Un quemador de aceite es un dispositivo de calefacción que quema aceite de calefacción n.° 1, n.° 2 y n.° 6 , combustible diésel u otros combustibles similares . En los Estados Unidos, el combustible común que se utiliza es el diésel n.° 2 con contenido ultrabajo de azufre. Está teñido de rojo para indicar que está exento del impuesto de circulación. En la mayoría de los mercados de los Estados Unidos, el aceite de calefacción tiene la misma especificación de combustible que el diésel sin teñir para circular por carretera.
Un quemador de aceite es una pieza que se conecta a un horno de aceite, calentador de agua o caldera. [1] Proporciona la ignición del combustible de calefacción/biodiésel utilizado para calentar aire o agua a través de un intercambiador de calor . El combustible se atomiza en un rocío fino, generalmente forzándolo bajo presión a través de una boquilla que le da a la llama resultante un caudal, un ángulo de rocío y un patrón específicos (variaciones de una forma de cono). Este rocío generalmente se enciende mediante una chispa eléctrica con el aire siendo forzado a pasar a su alrededor en el extremo de un tubo de explosión, por un ventilador impulsado por el motor del quemador de aceite. [2] La bomba de combustible generalmente se acciona a través de un acoplamiento que conecta su eje al motor.
En el mercado de combustible para calefacción residencial de Estados Unidos, el "quemador de pistola vaporizadora" es el dispositivo mecánico más común utilizado para calentar una casa o un pequeño espacio comercial de aire forzado. [3] Estos quemadores simples pueden alcanzar una vida útil de varias décadas con un mantenimiento regular.
El mantenimiento de un quemador de pistola generalmente implica el reemplazo de la boquilla que se utiliza para atomizar el combustible, el reemplazo del filtro ubicado en el manipulador de aire, el reemplazo del filtro de combustible en el sistema de aceite de calefacción del tanque, la limpieza de hollín o depósitos en el intercambiador de calor del horno y la garantía de que el sistema esté en buenas condiciones de funcionamiento. También implica verificar y ajustar la mezcla de combustible y aire para lograr la eficiencia con un analizador de combustión.
Si un quemador de fueloil se queda sin combustible, a menudo es necesario cebarlo para volver a encenderlo. El cebado implica purgar el aire de las líneas de combustible para que un flujo constante de fueloil pueda llegar al quemador.
Si un quemador de fueloil se desgasta, generalmente se puede actualizar y reemplazar por un quemador moderno más eficiente. Si el intercambiador de calor se desgasta, se requiere un nuevo horno. Los hornos de fueloil pueden durar décadas si se les realiza un mantenimiento regular, asegurándose de que el intercambiador de calor se aspire y se limpie. Los quemadores de fueloil depositan hollín en el intercambiador de calor, lo que aísla de manera desigual y provoca gradientes de temperatura y tensiones desiguales en todo el acero, lo que puede provocar grietas. Las puestas a punto anuales o cada dos años garantizan que este desgaste se reduzca considerablemente. La vida útil de los hornos de fueloil de 50 a 75 años con un servicio regular no es poco común, en comparación con la vida útil de aproximadamente 20 años de los hornos de gas natural.
El combustible se inyecta en la cámara de combustión a alta presión mediante una boquilla rociadora . Las boquillas de combustible suelen medirse en volumen de combustible por unidad de tiempo, por ejemplo, galones estadounidenses por hora.
Una boquilla de combustible se caracteriza por tres características:
Debido a la erosión por la fricción con el aceite y al posible bloqueo debido a residuos en el combustible, es necesario reemplazarlos cuando se desgastan.
Como alternativa a las boquillas estándar, el combustible puede pasar por delante de un pequeño orificio alimentado con aire comprimido. Este sistema se conoce como atomizador Babington o boquilla Babington, en honor a su inventor, Robert Babington. [5] Como el aceite fluye por delante de la boquilla y no a través de ella, no se necesita una alta presión de combustible. Como solo pasa aire comprimido por el orificio, estas boquillas no sufren una erosión significativa.
La presión del aceite se genera mediante una bomba eléctrica, normalmente accionada por un motor de arranque por condensador . La bomba consta de dos partes:
Una bomba de engranajes bombea el aceite y aumenta la presión hasta un máximo de 15 bar (217,5 psi) antes de que se alimente a las boquillas. Por lo general, se utiliza un gerotor de tipo hoz. Las bombas de engranajes se utilizan con frecuencia en los quemadores de aceite debido a su simplicidad, durabilidad y bajo precio.
Para ajustar la salida de calor del quemador, la velocidad de suministro de combustible a través de la boquilla debe ser ajustable. Esto se logra a menudo mediante una válvula de alivio de presión ajustable entre la bomba y la boquilla. Cuando se alcanza la presión establecida (generalmente 100 psi), esta válvula se abre y permite que el exceso de aceite fluya a través de una derivación de regreso al tanque de combustible o al lado de succión de la bomba.
Esto permite cortar el suministro de combustible del pulverizador mediante un control eléctrico. Ayuda a evitar goteos cuando la válvula está cerrada. También facilita la purga del quemador (y de cualquier caldera) de la niebla de combustible durante el arranque o al reiniciarlo después de una falla de encendido. Si el quemador no se purga, la mezcla de aceite y aire podría explotar.
El ventilador impulsa aire hacia la cámara de combustión. El rotor del ventilador está accionado por un motor eléctrico .
Algunos quemadores de aceite utilizan barras incandescentes que funcionan de forma muy similar a las bujías incandescentes de un motor diésel.
Muchos utilizan alto voltaje para crear una chispa para el encendido, algo similar a una bujía . En el pasado, se utilizaban transformadores para generar el alto voltaje. A mediados de los años 90, se introdujeron los encendedores electrónicos, que resolvieron muchos problemas relacionados con el transformador de estilo antiguo. Esta nueva tecnología en encendedores pronto reemplazaría a todos los transformadores de estilo antiguo en toda la industria de los quemadores de aceite. Los encendedores electrónicos funcionan a menor temperatura, por lo que el voltaje de salida podría aumentarse de 10 000 a 20 000 V CA, lo que da como resultado un encendido más rápido y confiable. Un encendedor estándar consume alrededor de 35 miliamperios.
Los quemadores de aceite están equipados con un mecanismo de seguridad para confirmar el encendido correcto. Los términos "control primario", "control de seguridad", "control de celda de cadmio", "control maestro" y "control de ojo de fuego" se utilizan de diversas formas para describir una resistencia dependiente de la luz ( LDR ) que detecta la llama cuyo valor cambia según la cantidad de luz a la que está expuesta. La resistencia disminuye a medida que la LDR se expone a más luz. El material suele ser sulfuro de cadmio , de ahí el nombre "celda de cadmio" para este componente. En la oscuridad, la resistencia es de alrededor de 1 MΩ, mientras que cuando se expone a la luz de una llama correctamente encendida, la resistencia es mucho menor, alrededor de 75-300 Ω.
Los quemadores de aceite más antiguos estaban equipados con un control primario instalado en la chimenea de escape con un elemento bimetálico de detección de calor que sobresalía de la chimenea; este control se denominaba "relé de chimenea" o "control de chimenea". Realizaba la misma función que el control de celda de cadmio más nuevo, pero en lugar de detectar la luz de la llama del quemador, detectaba el calor de los gases de escape para confirmar el encendido.