IT201800002958A1

IT201800002958A1 - GAS BURNER

Info

Publication number: IT201800002958A1
Application number: IT102018000002958A
Authority: IT
Inventors: Massimo Gilioli; Luca Barozzi; Tullio Paltrinieri
Original assignee: Worgas Bruciatori Srl
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-22

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title

“Bruciatore a gas” "Gas burner"

La presente invenzione ha per oggetto un bruciatore a gas. The present invention relates to a gas burner.

In particolare, l’invenzione si riferisce ad un bruciatore a gas di conformazione cilindrica, comprendente un involucro delimitato da almeno una parete esterna e da un fondello, associato ad un’estremità della parete esterna in maniera sigillata. In particular, the invention refers to a cylindrical gas burner, comprising a casing delimited by at least one external wall and a bottom, associated with one end of the external wall in a sealed manner.

La parete esterna è attraversata da una pluralità di fori passanti, attraverso i quali può fluire una miscela di aria e combustibile gassoso. La miscela viene alimentata all’interno dell’involucro attraverso un’imboccatura, delimitata dal bordo della parete esterna opposto al fondello. La combustione della miscela avviene normalmente all’esterno della parete esterna. The external wall is crossed by a plurality of through holes, through which a mixture of air and gaseous fuel can flow. The mixture is fed into the casing through a mouth, bounded by the edge of the outer wall opposite the bottom. The combustion of the mixture normally takes place outside the external wall.

L’involucro è inoltre essere dotato di una seconda parete esterna, interna alla prima e staccata da quest’ultima da un’intercapedine. Anche la parete esterna interna è attraversata da fori passanti per il passaggio della miscela. The envelope is also equipped with a second external wall, internal to the first and detached from the latter by a cavity. The internal external wall is also crossed by through holes for the passage of the mixture.

La giunzione tra la parete esterna ed il fondello è la zona più critica del bruciatore. Tale zona è infatti soggetta alle temperature ed alle pressioni più elevate. The junction between the external wall and the bottom is the most critical area of the burner. This area is in fact subject to the highest temperatures and pressures.

Nei bruciatori attualmente disponibili, il fondello presenta un bordo di accoppiamento ripiegato in modo da potersi accostare internamente al tratto di estremità della parete esterna. In sostanza, il fondello è inserito ad un’estremità della parete esterna, con il bordo del fondello ed una fascia di estremità della parete esterna che sono tra loro paralleli ed accostati, con una prefissata interferenza. In currently available burners, the bottom has a folded coupling edge so as to be able to approach internally the end portion of the external wall. Basically, the bottom is inserted at one end of the external wall, with the edge of the bottom and an end band of the external wall which are parallel and close together, with a predetermined interference.

La connessione tra il bordo del fondello e l’estremità della parete esterna viene attualmente ottenuta per mezzo di una saldatura tradizionale, TIG o plasma. La saldatura è realizzata sugli spigoli esterni del bordo del fondello e della parete esterna. Per non correre il rischio di forare il fondello, il cordone di saldatura presenta un’altezza compressa all’incirca tra 0,4 e 0,6 mm. The connection between the edge of the bottom and the end of the external wall is currently obtained by means of a traditional welding, TIG or plasma. The welding is carried out on the external edges of the edge of the bottom and of the external wall. In order not to run the risk of drilling the bottom, the weld seam has a compressed height of approximately between 0.4 and 0.6 mm.

I bruciatori attuali presentano numerosi inconvenienti. Innanzitutto, la saldatura sopra descritta rappresenta una debolezza strutturale non trascurabile. La ridotta profondità del cordone di saldatura, unita al fatto che il cordone di saldatura oppone solo una limitata resistenza rispetto all’allargamento dovuto alla pressione tra il bordo del fondello ed il bordo della parete esterna, determinano spesso il danneggiamento dell’involucro. Inoltre, il processo di saldatura secondo le tecniche attualmente utilizzate è molto lento e richiede notevole perizia. Current burners have numerous drawbacks. First of all, the welding described above represents a non-negligible structural weakness. The reduced depth of the weld seam, combined with the fact that the weld seam opposes only a limited resistance with respect to the enlargement due to the pressure between the edge of the bottom and the edge of the external wall, often cause damage to the casing. Furthermore, the welding process according to the techniques currently used is very slow and requires considerable skill.

Scopo della presente invenzione è di offrire un bruciatore che consenta di superare gli inconvenienti dei bruciatori attuali. The object of the present invention is to offer a burner which allows the drawbacks of current burners to be overcome.

Un vantaggio del bruciatore secondo la presente invenzione è di essere particolarmente solido nella zona di accoppiamento tra il fondello e la parete esterna. An advantage of the burner according to the present invention is that it is particularly solid in the coupling area between the bottom and the external wall.

Un altro vantaggio del bruciatore secondo la presente invenzione è di poter essere realizzato con tempi di lavorazione notevolmente inferiori rispetto a quelli richiesti attualmente. Another advantage of the burner according to the present invention is that it can be produced with significantly shorter processing times than those currently required.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione dell’invenzione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui: Further features and advantages of the present invention will better appear from the detailed description that follows of an embodiment of the invention in question, illustrated by way of example but not of limitation in the attached figures in which:

− la figura 1 mostra una vista isometrica del bruciatore secondo la presente invenzione; Figure 1 shows an isometric view of the burner according to the present invention;

− la figura 2 mostra una vista in sezione del bruciatore secondo la presente invenzione. Figure 2 shows a sectional view of the burner according to the present invention.

Il bruciatore secondo la presente invenzione comprende un involucro (1) di forma complessivamente cilindrica. The burner according to the present invention comprises a casing (1) having an overall cylindrical shape.

L’involucro (1) comprende una parete esterna (2), di conformazione tubolare e dotata di un asse longitudinale (X), che presenta un primo bordo di estremità (21) di conformazione tubolare e di altezza determinata. Preferibilmente, la parete esterna (2) è di forma cilindrica concentrica all’asse longitudinale (X). La parete esterna (2) presenta inoltre una pluralità di fori o aperture passanti, strutturate per consentire un flusso di gas ed aria. Il bordo di estremità (21) è sostanzialmente una porzione terminale della parete esterna (2). Il bordo di estremità (21) comprende uno spigolo di estremità (21a), che definisce il limite della parete esterna (2). The envelope (1) includes an external wall (2), of tubular conformation and equipped with a longitudinal axis (X), which has a first end edge (21) of tubular conformation and of determined height. Preferably, the external wall (2) is cylindrical in shape concentric to the longitudinal axis (X). The outer wall (2) also has a plurality of through holes or openings, structured to allow a flow of gas and air. The end edge (21) is substantially an end portion of the outer wall (2). The end edge (21) comprises an end edge (21a), which defines the limit of the outer wall (2).

Il bruciatore comprende un fondello (3), dotato di un bordo di accoppiamento (31) di conformazione tubolare, che presenta un’altezza determinata ed è inserito all’interno del bordo di estremità (21) della parete esterna (2). Nella forma di realizzazione rappresentata, il fondello (3) presenta una porzione centrale sostanzialmente piana e concentrica all’asse longitudinale (X). Il bordo di accoppiamento (31) è ripiegato all’incirca perpendicolarmente rispetto alla porzione piana, ovvero il bordo di accoppiamento (31) è sostanzialmente parallelo all’asse longitudinale (X). The burner includes a bottom (3), equipped with a coupling edge (31) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside the end edge (21) of the outer wall (2). In the embodiment shown, the bottom (3) has a substantially flat central portion and concentric to the longitudinal axis (X). The coupling edge (31) is folded roughly perpendicular to the flat portion, or the coupling edge (31) is substantially parallel to the longitudinal axis (X).

Il bordo di estremità (21) ed il bordo di accoppiamento (31) sono tra loro accostati in corrispondenza di una zona di giunzione (J) di altezza determinata (h). In sostanza, il fondello (3) è inserito nella parete esterna (2), in modo che il bordo di accoppiamento (31) sia accostato al bordo di estremità (21). La zona di giunzione (J) comprende sostanzialmente i tratti del bordo di accoppiamento (31) e del bordo di estremità (21) tra loro paralleli ed accostati. The end edge (21) and the coupling edge (31) are approached to each other in correspondence with a junction area (J) of a determined height (h). Basically, the bottom (3) is inserted in the external wall (2), so that the coupling edge (31) is approached to the end edge (21). The junction area (J) substantially comprises the portions of the coupling edge (31) and of the end edge (21) parallel and adjacent to each other.

Il bordo di estremità (21) ed il bordo di accoppiamento (31) sono tra loro uniti per mezzo di una saldatura laser collocata in corrispondenza di una sezione intermedia della zona di giunzione (J), ovvero collocata ad un’altezza intermedia dell’altezza (h) della zona di giunzione (J). The end edge (21) and the coupling edge (31) are joined together by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the junction area (J), i.e. placed at an intermediate height of the height (h) of the junction area (J).

La saldatura laser utilizzata per unire tra loro il bordo di estremità (21) ed il bordo di accoppiamento (31) offre notevoli vantaggi. Innanzitutto può essere realizzata con tempi molto inferiori rispetto alle saldature attualmente utilizzate. Inoltre, la saldatura può essere realizzata dall’esterno del bordo di estremità (21), indirizzando il raggio laser lungo una direzione sostanzialmente radiale e perpendicolare all’asse longitudinale (X) ed alla superficie del bordo di estremità (21). Ciò riduce al minimo il rischio di perforare o danneggiare il fondello (3), cosicché la saldatura laser può estendersi sostanzialmente per l’intera altezza (h) della zona di giunzione (J), ovvero per un’altezza molto maggiore rispetto all’altezza delle giunzioni saldate attualmente impiegate. Ciò comporta un consistente incremento della resistenza della zona di giunzione (J). The laser welding used to join together the end edge (21) and the coupling edge (31) offers considerable advantages. First of all, it can be made with much shorter times than the welds currently used. Furthermore, the welding can be carried out from the outside of the end edge (21), directing the laser beam along a substantially radial direction and perpendicular to the longitudinal axis (X) and to the surface of the end edge (21). This minimizes the risk of puncturing or damaging the bottom plate (3), so that the laser welding can extend substantially over the entire height (h) of the joint area (J), i.e. for a much greater height than the height. of the welded joints currently used. This leads to a significant increase in the strength of the joint area (J).

Il bruciatore può essere provvisto di un distributore interno (4) di conformazione tubolare concentrico all’asse longitudinale (X). Nella forma di realizzazione rappresentata anche il distributore interno (4) è cilindrico e presenta una pluralità di fori passanti per consentire il flusso della miscela combustibile. The burner can be equipped with an internal distributor (4) with a concentric tubular conformation to the longitudinal axis (X). In the embodiment shown, the internal distributor (4) is also cylindrical and has a plurality of through holes to allow the flow of the combustible mixture.

Per consentire il fissaggio del distributore (4), il fondello (3) presenta un secondo bordo di accoppiamento (32) di conformazione tubolare. Il secondo bordo di accoppiamento (32) è disposto consecutivamente al bordo di accoppiamento (31) lungo l’asse longitudinale (X) e presenta un diametro inferiore, per potersi inserire nel bordo di estremità (41) del distributore (4) che presenta un diametro inferiore rispetto al bordo di estremità (21) della parete esterna (2). To allow fixing of the distributor (4), the bottom (3) has a second coupling edge (32) of tubular conformation. The second coupling edge (32) is arranged consecutively to the coupling edge (31) along the longitudinal axis (X) and has a smaller diameter, in order to be able to be inserted into the end edge (41) of the distributor (4) which has a smaller diameter than the end edge (21) of the outer wall (2).

Analogamente al bordo di accoppiamento (31) ed al bordo di estremità (21) della parete esterna (2), il bordo di estremità (41) del distributore (4) ed il secondo bordo di accoppiamento (32) sono tra loro accostati in corrispondenza di una zona di giunzione (Jb) di altezza determinata (hb) e possono essere tra loro uniti per mezzo di una saldatura laser collocata in corrispondenza di una sezione intermedia della zona di giunzione (Jb), ovvero collocata ad un’altezza intermedia dell’altezza (hb) della zona di giunzione (Jb). L’utilizzo di una saldatura laser anche per la giunzione tra il bordo di estremità (41) del distributore (4) ed il secondo bordo di accoppiamento (32) offre i medesimi vantaggi già descritti in precedenza. Ovviamente, la saldatura laser tra il bordo di estremità (41) del distributore (4) ed il secondo bordo di accoppiamento (32) deve essere realizzata prima della saldatura laser tra il bordo di estremità (21) della parete esterna (2) ed il bordo di accoppiamento (31). Similarly to the coupling edge (31) and the end edge (21) of the external wall (2), the end edge (41) of the distributor (4) and the second coupling edge (32) are mutually adjacent in correspondence of a junction area (Jb) of determined height (hb) and can be joined together by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the junction area (Jb), or placed at an intermediate height of height (hb) of the junction area (Jb). The use of a laser welding also for the junction between the end edge (41) of the distributor (4) and the second coupling edge (32) offers the same advantages already described above. Obviously, the laser welding between the end edge (41) of the distributor (4) and the second coupling edge (32) must be carried out before the laser welding between the end edge (21) of the outer wall (2) and the mating edge (31).

Il bruciatore è inoltre provvisto di una flangia (5) strutturata per consentire il fissaggio ad un supporto (non illustrato) del bruciatore. The burner is also provided with a flange (5) structured to allow fixing to a support (not shown) of the burner.

La flangia (5) è dotata di un bordo di accoppiamento (51) di conformazione tubolare, che presenta un’altezza determinata ed è inserito all’interno di un secondo bordo di estremità (22) della parete esterna (2). Analogamente al bordo di accoppiamento (31) ed al bordo di estremità (21) della parete esterna (2), il secondo bordo di estremità (22) ed il bordo di accoppiamento (51) sono tra loro accostati in corrispondenza di una zona di giunzione (Jc) di altezza determinata (hc). Vantaggiosamente, anche il secondo bordo di estremità (22) ed il bordo di accoppiamento (51) possono essere tra loro uniti per mezzo di una saldatura laser collocata in corrispondenza di una sezione intermedia della zona di giunzione (Jc), ovvero collocata ad un’altezza intermedia dell’altezza (hc) della zona di giunzione (Jc). I vantaggi conseguiti con l’utilizzo di una saldatura laser sono gli stessi già descritti in precedenza. In aggiunta, la realizzazione della giunzione tra bordo di accoppiamento (51) della flangia (5) e secondo bordo di estremità (22) si semplifica ulteriormente rispetto agli attuali bruciatori. Infatti, negli attuali bruciatori la saldatura viene realizzata utilizzando due elettrodi allineati tra loro e posizionati uno all’esterno della parete esterna (2), l’altro all’interno della flangia (5), mentre nel bruciatore secondo l’invenzione è possibile unire le due parti tramite un raggio laser semplicemente indirizzato sulla superficie esterna del secondo bordo di estremità (22). The flange (5) is equipped with a coupling edge (51) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside a second end edge (22) of the external wall (2). Similarly to the coupling edge (31) and the end edge (21) of the external wall (2), the second end edge (22) and the coupling edge (51) are joined together at a junction area (Jc) of determined height (hc). Advantageously, also the second end edge (22) and the coupling edge (51) can be joined together by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the joint area (Jc), or placed at a intermediate height of the height (hc) of the junction area (Jc). The advantages achieved with the use of laser welding are the same as previously described. In addition, the construction of the joint between the coupling edge (51) of the flange (5) and the second end edge (22) is further simplified with respect to current burners. In fact, in current burners the welding is carried out using two electrodes aligned with each other and positioned one outside the external wall (2), the other inside the flange (5), while in the burner according to the invention it is possible to join the two parts by means of a laser beam simply aimed at the external surface of the second end edge (22).

Poiché la giunzione della flangia (5) alla parete esterna (2) è collocata in una zona soggetta a temperatura e pressione inferiore rispetto alla zona del fondello, la saldatura laser tra il secondo bordo di estremità (22) ed il bordo di accoppiamento (51) della flangia (5) può essere discontinua, per tratti o per punti. Anche in questo caso si riproducono tutti i vantaggi della saldatura laser già descritti in precedenza. In più, l’utilizzo della saldatura laser consente di migliorare notevolmente la qualità dei punti di saldatura, in quanto non risente dell’effetto “shunt”, che si manifesta invece nelle saldature tradizionali a due elettrodi realizzate nei bruciatori attuali. Since the junction of the flange (5) to the outer wall (2) is located in an area subject to lower temperature and pressure than the bottom area, the laser welding between the second end edge (22) and the coupling edge (51 ) of the flange (5) can be discontinuous, by sections or by points. Also in this case all the advantages of laser welding already described above are reproduced. In addition, the use of laser welding allows you to significantly improve the quality of the welding points, as it is not affected by the "shunt" effect, which is instead manifested in traditional two-electrode welds made in current burners.

Per consentire il fissaggio del distributore (4) la flangia (5), comprende un secondo bordo di accoppiamento (52) di conformazione tubolare, che presenta un’altezza determinata ed è inserito all’interno di un secondo bordo di estremità (42) del distributore (4). To allow fixing of the distributor (4), the flange (5) comprises a second coupling edge (52) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside a second end edge (42) of the distributor (4).

Il bordo di estremità (42) ed il secondo bordo di accoppiamento (52) possono essere tra loro accostati in corrispondenza di una zona di giunzione (Jd) di altezza determinata (hd) e sono tra loro uniti per mezzo di una saldatura laser collocata in corrispondenza di una sezione intermedia della zona di giunzione (Jd), ovvero collocata ad un’altezza intermedia dell’altezza (hd) della zona di giunzione (Jd). Anche la saldatura laser tra il bordo di estremità (42) del distributore (4) ed il secondo bordo di accoppiamento (52) della flangia (5) può essere discontinua, per tratti o per punti. I vantaggi ottenuti sono gli stessi già descritti per la giunzione tra la flangia (5) e la parete esterna (2). The end edge (42) and the second coupling edge (52) can be joined together at a junction area (Jd) of a determined height (hd) and are joined together by means of a laser welding placed in correspondence to an intermediate section of the junction area (Jd), i.e. located at an intermediate height of the height (hd) of the junction area (Jd). The laser welding between the end edge (42) of the distributor (4) and the second coupling edge (52) of the flange (5) can also be discontinuous, by sections or by points. The advantages obtained are the same as already described for the junction between the flange (5) and the external wall (2).

Claims

CLAIMS 1) Gas burner, comprising: an external wall (2), of tubular conformation and provided with a longitudinal axis (X), which has a first end edge (21) of tubular conformation and of determined height; a bottom (3), equipped with a coupling edge (31) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside the end edge (21) of the external wall (2); characterized by the fact that the end edge (21) and the coupling edge (31) are joined together at a junction area (J) of a determined height (h) and are joined together by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the junction area (J), or placed at an intermediate height of the height (h) of the junction area (J).

2) Burner according to claim 1, in which the laser welding has a height lower than or equal to the height (h) of the junction area (J).

3) Burner according to claim 1, comprising: a distributor (4) with a tubular conformation concentric to the longitudinal axis (X), which has an end edge (41) of a determined height; in which the bottom (3) has a second coupling edge (32) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside the end edge (41) of the distributor (4); and in which the end edge (41) and the second coupling edge (32) are joined together at a junction area (Jb) of determined height (hb) and are joined together by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the junction area (Jb), or placed at an intermediate height of the height (hb) of the junction area (Jb).

4) Burner according to claim 1, comprising: a flange (5), equipped with a coupling edge (51) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside a second end edge (22) of the external wall (2); in which the second end edge (22) and the coupling edge (51) are joined together at a junction area (Jc) of a determined height (hc) and are joined together by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the junction area (Jc), or located at an intermediate height of the height (hc) of the junction area (Jc).

5) Burner according to claim 4, wherein the laser welding between the second end edge (22) and the mating edge (51) of the flange (5) is a discontinuous welding, by sections or by points.

6) Burner according to claim 4, wherein the flange (5) comprises a second coupling edge (52) of tubular conformation, which has a determined height and is inserted inside an end edge (42) of a distributor (4), and in which the end edge (42) and the second coupling edge (52) are joined together in correspondence with a junction area (Jd) of a determined height (hd) and are joined together by means of a laser welding placed in correspondence of an intermediate section of the junction area (Jd), or placed at an intermediate height of the height (hd) of the junction area (Jd).

7) Burner according to claim 5, in which the laser welding between the end edge (42) of the distributor (4) and the second coupling edge (52) of the flange (5) is a discontinuous welding, by sections or by points .

8) Method for making a gas burner, comprising the following steps: providing an external wall (2), of tubular conformation and provided with a longitudinal axis (X), which has a first end edge (21) of tubular conformation and of determined height; prepare a bottom (3), equipped with a coupling edge (31) of tubular conformation, which has a specific height; insert the coupling edge (31) inside the end edge (21) of the external wall (2), so as to bring them together at a junction area (J) of a given height (h); join the coupling edge (31) and the end edge (21) by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the joint area (J), or placed at an intermediate height of the height (h) of the junction area (J).

9) Method according to claim 8, comprising the following steps: prepare a distributor (4) with a tubular conformation concentric to the longitudinal axis (X), which has an end edge (41) of a determined height; arrange a second coupling edge (32) with a tubular conformation of the bottom (3), which has a determined height insert the second coupling edge (32) inside the end edge (41) of the distributor (4), in so as to bring them together in correspondence with a junction area (Jb) of determined height (hb); join the end edge (41) and the second coupling edge (32) by means of a laser welding placed in correspondence with an intermediate section of the joint area (Jb), or placed at an intermediate height of the height (hb ) of the junction area (Jb).