ES2929188T3 - Procedimiento para regular la relación de mezcla de aire de combustión y gas combustible en un proceso de combustión - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para influir o regular la relación de mezcla (lambda) de aire de combustión y un combustible gaseoso, que se queman juntos en una cámara de combustión (7), siendo filtrada y detectada selectivamente la luz producida durante la combustión por al menos un primer sensor óptico (10) se convierte en una señal del sensor eléctrico, cuya fuerza se evalúa en un módulo electrónico, se cambia el suministro de aire de combustión a la cámara de combustión (7) y se provoca el cambio en la fuerza de la señal del sensor siendo así evaluado, y se ajusta o regula el suministro de aire de combustión dependiendo del resultado de la evaluación. La invención también se refiere a un dispositivo correspondiente para influir o regular la relación de mezcla (lambda) de aire de combustión y combustible gaseoso, que se alimentan a través de una tubería de suministro de gas (2) y una tubería de suministro de aire de combustión (3) a un espacio de combustión. (7) en una carcasa (1), estando dispuesta una bomba (4) en la tubería de suministro de aire de combustión (3) y estando presente al menos un primer filtro óptico (9) y al menos un primer sensor óptico (10) en o en la carcasa (1), el primer sensor óptico (10) está dispuesto de tal manera que la luz de la cámara de combustión (7) puede llegar al sensor (10) a través del primer filtro óptico (9). El control descrito funciona de manera robusta para gases combustibles de diferentes composiciones, en particular aquellos que contienen hidrógeno, o para hidrógeno puro como gas combustible. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para regular la relación de mezcla de aire de combustión y gas combustible en un proceso de combustión

La invención se refiere a un procedimiento para regular la relación de mezcla de aire de combustión y gas combustible en una cámara de combustión, en particular en un dispositivo de agua caliente o una calefacción. Por lo general, el gas combustible se pone a disposición de los consumidores finales de forma generalizada a través de una red de distribución, y existen esfuerzos en toda Europa para modificar las composiciones existentes en las redes existentes, por ejemplo, agregando hidrógeno o también simplemente modificando las fuentes de suministro de gas combustible.

La relación de mezcla (lambda) de aire de combustión a gas combustible es importante para una combustión completa y limpia. Debe añadirse al menos suficiente aire de combustión para que todo el gas combustible pueda reaccionar. Tal relación estequiométrica se describe mediante un denominado valor lambda de 1. En el caso de una relación de mezcla con muy poco aire, este valor es inferior a 1, en el caso de exceso de aire es superior a 1. Por diversas razones, para los procesos de combustión descritos en este caso se busca un valor lambda superior a 1, por ejemplo de 1,1 a 1,3. Un valor reconocido como favorable para un dispositivo específico debe respetarse con la mayor precisión posible durante todo el proceso de combustión, lo que puede hacer necesario regular el valor lambda.

Para esto, por ejemplo, por el documento DE 3937290 A1 se conoce la medición de la conductividad eléctrica de un área de llama en una cámara de combustión y la regulación de la proporción de mezcla de aire de combustión a gas combustible para que la conductividad eléctrica permanezca dentro de un intervalo teórico determinado o en un valor teórico determinado. Por el documento EP 1154202 A2 se conoce un equipo de regulación correspondiente para un quemador con un electrodo de ionización. Basándose en la sonda Langmuir utilizada en la física del plasma, la medición de la conductividad mediante un electrodo de ionización también representa una sonda Langmuir. Este procedimiento de medición es invasivo, lo que significa que la inserción de un electrodo influye en la combustión.

Las regulaciones conocidas están típicamente diseñadas para un gas combustible específico con una composición fija y un valor calorífico bruto fijo y, por lo tanto, no pueden continuar regulando correctamente el proceso de combustión cuando el gas combustible se modifica sin mantenimiento y reajuste. Si se alimenta otro gas combustible en una red de distribución o se añade hidrógeno a una red de distribución, como está previsto en toda Europa, habría que reajustar los dispositivos según el estado de la técnica. Podrían reaccionar solo de manera inadecuada a las modificaciones frecuentes en la composición, lo que puede llevar a una mala combustión, emisiones contaminantes o incluso problemas de seguridad.

Sin embargo, se ha demostrado que durante una combustión no solo se emite luz en el intervalo visible, es decir, la llamada radiación térmica, sino también en el intervalo ultravioleta, en el que solo hay poca radiación térmica, se genera radiación de emisión de distintos grupos de moléculas excitados por las reacciones químicas. A este respecto de particular interés son los radicales CH* y los radicales OH*, es decir, residuos moleculares con propiedades químicas y físicas especiales que se producen durante la combustión y se excitan para la radiación. Esta radiación puede filtrarse selectivamente para ambos tipos de radicales y observarse de forma no invasiva con sensores ópticos (sensores de semiconductor sensibles a los rayos ultravioleta).

Se conocen disposiciones de medición y regulaciones basadas en este principio, por ejemplo, por los documentos US 2010/330516 A1, DE 19509704 A1 o US 5829962 A, pero no en relación con proporciones altas o incluso cambiantes de hidrógeno en un gas combustible.

Por lo tanto, el objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento que permita una regulación precisa de la relación de mezcla del aire de combustión a gas combustible (valor lambda) mediante una medición no invasiva, incluso para diferentes composiciones del gas combustible, en particular también cuando se añade al menos un 50% de hidrógeno hasta hidrógeno puro.

A este respecto deberían poder lograrse largos periodos de servicio, un mantenimiento sencillo y un alto nivel de fiabilidad operativa.

Estos objetivos se resuelven mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1. Los diseños ventajosos se especifican en las reivindicaciones dependientes, las formas de realización y las ventajas se especifican en la siguiente descripción, en particular también en relación con las figuras.

Para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención, puede utilizarse un dispositivo que está preparado para influir o regular la relación de mezcla (lambda) entre aire de combustión y un combustible gaseoso (también denominado gas combustible), que se suministran a un cámara de combustión en una carcasa a través de una línea de suministro de gas combustible y una línea de suministro de aire de combustión, en donde un soplador, normalmente un soplador con control de velocidad, está dispuesto en la línea de suministro de aire de combustión antes o después de la combinación con el combustible gaseoso, y al menos sobre o en la carcasa están presentes un primer filtro óptico y al menos un primer sensor óptico, en donde el primer sensor óptico está dispuesto de manera que la luz procedente de la cámara de combustión puede llegar al primer sensor a través del primer filtro óptico.

Es ventajoso si el primer filtro óptico es selectivamente transparente para al menos un intervalo de longitud de onda predeterminado o solo lo refleja. Pueden considerarse todos los tipos de filtros selectivos, en particular rejillas ópticas, espejos ópticamente selectivos, vidrios selectivos o recubrimientos selectivos, en donde es posible también una combinación de filtro y sensor, por ejemplo mediante una envoltura de vidrio adecuada o un recubrimiento del sensor. Si se deben observar dos intervalos de longitud de onda, es ventajoso usar dos filtros ópticos y dos sensores. Por razones de seguridad o redundancia pueden utilizarse varios sensores y/o filtros.

En particular, también es posible utilizar conductores de luz para al menos una parte del trayecto de transmisión de la luz. Las fibras de vidrio, que conducen un espectro de longitud de onda adecuado, son muy resistentes a la temperatura, por ejemplo, de modo que son especialmente adecuadas para conducir la luz fuera de una cámara de combustión. De esta manera, la ubicación para la disposición de los sensores sensibles a la luz puede elegirse casi libremente, por ejemplo, en las proximidades de un módulo electrónico para la evaluación de señales. Mediante conductores de luz, también es posible desacoplar con poco esfuerzo señales de varios puntos de una cámara de combustión y conducirlas a uno o varios filtros con un sensor subsiguiente, como resultado de lo cual la precisión de medición y/o la fiabilidad en la regulación se puede aumentar.

Para evaluar las señales del sensor o sensores, estos se conectan ventajosamente a un módulo electrónico. Allí, las señales del sensor se evalúan y se procesan posteriormente y pueden utilizarse como variable controlada en funcionamiento continuo.

El soplador y/o una válvula dispuesta en serie con esta en la línea de suministro de aire de combustión están preparados preferentemente para modificar un caudal de aire de combustión que circula hacia la cámara de combustión de forma escalonada y/o continua. Esto permite tanto una calibración de la regulación como un ajuste continuo del valor lambda en funcionamiento continuo, sirviendo la posición de la válvula o la potencia del soplador como una variable manipulada, por ejemplo a través de una regulación de la velocidad del soplador. Cabe señalar que los efectos que se pueden lograr mediante una modificación del caudal de aire de combustión, como se describe a continuación, también pueden lograrse mediante una modificación del caudal de gas combustible en la dirección opuesta. También la invención abarca este tipo de control.

El soplador, dado el caso también caudalímetros y/o válvulas de control presentes en la línea de suministro de aire de combustión y el primer sensor óptico están conectados preferiblemente a un módulo electrónico común, en donde el módulo electrónico incluye el procesamiento de la señal del sensor y la regulación. Es particularmente ventajoso que el módulo electrónico contenga todos los equipos necesarios para la calibración, el procesamiento de señales y la regulación, que típicamente pueden implementarse en un microprocesador.

Dado que en este caso se utiliza preferentemente un sensor de semiconductor óptico, es ventajoso que el sensor óptico esté provisto de un sistema de refrigeración y/o dispuesto en una zona en la que la temperatura sea siempre (durante el funcionamiento de la cámara de combustión) inferior a 70 °C, preferentemente inferior a 60 °C. A este respecto puede tratarse de una refrigeración por disipación de calor al ambiente, una refrigeración por aire, p. ej. mediante el suministro de aire de combustión, una refrigeración por líquido o similar. Solo es importante que el sensor nunca exceda una temperatura máxima especificada para que no se dañe o destruya.

De acuerdo con la invención, para resolver el objetivo planteado se utiliza un procedimiento para influir o regular la relación de mezcla (lambda) entre aire de combustión y un combustible gaseoso que contenga al menos un 50 % de hidrógeno o sea hidrógeno puro, que se queman juntos en una cámara de combustión, en donde con la luz producida durante la combustión, y concretamente, solo el intervalo de longitud de onda para emisiones de radicales OH*, se filtra selectivamente y se convierte mediante al menos un primer sensor óptico en una señal de sensor eléctrica, cuya intensidad se evalúa en un módulo electrónico, en donde un suministro de aire de combustión a la cámara de combustión se modifica, y la modificación provocada por esto en la intensidad de la señal del sensor se evalúa y en donde el suministro aire de combustión se ajusta o se regula dependiendo del resultado de la evaluación. Para los gases combustibles con un contenido de hidrógeno de más del 50 % de hidrógeno o de hidrógeno puro, es ventajoso que solo se filtre y se evalúe el intervalo de longitud de onda para las emisiones de radicales OH*. Si bien tiene más sentido observar únicamente las emisiones de radicales CH* y utilizarlas para la regulación de los gases combustibles que se han utilizado hasta ahora, este tipo de regulación se vuelve cada vez más inexacto con porcentajes de hidrógeno más altos y solo puede reemplazarse por mediciones en el intervalo de longitud de onda de los radicales OH*.

A este respecto es ventajoso que el filtro óptico deje pasar el intervalo de longitud de onda que es típico para las emisiones de radicales OH*, es decir, alrededor de 280 - 320 nm [nanómetro]. El intervalo de longitud de onda que se permite pasar también puede restringirse aún más si esto reduce interferencias en la medición, por ejemplo, a 290 - 310 nm.

El suministro de aire de combustión se regula preferentemente en función de la intensidad de la señal del sensor. A este respecto, la señal de sensor es la variable controlada, la potencia del soplador o la posición de una válvula en la línea de suministro de aire de combustión son la variable manipulada. En principio, en lugar de regular el aire de combustión, también es posible regular el suministro gas combustible con un suministro constante de aire de combustión, pero este tipo de regulación es inusual por varias razones y solo es adecuado para casos especiales.

Dado que la invención también debe ser adecuada para diferentes gases combustibles y composición cambiante de gases combustibles y debido a que la suciedad y otras influencias pueden modificar la regulación con el tiempo, la calibración automática es especialmente ventajosa. Para calibrar la regulación se inicia una combustión con un exceso de aire de combustión adecuado y se estrangula el suministro aire de combustión de forma gradual o continua, observándose la intensidad de la señal eléctrica en función del suministro aire de combustión para encontrar un punto de inflexión (inversión de la curvatura) en el curso de la señal del sensor, que corresponde a una relación de mezcla especialmente adecuada (lambda). En este punto de inflexión, desde un punto de vista matemático, la primera derivada de la señal del sensor con respecto al tiempo alcanza un máximo y la segunda derivada con respecto al tiempo se vuelve cero. En otras palabras, la señal de sensor se modifica más en este punto cuando el suministro de aire de combustión y, por lo tanto, el valor lambda se modifican en cierta cantidad. Tal punto de inflexión puede encontrarse mediante simples etapas de medición y comparaciones de los valores medidos.

La calibración se repite ventajosamente a intervalos definibles o según sea necesario. Esto puede llevarse a cabo incluso al comienzo de cada proceso de combustión, comenzando con un exceso de aire de combustión y luego reduciendo el suministro de aire hasta que se determina el punto de inflexión cuando se supera, que luego se puede ajustar.

Es ventajoso y también habitual en los quemadores típicos diseñar el soplador para que sea de velocidad controlada o de velocidad regulada. La modificación en el suministro de aire de combustión se realiza modificando la velocidad del soplador de forma gradual o continua.

Puede estar prevista una regulación lambda (por ejemplo, en forma de un módulo electrónico) para ajustar el aire de combustión y un combustible gaseoso, que está preparada para llevar a cabo el procedimiento descrito en este caso. Puede estar previsto un programa de informático (por ejemplo, en el módulo electrónico) que está preparado para llevar a cabo todas las etapas del procedimiento propuesto en este caso (en particular de acuerdo con las reivindicaciones del procedimiento). Además, puede estar previsto un medio de almacenamiento legible por máquina (por ejemplo, el módulo electrónico), en el que se almacena un programa informático de este tipo.

Un ejemplo de realización esquemático de la invención, al que sin embargo no se limita, y el modo de funcionamiento del procedimiento de acuerdo con la invención se explicarán ahora en detalle con referencia a las figuras. Representan:

Fig. 1: esquemáticamente un dispositivo,

Fig. 2: un diagrama que ilustra el espectro de las emisiones radiantes durante la combustión para diferentes potencias de combustión,

Fig. 3: cuatro diagramas para diferentes niveles de potencia durante la combustión y para diferentes gases combustibles, en donde la intensidad de señal en cada caso se representa frente al valor lambda en cada caso,

Fig. 4: un diagrama del curso de la intensidad de radiación de los radicales CH* en función del tiempo durante un proceso de calibración y una potencia de 20 kW [kilovatio],

Fig. 5: diagrama del curso del valor lambda dependiendo del tiempo durante un proceso de calibración con observación de la intensidad de radiación de los radicales CH* y una potencia de 20 kW,

Fig. 6, 7: diagramas correspondientes a las Figuras 4 y 5 para una potencia de 15 kW,

Fig. 8, 9: diagramas correspondientes a las Figuras 4 y 5 para una potencia de 10 kW,

Fig. 10, 11 diagramas correspondientes a las Figuras 4 y 5 para una potencia de 5 kW,

Fig. 12: un diagrama para ilustrar la precisión de la medición durante una calibración, el valor lambda se representa frente al tiempo, y

Fig. 13: un diagrama perteneciente a la figura 12, la modificación medida en la intensidad de la señal se representa frente al tiempo.

La figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de realización de un dispositivo adecuado para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención, en particular un calentador de agua o un quemador de calefacción. En una carcasa 1 está dispuesta una cámara de combustión 7, en la que puede quemarse un gas combustible con aire de combustión. Para el suministro los dos componentes se utilizan una línea de suministro de gas combustible 2 y una línea de suministro de aire de combustión 3, que generalmente se juntan antes de la cámara de combustión 7, pero no siempre es así. Una válvula de gas combustible 6 sirve para cerrar y/o controlar el gas de combustión y una válvula de aire de combustión 5 para cerrar y/o controlar el aire de combustión. En la línea de suministro de aire de combustión 3 está dispuesto un soplador 4, en particular un soplador de velocidad controlada, antes o después de juntarse con el gas combustible. Después del encendido de una mezcla adecuada de gas combustible y aire de combustión, se crea un área de llama 8 en la cámara de combustión 7, que emite un amplio espectro de radiación óptica, concretamente, radiación térmica por un lado y radiación de diferentes líneas de emisión por el otro. lado, que son particularmente característicos de determinados componentes químicos y también están presentes en la parte ultravioleta (UV) del espectro. Un primer filtro óptico 9 en o sobre la carcasa 1 puede utilizarse para filtrar rayos de un intervalo espectral determinado de modo que solo los rayos transmitidos (o reflejados) alcancen un primer sensor óptico 10, en particular un diodo sensible a la luz. El sensor 10 mediante un sistema de refrigeración 21 puede mantenerse a una temperatura adecuada para su funcionamiento, p. ej. por debajo de 70 °C o incluso por debajo de 60 °C. Una señal medida por el primer sensor 10 llega a través de una primera línea de conexión de sensor 16 a un módulo electrónico 11, que se utiliza para evaluar señales de medición y para la regulación. El soplador puede controlarse para la calibración y regularse durante el funcionamiento a través de una línea de conexión del soplador 19. Como alternativa o adicionalmente, la válvula de aire de combustión 5 también puede activarse a través de una línea de suministro de válvula de aire de combustión 20 o la válvula de gas combustible 6 a través de una línea de suministro de válvula de gas combustible 18. Si no solo debe monitorizarse y utilizarse para la evaluación un intervalo espectral, pueden preverse un segundo filtro óptico 12, una segunda línea de conexión del sensor 17 y un segundo sensor óptico 13, preferentemente en el lado de la carcasa 1 opuesto al primer sensor 10, o junto al primer sensor 10. Dado que los sensores 10, 13 son funcionales solo en un intervalo de temperatura limitado, puede ser necesario prever en la carcasa 1 ventanas 14, 15 permeables a la luz ultravioleta, p. ej. de un vidrio resistente al calor adecuado, de modo que los filtros 9, 12 y los sensores 10, 13 puedan disponerse fuera de la carcasa 1 en un área más fresca.

Todos los procesos que se describen a continuación utilizando radicales CH* también pueden llevarse a cabo de la misma manera para el intervalo de emisión de radicales OH*, también denominado OH(A-X) porque esto puede ser más favorable para gases combustibles con un alto porcentaje de hidrógeno. o para hidrógeno puro. También es posible monitorizar y evaluar ambos intervalos de emisión, lo que puede brindar información adicional. En particular, la relación de las intensidades de señal de radicales OH* y radicales CH* puede proporcionar información sobre la composición, en particular el porcentaje de hidrógeno de un gas combustible, o permitir decidir sobre qué señales son más adecuadas para una regulación.

El procedimiento de acuerdo con la invención puede describirse como sigue con referencia a las figuras 2 a 13: Se usa una sonda UV (compuesta por un filtro para el intervalo de longitud de onda relevante y un sensor) para detectar los radicales CH*, también designados con CH(A-X), tal como aparecen en el intervalo de longitud de onda de 420 a 440 nm en la figura 2. Mediante el material fotográfico utilizado en el ejemplo descrito en este caso, es posible detectar fotones en el intervalo espectral de 350-500 nm, en el que los radicales CH* emiten radiación. Los fotones registrados generan una corriente de diodo, que se utiliza para medir la intensidad de la señal relativa de los radicales CH*. Esta corriente se convierte a través de una resistencia de p. ej. 470 Q en una señal de voltaje, que es evaluada por un procesador en el módulo electrónico.

Las señales de los radicales CH* (cf. figura 3) se registraron para los gases G21, G222, metano y gas natural (Remscheid) y para los niveles de carga 20, 15, 10 y 5 kW. Los diagramas muestran el valor de voltaje medio (intensidad de señal) para la variación del valor lambda de lambda = 1,60 a lambda = 0,80 en incrementos de 0,05 (excepto G222). Puede verse que estas señales son casi independientes del gas combustible utilizado. Para garantizar una detección fiable del punto de funcionamiento, se detecta el punto de inflexión de la curva de señal resultante. Por lo tanto, después del encendido del proceso de combustión, la velocidad del soplador utilizado en este caso en la línea de suministro de aire de combustión se reduce a intervalos de tiempo constantes hasta alcanzar el valor de la pendiente máxima en la curva de señal (dependiendo de la carga). El tiempo necesario para ello, que, junto con el valor del punto de inflexión y el valor absoluto de la intensidad de la señal de la radiación radical CH*, sirve para identificar el valor lambda así como también la exposición actual. A través de, p. ej. una tabla de consulta o una memoria electrónica correspondiente en el módulo electrónico, se establece la velocidad requerida para el valor teórico deseado de lambda (p.ej. 1,25). Este procedimiento se lleva a cabo para comprobación de seguridad, p. ej. cada N minutos con el fin de verificar las condiciones marco y el punto de funcionamiento actual en cada caso.

El concepto de regulación puede resumirse de la siguiente manera: Una curva característica de control piloto almacenada en el módulo electrónico describe la velocidad del soplador y la intensidad de señal de la luz emitida de los radicales CH* para una combustión óptima en condiciones de referencia (la cantidad de aire de combustión también puede utilizarse como alternativa a la velocidad del soplador). Una regulación en el módulo electrónico ajusta la cantidad de aire de combustión para que se logre la intensidad de señal deseada de la radiación de radicales CH*, es decir, la combustión tiene lugar con la relación gas-aire deseada. Un proceso de calibración comprueba y adapta una característica de control piloto guardada, dado el caso, a las condiciones de combustión actuales (composición del gas de combustión, densidad de gases y aire, etc.). El resultado del proceso de calibración puede ser un factor de corrección con el que se corrige la característica de control piloto.

Un proceso de calibración asociado se desarrolla de la siguiente manera, por ejemplo:

se establece la velocidad del soplador y los valores estándar del control previo, p. ej. por tipo de gas combustible, temperatura, presión o parámetros similares. se comprueba si la combustión es lo suficientemente pobre mediante el valor absoluto de la intensidad de señal de la radiación radical CH* y la velocidad del soplador/cantidad de aire de combustión. se inicia la reducción controlada en el tiempo, en particular gradual, de la velocidad del soplador/cantidad de aire de combustión. Cuando se alcanza el punto de inflexión W (véase, por ejemplo, las marcas en la Figura 4), calcular la diferencia de tiempo e identificar la lambda actual y la velocidad actual/cantidad de aire de combustión (el punto de inflexión se caracteriza por alcanzar la modificación máxima en la intensidad de señal de la radiación radical CH* cuando se reduce la cantidad de aire de combustión y se encuentra entre 1,2 > lambda > 1,05 en función del estado de carga. Se calcula un factor de corrección asociado para la característica de control piloto para establecer el valor teórico deseado para lambda de la combustión. Con el proceso de calibración, se detectan las modificaciones en la ruta de la señal óptica y electrónica (contaminación, envejecimiento, etc. en el filtro y el sensor) y se corrigen automáticamente. Después de N minutos, volver a iniciar el proceso de calibración.

En las figuras 4 a 13, se comparan en cada caso la modificación en el tiempo del valor lambda y la modificación en el tiempo de la intensidad de señal de las emisiones de radicales CH*. En este sentido la velocidad de un soplador de aire de combustión se redujo en una centésima (1%) del valor inicial cada 10 segundos. Además, se marcó cuando se produce un intervalo lambda crítico en el tiempo (1,10 - 1,00), en el que debe tener lugar la detección del punto de inflexión (velocidad máxima de modificación). El área está delimitada en cada caso por líneas verticales. Las evaluaciones muestran que el punto de inflexión W está dentro del intervalo permitido para todas las cargas. Cabe señalar que a partir de un valor lambda de 0,95 en el ejemplo de realización, la velocidad aumentó drásticamente, por lo cual tiene lugar una modificación considerable en la intensidad de la señal al final del intervalo de tiempo mostrado.

Con el fin de reducir los errores de medición y mejorar la resolución temporal, en el modelo utilizado para la evaluación se almacenó en el módulo electrónico un filtro para la señal de los radicales CH*. Como muestran las figuras 12 y 13, es posible así una identificación clara de la transición lambda de 1,05 a 1,00. Gracias a los conocimientos obtenidos del análisis de la señal CH, es posible incluso establecer más sistemas de regulación u obtener información utilizando los sensores descritos.

De este modo, también pueden evaluarse las intensidades de señal medidas para evitar de forma fiable la formación de CO (monóxido de carbono). Además, la relación de las intensidades de señal OH*/CH* puede utilizarse como una señal de regulación independiente de la carga con la misma dependencia lambda que la señal CH*. En este sentido, el valor absoluto de la relación junto con las señales individuales brinda posibilidades para identificar la carga térmica en un quemador y determinar el valor lambda.

Finalmente, las mediciones de ionización existentes y otras mediciones según la técnica anterior pueden combinarse con las mediciones de acuerdo con la invención, por lo que se puede obtener más información sobre el proceso de combustión y puede lograrse una resolución más precisa del valor lambda con regulación correspondientemente más precisa.

La invención es particularmente adecuada para quemadores en el intervalo de potencia entre 5 y 50 kW, preferiblemente dispositivos de suelo y dispositivos montados en la pared en hogares de tamaño mediano que funcionan con gas de combustión de una red de suministro. Sin embargo, también puede utilizarse para potencias aún más pequeñas. Es posible una regulación fiable incluso si la composición del gas de combustión se modifica con frecuencia u ocasionalmente. La contaminación y las modificaciones lentas en los componentes ópticos o electrónicos también pueden compensarse mediante una calibración periódica.

Lista de referencias

1 carcasa

2 línea de suministro de gas combustible

3 línea de suministro de aire de combustión

4 ventilador (con velocidad regulada)

5 válvula de aire de combustión

6 válvula de gas combustible

7 cámara de combustión

8 área de llama

9 primer filtro óptico

10 primer sensor óptico

11 módulo electrónico

12 segundo filtro óptico

13 segundo sensor óptico

14 primera ventana permeable a los rayos UV

15 segunda ventana permeable a los rayos UV

16 primera línea de conexión del sensor

17 segunda línea de conexión del sensor

18 línea de conexión de la válvula de gas combustible

19 línea de conexión del soplador

20 línea de suministro de la válvula de aire de combustión

21 sistema de enfriamiento

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para influir o regular la relación de mezcla (lambda) de aire de combustión y un combustible gaseoso con un porcentaje superior al 50% de hidrógeno o hidrógeno puro, que se queman juntos en una cámara de combustión (7), en donde se filtra selectivamente la luz originada en la combustión, y en concreto solo el intervalo de longitud de onda para las emisiones de radicales OH*, y mediante al menos un primer sensor óptico (10) se convierte en una señal de sensor eléctrica cuya intensidad se evalúa en un módulo electrónico (11), en donde un suministro de aire de combustión y/o combustible gaseoso a la cámara de combustión (7) se modifica y la modificación provocada por ello de la señal del sensor se evalúa, y en donde el suministro de aire de combustión y/o combustible gaseoso se ajusta o se regula en función del resultado de la evaluación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde un filtro óptico (9) deja pasar o refleja el intervalo de longitud de onda filtrado selectivamente típico de los radicales OH*, concretamente alrededor de 280 - 320 nm.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en donde se regula el suministro de aire de combustión y/o combustible gaseoso dependiendo de la intensidad de la señal de sensor.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde se realiza una calibración de la regulación y en donde para calibrar la regulación se inicia una combustión con un exceso adecuado de aire de combustión y se estrangula gradual o continuamente el suministro de aire de combustión y en donde la intensidad de la señal eléctrica se observa en función del suministro de aire de combustión para encontrar un punto de inflexión en el curso de la señal de sensor que corresponde a una relación de mezcla particularmente adecuada (lambda).

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en donde la calibración se repite a intervalos definibles o según sea necesario.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la modificación del suministro de aire de combustión se realiza mediante una modificación gradual o continua de una velocidad de un soplador (4).