FR3133427A3 - Brûleur - Google Patents

Abstract

Un brûleur (1) à gaz comprend une paroi diffuseur (5) avec une perforation (7) pour le passage d’un mélange de gaz (4), où la paroi diffuseur (5) a une forme tubulaire ayant un périmètre de paroi (10) dans une direction périmétrique (11) du brûleur (1) et une longueur de paroi (12) dans une direction longitudinale (13) du brûleur (1), où la perforation (7) réalise une zone perforée (14) continue, ayant une extension périmétrique de zone (15), dans la direction périmétrique (11), tout autour de la paroi diffuseur (5) et une longueur de zone (16), dans la direction longitudinale (13), inférieure à la longueur de paroi (12), où la zone perforée (14) forme : - une section perforée distale (17) ayant toute l’extension périmétrique de zone (15) et une longueur de section distale (18) dans une direction longitudinale (13) comprise entre 1/5 et 4/5 de la longueur de zone (16), ainsi qu’une porosité distale totale, - une section perforée proximale (20) adjacente à une paroi de support (2) qui forme une entrée de gaz, où la section perforée proximale (20) a toute l’extension périmétrique de zone (15) et une longueur de section proximale (22) dans une direction longitudinale (13) jusqu’à la section perforée distale (17), ainsi qu’une porosité proximale totale, où les sections perforées distale (17) et proximale (20) sont directement voisines mais ne se chevauchent pas et forment ensemble la totalité de la zone perforée (14) continue, et la porosité distale totale est supérieure à la porosité proximale totale. Figure pour l’abrégé : [Fig. 2c]

Description

"Bruciatore"

La presente invenzione riguarda un bruciatore a gas per caldaia e/o per applicazioni industriali, ad esempio un bruciatore per caldaia di potenza 24 kW, con Qmax = 24,7 kW per il riscaldamento di acqua sanitaria e Qmin = 4,9 kW per il circuito di riscaldamento domestico.

Sono noti bruciatori a gas, ad esempio tubolari o cilindrici, del tipo comprendente:
una parete di supporto collegabile ad una camera di combustione della caldaia o dell’applicazione industriale, la parete di supporto avente un’apertura di ingresso per l’immissione di una miscela di gas combustibile e comburente all’interno del bruciatore,
una parete diffusore tubolare avente una prima estremità collegata alla parete di supporto in comunicazione di flusso con l’apertura di ingresso, una seconda estremità chiusa mediante una parete di chiusura, ed una perforazione per il passaggio della miscela di gas dall’interno del bruciatore ad un lato esterno della parete diffusore dove avviene la combustione.

I bruciatori premix del tipo descritto presentano, in particolare se funzionanti in vicinanza del limite di potenza termica superiore e in vicinanza del limite di potenza termica inferiore, proprietà acustiche e proprietà di formazione della fiamma sull’estensione della parete diffusore non uniformi e non ancora completamente soddisfacenti. Si osservano in particolare fenomeni di rumorosità del bruciatore, problematici in particolare nell’utilizzo della caldaia in ambiente domestico, nonché una distribuzione di intensità di combustione non uniforme sulla superficie esterna della parete diffusore che impediscono una massimizzazione della generazione di calore calore.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione un bruciatore a gas del tipo precedentemente descritto o simile, avente caratteristiche tali da migliorare il suo funzionamento con riferimento alle problematiche (rumorosità, vibrazioni, distribuzione dell’intensità di combustione) osservate nella tecnica nota.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di migliorare il bruciatore noto in modo tale da rendere più immediata l’accensione del bruciatore e ottenere una propagazione controllata e certa della fiamma appena accesa, ad es. mediante una scintilla di accensione, da una posizione iniziale di accensione sulla restante superficie di combustione della parete diffusore.

Almeno alcuni degli obiettivi vengono raggiunti tramite un bruciatore secondo la rivendicazione 1. Forme di realizzazione vantaggiose e preferite sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Secondo un aspetto dell’invenzione, un bruciatore a gas per caldaia e/o per applicazioni industriali,
ad esempio un bruciatore per caldaia di potenza nominale nell’intervallo da 18 kW a 36 kW, ad esempio da 18kW a 28 kW, ad es. 24kW, con potenza massima Qmax nell’intervallo da 18 kW a 28kW, ad esempio 24,7 kW, per il riscaldamento di acqua sanitaria e con potenza minima Qmin nell’intervallo da 4kW a 6kW, ad esempio 4,9 kW, per il circuito di riscaldamento domestico,
comprende:
una parete di supporto collegabile ad una camera di combustione della caldaia o dell’applicazione industriale, detta parete di supporto formante un passaggio di ingresso in comunicazione con uno spazio interno del bruciatore per l’immissione di una miscela di gas nello spazio interno,
una parete diffusore collegata con la parete di supporto e che delimita lo spazio interno e forma una perforazione per il passaggio della miscela di gas dallo spazio interno ad un lato esterno della parete diffusore dove avviene la combustione,
una parete di chiusura collegata con la parete diffusore su un lato opposto alla parete di supporto,
in cui la parete diffusore è una parete tubolare, genericamente cilindrica, oppure cilindrica circolare, avente un perimetro di parete in una direzione perimetrale del bruciatore ed una lunghezza di parete in una direzione longitudinale del bruciatore,
in cui la perforazione realizza un’area perforata continua, avente un’estensione di area perimetrale, nella direzione perimetrale, tutt’intorno alla parete diffusore e una lunghezza di area, nella direzione longitudinale, minore della lunghezza di parete, in cu l’area perforata forma:
- un tratto perforato distale adiacente alla parete di chiusura, avente l’intera estensione di area perimetrale ed una lunghezza di tratto distale in direzione longitudinale nell’intervallo da 1/5 a 4/5 della lunghezza di area, nonché una porosità distale totale,
- un tratto perforato prossimale adiacente alla parete di supporto, avente l’intera estensione di area perimetrale ed una lunghezza di tratto prossimale tale da estendersi longitudinalmente fino al tratto perforato distale, nonché una porosità prossimale totale,
in cui i tratti perforati distale e prossimale sono direttamente confinanti ma non sovrapposti e formano insieme l’intera area perforata continua,
in cui la porosità distale totale è maggiore della porosità prossimale totale.

Grazie alla porosità maggiore nel tratto perforato distale (vale a dire lontano dall’ingresso del gas nello spazio interno del bruciatore) rispetto al tratto perforato prossimale (in prossimità dell’ingresso del gas nel bruciatore) in combinazione con il fatto che l’aumento di porosità non è solo localizzato, ma riferito all’intera estensione perimetrale dei tratti perforati distale e prossimale, è possibile ottenere proprietà acustiche e di vibrazioni migliorate (il bruciatore diventa più silenzioso e/o sviluppa rumori meno fastidiosi) nonché un’intensità di combustione più uniforme lungo il bruciatore.

La struttura di bruciatore secondo l’invenzione concilia inoltre l’esigenza di una maggiore area di passaggio della miscela di gas lontano dall’ingresso del bruciatore e/o nella posizione del sensore di ionizzazione e del dispositivo di accensione, con l’esigenza di un posizionamento più versatile del bruciatore rispetto alla posizione della scintilla di accensione e con l’esigenza di semplificare la fabbricazione della parete diffusore perforata e l’assemblaggio del bruciatore, senza dover tenere conto ad esempio di un posizionamento angolare di una regione localizzata di perforazione prevista per una zona di accensione e di posizionamento del sensore di ionizzazione.

All’interno della presente descrizione, con il termine “porosità” si intende il rapporto tra l’area di fori di passaggio e l’area totale di una regione di parete diffusore perforata. Con il termine “porosità totale” si intende il rapporto tra l’area di fori di passaggio e l’area totale di una regione di parete diffusore perforata, anche in presenza di pattern di perforazione differenti con porosità localmente differenti tra loro, e/o in presenza di aree perforate intervallate da aree non perforate, all’interno di detta regione di parete diffusore perforata.

Per meglio comprendere l'invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verranno di seguito descritte alcune forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure, in cui:

la è una vista in prospettivo di un bruciatore a gas (premix) secondo una forma di realizzazione dell’invenzione,

è una vista in sezione del bruciatore in ,

è una vista esplosa del bruciatore in ,

è una vista laterale del bruciatore in , con l’indicazione di parametri geometrici,

mostra un particolare ingrandito (pattern di perforazione diffusore) del bruciatore in , con l’indicazione di parametri geometrici,

mostra una parete distributore, svolta in un pianodel bruciatore in , con l’indicazione di parametri geometrici,

mostra un particolare ingrandito (pattern di perforazione distributore) della parete distributore in , con l’indicazione di parametri geometrici,

è una vista in prospettivo di un bruciatore a gas (premix) secondo un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione,

è una vista in sezione del bruciatore in ,

è una vista esplosa del bruciatore in ,

è una vista laterale del bruciatore in , con l’indicazione di parametri geometrici,

mostra un particolare ingrandito (pattern di perforazione diffusore) del bruciatore in , con l’indicazione di parametri geometrici,

Bruciatore 1

Con riferimento alle figure, un bruciatore a gas per caldaie e/o per applicazioni industriali che produce calore mediante la combustione di un gas combustibile in generale o di una premiscela di gas combustibile ed aria in particolare, è complessivamente indicato con il riferimento 1. Il bruciatore 1 comprende una parete di supporto 2 collegabile ad una camera di combustione della caldaia o dell’applicazione industriale, la parete di supporto 2 formante un passaggio di ingresso 3 in comunicazione con uno spazio interno 6 del bruciatore 1 per l’immissione di una miscela di gas 4 nello spazio interno 6.

Il bruciatore 1 comprende inoltre una parete diffusore 5 collegata con la parete di supporto 2 e che delimita lo spazio interno 6 e forma una perforazione 7 per il passaggio della miscela di gas 4 dallo spazio interno 6 ad un lato esterno 8 della parete diffusore 5 dove avviene la combustione, nonché una parete di chiusura 9 collegata con la parete diffusore 5 su un lato distale 19 del bruciatore opposto alla parete di supporto 2.

La parete diffusore 5 ha una forma tubolare o genericamente cilindrica (ad esempio cilindrica con base ovale o poligonale) oppure cilindrica circolare, avente un perimetro di parete 10 in una direzione perimetrale 11 del bruciatore 1 ed una lunghezza di parete 12 in una direzione longitudinale 13 del bruciatore 1.

La perforazione 7 realizza un’area perforata 14 continua, avente un’estensione perimetrale di area 15, nella direzione perimetrale 11, tutt’intorno alla parete diffusore 5 e una lunghezza di area 16, nella direzione longitudinale 13, minore della lunghezza di parete 12, preferibilmente nell’intervallo da 0,5 L a 0,8 L (ad esempio 0,58 L oppure 0,61 L) dove L è la lunghezza di parete 12.

L’area perforata 14 forma un tratto perforato distale 17 adiacente alla parete di chiusura 9, avente l’intera estensione perimetrale di area 15 ed una lunghezza di tratto distale 18 in direzione longitudinale 13 nell’intervallo da 1/5 a 4/5 della lunghezza di area 16, nonché una porosità distale totale.

L’area perforata 14 forma inoltre un tratto perforato prossimale 20 adiacente alla parete di supporto 2 (lato prossimale 21 del bruciatore 1), avente l’intera estensione perimetrale di area 15 ed una lunghezza di tratto prossimale 22 tale da estendersi in direzione longitudinale 13 fino al tratto perforato distale 17, nonché una porosità prossimale totale. I tratti perforati distale 17 e prossimale 20 sono direttamente confinanti ma non sovrapposti e formano insieme l’intera area perforata 14 continua. La porosità distale totale è maggiore della porosità prossimale totale.

Grazie alla porosità aumentata nel tratto perforato distale 17 (vale a dire lontano dall’ingresso del gas 4 nello spazio interno 6 del bruciatore 1) rispetto alla porosità più ridotta nel tratto perforato prossimale 20 (in prossimità dell’ingresso del gas 4 nel bruciatore 1) e grazie al fatto che l’aumento di porosità non è solo localizzato, ma riferito all’intera estensione perimetrale (360°) dei tratti perforati distale 17 e prossimale 20, è possibile ottenere proprietà acustiche e di vibrazioni migliorate (il bruciatore 1 diventa più silenzioso e/o sviluppa rumori meno fastidiosi) nonché un’intensità di combustione più uniforme lungo la parete diffusore 5.

La struttura di bruciatore secondo l’invenzione concilia inoltre l’esigenza di una maggiore area di passaggio della miscela di gas 4 lontano dall’ingresso del bruciatore e/o nella posizione di un sensore di ionizzazione 23 e del dispositivo di accensione 24 (che può essere implementato dallo stesso sensore di ionizzazione 23), con l’esigenza di un posizionamento più versatile del bruciatore 1 rispetto alla posizione del dispositivo di accensione 24, e con l’esigenza di semplificare la fabbricazione della parete diffusore 5 perforata e l’assemblaggio del bruciatore 1, senza dover tenere conto ad esempio di un posizionamento angolare preciso di una regione localizzata di perforazione prevista per una zona di accensione e/o di posizionamento del sensore di ionizzazione 23.

Parete diffusore 5 e area perforata 14

Secondo una forma di realizzazione, la parete diffusore 5 è in lamiera metallica, e.g. in acciaio, e preferibilmente cilindrica circolare.

Secondo una forma di realizzazione, l’area perforata 14 comprende due o più pattern di perforazione 25’, 25’’, 25’’’ differenti, disposti ciascuno in una posizione differente lungo la direzione longitudinale 13, in cui ciascuno dei pattern di perforazione forma uno schema di fori ripetitivo in direzione perimetrale 11, preferibilmente lungo almeno l’80% o 90% del perimetro di parete 10 o lungo l’intero perimetro di parete 10.

Preferibilmente ciascuno dei pattern di perforazione forma uno schema di fori ripetitivo anche in direzione longitudinale 13.

I pattern di perforazione differenti 25’, 25’’, 25’’’ definiscono porzioni anulari distinte 26’, 26’’, 26’’’ dell’area perforata 14, disposte in sequenza, l’una accanto all’altra, in direzione longitudinale 13 ed aventi porosità differenti tra loro.

Il tratto perforato distale 17 e il tratto perforato prossimale 20 possono ma non devono necessariamente coincidere con le porzioni anulari distinte 26’, 26’’, 26’’’. Il tratto perforato distale 17 o il tratto perforato prossimale 20 possono essere estesi su una o più delle porzioni anulari distinte 26’, 26’’, 26’’’ o solo una parte di una o più delle porzioni anulari distinte 26’, 26’’, 26’’’, a condizione che i criteri di porosità descritti sopra siano soddisfatti.

In accordo con una forma di realizzazione ( – ), le porzioni anulari distinte 26’, 26’’, 26’’’ comprendono:
- una prima porzione anulare distinta 26’, essendo la più vicina alla parete di supporto 2 ed avendo una prima porosità ed una prima lunghezza 27’ in direzione longitudinale 13, nonché
- una seconda porzione anulare distinta 26’’, essendo la più vicina alla parete di chiusura 9 ed avendo una seconda porosità ed una seconda lunghezza 27’’ in direzione longitudinale 13,
in cui:
- la prima porzione anulare distinta 26’ e la seconda porzione anulare distinta 26’’ costituiscono insieme l’intera area perforata 14, e
- la seconda porosità è maggiore della prima porosità, e
- la seconda lunghezza 27’’ è maggiore della prima lunghezza 27’.

Vantaggiosamente, la prima porosità è nell’intervallo da 10% a 11,5%, preferibilmente da 10,4% a 11%, ad esempio vantaggiosamente 10,7%.

Vantaggiosamente, la seconda porosità è nell’intervallo da 12% a 17%, preferibilmente da 13% a 16%, ad esempio vantaggiosamente 13,4% oppure 15,8%,
Vantaggiosamente, la porosità totale dell’area perforata 14 è nell’intervallo da 11,5% a 16%, preferibilmente da 12,5% a 15%, ad esempio vantaggiosamente 12,9% oppure 14,8%.

Il rapporto tra la prima porosità e la seconda porosità è vantaggiosamente nell’intervallo da 0,6 a 0,9, preferibilmente nell’intervallo da 0,68 a 0,8.

In una forma di realizzazione, la prima lunghezza 27’ è nell’intervallo da 5mm a 8mm, preferibilmente 6mm.

In una forma di realizzazione, la seconda lunghezza 27’’ è nell’intervallo da 30 mm a 40 mm, preferibilmente 34 mm.

In una forma di realizzazione, il rapporto tra la seconda lunghezza 27’’ e la prima lunghezza 27’ è nell’intervallo da 4,5 a 7, preferibilmente 5,7.

Secondo una forma di realizzazione esemplificativa, la lunghezza di area 16 è nell’intervallo da 35 mm a 45 mm, ad esempio 39 mm. L’estensione perimetrale di area 15 è nell’intervallo da 200 mm a 240 mm, ad esempio 219 mm, con un corrispondente diametro della parete diffusore 5 di ad esempio 70 mm.

Secondo forme di realizzazione ( ), il pattern di perforazione 25’ della prima porzione anulare distinta 26’ può avere fori 28 di diametro identico (ad es. diametro 0,7 mm) distribuiti a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 1,4 mm a 2,0 mm, o di 1,7 mm) nella direzione perimetrale 11 e a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 2,1 mm a 2,8 mm, o di 2,5 mm) nella direzione longitudinale 13.

Diversamente, il pattern di perforazione 25’’ della seconda porzione anulare distinta 26’’ può avere fori maggiori 29 con diametro maggiore (ad es. diametro 1 mm) del diametro dei fori 28 della prima porzione anulare distinta 26’, e fori minori 30 con diametro minore (ad es. diametro 0,6 mm) del diametro dei fori maggiori 29, in cui i fori maggiori 29 e minori 30 sono distribuiti in sequenza ripetitiva regolare sia nella direzione perimetrale 11 sia nella direzione longitudinale 13, ad esempio a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 1,4 mm a 2,0 mm, o di 1,7 mm) nella direzione perimetrale 11 e a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 2,0 mm a 2,5 mm, o di 2,3 mm) nella direzione longitudinale 13.

In accordo con una forma di realizzazione ( – ), le porzioni anulari distinte 26’, 26’’, 26’’’ comprendono:
- una prima porzione anulare distinta 26’, essendo la più vicina alla parete di supporto 2 ed avendo una prima porosità ed una prima lunghezza 27’ in direzione longitudinale 13, nonché
- una terza porzione anulare distinta 26’’’, essendo la più vicina alla parete di chiusura 9 ed avendo una terza porosità ed una terza lunghezza 27’’’ in direzione longitudinale 13,
- una seconda porzione anulare distinta 26’’, disposta tra la prima porzione anulare distinta 26’ e la terza porzione anulare distinta 26’’’ ed avente una seconda porosità ed una seconda lunghezza 27’’ in direzione longitudinale 13,
in cui:
- la prima porzione anulare distinta 26’, la seconda porzione anulare distinta 26’’ e la terza porzione anulare distinta 26’’’ costituiscono insieme l’intera area perforata 14, e
- la terza porosità è maggiore della seconda porosità e maggiore della prima porosità,
- la seconda lunghezza 27’’ è maggiore sia della prima lunghezza 27’ sia della terza lunghezza 27’’’.

Vantaggiosamente, la prima porosità è nell’intervallo da 10% a 11,5%, preferibilmente da 10,4% a 11%, ad esempio vantaggiosamente 10,7%.

Vantaggiosamente, la seconda porosità è nell’intervallo da 8% a 12%, preferibilmente da 9,2% a 10,2%, ad esempio vantaggiosamente 9,7%.

Vantaggiosamente, la terza porosità è nell’intervallo da 13% a 20%, preferibilmente da 15% a 18%, ad esempio vantaggiosamente 16,8%.

Vantaggiosamente, la porosità totale dell’area perforata 14 è maggiore di 11%, preferibilmente da 11,1% a 15%, ad esempio vantaggiosamente 11,1%.

Il rapporto tra la prima porosità e la seconda porosità è vantaggiosamente nell’intervallo da 1,05 a 1,15, preferibilmente 1,1.

Il rapporto tra la prima porosità e la terza porosità è vantaggiosamente nell’intervallo da 0,6 a 0,7, preferibilmente 0,64.

Il rapporto tra la seconda porosità e la terza porosità è vantaggiosamente nell’intervallo da 0,5 a 0,65, preferibilmente 0,58.

In una forma di realizzazione, la prima lunghezza 27’ è nell’intervallo da 5mm a 8mm, preferibilmente 6mm.

In una forma di realizzazione, la seconda lunghezza 27’’ è nell’intervallo da 27 mm a 37 mm, preferibilmente da 29 mm a 32 mm.

In una forma di realizzazione, la terza lunghezza 27’’’ è nell’intervallo da 4mm a 9mm, preferibilmente da 6mm a 8mm.

In una forma di realizzazione, i rapporti tra la prima lunghezza 27’, la seconda lunghezza 27’’ e la terza lunghezza 27’’’ sono i seguenti:
Il rapporto 27’ / 27’’ è nell’intervallo da 0,18 a 0,22, preferibilmente da 0,19 a 0,21.

Il rapporto 27’ / 27’’’ è nell’intervallo da 0,7 a 1,0, preferibilmente da 0,8 a 0,9.

Il rapporto 27’’ / 27’’’ è nell’intervallo da 3 a 4, preferibilmente da 3,3 a 3,7.

La lunghezza di area 16 è nell’intervallo da 38 mm a 48 mm, ad esempio 43 mm. L’estensione perimetrale di area 15 è nell’intervallo da 200 mm a 240 mm, ad esempio 219 mm con un corrispondente diametro della parete diffusore 5 di ad esempio 70 mm.

Secondo forme di realizzazione ( ), il pattern di perforazione 25’ della prima porzione anulare distinta 26’ può avere fori 28 di diametro identico (ad es. diametro 0,7 mm) distribuiti a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 1,4 mm a 2,0 mm, o di 1,7 mm) nella direzione perimetrale 11 e a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 2,1 mm a 2,8 mm, o di 2,5 mm) nella direzione longitudinale 13.

Diversamente, il pattern di perforazione 25’’ della seconda porzione anulare distinta 26’’ può avere fori maggiori 29 con diametro maggiore (ad es. diametro 1 mm) del diametro dei fori 28 della prima porzione anulare distinta 26’, e fori minori 30 con diametro minore (ad es. diametro 0,6 mm) del diametro dei fori maggiori 29, in cui i fori maggiori 29 e minori 30 sono distribuiti in sequenza ripetitiva regolare sia nella direzione perimetrale sia nella direzione longitudinale, ad esempio a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 1,4 mm a 2,0 mm, o di 1,7 mm) nella direzione perimetrale 11 e a passo costante (ad esempio nell’intervallo da 2,6 mm a 2,9 mm, o di 2,7 mm) nella direzione longitudinale 13.

Ulteriormente diversamente, il pattern di perforazione 25’’’ della terza porzione anulare distinta 26’’’ può avere fori principali 31 con diametro maggiore (ad es. diametro 1,2 mm) del diametro dei fori maggiori 29 della seconda porzione anulare distinta 26’’, e fori secondari 32 con diametro minore (ad es. diametro 1 mm) del diametro dei fori principali 31, ma preferibilmente con diametro maggiore del diametro dei fori 28, ad esempio uguale al diametro dei fori maggiori 29.

I fori principali 31 e secondari 32 possono essere distribuiti in sequenza ripetitiva regolare nella direzione perimetrale 11. Inoltre, la terza porzione anulare distinta 26’’’ può avere una forma ondulata, ad esempio ad onde quadre, in direzione perimetrale ( , , ).

Secondo una forma di realizzazione, la parete diffusore 5 forma una porzione di estremità prossimale 33 priva di perforazione alla quale si collega la parete di supporto 2, nonché una porzione di estremità distale 34 priva di perforazione alla quale si collega la parete di chiusura 9. La lunghezza di area 16 è maggiore della somma di estensione longitudinale delle porzioni di estremità prossimale 33 e distale 34 prive di perforazione.

Parete distributore 35

Il bruciatore 1 può essere privo di ulteriore parete di distribuzione a monte (riferito alla direzione di flusso del gas 4) della parete diffusore 5 ( ).

Alternativamente ( , , , ), il bruciatore 1 può comprendere inoltre una parete distributore 35 tubolare, preferibilmente cilindrica o cilindrica circolare, disposta nello spazio interno 6 e collegata con la parete di supporto 2 in comunicazione di flusso con il passaggio d’ingresso 3 e chiusa sul lato opposto della parete di supporto 2, ad esempio mediante la stessa parete di chiusura 9.

La parete distributore 35 forma una ulteriore perforazione 36 per la distribuzione della miscela di gas 4 da un lato interno della parete distributore 35 verso la parete diffusore 5.

La parete distributore 35 ha un perimetro distributore 37 nella direzione perimetrale 11 del bruciatore 1 ed una lunghezza distributore 38 nella direzione longitudinale 13 del bruciatore 1.

L’ulteriore perforazione 36 realizza una area di distribuzione 39 continua, avente un’estensione perimetrale di area di distribuzione 40, nella direzione perimetrale 11, tutt’intorno alla parete distributore 35 e una lunghezza di area di distribuzione 41, nella direzione longitudinale 13, minore della lunghezza distributore 38, preferibilmente nell’intervallo da 0,6 L1 a 0,8 L1 (ad esempio 0,7 L1) dove L1 è la lunghezza distributore 38.

L’area di distribuzione 39 forma un tratto distributore perforato distale 42 adiacente alla parete di chiusura 9, avente l’intera estensione perimetrale di area di distribuzione 40 ed una lunghezza di tratto distributore perforato distale 43 in direzione longitudinale 13 nell’intervallo da 1/4 a 3/4 della lunghezza di area di distribuzione 41, nonché una porosità di distribuzione distale totale.

L’area di distribuzione 39 forma inoltre un tratto distributore perforato prossimale 44 adiacente alla parete di chiusura 9, avente l’intera estensione perimetrale di area di distribuzione 40 ed una lunghezza di tratto distributore perforato prossimale 45 tale da estendersi in direzione longitudinale 13 fino al tratto distributore perforato distale 42, nonché una porosità di distribuzione prossimale totale.

I tratti distributore perforati distale 42 e prossimale 44 sono direttamente confinanti ma non sovrapposti e formano insieme l’intera area di distribuzione 39 continua. La porosità di distribuzione distale totale è maggiore della porosità di distribuzione prossimale totale.

Grazie alla porosità di distribuzione aumentata nel tratto distributore perforato distale 42 (vale a dire lontano dall’ingresso del gas 4 nello spazio interno 6 del bruciatore 1) rispetto alla porosità più ridotta nel tratto distributore perforato prossimale 44 (in prossimità dell’ingresso del gas 4 nel bruciatore 1) e grazie al fatto che l’aumento di porosità non è solo localizzato, ma riferito all’intera estensione perimetrale (360°) dei tratti distributore perforati distale 42 e prossimale 44, è possibile ottenere proprietà acustiche e di vibrazioni migliorate (il bruciatore 1 diventa più silenzioso e/o sviluppa rumori meno fastidiosi) nonché una distribuzione più uniforme del flusso di gas e, quindi, un’intensità di combustione più uniforme lungo la parete diffusore 5.

Secondo una forma di realizzazione, la parete distributore 35 è in lamiera metallica, e.g. in acciaio, e preferibilmente cilindrica circolare.

Secondo una forma di realizzazione, l’area di distribuzione 39 comprende due o più pattern di fori 46’, 46’’, 46’’’, 46’’’’ differenti, disposti ciascuno in una posizione differente lungo la direzione longitudinale 13, in cui ciascuno dei pattern di fori forma uno schema di fori ripetitivo in direzione perimetrale 11, preferibilmente lungo almeno l’80% o 90% del perimetro distributore 37 o lungo l’intero perimetro distributore 37.

I pattern di fori differenti 46’, 46’’, 46’’’, 46’’’’ definiscono porzioni anulari di distribuzione distinte 47’, 47’’, 47’’’ dell’area di distribuzione 39, disposte in sequenza, l’una accanto all’altra, in direzione longitudinale 13 ed aventi porosità differenti tra loro.

Il tratto distributore perforato prossimale 44 e il tratto distributore perforato distale 42 possono ma non devono necessariamente coincidere con le porzioni anulari di distribuzione distinte 47’, 47’’, 47’’’, 47’’’’. Il tratto distributore perforato prossimale 44 o il tratto distributore perforato distale 42 possono essere estesi su una o più delle porzioni anulari di distribuzione distinte 47’, 47’’, 47’’’, 47’’’’ o solo una parte di una o più delle porzioni anulari di distribuzione distinte 47’, 47’’, 47’’’, 47’’’’, a condizione che i criteri di porosità descritti sopra siano soddisfatti.

In accordo con una forma di realizzazione ( – ), le porzioni anulari di distribuzione distinte 47’, 47’’, 47’’’, 47’’’’ comprendono:
- una prima porzione anulare di distribuzione distinta 47’, essendo la più vicina alla parete di supporto 2 ed avendo una porosità iniziale di distribuzione,
– un’ultima porzione anulare di distribuzione distinta 47’’’’, essendo la più vicina alla parete di chiusura 9 ed avendo una porosità finale di distribuzione,
– una o più porzioni anulari di distribuzione intermedie 47’’, 47’’’, disposte tra la prima porzione anulare di distribuzione distinta 47’ e l’ultima porzione anulare di distribuzione distinta 47’’’’, ed aventi porosità intermedie di distribuzione,
in cui:
- la prima porzione anulare di distribuzione distinta 47’, l’ultima porzione anulare di distribuzione distinta 47’’’’ e le porzioni anulari di distribuzione intermedie 47’’, 47’’’ costituiscono insieme l’intera area di distribuzione 39, e
- la porosità finale di distribuzione è maggiore della porosità iniziale di distribuzione.

Vantaggiosamente, le porosità intermedie di distribuzione sono superiori alla porosità iniziale e inferiori alla porosità finale. Preferibilmente, le porosità intermedie sono crescenti in direzione distale del bruciatore 1.

In una forma di realizzazione ( ),
- la prima porzione anulare di distribuzione distinta 47’ comprende una sola fila di fori con diametro costante, distribuiti a passo costante in direzione perimetrale 11,
– le porzioni anulari di distribuzione intermedie 47’’, 47’’’ comprendono una seconda porzione anulare di distribuzione distinta 47’’ avente una sola fila di fori in cui si alternano fori di diametro maggiore con fori di diametro minore, e una terza porzione anulare di distribuzione distinta 47’’’ avente una sola fila di fori con diametro costante, preferibilmente distribuiti a passo costante in direzione perimetrale 11,
- l’ultima porzione anulare di distribuzione distinta 47’’’’ comprende una sola fila di asole distribuite a passo costante in direzione perimetrale 11.

Preferibilmente, le asole hanno una larghezza in direzione perimetrale 11 maggiore di 5 (preferibilmente di 10) volte il diametro dei fori della/e porzioni anulari di distribuzione intermedie 47’’, 47’’’, ed una lunghezza in direzione longitudinale 13 maggiore di 2 volte il diametro dei fori della/e porzioni anulari di distribuzione intermedie 47’’, 47’’’.

Secondo un ulteriore distinto e separato aspetto dell’invenzione, le caratteristiche geometriche e di porosità della parete distributore 35 sono applicabili anche a bruciatori a gas in cui la parete diffusore 5 non presenta le caratteristiche geometriche e/o le caratteristiche di porosità specifiche descritte in precedenza, vale a dire in combinazione con una parete diffusore 5 con una perforazione generica, ad esempio uniforme.

La parete di supporto 2 e la parete di chiusura 9 sono preferibilmente in lamiera metallica, e.g. in acciaio.

Ovviamente, al bruciatore secondo la presente invenzione, un tecnico del settore, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione dell’invenzione, quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Riferimenti numerici

1 bruciatore
2 parete di supporto
3 passaggio d’ingresso
4 miscela di gas, gas,
5 parete diffusore
6 spazio interno
7 perforazione
8 lato esterno
9 parete di chiusura
10 perimetro di parete
11 direzione perimetrale
12 lunghezza di parete
13 direzione longitudinale
14 area perforata
15 estensione perimetrale di area
16 lunghezza di area
17 tratto perforato distale
18 lunghezza di tratto distale
19 lato distale
20 tratto perforato prossimale
21 lato prossimale
22 lunghezza di tratto prossimale
23 sensore di ionizzazione
24 dispositivo di accensione
25’, 25’’, 25’’’ primo, secondo, terzo pattern di perforazione differente
26’, 26’’, 26’’’ prima, seconda, terza porzione anulare distinta
27’ prima lunghezza della prima porzione anulare
27’’ seconda lunghezza della seconda porzione anulare
27’’’ terza lunghezza della terza porzione anulare
28 fori della prima porzione anulare
29 fori maggiori della seconda porzione anulare
30 fori minori della seconda porzione anulare
31 fori principali della terza porzione anulare
32 fori secondari della terza porzione anulare
33 porzione di estremità prossimale
34 porzione di estremità distale
35 parete distributore
36 ulteriore perforazione
37 perimetro distributore
38 lunghezza distributore
39 area di distribuzione
40 estensione perimetrale di area di distribuzione
41 lunghezza di area di distribuzione
42 tratto distributore perforato distale
43 lunghezza di tratto distributore perforato distale
44 tratto distributore perforato prossimale
45 lunghezza di tratto distributore perforato prossimale
46’, 46’’, 46’’’, 46’’’’ primo, secondo, terzo, quarto pattern di fori differenti
47’, 47’’, 47’’’, 47’’’’ prima, seconda, terza, quarta porzione anulare di distribuzione distinte

Claims (20)

1. Bruciatore (1) a gas, comprendente:
   - una parete di supporto (2) formante un passaggio di ingresso (3) in comunicazione con uno spazio interno (6) del bruciatore (1) per l’immissione di una miscela di gas (4) nello spazio interno (6),
   - una parete diffusore (5), collegata con la parete di supporto (2), che delimita lo spazio interno (6) e forma una perforazione (7) per il passaggio della miscela di gas (4) dallo spazio interno (6) ad un lato esterno (8) della parete diffusore (5) dove avviene la combustione,
   - una parete di chiusura (9) collegata con la parete diffusore (5) su un lato distale (19) del bruciatore (1) opposto alla parete di supporto (2),
   in cui la parete diffusore (5) ha una forma tubolare o cilindrica circolare, avente un perimetro di parete (10) in una direzione perimetrale (11) del bruciatore (1) ed una lunghezza di parete (12) in una direzione longitudinale (13) del bruciatore (1),
   in cui la perforazione (7) realizza un’area perforata (14) continua, avente un’estensione perimetrale di area (15), nella direzione perimetrale (11), tutt’intorno alla parete diffusore (5) e una lunghezza di area (16), nella direzione longitudinale (13), minore della lunghezza di parete (12),
   in cui l’area perforata (14) forma:
   - un tratto perforato distale (17) adiacente alla parete di chiusura (9), avente l’intera estensione perimetrale di area (15) ed una lunghezza di tratto distale (18) in direzione longitudinale (13) nell’intervallo da 1/5 a 4/5 della lunghezza di area (16), nonché una porosità distale totale,
   - un tratto perforato prossimale (20) adiacente alla parete di supporto (2), avente l’intera estensione perimetrale di area (15) ed una lunghezza di tratto prossimale (22) in direzione longitudinale (13) fino al tratto perforato distale (17), nonché una porosità prossimale totale,
   in cui i tratti perforati distale (17) e prossimale (20) sono direttamente confinanti ma non sovrapposti e formano insieme l’intera area perforata (14) continua, e la porosità distale totale è maggiore della porosità prossimale totale.
2. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 1, in cui l’area perforata (14) comprende due o più pattern di perforazione (25’, 25’’, 25’’’) differenti, disposti ciascuno in una posizione differente lungo la direzione longitudinale (13), in cui ciascuno dei pattern di perforazione forma uno schema di fori ripetitivo in direzione perimetrale (11), lungo almeno l’80% del perimetro di parete (10).
3. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuno dei pattern di perforazione forma uno schema di fori ripetitivo anche in direzione longitudinale (13).
4. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i pattern di perforazione differenti (25’, 25’’, 25’’’) definiscono porzioni anulari distinte (26’, 26’’, 26’’’) dell’area perforata (14), disposte in sequenza, l’una accanto all’altra, in direzione longitudinale (13) ed aventi porosità differenti tra loro.
5. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 4, in cui le porzioni anulari distinte (26’, 26’’, 26’’’) comprendono:
   - una prima porzione anulare distinta (26’), essendo la più vicina alla parete di supporto (2) ed avendo una prima porosità ed una prima lunghezza (27’) in direzione longitudinale (13),
   - una seconda porzione anulare distinta (26’’), essendo la più vicina alla parete di chiusura (9) ed avendo una seconda porosità ed una seconda lunghezza (27’’) in direzione longitudinale (13),
   in cui:
   - la prima porzione anulare distinta (26’) e la seconda porzione anulare distinta (26’’) costituiscono insieme l’intera area perforata (14), e
   - la seconda porosità è maggiore della prima porosità, e
   - la seconda lunghezza (27’’) è maggiore della prima lunghezza (27’).
6. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 5, in cui:
   - la prima porosità è 10,7% o nell’intervallo da 10% a 11,5% o da 10,4% a 11%,
   - la seconda porosità 13,4% o 15,8% o nell’intervallo da 12% a 17% o 13% a 16%,
   - la porosità totale dell’area perforata (14) è 12,9% oppure 14,8% o nell’intervallo da 11,5% a 16% o da 12,5% a 15%.
7. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il rapporto tra la prima porosità e la seconda porosità è nell’intervallo da 0,6 a 0,9 o nell’intervallo da 0,68 a 0,8.
8. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui
   - la prima lunghezza (27’) è 6mm o nell’intervallo da 5mm a 8mm,
   - la seconda lunghezza (27’’) è 34 mm o nell’intervallo da 30 mm a 40 mm.
9. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 5 a 8, in cui il rapporto tra la seconda lunghezza (27’’) e la prima lunghezza (27’) è 5,7 o nell’intervallo da 4,5 a 7.
10. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 5 a 9, in cui:
    - la lunghezza di area (16) è nell’intervallo da 35 mm a 45 mm, oppure 39 mm,
    - l’estensione perimetrale di area (15) è nell’intervallo da 200 mm a 240 mm, oppure 219 mm,
11. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 5 a 10, in cui:
    - il pattern di perforazione (25’) della prima porzione anulare distinta (26’) ha fori (28) di diametro identico, ad esempio 0,7 mm, distribuiti a passo costante nella direzione perimetrale (11) e a passo costante nella direzione longitudinale (13),
    - il pattern di perforazione (25’’) della seconda porzione anulare distinta (26’’) ha fori maggiori (29) con diametro maggiore del diametro dei fori (28) della prima porzione anulare distinta (26’), e fori minori (30) con diametro minore del diametro dei fori maggiori (29), in cui i fori maggiori (29) e minori (30) sono distribuiti in sequenza ripetitiva regolare sia nella direzione perimetrale (11) sia nella direzione longitudinale (13).
12. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 4, in cui le porzioni anulari distinte (26’, 26’’, 26’’’) comprendono:
    - una prima porzione anulare distinta (26’), essendo la più vicina alla parete di supporto (2) ed avendo una prima porosità ed una prima lunghezza (27’) in direzione longitudinale (13),
    - una terza porzione anulare distinta (26’’’), essendo la più vicina alla parete di chiusura (9) ed avendo una terza porosità ed una terza lunghezza (27’’’) in direzione longitudinale (13),
    - una seconda porzione anulare distinta (26’’), disposta tra la prima porzione anulare distinta (26’) e la terza porzione anulare distinta (26’’’) ed avente una seconda porosità ed una seconda lunghezza (27’’) in direzione longitudinale 13,
    in cui:
    - la prima porzione anulare distinta (26’), la seconda porzione anulare distinta (26’’) e la terza porzione anulare distinta (26’’’) costituiscono insieme l’intera area perforata (14), e
    - la terza porosità è maggiore della seconda porosità e maggiore della prima porosità,
    - la seconda lunghezza (27’’) è maggiore sia della prima lunghezza (27’) sia della terza lunghezza (27’’’).
13. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 12, in cui:
    la prima porosità è 10,7% o nell’intervallo da 10% a 11,5% o da 10,4% a 11%,
    - la seconda porosità è 9,7% o nell’intervallo da 8% a 12% o da 9,2% a 10,2%,
    - la terza porosità è 16,8% o nell’intervallo da 13% a 20% o da 15% a 18%,
    - la porosità totale dell’area perforata (14) è maggiore di 11% o nell’intervallo da 11,1% a 15% o 11,1%.
14. Bruciatore (1) a gas secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui:
    - il rapporto tra la prima porosità e la seconda porosità è 1,1 o nell’intervallo da 1,05 a 1,15,
    - il rapporto tra la prima porosità e la terza porosità è 0,64 o nell’intervallo da 0,6 a 0,7,
    - il rapporto tra la seconda porosità e la terza porosità è 0,58 o nell’intervallo da 0,5 a 0,65.
15. 15. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui:
    - la prima lunghezza (27’) è 6 mm o nell’intervallo da 5mm a 8mm,
    - la seconda lunghezza (27’’) è nell’intervallo da 27 mm a 37 mm o da 29 mm a 32 mm,
    - la terza lunghezza (27’’’) è nell’intervallo da 4 mm a 9mm o da 6mm a 8mm.
16. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 12 a 15, in cui:
    - il rapporto tra la prima lunghezza (27’) e la seconda lunghezza (27’’) è nell’intervallo da 0,18 a 0,22 o da 0,19 a 0,21,
    - il rapporto tra la prima lunghezza (27’) e la terza lunghezza (27’’’) è nell’intervallo da 0,7 a 1,0, o da 0,8 a 0,9,
    - il rapporto tra la seconda lunghezza (27’) e la terza lunghezza (27’’’) è nell’intervallo da 3 a 4 o da 3,3 a 3,7.
17. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 12 a 16, in cui:
    - la lunghezza di area (16) è 43 mm o nell’intervallo da 38 mm a 48 mm,
    - l’estensione perimetrale di area (15) è 219 mm o nell’intervallo da 200 mm a 240 mm.
18. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni da 12 a 17, in cui:
    - il pattern di perforazione (25’) della prima porzione anulare distinta (26’) ha fori (28) di diametro identico, ad esempio 0,7 mm, distribuiti a passo costante nella direzione perimetrale (11) e a passo costante nella direzione longitudinale (13),
    - il pattern di perforazione (25’’) della seconda porzione anulare distinta (26’’) ha fori maggiori (29) con diametro maggiore del diametro dei fori (28) della prima porzione anulare distinta (26’), e fori minori (30) con diametro minore del diametro dei fori maggiori (29), in cui i fori maggiori (29) e minori (30) sono distribuiti in sequenza ripetitiva regolare sia nella direzione perimetrale sia nella direzione longitudinale,
    - il pattern di perforazione (25’’’) della terza porzione anulare distinta (26’’’) ha fori principali (31) con diametro maggiore del diametro dei fori maggiori (29) della seconda porzione anulare distinta (26’’), e fori secondari (32) con diametro minore del diametro dei fori principali (31), ma maggiore del diametro dei fori (28) e/o uguale al diametro dei fori maggiori (29).
19. Bruciatore (1) a gas secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente una parete distributore (35) tubolare, disposta nello spazio interno (6) e collegata in comunicazione di flusso con il passaggio d’ingresso (3) e chiusa sul lato opposto della parete di supporto (2),
    in cui la parete distributore (35) forma una ulteriore perforazione (36) per la distribuzione della miscela di gas (4) da un lato interno della parete distributore (35) verso la parete diffusore (5),
    in cui la parete distributore (35) ha un perimetro distributore (37) nella direzione perimetrale (11) del bruciatore (1) ed una lunghezza distributore (38) nella direzione longitudinale (13) del bruciatore (1),
    in cui l’ulteriore perforazione (36) realizza una area di distribuzione (39) continua, avente un’estensione perimetrale di area di distribuzione (40), nella direzione perimetrale (11), tutt’intorno alla parete distributore (35) e una lunghezza di area di distribuzione (41), nella direzione longitudinale (13), minore della lunghezza distributore (38),
    in cui l’area di distribuzione (39) forma:
    - un tratto distributore perforato distale (42) adiacente alla parete di chiusura (9), avente l’intera estensione perimetrale di area di distribuzione (40) ed una lunghezza di tratto distributore perforato distale (43) in direzione longitudinale (13) nell’intervallo da 1/4 a 3/4 della lunghezza di area di distribuzione (41), nonché una porosità di distribuzione distale totale,
    - un tratto distributore perforato prossimale (44) adiacente alla parete di chiusura (9), avente l’intera estensione perimetrale di area di distribuzione (40) ed una lunghezza di tratto distributore perforato prossimale (45) in direzione longitudinale (13) fino al tratto distributore perforato distale (42), nonché una porosità di distribuzione prossimale totale,
    in cui i tratti distributore perforati distale (42) e prossimale (44) sono direttamente confinanti ma non sovrapposti e formano insieme l’intera area di distribuzione (39) continua,
    in cui la porosità di distribuzione distale totale è maggiore della porosità di distribuzione prossimale totale.
20. Bruciatore (1) a gas, comprendente:
    - una parete di supporto (2) formante un passaggio di ingresso (3) in comunicazione con uno spazio interno (6) del bruciatore (1) per l’immissione di una miscela di gas (4) nello spazio interno (6),
    - una parete diffusore (5) tubolare, collegata con la parete di supporto (2), che delimita lo spazio interno (6) e forma una perforazione (7) per il passaggio della miscela di gas (4) dallo spazio interno (6) ad un lato esterno (8) della parete diffusore (5) dove avviene la combustione,
    - una parete di chiusura (9) collegata con la parete diffusore (5) su un lato distale (19) del bruciatore (1) opposto alla parete di supporto (2),
    - una parete distributore (35) tubolare, disposta nello spazio interno (6) in comunicazione di flusso con il passaggio d’ingresso (3) e chiusa sul lato opposto della parete di supporto (2), ed avente una ulteriore perforazione (36) per la distribuzione della miscela di gas (4) da un lato interno della parete distributore (35) verso la parete diffusore (5),
    in cui:
    - la parete distributore (35) ha un perimetro distributore (37) in una direzione perimetrale (11) del bruciatore (1) ed una lunghezza distributore (38) in una direzione longitudinale (13) del bruciatore (1),
    - l’ulteriore perforazione (36) realizza una area di distribuzione (39) continua, avente un’estensione perimetrale di area di distribuzione (40), nella direzione perimetrale (11), tutt’intorno alla parete distributore (35) e una lunghezza di area di distribuzione (41), nella direzione longitudinale (13), minore della lunghezza distributore (38),
    - l’area di distribuzione (39) forma:
    - un tratto distributore perforato distale (42) adiacente alla parete di chiusura (9), avente l’intera estensione perimetrale di area di distribuzione (40) ed una lunghezza di tratto distributore perforato distale (43) in direzione longitudinale (13) nell’intervallo da 1/4 a 3/4 della lunghezza di area di distribuzione (41), nonché una porosità di distribuzione distale totale,
    - un tratto distributore perforato prossimale (44) adiacente alla parete di chiusura (9), avente l’intera estensione perimetrale di area di distribuzione (40) ed una lunghezza di tratto distributore perforato prossimale (45) in direzione longitudinale (13) fino al tratto distributore perforato distale (42), nonché una porosità di distribuzione prossimale totale,
    in cui i tratti distributore perforati distale (42) e prossimale (44) sono direttamente confinanti ma non sovrapposti e formano insieme l’intera area di distribuzione (39) continua,
    in cui la porosità di distribuzione distale totale è maggiore della porosità di distribuzione prossimale totale.