posición cerrada. EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es el de proporcionar un dispositivo de seguridad termoeléctrica ante la ausencia de llama para sistemas de combustión de gas según se define en las reivindicaciones.

El dispositivo de seguridad termoeléctrica comprende un termopar configurado para detectar llama en un quemador correspondiente del sistema de combustión generando una tensión eléctrica, una válvula electromagnética eléctricamente conectada al termopar y configurada para permitir el paso de gas hacia el quemador correspondiente cuando es energizada por el termopar, y un transistor conectado eléctricamente entre el termopar y la válvula electromagnética. La válvula electromagnética está dispuesta directamente conectada con el transistor, siendo el transistor un transistor de efecto de campo.

El dispositivo de seguridad termoeléctrica comprende un elevador de tensión que alimenta el transistor, estando conectado el transistor en paralelo con el elevador de tensión y estando un terminal de salida del elevador de tensión conectado con un terminal puerta del transistor. El elevador de tensión está configurado para elevar la tensión eléctrica generada en el termopar obteniéndose una tensión eléctrica capaz de mantener el transistor cerrado de modo que la válvula electromagnética es energizada.

De este modo, se obtiene un dispositivo de seguridad termoeléctrica sobre el que se puede actuar independientemente de que haya llama o no en el quemador, estando este dispositivo de seguridad termoeléctrica autoalimentado, es decir no siendo necesaria su alimentación a través de ninguna fuente de alimentación externa.

Por otro lado, el desenganche de la válvula electromagnética es controlado por el transistor, es decir, antes de que se desenganchara la válvula electromagnética porque no llegara la corriente suficiente al enfriarse el termopar al apagarse la llama del quemador correspondiente, el transistor se abre con lo cual automáticamente no llega corriente a la válvula electromagnética y la válvula electromagnética se desengancha. Por lo tanto, se obtiene un dispositivo de seguridad termoeléctrica que tiene una mayor rapidez de respuesta ante la ausencia de la llama sin penalizar prácticamente el tiempo que tarda en energizarse la válvula electromagnética en presencia de la llama. Por otra parte, el excedente de tensión que se genera en el elevador de tensión una vez que se ha conseguido alimentar el transistor para que opere como un interruptor cerrado, se puede utilizar para otras funciones como alimentar unos indicadores luminosos del tipo led parpadeante, sistemas RFID o carga de batería empleados en aparatos de cocción a gas.

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

La Figura 1 muestra un esquema eléctrico de un dispositivo de seguridad termoeléctrica ante ausencia de llama para sistemas de combustión de gas según la invención.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En la figura 1 , se muestra un esquema eléctrico de un dispositivo de seguridad termoeléctrica 1 ante ausencia de llama para sistemas de combustión a gas según la invención. El dispositivo de seguridad termoeléctrica 1 comprende un termopar 2 configurado para detectar llama en el sistema de combustión, en particular en un quemador del sistema de combustión, y una válvula electromagnética 7 conectada eléctricamente con el termopar 2 y configurada para permitir o impedir el paso de gas hacia el quemador. En presencia de llama el termopar 2 se calienta, generándose una tensión eléctrica capaz de mantener la válvula electromagnética 7 energizada permitiendo el paso de gas hacia el quemador correspondiente. En ausencia de llama el termopar 2 se enfría hasta el punto en el que no puede generar una tensión eléctrica capaz de mantener la válvula electromagnética 7 energizada, impidiendo la válvula electromagnética 7 el paso de gas hacia el quemador.

Preferentemente el sistema de combustión a gas es un aparato de gas que incorpora el dispositivo de seguridad termoeléctrica 1. En particular, dicho aparato de gas es una encimera de cocción de gas, aunque el dispositivo de seguridad termoeléctrica 1 se podría incorporar a cualquier otro tipo de aparato de gas conocido en el estado de la técnica, por ejemplo, un horno de gas. Además, el aparato de gas puede comprender un quemador o una pluralidad de quemadores, comprendiendo cada quemador el dispositivo de seguridad termoeléctrica 1 respectivo. Las válvulas electromagnéticas de gas son conocidas en el estado de la técnica por lo que no se considera necesaria su descripción en esta solicitud.

El dispositivo de seguridad termoeléctrica 1 comprende además un transistor 6 conectado eléctricamente entre el termopar 2 y la válvula electromagnética 7. El transistor 6 actúa como un interruptor permitiendo actuar sobre la válvula electromagnética 7 independientemente de que el termopar 2 detecte llama. Es decir, por medio de un control no representado, se puede actuar sobre la válvula electromagnética 7 desenergizándola aunque el termopar 2 detecte llama en el quemador.

El dispositivo de seguridad termoeléctrica 1 comprende un elevador de tensión 5 que alimenta el transistor 6, estando configurado el elevador de tensión 5 para elevar la tensión eléctrica generada en el termopar 2 obteniéndose a la salida del elevador de tensión 5 una tensión eléctrica capaz de mantener el transistor 6 cerrado de modo que la válvula electromagnética 7 es energizada. El elevador de tensión 5 está configurado para elevar una tensión de vacío del termopar 2 de milivoltios hasta una tensión nominal del transistor 6, siendo dicha tensión nominal superior a, aproximadamente, 1 , 5V. Preferentemente, la tensión nominal del transistor 6 es de, aproximadamente, 3V.

El transistor 6 es un transistor de efecto de campo, preferentemente un transistor de tipo MOSFET. El transistor 6 comprende un terminal puerta 6a, un terminal drenador 6b y un terminal fuente 6c disponiéndose un terminal de salida 5a del elevador de tensión 5 conectado con el terminal puerta 6a del transistor 6.

El transistor 6 opera como un interruptor. En particular, cuando opera en la región de corte no hay conducción entre el terminal fuente 6c y el terminal drenador 6b por lo que opera como interruptor abierto independientemente de que el termopar 2 detecte o no presencia de llama. En la realización descrita el transistor 6 permite el paso de corriente cuando es alimentado con una tensión a partir de 1 ,5 V, operando como un interruptor cerrado cuando alcanza la tensión nominal.

Cuando el termopar 2 detecta presencia de llama genera una tensión, denominada tensión de vacío, que es amplificada a través del elevador de tensión 5. Cuando se alcanza la tensión nominal del transistor 6, el transistor 6 opera como interruptor cerrado permitiendo la energización de la válvula electromagnética 7. El termopar 2 pasa de trabajar en vacío a trabajar en carga a partir de ese momento. A partir de ese momento, prácticamente toda la corriente termoeléctrica generada en el termopar 2 pasa directamente a través del transistor 6, consumiendo el elevador de tensión 5 muy poca corriente. Cuando la llama se apaga, el termopar 2 comienza a enfriarse generándose cada vez menos corriente termoeléctrica, llegando un momento en el cual el transistor 6 se abre y la válvula electromagnética 7 se desengancha cerrando el paso de gas hacia el quemador. El desenganche de la válvula electromagnética 7 es controlado por el transistor 6, es decir, antes de que se desenganchara la válvula electromagnética 7 porque no llegara la corriente suficiente al enfriarse el termopar 2 al apagarse la llama del quemador correspondiente, el transistor 6 se abre con lo cual automáticamente no llega corriente a la válvula electromagnética 7 y la válvula electromagnética 7 se desengancha.

Por otra parte, el excedente de tensión que se genera en el elevador de tensión 5 una vez que se ha conseguido alimentar el transistor 6 para que opere como un interruptor cerrado, es decir cuando se alimenta con la tensión nominal, se puede utilizar para otras funciones como alimentar unos indicadores luminosos del tipo led parpadeante, sistemas RFID o carga de batería empleados en aparatos de cocción a gas.