ITPD20120362A1 - DEVICE AND METHOD OF IGNITION WITH DISCHARGE FOR LIQUID OR GASEOUS FUELS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un dispositivo e un metodo di accensione a scarica per carburanti liquidi o gassosi. The present invention relates to a discharge ignition device and method for liquid or gaseous fuels.
I dispositivi di accensione a scarica dell’arte nota sono sostanzialmente dei dispositivi elettronici di accensione adatti ad equipaggiare idropulitrici, bruciatori a gas ad aria soffiata, a olio leggero e pesante, in applicazioni civili e industriali, per l’accensione del combustibile. Il principio di funzionamento si basa su un oscillatore ad alta frequenza che genera una tensione che viene a sua volta elevata mediante un trasformatore, ad esempio in ferrite, ottenendo tensioni di uscita dell’ordine di qualche kV. Tali tensioni in uscita generano scariche elettriche adatte a garantire l’accensione dei carburanti utilizzati. Discharge ignition devices of the known art are substantially electronic ignition devices suitable for equipping pressure washers, gas burners with blown air, light and heavy oil, in civil and industrial applications, for fuel ignition. The operating principle is based on a high frequency oscillator which generates a voltage which is in turn raised by means of a transformer, for example in ferrite, obtaining output voltages of the order of a few kV. These output voltages generate electrical discharges suitable for guaranteeing the ignition of the fuels used.
In base alle tipologie di impiego e del carburante, si può rendere necessario l’utilizzo di potenze di accensione sempre maggiori per garantire l’accensione in tutte le condizioni di funzionamento del dispositivo; in particolare le potenze di uscita aumentano per garantire l’accensione di combustibili anche più difficili da accendere. L’impiego di potenze via via maggiori comporta però il possibile surriscaldamento dei dispositivi di accensione. Occorre quindi prevedere opportuni intervalli di spegnimento dei dispositivi di accensione al fine di evitarne il surriscaldamento. Depending on the type of use and fuel, it may be necessary to use increasingly higher ignition powers to ensure ignition in all operating conditions of the device; in particular, the output powers increase to guarantee the ignition of fuels that are even more difficult to ignite. However, the use of increasingly higher powers involves the possible overheating of the ignition devices. It is therefore necessary to provide suitable shutdown intervals for the ignition devices in order to avoid overheating.
In alternativa à ̈ possibile ridurre le potenze di accensione, sempre che i carburanti impiegati lo consentano. Alternatively, it is possible to reduce the ignition powers, as long as the fuels used allow it.
Pertanto, esistono nell’arte due tipologie di accenditori, ossia quelli a servizio intermittente e quelli a servizio continuo. Therefore, there are two types of igniters in the art, namely those with intermittent service and those with continuous service.
La differenza tra le due tipologie consiste in una opportuna elaborazione della tensione elettrica sinusoidale d’ingresso ossia di alimentazione del dispositivo. The difference between the two types consists in an appropriate processing of the sinusoidal electrical voltage at the input or the power supply of the device.
Infatti, gli accenditori a servizio intermittente, utilizzati principalmente nei bruciatori ad olio leggero e pesante dove si ha la necessità di un potere d’accensione elevato a causa del tipo di combustibile, prevedono l’utilizzo di alte potenze elettriche di alimentazione: allo stesso tempo si deve perciò limitare il tempo d’accensione per dare la possibilità al trasformatore di smaltire il calore ed evitarne il surriscaldamento. Questi accenditori non sono però utilizzabili in quelle applicazioni dove si ha la necessità di un’accensione continua, come ad esempio nel caso di idropulitrici. In fact, the intermittent service igniters, mainly used in light and heavy oil burners where there is a need for a high ignition power due to the type of fuel, require the use of high electrical power supplies: at the same time, the ignition time must therefore be limited to allow the transformer to dissipate the heat and avoid overheating. However, these igniters cannot be used in those applications where a continuous ignition is required, such as for example in the case of pressure washers.
Per queste ultime applicazioni sono quindi previsti gli accenditori a servizio continuo. In questi dispositivi la potenza d’accensione à ̈ inferiore, rispetto ai dispositivi a servizio intermittente: una potenza inferiore à ̈ necessaria per evitare surriscaldamenti dovuti al funzionamento continuo. Tali applicazioni sono, come visto, adatte a dispositivi semplici che non richiedono combustibili di difficile accensione, come ad esempio le idropulitrici, dove la scarica continua ha anche il compito di stabilizzare la combustione. Continuous service igniters are therefore envisaged for these latter applications. In these devices the ignition power is lower than in the intermittent service devices: a lower power is necessary to avoid overheating due to continuous operation. Such applications are, as seen, suitable for simple devices that do not require fuels that are difficult to ignite, such as pressure washers, where the continuous discharge also has the task of stabilizing combustion.
Da quanto sopra esposto emerge che, ad oggi, si devono utilizzare due differenti tipologie di dispositivi di accensione a seconda del tipo di utilizzo. From the above it emerges that, to date, two different types of ignition devices must be used depending on the type of use.
Ne deriva quindi che i prodotti dell’arte nota non sono applicabili universalmente a tutte le tipologie di applicazioni/impianti: per questo motivo aumentano i costi di gestione ad esempio dei magazzini dei pezzi, ma anche i consumi elettrici dal momento che, spesso, vengono utilizzati dispositivi sovradimensionati per le specifiche applicazioni. It follows therefore that the products of the known art are not universally applicable to all types of applications / systems: for this reason, the management costs for example of the parts warehouses increase, but also the electricity consumption since, often, oversized devices are used for specific applications.
E’ quindi sentita nell’arte l’esigenza di escogitare un dispositivo che riesca a risolvere i citati problemi dei dispositivi noti, ossia un dispositivo universale in grado di equipaggiare efficacemente, ossia con consumi ridotti ed elevata affidabilità , dispositivi quali idropulitrici, bruciatori a gas ad aria soffiata, a olio leggero e pesante, in applicazioni civili e industriali. The need is therefore felt in the art to devise a device that is able to solve the aforementioned problems of known devices, i.e. a universal device capable of effectively equipping devices such as high-pressure washers, i.e. with reduced consumption and high reliability, blown air gas burners, light and heavy oil, in civil and industrial applications.
Tale esigenza viene soddisfatta da un dispositivo di accensione a scarica in accordo con la rivendicazione 1 e da un metodo di accensione in accordo con la rivendicazione 9. This need is satisfied by a discharge ignition device according to claim 1 and by an ignition method according to claim 9.
Altre forme di realizzazione del dispositivo e del metodo di accensione secondo l’invenzione sono descritte nelle successive rivendicazioni. Other embodiments of the device and of the ignition method according to the invention are described in the subsequent claims.
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente comprensibili dalla descrizione di seguito riportata dei suoi esempi preferiti e non limitativi di realizzazione, in cui: la figura 1 rappresenta una vista schematica a blocchi di un dispositivo di accensione in accordo con una prima forma di realizzazione della presente invenzione; la figura 2 rappresenta una vista schematica a blocchi di un dispositivo di accensione in accordo con una seconda forma di realizzazione della presente invenzione; Further characteristics and advantages of the present invention will be more understandable from the following description of its preferred and non-limiting embodiment examples, in which: Figure 1 represents a schematic block view of an ignition device according to a first form of realization of the present invention; figure 2 represents a block schematic view of an ignition device according to a second embodiment of the present invention;
la figura 3 rappresenta un possibile schema di funzionamento di un componente del dispositivo di accensione secondo l’invenzione. Figure 3 represents a possible operating diagram of a component of the ignition device according to the invention.
Gli elementi o parti di elementi in comune tra le forme di realizzazione descritte nel seguito saranno indicati con medesimi riferimenti numerici. The elements or parts of elements in common between the embodiments described below will be indicated with the same numerical references.
Con riferimento alle suddette figure, con 4 si à ̈ globalmente indicato un dispositivo di accensione a scarica per carburanti liquidi o gassosi. I carburanti liquidi o gassosi sono tipicamente, ma non esclusivamente, idrocarburi. Il dispositivo di accensione della presente invenzione può essere applicato a idropulitrici, bruciatori a gas ad aria soffiata, a olio leggero e pesante, in applicazioni civili ed industriali per l’accensione del combustibile. With reference to the aforementioned figures, the numeral 4 globally indicates a discharge ignition device for liquid or gaseous fuels. Liquid or gaseous fuels are typically, but not exclusively, hydrocarbons. The ignition device of the present invention can be applied to pressure washers, gas burners with blown air, light and heavy oil, in civil and industrial applications for fuel ignition.
L’elenco dei dispositivi sopra citati deve essere considerato esplicativo e non limitativo; in altre parole gli impieghi sopra citati sono elencati a puro titolo di esempio di applicazione. The list of devices mentioned above must be considered explanatory and not limiting; in other words, the aforementioned uses are listed purely by way of example of application.
Secondo una forma di realizzazione, il dispositivo di accensione 4 comprende un oscillatore 8, alimentato da una rete elettrica 12, il quale fornisce in uscita una tensione alternata. Il dispositivo di accensione 4 comprende inoltre un trasformatore 16 che riceve in ingresso la tensione alternata prodotta dall’oscillatore 8 e che eleva in uscita detta tensione ricevuta dall’oscillatore 8 secondo un determinato rapporto di trasformazione. Il dispositivo di accensione 4 comprende inoltre almeno un elettrodo 20 alimentato da detto trasformatore 16 per generare una scarica elettrica adatta ad accendere i carburanti liquidi o gassosi. Ai fini della presente invenzione gli elettrodi 20 possono essere di qualsiasi materiale ed avere qualsiasi forma e dimensione in funzione del tipo di combustibile da accendere mediante scarica elettrica. According to an embodiment, the ignition device 4 comprises an oscillator 8, powered by an electrical network 12, which supplies an alternating voltage at its output. The ignition device 4 further comprises a transformer 16 which receives at its input the alternating voltage produced by the oscillator 8 and which raises at its output said voltage received by the oscillator 8 according to a determined transformation ratio. The ignition device 4 further comprises at least one electrode 20 powered by said transformer 16 to generate an electric discharge suitable for igniting liquid or gaseous fuels. For the purposes of the present invention, the electrodes 20 can be of any material and have any shape and size according to the type of fuel to be ignited by electric discharge.
Vantaggiosamente, il dispositivo di accensione 4 à ̈ munito di un commutatore 24 che fornisce selettivamente e/o alternativamente almeno due distinti livelli di potenza di alimentazione al trasformatore 16, detti livelli di potenza comprendendo un valore di alta potenza e un valore di bassa potenza, adatti a garantire l’accensione di detti carburanti liquidi o gassosi, in funzione della tipologia dei carburanti stessi e/o delle relative condizioni di funzionamento dei dispositivi di accensione. Advantageously, the ignition device 4 is equipped with a switch 24 which selectively and / or alternatively supplies at least two distinct power supply levels to the transformer 16, said power levels comprising a high power value and a low power value, suitable for guaranteeing the ignition of said liquid or gaseous fuels, according to the type of fuels themselves and / or the relative operating conditions of the ignition devices.
E’ da premettere che la definizione di alta e bassa potenza dipende dalla tipologia di combustibili da accendere. In altre parole, ai fini della presente invenzione, occorre prevedere almeno due livelli di potenza, ossia un livello di minore potenza o di bassa potenza ed un livello di maggiore potenza o alta potenza. It should be noted that the definition of high and low power depends on the type of fuel to be ignited. In other words, for the purposes of the present invention, it is necessary to provide at least two power levels, ie a lower power or low power level and a higher power or high power level.
E’ da precisare che per fornitura selettiva e/o alternata di due distinti livelli di potenza si intende che il commutatore può essere settato in modo da stabilire selettivamente uno specifico livello di potenza desiderata, sia a bassa o ad alta potenza; inoltre il commutatore à ̈ anche in grado di fornire alternatamente, secondo specifiche logiche di funzionamento nel seguito descritte, l’uno o l’altro livello di potenza in maniera automatica senza l’intervento dell’operatore. It should be noted that selective and / or alternating supply of two distinct power levels means that the switch can be set in such a way as to selectively establish a specific desired power level, either at low or high power; moreover, the switch is also able to supply alternately, according to specific operating logics described below, one or the other power level automatically without the intervention of the operator.
Pertanto, il commutatore 24 à ̈ in grado di adattare l’erogazione di potenza da fornire al trasformatore in funzione delle effettive condizioni di funzionamento del dispositivo di accensione, risultando pertanto estremamente versatile ed adattabile a differenti tipi di combustibili e/o condizioni di lavoro. Therefore, the switch 24 is able to adapt the power supply to be supplied to the transformer according to the actual operating conditions of the ignition device, thus resulting extremely versatile and adaptable to different types of fuels and / or working conditions. .
E’ inoltre da precisare che i livelli di potenza di alimentazione da fornire al trasformatore 16 possono essere anche più di due, in funzione di specifiche condizioni di funzionamento e/o di utilizzo del trasformatore 16. It should also be noted that the power supply levels to be supplied to the transformer 16 can be even more than two, depending on specific operating conditions and / or use of the transformer 16.
Secondo una forma di realizzazione, il commutatore 24 comprende un timer 28 che, in base ad intervalli di tempo predeterminati e/o programmabili, commuta il funzionamento da alta a bassa potenza e/o viceversa. Come sopra descritto, gli intervalli di tempo possono essere prestabiliti, in funzione delle condizioni di funzionamento e del tipo di combustibile a cui à ̈ destinato il dispositivo di accensione 4, ma allo stesso tempo tali intervalli di tempo possono essere programmabili in modo da poter impiegare il medesimo dispositivo di accensione in svariate applicazioni o anche solo per adattare il dispositivo di accensione a contingenti e mutevoli variazioni durante il suo funzionamento. According to an embodiment, the switch 24 comprises a timer 28 which, on the basis of predetermined and / or programmable time intervals, switches the operation from high to low power and / or vice versa. As described above, the time intervals can be preset, depending on the operating conditions and the type of fuel for which the ignition device 4 is intended, but at the same time these time intervals can be programmable so as to be able to use the same ignition device in various applications or even just to adapt the ignition device to contingent and changing variations during its operation.
Secondo una forma di realizzazione, il dispositivo di accensione 4 comprende almeno una memoria che memorizza gli intervalli di effettivo funzionamento nella modalità di alta e/o di bassa potenza. According to an embodiment, the ignition device 4 comprises at least one memory which stores the intervals of effective operation in the high and / or low power mode.
In questo modo à ̈ possibile far interagire la memoria con il commutatore 24, in modo che il commutatore possa commutare e/o modificare gli intervalli di funzionamento in bassa ed alta potenza in funzione dei precedenti intervalli di funzionamento memorizzati. In altre parole à ̈ possibile tener presente la storia di funzionamento del dispositivo di accensione 4 in modo da adattare le contingenti condizioni di funzionamento a quelle precedenti. Questo tipo di adattamento à ̈ estremamente utile al fine di ridurre i consumi energetici del dispositivo di accensione 4 ma anche al fine di evitarne possibili surriscaldamenti. In this way it is possible to make the memory interact with the switch 24, so that the switch can switch and / or modify the low and high power operating intervals according to the previous memorized operating intervals. In other words, it is possible to take into account the operating history of the ignition device 4 in order to adapt the contingent operating conditions to the previous ones. This type of adaptation is extremely useful in order to reduce the energy consumption of the ignition device 4 but also in order to avoid possible overheating.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il tempo di commutazione del commutatore 24 varia in base alla tensione elettrica di rete, in modo da ridurre l’intervallo di funzionamento ad alta potenza quando la tensione elettrica di rete aumenta rispetto al valore nominale e da aumentare questo intervallo quando la tensione elettrica di rete si riduce rispetto al valore nominale. According to a preferred embodiment, the switching time of the switch 24 varies according to the mains voltage, so as to reduce the high power operating range when the mains voltage increases with respect to the nominal value and to increase this interval when the mains voltage drops with respect to the nominal value.
In particolare, secondo una forma di realizzazione preferita, il tempo di commutazione varia in base alla tensione elettrica di rete, in modo da avere un minimo intervallo di funzionamento ad alta potenza quando la tensione elettrica di rete raggiunge il massimo scostamento positivo rispetto al valore nominale e in modo da avere un massimo intervallo di funzionamento quando la tensione elettrica di rete raggiunge il massimo scostamento negativo rispetto al valore nominale. In particular, according to a preferred embodiment, the switching time varies according to the mains voltage, so as to have a minimum high-power operating range when the mains voltage reaches the maximum positive deviation from the nominal value. and so as to have a maximum operating range when the mains voltage reaches the maximum negative deviation from the nominal value.
In questo modo à ̈ possibile evitare surriscaldamenti indesiderati del dispositivo di accensione, dal momento che si abbreviano i tempi di funzionamento ad alta potenza, quando la tensione di rete aumenta e si allungano i tempi di funzionamento quando la tensione di rete diminuisce. In this way it is possible to avoid unwanted overheating of the ignition device, since the operating times at high power are shortened, when the mains voltage increases and the operating times are extended when the mains voltage decreases.
Questo adattamento alle effettive e contingenti condizioni di alimentazione della rete elettrica 12 rendono il dispositivo di accensione ancora più versatile perché tengono conto di mutevoli condizioni di funzionamento non prevedibili a priori in quanto non dipendenti dall’impiego del dispositivo bensì dalla rete elettrica 12 di alimentazione. This adaptation to the actual and contingent power supply conditions of the electrical network 12 make the ignition device even more versatile because they take into account changing operating conditions that cannot be predicted a priori as they do not depend on the use of the device but on the electrical network 12 power supply.
Secondo una possibile forma di realizzazione, il dispositivo di accensione 4 comprende un raddrizzatore 32 collegabile ad una rete elettrica 12 di alimentazione, detto raddrizzatore 32 alimentando l’oscillatore 8. According to a possible embodiment, the ignition device 4 comprises a rectifier 32 which can be connected to an electric power supply network 12, said rectifier 32 by supplying the oscillator 8.
In tale forma di realizzazione, il commutatore 24, in base a intervalli di tempo predeterminati e/o programmabili, commuta il raddrizzatore 32 tra un funzionamento a doppia semionda raddrizzata, corrispondente al livello di alta potenza, ad un funzionamento a singola semionda raddrizzata, corrispondente al livello di bassa potenza (figura 3). In particolare, nel funzionamento a doppia semionda raddrizzata, il raddrizzatore 32 raddrizza la sinusoide della rete elettrica in modo da portare la semionda negativa della sinusoide nella zona positiva, e in cui, nel funzionamento a singola semionda raddrizzata, il raddrizzatore 32 raddrizza la sinusoide della rete elettrica in modo da eliminare la semionda negativa della sinusoide, dimezzando la potenza elettrica complessiva erogata. In this embodiment, the switch 24, on the basis of predetermined and / or programmable time intervals, switches the rectifier 32 between a rectified double half-wave operation, corresponding to the high power level, to a rectified single half-wave operation, corresponding at the low power level (figure 3). In particular, in the rectified double half-wave operation, the rectifier 32 rectifies the sinusoid of the electrical network so as to bring the negative half-wave of the sinusoid into the positive zone, and in which, in the rectified single half-wave operation, the rectifier 32 rectifies the sinusoid of the electrical network in order to eliminate the negative half wave of the sinusoid, halving the total electrical power supplied.
Ovviamente à ̈ possibile prevedere ulteriori forme di realizzazione che prevedono di alimentare il trasformatore 16 selettivamente ed alternatamente con almeno due distinti livelli di potenza. Obviously it is possible to provide further embodiments which provide for powering the transformer 16 selectively and alternately with at least two distinct power levels.
Inoltre, à ̈ possibile prevedere un numero di livelli di potenza maggiore di due, ad esempio per adattare il funzionamento del dispositivo di accensione a condizioni di lavoro e/o di combustibili sempre più specifiche e mutevoli. Furthermore, it is possible to provide for a number of power levels greater than two, for example to adapt the operation of the ignition device to increasingly specific and changing working conditions and / or fuels.
Come si può apprezzare da quanto descritto, il dispositivo e il metodo di accensione secondo l’invenzione consentono di superare gli inconvenienti presentati nella tecnica nota. As can be appreciated from what has been described, the ignition device and method according to the invention allow to overcome the drawbacks presented in the known art.
In particolare, il dispositivo di accensione à ̈ universale in quanto, può essere facilmente programmato in modo da equipaggiare efficacemente tutti i tipi di bruciatori, senza alcuna distinzione di funzionamento e di combustibile, come avviene nei dispositivi accenditori dell’arte nota. In particular, the ignition device is universal in that it can be easily programmed in order to effectively equip all types of burners, without any distinction between operation and fuel, as occurs in igniter devices of the known art.
Inoltre, il dispositivo di accensione della presente invenzione consente una migliore gestione a magazzino da parte del cliente/fornitore), dal momento che si richiede di gestire un unico prodotto adattabile a differenti applicazioni. Furthermore, the ignition device of the present invention allows better management in the warehouse by the customer / supplier, since it is required to manage a single product adaptable to different applications.
Inoltre il dispositivo della presente invenzione consente una notevole riduzione dei consumi elettrici, grazie alla variazione del tempo di accensione, come sopra descritto. Furthermore, the device of the present invention allows a considerable reduction in electrical consumption, thanks to the variation of the ignition time, as described above.
Inoltre, il dispositivo di accensione garantisce affidabilità di funzionamento in tutte le condizioni dal momento che può erogare elevate potenze di accensione pur senza incorrere in problemi di surriscaldamento. Pertanto, da un lato si evitano i surriscaldamenti e dall’altro si evitano le possibili mancate accensioni del combustibile. In addition, the ignition device guarantees reliable operation in all conditions since it can deliver high ignition powers without incurring overheating problems. Therefore, on the one hand overheating is avoided and, on the other hand, possible misfiring of the fuel is avoided.
Un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti ai dispositivi e ai metodi di accensione sopra descritti, tutte peraltro contenute nell’ambito dell’invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni. A person skilled in the art, in order to satisfy contingent and specific needs, will be able to make numerous modifications and variations to the devices and ignition methods described above, all however contained within the scope of the invention as defined by the following claims.
Claims (13)
Priority Applications (1)
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IT000362A ITPD20120362A1 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | DEVICE AND METHOD OF IGNITION WITH DISCHARGE FOR LIQUID OR GASEOUS FUELS |
Applications Claiming Priority (1)
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IT000362A ITPD20120362A1 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | DEVICE AND METHOD OF IGNITION WITH DISCHARGE FOR LIQUID OR GASEOUS FUELS |
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ITPD20120362A1 true ITPD20120362A1 (en) | 2014-05-31 |
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ID=47633278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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IT000362A ITPD20120362A1 (en) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | DEVICE AND METHOD OF IGNITION WITH DISCHARGE FOR LIQUID OR GASEOUS FUELS |
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