IT201900003481A1 - Apparato e bruciatore per la cottura di manufatti ceramici - Google Patents

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tubular
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cooking chamber
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Alberto Toro
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Description

D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“APPARATO E BRUCIATORE PER LA COTTURA DI MANUFATTI CERAMICI”
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un apparato ed un bruciatore per la cottura di manufatti ceramici. In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva applicazione nella cottura manufatti ceramici per ottenere piastrelle, cui la descrizione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.
CONTESTO DELL’INVENZIONE
La cottura di manufatti ceramici per ottenere piastrelle avviene generalmente in forni a tunnel, delimitati da due pareti contrapposte ed un tetto. Tali forni sono solitamente riscaldati da due serie di bruciatori, ciascuna disposta su un lato del tunnel.
Tipicamente, i bruciatori, funzionanti a gas metano, sono collocati sulle pareti laterali del tunnel su più livelli e sono rivolti verso la parete opposta.
Il ciclo di cottura dei manufatti ceramici è studiato con grande precisione e prevede: il riscaldamento dei manufatti ceramici a partire dall’ingresso del forno, la loro permanenza all’interno della camera di cottura ad una temperatura predefinita ed un raffreddamento controllato prima di raggiungere l’uscita del forno.
Solitamente, i manufatti ceramici sono trasportati su un convogliatore di grandi dimensioni costituito da una serie di rulli ceramici. Di conseguenza, è importante garantire che la temperatura all’interno della camera di cottura sia uniforme lungo tutta la larghezza del forno.
A questo scopo, sono stati sviluppati diversi tipi di bruciatori industriali, nonché diverse disposizioni dei bruciatori stessi all’interno di apparati complessi, per ottenere una temperatura sempre più costante all’interno della camera di cottura.
Tuttavia, soprattutto nei forni a tunnel molto larghi, si verifica generalmente una distribuzione disomogenea della temperatura nelle diverse sezioni longitudinali, e si hanno temperature maggiori al centro del tunnel e minori in prossimità delle pareti laterali.
Questa disomogeneità di temperatura comporta inevitabilmente dei difetti di cottura nei manufatti ceramici che viaggiano in prossimità delle pareti tunnel. In particolare, i difetti possono essere sia dimensionali che di forma, come la mancanza di planarità. Ne consegue quindi un aumento degli scarti.
Solitamente, questa differenza di temperatura fra il centro del forno e le zone in prossimità delle pareti laterali, è dovuta al fatto che i fumi che circolano all’interno della camera di cottura, in prossimità delle pareti rallentano, diminuisce la turbolenza del moto di tali fumi e conseguenzialmente anche il coefficiente di scambio termico.
Scopo della presente invenzione è realizzare un apparato ed un bruciatore, i quali permettano di superare, almeno parzialmente, gli inconvenienti dell’arte nota e siano, nel contempo, di facile ed economica realizzazione.
SOMMARIO
In accordo con la presente invenzione vengono forniti un apparato ed un bruciatore per la cottura di manufatti ceramici secondo quanto licitato nelle rivendicazioni indipendenti che seguono e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalle rivendicazioni indipendenti.
Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
- la figura 1 è una vista frontale in sezione di un apparato in accordo con la presente invenzione;
- la figura 2 è una vista in pianta e schematica di un tratto dell’apparato della figura 1;
- la figura 3 è una vista prospettica e schematica di parte dell’apparato della figura 1;
- la figura 4 è una vista frontale in sezione della parte della figura 3;
- la figura 5 è una vista prospettica e schematica della sezione della figura 4;
- la figura 6 è una vista prospettica e schematica di una parte di un bruciatore in accordo con la presente invenzione;
- la figura 7 è una vista laterale in sezione di una parte del corpo di scarico della figura 6; e
- la figura 8 è un grafico che illustra la variazione di temperatura in funzione della distanza da una parete del forno (in ascissa è riportata la distanza, in ordinata la temperatura).
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un bruciatore per la cottura di manufatti T ceramici in accordo con un primo aspetto della presente invenzione.
Il bruciatore 1 è installabile in un forno 2 industriale, in particolare a tunnel, comprendente una camera 3 di cottura.
In particolare, come illustrato nelle figure 1 e 2, i manufatti T ceramici sono movimentati da un sistema 4 di trasporto lungo un percorso P di convogliamento.
Più precisamente, i manufatti T ceramici sono qualunque tipo di manufatto ceramico necessiti almeno una cottura in forno.
Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 1 e 2, il sistema 4 di trasporto comprende una serie di rulli ceramici, sui quali vengono disposti, preferibilmente in modo ordinato, i manufatti T ceramici crudi da cuocere.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate il sistema 4 di trasporto comprende una pluralità di rulli ceramici (eventualmente movimentanti anche a velocità diverse per differenziare la cottura dei manufatti).
Come illustrato nelle figure 3, 4 e 5, il bruciatore 1 comprende un corpo 5 di miscelazione, il quale a sua volta comprende un condotto 6 di adduzione del combustibile, un condotto 7 di adduzione del comburente, un dispositivo 8 di innesco ed una testa 27 di combustione. In altre parole, il corpo 5 di miscelazione è quella parte del bruciatore necessaria per generare la miscela di aria e gas che (una volta innescata in modo da ottenere una fiamma) andrà a cuocere i manufatti T ceramici all’interno del forno 2. In particolare, il combustibile immesso tramite il condotto 6 di adduzione del combustibile è sostanzialmente gas metano, mentre il comburente immesso tramite condotto 7 di adduzione del comburente è sostanzialmente aria ambiente (con circa il 21% di ossigeno).
Il bruciatore 1 comprende, inoltre, un elemento 9 di scarico tubolare, il quale è atto ad essere attraversato da un fluido in uscita dal corpo 5 di miscelazione (formato dalla miscela di combustibile e comburente e/o una loro eventuale combustione) ed è dotato di un’estremità 10 presentante un’apertura 11, all’interno della quale è inserita almeno una parte del corpo 5 di miscelazione, ed un’estremità 12 opposta all’estremità 10 e presentante un’apertura 13.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative, il corpo 5 di miscelazione è accoppiato all’elemento 9 tramite degli elementi di fissaggio. Vantaggiosamente ma non necessariamente, come nella forma di attuazione illustrata nelle figure 4 e 5, gli elementi di fissaggio sono dei bulloni 26.
Nella non limitativa forma di attuazione illustrata nelle figure 4 e 5, il corpo 5 di miscelazione è inserito in parte all’interno dell’elemento 9 di scarico ed in parte è disposto esternamente al forno 2. In particolare, l’elemento 9 di scarico è inserito all’interno di una parete 31 laterale del forno 2 a tunnel. Più precisamente, l’elemento 9 di scarico si estende completamente all’interno della parete 31 laterale.
Il bruciatore 1 comprende un elemento 14 di scarico tubolare che si estende dall’estremità 12 dell’elemento 9 in direzione opposta rispetto all’estremità 10, ovvero verso la (più precisamente, l’interno della) camera 3 di cottura. In altre parole, l’elemento 14 di scarico è disposto dal lato opposto dell’elemento 9 di scarico rispetto al corpo 5 di miscelazione.
Inoltre, il bruciatore 1 comprende un elemento 15 di aspirazione che è configurato per portare almeno parte dei gas F presenti all’interno della camera 3 di cottura nell’elemento 14 di scarico tubolare ed è dotato di una pluralità di aperture 16 disposte tra l’elemento 9 e l’elemento 14 di scarico tubolare.
Vantaggiosamente, l’elemento 14 di scarico tubolare si trova (completamente) interamente all’interno della camera 3 di cottura ed, ad esempio, è coassiale all’elemento 9 di scarico tubolare.
In altre parole, l’asse AA di simmetria longitudinale dell’elemento 14 di scarico tubolare coincide con l’asse AA di simmetria longitudinale dell’elemento 9 di scarico tubolare.
Nelle non limitative forme di attuazione delle figure da 4 a 6, l’elemento 9 di scarico tubolare, l’elemento 14 di scarico tubolare e l’elemento 15 di aspirazione formano insieme un blocco 17 di combustione illustrato schematicamente nel suo complesso nella figura 6. In particolare, una superficie laterale 22 del blocco 17 di combustione è (almeno) parzialmente senza soluzione di continuità. Più in particolare, la superficie laterale del blocco 17 di combustione è senza soluzione di continuità nelle sezioni non interrotte dalle aperture 16.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il blocco 17 di combustione è realizzato di pezzo, in particolare in carburo di silicio. In particolare, l’asse di simmetria longitudinale del blocco 17 di combustione è l’asse AA di simmetria longitudinale degli elementi 9 e 14 di scarico tubolari.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il blocco 17 di combustione è realizzato mediante fabbricazione additiva, in particolare stampaggio 3D.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, il blocco 17 di combustione è formato tramite la saldatura dell’elemento 9 di scarico tubolare con l’elemento 15 di aspirazione e dell’elemento 15 di aspirazione stesso con l’elemento 14 di scarico tubolare.
Secondo altre forme di attuazione non limitative e non illustrate, il blocco 17 di combustione è formato tramite l’accoppiamento meccanico con sistemi di fissaggio (ad es. bulloni, viti, rivetti, ecc.) dell’elemento 9 di scarico tubolare con l’elemento 15 di aspirazione e dell’elemento 15 di aspirazione stesso con l’elemento 14 di scarico tubolare.
Secondo ulteriori forme non limitative, il blocco 17 di combustione è formato tramite tecniche di colaggio in stampi.
Nelle forme di attuazione non limitative illustrate nelle figure allegate, il blocco 17 di combustione è cavo ed è atto a consentire il passaggio di una miscela generata dal corpo 5 di miscelazione. In particolare, detta miscela, una volta innescata la combustione, diviene una fiamma.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative, l’elemento 15 di aspirazione comprende, in particolare è, un tubo di Venturi.
Nella non limitativa forma di attuazione delle figure 6 e 7 (dove la figura 7 illustra un dettaglio dell’elemento 15 di aspirazione della forma di attuazione della figura 6), l’elemento 15 di aspirazione presenta una strozzatura 18 disposta in corrispondenza dell’estremità 12. Inoltre, l’elemento 15 di aspirazione presenta almeno un tratto 19 di forma troncoconica, delimitata da una base 20 maggiore ed una base 21 minore. Infine, l’elemento 14 di scarico tubolare presenta un’estremità aperta 23 rivolta verso l’elemento 15 di aspirazione ed una seconda estremità aperta 24 rivolta verso il centro della camera 3 di cottura.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, le aperture 16 presentano una forma allungata, ovvero sono delle asole, e attraversano da parte a parte (trasversalmente) il tratto 19 di forma troncoconica dell’elemento 15 di aspirazione. In particolare, le aperture 16 sono ricavate longitudinalmente all’elemento 9 di scarico tubolare ed all’elemento 14 di scarico tubolare.
Più in particolare, la base 21 minore del detto tratto 19 di forma troncoconica coincide con la strozzatura 18, la base 20 maggiore del detto tratto 19 di forma troncoconica coincide con l’estremità aperta 23.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, e come illustrato nelle figure da 3 a 7, l’elemento 15 di aspirazione comprende delle nervature 25 di rinforzo. Grazie a tali nervature 25, è possibile allungare come desiderato l’elemento 14 di scarico senza rischiare che il blocco 17 di combustione si rompa in corrispondenza del tratto con sezione minore, ovvero in corrispondenza dell’elemento 15 di aspirazione.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’elemento 9 di scarico presenta una sezione trasversale circolare, in particolare con diametro costante.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’elemento 14 di scarico presenta una sezione trasversale circolare, in particolare con diametro costante.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’elemento 15 di aspirazione presenta una sezione trasversale circolare.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’elemento 15 di aspirazione presenta una sezione trasversale circolare con diametro sostanzialmente variabile.
In particolare, la sezione TT trasversale (figura 7) della strozzatura 18 presenta un diametro inferiore ai due terzi del diametro dell’elemento 14 di scarico e del diametro dell’elemento 9 di scarico. Più in particolare, la sezione TT trasversale (figura 7) della strozzatura 18 presenta un diametro inferiore alla metà del diametro dell’elemento 14 di scarico e del diametro dell’elemento 9 di scarico. Più il diametro della strozzatura diminuisce, rispetto al diametro dell’elemento 9 di scarico, più la variazione della velocità della miscela che, in uso, circola all’interno del dell’elemento 9 di scarico aumenta.
In accordo con un secondo aspetto della presente invenzione, viene fornito un apparato industriale per la cottura di manufatti ceramici.
Facendo particolare riferimento alle figure 1 e 2, un apparato industriale in accordo con la presente invenzione è indicato nel suo complesso con il numero 30.
Secondo alcune forme d’attuazione non limitative, i manufatti ceramici T sono, una volta cotti delle piastrelle. In particolare, i manufatti ceramici T sono crudi all’ingresso dell’apparato e cotti all’uscita.
L’apparato 30 industriale comprende un forno 2, in particolare a tunnel, dotato di almeno una parete 31 laterale che delimita una camera 3 di cottura e presenta una superficie 32 interna alla camera 3 di cottura ed una superficie 33 esterna alla camera 3 di cottura.
L’apparato 30 industriale comprende inoltre un sistema 4 di trasporto, in particolare orizzontale, il quale è atto a movimentare una pluralità di manufatti ceramici T lungo un percorso P di convogliamento all’interno della camera 3 di cottura (dall’entrata all’uscita della camera 3 di cottura).
Il sistema 4 di trasporto può essere una qualunque tipologia di sistemi di trasporto. Ad esempio, nella non limitativa forma di attuazione della figura 1, il sistema di trasporto comprende una serie di rulli ceramici sui quali vengono disposti, preferibilmente in modo ordinato, i manufatti ceramici T crudi da cuocere.
In particolare, il forno 2 a tunnel presenta due pareti 31 laterali contrapposte, tra le quali transitano i manufatti ceramici T.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, i manufatti ceramici sono essere di qualunque tipo di manufatto ceramico necessiti almeno una cottura in forno.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, il sistema 4 di trasporto comprende una pluralità di rulli ceramici (eventualmente movimentati a velocità diverse per differenziare la cottura dei manufatti).
L’apparato 30 comprende un bruciatore 1, il quale, a sua volta, comprende un elemento 9 di scarico tubolare, un elemento 14 di scarico tubolare ed un elemento 15 di aspirazione dei gas F.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’apparato 30 comprende un bruciatore 1 secondo quanto precedentemente descritto.
Vantaggiosamente, l’elemento 15 di aspirazione si trova tra l’elemento 9 di scarico e l’elemento 14 di scarico ed è disposto almeno parzialmente (in alcuni casi non limitativi anche totalmente) all’interno della camera 3 di cottura.
L’elemento 15 di aspirazione è configurato per portare almeno parte dei gas F presenti all’interno della camera 3 di cottura nell’elemento 14 di scarico. In tal modo, è possibile utilizzare l’ossigeno residuo all’interno della camera 3 di cottura e completare la combustione di quei gas F che non sono stati totalmente combusti con un primo passaggio all’interno del bruciatore 1, ovvero tramite una combustione primaria. Inoltre, i gas F (presumibilmente, anche in considerazione del fatto che presentano una temperatura relativamente elevata) contribuiscono a migliorare l’efficienza della combustione.
Con “combustione primaria” si intende la combustione generata dal blocco 17 di combustione, la cui fiamma attraversa l’elemento 9 di scarico.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’elemento 15 di aspirazione è disposto in corrispondenza della superficie 32 interna di una delle pareti 31 laterali. Tale elemento 15 è configurato per creare una depressione tra l’elemento 9 di scarico e l’elemento 14 di scarico in modo da portare almeno parte dei gas F presenti nella camera 3 di cottura nell’elemento 10 di scarico. In particolare, nelle non limitative forme di attuazione illustrate nelle figure allegate, la depressione è generata tramite effetto Venturi.
Secondo una non limitativa forma di attuazione della presente invenzione, come illustrato nella figura 2, l’apparato 30 comprende una pluralità di bruciatori 1 disposti in serie lungo una direzione DD parallela al percorso P di convogliamento.
Nelle forme di attuazione non limitative delle figure da 1 a 5, il bruciatore 1 è accoppiato, tramite degli elementi di fissaggio, alla parete 31 del forno 2. In particolare, l’elemento 9 di scarico è inserito all’interno della parete 31.
Nella non limitativa forma di attuazione della figura 1, i bruciatori 1 sono orientati in una direzione DP trasversale (in particolare, perpendicolare) alla direzione DD (e quindi al percorso P di convogliamento).
In particolare, i bruciatori 1 sono disposti su più livelli all’interno di almeno una delle pareti 31 del forno 2.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’elemento 9 tubolare del bruciatore 1 è installato in modo da attraversare, almeno parzialmente (in particolare totalmente ed in modo trasversale) una delle pareti 31 laterali del forno 2. In tal modo la fiamma prodotta dal bruciatore 1 sfocerà direttamente all’interno della camera 3 di cottura del forno 2.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, l’elemento 14 di scarico tubolare del bruciatore 1 è coassiale rispetto all’elemento 9 di scarico tubolare ed è sostanzialmente completamente disposto all’interno della camera 3 di cottura.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative e non illustrate, l’elemento di scarico 9 del bruciatore 8 è installato in modo da sporgere parzialmente all’interno della camera 3 di cottura.
Secondo le forme di attuazione non limitative illustrate nelle figure allegate, il bruciatore 8 presenta un asse AA longitudinale che è trasversale al percorso P di convogliamento. In particolare, l’asse AA è perpendicolare al percorso P di convogliamento. Più in particolare, l’asse AA è perpendicolare anche alla parete 31 laterale del forno 2 industriale a tunnel.
In uso, corpo 5 di miscelazione genera una miscela combusta, in particolare una fiamma, i cui gas transitano attraverso l’elemento 9 di scarico, il quale li immette all’interno dell’elemento 15 di aspirazione, che a sua volta li convoglia (assieme ai gas F aspirati all’interno della camera) all’interno dell’elemento 14 di scarico.
Quest’ultimo immette la fiamma all’interno della camera di combustione.
I prodotti della combustione emessi dal bruciatore 1, non vengono totalmente combusti al loro primo passaggio attraverso l’elemento 9 di scarico, ma la combustione viene incrementata (completata) grazie al continuo ricircolo dei gas F (presenti all’interno della camera 3 di cottura) attraverso l’elemento 15 di aspirazione nell’elemento 14 di scarico.
In altre parole, il bruciatore 1 genera, tramite il dispositivo 8 di innesco, una combustione primaria sui gas immessi dai condotti 6 e 7 (combustibile e comburente) ed una combustione secondaria degli stessi, sfruttando i gas F ricircolati dall’interno della camera 3 di cottura non completamente combusti (in cui è presente ossigeno residuo) aspirati dall’elemento 15 di aspirazione. In particolare, la combustione primaria avviene all’interno dell’elemento 9 di scarico e la combustione secondaria avviene all’interno dell’elemento 14 di scarico.
In particolare, la strozzatura 18 dell’elemento 15 di aspirazione determina un aumento della velocità del gas emesso dal bruciatore 1 in uscita dall’elemento 9 di scarico.
Successivamente, la velocità del gas diminuisce nuovamente a causa della forma svasata, in particolare divergente, del tratto 19 di forma troncoconica.
Si è ipotizzato che, la variazione di velocità del gas, sfruttando l’effetto Venturi, determina una depressione in corrispondenza delle aperture 16. Questa depressione determina a sua volta l’aspirazione dei gas F presenti all’interno della camera 3 e consente quindi di effettuare una combustione secondaria sfruttando tali gas F (all’interno dei quali è ancora presente una discreta percentuale di ossigeno – circa il 10%).
Nelle forme di attuazione non limitative ed illustrate nelle figure allegate, l’elemento 15 di aspirazione determina un aumento dei moti turbolenti all’interno della camera 3 di cottura. Inoltre, la combustione secondaria che avviene all’interno dell’elemento 14 di scarico, genera un ulteriore incremento di scambio termico, in particolare per irraggiamento, dovuto al riscaldamento dello stesso elemento 14 di scarico. Ne consegue un aumento del coefficiente di scambio termico complessivo sui manufatti T ceramici ed una maggiore omogeneità della temperatura all’interno della camera 3 di cottura.
Secondo la vantaggiosa forma di attuazione non limitativa ed illustrata nelle figure 4 e 5, la strozzatura 18 dell’elemento 15 di aspirazione è disposta in corrispondenza della superficie 32 interna della parete 31 del forno 2. Questa caratteristica consente di massimizzare l’aspirazione ed il ricircolo dei gas F presenti in prossimità della superficie 32 interna della parete 31 del forno 2, i quali sono i fumi con minore turbolenza e quindi minore temperatura.
Nel grafico in figura 8, è illustrato l’andamento della temperatura in funzione della distanza dalla parete 3 del forno 2; tale grafico è stato ricavato sperimentalmente.
In particolare, l’asse delle ordinate indica la temperatura dei manufatti T ceramici in cottura e quello delle ascisse la distanza dalla parete 3. La variazione di temperatura indicata con la linea SB tratteggiata si riferisce ad un apparato con un bruciatore standard, mentre la variazione di temperatura indicata con la linea IB continua si riferisce ad una non limitativa forma di attuazione dell’apparato 1 in accordo con la presente invenzione.
Risulta quindi evidente che, utilizzando un apparato 1 in accordo con la presente invenzione, si ottiene una maggior uniformità della temperatura lungo la larghezza della camera 3 di cottura del forno 2. In particolare, la temperatura in prossimità della parete 3 è notevolmente aumentata grazie alle turbolenze generate dall’elemento 15 di aspirazione ed al contributo dell’irraggiamento fornito dall’elemento 14 di scarico proprio in prossimità della detta parete 3; mentre la temperatura al centro del forno risulta essere incrementata rispetto al caso tradizionale a causa dell’utilizzo dell’elemento di scarico 14, che consente al blocco 17 di combustione di raggiungere profondità elevate all’interno del forno 2. Pertanto, la fiamma uscente da detto elemento 14 di scarico viene emessa maggiormente in profondità rispetto alle soluzioni tradizionali.
È importante notare che anche il picco di temperatura in prossimità dello scarico del bruciatore 1 risulta essere (almeno parzialmente) appianato.
Benché l’invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non è da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni coperte dalle rivendicazioni allegate, quali ad esempio una diversa geometria della testa 27 di combustione, del blocco 17 di combustione ed in particolare dell’elemento 15 di aspirazione, un diverso metodo di aspirazione dei gas F in prossimità della parete 3, una diversa disposizione dei bruciatori 8 all’interno dell’apparato 1 (sia come posizione che come allineamento), un diverso sistema 4 di trasporto, ecc.
L’apparato ed il bruciatore sopra descritti comportano numerosi vantaggi.
Innanzitutto, la realizzazione e l’assemblaggio del bruciatore 1 sono semplificati rispetto a soluzioni di arte nota comprendenti più componenti.
In aggiunta, il bruciatore 1, data la geometria e la penetrazione nella camera 3 di cottura, può tranquillamente essere installato in sostituzione (come miglioria) di un’architettura standard.
Inoltre, la presenza dell’elemento 14 di scarico all’interno della camera 3 e dell’elemento 15 di aspirazione in prossimità della superficie 32 interna della parete 31 e non all’interno della parete 31, consentono di evitare problematiche legate al surriscaldamento della parete 31 stessa, solitamente realizzata in muratura, che comporterebbe un surriscaldamento, con possibili rotture, del blocco 17 di combustione e/o il surriscaldamento del corpo 5 di miscelazione (solitamente realizzato in metallo), il quale a sua volta genererebbe un rischio di scottatura per gli operatori ed una dispersione di energia non indifferente. Inoltre, vengono evitate le problematiche legate alla formazione di depositi ed ostruzioni causate da eventuali condense di gas ricircolati all’interno della muratura della parete 31 laterale.
Infine, la diminuzione delle dispersioni, l’aumento della combustione (il ricircolo che si ottiene, di almeno il 50% dei fumi, consente di utilizzare regolazioni con riduzione del comburente, sfruttando l’ossigeno residuo presente nei gas F ricircolati) e dell’uniformità della temperatura all’interno della camera 3 di cottura, determinano, da parte dell’apparato 30 e del bruciatore 1 in accordo con la presente invenzione, la necessità di una minore quantità di gas (solitamente metano) da immettere all’interno del bruciatore per mantenere una certa temperatura, rispetto alle soluzioni di arte nota.

Claims (15)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Apparato (30) industriale per la cottura di manufatti ceramici comprendente: un forno (2) a tunnel provvisto di almeno una parete (31) laterale, la quale delimita almeno parzialmente una camera (3) di cottura e presenta una superficie (32) interna alla camera (3) di cottura ed una superficie (33) esterna alla camera (3) di cottura; un sistema (4) di trasporto atto a movimentare una pluralità di manufatti ceramici (T), lungo un percorso (P) di convogliamento all’interno della camera (3) di cottura; ed almeno un bruciatore (1), il quale comprende un corpo (5) di miscelazione, disposto in prossimità della superficie (33) esterna, un primo elemento (9) di scarico tubolare, un secondo elemento (14) di scarico tubolare ed un elemento (15) di aspirazione; il primo elemento (9) di scarico tubolare essendo disposto tra il corpo (5) di miscelazione ed il secondo elemento (14) di scarico tubolare; il forno (2) essendo caratterizzato dal fatto che l’elemento (15) di aspirazione si trova tra il primo elemento (9) di scarico ed il secondo elemento (14) di scarico, ed è disposto, almeno parzialmente, all’interno della camera (3) di cottura; l’elemento (15) di aspirazione è configurato per portare almeno parte dei gas (F) presenti nella camera (3) di cottura nel secondo elemento (14) di scarico.
  2. 2. Apparato (30) secondo la rivendicazione 1, in cui l’elemento (15) di aspirazione è disposto in corrispondenza della superficie (32) interna della parete (31) laterale; l’elemento (15) di aspirazione è configurato per creare una depressione tra il primo elemento (9) di scarico ed il secondo elemento (14) di scarico in modo da portare almeno parte dei gas (F) presenti nella camera (3) di cottura nel secondo elemento (14) di scarico.
  3. 3. Apparato (30) secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente una pluralità di bruciatori disposti in serie lungo una direzione (DD) parallela al percorso (P) di convogliamento.
  4. 4. Apparato (30) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui il primo elemento (9) di scarico tubolare dell’almeno un bruciatore (1) si estende almeno parzialmente (in particolare, totalmente) attraverso la (in particolare, trasversalmente) alla parete (31) laterale del forno (2); il secondo elemento (14) di scarico tubolare del bruciatore (1) essendo sostanzialmente coassiale rispetto al primo elemento (9) di scarico tubolare ed essendo sostanzialmente completamente disposto all’interno della camera (3) di cottura.
  5. 5. Apparato (30) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il primo elemento (9) di scarico tubolare dell’almeno un bruciatore (1) è installato in modo da sporgere parzialmente all’interno della camera (3) di cottura.
  6. 6. Apparato (30) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il detto bruciatore (1) presenta un asse (AA) longitudinale trasversale (in particolare, perpendicolare) al percorso (P) di convogliamento, ad esempio perpendicolare alla detta parete del forno (2) industriale.
  7. 7. Bruciatore (1) per la cottura di manufatti ceramici installabile in un forno (2) industriale comprendente una camera (3) di cottura; il bruciatore (1) comprendendo: un corpo (5) di miscelazione; un condotto (6) per l’adduzione di un combustibile; un condotto (7) per l’adduzione di un comburente; un dispositivo (8) di innesco per avviare una combustione; un primo elemento (9) di scarico tubolare, il quale è atto ad essere attraversato da un fluido in uscita dal corpo (5) di miscelazione ed è dotato di una prima estremità (10), all’interno della quale è inserita almeno una parte del corpo (5) di miscelazione, ed una seconda estremità (12) opposta alla prima estremità (10); il bruciatore (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo elemento (14) di scarico tubolare il quale si estende dalla seconda estremità dal lato opposto rispetto alla prima estremità (10); ed un elemento (15) di aspirazione, il quale è configurato per portare almeno parte dei gas (F) presenti all’interno della camera (3) di cottura nel secondo elemento (14) di scarico tubolare ed è dotato di una o più aperture (16) disposte tra il primo ed il secondo elemento (14) di scarico tubolare; il bruciatore (1) è configurato in modo che l’elemento (15) di aspirazione è atto ad essere disposto, almeno parzialmente, all’interno della camera (3) di cottura.
  8. 8. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 7, e configurato in modo che il secondo elemento (14) di scarico tubolare è atto ad essere disposto interamente all’interno della camera (3) di cottura e, ad esempio, è coassiale al primo elemento (9) di scarico tubolare; ad esempio, il primo elemento (9) di scarico tubolare, il secondo elemento (14) di scarico tubolare e l’elemento (15) di aspirazione formano un blocco (17) di combustione, che presenta una superficie (22) laterale almeno parzialmente senza soluzione di continuità.
  9. 9. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui il primo elemento (9) di scarico tubolare, il secondo elemento (14) di scarico tubolare e l’elemento (15) di aspirazione formano un blocco (17) di combustione realizzato di pezzo, in particolare in carburo di silicio.
  10. 10. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui il blocco (17) di combustione è realizzato mediante fabbricazione additiva, in particolare stampaggio 3D.
  11. 11. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni da 7 a 10, in cui l’elemento (15) di aspirazione comprende un tubo di Venturi.
  12. 12. Bruciatore (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 7 a 11, in cui l’elemento (15) di aspirazione presenta una strozzatura (18) disposta in corrispondenza della seconda estremità (12); l’elemento (15) di aspirazione presenta almeno un tratto (19) di forma troncoconica, delimitata da una base (20) maggiore ed una base (21) minore; il secondo elemento (14) di scarico tubolare presenta una prima estremità aperta (23), rivolta verso l’elemento (15) di aspirazione, ed una seconda estremità aperta (24) rivolta verso l’interno della camera (3) di cottura.
  13. 13. Bruciatore (1) secondo la rivendicazione 12, in cui le aperture (16) si estendono attraverso l’elemento (15) di aspirazione (ad esempio, presentano una forma allungata e sono disposte longitudinalmente al primo elemento (9) di scarico tubolare ed al secondo elemento (14) di scarico tubolare); la base (21) minore del detto tratto (19) di forma troncoconica coincide con la strozzatura (18); la base (20) maggiore del detto tratto (19) di forma troncoconica coincide con la prima estremità aperta (23).
  14. 14. Bruciatore (1) secondo una delle rivendicazioni da 7 a 13, in cui l’elemento (15) di aspirazione comprende delle nervature (25) di rinforzo.
  15. 15. Apparato (30) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, e comprendente un bruciatore (1) secondo le rivendicazioni da 7 a 14.
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